專(zhuān)利名稱(chēng)：具有頻帶變換的集成交叉點(diǎn)切換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電信號(hào)處理。更具體地，本發(fā)明涉及射頻(RF)信號(hào)分配和頻率轉(zhuǎn)換。
背景技術(shù)：
通信系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成能使用通信信道將信息從信源提供給目的地。電通信信道可以通過(guò)多種方式被實(shí)現(xiàn)。電通信系統(tǒng)可以作為點(diǎn)到點(diǎn)信道、廣播信道、或二者的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)通信信道?？梢允褂霉馔ㄐ沛溌坊螂娡ㄐ沛溌穪?lái)實(shí)現(xiàn)所述通信信道。光通信鏈路包括但不限于自由空間光鏈路和光纖光鏈路。電通信鏈路類(lèi)似地包括但不限于無(wú)線鏈路和有線鏈路。
在特定鏈路上所承載的所述信息的數(shù)量受限于所述鏈路中的可用帶寬。一些通信鏈路可以由于物理特性而是帶寬受限的，而其它通信鏈路可以由于人為因素而是帶寬受限的，所述人為因素可以包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)的局限性和規(guī)定的(regulatory)限制。為了使在無(wú)線頻譜不受管理的情況下所產(chǎn)生的干擾最小化，規(guī)定的限制在無(wú)線通信系統(tǒng)中特別普遍。不論在有線系統(tǒng)還是無(wú)線系統(tǒng)中，與另一個(gè)不相關(guān)的信號(hào)占用相同帶寬的信號(hào)對(duì)所述不相關(guān)的信號(hào)來(lái)說(shuō)都是干擾。類(lèi)似地，所述不相關(guān)的信號(hào)對(duì)于所述第一信號(hào)來(lái)說(shuō)也是干擾。由于在無(wú)線環(huán)境中很難將信號(hào)從干擾信號(hào)中隔離開(kāi)來(lái)，因此，無(wú)線通信系統(tǒng)通常以規(guī)定的帶寬進(jìn)行操作。
頻帶受規(guī)定所限制的公共通信系統(tǒng)包括廣播無(wú)線電和電視系統(tǒng)，所述規(guī)定例如由美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)或國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)所推行的規(guī)定。在廣播無(wú)線電和電視中所使用頻帶的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)使得用戶的電子設(shè)備能夠令其工作的頻帶標(biāo)準(zhǔn)化。
已經(jīng)知道并且可以獲得許多技術(shù)來(lái)更有效地利用特定的頻帶。最通常的技術(shù)是使用某種形式的信號(hào)多路復(fù)用。通常的多路復(fù)用技術(shù)包括時(shí)分多路復(fù)用(TDM)、頻分多路復(fù)用(FDM)、碼分多路復(fù)用(CDM)、正交頻分多路復(fù)用(OFDM)等。
在TDM系統(tǒng)中，給獨(dú)立的用戶分配不重疊的時(shí)隙。由此，在任何特定的時(shí)間，允許一個(gè)用戶占用整個(gè)分配的帶寬。類(lèi)似地，在FDM系統(tǒng)中，給用戶分配整個(gè)所分配的頻帶中的一部分，分配給一個(gè)用戶的所述頻帶的所述部分與分配給另一個(gè)用戶的部分是不重疊的。在CDM系統(tǒng)中，在全部時(shí)間內(nèi)，給每個(gè)用戶分配整個(gè)頻帶，但是，每個(gè)用戶使用正交碼在所述頻帶中進(jìn)行通信。由于所述用戶的編碼是正交的，因此，每個(gè)用戶可以從占用所述頻帶的其它信號(hào)中恢復(fù)出其相應(yīng)的信號(hào)。然而，在CDM系統(tǒng)中，每個(gè)用戶對(duì)所述頻帶中的所有其它用戶來(lái)說(shuō)都是干擾信號(hào)。為了使由任何一個(gè)用戶給所述頻帶中的所有其它用戶帶來(lái)的干擾最小化，由CDM系統(tǒng)中的每個(gè)用戶所發(fā)送的能量嚴(yán)格地被控制為實(shí)現(xiàn)特定信號(hào)質(zhì)量所需的最小功率。在OFDM系統(tǒng)中，所述頻帶被分成多個(gè)不同的頻帶。每個(gè)用戶可以在整個(gè)頻帶上進(jìn)行通信，但是，來(lái)自于每個(gè)用戶的信息被分成多個(gè)并行的流，所述并行的流作為正交波形在預(yù)定數(shù)量的子頻帶中的每個(gè)里被廣播。當(dāng)然，所述多路復(fù)用技術(shù)的討論是不詳盡的，并且一些通信系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)其它多路復(fù)用技術(shù)或者多于一個(gè)的多路復(fù)用技術(shù)的組合。
所規(guī)定的頻帶和所規(guī)定的頻帶中的通信信道的一種結(jié)果是兼容性。在第一通信頻帶中工作的通信系統(tǒng)希望將信息提供給在第二通信頻帶中工作的第二通信系統(tǒng)。對(duì)在不同頻帶下的兩種不兼容的信號(hào)進(jìn)行連接的一種方式是頻率變換。以第一頻率來(lái)自于第一通信系統(tǒng)的信號(hào)可以被變換為第二頻率，以便在所述第二通信系統(tǒng)可以利用所述信號(hào)。通信系統(tǒng)可以結(jié)合多個(gè)頻率變換，以便將信號(hào)從信源提供給其最終的目的地。
另外，來(lái)自于第一通信系統(tǒng)的信號(hào)可以被頻率變換，以便與第二通信系統(tǒng)兼容。使用頻率變換的一個(gè)例子是在有線電視系統(tǒng)中。電視典型地被生產(chǎn)為與特定的電視標(biāo)準(zhǔn)兼容。在美國(guó)，大多數(shù)的電視兼容國(guó)家電視標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)(NTSC)標(biāo)準(zhǔn)以及由所述FCC所規(guī)定的用于電視信道的頻率分配。然而，從某種程度上來(lái)說(shuō)，有線電視提供商實(shí)際上能夠在任何一個(gè)信道上提供所述內(nèi)容。另外，有線運(yùn)營(yíng)商所具有的信號(hào)數(shù)量可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)典型的電視接收機(jī)所能調(diào)諧的信道數(shù)量。因此，在開(kāi)頭或者有線電視信號(hào)源，有線運(yùn)營(yíng)商可以接收期望數(shù)量的信號(hào)，并且對(duì)每個(gè)信號(hào)進(jìn)行頻率變換，將其變換到期望的電視信道上。
由所述有線運(yùn)營(yíng)商所實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)決定了頻率變換以及對(duì)信道間干擾的主要貢獻(xiàn)因素(contributor)，這樣，這些問(wèn)題典型地與終端用戶無(wú)關(guān)。然而，隨著可以獲得更多來(lái)自于不同信源的內(nèi)容，所述終端用戶本地的接收機(jī)結(jié)合有這樣的能力，以便連接到多種信源并將所述多種信源組合為提供給所述終端用戶的信號(hào)。
例如，單個(gè)家庭可以訪問(wèn)空中電視廣播信道、有線電視信道、衛(wèi)星電視信道、微波電視信道、閉路電視信道、以及來(lái)自于其它信源的電視信道。來(lái)自于多種信號(hào)源的這些多種通道可以容易地提供典型的電視可以調(diào)諧到的較多的信道。另外，來(lái)自于所述信號(hào)源的一種或多種的信道中的一些可以出現(xiàn)在相同信道上，這樣直接的信號(hào)組合是不可行的。例如，來(lái)自于衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的信號(hào)可以被下變頻為一組特定的信道，所述信道與由所述有線電視信源所提供的信道重合。來(lái)自于所述兩種信號(hào)源的所述信道不可能在來(lái)自于所述衛(wèi)星電視信源的信道不干擾來(lái)自于所述有線電視信源的重合信道的情況下而直接地被合并。因此，典型地，切換器(switch)可以被提供，以便允許終端用戶選擇一個(gè)信號(hào)源以及從所有其它信源中消除干擾信號(hào)。
為了進(jìn)一步地調(diào)解與從多個(gè)信源向終端用戶分配信號(hào)相關(guān)聯(lián)的所述問(wèn)題，來(lái)自于例如衛(wèi)星電視信源的信源的信號(hào)不是從一個(gè)信源而是從多個(gè)信源到達(dá)的。衛(wèi)星電視接收機(jī)典型地能夠同時(shí)從被放置在一個(gè)或多個(gè)衛(wèi)星上的多個(gè)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器中接收信號(hào)。從所述多個(gè)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器所接收的所述信號(hào)可能超過(guò)典型的電視調(diào)諧器的信道調(diào)諧能力。因此，對(duì)于特定的電視接收機(jī)而言，僅僅所有可獲得的衛(wèi)星電視信號(hào)的子集是可以同時(shí)獲得的。
盡管對(duì)于單個(gè)的用戶來(lái)說(shuō)，信源切換器可以是一種可行的解決方案，但是，當(dāng)多個(gè)例如電視的接收機(jī)通過(guò)例如共享同軸電纜的公共分配機(jī)制而連接到相同的信源時(shí)，信源切換器的使用很快就變成難以實(shí)行的了。給每個(gè)電視位置提供所有信號(hào)源以及在所述電視上提供信源切換器典型地是難以實(shí)行的。然而，所希望的是每個(gè)電視接收機(jī)能夠獨(dú)立地控制所述信號(hào)源。另外，在來(lái)自于例如衛(wèi)星電視的特定信源的信號(hào)可以在相同的信道上被提供的情況下，所希望的是能夠?qū)λ鲂盘?hào)中的一些進(jìn)行頻率變換，從而在不同的信道上提供它們。

發(fā)明內(nèi)容
在這里公開(kāi)了信號(hào)分配系統(tǒng)、設(shè)備和方法。總的來(lái)看，所述系統(tǒng)允許來(lái)自于第一數(shù)量的輸入信號(hào)中的任一個(gè)的信號(hào)被定向(direct)到多個(gè)目的地中的任一個(gè)上。另外，所述第一數(shù)量的輸入信號(hào)中每個(gè)可以包括來(lái)自于多個(gè)預(yù)定輸入頻帶的至少一個(gè)頻帶里的信號(hào)。所述系統(tǒng)還允許對(duì)來(lái)自于所述多個(gè)預(yù)定輸入頻帶中的每個(gè)的信號(hào)進(jìn)行頻率變換，將其變換為多個(gè)預(yù)定輸出頻帶中的一個(gè)。所述預(yù)定輸入頻帶可以與所述預(yù)定輸出頻帶重合。另外，在輸入頻帶中的輸入信號(hào)可以被輸出到輸出頻帶，所述輸出頻帶基本上與所述輸入頻帶相同。在所述系統(tǒng)內(nèi)的放大器允許將來(lái)自于一個(gè)信號(hào)源的信號(hào)被提供給任何數(shù)量的獨(dú)立的頻率變換塊?？梢栽趩蝹€(gè)集成電路中實(shí)現(xiàn)所述系統(tǒng)的一些或者全部。
期望的信號(hào)可以從多個(gè)不同的信號(hào)源而被接收。從所述信號(hào)源到本地接收機(jī)的所述通信鏈路可以是有線的或者無(wú)線的。信號(hào)源中的每個(gè)提供一個(gè)或多個(gè)信源信號(hào)，例如通過(guò)低噪聲塊變頻器(low noise block converter)，所述信號(hào)可以被頻率變換到多個(gè)預(yù)定輸入頻帶之一上?；蛘撸梢栽谒鲱A(yù)定輸入頻帶中的一個(gè)或多個(gè)上提供所述信源信號(hào)中的一個(gè)或多個(gè)。所述輸入頻帶典型地是不同的，并且定義了鄰接的復(fù)合(composite)頻帶。然而，所述輸入頻帶可以是重疊的，或者定義了分離的復(fù)合頻帶。所述輸入和輸出頻帶可以承載來(lái)自于一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的用于一個(gè)或多個(gè)信道的數(shù)據(jù)。


參考附圖，根據(jù)下面所提出的詳細(xì)描述，本發(fā)明的特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，其中相同參考符號(hào)始終相應(yīng)地進(jìn)行標(biāo)識(shí)，并且其中圖1是被配置成能將信號(hào)從多個(gè)衛(wèi)星提供到多個(gè)用戶設(shè)備的衛(wèi)星通信系統(tǒng)的功能框圖；圖2是級(jí)聯(lián)頻帶變換切換器的功能框圖；圖3是頻帶變換切換器的功能框圖，所述頻帶變換切換器具有被配置成能提供直通(pass through)的一個(gè)頻帶變換裝置和被配置成能提供變換的一個(gè)頻帶變換裝置；圖4A說(shuō)明了在現(xiàn)有技術(shù)中已知的雙平衡混頻器的簡(jiǎn)化開(kāi)關(guān)圖；圖4B作為吉爾伯特(Gilbert)單元混頻電路來(lái)說(shuō)明了圖4A的雙平衡混頻器；圖5說(shuō)明了其中可以采用所述混頻電路的普通振蕩器、多混頻器系統(tǒng)；圖6A說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的混頻電路的簡(jiǎn)化開(kāi)關(guān)圖；圖6B說(shuō)明了操作圖6A中所示的混頻電路的方法；圖6C作為修改的吉爾伯特單元混頻電路來(lái)說(shuō)明了圖6A的所述混頻電路；圖7說(shuō)明了所述混頻電路的第二實(shí)施例；圖8A和8B說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例利用圖3A和圖4的所述混頻電路的普通振蕩器、多混頻器系統(tǒng)；圖9A-9C是具有切換器的級(jí)聯(lián)緩沖放大器的功能框圖；圖10是具有頻帶變換的集成交叉點(diǎn)(crosspoint)切換器的功能框圖；圖11A-11D是切換器的功能框圖；圖12是具有頻帶變換的集成交叉點(diǎn)切換器的功能框圖；圖13是具有頻帶變換的集成交叉點(diǎn)切換器的功能框圖；圖14是具有頻帶變換的集成交叉點(diǎn)切換器的功能框圖；
圖15是連接有附加部件以提供兩種信號(hào)輸出的集成頻帶變換切換器的功能框圖；圖16是被配置成能從衛(wèi)星接收信號(hào)并且將其分配給多個(gè)用戶設(shè)備的信號(hào)分配系統(tǒng)的功能框圖；圖17A-17D是AGC放大器的功能框圖；圖18A-18B是級(jí)聯(lián)放大器配置的功能框圖；圖19是級(jí)聯(lián)的集成頻帶變換切換器的功能框圖；圖20是使用級(jí)聯(lián)AGC放大器來(lái)分配信號(hào)的方法的流程圖；圖21是被配置成能對(duì)具有預(yù)定帶寬的輸入信號(hào)進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換的頻帶變換切換器的功能框圖；圖22是被配置成能將來(lái)自于兩個(gè)信源來(lái)的信號(hào)切換和頻率變換到一個(gè)輸出的頻帶變換切換器的功能框圖；圖23是使用集成頻帶變換切換器對(duì)輸入頻帶進(jìn)行頻率變換的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是例如衛(wèi)星電視系統(tǒng)100的基于衛(wèi)星的通信系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的功能框圖。然而，本發(fā)明不局限于在基于衛(wèi)星的通信系統(tǒng)中的應(yīng)用，本發(fā)明也不局限于的在電視系統(tǒng)中的使用。本發(fā)明適用于任何通信系統(tǒng)，其中在一個(gè)或多個(gè)輸入頻帶中的多個(gè)信號(hào)可以作為一個(gè)或多個(gè)輸出頻帶中的信號(hào)而被分配給一個(gè)或多個(gè)接收機(jī)。
所述衛(wèi)星電視系統(tǒng)100包括一個(gè)或多個(gè)衛(wèi)星110a-110c，其被設(shè)置在多個(gè)不同的軌道位置(orbital slots)上。盡管在圖1中示出了三個(gè)衛(wèi)星110a-110c，但是，在特定的衛(wèi)星電視系統(tǒng)100中可能有許多衛(wèi)星。所述衛(wèi)星可以在不同的載波頻率和極化上操作?？梢杂伤鲂l(wèi)星110a-110c所使用的所述不同的載波頻率和極化提供了一個(gè)衛(wèi)星傳輸與另一個(gè)的隔離的程度。另外，所述衛(wèi)星110a-110c可以實(shí)現(xiàn)定向天線以提供其它的信號(hào)選擇性。因此，通過(guò)相應(yīng)的極化天線來(lái)接收廣播信號(hào)并且調(diào)諧到所述期望的衛(wèi)星頻率，接收機(jī)可以從例如110a的期望的衛(wèi)星中選擇信號(hào)，其中所述極化天線面向所期望的衛(wèi)星l10a的大致方向。由于每個(gè)衛(wèi)星110a-110c是以類(lèi)似方式被配置的，因此，僅僅為所述衛(wèi)星中的一個(gè)110a提供更詳細(xì)的描述。
在衛(wèi)星電視系統(tǒng)100中的衛(wèi)星110a可以包括單個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器(未示出)，但是典型地包括多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器。每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器典型地在不同頻率上傳送以及具有相關(guān)的極化。如果由所述極性差異所提供的選擇性足以滿足所述系統(tǒng)，那么在相同的衛(wèi)星110a上的兩個(gè)不同轉(zhuǎn)發(fā)器可以在相同的頻率但以不同的極性來(lái)進(jìn)行傳送，如果每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器在不同頻率上傳送，則在單個(gè)衛(wèi)星110a上的不同轉(zhuǎn)發(fā)器可以全部以相同的極性傳送，或者可以使用不同的極性。
另外，一些轉(zhuǎn)發(fā)器可以被配置有多個(gè)載波頻率，所述頻率具有不同的信道偏移。其它轉(zhuǎn)發(fā)器可以在一個(gè)載波上多路復(fù)用多個(gè)數(shù)字信道。具有下面所描述的頻帶變換的所述集成交叉點(diǎn)切換器可以被配置成能在具有任何轉(zhuǎn)發(fā)器調(diào)制類(lèi)型的一個(gè)或多個(gè)頻帶上操作。
例如，衛(wèi)星110a可以包括在多個(gè)載波頻率上提供信息的第一轉(zhuǎn)發(fā)器，所述載波頻率具有與用于電視接收機(jī)的信道間隔相對(duì)應(yīng)的載波頻率間隔。在衛(wèi)星110a中的所述轉(zhuǎn)發(fā)器典型地被布置為轉(zhuǎn)發(fā)器組。例如，所述轉(zhuǎn)發(fā)器組可以被配置成能提供鄰接的信道組。可選地，在特定的轉(zhuǎn)發(fā)器組中的所述信號(hào)可以具有變化的信道偏移，其中一個(gè)或多個(gè)信道具有不同的載波帶寬或符號(hào)速率。另外，在衛(wèi)星組中的所述轉(zhuǎn)發(fā)器可以被配置成能全部使用相同的極化來(lái)傳送。被配置成能用于衛(wèi)星電視系統(tǒng)100的典型的衛(wèi)星110a可以包括兩個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器組，在每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器組中有十六個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，每個(gè)組具有不同的極性。當(dāng)然，所述衛(wèi)星110a不局限于任何特定的轉(zhuǎn)發(fā)器結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)發(fā)器組也不必局限于十六個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器。
被配置成能在衛(wèi)星電視系統(tǒng)100中操作的衛(wèi)星110a典型地在兩個(gè)頻帶里的一個(gè)中傳送下行鏈路信號(hào)。每個(gè)頻帶可以包括與一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器相對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)信道。第一下行鏈路頻帶是在C-頻帶中，并且典型地范圍為3.6-4.2GHz。第二下行鏈路頻帶是在Ku-頻帶中，并且典型地范圍為10.7-12.75GHz。當(dāng)然，每個(gè)衛(wèi)星或其它的信號(hào)源可以在一個(gè)或多個(gè)頻帶上傳送信號(hào)。所述頻帶不局限于所述列出的兩個(gè)頻帶，并且可以是任何適當(dāng)?shù)念l帶，包括具有還未由管理實(shí)體所定義和分配的一個(gè)或多個(gè)頻帶。
當(dāng)然，由于構(gòu)造磚墻(brick wall)濾波器的實(shí)際限制，用于一個(gè)或多個(gè)下行鏈路頻帶的上和下頻帶邊緣不是絕對(duì)的。相反地，所述頻帶典型地表示通頻帶，以及所述操作的轉(zhuǎn)發(fā)器下行鏈路頻帶典型包括這樣的頻帶，所述頻帶包括具有所述通頻帶內(nèi)的上和下頻帶邊緣?？蛇x地，所述頻帶邊緣可以定義阻帶邊緣，所述轉(zhuǎn)發(fā)器可以傳送在所述頻帶邊緣頻率外的基本上減少的能量。因此，事實(shí)上，所述下行鏈路頻帶的范圍可以大約是、或者基本上是3.6-4.2GHz和10.7-12.75GHz。另外，當(dāng)衛(wèi)星110a可以被配置成能使用特定的下行鏈路頻帶時(shí)，所述衛(wèi)星110a實(shí)際上不能在所述下行鏈路頻帶內(nèi)的全部頻率上傳送信號(hào)。衛(wèi)星110a不局限于在這兩個(gè)頻帶中傳送下行鏈路信號(hào)，并且可以有通過(guò)所述衛(wèi)星110a所實(shí)現(xiàn)的另外的下行鏈路頻帶。這些另外的下行鏈路頻帶可以不同于先前所描述的下行鏈路頻帶，或者可以與所述先前描述的下行鏈路頻帶的一部分或全部重疊。
由所述衛(wèi)星110a-110c所傳送的所述下行鏈路信號(hào)可以由陸地電視系統(tǒng)所接收，并且被顯示給一個(gè)或者多個(gè)電視170a-170c。天線120典型地用于從所述衛(wèi)星110a-110c接收信號(hào)。所述天線120在圖1中作為截拋物面天線而被顯示，但是還可以使用其它天線120配置。在實(shí)現(xiàn)截拋物面天線120的實(shí)施例中，反射器可以將所述下行鏈路信號(hào)指向天線饋電(feed)122。盡管所示出的天線120僅僅具有一個(gè)天線饋電122，但是可以在單個(gè)天線120上使用一個(gè)或者多個(gè)天線饋電122。適合于在所述系統(tǒng)內(nèi)操作的一些天線配置不能包括天線饋電122。所述天線120或者天線饋電122可以被配置成能從特定的下行鏈路頻帶或者特定的極化中接收信號(hào)。例如，所述天線120和天線饋電122可以被配置成能接收具有左旋圓極化的10.7-12.75GHz頻帶。作為所述天線120的一部分而被包括的另一種天線饋電(未示出)可以被配置成能接收具有相同或者不同極化的另一個(gè)下行鏈路頻帶。另外，盡管在圖1中示出了一個(gè)天線120，但是，可以作為單個(gè)系統(tǒng)的一部分在一個(gè)位置或者多個(gè)位置上實(shí)現(xiàn)復(fù)合天線。
所述天線120的輸出被連接到用來(lái)處理所述接收信號(hào)的接收機(jī)180。在典型的衛(wèi)星電視系統(tǒng)100中，所述接收機(jī)180包括低噪聲放大器，其放大所述信號(hào)，同時(shí)使相關(guān)的噪聲影響最小化時(shí)。另外，在所述衛(wèi)星下行鏈路頻率所接收的信號(hào)典型地被頻率變換到一個(gè)或多個(gè)預(yù)定頻帶、或者公共的中頻(IF)頻帶。所接收的下行鏈路信號(hào)還可以被濾波以消除可以提供干擾的帶外信號(hào)。
在一個(gè)實(shí)施例中，由所述衛(wèi)星110a-110c所傳送的所述下行鏈路信號(hào)的載頻間隔典型地對(duì)應(yīng)于由電視接收機(jī)或機(jī)頂盒所使用的信道間隔。在這個(gè)實(shí)施例中，有利地，將整個(gè)所接收的下行鏈路頻帶頻率轉(zhuǎn)換為由電視接收機(jī)或機(jī)頂盒所使用的所述預(yù)定頻帶之一?？蛇x地，所接收的下行鏈路頻帶可以被頻率轉(zhuǎn)換為中間頻率上的預(yù)定頻帶，用于在轉(zhuǎn)換到適合于電視接收機(jī)或機(jī)頂盒的頻率之前作進(jìn)一步處理。在另一個(gè)實(shí)施例中，幾個(gè)信道可以使用單個(gè)載波而被多路復(fù)用。在這個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)被多路復(fù)用的載波可以被頻率轉(zhuǎn)換到機(jī)頂盒的輸入頻率上。
所述低噪聲放大、濾波、和初始頻率轉(zhuǎn)換的處理可以由低噪聲塊變頻器(LNB)130a-130c來(lái)執(zhí)行。盡管可以使用更少或更多的LNB，但是，在圖1中示出了三個(gè)LNB。例如130a的LNB可以被配置成能從例如120的一個(gè)或多個(gè)天線接收信號(hào)，對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行放大、濾波，以及將所述信號(hào)塊頻率轉(zhuǎn)換(block frequency convert)到公共的IF頻帶上。例如來(lái)自于第一轉(zhuǎn)發(fā)器組的信號(hào)的下行鏈路信號(hào)的第一集合可以被塊轉(zhuǎn)換(blockconvert)到第一公共的IF頻帶上，以及，例如來(lái)自于第二轉(zhuǎn)發(fā)器組的信號(hào)的下行鏈路信號(hào)的第二集合可以被塊轉(zhuǎn)換到第二公共的IF頻帶。例如，所述LNB 130a可以從兩個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器組接收下行鏈路信號(hào)。來(lái)自于兩個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器組的多個(gè)信號(hào)可以在一個(gè)或多個(gè)天線120上、或者在一個(gè)或多個(gè)天線饋電122上被接收。另外，所述下行鏈路信號(hào)可以來(lái)源于一個(gè)衛(wèi)星，例如110a，或者來(lái)源于多于一個(gè)的衛(wèi)星110a-110c。
例如，所述LNB 130a可以將來(lái)自于第一轉(zhuǎn)發(fā)器組的所述信號(hào)塊轉(zhuǎn)換到950-1450MHz的公共的IF頻帶上。類(lèi)似地，所述LNB 130a可以同時(shí)將來(lái)自于第二轉(zhuǎn)發(fā)器組的所述信號(hào)塊轉(zhuǎn)換到1650-2150MHz的公共的IF頻帶上。在所述兩個(gè)公共的IF頻帶上的所塊轉(zhuǎn)換的信號(hào)可以在從所述LNB130a輸出之前被合并。將兩個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器組塊轉(zhuǎn)換到不同的預(yù)定頻帶以及然后對(duì)來(lái)自于所述預(yù)定頻帶的信號(hào)進(jìn)行結(jié)合的所述處理通常被稱(chēng)為頻帶堆疊(band-stacking)。在所述之前的例子中，來(lái)自于所述LNB 130的頻帶堆疊的輸出包括在950-1450MHz的第一公共IF頻帶中的塊轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)發(fā)器信號(hào)和在1650-2150MHz的第二公共IF頻帶中的塊轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)發(fā)器信號(hào)。可以想象，基于特定的轉(zhuǎn)發(fā)器組中所使用的信道間隔和載波帶寬，從兩個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器組來(lái)的信號(hào)可以被塊轉(zhuǎn)換到相同的公共IF頻帶上，并且，在沒(méi)有被被分配到相同載波頻率上的兩個(gè)信道的情況下被合并。典型地，兩個(gè)獨(dú)立的信號(hào)不會(huì)在相同的IF載波頻率上被合并，因?yàn)槊總€(gè)都將是對(duì)另一個(gè)的干擾源，從而可能使兩個(gè)信號(hào)都不能辨別。在例如TDM或者CDM系統(tǒng)的系統(tǒng)中，兩個(gè)信號(hào)可以占用相同的頻率空間，并且如果它們?cè)诶鐣r(shí)間和編碼的其它維度中占據(jù)不同的空間，則它們也是可以獨(dú)立地被分辯的。
如果轉(zhuǎn)發(fā)器組的數(shù)量超過(guò)預(yù)定頻帶、或者公共IF頻帶的數(shù)量，則就不可能頻帶堆疊來(lái)自于所有轉(zhuǎn)發(fā)器組的信號(hào)。在這種情況下，從特定的LNB130a來(lái)的頻帶堆疊的輸出可以僅僅構(gòu)成全部可利用的轉(zhuǎn)發(fā)器組的子集。另外的LNB 130b-130c可以用于保證從所述全部轉(zhuǎn)發(fā)器組來(lái)的信號(hào)被表示在所述LNB 130a-130c的所述頻帶堆疊的輸出中的一個(gè)上。然而，所述LNB130a-130c的頻帶堆疊的輸出不局限于具有來(lái)自于不同轉(zhuǎn)發(fā)器組的信號(hào)。因此，一個(gè)或多個(gè)所述頻帶堆疊的LNB輸出可以具有與另一個(gè)頻帶堆疊的LNB輸出相同的信號(hào)。在其它的實(shí)施例中，不使用頻帶堆疊，并且每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器組是獨(dú)立地從所述LNB被輸出的。
所述LNB 130a-130c的所述輸出被連接到切換器配置的輸入，所述切換器配置在這里被稱(chēng)為NxM交叉點(diǎn)切換器140。所述NxM交叉點(diǎn)切換器140包括N個(gè)輸入和M個(gè)輸出。來(lái)自于所述N個(gè)輸入的每個(gè)的信號(hào)可以有選擇地被路由到所述M個(gè)輸出中的任何輸出上。因此，從第一LNB 130a來(lái)的所述頻帶堆疊的輸出可以被連接到所述交叉點(diǎn)切換器140的第一輸入，以及可以有選擇地被路由到所述交叉點(diǎn)切換器140的輸出中的任何輸出上。
所述交叉點(diǎn)切換器140可以被配置，以使得僅僅一個(gè)輸入可以有選擇地被路由到輸出?？蛇x地，所述交叉點(diǎn)切換器140可以被配置成能將多于一個(gè)的輸入有選擇地路由到相同的輸出上。另外，所述交叉點(diǎn)切換器140還可以被配置，以使得輸入信號(hào)可以有選擇地被路由到僅僅一個(gè)輸出上。可選地，所述交叉點(diǎn)切換器140可以被配置成能有選擇地將輸入信號(hào)路由到多于一個(gè)的輸出上。典型地，所述交叉點(diǎn)切換器140被配置成能將輸入有選擇地路由到一個(gè)輸出上，以及僅僅一個(gè)輸入可以被路由到所述特定的輸出上。在所述交叉點(diǎn)切換器140配置限定一個(gè)輸出對(duì)一個(gè)輸入的情況下，如果輸入的數(shù)量N大于輸出的數(shù)量M，則就有一些輸入不能路由到輸出。類(lèi)似地，如果所述交叉點(diǎn)切換器140配置將輸出限制為僅僅來(lái)自于一個(gè)輸入的信號(hào)，則一些輸入信號(hào)不能被路由到輸出，以及一個(gè)輸入可以被路由到多個(gè)輸出。
相反地，如果所述交叉點(diǎn)切換器140配置僅僅允許一個(gè)輸入被路由到一個(gè)輸出，以及輸入的數(shù)量N小于輸出的數(shù)量M，則一些輸出就不能具有被路由到其的任何信號(hào)。類(lèi)似地，如果多個(gè)輸入可以被路由到相同的輸出以及一個(gè)輸入只得被路由到一個(gè)輸出，則一些輸出可能不具有被路由到其的任何信號(hào)。在每個(gè)所述實(shí)施例中的交叉點(diǎn)切換器可以通過(guò)上面所討論的各種選擇來(lái)配置。
所述交叉點(diǎn)切換器140的每個(gè)輸出被耦合到相應(yīng)的輸入上，以耦合到頻帶變換部分150。所述頻帶變換部分150可以表示集成的裝置，其被配置成能為其每個(gè)輸入上的信號(hào)獨(dú)立地提供頻帶變換?？蛇x地，所述頻帶變換部分150可以表示一個(gè)或多個(gè)頻帶變換裝置的集合，所述裝置被配置成能對(duì)每個(gè)所述輸入上的信號(hào)進(jìn)行頻帶變換。在一個(gè)實(shí)施例中，所述頻帶變換部分150可以包括一個(gè)或多個(gè)頻帶變換裝置，所述裝置被配置成能使用公共的本地振蕩器來(lái)對(duì)一個(gè)或多個(gè)信號(hào)進(jìn)行頻帶變換。在另一個(gè)實(shí)施例中，頻帶變換部分可以包括一個(gè)或多個(gè)頻帶變換裝置，所述裝置被配置成能獨(dú)立地對(duì)每個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行頻帶變換。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述頻帶變換部分150內(nèi)的頻帶變換裝置具有被連接到所述交叉點(diǎn)切換器140的輸出的輸入。所述頻帶變換裝置的輸出表示所述頻帶變換部分150的輸出。所述頻帶變換裝置可以被配置成能在沒(méi)有頻率變換的情況下將輸入信號(hào)有選擇地直接耦合到所述輸出，或者也可以對(duì)所述輸入信號(hào)進(jìn)行頻率變換，將其變換為不同于所述輸入頻帶的頻帶上的輸出信號(hào)。所述頻率變換裝置還可以被配置，這樣，當(dāng)選擇頻率變換時(shí)，對(duì)所述輸入信號(hào)進(jìn)行頻率變換，從所述預(yù)定頻帶中的第一頻帶有選擇地變換到所述預(yù)定頻帶中的第二頻帶上。
在上述衛(wèi)星電視的實(shí)施例中，有兩個(gè)預(yù)定的頻帶。第一預(yù)定頻帶的范圍是950-1450MHz，第二預(yù)定頻帶的范圍是1650-2150MHz。在這個(gè)實(shí)施例中，頻帶變換裝置可以對(duì)所述兩個(gè)預(yù)定頻帶之一上的輸入信號(hào)進(jìn)行頻率變換，將其變換為所述兩個(gè)預(yù)定頻帶之一上的輸出信號(hào)。可以看出，有四種不同的可能性。在所述兩個(gè)預(yù)定頻帶的低頻帶950-1450MHz中的輸入信號(hào)可以由所述頻帶變換裝置頻率變換到所述兩個(gè)預(yù)定頻帶中的低頻帶或高頻帶上。因此，在所述例子中，所述頻帶變換裝置所輸出的所述信號(hào)可以在較低的預(yù)定頻帶950-1450MHz中，或者在較高的預(yù)定頻帶1650-2150MHz中。當(dāng)然，在其中一種情況中，沒(méi)有頻率變換，而是所述輸入信號(hào)從所述頻帶變換裝置的輸入直接地被耦合到所述頻帶變換裝置的輸出。從輸入到輸出沒(méi)有頻率變換的所述直接耦合可以稱(chēng)為直通狀態(tài)。
類(lèi)似地，被提供到所述高頻帶上的所述頻帶變換裝置的輸入信號(hào)可以是從所述高頻帶或者所述低頻帶的頻帶變換裝置所輸出的。在一種狀態(tài)下，所述頻帶變換裝置被配置成直通，并且在另一種狀態(tài)下，所述頻率變換裝置被配置成能對(duì)所述輸入信號(hào)進(jìn)行頻率變換。
所述頻帶變換部分150可以被配置成能合并來(lái)自于一個(gè)或多個(gè)頻帶變換部分的輸出?？蛇x地，外部部件(未示出)可以結(jié)合一個(gè)或多個(gè)頻帶變換裝置的輸出。
因此，接收機(jī)180可以實(shí)現(xiàn)所述LNB 130a-130c、所述交叉點(diǎn)切換器140、以及所述頻帶變換部分150。所述接收機(jī)180可以在一個(gè)集成電路中實(shí)現(xiàn)全部所述部件，或者可以在分離的集成電路或獨(dú)立的裝置上實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)單元。例如，所述LNB 130a-130c每個(gè)可以作為獨(dú)立的裝置而被實(shí)現(xiàn)，并且具有頻帶變換部分150的所述交叉點(diǎn)切換器140可以在一個(gè)集成電路上被實(shí)現(xiàn)。所述LNB 130a-130c、交叉點(diǎn)切換器140和頻帶變換部分150可以在一個(gè)外殼中被實(shí)現(xiàn)。在考慮部件大小的情況下，所述安排是特別有利的。另外，在一個(gè)集成電路上的所述交叉點(diǎn)切換器140和所述頻帶變換部分150的組合可以大大地減少在離散配置上的能量需要。所述能量需要的減少可以產(chǎn)生另外的優(yōu)點(diǎn)。例如，具有減少的能量需要的交叉點(diǎn)切換器140和頻帶變換部分150的集成電路可以允許系統(tǒng)具有較小的電源。另外，減少的能量消耗典型地對(duì)應(yīng)于減少的熱量耗散。具有減少的熱量耗散需求的系統(tǒng)通?？梢允褂幂^小的散熱片(heatsinks)或者可以不用散熱片。使用較小的散熱片還可以減少系統(tǒng)的尺寸。另外，與離散的系統(tǒng)相比，集成電路的實(shí)施例可以有利地降低成本。所述成本的節(jié)省可以歸功于部件和原料的節(jié)約，當(dāng)所述交叉點(diǎn)切換器140和頻帶變換部分150被配置為集成電路時(shí)所述部件和原料可以被減少或者取消。
在另一個(gè)接收機(jī)180的實(shí)施例中，所述交叉點(diǎn)切換器140的一部分和所述頻帶變換部分150的一部分可以在分離的集成電路上被實(shí)現(xiàn)，以及其中一個(gè)集成電路可以封裝在例如130a的LNB內(nèi)。在另一個(gè)接收機(jī)180的實(shí)施例中，所述LNB 130a-130c可以被放置在遠(yuǎn)離所述交叉點(diǎn)切換器140和頻帶變換部分150的裝置中。
所述頻帶變換部分150的輸出以及因此所述接收機(jī)180的輸出耦合到機(jī)頂盒160a-160c相應(yīng)的輸入上。在所描述的實(shí)施例中，所述預(yù)定頻帶不對(duì)應(yīng)于典型的電視接收機(jī)頻帶。因此，所述機(jī)頂盒160a-160c還可以對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行頻率變換，將其變換到電視接收機(jī)操作的頻帶上。另外，從所述頻帶變換部分150來(lái)的輸出信號(hào)可以是以與標(biāo)準(zhǔn)電視接收機(jī)170a-170c不兼容的格式的。所述機(jī)頂盒160a-160c然后可以在信號(hào)處理階段運(yùn)行。例如，所述衛(wèi)星下行鏈路信號(hào)可以是以與典型的電視接收機(jī)170a-170c不兼容的形式而被數(shù)字調(diào)制的。所述機(jī)頂盒160a-160c可以被配置成能解調(diào)所述數(shù)字調(diào)制的信號(hào)，處理所述解調(diào)的信號(hào)，然后就所述信號(hào)來(lái)調(diào)制電視信道載波頻率用于傳遞給電視接收機(jī)170a-170c。
可選地，如果從所述頻帶變換部分150來(lái)的所述信號(hào)輸出是以與電視接收機(jī)170a-170c兼容的形式和頻帶的，則不需要所述機(jī)頂盒160a-160c。在另一個(gè)選擇中，由所述機(jī)頂盒160a-160c所執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)所述功能可以被集成到所述電視接收機(jī)170a-170c中。
在圖1所描述的實(shí)施例中以及在其它圖里所描述的實(shí)施例中，每個(gè)所述電視接收機(jī)170a-170c可以被連接到來(lái)自于所述機(jī)頂盒160a-160c之一的輸出上。所述機(jī)頂盒160a-160c中的每個(gè)可以具有一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的可編程輸出。然而，多于一個(gè)的電視接收機(jī)170a-170c可以被連接到例如160a的單個(gè)機(jī)頂盒的輸出上?？蛇x地，來(lái)自于多于一個(gè)的機(jī)頂盒160a-160c的輸出或者來(lái)自于例如160a的一個(gè)機(jī)頂盒的多個(gè)輸出可以被合并或者另外被連接到一個(gè)電視接收機(jī)上，例如170a上，盡管這種配置不是典型的。例如170a的電視接收機(jī)可以被配置成能調(diào)諧到由例如160a的所述機(jī)頂盒所提供的一個(gè)或多個(gè)頻帶內(nèi)的特定的信道上。所述電視接收機(jī)170a可以處理來(lái)自于所選擇的信道的信號(hào)，以顯示例如圖像或音頻的一些媒體內(nèi)容給所述用戶。
典型地，例如通過(guò)用于所述電視機(jī)170a或機(jī)頂盒160a的遠(yuǎn)程控制給用戶提供控制，以便有選擇地配置所述交叉點(diǎn)切換器140或者頻帶變換部分150。例如，可以允許用戶使用被配置成能通過(guò)所述機(jī)頂盒160a進(jìn)行操作的遠(yuǎn)程控制，選擇接收來(lái)自于兩個(gè)不同的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器組的信號(hào)。
使用所述第一LNB 130a，所述衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器組之一可以被接收和頻率轉(zhuǎn)換到公共的IF頻帶上。所述第一LNB 130a可以被配置成能將所述信號(hào)頻率轉(zhuǎn)換到所述高IF頻帶1650-2150MHz上。使用所述第N個(gè)LNB 130c，所述衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器組中的第二組可以被接收和頻率轉(zhuǎn)換到公共的IF頻帶上。所述第N個(gè)LNB 130c還可以被配置成能將所述信號(hào)頻率轉(zhuǎn)換到所述高IF頻帶1650-2150MHz上。所述其它實(shí)施例中的LNB可以類(lèi)似地被配置。因此，如果在所述兩個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器組中的任何兩個(gè)信道在所述公共的IF頻帶中共享信號(hào)帶寬，則從所述兩個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器組來(lái)的所述塊轉(zhuǎn)換的信號(hào)通常是不可組合的。
然而，在這個(gè)例子中，所述交叉點(diǎn)切換器140可以由控制信號(hào)所配置，以將來(lái)自于所述第一LNB 130a的信號(hào)輸出到第一交叉點(diǎn)切換器的輸出，以及將來(lái)自于所述第N個(gè)LNB 130c的信號(hào)輸出到第二交叉點(diǎn)切換器輸出。使用由所述機(jī)頂盒160a所提供的所述控制信號(hào)，所述頻帶變換部分150然后可以被配置成能進(jìn)行頻率變換，將來(lái)自于所述第一切換器輸出的信號(hào)從所述高IF頻帶變換到所述低IF頻帶上。所述頻帶變換部分150還可以被配置成能在沒(méi)有頻率變換的情況下直通來(lái)自于第二個(gè)切換器輸出的信號(hào)。在所述頻帶變換部分內(nèi)的組合器可以被配置成能組合來(lái)自于所述第一和第二頻帶變換輸出的輸出信號(hào)。然后，所述復(fù)合信號(hào)(composite signal)包括位于所述高公共IF頻帶的來(lái)自于所述第一轉(zhuǎn)發(fā)器組的信號(hào)，以及位于所述低公共IF頻帶的來(lái)自于所述第二轉(zhuǎn)發(fā)器組的信號(hào)。
因此，所述例子可以被歸納為允許來(lái)自于任何N個(gè)信號(hào)源的信號(hào)被組合成M個(gè)不同的頻帶堆疊的信號(hào)，其中所述信號(hào)源可以是衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器組。所述頻帶堆疊的信號(hào)每個(gè)可以包括一到M個(gè)不同的頻帶。所述每個(gè)頻帶堆疊的信號(hào)然后可以被傳送到機(jī)頂盒、多個(gè)機(jī)頂盒、或者一個(gè)或多個(gè)其它接收機(jī)，用于顯示給一個(gè)或多個(gè)用戶。
例如，來(lái)自于所述接收機(jī)180的第一輸出的輸出可以被耦合到一個(gè)或多個(gè)機(jī)頂盒上，例如160a和160b上?？蛇x地，在互不相交的頻帶中具有信息的多個(gè)接收機(jī)180的輸出可以是功率組合的，并且被耦合到單根電纜或分配系統(tǒng)上，用于將所述信號(hào)傳送到一個(gè)或多個(gè)機(jī)頂盒或接收機(jī)。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述交叉點(diǎn)切換器140可以將相同的輸入信號(hào)定向到所述頻帶變換部分150的兩個(gè)分離的輸入上。所述頻帶變換部分150然后可以將所述輸入的一部分頻率變換到第一頻帶，以及還可以將所述輸入信號(hào)的第二部分頻率變換到第二頻帶。所述兩個(gè)頻帶可以被組合成被定向于單根電纜或分配系統(tǒng)的信號(hào)。在其它的實(shí)施例中，兩個(gè)分離的LNB可以具有在外殼外面的所述LNB上所組合的信號(hào)功率，所述LNB具有其自己的交叉點(diǎn)切換器以及頻帶變換部分150，所述頻帶變換部分具有分離的頻帶中的輸出信號(hào)。在一些實(shí)施例中，所述LNB 130a-130c、交叉點(diǎn)切換器140和頻帶變換部分150作為單個(gè)的裝置而被實(shí)現(xiàn)，所述裝置例如可以被放置在所述天線120處。在其它的實(shí)施例中，所述LNB 130a-130c可以在第一裝置中被實(shí)現(xiàn)，以及所述交叉點(diǎn)切換器140和頻帶變換部分可以作為一個(gè)或多個(gè)而被實(shí)現(xiàn)，所述裝置可以位于本地或者遠(yuǎn)離LNB。
所述LNB 130a-130c、交叉點(diǎn)切換器140、頻帶變換部分150、以及機(jī)頂盒160a-160c可以通過(guò)許多不同的配置而被裝配。在每種配置中，多個(gè)獨(dú)立的用戶每個(gè)都可以從一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的信號(hào)中選擇不同的信道，而不影響其它用戶或裝置。
其它接收機(jī)的實(shí)施例可以裝配有被連接到相同LNB的多個(gè)交叉點(diǎn)切換器。圖2是具有級(jí)聯(lián)的頻帶變換切換器220、221的接收機(jī)200的實(shí)施例的功能框圖，其可以作為集成電路(IC)而被實(shí)現(xiàn)。在接收機(jī)200的所述實(shí)施例中，所述頻帶變換切換器220、221中的每個(gè)被配置成能具有兩個(gè)輸入和一個(gè)輸出。如前面就圖1所討論的那樣，所述頻帶變換切換器220、221不局限于任何特定的輸入和輸出配置，而是可以實(shí)現(xiàn)任意數(shù)目的輸入和輸出。另外，所述第一頻帶變換切換器220不必被配置成與第二頻帶變換切換器221相同，盡管在圖2中示出了類(lèi)似的配置。
兩個(gè)LNB 210a、210b被配置成能提供所述輸入信號(hào)到所述第一頻帶變換切換器220。所述LNB 210a、210b中的每個(gè)可以提供一個(gè)或多個(gè)頻帶中的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)。第一LNB 210a被連接到緩沖放大器222a和222b的第一集合中。所述兩個(gè)緩沖放大器222a和222b并行地被配置。可以使用各種可選的緩沖放大器配置，如將在下面詳細(xì)論述的那樣。第一內(nèi)部緩沖放大器222a將所述第一頻帶變換切換器220的第一輸入連接到交叉點(diǎn)切換器226的輸入。第一級(jí)聯(lián)緩沖放大器222b將所述第一頻帶變換切換器220的第一輸入連接到第一級(jí)聯(lián)的輸出。所述第一內(nèi)部緩沖放大器222a和所述第一級(jí)聯(lián)的緩沖放大器222b可以類(lèi)似地被配置或者可以不同地被配置。所述緩沖放大器222a、222b的第一集合中的每個(gè)可以被配置成能提供增益或者衰減。所述緩沖放大器222a、222b可以是單位(unity)增益放大器或者可以提供顯著的信號(hào)增益?？蛇x地，所述緩沖放大器222a、222b可以提供衰減而不是增益。
所述緩沖放大器222a、222b可以被配置，以使得在例如222a的所述放大器中的一個(gè)的輸出上改變不會(huì)影響另一個(gè)放大器222b。例如，所述內(nèi)部緩沖放大器222a的輸出連接到所述交叉點(diǎn)切換器226的輸入。所述交叉點(diǎn)切換器226的輸入提供負(fù)載給所述內(nèi)部緩沖放大器222a的輸出，所述負(fù)載可以根據(jù)各種因素而變化。例如，所述交叉點(diǎn)切換器226輸入的阻抗可以作為頻率的函數(shù)而變化?？蛇x地，所述交叉點(diǎn)切換器226輸入的阻抗可以根據(jù)所選擇的切換器輸出或者根據(jù)裝置的配置而變化，所述裝置可以被連接到所選擇的交叉點(diǎn)切換器226輸出。另外，例如本地振蕩器信號(hào)的信號(hào)可以出現(xiàn)在所述緩沖放大器的輸出上。理論上，所述交叉點(diǎn)切換器226的輸入可以是從短路到開(kāi)路的任何負(fù)載，盡管在實(shí)際配置中在所述負(fù)載中的實(shí)際變化將不可能跨越整個(gè)范圍。理想地，所述內(nèi)部緩沖放大器222a被配置，以使得在所述頻帶變換切換器220的輸入上的其影響不會(huì)由于在其輸出上任何負(fù)載或者信號(hào)而變化。典型地，所述內(nèi)部緩沖放大器222a提供這樣的信號(hào)隔離級(jí)別，所述級(jí)別不是無(wú)限的，但卻是足夠大的，以至于在其輸入所受到的影響是最少的。類(lèi)似地，輸入負(fù)載變化不是零，但卻是最小的。
類(lèi)似地，所述級(jí)聯(lián)的緩沖放大器222b可以經(jīng)受從開(kāi)路到短路的范圍的負(fù)載變化，因?yàn)?，所述?jí)聯(lián)的緩沖放大器222b的輸出被連接到所述第一頻帶變換切換器220的輸出。所述級(jí)聯(lián)的緩沖放大器222b同樣可以被配置成能使所述放大器的輸入上的負(fù)載變化的影響最小化。
到所述第一頻帶變換切換器220的第二輸入與所述第一輸入類(lèi)似地被配置。緩沖放大器224a、224b的第二集合具有被連接到第二輸入的輸入。第二內(nèi)部緩沖放大器224a將所述第二輸入連接到所述交叉點(diǎn)切換器226的第二輸入。第二級(jí)聯(lián)緩沖放大器224b將所述第二輸入連接到所述第一頻帶變換切換器220的第二級(jí)聯(lián)的輸出。所述緩沖放大器224a、224b的第二集合還被配置成對(duì)其輸出上的負(fù)載變化和信號(hào)不敏感。
在所述第一頻帶變換切換器220中的所述交叉點(diǎn)切換器226被配置成能將所述兩個(gè)內(nèi)部緩沖放大器222a、224a的輸出中的每個(gè)輸出有選擇地耦合到兩個(gè)切換器的輸出之一上。盡管在所述第一頻帶變換切換器220中僅僅示出了兩個(gè)切換器輸出，但是，任意數(shù)目的切換器輸出可以被合并到所述交叉點(diǎn)切換器226中。
第一切換器輸出被連接到第一頻帶變換裝置228a，第二切換器輸出類(lèi)似地被連接到第二頻帶變換裝置228b。如先前就圖1所討論的那樣，所述頻帶變換裝置228a-228b中的每個(gè)可以被配置成能對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻率變換，或者在沒(méi)有頻率變換的情況下傳遞所述信號(hào)到其輸出。
所述頻帶變換裝置228a-228b的輸出被連接到信號(hào)組合器230的輸入，所述組合器在這里被表示為信號(hào)加法器。所述第一頻帶變換裝置228a的輸出被連接到所述信號(hào)組合器230的第一輸入，所述第二頻帶變換裝置228b的輸出被連接到所述信號(hào)組合器230的第二輸入。
所述信號(hào)組合器230被配置成能組合在其輸入所提供的所述信號(hào)，以及輸出所組合的復(fù)合信號(hào)。所述信號(hào)組合器230被顯示為信號(hào)加法器，其被配置成能將所述輸入信號(hào)相加以及在其輸出提供所述復(fù)合信號(hào)。典型地，由所述第一頻帶變換裝置228a所提供的信號(hào)占用這樣的頻帶，該頻帶不同于由所述第二頻帶變換裝置228b所提供的信號(hào)所占用的頻帶。由于來(lái)自于所述兩個(gè)頻帶變換裝置228a-228b的信號(hào)是被有效地頻率多路復(fù)用的，因此，所述輸入信號(hào)可以被組合以提供復(fù)合信號(hào)而不用經(jīng)受破壞性的干擾。當(dāng)然，所述輸入信號(hào)不需要占用不同的頻帶。所述第一輸入信號(hào)可以占用這樣頻帶，該頻帶與由所述第二輸入信號(hào)所占用的頻帶中的一些或全部重疊。如果所述輸入信號(hào)中的期望信號(hào)占用相同的信號(hào)空間，則所述結(jié)果的所組合的復(fù)合信號(hào)可能會(huì)經(jīng)歷某種破壞性的信號(hào)干擾?？蛇x地，如果在所述輸入信號(hào)中的信號(hào)分量不占據(jù)相同的信號(hào)空間，例如頻率、時(shí)間或編碼空間，則在所組合的信號(hào)中就可以不發(fā)生信號(hào)干擾。
來(lái)自于所述信號(hào)組合器230的復(fù)合輸出被連接到第一機(jī)頂盒240a?？蛇x地，來(lái)自于所述信號(hào)組合器230的輸出可以被耦合到多于一個(gè)的機(jī)頂盒、或者被耦合到信號(hào)分配系統(tǒng)(未示出)，所述信號(hào)分配系統(tǒng)可以被耦合到一個(gè)或多個(gè)機(jī)頂盒以及一個(gè)或多個(gè)接收機(jī)。如之前就圖1所解釋的那樣，所述機(jī)頂盒240a還可以被配置成能處理所述復(fù)合信號(hào)，以便使所述信號(hào)與例如電視機(jī)的終端用戶設(shè)備(未示出)兼容。
第二頻帶變換切換器221與所述第一頻帶變換切換器220類(lèi)似地被配置。緩沖放大器223a、223b的第一集合接收第一輸入信號(hào)，而緩沖放大器225a、225b的第二集合接收第二輸入信號(hào)。所述輸入緩沖器223a、223b的第一集合包括內(nèi)部輸入緩沖放大器223a，所述內(nèi)部輸入緩沖放大器放大所述第一輸入信號(hào)，并且將所放大的信號(hào)提供給交叉點(diǎn)切換器227的輸入。所述輸出緩沖器223a、223b的第一集合還包括級(jí)聯(lián)緩沖放大器223b，所述級(jí)聯(lián)緩沖放大器放大所述第一輸出信號(hào)，以及將所放大的信號(hào)提供給所述第二頻帶變換切換器221的輸出。
所述輸入緩沖器225a、225b的第二集合類(lèi)似地被配置。所述交叉點(diǎn)切換器227、頻帶變換裝置229a、229b、以及用于所述第二頻帶變換切換器221的信號(hào)組合器231與來(lái)自于所述第一頻帶變換切換器220的相應(yīng)部件類(lèi)似地被配置。所述第二頻帶變換切換器221的輸出類(lèi)似地被連接到第二機(jī)頂盒240b，以及可以被耦合到多于一個(gè)的機(jī)頂盒。
然而，被提供給所述第二頻帶變換切換器221的所述輸入信號(hào)是從所述第一頻帶變換切換器220的級(jí)聯(lián)緩沖放大器222b、224b所提供的。因此，通過(guò)在所述頻帶變換切換器220、221上提供級(jí)聯(lián)的緩沖放大器，來(lái)自于LNB 210a-210b的信號(hào)可以被提供給任意數(shù)目的頻帶變換切換器220、221，以及最終提供給任意數(shù)目的機(jī)頂盒240a-240b。
所述LNB 210a-210b輸出可以提供信號(hào)給多個(gè)機(jī)頂盒240a-240b，而所述機(jī)頂盒240a-240b的數(shù)量不會(huì)較大地影響到例如240a的任何其它機(jī)頂盒的信號(hào)的質(zhì)量。因此，在例如240a的特定機(jī)頂盒上，來(lái)自于例如210a的特定LNB的信號(hào)的質(zhì)量不會(huì)顯著地受最終被連接到所述LNB 210a的機(jī)頂盒240a-240b的數(shù)量的影響。另外，通過(guò)改變級(jí)聯(lián)的頻帶變換切換器220、221的數(shù)量，或者通過(guò)選擇所述交叉點(diǎn)切換器226、227之一，從LNB 210a到機(jī)頂盒240a-240b的連接可以增加或者減少，而基本上不影響在特定機(jī)頂盒210a的信號(hào)質(zhì)量。終端用戶設(shè)備表示所述信息的能力以及終端用戶發(fā)覺(jué)信號(hào)質(zhì)量差異的能力都是對(duì)信號(hào)惡化量有貢獻(xiàn)的因素，所述信號(hào)惡化可以發(fā)生在到機(jī)頂盒的信號(hào)中，而基本上不影響在所述機(jī)頂盒上的信號(hào)質(zhì)量。
除了提供級(jí)聯(lián)的輸出之外，頻帶變換切換器可以被配置成能在所述頻帶變換裝置中提供直通信號(hào)路徑。所述頻帶變換開(kāi)關(guān)圖3示出了具有被配置成能有選擇地提供頻率變換或者直通的頻帶變換裝置330a-330b的頻帶變換切換器300的實(shí)施例的功能框圖。所述頻帶變換切換器300可以實(shí)現(xiàn)為單個(gè)的集成電路。
一系列信號(hào)輸入每個(gè)都被耦合到相應(yīng)緩沖放大器310a-310d的輸入。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)所述信號(hào)輸入可以接收被頻率多路復(fù)用的信號(hào)，例如，來(lái)自于LNB的輸出(未示出)。所述被頻率多路復(fù)用的信號(hào)可以是頻帶堆疊的信號(hào)，其包括來(lái)自于一個(gè)或多個(gè)預(yù)定頻帶的信號(hào)。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述信號(hào)輸入中的一個(gè)或多個(gè)可以接收與單個(gè)信道相對(duì)應(yīng)的信息。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述信號(hào)輸入中的一個(gè)或多個(gè)可以接收包括幾個(gè)信道的被多路復(fù)用的信號(hào)。所述被多路復(fù)用的信號(hào)例如可以是被多路復(fù)用為承載幾個(gè)信道的數(shù)字調(diào)制信號(hào)。
所述緩沖放大器310a-310d中的每個(gè)放大所接收的信號(hào)，以及將所放大的輸出耦合到交叉點(diǎn)切換器320的相應(yīng)輸入。所述緩沖放大器310a-310d可以被配置成能僅僅將所放大的信號(hào)耦合到各自的交叉點(diǎn)切換器320輸入?？蛇x地，所述緩沖放大器310a-310d中的一個(gè)或多個(gè)還可以被配置成能將所放大的信號(hào)耦合到相應(yīng)的級(jí)聯(lián)輸出(未示出)，如將在下面就圖4A-4C詳細(xì)公開(kāi)的那樣。
如前面所公開(kāi)的那樣，所述交叉點(diǎn)切換器320可以被配置成能將其輸入中的任何一個(gè)有選擇地耦合到其輸出中的任何一個(gè)上。因此，來(lái)自于所述緩沖放大器310a-310d的并被提供給所述交叉點(diǎn)切換器320的輸入的所放大的信號(hào)輸出可以有選擇地被耦合到所述交叉點(diǎn)切換器320的任何輸出上。在圖3所示的實(shí)施例中，所述交叉點(diǎn)切換器320具有兩個(gè)輸出，盡管所述交叉點(diǎn)切換器320典型地可以實(shí)現(xiàn)任意數(shù)目的輸出。
來(lái)自于所述交叉點(diǎn)切換器320的第一輸出被耦合到第一頻帶變換裝置330a。類(lèi)似地，所述交叉點(diǎn)切換器320的第二輸出被耦合到第二頻帶變換裝置330b。盡管所述兩個(gè)頻帶變換裝置330a、330b典型地是類(lèi)似的結(jié)構(gòu)，但這不是必需的。所述頻帶變換裝置330a-330b中的每個(gè)例如可以具有不同的結(jié)構(gòu)。
所述第一頻帶變換裝置330a被配置成具有輸入切換器336a，其將輸入信號(hào)有選擇地路由到所述頻帶變換裝置330a中的頻率變換路徑或直通路徑上。在所述頻率變換位置中示出了用于所述第一頻帶變換裝置330a的輸入切換器336a。
當(dāng)所述輸入切換器336a被配置成能將輸入信號(hào)路由到頻率變換路徑時(shí)，所述輸入信號(hào)被路由到例如混頻器332a的頻率變換裝置的輸入。從本地振蕩器(LO)來(lái)的信號(hào)被耦合到在所述混頻器332a上的LO端口。所述LO可以被集成到與所述頻帶變換切換器300的其它部件的相同的集成電路中，或者可以在集成電路頻帶變換切換器300的外部被實(shí)現(xiàn)。
來(lái)自于所述混頻器332a的所述頻帶變換的輸出頻率是到所述混頻器的輸入信號(hào)和所述LO頻率的函數(shù)。如以上討論的，被提供給所述緩沖放大器310a-310d以及因此被提供給所述頻帶變換裝置330a-330b的信號(hào)可以是在預(yù)定頻帶中的信號(hào)。所述LO頻率可以是可編程的，或者另外是可調(diào)的，以便允許所述預(yù)定輸入頻帶中的任何一個(gè)被頻率變換到所述預(yù)定輸出頻帶中的任何一個(gè)上。典型地，所述混頻器332a被配置，以使得來(lái)自于所述混頻器332a的被頻率變換的輸出是為理想的乘法器結(jié)果所優(yōu)化的。所希望的乘法器結(jié)果可以包括所述和值以及不同的頻率分量，或者僅僅包括所述和值或不同的頻率分量之一。典型地，所述輸入信號(hào)和所述LO信號(hào)是在所述混頻器的輸出所不希望的信號(hào)。所述混頻器332a可以被配置，以使得高階混頻器的結(jié)果是可以忽略的，也就是說(shuō)，所述高階混頻器的結(jié)果低于所期望的混頻器結(jié)果預(yù)定數(shù)量，例如40dB。可選地，高階混頻器結(jié)果可以低于10dB、15dB、20dB、30dB、50dB、60dB或其它的級(jí)別?？蛇x地，所述混頻器332a可以被配置，以使得有效的高階混頻器結(jié)果出現(xiàn)在所述混頻器332a的輸出。所述高階混頻器結(jié)果中的一些或全部可以被確定，以便無(wú)害地影響所述系統(tǒng)。可選地，所述高階混頻器結(jié)果中的一些或全部可以通過(guò)在后續(xù)階段(未示出)中進(jìn)行濾波而基本上被減少。濾波可以通過(guò)實(shí)現(xiàn)濾波器來(lái)執(zhí)行，或者可以作為在所述混頻器332a輸出之后的單元的頻率響應(yīng)的結(jié)果來(lái)實(shí)現(xiàn)。所述濾波器可以在與所述緩沖器310a-310d、交叉點(diǎn)切換器320、和混頻器332a與332b相同的基片上被實(shí)現(xiàn)?？蛇x地，所述濾波器可以與所述緩沖器310a-310d、交叉點(diǎn)切換器320、和混頻器332a與332b分開(kāi)地被實(shí)現(xiàn)，以及甚至無(wú)需在其它裝置的本地被實(shí)現(xiàn)。所述濾波器可以具有大于、等于或小于輸入頻率帶寬的通頻帶。
所述預(yù)定輸入的頻帶中的一些或全部可以與所述預(yù)定輸出頻帶中的一些或全部相同或不同。在一個(gè)實(shí)施例中，所述預(yù)定輸入頻帶相互不同，所述預(yù)定輸出頻帶與所述預(yù)定輸入頻帶基本上相同。例如，所述預(yù)定輸入頻帶可以包括950-1450MHz的第一輸入頻帶以及1650-2150MHz的第二輸入頻帶。所述預(yù)定輸出頻帶然后可以包括在950-1450MHz的第一輸出頻帶以及1650-2150MHz的第二輸出頻帶，使得所述預(yù)定輸入和輸出頻帶相同。
所述頻率變換的信號(hào)是從所述混頻器332a所輸出的，以及被耦合到輸出切換器338a。所述輸出切換器338a被配置成能將來(lái)自于所選擇的信號(hào)路徑的信號(hào)輸出耦合到所述頻帶變換切換器300的輸出。用于所述第一頻帶變換裝置330a的輸出切換器338a被顯示為選擇所述頻率變換路徑。
所述第二頻帶變換裝置330b與所述第一頻帶變換裝置336a類(lèi)似地被配置。輸入切換器336b被配置成能選擇頻率變換信號(hào)路徑或直通信號(hào)路徑。所述頻率變換路徑使用由LO所驅(qū)動(dòng)混頻器332b，以對(duì)所述輸入信號(hào)進(jìn)行頻率變換。輸出切換器338b將來(lái)自于所選擇的信號(hào)路徑的信號(hào)耦合到所述頻帶變換切換器300的輸出。
所述第二頻帶變換裝置336b的輸入切換器336b被顯示為選擇所述直通信號(hào)路徑。類(lèi)似地，所述輸出切換器338b或所述第二頻帶變換裝置330b被顯示為選擇所述直通信號(hào)路徑。所述直通信號(hào)路徑被顯示為從所述輸入切換器336b到所述輸出切換器338b的直接連接。然而，在所述直通信號(hào)路徑上可以任意數(shù)目的單元。唯一的限制是在所述直通信號(hào)路徑中所述單元不會(huì)對(duì)所期望的輸入信號(hào)進(jìn)行頻率變換，將其變換為所述頻帶變換裝置330b的輸出上的不同頻率。放置在所述頻帶變換裝置330b之后的一個(gè)或多個(gè)濾波器或頻率選擇的裝置可以被配置成能對(duì)所述頻帶變換裝置330b的輸出進(jìn)行濾波。所述濾波器可以具有大于、等于或小于輸入頻率帶寬的通頻帶。因此，即使例如330a或330b的所述頻帶變換裝置被配置在直通模式下，所述輸出頻帶也可以比所述輸入頻帶窄。
例如330a的具有輸入切換器336a和輸出切換器338a的頻帶變換裝置被配置成能選擇信號(hào)路徑，典型地控制所述輸入切換器336a和所述輸出切換器338a以選擇所述信號(hào)路徑。有利的，其可以實(shí)現(xiàn)具有輸入切換器336a和輸出切換器338a的頻帶變換裝置330a，以限制所述未被選擇的信號(hào)路徑在所選擇的信號(hào)路徑上的影響。當(dāng)然，例如330a的頻帶變換裝置不局限于任何特定的結(jié)構(gòu)，并且不必結(jié)合兩個(gè)切換器。另外，例如330a的所述頻帶變換裝置不必包括直通路徑，但是代替地可以結(jié)合兩個(gè)或更多的頻率變換路徑。
圖4A示出了在現(xiàn)有技術(shù)中已知的雙平衡混頻器的簡(jiǎn)化開(kāi)關(guān)圖。所述混頻器400分別包括RF和IF端口410與430，所述端口中的每個(gè)都差分地被示出，但是在另一個(gè)實(shí)施例中可以是單端的。所述差分RF信號(hào)410被提供給SPDT切換器422的輸入，所述切換器的狀態(tài)是以通過(guò)為其所提供的LO信號(hào)425所決定的速率來(lái)進(jìn)行切換的。所述切換器422的輸出被耦合到差分IF端口430，所述端口可以提供所述差分IF信號(hào)430。
圖4B示出了如現(xiàn)有技術(shù)中已知的吉爾伯特單元乘法器或混頻電路的圖4A的雙平衡混頻器。所述混頻電路包括兩個(gè)被交叉耦合的差分晶體管對(duì)422，其基極被耦合到所述LO信源425，集電極被耦合到所述IF負(fù)載430，以及發(fā)射極被耦合到緩沖晶體管417。響應(yīng)在端子410a與410b所施加的所述差分RF信號(hào)，電壓差在交叉電阻器415上被建立，從而產(chǎn)生靜止提供的(quiescently-supplied)電流的相應(yīng)調(diào)制，所述電流驅(qū)動(dòng)包括所述混頻器核的晶體管對(duì)422。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，所示的混頻電路僅僅是示例性的，并且還可以廣泛地使用所述電路的多種變化。
盡管雙平衡混頻器提供高級(jí)別的偶數(shù)階混頻結(jié)果抑制，但是，電路的非理想性會(huì)導(dǎo)致所述抑制中的降級(jí)。例如，相對(duì)低的阻抗寄生412(例如，電容)可以加載所述混頻器的發(fā)射極節(jié)點(diǎn)，所述阻抗可以將整流的LO電壓轉(zhuǎn)換為共模偶數(shù)階LO干擾信號(hào)電流。然后，所述LO干擾可以通過(guò)所述混頻器核并傳遞到所述輸出負(fù)載上。
當(dāng)所述混頻器與其它電路集成時(shí)，減小的混頻器偶數(shù)階抑制可能是特別成問(wèn)題的。圖5示出了其中由單個(gè)VCO提供多個(gè)混頻器的情況的例子。每個(gè)混頻器被配置成能以任一混頻模式進(jìn)行操作，由此所述合成的信號(hào)505和輸入信號(hào)510a與510b被提供給相應(yīng)的混頻器520a與520b，以產(chǎn)生相應(yīng)的混頻信號(hào)530a與530b，或者以旁路模式進(jìn)行操作，由此所述合成的信號(hào)505不被提供給所述混頻器520c，并且所述輸入信號(hào)510c被路由，這樣，其繞過(guò)所述混頻器520c。
圖6A示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的混頻電路600的簡(jiǎn)化開(kāi)關(guān)圖。所述混頻電路600包括混頻器核620和模式選擇電路640。所述混頻器核620包括兩個(gè)輸入切換器624與628，每個(gè)切換器分別具有輸入624a、628a和兩個(gè)輸出624b、624c與628b、328c。切換器被描述以表示所述部件的一般功能，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，每個(gè)都可以使用電路部件的變形來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述電路部件包括晶體管(BJT和FET類(lèi)型的)、二極管等等。因此，如這里所使用的那樣，“切換器”或者“多個(gè)切換器”表示這些電路部件或其等同物中的任何部件。
輸入切換器624與628可以通過(guò)差分或者單側(cè)(single-sided)的形式接受在第一頻率f1上的信號(hào)。在差分形式中，所述第一頻率信號(hào)f1將包括差分信號(hào)，其中所述第一頻率信號(hào)f1的分離的極性分別被提供給分離的切換器輸入410a與410b。在單側(cè)操作期間，僅僅切換器的輸入中的一個(gè)(例如410a)需要接收所述第一頻率信號(hào)f1。在所述實(shí)施例中，另一個(gè)切換器的輸入(例如410b)被耦合到交流電地線。
所述第一和第二切換器624與628還被配置成能接收轉(zhuǎn)換信號(hào)425，所述信號(hào)工作以使得所述第一和第二切換器以第二頻率f2在其各自的輸出狀態(tài)之間切換，如將在下面描述的那樣。在所示的特定實(shí)施例中，所述第一和第二切換器624與628被配置，這樣，當(dāng)接收所述切換信號(hào)425時(shí)，二者切換到所述相反的狀態(tài)(即，一個(gè)到其第一輸出，另一個(gè)到其第二輸出)。在所述實(shí)施例中，所述切換信號(hào)425可以用反相被提供，以在相反的輸出狀態(tài)中配置所述第一和第二切換器。
所述混頻電路600還包括模式選擇電路640，所述選擇電路在一個(gè)實(shí)施例中作為第三與第四切換器644與648而被實(shí)現(xiàn)。第三切換器640包括可切換到兩個(gè)輸出644b與644c的輸入644a，第四切換器648包括可切換到兩個(gè)輸出648b與648c的輸入648。如所示的那樣，所述第三切換器的輸入644a被耦合到所述第一切換器的第二輸出624c。所述第三切換器的第一輸出644b被耦合到所述第一切換器的第一輸出624b，所述第三切換器的第二輸出644c被耦合到所述第二切換器的第二輸出628c。所述第四切換器的輸入648a被耦合到所述第二切換器的第一輸出628b。所述第四切換器的第一輸出648b被耦合到所述第一切換器的第一輸出624b，并且第二輸出648c被耦合到所述第二切換器的第二輸出628c。
所述第三與第四切換器還被配置成能接收模式選擇信號(hào)650，所述信號(hào)可以操作以選擇所述第三與第四切換器644與648的輸出狀態(tài)。在特定的實(shí)施例中，所述第三與第四切換器644與648共同地被配置成能在以下兩個(gè)狀態(tài)里的一個(gè)中進(jìn)行操作旁路狀態(tài)或者混頻狀態(tài)。如圖6A所示，就耦合到其第一輸出644b的所述第三切換器644以及耦合到其第二輸出648c的所述第四切換器648，在圖6A中舉例說(shuō)明了所述旁路狀態(tài)。可選地，所述混頻狀態(tài)可以通過(guò)切換所述第三與第四切換器的兩種狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)，如還將在下面說(shuō)明的那樣。在輸出端口430a與430b以差分形式提供所產(chǎn)生的旁路或者混頻信號(hào)。IF負(fù)載665a與665b每個(gè)被耦合到各自的輸出端口與ac地線上，如下面描述的那樣。在可選的實(shí)施例中，IF負(fù)載可以被耦合在端口665a與665b之間。所述“IF”負(fù)載不意味著所述負(fù)載的工作頻率被限制為輸入信號(hào)之下的那些頻率，并且當(dāng)所期望的混頻結(jié)果是上變頻的信號(hào)時(shí)，實(shí)際上可以是較高的工作頻率。而且，所述IF負(fù)載可以包括現(xiàn)有技術(shù)中已知的有源或者無(wú)源部件。
所述切換器(或其在晶體管、二極管或者其它部件中相應(yīng)的實(shí)現(xiàn))可以使用現(xiàn)有技術(shù)中已知的多種制造技術(shù)來(lái)分立地或者集成地被形成，所述技術(shù)包括雙極性互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(Bi-CMOS)處理中的整體(monolithic)制造。例如IF負(fù)載與振蕩器電路的在這里所描述的額外電路以及其它部件可以是根據(jù)本發(fā)明被整體形成到集成電路裝置上的。
圖6B示出了根據(jù)本發(fā)明用于操作圖6A中所示的混頻電路的方法。首先，在672第一頻率信號(hào)被提供給所述輸入切換器624與628中的一個(gè)或二者。如上面所解釋的那樣，所述第一頻率信號(hào)可以是以單側(cè)信號(hào)形式的，在所述情況下，所述第一頻率信號(hào)被用于所述輸入410a或410b中的一個(gè)上，另一個(gè)切換器輸入被耦合到ac地線。在施加差分信號(hào)的情況下，反向極化信號(hào)被提供給相應(yīng)的信號(hào)輸入410a與410b。
接著，在674，所述第一和第二切換器的輸入端以第二頻率f2在每個(gè)切換器的第一和第二輸出的之間進(jìn)行切換。在特定的實(shí)施例中，通過(guò)使用所述第二頻率信號(hào)作為切換控制信號(hào)來(lái)執(zhí)行這些處理。在所述實(shí)施例中，用于產(chǎn)生所述第二頻率信號(hào)的振蕩器或其它頻率源可以是本地的/與一個(gè)或多個(gè)所述切換器集成的，或者可以是位于外部的以及經(jīng)由傳輸媒介被提供給所述第一和第二切換器。
接著，在676，每個(gè)輸入切換器的所述第一和第二輸出被耦合到以下二者之一上(i)對(duì)所述切換器的第一和第二輸出公共的節(jié)點(diǎn)，或者(ii)反極性的節(jié)點(diǎn)。將所述兩個(gè)輸出連接到公共的節(jié)點(diǎn)會(huì)使得在430(旁路模式)輸出所述第一頻率信號(hào)，并且將所述兩個(gè)輸出連接到反極性節(jié)點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致所述第一和第二頻率信號(hào)的混頻操作，因此，從中產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)混頻結(jié)果。所述676的處理由圖6A中所示的所述模式選擇電路640來(lái)執(zhí)行，由此在進(jìn)行操作的旁路模式中，所述第三切換器被配置成能將所述第一切換器624的所述第一和第二輸出連接到公共的節(jié)點(diǎn)430a，所述第四切換器648被配置成能將所述第二切換器628的所述第一和第二輸出連接到公共的節(jié)點(diǎn)430b。為了在交替的混頻模式中進(jìn)行操作，通過(guò)切換所述第三與第四切換器的狀態(tài)來(lái)執(zhí)行所述處理。在這些狀態(tài)中，所述第一切換器624的所述第一和第二輸出將交替地被連接到反極性節(jié)點(diǎn)430a與430b，所述第二切換器628的所述第一和第二輸出也將交替地被連接到反極性節(jié)點(diǎn)430b與430a。用這樣的方式，所述第三和第四切換器644與648的輸出狀態(tài)可以配置在其中所述第一和第二切換器的輸出被連接到公共的節(jié)點(diǎn)的旁路模式下，或者配置在其中所述第一和第二切換器的輸出被連接到反極性節(jié)點(diǎn)的混頻模式下。更優(yōu)選地，在所述旁路模式或混頻模式下的操作期間，保持在所述混頻器核(第一和第二切換器)和所述IF負(fù)載665a與665b之間的所述連接。另外，在所述旁路或者混頻模式下的操作期間，所述第一和第二切換器被控制成以所述第二頻率在其各自的輸出之間連續(xù)地切換。如上所述，在本發(fā)明的可選實(shí)施例中，單個(gè)IF負(fù)載可以被耦合在節(jié)點(diǎn)430a與430b之間。
圖6C示出了根據(jù)本發(fā)明作為修改的吉爾伯特單元混頻電路680的圖6A的混頻電路，其中先前所標(biāo)識(shí)的部件保留其參考標(biāo)記。如所描述的那樣，每個(gè)切換器624、628、644和648被實(shí)現(xiàn)為npn雙極結(jié)型晶體管Q1-Q8的差分對(duì)?；祛l/旁路控制電路產(chǎn)生控制信號(hào)650，其被差分地提供給模式選擇切換器644與648的基極端。所述控制信號(hào)的極性可以被反向以切換在旁路與混頻模式之間的電路操作。信號(hào)源(例如LO信源)是可操作的，以將所述第二頻率信號(hào)425提供給所述混頻器核切換器624與628。所述輸入信號(hào)f1被應(yīng)用于緩沖晶體管417的輸入端410a與410b，或者可選地，可以為作單端的信號(hào)被提供，在這樣的情況下，所述輸入端410a或410b中的一個(gè)被耦合到ac地線，如上所述。
在所述混頻電路680的特定實(shí)施例中，晶體管Q1-Q8是npn雙極晶體管20um×0.4um，IF負(fù)載665a與665b是200歐姆，電阻器415是200歐姆，所述第一頻率信號(hào)f1工作在950-2150MHz，所述第二頻率信號(hào)f2工作在3100MHz，以及所述模式選擇信號(hào)650是500mV DC。所述電路的電源Vcc工作在+6V DC。更加明確地，所說(shuō)明的部件是使用0.35umBi-CMOS光刻(photolithographic)處理被集成地形成的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，所述電路680還可以使用各種修改而被實(shí)現(xiàn)，所述修改例如是pnp型雙極晶體管、n或p型場(chǎng)效應(yīng)晶體管、或者例如二極管的其它部件等。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的所述混頻電路的第二實(shí)施例。所述混頻電路700包括具有輸入710a以接收所述第一頻率信號(hào)f1的模式選擇切換器710，被耦合到旁路電路720的第一輸出710b，以及被耦合到混頻核730的第二輸出710c。所述旁路電路720可以是任何傳輸媒介，其可以支持沿著其的所述第一頻率信號(hào)的傳播，所述媒介包括印刷/集成電路軌跡(trace)(包括不接地的線路或者接地的線路，例如微線、帶線、共面的波導(dǎo)等)、導(dǎo)線、雙絞線、同軸電纜、導(dǎo)電的或者電介質(zhì)的波導(dǎo)等等。所述混頻器核730具有被耦合到所述切換器的第二輸出710c的輸入、可以接收所述第二頻率信號(hào)425的第二輸入、以及輸出。所述混頻器核730可以是任何常規(guī)形式的(即，單端的、單平衡的、雙平衡的等)，以及通過(guò)例如吉爾伯特單元混頻器的任何已知的形式而被實(shí)現(xiàn)。
所述混頻電路還包括被耦合到所述旁路電路720和所述混頻器輸出的信號(hào)組合器740。所述信號(hào)組合器740具有被耦合到公共負(fù)載750的輸出。所述信號(hào)組合器可以被實(shí)現(xiàn)為被公共連接的端口、功率合成器(有源的或者無(wú)源的)、或者類(lèi)似的電路。所述旁路或者混頻模式的選擇由模式選擇信號(hào)650所提供，所述信號(hào)由控制電路所提供。通過(guò)本地振蕩器為所述混頻器核730提供所述第二頻率信號(hào)425。使用適合于特定材料的半導(dǎo)體處理技術(shù)，所描述的部件中的一個(gè)或多個(gè)可以集成地被裝配進(jìn)單片電路中。優(yōu)選地，所述混頻器核的操作繼續(xù)進(jìn)行，并且，所述混頻器核730和所述公共負(fù)載750之間的電路連接在所述旁路和混頻模式下的操作期間或者在所述旁路和混頻模式之間進(jìn)行切換的期間被保持。
圖8A和8B說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明使用圖6A或7的改進(jìn)的混頻電路的示例性系統(tǒng)，所述示例性系統(tǒng)包括公共的振蕩器、多混頻器系統(tǒng)。首先參考圖8A，所述系統(tǒng)820包括頻率合成器822和被耦合到三個(gè)混頻電路6801-3VCO 824，每個(gè)混頻電路的詳細(xì)結(jié)構(gòu)在上面的圖6A和6C中被描述。所述頻率合成器822和VCO 824可以產(chǎn)生所述第二信號(hào)頻率f2，其被提供給所述三個(gè)混頻電路6801-3中的每個(gè)。另外為每個(gè)混頻電路6801-3提供以差分形式的第一頻率信號(hào)6121-3。為了方便起見(jiàn)，每個(gè)第一頻率信號(hào)6121-3都被標(biāo)識(shí)為f1，并且讀者應(yīng)當(dāng)知道，這些頻率的每個(gè)可以是不同的。
為所述混頻電路6801-3提供相應(yīng)的模式選擇信號(hào)6501-3，以將每個(gè)相應(yīng)的混頻電路配置到其希望的輸出上。在所示出的實(shí)施例中，為所述第一混頻電路680提供“旁路”模式信號(hào)6501，從而導(dǎo)致在所述第一信號(hào)頻率f1上的(差分)輸出。為所述第二混頻電路6802提供“混頻”模式信號(hào)6502，以導(dǎo)致上述混頻結(jié)果的輸出。類(lèi)似地，所述第三混頻電路6803接收所述第一和第二頻率信號(hào)f1、f2以及所述“混頻”模式信號(hào)6503，從而導(dǎo)致所述混頻模式的操作1。優(yōu)選地，每個(gè)混頻電路6861-3的所述第一和第二切換器繼續(xù)在所述第二頻率f2上進(jìn)行切換，而不管所提供的控制信號(hào)6501-3是否將所述混頻電路設(shè)置為旁路方式或混頻方式。另外，在所述旁路與混頻模式期間，以及在所述旁路與混頻模式的切換過(guò)程中，所述混頻電路到所述IF負(fù)載665a與665b(或者到差分節(jié)點(diǎn)430a與430b之間所耦合的單個(gè)IF負(fù)載)的耦合被保持。
圖8B說(shuō)明了其中使用圖7的混頻電路的公共振蕩器、多混頻器系統(tǒng)850的另一個(gè)實(shí)施例。所述系統(tǒng)850類(lèi)似地使用頻率合成器822和VCO824，用于產(chǎn)生共同提供給所述混頻電路7001-3的所述第二頻率信號(hào)f2。在這個(gè)系統(tǒng)中，所述第一頻率信號(hào)6121-3(僅僅為了方便起見(jiàn)，被標(biāo)識(shí)為f1)被提供給每個(gè)混頻電路的輸入。相應(yīng)的模式選擇信號(hào)6501-3還被提供，以將所述切換器設(shè)置在所期望的旁路或混頻模式下，從而使得能夠在旁路或者混頻模式下獨(dú)立地控制每個(gè)混頻電路。如上面就圖7的所述混頻器實(shí)施例所描述的那樣，所述混頻器的操作繼續(xù)進(jìn)行，并且，在所述旁路與混頻模式中的操作期間，或者在所述旁路與混頻模式之間進(jìn)行切換的期間，在所述混頻器核730與所述公共負(fù)載750之間的電路連接可以被保持，以便保持LO偶數(shù)階干擾的基本恒定的級(jí)別水平。
正如有各種實(shí)施例用于所述頻帶變換裝置那樣，還有各種實(shí)施例用于級(jí)聯(lián)的緩沖放大器。圖9A-9C示出了具有切換器的級(jí)聯(lián)緩沖放大器的功能框圖。圖9A示出了具有單個(gè)緩沖放大器910的實(shí)施例的功能框圖，所述單個(gè)緩沖放大器被配置成能驅(qū)動(dòng)所述輸入到所述交叉點(diǎn)切換器912以及到所述級(jí)聯(lián)輸出。與圖9B或9C中所示的實(shí)施例相比，所述配置使用較少的單元。然而，所述緩沖放大器910的設(shè)計(jì)可以更復(fù)雜，因?yàn)樗鼍彌_放大器910被配置成能驅(qū)動(dòng)兩個(gè)可能獨(dú)立的負(fù)載。理想地，位于所述級(jí)聯(lián)輸出上的負(fù)載的變化將不會(huì)影響被提供給所述交叉點(diǎn)切換器912的信號(hào)。類(lèi)似地，所述交叉點(diǎn)切換器912的配置和被連接到所述交叉點(diǎn)切換器912的輸出的裝置(未示出)中的變化將不會(huì)影響被提供給所述級(jí)聯(lián)輸出的信號(hào)。因此，在圖9A中所示的實(shí)施例可以顯示很少的單元，但是可能需要較復(fù)雜的緩沖放大器910設(shè)計(jì)。
圖9B的實(shí)施例等同于在圖2中所公開(kāi)的所述緩沖放大器的實(shí)施例。所述緩沖放大器的實(shí)施例使用并行連接的兩個(gè)緩沖放大器920、924。例如由LNB所提供的所述輸入信號(hào)被耦合到內(nèi)部緩沖放大器920和級(jí)聯(lián)緩沖放大器924。所述內(nèi)部緩沖放大器920放大所述輸入信號(hào)，以及驅(qū)動(dòng)所述輸入到所述交叉點(diǎn)切換器928。所述級(jí)聯(lián)緩沖放大器924放大所述輸入信號(hào)，以及驅(qū)動(dòng)所述輸入到所述級(jí)聯(lián)輸出。所述級(jí)聯(lián)輸出可以代表從IC來(lái)的輸出，IC包括所述緩沖放大器的實(shí)施例。如上面就圖2所討論的那樣，所述內(nèi)部緩沖放大器在其輸出從其輸入隔離負(fù)載變化和干擾。所述內(nèi)部緩沖放大器920因此提供信號(hào)隔離給所述緩沖放大器輸入和所述級(jí)聯(lián)輸出。類(lèi)似地，所述級(jí)聯(lián)緩沖放大器924在其輸出從其輸入隔離負(fù)載變化和干擾，從而提供信號(hào)隔離給所述緩沖放大器輸入和所述級(jí)聯(lián)輸出。
所述兩個(gè)放大器的實(shí)施例具有在所述緩沖放大器的輸出之間以及在所述緩沖放大器的輸出到所述緩沖放大器的輸入之間的高度隔離的優(yōu)點(diǎn)。然而，所述多放大器的實(shí)施例可能需要更多有源裝置，所述裝置消耗功率，產(chǎn)生熱量，產(chǎn)生干擾，以及增加成本。因此，所述多放大器的配置不是對(duì)所有的應(yīng)用都是最理想的解決方案。
在圖9C的功能框圖中示出了另一種緩沖放大器的實(shí)施例。在圖9C的所述實(shí)施例中，例如來(lái)自于LNB的輸出的所述輸入信號(hào)被提供到功率分配器930的輸入。所述功率分配器930例如可以是無(wú)源的功率分配器或有源的功率分配器。另外，所述功率分配器930可以被配置成能基本上提供相等的功率分割，或者可以被配置成能將大部分功率提供給所述輸出端口之一。在所述功率分配器930的輸出端口的每個(gè)上所提供的信號(hào)可以是同相或者不同相的。
來(lái)自于所述功率分配器930的輸出信號(hào)之一被耦合到緩沖放大器934，其被配置成能放大所述信號(hào)，以及將所放大的信號(hào)耦合到所述交叉點(diǎn)切換器938的輸入。從所述功率分配器930來(lái)的另一個(gè)輸出被耦合到所述級(jí)聯(lián)輸出。
圖9C的實(shí)施例可以是有利的，因?yàn)?，所述功率分配?30可以被實(shí)現(xiàn)為不消耗功率的無(wú)源裝置。另外，所述功率分配器930在所述級(jí)聯(lián)輸出和所述緩沖放大器輸出之間提供隔離程度。在所述功率分配器930的輸出端口之間也有信號(hào)隔離。然而，如果所述功率分配器930是無(wú)源裝置，則在所述輸出端口之間的所述信號(hào)隔離典型地不如可從所述兩個(gè)放大器配置中所獲得的隔離那樣大。另外，無(wú)源裝置可能在集成電路上需要相當(dāng)大的區(qū)域，或者不可能在集成電路上被實(shí)現(xiàn)。并且，如果多個(gè)無(wú)源的功率分配器級(jí)是級(jí)聯(lián)的，則所述信號(hào)質(zhì)量將嚴(yán)重地被降級(jí)。
因此，已經(jīng)示出了各種緩沖放大器的實(shí)施例。然而，所述實(shí)施例中的每個(gè)都具有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，并且優(yōu)選的配置將取決于所述系統(tǒng)的需求。另外，所公開(kāi)的實(shí)施例僅僅是例子，并且其不意味著是可用配置的詳盡列表。可以實(shí)現(xiàn)其它的配置。
圖10是具有頻帶變換的交叉點(diǎn)切換器1000的功能框圖。結(jié)合兩個(gè)LNB通過(guò)圖10的具有頻帶變換的交叉點(diǎn)切換器1000，可以實(shí)現(xiàn)圖1的接收機(jī)180的兩個(gè)輸入和兩個(gè)輸出。例如，圖1的接收機(jī)可以包括LNB設(shè)備，其被連接到具有頻帶變換的交叉點(diǎn)切換器1000的集成電路實(shí)現(xiàn)上。接收機(jī)的所述配置允許信號(hào)路由，以及允許在物理上接近于所述LNB的位置上執(zhí)行頻帶變換。LNB到所述具有頻帶變換的交叉點(diǎn)切換器200的物理鄰近使得損失和由所述接收信號(hào)所經(jīng)歷的感生噪聲最小化。
所述具有頻帶變換的交叉點(diǎn)切換器1000不局限于僅僅具有兩個(gè)輸入和兩個(gè)輸出。所述具有頻帶變換的交叉點(diǎn)切換器1000的其它實(shí)施例可以包括其它的輸入和輸出。輸入的數(shù)量可以被推廣為任何數(shù)量N。輸入的數(shù)量N例如可以是2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16或某個(gè)其它數(shù)量。類(lèi)似地，輸出的數(shù)量可以被推廣為任何數(shù)量M。所述輸出的數(shù)量M例如可以是1、2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32或者某個(gè)其它數(shù)量。
另外，所述具有頻帶變換的交叉點(diǎn)切換器1000可以被設(shè)置為遠(yuǎn)離信號(hào)源，例如天線或LNB模塊。例如，一個(gè)或多個(gè)同軸電纜可以將所述LNB模塊的輸出耦合到所述具有頻帶變換的交叉點(diǎn)切換器1000的輸入。在例如住宅內(nèi)信號(hào)分配的示例環(huán)境中，所述LNB模塊可以距離所述交叉點(diǎn)切換器大于250英尺，以及可以被耦合到具有同軸電纜的所述LNB模塊。
使用差分信號(hào)相互連接來(lái)配置所述具有頻帶變換的交叉點(diǎn)切換器1000，以提高信號(hào)隔離?？梢酝ㄟ^(guò)單端信號(hào)的相互連接來(lái)實(shí)現(xiàn)所述裝置，但是，差分信號(hào)相互連接典型地提供更大的隔離。當(dāng)在單個(gè)的集成電路中實(shí)現(xiàn)所述裝置時(shí)，信號(hào)隔離是更加要關(guān)注的。
所述具有頻帶變換的交叉點(diǎn)切換器1000具有第一信號(hào)路徑和第二信號(hào)路徑。所述第一信號(hào)路徑包括被連接到切換器1022a、1024a、1026a及1028a的安排(arrangement)的第一低噪聲放大器(LNA)1010a，所述安排可以將所述LNA 1010a的輸出1014a上的信號(hào)有選擇地路由到第一頻帶變換裝置1030a或第二頻帶變換裝置1030b。圖10的所述具有頻帶變換的交叉點(diǎn)切換器1000被配置成能提供所述信號(hào)的電壓模式切換。
所述第一LNA 1010a被配置成具有差分輸入1012a與差分輸出1014a。所述第一LNA 1010a的差分輸入1012a例如可以是與75歐姆的差分(differential)相匹配的。所述第一LNA 1010a的差分輸出1014a被配置成具有低阻抗。通過(guò)將高隔離切換器配置連接到所述第一LNA 1010a的輸出，所述具有頻帶變換的交叉點(diǎn)切換器1000最大化信號(hào)隔離以及最小化切換瞬態(tài)。具有高輸入阻抗的頻帶變換裝置1030a、1030b被連接到所述切換器結(jié)構(gòu)的輸出。
在一個(gè)實(shí)施例中，低輸出阻抗是指小于10歐姆差分的典型大小。在其它實(shí)施例中，低阻抗可以是指其它阻抗值，其可以高于或低于10歐姆，以及不用差分地被定義。例如，低阻抗可以是指基本上小于33歐姆的大小。在另一個(gè)實(shí)施例中，高阻抗是指典型地大于1k歐姆差分的大小。在其它實(shí)施例中，高阻抗可以是指其它阻抗值，其可以高于或低于1k歐姆，以及不必差分地被定義。例如，在另一個(gè)實(shí)施例中，高阻抗可以是指典型地大于330歐姆的大小。一般地，所述低阻抗和高阻抗是相對(duì)于彼此而被定義的。即，高阻抗被定義為大于或等于所述低阻抗值的大約十倍。因此，對(duì)于33歐姆的低阻抗值來(lái)說(shuō)，高阻抗值大于大約330歐姆。
所述第一LNA 1010a的同相輸出被連接到切換器1022a和1024a，其基于例如由圖1的機(jī)頂盒160a中的控制器所提供的切換控制信號(hào)，將所述信號(hào)有選擇地切換到所述頻帶變換裝置1030a、1030b的同相輸入。在可選的實(shí)施例中，對(duì)所述具有頻帶變換的交叉點(diǎn)切換器1000的本地的微處理器或者與所述具有頻帶變換的交叉點(diǎn)切換器1000集成的微處理器可以處理來(lái)自于相關(guān)機(jī)頂盒或接收機(jī)的信號(hào)，例如一個(gè)或多個(gè)控制消息。所述第一LNA 1010a的反相輸出被連接到切換器1026a、1028a，其將所述信號(hào)有選擇地切換到所述頻帶變換裝置1030a、1030b的反相輸入。例如1022a的被連接到所述同相輸出的切換器典型地與例如1026a的反相輸出上的切換器成對(duì)，以使得由所述切換器對(duì)1022a、1026a有選擇地連接差分信號(hào)。
因此，在所述機(jī)頂盒中的所述控制器可以控制第一切換器對(duì)1026a、1028a將所述第一LNA 1010a的所述差分輸出有選擇地連接到所述第一頻帶變換裝置1030a的差分輸入。第二切換器對(duì)1024a、1028a將所述第一LNA 1010a的差分輸出有選擇地連接到所述第二頻帶變換裝置1030b。
所述第一頻帶變換裝置1030a可以對(duì)其輸入上的所述信號(hào)進(jìn)行頻率變換，將其有選擇地變換到輸出頻帶。所述第一頻帶變換裝置1030a使用來(lái)自于第一本地振蕩器(LO)1040a的信號(hào)，執(zhí)行所述頻率變換。
第二信號(hào)路徑與所述第一信號(hào)路徑相類(lèi)似地被配置。第二LNA 1010b具有差分輸入1012b和差分輸出1014b。使用第三切換器對(duì)1022b、1026b將所述第二LNA 1010b的差分輸出1014b上的信號(hào)有選擇地連接到第一頻帶變換裝置1030a。使用第四切換器對(duì)1024b、1028b將所述第二LNA 1010b的差分輸出1014b上的信號(hào)有選擇地連接到第二頻帶變換裝置1030b。
典型地，來(lái)自于所述第一LNA 1010a和所述第二LNA 1010b的信號(hào)不被切換到相同的頻帶變換裝置，例如1030a。單個(gè)LNA 1010a的輸出可以被切換到頻帶變換裝置1030a、1030b二者上，而另一個(gè)LNA信號(hào)不被提供到所述頻帶變換裝置1030a、1030b的任何一個(gè)上。
所述具有頻帶變換的交叉點(diǎn)切換器1000被配置成能在所述輸入信號(hào)和來(lái)自于所述LNA 1010a和1010b的所述輸出信號(hào)之間提供高信號(hào)隔離，以及通過(guò)所述交叉點(diǎn)切換器部分1022a-1028b的高隔離。另外，所述具有頻帶變換的交叉點(diǎn)切換器1000在所述頻帶變換裝置1030a與1030b的所述輸入與輸出上提供高信號(hào)隔離。另外，所述具有頻帶變換的交叉點(diǎn)切換器1000具有高信號(hào)隔離與低切換瞬態(tài)。低切換瞬態(tài)是通過(guò)使用與所述頻帶變換裝置1030a、1030b上的高阻抗輸入相結(jié)合的所述LNA輸出的低阻抗來(lái)實(shí)現(xiàn)的。高信號(hào)隔離是使用差分信號(hào)配置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，以及還是通過(guò)使用高隔離切換器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
高信號(hào)隔離典型地是指大于30dB的隔離。實(shí)現(xiàn)大約大于40dB的高信號(hào)隔離可能是有利的。通常，高信號(hào)隔離可以是指大于20dB、25dB、30dB、35dB、40dB、45dB、50dB或其它較大的隔離級(jí)別。
圖11A-11D是高隔離切換器的實(shí)施例。圖11A-11D的所述切換器實(shí)施例中的每個(gè)是單端配置的。所述切換器實(shí)施例可以被復(fù)制，以允許切換差分信號(hào)的同相與反向信號(hào)。因此，圖11A-11D的切換器對(duì)可以被用作圖10的所述切換器對(duì)。
圖11A是具有單個(gè)晶體管1102的第一切換器實(shí)施例，單個(gè)晶體管1102被控制成能基于被施加到所述控制輸入的信號(hào)，將其輸入上的信號(hào)有選擇地連接到其輸出。所述晶體管1102可以被控制成能基于被施加到其控制輸入的信號(hào)，將其輸入上的信號(hào)從其輸出有選擇地隔離。信號(hào)隔離是由所述晶體管1102的能力所控制的，以從所述輸出隔離所述輸入。一對(duì)晶體管1102可用于切換差分信號(hào)。
圖11B是第二切換器實(shí)施例。信號(hào)在被配置為射極跟隨器的第一晶體管1110的基極上被輸入。另外，典型地是直流偏置電壓的偏置電壓被施加到所述第一晶體管1110的基極。所述第一晶體管1110的發(fā)射極是通過(guò)可控的電流源1112而有選擇地被偏置的。當(dāng)所述可控的電流源1112導(dǎo)通(conduct)時(shí)，所述第一晶體管1110將其基極的信號(hào)有選擇地耦合到其發(fā)射極。相反地，當(dāng)所述可控的電流源1112斷開(kāi)時(shí)，所述第一晶體管110基極上的信號(hào)從所述發(fā)射極被隔離。上拉裝置1114將所述第一晶體管1110的發(fā)射極連接到大于所述偏置電壓的電壓，例如(Vb+1V)，以確保當(dāng)所述可控的電流源1112斷開(kāi)時(shí)所述第一晶體管1110截止。
圖11C是第三切換器實(shí)施例，其具有被配置成能提供增加的信號(hào)隔離的多個(gè)晶體管。信號(hào)被提供給第一晶體管1120。所述第一晶體管1120的輸出被連接到第二晶體管1122的輸入。所述第二晶體管1122的輸出是所述切換器的輸出。第三晶體管1124被連接到所述第一晶體管1120的輸出，以及被配置成能將所述第一晶體管1120的輸出與第二晶體管1122的輸入有選擇地耦合到地線或信號(hào)回路(return)。
差分控制信號(hào)用來(lái)控制所述第三切換器實(shí)施例。同相控制信號(hào)控制所述第一晶體管1120和第二晶體管1122。反向的控制信號(hào)控制所述第三晶體管1124。因此，當(dāng)所述第一和第二晶體管1120、1122被控制以導(dǎo)通時(shí)，所述第三晶體管1124被控制為截止。相反地，當(dāng)所述第一和第二晶體管1120、1122被控制為截止時(shí)，所述第三晶體管1124被控制為導(dǎo)通。
圖11D是第四切換器實(shí)施例。所述第四切換器實(shí)施例類(lèi)似于所述第二切換器實(shí)施例，其具有被配置成能提供額外信號(hào)隔離的額外的晶體管。
信號(hào)在被配置為射極跟隨器的第一晶體管1130的基極上被輸入。另外，典型地是直流偏置電壓的偏置電壓，Vb，被施加到所述第一晶體管1130的基極。所述第一晶體管1130的發(fā)射極是通過(guò)可控的電流源1132而有選擇地被偏置的。當(dāng)所述可控的電流源1132導(dǎo)通時(shí)，所述第一晶體管1130將其基極上的信號(hào)有選擇地耦合到其發(fā)射極。相反地，當(dāng)所述可控的電流源1132斷開(kāi)時(shí)，在所述第一晶體管1130基極上的信號(hào)從所述發(fā)射極被隔離。
第二晶體管1134被配置成能將所述第一晶體管1130的發(fā)射極有選擇地上拉到大于所述偏置電壓的電壓，例如(Vb+1V)，以確保當(dāng)所述可控的電流源1132斷開(kāi)時(shí)所述第一晶體管1130截止。另外，所述第二晶體管1134還可以將所述發(fā)射極節(jié)點(diǎn)上的任何信號(hào)漏泄通過(guò)所述偏置點(diǎn)而分路到AC地線上，從而提高信號(hào)隔離。第三晶體管1136具有被連接到所述第一晶體管1130的發(fā)射極的輸入，以及具有為所述切換器的輸出的輸出。當(dāng)所述可控的電流源1132在導(dǎo)通時(shí)，所述第三晶體管1136有選擇地被控制成能將來(lái)自于所述第一晶體管1130的發(fā)射極的信號(hào)耦合到所述切換器輸出。當(dāng)所述可控的電流源斷開(kāi)時(shí)，所述第三晶體管1136有選擇地控制成能將所述信號(hào)從所述第一晶體管1130的發(fā)射極分離。
圖12是具有頻帶變換的交叉點(diǎn)切換器1200的功能框圖，其也可以作為圖1的所述接收機(jī)180的一部分而被集成。圖1的接收機(jī)180的兩個(gè)輸入和兩個(gè)輸出形式(version)可以通過(guò)圖12的具有頻帶變換的交叉點(diǎn)切換器1200結(jié)合兩個(gè)LNB而被實(shí)現(xiàn)。
所述具有頻帶變換的交叉點(diǎn)切換器1200類(lèi)似于圖10的所述具有頻帶變換的交叉點(diǎn)切換器1000，此外，圖12的所述裝置使用電流模式切換而圖10的所述裝置使用電壓模式切換。從而，所述具有頻帶變換的交叉點(diǎn)切換器1200和圖10的所述裝置可以互換地被使用。然而，在有些情況下，由于進(jìn)入公共節(jié)點(diǎn)里的總電流的性能，因此，電流模式切換是有利的。
所述具有頻帶變換的交叉點(diǎn)切換器1200具有第一信號(hào)路徑和第二信號(hào)路徑。所述第一信號(hào)路徑包括被連接到一對(duì)跨導(dǎo)裝置1222a與1224a的第一LNA 1210a，所述跨導(dǎo)裝置可以將所述LNA 1210a的輸出1214a上的信號(hào)有選擇地路由到第一頻帶變換裝置1230a或第二頻帶變換裝置1230b。所述具有頻帶變換的交叉點(diǎn)切換器1200使用所述跨導(dǎo)裝置，例如1222a與1222b，以提供所述信號(hào)的電流模式切換。
所述第一LNA 1210a被配置成能具有差分輸入1212a與差分輸出1214a。所述第一LNA 1210a的差分輸入1212a例如可以是75歐姆差分相匹配的。所述第一LNA 1210a的差分輸出1214a被配置成具有低阻抗。通過(guò)將高隔離跨導(dǎo)裝置1222a與1224a連接到所述第一LNA 1210a的輸出，所述具有頻帶變換的交叉點(diǎn)切換器1200最大化信號(hào)隔離以及最小化切換瞬態(tài)。具有低輸入阻抗的頻帶變換裝置1230a、1230b被連接到所述跨導(dǎo)裝置1222a與1224a的所述輸出。
所述第一LNA 1210a的差分輸出1214a被連接到所述跨導(dǎo)裝置1222a與1224a的高阻抗差分輸入。所述第一LNA 1210a可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)跨導(dǎo)裝置1222a與1224a，因?yàn)樗隹鐚?dǎo)裝置1222a與1224a的所述差分輸入是高阻抗的。
所述跨導(dǎo)裝置1222a與1224a中的每個(gè)分別包括控制輸入1223a與1225a，其用于將所述跨導(dǎo)裝置1222a與1224a切換為開(kāi)或關(guān)。當(dāng)來(lái)自于所述第一LNA 1210a的所述信號(hào)被路由到所述第一頻帶變換裝置1230a時(shí)，所述跨導(dǎo)裝置1222a被控制成能為所述第一頻帶變換裝置1230a的輸入提供電流輸出。類(lèi)似地，所述第二跨導(dǎo)裝置1224a可以控制成能為所述第二頻帶變換裝置1230b的輸入提供電流輸出。例如被連接到LNA 1210a的1222a與1224a的一個(gè)或多個(gè)跨導(dǎo)裝置可以同時(shí)被使能，這樣例如在1212a上的信號(hào)的一個(gè)輸入可以被路由到全部頻帶變換裝置1230a與1230b上。
所述第一頻帶變換裝置1230a可以對(duì)其輸入上的所述信號(hào)進(jìn)行頻率變換，將其有選擇地變換到輸出頻帶。所述第一頻帶變換裝置1230a使用來(lái)自于第一LO 1240a的信號(hào)，執(zhí)行所述頻率變換。所述第一頻帶變換裝置1230a具有低阻抗輸入，從而作為電流相加節(jié)點(diǎn)而進(jìn)行操作，用于從其輸入所連接的所述跨導(dǎo)裝置1222a與1222b來(lái)的電流。
第二信號(hào)路徑與所述第一信號(hào)路徑相類(lèi)似地被配置。第二LNA 1210b具有差分輸入1212b與差分輸出1214b。使用第三跨導(dǎo)裝置1222b，將所述第二LNA 1210b的差分輸出1214b上的信號(hào)有選擇地連接到第一頻帶變換裝置1230a。使用第四跨導(dǎo)裝置1224b，將所述第二LNA 1210b的差分輸出1214b上的信號(hào)有選擇地連接到第二頻帶變換裝置1230b。所述第二頻帶變換裝置1230b與第二LO 1240b一起進(jìn)行操作。
所述跨導(dǎo)裝置1222a、1222b、1224a與1224b可以是任何類(lèi)型的跨導(dǎo)裝置，例如晶體管，F(xiàn)ET等等。所述跨導(dǎo)裝置1222a、1222b、1224a與1224b具有高輸出阻抗。從而，例如1222a與1222b的多個(gè)跨導(dǎo)裝置可以有選擇地提供信號(hào)給相同的頻帶變換裝置1230a，而所述第一跨導(dǎo)裝置1222a的輸出阻抗不影響另一個(gè)跨導(dǎo)裝置1222b的性能。所述低輸入阻抗頻帶變換裝置1230a作為電流相加節(jié)點(diǎn)進(jìn)行操作。
在所述具有頻帶變換的交叉點(diǎn)切換器1200的可選實(shí)施例中，所述LNA1210a與1210b被省略，以及所述輸入信號(hào)直接地被耦合到所述跨導(dǎo)裝置1222a、1222b、1224a與1224b的輸入。到所述第一和第二信號(hào)路徑的輸入可以使用匹配電路(未示出)與預(yù)定阻抗相匹配，所述匹配電路可以像所述差分輸入上所放置的電阻器那樣簡(jiǎn)單。
圖13是具有頻帶變換的交叉點(diǎn)切換器1300的功能框圖，其具有用于每個(gè)輸入/輸出組合的LNA/頻帶變換裝置對(duì)，并且在所述電流域中對(duì)所述頻帶變換裝置的輸出求和。如圖10與12的所述具有頻帶變換裝置的交叉點(diǎn)切換器那樣，所述具有頻帶變換的交叉點(diǎn)切換器1300可以與圖1的接收機(jī)180中的LNB相結(jié)合。在所述具有頻帶變換的交叉點(diǎn)切換器1300中的所述裝置使用差分信號(hào)，以最小化噪聲，但是，在其它的實(shí)施例可以使用單端的裝置。
每個(gè)LNA/頻帶變換對(duì)可以有選擇地提供信號(hào)給輸出，或者被控制成能將所述輸入上的信號(hào)從所述輸出隔離。所述LNA可以有選擇地被控制成能通過(guò)取消所述偏置、或者通過(guò)將所述放大器上的偏置反向來(lái)隔離所述信號(hào)。例如，圖1的機(jī)頂盒160a中的控制器可以接收用戶輸入以及控制被標(biāo)記為A、B、C與D的所述偏置控制引腳，以便有選擇地將到所述LNAs1310a-b、1320a-b的所述偏置使能或者禁止。
第一LNA/頻帶變換裝置對(duì)包括被連接到第一輸入1312a的第一LNA1310a。所述第一LNA 1310a被控制成能基于被提供給其控制輸入1314a的信號(hào)，有選擇地放大或隔離所述輸入信號(hào)。所述第一LNA 1310a的輸出被連接到具有高輸出阻抗的第一頻帶變換裝置1332。所述第一頻帶變換裝置1332的輸出被連接到第一信號(hào)輸出1340a。
第二LNA/頻帶變換裝置對(duì)包括具有被連接到所述第一輸入1312a的第二LNA 1320a。在所述機(jī)頂盒中的控制器可以控制所述第二LNA 1320a的控制輸入1324a，從而有選擇地放大或隔離所述輸入信號(hào)。所述第二LNA1320a的輸出被連接到具有高輸出阻抗的第二頻帶變換裝置1334。所述第二頻帶變換裝置1334的輸出被連接到第二信號(hào)輸出1340b。
因此，為了將所述第一輸入1312a有選擇地路由到所述第一信號(hào)輸出1340a，在所述機(jī)頂盒中的所述控制器有選擇地控制所述第一LNA 1310a，以便通過(guò)提供使能信號(hào)給所述第一LNA 1310a上的所述控制輸入1314a來(lái)放大所述輸入信號(hào)。為了將所述第一輸入1312a上的信號(hào)從所述第一1340a上隔離，所述第一LNA 1310a有選擇地被控制成能隔離所述信號(hào)。
第二差分輸入1312b被連接到第三LNA 1310b與第四LNA 1320b的輸入。所述第三LNA 1310b被控制成能基于被提供給其控制輸入1314b的信號(hào)，有選擇地放大或隔離所述輸入信號(hào)。所述第三LNA 1310b的輸出被連接到具有高輸出阻抗的第三頻帶變換裝置1336。所述第三頻帶變換裝置1336的輸出被連接到第三信號(hào)輸出1340a。
類(lèi)似地，所述第四LNA 1320b被控制成能基于被提供給其控制輸入1324的信號(hào)，有選擇地放大或隔離所述輸入信號(hào)。所述第四LNA 1320b的輸出被連接到具有高輸出阻抗的第四頻帶變換裝置1338。所述第四頻帶變換裝置1338的輸出被連接到第四信號(hào)輸出1340b。
因此，被提供給所述第二差分輸入312b的信號(hào)可以有選擇地被路由到所述第一或第二信號(hào)輸出1340a或1340b，或者同時(shí)被路由到兩個(gè)信號(hào)輸出。為了將所述信號(hào)從所述第二輸入1312b路由到所述第一信號(hào)輸出1340a，控制信號(hào)被提供給所述第三LNA 1310b的控制輸入1314b，以使得所述第三LNA 1310b能夠放大所述第二輸入信號(hào)。為了將所述信號(hào)從所述第二輸入1312b路由到所述第二信號(hào)輸出1340b，控制信號(hào)被提供給所述第四LNA 1320b的控制輸入1324b，以使得所述第四LNA 1320b能夠放大所述第二輸入信號(hào)。
如果兩個(gè)信號(hào)被路由到所述第一信號(hào)輸出1340a，則所述第一與第三頻帶變換裝置1332、1336的輸出可以在所述負(fù)載處相加。類(lèi)似地，如果所述第二與第四頻帶變換裝置1334與1338提供信號(hào)給所述第二信號(hào)輸出1340b，則所述第二與第四頻帶變換裝置1334與1338的輸出可以在所述負(fù)載處相加。從而，通過(guò)使用來(lái)自于高阻抗裝置的驅(qū)動(dòng)匹配的阻抗負(fù)載的輸出電流，可以在公共的節(jié)點(diǎn)中將多個(gè)信號(hào)相加。
圖14是具有頻帶變換的2x2交叉點(diǎn)切換器1400的另一個(gè)實(shí)施例。對(duì)于在具有阻抗匹配輸入與輸出的單個(gè)集成電路內(nèi)的實(shí)現(xiàn)來(lái)說(shuō)，所述特定實(shí)施例是優(yōu)選的。很明顯，輸入或輸出的數(shù)量可以被擴(kuò)展為任何其它數(shù)量。所述實(shí)施例使用電流模式切換。使用具有匹配輸入、可變?cè)鲆媾c低阻抗輸出的LNA。第一輸入1412a上的信號(hào)可以使用第一和第二跨導(dǎo)裝置而被路由到一個(gè)或者兩個(gè)輸出1470a與1470b上。類(lèi)似地，第二輸入1412b上的信號(hào)可以使用第三和第四跨導(dǎo)裝置而被路由到一個(gè)或者兩個(gè)輸出1470a與1470b上。
所述具有頻帶變換的2X2交叉點(diǎn)切換器1400接收所述低噪聲放大器的匹配信號(hào)輸入上的輸入信號(hào)。所述低噪聲放大器在其低阻抗輸出上產(chǎn)生中間(intermediate)信號(hào)。所述中間信號(hào)被提供給作為跨導(dǎo)裝置而被配置的電流源的高阻抗輸入。控制器可以有選擇地控制所述跨導(dǎo)裝置，以部分地基于所述中間信號(hào)來(lái)提供輸出電流。另外，所述控制器可以有選擇地將所述跨導(dǎo)裝置中的每個(gè)使能或者禁止。例如，對(duì)所述跨導(dǎo)裝置中的每個(gè)的所述偏置可以是可控制的，以便有選擇地將所述裝置使能或者禁止。可選地，所述偏置電流可以線性地被改變，以控制所述跨導(dǎo)裝置的增益?？蛇x地，所述增益可以通過(guò)其它方式被改變，并且所述跨導(dǎo)體可以通過(guò)其它方式而被使能和禁止。
然后，所述跨導(dǎo)裝置的輸出電流可以在頻帶變換裝置的低阻抗輸入被接收，這樣，所述頻帶變換裝置可以將所述電流信號(hào)從第一頻帶頻率變換到第二頻帶。所述頻帶變換裝置可以具有匹配的阻抗輸出。
第一信號(hào)路徑被配置成能對(duì)第一信號(hào)進(jìn)行放大、頻帶變換、以及將其路由到兩個(gè)輸出之一。第一LNA 1410a具有被配置成能接收所述第一信號(hào)的差分輸入1412a。所述第一LNA 1410a的輸入1412a可以是差分輸入，其與例如75Ω或者50Ω的預(yù)定阻抗相匹配。所述第一LNA 1410a的差分輸出具有同相輸出1414a與反相輸出1416a。所述第一低噪聲放大器1410a的差分輸出可以是低輸出阻抗、匹配的輸出阻抗或者高輸出阻抗的。所述第一LNA 1410a的輸出阻抗例如可以是200歐姆差分。
所述第一LNA 1410a的同相輸出1414a被連接到具有低輸出阻抗的第一發(fā)射極跟隨器1422a。所述第一LNA的同相輸出1414a被連接到所述第一發(fā)射極跟隨器1422a的基極。所述第一發(fā)射極跟隨器1424a的發(fā)射極被連接到對(duì)所述第一發(fā)射極跟隨器1424a進(jìn)行偏置的電流源1424a。所述第一發(fā)射極跟隨器1424a的輸出被連接到到達(dá)第一和第二跨導(dǎo)裝置的所述差分輸入的同相輸入上。所述跨導(dǎo)裝置具有高輸入阻抗。所述跨導(dǎo)裝置可以是雙極性裝置，其可以控制所述偏置電流而有選擇地被使能或者禁止。
類(lèi)似地，所述第一LNA的反相輸出1416a被連接到第二發(fā)射極跟隨器1426a的輸入。所述第二發(fā)射極跟隨器1426a使用被連接到其發(fā)射極的電流源1428a而被偏置。所述第二發(fā)射極跟隨器1426a的輸出被連接到所述第一和第二跨導(dǎo)裝置的反相輸入。
可選地，具有其相關(guān)的電流源1424a與1428a的所述第一和第二發(fā)射極跟隨器1422a與1426a可以被認(rèn)為是所述第一LNA 1410a的低阻抗輸出級(jí)。
所述第一跨導(dǎo)裝置包括第一晶體管1432a，其中所述第一晶體管1432a的基極用作所述第一跨導(dǎo)裝置的同相輸入。第一電阻器1433a將所述第一晶體管1432a的發(fā)射極連接到可控的電流源1438a。第二晶體管1434a的基極用作所述第一跨導(dǎo)裝置的反相輸入。第二電阻器1435a將所述第二晶體管1434a的發(fā)射極連接到所述可控的電流源1438a。
所述可控的電流源1438a提供偏置用于所述第一跨導(dǎo)裝置的晶體管1432a與1434a。所述可控的電流源1438a可以基于控制信號(hào)而有選擇地被使能或者禁止。當(dāng)所述可控的電流源1438a被禁止時(shí)，所述第一跨導(dǎo)裝置將其輸入的信號(hào)從其輸出隔離，并且相反地，當(dāng)所述可控的電流源1438a被使能時(shí)，所述第一跨導(dǎo)裝置提供與所述輸入信號(hào)成比例的輸出電流。
具有兩個(gè)晶體管1452a與1454a的第一差分緩沖放大器被用于將來(lái)自于多個(gè)跨導(dǎo)裝置的電流相加，以及將差分信號(hào)提供給所述第一頻帶變換裝置1460a。
通過(guò)低輸入阻抗以及與預(yù)定阻抗相匹配的輸出阻抗，所述第一頻帶變換裝置1460a被配置。例如，所述第一頻帶變換裝置1460a的輸出可以匹配于75Ω。所述第一頻帶變換裝置1460的差分輸出被連接到所述第一信號(hào)輸出1340。所述第一頻帶變換裝置1460a通過(guò)第一LO 1462a所驅(qū)動(dòng)。所述第一LO 1462a的頻率可以是可調(diào)諧的，以允許所述第一頻帶變換裝置1462a的頻率變換被調(diào)諧?？蛇x地，所述第一LO 1462a的輸出頻率可以是固定的。所述第一頻帶變換裝置1462a可以被配置成能對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行頻率變換，或者在沒(méi)有頻率變換的情況下傳遞所述信號(hào)。
所述第一LNA 1410a還提供這樣的信號(hào)，所述信號(hào)可以有選擇地被路由到第二輸出1470b。從第一和第二發(fā)射極跟隨器1422a與1426a來(lái)的差分輸出被連接到第二跨導(dǎo)裝置的差分輸入。
所述第二跨導(dǎo)裝置中的第一晶體管1442a的基極被連接到來(lái)自于所述第一發(fā)射極跟隨器1422a的同相輸出。所述第二跨導(dǎo)裝置中的第二晶體管1444a的基極被連接到來(lái)自于所述第二發(fā)射極跟隨器1426a的反相輸出。電阻器1443a與1445a將所述第一和第二晶體管1442a與1444a的發(fā)射極連接到可控的電流源1448a，所述電流源有選擇地提供偏置給所述第一和第二晶體管1442a與1444a。當(dāng)所述可控的電流源1448a被使能時(shí)，所述第二跨導(dǎo)裝置提供輸出電流。相反地，當(dāng)所述可控的電流源1448a被禁止時(shí)，所述第二跨導(dǎo)裝置不提供輸出電流。
來(lái)自于所述第二跨導(dǎo)裝置的差分輸出被連接到第二差分緩沖放大器的差分輸入。所述第二差分緩沖放大器包括兩個(gè)晶體管1452b與1454b，并且被用于將來(lái)自于多個(gè)跨導(dǎo)裝置的電流相加，以及將差分信號(hào)提供給所述第二頻帶變換裝置1460b。
所述第二差分緩沖放大器的輸出被連接到第二頻帶變換裝置1460b的差分輸入。所述第二頻帶變換裝置1460a具有低輸入阻抗以及與例如75Ω的預(yù)定阻抗相匹配的輸出阻抗。所述第二頻帶變換裝置1460b的差分輸出被連接到所述第二信號(hào)輸出1470b。所述第二頻帶變換裝置1460b是通過(guò)第二LO 1462b所驅(qū)動(dòng)的。所述第二LO 1462b頻率可以是可調(diào)諧的，以便允許所述第二頻帶變換裝置1462b的頻率變換被調(diào)諧?？蛇x地，所述第二LO 1462b的輸出頻率可以是固定的。所述第二頻帶變換裝置1462b可以被配置成能對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行頻率變換，或者在沒(méi)有頻率變換的情況下傳遞所述信號(hào)。
所述第二信號(hào)輸入1412b被連接到所述第二LNA 1410b，并且通過(guò)第三與第四跨導(dǎo)裝置到達(dá)這樣的配置中的所述第一和第二差分緩沖放大器，所述配置類(lèi)似于從所述第一信號(hào)輸入1412a到所述差分緩沖放大器的路徑。
所述第二信號(hào)輸入1412b被連接到所述第二LNA 1410b的輸入。所述第二LNA的差分輸出被連接到一對(duì)發(fā)射極跟隨器，每個(gè)發(fā)射極跟隨器用于所述第二LNA 1410b的信號(hào)輸出中的一個(gè)。
所述同相LNA輸出1414b被連接到第一發(fā)射極跟隨器1422b，所述第一發(fā)射極跟隨器包括被連接到其發(fā)射極以提供偏置的第一電流源1424b。所述反向LNA輸出1416b被連接到第二發(fā)射極跟隨器1426b，所述第二發(fā)射極跟隨器包括被連接到其發(fā)射極以提供偏置的第二電流源1428b。
所述第一發(fā)射極跟隨器1422b的輸出被連接到第三與第四跨導(dǎo)裝置的同相輸入。所述第二發(fā)射極跟隨器1426b的輸出被連接到所述第三與第四跨導(dǎo)裝置的反相輸入。
所述第三跨導(dǎo)裝置包括以差分結(jié)構(gòu)中所安排的第一和第二晶體管1432b與1434b。所述第一晶體管1432b的基極是所述跨導(dǎo)裝置的同相輸入，而所述第二晶體管1434b的基極是所述第三跨導(dǎo)裝置的反相輸入。所述第一和第二晶體管1432b與1434b的發(fā)射極通過(guò)第一和第二電阻器1433b與1435b被連接到可控的電流源1438b。所述可控的電流源有選擇地使能或者禁止所述第三跨導(dǎo)裝置。所述第一和第二晶體管1432b與1434b的集電極被連接到所述第一差分緩沖放大器的差分輸入。
類(lèi)似地，所述第四跨導(dǎo)裝置包括以差分結(jié)構(gòu)所安排的第一和第二晶體管1442b與1444b。所述第一晶體管1442b的基極是所述跨導(dǎo)裝置的同相輸入，所述第二晶體管1444b的基極是所述第四跨導(dǎo)裝置的反相輸入。所述第一和第二晶體管1442b與1444b的發(fā)射極通過(guò)第一和第二電阻器1443b與1435b被連接到可控的電流源1448b。所述可控的電流源有選擇地使能或者禁止所述第四跨導(dǎo)裝置。所述第一和第二晶體管1442b與1444b的集電極被連接到所述第二差分緩沖放大器的差分輸入。當(dāng)然，在圖6中示出的所述跨導(dǎo)裝置僅僅代表典型跨導(dǎo)裝置的實(shí)施例。在其它的實(shí)施例中可以使用跨導(dǎo)裝置的其它實(shí)施例。
因此，在設(shè)計(jì)頻帶變換切換器的過(guò)程中，設(shè)計(jì)者可以在許多緩沖放大器實(shí)施例、交叉點(diǎn)切換器實(shí)施例、以及頻帶變換裝置實(shí)施例之間進(jìn)行選擇。圖15是信號(hào)分配系統(tǒng)1500的特定實(shí)施例的功能框圖，其包括具有頻帶變換的集成交叉點(diǎn)切換器(頻帶變換切換器)1510以及外部部件。所述頻帶變換切換器1510包括用于LNB的四個(gè)輸入、與所述輸入中的每個(gè)相對(duì)應(yīng)的級(jí)聯(lián)輸出、以及被配置成能與機(jī)頂盒連接的兩個(gè)輸出。所述頻帶變換切換器1510被配置成能與LNB的信號(hào)連接，所述LNB的信號(hào)具有雙頻帶堆疊的頻率設(shè)計(jì)(plan)。所述雙頻帶堆疊的頻率設(shè)計(jì)包括高頻帶塊與低頻帶塊。所述頻帶變換切換器輸出保持所述雙頻帶堆疊的頻率設(shè)計(jì)，但是允許從任何所述LNB信號(hào)來(lái)的高或低頻帶塊被配置為輸出高頻帶塊。類(lèi)似地，從任何所述LNB信號(hào)來(lái)的高或低頻帶塊可以被配置為輸出低頻帶塊。下面提供所述頻帶變換切換器1510的更詳細(xì)的描述。
所述頻帶變換切換器1510包括被配置成能與多達(dá)四個(gè)LNB連接的四個(gè)輸入。每個(gè)LNB提供符合雙頻帶堆疊的頻率設(shè)計(jì)的信號(hào)，所述頻率設(shè)計(jì)具有高頻帶塊與低頻帶塊。例如，所述LNB信號(hào)可以是從所選擇的轉(zhuǎn)發(fā)器組來(lái)的衛(wèi)星下行鏈路信號(hào)。所述低頻帶塊可以是950-1450MHz，所述高頻帶塊可以是1650-2150MHz。
所述信號(hào)輸入中的每個(gè)被連接到放大器1520a-1520d的輸入。所述放大器1520a-1520d被配置為低噪聲放大器(LNA)，其緩沖并且放大來(lái)自于所述LNB的輸入信號(hào)。來(lái)自于所述放大器1520a-1520d中的每個(gè)的輸出被連接到交叉點(diǎn)切換器1530上的相應(yīng)輸入。另外，來(lái)自于所述放大器1520a-1520d中的每個(gè)的輸出被連接到所述頻帶變換切換器1510的相應(yīng)級(jí)聯(lián)輸出上。
所述交叉點(diǎn)切換器1530被配置為4X4切換器。獨(dú)立地并且同時(shí)地，所述四個(gè)放大的LNB輸入信號(hào)中的任何信號(hào)可以有選擇地被路由到所述交叉點(diǎn)切換器1530的所述四個(gè)輸出的任何輸出上。例如，所述交叉點(diǎn)切換器1530可以包括用于每個(gè)輸出的二比特控制。所述二比特控制的值可以被編程，以便有選擇地路由來(lái)自于所述四個(gè)輸入之一的所述信號(hào)。所述頻帶變換切換器1510例如可以從機(jī)頂盒接收所述二比特控制字?？蛇x地，所述機(jī)頂盒可以發(fā)送一個(gè)或多個(gè)控制消息給所述交叉點(diǎn)切換器本地所實(shí)現(xiàn)微處理器，所述微處理器可以產(chǎn)生所述一個(gè)或者多個(gè)二比特控制字。在圖15所示的實(shí)施例中，所述交叉點(diǎn)切換器1530的所述四個(gè)輸出中的每個(gè)被連接到頻帶變換裝置1540a-1540d。來(lái)自于所述交叉點(diǎn)切換器1530的一個(gè)或多個(gè)輸出可以被耦合到相同的頻帶變換裝置，例如1540a。
所述頻帶變換裝置1540a-1540d被配置成能有選擇地對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行頻率變換，或者在沒(méi)有頻率變換的情況下傳遞所述信號(hào)。所述頻帶變換裝置1540a-1540d中的每個(gè)可以與其它裝置無(wú)關(guān)地來(lái)選擇頻率變換或者直通。由于雙頻帶堆疊的頻率設(shè)計(jì)被用于所述實(shí)施例，因此，所述頻帶變換裝置1540a-1540d被配置成能在選擇頻率變換時(shí)交換所述高與低頻帶塊的位置。
所述頻帶變換裝置1540a-1540d中的每個(gè)包括混頻器。所述頻帶變換切換器1510還包括一個(gè)或多個(gè)本地振蕩器(LO)。在具有雙頻帶堆疊的頻率設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)施例中，單個(gè)的LO可以被傳遞給全部的頻帶變換裝置1540a-1540d。在另一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)執(zhí)行雙頻帶堆疊的頻率設(shè)計(jì)時(shí)，所述本地振蕩器頻率可以是固定的。3.1GHz或2x(所述頻帶中心平均值)的LO頻率可以被用于執(zhí)行所述頻率變換。
在另一個(gè)實(shí)施例中，多種可變頻率LO可以被用于所述頻帶變換裝置1540a-1540d。例如，所述頻帶變換裝置1540a-1540d中的每個(gè)可以具有分別獨(dú)立控制的LO輸出頻率。因此，所述頻帶變換裝置1540a-1540d中的每個(gè)可以對(duì)其輸入信號(hào)進(jìn)行頻率變換，而與由任何其它頻帶變換裝置所執(zhí)行的頻率變換無(wú)關(guān)。
LO緩沖放大器(未示出)將所述信號(hào)從所述LO輸出分配給所述頻帶變換裝置1540a-1540d中的每個(gè)。所述頻帶變換裝置1540a-1540d的輸出被連接到所述頻帶變換切換器1510的輸出。
所述頻帶變換切換器1510的輸出中的每個(gè)是雙頻帶堆疊信號(hào)。所述頻帶變換切換器1510的輸出中的每個(gè)被連接到濾波器1550a-1550d。所述濾波器1550a-1550d被配置成能以所述雙頻帶堆疊的頻率設(shè)計(jì)在預(yù)定頻帶中的一個(gè)里傳遞信號(hào)。所述濾波器1550a-1550d丟棄在所述通頻帶外的信號(hào)，包括在不希望的頻帶上的信號(hào)。所述濾波器1550a-1550d可以被配置成具有可調(diào)的通頻帶，或者可以被配置成具有固定的通頻帶。
在本實(shí)施例中，所述濾波器1550a-1550d被配置為具有固定通頻帶的帶通濾波器。所述第一濾波器1550a被配置為傳送所述頻率設(shè)計(jì)的高頻帶塊的帶通濾波器，所述濾波器。所述第二濾波器1550b被配置為傳送所述低頻帶塊的帶通濾波器。類(lèi)似地，第三濾波器1550c被配置成能傳送所述高頻帶塊，第四濾波器1550d被配置成能傳送所述低頻帶塊。所述第一和第二濾波器1550a-1550b的輸出被連接到第一信號(hào)組合器1560a的相應(yīng)第一和第二輸入。類(lèi)似地，所述第三與第四濾波器1550c-1550d的輸出被連接到第二信號(hào)組合器1560b的第一和第二輸入。所述濾波器1550a-1550d不局限于帶通濾波器，而且，例如可以是帶通濾波器(BPF)、低通濾波器(LPF)或者高通濾波器(HPF)。在其它實(shí)施例中，其它頻率選擇裝置可以被用于限制所述輸出的頻率響應(yīng)。所述濾波器1550a-1550d可以具有比所述輸入信號(hào)的頻率帶寬窄的通頻帶。例如，到例如1550a的濾波器的輸入可以包括多個(gè)載波。然而，所述濾波器1550a可以被配置成能傳送全部載波的子集。
所述信號(hào)組合器1560a-1560b被配置成能將其輸入上所提供的信號(hào)相加，以及將相加的信號(hào)提供給輸出。所述信號(hào)組合器1560a-1560b的輸出是信號(hào)分配系統(tǒng)1500的頻帶變換的輸出。每個(gè)輸出被連接到機(jī)頂盒，用于進(jìn)一步處理以及用于分配給終端用戶設(shè)備。
如上面所討論的那樣，一個(gè)或多個(gè)頻率選擇裝置可以被用于濾波器1550a-1550d。例如，雙工器可以被用于濾波器和頻率堆疊信號(hào)。雙工器可以被用作例如1550a和1550b的濾波器和信號(hào)組合器1560a。
當(dāng)然，所述頻帶切換器1510不局限于就頻帶堆疊的輸入信號(hào)進(jìn)行操作。例如，LNB中的每個(gè)可以在相同頻帶中提供信號(hào)。頻帶切換器1510可以被配置成能對(duì)單頻帶輸入信號(hào)中的一部分進(jìn)行頻率變換和組合。例如，所述交叉點(diǎn)切換器1530可以將所述第一放大器1520a的輸出路由到所述第一頻帶變換裝置1540a。所述第一頻帶變換裝置1540a中的LO可以被配置成能對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行頻率變換，這樣，來(lái)自于所述輸入信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)信道被變換成期望的輸出頻率。所述第一濾波器1550a可以被配置成能僅讓所述希望的信道通過(guò)以及濾除所有不希望的頻率和信道。
類(lèi)似地，所述交叉點(diǎn)切換器1530可以被配置成能將所述第二放大器1520b的輸出路由到所述第二頻帶變換裝置1540b。所述第二頻帶變換裝置1540b可以被配置成能對(duì)所述輸入信號(hào)進(jìn)行頻率變換，將其變換為期望的輸出頻率。所述第二濾波器1550b可以被配置成能僅讓所述希望的信道通過(guò)并且濾除所有不希望的頻率和信道。
與所述第一與第二濾波器1550a-1550b一起的所述第一與第二頻帶變換裝置1540a-1540b可以被配置成能在相互排斥的頻帶中產(chǎn)生所選擇的信道。所述組合器1560a然后可以將所述濾波器的輸出相加，以便從獨(dú)立的單頻帶輸入信號(hào)中產(chǎn)生復(fù)合的輸出信號(hào)，其中每個(gè)濾波器包括一個(gè)或多個(gè)信道。在所述單頻帶輸入信號(hào)配置的一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)頻帶變換裝置和例如1540a和1550a的濾波器對(duì)被配置成能對(duì)從一個(gè)或多個(gè)輸入信號(hào)頻帶中的每個(gè)來(lái)的一個(gè)或多個(gè)信道進(jìn)行頻率變換。所述頻率變換的信號(hào)可以被組合成單頻帶信號(hào)或多頻帶信號(hào)。
類(lèi)似地，一些實(shí)施例可能具有多個(gè)頻帶變換裝置和多個(gè)濾波器。多個(gè)頻帶變換裝置中的每個(gè)可以對(duì)從一個(gè)或多個(gè)輸入頻帶來(lái)的一個(gè)或多個(gè)信道進(jìn)行頻率變換。所述多個(gè)濾波器的輸出可以被相加以提供具有期望的信道排列(line up)的復(fù)合信號(hào)。
圖16是信號(hào)分配系統(tǒng)1600的功能框圖，該系統(tǒng)是典型的衛(wèi)星電視系統(tǒng)，其能夠在住宅或其它建筑處被實(shí)現(xiàn)。所述信號(hào)分配系統(tǒng)1600包括天線1620，天線1620具有被耦合到低噪聲塊1626的天線饋電1622，1624。所述低噪聲塊1626的輸出被耦合到分配切換器1630的兩個(gè)輸入。所述低噪聲塊1626的輸出被耦合到分配切換器1630的兩個(gè)輸入上。使用第一和第二傳輸線1642、1644，所述分配切換器輸出被連接到第一、第二與第三機(jī)頂盒1652、2654、1656。所述第一機(jī)頂盒1652的輸出被連接到第一輸出裝置1662。信號(hào)分路器1670將通過(guò)所述第二傳輸線1644從所述分配切換器1630所耦合的信號(hào)分路成兩個(gè)信號(hào)。第一信號(hào)分路器1670輸出被連接到所述第二機(jī)頂盒1654，第二信號(hào)分路器1670輸出被連接到所述第三機(jī)頂盒1656。所述第二機(jī)頂盒1654的輸出被連接到第二輸出裝置1664，而所述第三機(jī)頂盒的輸出1656被連接到第三輸出裝置1666。
所述天線1620包括兩個(gè)天線饋電1622、1624。然而，可以使用多個(gè)天線。另外，每個(gè)天線1620可以具有一個(gè)或多個(gè)天線饋電1622、1624，并且每個(gè)天線1620不局限于僅具有兩個(gè)饋電1622、1624。另外，所述天線1620可以是不使用天線饋電的配置，例如鞭狀天線(whip)或喇叭形天線(horn)。
所述天線1620從衛(wèi)星1610接收一個(gè)或多個(gè)信號(hào)。另外，所述衛(wèi)星1610可以提供特定極化和調(diào)制類(lèi)型的信號(hào)。此外，可以有多于一個(gè)的衛(wèi)星1610給所述天線1620提供信號(hào)。來(lái)自特定衛(wèi)星1610的信號(hào)與來(lái)自另一個(gè)衛(wèi)星(沒(méi)示出)的信號(hào)在相同頻帶中，或者可以在不同頻率的頻帶中。來(lái)自多個(gè)衛(wèi)星的信號(hào)可以每個(gè)具有相同極性和調(diào)制類(lèi)型，或者可以是相互不同的。
在圖16的信號(hào)分配系統(tǒng)1600中，每個(gè)天線饋電1622、1624被連接到低噪聲塊1626的獨(dú)立輸入，該低噪聲塊將信號(hào)輸出給所述分配切換器1630。當(dāng)然，所述分配切換器1630不局限于2x2切換器，而是可以具有許多輸入端口和輸出端口，例如，所述分配切換器1630例如可以是2x4切換器、4x4切換器或其它的切換器安排。
所述分配切換器1630被配置成能處理所接收的衛(wèi)星信號(hào)。所述分配切換器1630例如可以放大、濾波和下變頻所接收的衛(wèi)星信號(hào)。所述分配切換器1630可以被配置為一對(duì)低噪聲塊變頻器(LNB)，其每個(gè)將來(lái)自所述分配切換器1630輸入之一的信號(hào)塊轉(zhuǎn)換成中間頻率。所述分配切換器1630還可以被配置成能允許被提供給輸入的輸入信號(hào)中的每個(gè)被連接到多個(gè)切換器輸出的任何一個(gè)上。因此，從第一天線饋電1622所提供的信號(hào)可以在所述分配切換器1630中被塊轉(zhuǎn)換，并且被路由到所述切換器輸出中的任何一個(gè)上。類(lèi)似地，從所述第二天線饋電1624所提供的信號(hào)可以在所述分配切換器1630中被塊轉(zhuǎn)換，并且被路由到所述切換器輸出中的任何一個(gè)上。典型地，所述分配切換器1630被配置，以使得將僅有來(lái)自于一個(gè)信號(hào)源的信號(hào)被路由到特定的切換器輸出?？蛇x地，一個(gè)或多個(gè)所述塊轉(zhuǎn)換的信號(hào)可以被路由到相同的分配切換器1630輸出。
當(dāng)所述天線1620和分配切換器1630被安裝在地理上遠(yuǎn)離所期望的信號(hào)目的地的位置上時(shí)，所述分配切換器1630的輸出可以使用電纜而被連接到遠(yuǎn)程位置。所述分配切換器1630的輸出典型地通過(guò)傳輸線而被路由到遠(yuǎn)程目的地，該傳輸線可以是同軸電纜。所述分配切換器1630可以位于低噪聲塊1626和天線饋電1622、1624的本地，或者可以位于遠(yuǎn)離所述低噪聲塊1626和天線饋電1622、1624的地方。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述分配切換器1630與天線1620、低噪聲塊1626與天線饋電1622、1624在一起。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述分配切換器1630可以位于遠(yuǎn)離天線1620的地方。例如，電纜或傳輸線可以將從所述低噪聲塊1626來(lái)的信號(hào)連接到分配切換器1630，所述分配切換器位于接近一個(gè)或多個(gè)機(jī)頂盒1652、1654的結(jié)構(gòu)之內(nèi)。類(lèi)似地，在其它的實(shí)施例中，所述分配切換器1630可以位于天線1620和機(jī)頂盒1652、1654之間的中間位置上。在一些實(shí)施例中，所述低噪聲塊1626被省略，并且來(lái)自于天線饋電1622、1624的信號(hào)可以使用電纜被連接到所述分配切換器1630。類(lèi)似地，使用電纜或其它的分配系統(tǒng)，可以將來(lái)自于所述分配切換器1630的輸出信號(hào)連接到機(jī)頂盒或其它目的裝置。
在第一實(shí)施例中，所述分配切換器位于低噪聲塊1626和天線1620的本地。第一傳輸線1642將來(lái)自于所述分配切換器1630的第一輸出端口的信號(hào)分配到所述信號(hào)分配系統(tǒng)1600內(nèi)的遠(yuǎn)程的位置上。所述第一傳輸線1642的末端被連接到位于所述分配切換器1630遠(yuǎn)端的第一機(jī)頂盒1652。
第二傳輸線1644將來(lái)自于所述分配切換器1630的第二輸出端口的信號(hào)分配到信號(hào)分路器1670。所述信號(hào)分路器1670的第一輸出被連接到第二機(jī)頂盒1654。所述第二機(jī)頂盒1654可以位于遠(yuǎn)離所述分配切換器1630和信號(hào)分路器1670的位置，以及還可以位于遠(yuǎn)離所述第一機(jī)頂盒1652的位置。所述信號(hào)分路器1670的第二輸出被耦合到第三機(jī)頂盒1656。所述第三機(jī)頂盒1656的輸出被耦合到第三輸出裝置1666。
所述第一和第二傳輸線1642、1644可以是并行線、雙絞線、同軸線、波導(dǎo)等或者用于分配所述信號(hào)的任何其它裝置。另外，雖然傳輸線典型地被用于最小化信號(hào)損失和信號(hào)反射，但是，所述系統(tǒng)可以使用不是傳輸線的其它裝置用于分配所述信號(hào)。例如，導(dǎo)線、導(dǎo)線束等可以被用于將來(lái)自所述分配切換器1630的信號(hào)分配到所述機(jī)頂盒1652、1654。然而，對(duì)于可以被認(rèn)為是射頻(RF)信號(hào)的信號(hào)來(lái)說(shuō)，將典型地使用傳輸線來(lái)分配。所述RF信息信號(hào)例如可以在KHz到幾GHz的范圍內(nèi)。當(dāng)然，所述信號(hào)分配系統(tǒng)1600不局限于分配RF信號(hào)，還可以分配其它信號(hào)，例如基帶信號(hào)或光信號(hào)。
所述傳輸線1642、1644典型地是非理想的無(wú)源器件。因此，所述傳輸線衰減所述信號(hào)功率。然而，由所述傳輸線1642、1644所引起的所述衰減典型地不會(huì)將所述噪聲功率衰減到與所述信號(hào)功率相同程度上。例如，諸如一段傳輸線的無(wú)源衰減器不能顯著地降低熱噪聲。另外，所述傳輸線1642、1644可以產(chǎn)生其它類(lèi)型的有關(guān)電纜的信號(hào)降級(jí)。例如，所述傳輸線可以影響所分配的信號(hào)的平坦性、傾斜、相位失真、群延遲失真、反射、干擾、噪聲接收(noise pick-up)和話筒噪聲。因此，由所述傳輸線1642、1644所引起的損耗典型地降低了分配給所述機(jī)頂盒1652、1654的信號(hào)的SNR。
所述第一和第二傳輸線1642與1644被耦合到機(jī)頂盒1652、1654及1656的相應(yīng)輸入。所述第二傳輸線1644通過(guò)所述信號(hào)分路器1670被耦合到所述第二和第三機(jī)頂盒1654與1656。在一個(gè)實(shí)施例中，用于從所述分配切換器1630所輸出的信號(hào)的頻帶與由所述輸出裝置1662與1664所使用的頻帶不一致。因此，所述機(jī)頂盒1652、1654還可以將所述信號(hào)頻率轉(zhuǎn)換到與所述輸出裝置1662、1664與1666相兼容的操作頻帶上。另外，從所述分配切換器1630來(lái)的輸出信號(hào)可以是以這樣的格式的，所述格式與由所述輸出裝置1662、1664、與1666所使用的格式不兼容。然后，所述機(jī)頂盒1652、1654與1656可以作為信號(hào)處理級(jí)而工作。例如，所述衛(wèi)星下行鏈路信號(hào)可以通過(guò)這樣的格式而被數(shù)字調(diào)制，所述格式與可能是典型電視接收機(jī)的所述輸出裝置1662、1664與1666不兼容。所述機(jī)頂盒1652、1654與1656可以被配置成能解調(diào)所述數(shù)字調(diào)制的信號(hào)，處理所述解調(diào)的信號(hào)，然后通過(guò)所述信號(hào)來(lái)調(diào)制電視信道載波，用于傳送到所述電視輸出裝置1662、1664與1666。
可選地，如果從所述分配切換器1630所輸出的信號(hào)是以與所述輸出裝置1662、1664與1666相兼容的格式和頻帶的，則可以不需要所述機(jī)頂盒1652、1654與1656。在另一個(gè)方案中，由所述機(jī)頂盒1652、1654與1656所執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)功能可以被集成到所述輸出裝置1662、1664、1666。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述信號(hào)分路器1670可以被配置成能執(zhí)行信號(hào)處理，例如頻率變換或解調(diào)制。
在圖16中所描述的實(shí)施例中，每個(gè)機(jī)頂盒1652、1654與1656被連接到單個(gè)的輸出裝置1662、1664與1666。然而，例如1662、1664的多于一個(gè)的輸出裝置可以被連接到例如1652的單個(gè)機(jī)頂盒的輸出?？蛇x地，多于一個(gè)的機(jī)頂盒1652、1654與1656的輸出可以被組合，或者另外被連接到單個(gè)的輸出裝置，例如1662，盡管這種配置不是典型的。
例如1662的輸出裝置可以被配置成能調(diào)諧到由例如1652的所述機(jī)頂盒所提供的一個(gè)或多個(gè)頻帶內(nèi)的特定信道上。所述輸出裝置1662可以處理來(lái)自于所選信道的信號(hào)，以便將例如視頻或音頻的某種媒體內(nèi)容顯示給用戶。
例如，所述輸出裝置1662、1664與1666可以是電視接收機(jī)，以及可以顯示與由所述衛(wèi)星1610所發(fā)送的信號(hào)相對(duì)應(yīng)的電視信號(hào)。所述輸出裝置1662、1664與1666可以是在其它信號(hào)分配系統(tǒng)中的其它類(lèi)型的裝置。所述輸出裝置1662、1664與1666例如可以是電話、無(wú)線電接收機(jī)、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等、或者用于輸出信號(hào)的其它裝置。
所述輸出裝置1662、1664與1666可以具有這樣的信號(hào)質(zhì)量范圍，在所述范圍上，所述輸出被認(rèn)為是可以接受的。例如，所述輸出裝置1662、1664與1666可以提供可接受的輸出，用于在預(yù)定等級(jí)之上的輸入SNR，所述預(yù)定等級(jí)可以表示期望的最小SNR。然而，在到所述輸出裝置1662、1664與1666的輸入上的SNR典型地由所述機(jī)頂盒1652、1654與1656中所執(zhí)行的所述信號(hào)處理來(lái)確定。因此，所述信號(hào)質(zhì)量典型地與在所述機(jī)頂盒1652、1654與1656的輸入上的信號(hào)質(zhì)量有關(guān)。因此，所述信號(hào)分配系統(tǒng)1600典型地被配置成能在所述機(jī)頂盒1652、1654與1656的輸入上提供具有大于所期望的最小值SNR的信號(hào)。
盡管圖16是衛(wèi)星信號(hào)分配系統(tǒng)的功能框圖，但是，其它信號(hào)分配系統(tǒng)具有類(lèi)似的結(jié)構(gòu)。例如，電纜分配系統(tǒng)典型地提供單個(gè)的接入點(diǎn)給地理區(qū)域，例如住宅，其中所述分配系統(tǒng)可以分配電視、無(wú)線電、數(shù)據(jù)和/或電話信號(hào)。然后，從所述一個(gè)接入點(diǎn)來(lái)的信號(hào)典型地被分路、放大、分配，以及可以與例如所述衛(wèi)星電視信號(hào)的其它信號(hào)組合。具有無(wú)線通信鏈路的通信系統(tǒng)也可以具有類(lèi)似的結(jié)構(gòu)。例如，地面電視或者無(wú)線電系統(tǒng)可以包括單個(gè)天線，以及使用信號(hào)分配系統(tǒng)100將所述單個(gè)天線所接收的信號(hào)分配給多個(gè)輸出裝置，所述信號(hào)分配系統(tǒng)100可以放大、分路、分配和/或組合所接收的信號(hào)。
所述信號(hào)分配系統(tǒng)不局限于住宅，而是可以跨越許多住宅、商店或者與住所或建筑物無(wú)關(guān)的位置。所述信號(hào)分配系統(tǒng)由其特征所表征以及不局限于任何特定的應(yīng)用。
另外，盡管圖16僅僅示出了介于所述分配切換器1630和機(jī)頂盒1654及1656之間的所述信號(hào)分路器1670，除所述傳輸線1642、1644之外的單元和信號(hào)分路器1670可以介于所述分配切換器1630和所述機(jī)頂盒1652、1654及1656之間。所述另外的分配裝置可以包括有源或無(wú)源的功率分配器、有源或無(wú)源的功率合成器、放大器、衰減器、濾波器、切換器、交叉點(diǎn)切換器、多路復(fù)用器、解多路復(fù)用器、頻率變換裝置、編碼器、解碼器等或者用于分配信號(hào)的任何其它裝置。這些其它的信號(hào)分配裝置中的每個(gè)都可以引起由所分配的信號(hào)所經(jīng)歷的噪聲。
例如，當(dāng)在所有端口都保持阻抗匹配時(shí)，雙向無(wú)源功率分配器允許在一個(gè)輸入的信號(hào)被平均地分為兩個(gè)輸出信號(hào)，每個(gè)具有一半的原始信號(hào)功率。理想的雙向無(wú)源分配器將所述SNR減少3dB。然而，實(shí)際上，所述降級(jí)常常是較高的。
例如通過(guò)產(chǎn)生使得SNR降低的失真產(chǎn)物，有源的信號(hào)分配裝置可以引起信號(hào)降級(jí)。由有源裝置所引起的所述失真典型地隨著到所述裝置的輸入信號(hào)功率的增加而增加。另外，在所述信號(hào)分配系統(tǒng)1600內(nèi)的有源裝置的位置可能影響所述裝置對(duì)SNR所具有的效果。位于到所述信號(hào)分配系統(tǒng)的輸入的有源裝置可能經(jīng)受較大的信號(hào)功率，并且因此，相比位于例如142的傳輸線末端的相同的裝置，降低SNR更多，其中信號(hào)功率可能顯著地被衰減。
由于所述失真的增加比率典型地大于信號(hào)功率的增加比率，因此，對(duì)于就所述設(shè)備能力而言大的輸入信號(hào)來(lái)說(shuō)，SNR降低。大的輸入信號(hào)可以被定義為在有源設(shè)備中產(chǎn)生預(yù)定失真級(jí)別的信號(hào)。例如，當(dāng)關(guān)于產(chǎn)生1dB放大器輸出壓縮(compression)所需的輸入信號(hào)而被測(cè)量時(shí)，信號(hào)可以是大的?？蛇x地，當(dāng)關(guān)于產(chǎn)生特定三階產(chǎn)物所需的輸入信號(hào)電平而被測(cè)量時(shí)，所述信號(hào)是大的。即，如果雙音交調(diào)測(cè)試產(chǎn)生了例如40dB的低于輸出信號(hào)的預(yù)定電平的三階交調(diào)失真產(chǎn)物，則信號(hào)可以被定義為是大的。大信號(hào)的定義與使用設(shè)備的所述信號(hào)分配系統(tǒng)有關(guān)，并且之前的定義不是詳盡的。
相反地，當(dāng)所述信號(hào)是小的時(shí)候，不相關(guān)的噪聲電平可能控制SNR的確定。由于衰減器典型地降低信號(hào)功率，并且可能不以相同的量來(lái)降低不相關(guān)噪聲功率，因此衰減器之后的SNR可能降級(jí)。無(wú)源設(shè)備的放置也可能影響由所述設(shè)備所引起的SNR降級(jí)量。位于大信號(hào)處的衰減器可能不影響SNR，而位于較小信號(hào)處的同樣的衰減器可能會(huì)顯著地降低SNR。
因此，有使所述系統(tǒng)中的SNR最大化的優(yōu)選信號(hào)范圍。所述優(yōu)選取決于準(zhǔn)確的信號(hào)分配系統(tǒng)和所分配的信息信號(hào)的特性。下面將詳細(xì)描述的自動(dòng)增益控制(AGC)放大器可以幫助系統(tǒng)維護(hù)所述優(yōu)選操作范圍，并且因此有助于在系統(tǒng)中維持優(yōu)選的SNR。所述AGC放大器可以減少后續(xù)分配設(shè)備對(duì)所述機(jī)頂盒1652、1654與1656處的SNR的影響。此外，所述AGC放大器可以使添加或移除所述信號(hào)分配系統(tǒng)1600中的分配路徑的不利影響最小化。所述AGC放大器例如可以被集成到所述分配切換器1630或信號(hào)分路器1670中。
圖17A至17D是AGC放大器的功能框圖，其例如可以被集成到圖16的所述分配切換器1630和/或信號(hào)分路器1670中。所述AGC放大器還可以在中間信號(hào)處理裝置中被實(shí)現(xiàn)，所述裝置例如是所述信號(hào)分路器1670或者也被稱(chēng)作分配裝置或者信號(hào)處理裝置的一些其它的信號(hào)分配裝置。典型地，所述AGC放大器不作為孤立的裝置而被增加，而是與其它分配裝置一起被實(shí)現(xiàn)。
在一些實(shí)施例中，中間信號(hào)分配裝置可以不包括AGC放大器。缺少AGC放大器的這種中間信號(hào)處理裝置可以被配置成在所述信號(hào)分配系統(tǒng)內(nèi)的特定位置中使用。在其它實(shí)施例中，所述中間信號(hào)分配裝置例如可以包括AGC放大器作為所述初始信號(hào)處理單元。
AGC放大器和信號(hào)分配裝置的實(shí)現(xiàn)允許所述信號(hào)分配系統(tǒng)1600的性能基本上不受所述信號(hào)分配裝置的物理位置的影響。也就是說(shuō)，所述信號(hào)分配系統(tǒng)1600的性能基本上與在電纜運(yùn)行前端或者在電纜運(yùn)行后端的信號(hào)分配裝置的位置無(wú)關(guān)。
在緊隨所述低噪聲塊1626的所述分配裝置1630中實(shí)現(xiàn)AGC放大器可以補(bǔ)償在所述低噪聲塊1626中的增益變化。因此，本地地或者在單個(gè)外殼中實(shí)現(xiàn)所述分配裝置1630與低噪聲塊1626的實(shí)施例可以有利地消除所述低噪聲塊1626增益的生產(chǎn)調(diào)整(production adjustment)。因此，在所述分配塊1630中所實(shí)現(xiàn)的所述AGC功能可以通過(guò)取消生產(chǎn)調(diào)諧的步驟來(lái)提供降低的生產(chǎn)成本。
在圖17A至17D中所示的每個(gè)AGC放大器實(shí)施例可以作為集成電路、作為分立的裝置或者集成電路與分立裝置的組合，與信號(hào)分配裝置一起被實(shí)現(xiàn)。集成電路例如可以并行地結(jié)合多個(gè)獨(dú)立AGC放大器，每個(gè)AGC放大器控制從衛(wèi)星下行鏈路所接收的信號(hào)的功率。所述集成電路可以在多種基片材料上被制造，所述材料例如是硅、鍺、砷化鎵、磷化銦、藍(lán)寶石、金剛石等，或者任何其它合適的基片材料。另外，所述AGC放大器實(shí)施例可以使用各種制造技術(shù)而被制造，所述技術(shù)包括雙極性、FET、BiCMOS、CMOS、SiGe等等。
圖17A是第一AGC放大器實(shí)施例的功能框圖。所述AGC放大器包括可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)1710以及被連接到所述VGA 1710的輸出的檢測(cè)器1720。所述檢測(cè)器1720的輸出被連接到所述VGA 1710的增益調(diào)節(jié)輸入，以控制所述放大器的增益。
所述AGC放大器實(shí)現(xiàn)參考輸出的AGC功能，以試圖將所述功率放大器的輸出功率維持在預(yù)定的優(yōu)選級(jí)別上，所述級(jí)別也被稱(chēng)作AGC設(shè)定點(diǎn)(set point)。所述AGC功能是試圖在所述AGC設(shè)定點(diǎn)維持信號(hào)功率的處理。當(dāng)所述輸出信號(hào)低于所述AGC設(shè)定點(diǎn)時(shí)，所述AGC功能增加所述放大器1710的增益。所述AGC功能可以繼續(xù)根據(jù)需要增加所述VGA 210的增益，直至最大增益值。只要所述輸出信號(hào)功率低于所述AGC設(shè)定點(diǎn)，所述VGA 210就持續(xù)提供所述最大增益值。
相反地，當(dāng)所述輸出信號(hào)功率超過(guò)所述AGC設(shè)定點(diǎn)時(shí)，所述AGC功能降低所述VGA 1710的增益。所述AGC功能可以繼續(xù)根據(jù)需要減少所述VGA 1710的增益，降至最小值。只要所述輸出信號(hào)功率大于所述AGC設(shè)定點(diǎn)，所述VGA 210就持續(xù)提供所述最小增益值。
在例如圖16的信號(hào)分配系統(tǒng)1600的系統(tǒng)內(nèi)，典型地有輸入信號(hào)范圍的極限。也就是說(shuō)，到所述信號(hào)分配系統(tǒng)1600的輸入典型地落在預(yù)定范圍內(nèi)。在這種系統(tǒng)中，有可能配置所述AGC范圍，以使得從不到達(dá)一個(gè)或多個(gè)所述AGC極限。例如，來(lái)自于所述衛(wèi)星1610的輸入信號(hào)可以在預(yù)定范圍內(nèi)變化。如果在所述分配切換器1630或者信號(hào)分路器1670中的所述AGC放大器具有AGC范圍，所述范圍大于所述輸入信號(hào)范圍，則所述AGC功能就可以從不到達(dá)其極限。
起初，具有輸入信號(hào)功率Pin的輸入信號(hào)被提供給所述VGA 1710的輸入1715。被提供給所述VGA 1710的控制信號(hào)可以開(kāi)始被設(shè)置來(lái)控制所述VGA 1710，以提供所述最大可用增益Gmax。然后，所述VGA 1710提供具有輸出功率Pout的輸出信號(hào)，其基本上等于例如就關(guān)于毫瓦的分貝(dBm)所測(cè)量的Pin+Gmax。
來(lái)自于所述VGA 1710的輸出被連接到功率檢測(cè)器1720的輸入。所述功率檢測(cè)器1720測(cè)量所述輸出信號(hào)功率，以及產(chǎn)生可以與所述輸出信號(hào)功率相關(guān)聯(lián)的控制信號(hào)。例如，所述功率檢測(cè)器1720可以被配置成能提供與給定的功率電平相關(guān)聯(lián)的輸出電壓?；蛘?，所述功率檢測(cè)器1720可以被配置成能提供與給定的功率電平相關(guān)聯(lián)的輸出電流。
所述功率檢測(cè)器1720可以被配置成能測(cè)量包括期望信號(hào)、噪聲與失真的所述復(fù)合放大器輸出信號(hào)的功率。這種功率檢測(cè)器1720可以是寬帶檢測(cè)器，以及可以檢測(cè)在寬頻帶上的功率電平。也就是說(shuō)，所述功率檢測(cè)器1720可以測(cè)量來(lái)自于所述VGA 1710的所述輸出功率中的僅僅一部分的功率。例如，所述功率檢測(cè)器1720可以測(cè)量在預(yù)定帶寬中的功率，其中所述預(yù)定帶寬表示從所述VGA 1710所輸出的所述信號(hào)的一部分帶寬。所述預(yù)定帶寬例如可以是完全在來(lái)自于所述VGA 1710的輸出的期望信號(hào)帶寬之內(nèi)的?；蛘撸鲱A(yù)定帶寬可以部分地重疊或者在所述VGA 1710輸出的期望信號(hào)帶寬之外。
所述功率檢測(cè)器1720的輸出被連接到所述VGA 1710的控制輸入。所述AGC放大器可以被配置成能提供參考輸出的AGC功能。例如，所述功率檢測(cè)器1720可以檢測(cè)所述VGA 1710的輸出功率。所述功率檢測(cè)器1710還可以包括比較器，所述比較器具有被耦合到一個(gè)比較器輸入的AGC設(shè)定點(diǎn)。所檢測(cè)的輸出功率可以提供給所述比較器的第二輸入，以及與所述AGC設(shè)定點(diǎn)相比較。所述比較器的輸出可以例如使用積分器而被濾波。所述積分器的輸出可以是控制所述放大器的增益的所述檢測(cè)器輸出控制信號(hào)。
例如，在到所述功率檢測(cè)器1720的輸入上的高功率信號(hào)產(chǎn)生控制電壓，所述信號(hào)大于所述AGC設(shè)定點(diǎn)。所述控制電壓值對(duì)應(yīng)于放大器增益值，所述增益值小于所述初始增益值。所述高功率檢測(cè)器1720輸出使所述VGA 1710的增益減少，這樣，所述VGA 1710的輸出上所檢測(cè)的功率基本上等于所述AGC設(shè)定點(diǎn)。
盡管所述VGA 1710被顯示為放大器，但是，所述AGC功能可以通過(guò)僅僅增益、增益與衰減的組合或者僅僅衰減來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外，所述VGA 1710可以通過(guò)多級(jí)和多個(gè)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，所述VGA 1710可以被配置為多個(gè)級(jí)聯(lián)的可變?cè)鲆娣糯笃?、或者被配置為與可變衰減器級(jí)聯(lián)的放大器、或者被配置為多個(gè)并行的可變?cè)鲆娣糯笃鞯取?br> 另外，所述功率檢測(cè)器1720可以是二極管檢測(cè)器、晶體檢測(cè)器等等。所述功率檢測(cè)器1720可以被配置成能采樣平均功率、峰值功率、RMS電壓、平均電壓、峰值電壓、平均電流、RMS電流、峰值電流、或者與信號(hào)電平相關(guān)聯(lián)的其它值。所述功率檢測(cè)器可以是一個(gè)裝置或者可以被構(gòu)造為多個(gè)裝置。正如以上的討論那樣，所述功率檢測(cè)器1720例如可以包括檢測(cè)器、比較器和積分器，或者其它的信號(hào)調(diào)整塊。
盡管所述功率檢測(cè)器1720被顯示為提供參考輸出的AGC功能，但是，所述功率檢測(cè)器1720可以被配置成能在其它位置上檢測(cè)所述信號(hào)功率，例如在所述VGA 1710的輸入上檢測(cè)。所述功率檢測(cè)器1720可以被配置成能在其它位置檢測(cè)所述信號(hào)功率，所述位置遠(yuǎn)離所述VGA 1710，例如在圖16的機(jī)頂盒的輸入上。
所述實(shí)際的AGC功能可以使用多種方法被實(shí)現(xiàn)，包括反饋和前向反饋。不管所述AGC功能是否被配置為使用反饋的參考輸出、或者使用前向反饋技術(shù)的參考輸出，所述AGC功能可以提供在預(yù)定AGC范圍上的基本上穩(wěn)定的輸出電平。
圖17B是AGC放大器實(shí)施例的功能框圖。所述AGC放大器包括在到所述AGC放大器的輸入上的恒定增益放大器1732。所述恒定增益放大器1732的輸出被連接到所述VGA 1734的控制輸入。所述VGA 1734的輸出被連接到功率檢測(cè)器1740。從所述功率檢測(cè)器1740來(lái)的輸出信號(hào)被連接到所述VGA 1734的控制輸入，以控制所述VGA 1734的增益。
除了在所述VGA 1734之前實(shí)現(xiàn)恒定增益放大器1732之外，在圖17B中的AGC放大器實(shí)施例類(lèi)似于圖17A的實(shí)施例。圖17B的所述AGC放大器與圖17A的所述AGC放大器同樣有效地進(jìn)行操作。所述恒定增益放大器1732的增益可以在所述AGC放大器的增益上設(shè)置下限。然而，如果所述VGA被配置成能提供衰減，則所述恒定增益放大器1732的增益可以通過(guò)所述VGA 1734中的衰減來(lái)取消。所述恒定增益放大器1732例如可以被包括在AGC放大器中，以便在具有低噪聲系數(shù)的AGC放大器中提供前端放大器。
圖17C是另一AGC放大器實(shí)施例的功能框圖。所述AGC放大器包括在到所述AGC放大器的輸入上的VGA 1752。所述VGA 1752的輸出被連接到恒定增益放大器1754。所述恒定增益放大器1754的輸出是所述AGC放大器的輸出。所述VGA 1752的輸出還被連接到所述功率檢測(cè)器1760的輸入。所檢測(cè)的輸出被提供給所述VGA 1752的控制輸入。因此，在圖17C的實(shí)施例中，所述功率檢測(cè)器1760檢測(cè)中間級(jí)的功率，而不是所述AGC放大器的輸入或者輸出的功率。當(dāng)然，圖17A的實(shí)施例可以通過(guò)將所述AGC放大器與恒定增益放大器級(jí)聯(lián)而被修改為與圖17C的實(shí)施例相對(duì)應(yīng)。盡管恒定增益放大器1754是在所述VGA 1752之后被實(shí)現(xiàn)的，但是，所組成的AGC放大器可以解釋為是參考輸出的。
圖17D是AGC放大器的另一實(shí)施例。所述AGC放大器是與信號(hào)分配裝置耦合的VGA的實(shí)施例。所述AGC放大器包括在到所述AGC放大器的輸入上的VGA 1770。所述VGA 1770的輸出被連接到混頻器1780的輸入。LO 1784驅(qū)動(dòng)所述混頻器1780的LO端口。所述混頻器1780的輸出是所述AGC放大器的輸出。所述混頻器1780的輸出還被連接到所述功率檢測(cè)器1790的輸入。所檢測(cè)的輸出被提供給所述VGA 1770的控制輸入。
在這種AGC放大器結(jié)構(gòu)中，所述AGC功能與頻帶變換相結(jié)合。所述AGC放大器的功率控制所述輸出去跟蹤所述AGC設(shè)定點(diǎn)，以及還可以將從輸入頻帶來(lái)的信號(hào)頻率轉(zhuǎn)換到輸出頻帶。如前所述，例如1770的VGA可以與多-裝置耦合的VGA的另一實(shí)施例。
所述VGA 1770以上面就其它AGC放大器實(shí)施例所描述的方式來(lái)操作。所述VGA 1770的輸出被連接到所述混頻器1780的輸入端口。所述混頻器1780可以將從第一頻帶來(lái)的信號(hào)頻率轉(zhuǎn)換到第二頻帶。可以是固定頻率LO或者可變頻率LO的LO 1784驅(qū)動(dòng)所述混頻器1780的LO端口。所述混頻器1780提供輸出信號(hào)，所述輸出信號(hào)包括在所述輸入信號(hào)頻率和所述LO頻率的和值上的頻率分量，以及包括在所述輸入信號(hào)頻率和所述LO頻率的差值上的頻率分量。
所述功率檢測(cè)器1790可以被配置成能檢測(cè)在預(yù)定頻帶內(nèi)的信號(hào)。因此，所述功率檢測(cè)器1790可以檢測(cè)在期望頻帶中的信號(hào)，而忽略所述頻帶之外的信號(hào)。因此，所述AGC放大器能被配置成能提供與頻率轉(zhuǎn)換結(jié)合的控制信號(hào)幅度。
通過(guò)將AGC信號(hào)分配實(shí)現(xiàn)與固定增益信號(hào)分配實(shí)現(xiàn)相比較，可以說(shuō)明在所述信號(hào)分配系統(tǒng)中包括AGC級(jí)的好處，例如在圖16的所述系統(tǒng)中的所述分配切換器1630或者信號(hào)分路器1670里。圖18A和18B顯示了級(jí)聯(lián)放大器配置的實(shí)施例。圖18A中的所述配置包括固定增益放大器，而圖18B的所述配置包括AGC放大器。這種級(jí)聯(lián)放大器配置例如可以被包括在圖16的所述信號(hào)分配切換器中，以便提供單個(gè)輸入信號(hào)的三個(gè)獨(dú)立拷貝，所述拷貝發(fā)往所述信號(hào)分配系統(tǒng)內(nèi)的三個(gè)不同的地理位置。
圖18A是固定增益信號(hào)分配部分1800的實(shí)施例，例如可以在圖16的分配切換器中實(shí)現(xiàn)的分配部分。例如，在所述分配部分1800中的裝置可以分布在信號(hào)分配系統(tǒng)的前端、中間位置或者靠近終端。所述固定增益分配部分1800包括三個(gè)串聯(lián)的增益裝置1810、1820與1830。所述增益裝置中的每個(gè)，例如1810，可以被配置成具有0dB的固定增益、3dB的噪聲系數(shù)(NF)、和+30dBm的輸入三階截獲點(diǎn)(IIP3)的有源功率分配器。可選地，所述增益裝置中的每個(gè)可以包括與其它類(lèi)型的信號(hào)分配裝置結(jié)合的放大器。
第一固定增益裝置1810包括固定增益放大器1812，所述放大器之后是具有第一輸出1818a和第二輸出1818b的無(wú)源功率分配器1814。通過(guò)所述固定增益放大器1812和無(wú)源功率分配器而到達(dá)例如1818b的所述輸出中的一個(gè)的所述復(fù)合的增益可以被配置為0dB。所述第一固定增益裝置1810的第二輸出1818a被連接到第二固定增益裝置1820的輸入。所述第二固定增益裝置1820還包括固定增益放大器1812、以及具有第一輸出1828a和第二輸出1818b的無(wú)源功率分配器1824。所述第二固定增益裝置1820的第二輸出1828b被連接到第三固定增益裝置1830的輸入。所述第三固定增益裝置1830類(lèi)似地被配置成具有固定增益放大器1832，所述放大器之后是具有兩個(gè)輸出1838a、1838b的無(wú)源功率分配器1834。
在圖18B中示出了包括AGC放大器的可選信號(hào)分配部分1850。包括所述AGC放大器的所述信號(hào)分配部分1850的實(shí)施例可以在圖16的分配切換器中被實(shí)現(xiàn)。
三個(gè)增益裝置1860、1870和1880在所述信號(hào)分配部分中被級(jí)聯(lián)。增益裝置1860、1870和1880中的每個(gè)包括跟隨有無(wú)源功率分配器的AGC放大器。增益裝置1860、1870和1880中的每個(gè)還可以包括與一個(gè)或多個(gè)其它信號(hào)分配裝置結(jié)合的AGC放大器。
例如1860的所述增益裝置中的每個(gè)可以具有參考輸出的AGC功能，所述功能具有0dBm的AGC設(shè)定點(diǎn)、+30dBm的IIP3和0dB增益上的3dB的NF。例如1860的所述增益裝置可以具有從-20dB到+20dB的增益范圍。AGC放大器中的每個(gè)例如可以是圖17A-17C中所示的所述AGC放大器配置中的一種。
輸入信號(hào)被提供給所述第一增益裝置1860的輸入。所述輸入信號(hào)被耦合到所述AGC放大器1862的輸入。所述AGC放大器1862的輸出被連接到功率檢測(cè)器1864的輸入。所述功率檢測(cè)器1864的輸出被連接到所述AGC放大器的輸入。所述AGC放大器1862的輸出還被連接到分別具有第一和第二輸出1868a和1868b的所述功率分配器1866的輸入。
所述第一增益裝置1860的第二輸出1868b被連接到第二固定增益裝置1870的輸入。來(lái)自于所述第一增益裝置1860的輸出被耦合到所述AGC放大器1872的輸入。所述AGC放大器1872的輸出被連接到功率檢測(cè)器1874的輸入。所述功率檢測(cè)器1874的輸出被連接到所述AGC放大器的控制輸入。所述AGC放大器1872的輸出還被連接到分別具有第一和第二輸出1878a和1878b的功率分配器1876的輸入。
所述第二增益裝置1870的第二輸出1878b被連接到第三固定增益裝置1880的輸入。來(lái)自于所述第二增益裝置1870的輸出被耦合到在第三增益裝置1880中的AGC放大器1882的輸入。所述AGC放大器1882的輸出被連接到功率檢測(cè)器1884的輸入。所述功率檢測(cè)器1884的輸出被連接到所述AGC放大器的控制輸入。所述AGC放大器1882的輸出還被連接到分別具有第一和第二輸出1888a和1888b的功率分配器1886的輸入。
可以對(duì)于兩種工作條件，將所述固定增益分配部分1800的性能與所述可變?cè)鲆娣峙洳糠?850的性能進(jìn)行比較。在所述第一工作條件中，所述輸入信號(hào)是相對(duì)小的，以及不相關(guān)的噪聲是限制所述SNR的重要因素。在所述第二工作條件中，所述輸入信號(hào)是相對(duì)大的，以及失真的產(chǎn)生是限制所述SNR的重要因素。
在所述第一工作條件中，所述輸入信號(hào)是相對(duì)小的。所述固定增益分配部分1800的配置不改變。然而，所述可變?cè)鲆娣峙洳糠?850自動(dòng)配置其自身，以提供增益，直至最大增益級(jí)別。
例如放大器的有源裝置典型地具有與其有關(guān)的多個(gè)噪聲源。如果所述前端裝置具有顯著的增益，所述級(jí)聯(lián)放大器的噪聲成分可以減少。隨后階段的噪聲成分可以變得不重要，因此，對(duì)SNR的降級(jí)可以被最小化。另外，與沒(méi)有所述前端增益裝置的情況相比，在所述第一增益級(jí)或者前端裝置之后的其它噪聲貢獻(xiàn)因素使所述SNR降級(jí)較少。因此，包括所述前端增益級(jí)減少了所述整個(gè)系統(tǒng)SNR的降級(jí)。所述固定增益分配部分1800的性能可以通過(guò)檢查所述噪聲系數(shù)而與所述可變?cè)鲆娣峙洳糠?850相比較。在級(jí)聯(lián)系統(tǒng)中的噪聲系數(shù)是由以下公式給出的nfcascade=nf1+Σi=2Nnfi-1Πj=1i-1Aj,]]>其中，N＝級(jí)數(shù)，Aj＝第j級(jí)的增益在所述公式中的噪聲系數(shù)值是作為比率而給出的，而為所述裝置所規(guī)定的噪聲系數(shù)是以dB給出的。因此，在應(yīng)用所述公式之前，用于例如1810或1870的所述增益裝置的NF需要從分貝被轉(zhuǎn)換到比率。表1提供了用于所述兩種增益分配部分1800、1850的級(jí)聯(lián)噪聲系數(shù)的總結(jié)。Psig表示在所述增益裝置的輸入或輸出上的所述信號(hào)功率，以dBm為單位。所述單元的增益以dB而被提供。以dB所述噪聲系數(shù)被提供用于每個(gè)增益裝置，以及以dB的相應(yīng)級(jí)聯(lián)噪聲系數(shù)在每一增益裝置的輸出上被提供。
表1

因此，可以看出，當(dāng)與所述固定增益分配部分1800相比較時(shí)，所述可變?cè)鲆娣峙洳糠?850在初始放大器部分中包括增益的能力使得由于后續(xù)級(jí)所產(chǎn)生的噪聲而導(dǎo)致的信號(hào)降級(jí)極大地被減少。與沒(méi)有所述增益部分的情況相比較，在所述初始增益部分之后的噪聲貢獻(xiàn)因素使所述SNR降級(jí)較小。因此，通過(guò)包括初始增益部分，可以減少整個(gè)系統(tǒng)的SNR降級(jí)。
在所述第二工作條件中，所述輸入信號(hào)相對(duì)地大。所述固定增益分配部分1800的配置不改變。然而，所述可變?cè)鲆娣峙洳糠?850自動(dòng)配置其自身，以提供衰減，直到最大衰減級(jí)別。當(dāng)輸入信號(hào)級(jí)別相對(duì)大時(shí)，例如三階的互調(diào)失真產(chǎn)物的失真分量可以是降低SNR的主要因素。用于所述信號(hào)分配部分1800、1850的級(jí)聯(lián)的IIP3可以被計(jì)算及比較，以說(shuō)明可變?cè)鲆娣峙鋵?duì)固定增益分配的優(yōu)勢(shì)。所述增益部分的級(jí)聯(lián)的IIPS是由所述公式給出的1IPtot=1IP31+Σi=2NΠj=1i-1AjIP3i]]>所述公式中的所述IP3值是線性的項(xiàng)，以及不是以dBm的值。類(lèi)似地，所述增益值作為比率而被提供，而不是dB。表2提供了用于所述兩種增益分配部分1800、1850的所述級(jí)聯(lián)的llp3的總結(jié)。Psig表示在所述增益裝置的輸入或輸出的所述信號(hào)功率，以dBm為單位。所述部分的增益以dB而被提供。以dBm為單位的所述IIP3被提供用于每個(gè)增益裝置，以及以dBm的所述相應(yīng)級(jí)聯(lián)的IIP3在每個(gè)增益裝置的輸出上被提供。
表2

因此，可以看出，當(dāng)與所述固定增益分配部分1800相比時(shí)，所述可變衰減增益分配部分1850在初始放大器部分中包括衰減的能力使得由于后續(xù)級(jí)所產(chǎn)生的噪聲而導(dǎo)致的信號(hào)降級(jí)極大地被減小。與沒(méi)有所述衰減級(jí)的情況相比，在所述初始衰減級(jí)之后的失真貢獻(xiàn)因素使所述SNR降級(jí)較小。通過(guò)包括初始衰減部分，可以減少整個(gè)系統(tǒng)的SNR下降。
因此，與固定增益配置相比，在信號(hào)分配部分中的AGC功能的所述包括可以提高所述信號(hào)的質(zhì)量。在低輸入信號(hào)功率與高輸入信號(hào)功率的極端條件下所述可變?cè)鲆娌糠謱?duì)于所述固定增益部分的優(yōu)勢(shì)顯示所述可變?cè)鲆娣峙洳糠株P(guān)于其在信號(hào)分配系統(tǒng)內(nèi)的位置具有靈活性。所述可變?cè)鲆娣峙洳糠植恍枰环胖迷谛盘?hào)分配系統(tǒng)的前端或者最后級(jí)上。
所述頻帶變換切換器1510的一個(gè)實(shí)施例可被用于信號(hào)分配系統(tǒng)，所述信號(hào)分配系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成能在住宅中提供衛(wèi)星電視信號(hào)的分配。所述AGC放大器1520a-1520d基于所述輸入信號(hào)的功率來(lái)提供可變?cè)鲆媾c衰減。用于所述AGC功能的測(cè)量點(diǎn)在所述AGC放大器1520a-1520d的輸出上，并且所述交叉點(diǎn)切換器1530與所述頻帶變換裝置1540a-1540d的增益是固定的。
后面具有交叉點(diǎn)切換器1530、頻帶變換裝置1540a-1540d、濾波器1550a-1550d及信號(hào)組合器1560a-1560b的每個(gè)AGC放大器1520a-1520d可以被配置成能提供從最小值-7dB到最大值+7dB范圍的總增益。通過(guò)所述頻帶變換切換器1510從例如1520a的所述AGC放大器直到例如1540a的所述頻帶變換裝置的輸出的路徑的相應(yīng)NF例如可以從24dB到10dB進(jìn)行變化。當(dāng)提供衰減時(shí)，所述信號(hào)路徑經(jīng)歷較高的NF，以及當(dāng)所述增益是一(unity)或者更大時(shí)，所述信號(hào)路徑具有較低的NF。類(lèi)似地，與所述信號(hào)路徑有關(guān)的IIP3可以是從最小值-7dBm到最大值+7dBm的范圍的。例如，所述信號(hào)路徑的IIP3可以是-15、-10、-7、-6、-5、-4、-3、-2、-1、0、+1、+2、+3、+4、+5、+6、+7、+10、+15、+20、+25或者+30dBm。
當(dāng)所述放大器被配置成能提供衰減時(shí)，所述AGC放大器1520a的IIP3典型地是較高的，其中所述衰減有助于所述信號(hào)路徑的復(fù)合IIP3。所述AGC放大器1520a的IIP3可以與所述放大器的增益成比例的變化。
由于所述AGC放大器1520a還提供所述信號(hào)給級(jí)聯(lián)輸出，因此，在所述級(jí)聯(lián)輸出的AGC功能的特性基本上與所述AGC放大器1520a的特性相同。同樣由于所述AGC功能是在所述級(jí)聯(lián)輸出之前被提供的，因此，所述AGC功能的益處將在主信號(hào)路徑和通過(guò)所述級(jí)聯(lián)輸出的所述信號(hào)路徑中被經(jīng)歷。
所述頻帶變換切換器1510配置可被用于信號(hào)分配系統(tǒng)，其中可以期望到所述頻帶變換切換器1510的輸入在-50dBm到-10dBm的范圍內(nèi)變化。所述AGC放大器1520a-1520d可以被配置成具有-17dBm的參考輸出的AGC設(shè)定點(diǎn)，其中，所述輸出是指所述切換器1500的輸出信號(hào)。所述頻帶變換切換器1510不需要實(shí)際測(cè)量在所述切換器1500的所述輸出上的功率。由于所述頻帶變換切換器1510之后的裝置具有固定增益，因此，所述AGC輸出可以被解釋為是參考AGC放大器之后的任何一點(diǎn)的輸出，其中在所述AGC放大器之后所述增益或者衰減是固定的。
使用所述AGC設(shè)定點(diǎn)，當(dāng)所述輸入信號(hào)是-24dBm或者更低時(shí)，例如1520a的所述AGC放大器提供7dB的增益。另外，當(dāng)所述輸入信號(hào)是-10dBm或更大時(shí)，所述AGC放大器1520a提供-7dB的增益、或者7dB的衰減。因此，在所述輸入功率為-24dBm到-10dBm范圍內(nèi)，所述AGC放大器1520a提供-17dBm的恒定輸出功率。
圖19是信號(hào)分配系統(tǒng)中所連接的多個(gè)頻帶變換切換器1910、1920、1930、1940與1950的功能框圖。所述頻帶變換切換器1910、1920、1930、1940與1950可以被配置成具有LNB，以提供圖16的所述分配切換器。然而，如前所述，所述頻帶變換切換器1910、1920、1930、1940、與1950中的一個(gè)或多個(gè)可以被安置在所述信號(hào)分配系統(tǒng)內(nèi)的其它位置上。例如，所述頻帶變換裝置中的一個(gè)或多個(gè)可以被安置靠近所述信號(hào)輸入，被安置在所述信號(hào)分配系統(tǒng)內(nèi)的中間位置上，或者被安置靠近所述信號(hào)分配系統(tǒng)的終端或者目的地裝置。
第一頻帶變換切換器1910包括LNA輸入，所述輸入可以被連接到LNB，所述LNB對(duì)衛(wèi)星下行鏈路傳輸進(jìn)行塊轉(zhuǎn)換。所述第一頻帶變換切換器1910的輸出被連接到第二頻帶變換切換器1920的輸入，所述第二頻帶變換切換器1920又具有被連接到第三頻帶變換切換器1930的輸出。所述第一頻帶變換切換器1910的級(jí)聯(lián)輸出被連接到第四頻帶變換切換器1940的輸入。所述第四頻帶變換切換器1940的輸出被連接到第五頻帶變換切換器1950的輸入。
所述頻帶變換切換器1910、1920、1930、1940與1950中的每個(gè)可以是圖15的頻帶變換切換器，以及可以包括圖17A-17C的AGC放大器中的一個(gè)。所述頻帶變換切換器1910、1920、1930、1940與1950中的每個(gè)可以與所述第一頻帶變換切換器1910相類(lèi)似地被配置。在所述第一頻帶變換切換器1910中，輸入VGA 1912從所述LNB接收輸入信號(hào)。所述VGA 1912典型地具有低噪聲系數(shù)，這樣，從所述輸入到頻帶變換輸出的所述頻帶變換切換器1910的噪聲系數(shù)低于3dB、4dB、5dB、6dB、8dB、10dB、12dB、14dB、15dB、20dB、25dB、30dB、35dB或者40dB。從輸入到所述級(jí)聯(lián)輸出的所述頻帶變換切換器1910的噪聲系數(shù)典型地接近于所述VGA 1912的噪聲系數(shù)的值，以及例如可以小于3dB、4dB、5dB、6dB、8dB、9dB、10dB、12dB、14dB、15dB、20dB、24dB、25dB、30dB、35dB或者40dB。
另外，所述VGA 1912有助于所述頻帶變換切換器510的IIP3。所述頻帶變換切換器1910典型地具有從頻帶變換裝置的輸入到輸出所測(cè)量的IIP3，所述IIP3大于-40、-30、-20、-10、-8、-7、-6、-5、-4、-3、-2、-1、0、+1、+2、+3、+4、+5、+6、+7、0r+8、+15、+20、+22、+25、+26、+27、+28、+29或者+30dBm。類(lèi)似地，所述頻帶變換切換器1910典型地具有從輸入到所述級(jí)聯(lián)輸出所測(cè)量的IIP3，所述IIP3大于-10、-5、+1、+2、+3、+4、+5、+6、+7、+8、+9、+10、+15、+20、+25或者+30dBm。
所述VGA 1912的輸出被連接到檢測(cè)器1914和NxM交叉點(diǎn)切換器1916。所述檢測(cè)器1914檢測(cè)由所述VGA 1912所輸出的功率，以及提供所檢測(cè)的輸出，所述輸出被連接到所述VGA 1912的控制輸入。另外，所述VGA 1912的輸出驅(qū)動(dòng)所述第一頻帶變換切換器1910的級(jí)聯(lián)輸出。所述NxM交叉點(diǎn)切換器1916的輸出被連接到頻帶變換裝置1918。
盡管在所述第一頻帶變換切換器1910中僅僅示出了一個(gè)VGA 1912和檢測(cè)器1914，但是，在頻帶變換切換器中可以包括多于一個(gè)的VGA 1912和級(jí)聯(lián)輸出，如圖19所示。因此，具有與信號(hào)分配路徑一致的AGC功能的益處可以被提供給來(lái)源于單頻帶變換切換器1910中的例如1912的單個(gè)VGA的兩個(gè)信號(hào)路徑。
所述后續(xù)頻帶變換切換器1920、1930、1940與1950中的每個(gè)還可以被連接到其級(jí)聯(lián)輸出的信號(hào)路徑上，以及同樣可以通過(guò)利用輸入AGC級(jí)來(lái)控制所述信號(hào)電平和最小化所述后續(xù)的噪聲成分。被連接到所述第一頻帶變換切換器1910的級(jí)聯(lián)輸出的所述第四頻帶變換切換器1940不對(duì)所述始發(fā)的信號(hào)路徑產(chǎn)生噪聲，以及還控制從后續(xù)的級(jí)來(lái)的噪聲成分。
圖20是用于信號(hào)通信系統(tǒng)中的信號(hào)分配方法2000的流程圖，所述通信系統(tǒng)例如在圖16中所示的衛(wèi)星通信系統(tǒng)。所述方法2000從塊2002開(kāi)始，其中接收所述分配信號(hào)。所述信號(hào)可以是從衛(wèi)星所接收的，如圖16中的那樣，或者可以是從被配置成能接收陸地信號(hào)的天線所接收的，是從電纜或者光鏈路所接收的。另外，所述信號(hào)可以從信源的組合被接收。
在接收到待分配的所述信號(hào)之后，所述信號(hào)典型地由低噪聲放大器所放大，如塊2010所示。由于所述增益可以從正的增益值變化到負(fù)值，因此，所述放大器可能不是在所有工作條件下都是低噪聲放大器，并且在一些工作條件下可能是衰減器。在這里，負(fù)增益值是指衰減。
在放大之后，測(cè)量所述輸出功率，塊2012。由于輸出功率是在所述增益級(jí)之后被測(cè)量的，因此，基于所測(cè)量的輸出功率的所述后續(xù)的AGC功能可以被稱(chēng)為參考輸出的AGC。然后，所測(cè)量的輸出功率被用作用于改變所述增益的因素，塊2014。如前面所討論的那樣，所述增益典型地可以在跨越正的增益到衰減的范圍內(nèi)變化。
還提供級(jí)聯(lián)輸出，塊2020，以及可以在所述AGC功能之后提供級(jí)聯(lián)輸出。所述受增益控制的信號(hào)可以作為級(jí)聯(lián)輸出而被提供，如圖15與19中所示。
另外，例如通過(guò)圖15所示的所述NxM交叉點(diǎn)切換器，所述信號(hào)被路由到目的地路徑，塊2030。通過(guò)所述NxM交叉點(diǎn)切換器而被路由到目的地的所述信號(hào)典型地與被提供給所述級(jí)聯(lián)輸出的所述信號(hào)無(wú)關(guān)。因此，如圖15的所述頻帶變換切換器中所示的那樣，所述AGC部分的輸出作為級(jí)聯(lián)輸出而被提供，以及還被提供給所述NxM交叉點(diǎn)切換器的輸入，以便被路由到M個(gè)可能的分配路徑中的一個(gè)上。
然后，被路由到分配路徑上的所述信號(hào)可以被頻帶變換，塊2040。頻帶變換塊可以包括混頻器，以便將所述信號(hào)從第一頻率塊有選擇地變換到第二頻率塊。另外，所述頻帶變換塊可以被配置成具有直通路徑，其中所述信號(hào)沒(méi)有被頻率變換。
在頻帶變換之后，來(lái)自于所述頻帶變換塊的信號(hào)輸出可以被濾波，塊2050，以消除噪聲和在所考慮的頻帶之外的不需要的頻率分量。所濾波的信號(hào)中的兩個(gè)或更多可以被組合以產(chǎn)生復(fù)合信號(hào)，塊2060。所述兩個(gè)或更多的濾波的信號(hào)可以來(lái)源于一個(gè)或者多個(gè)獨(dú)立的信號(hào)分配路徑。所述濾波的信號(hào)中的每個(gè)可以是在不同頻帶中的。可選地，所述濾波的信號(hào)中的一個(gè)或多個(gè)可以是在與所述濾波的信號(hào)中的另一個(gè)的頻帶重疊的頻帶中。
盡管通過(guò)從一個(gè)塊到下一個(gè)塊的流程來(lái)顯示了所述方法2000，但是，所述方法塊的順序不局限于圖20中所示出的順序。
具有固定頻率LO的混頻器可以在所述頻帶變換裝置中被實(shí)現(xiàn)，以提供頻率變換。圖21是用于雙頻帶堆疊的頻率設(shè)計(jì)的頻帶提取系統(tǒng)2100的功能框圖。所述頻帶提取系統(tǒng)2100被配置成能將來(lái)自于高或低頻帶塊的輸入信號(hào)安置到所述高頻帶塊里。所述頻帶提取系統(tǒng)2100還被配置成能對(duì)所述高頻帶塊進(jìn)行帶通，以及過(guò)濾掉來(lái)自于所述低頻帶塊的信號(hào)。
所述頻帶提取系統(tǒng)2100實(shí)現(xiàn)頻帶變換裝置2118和帶通濾波器2150。所述頻帶變換裝置618包括直通信號(hào)路徑2122和頻率變換信號(hào)路徑。所述頻率變換信號(hào)路徑包括混頻器2120和LO 2130。
如先前所討論的那樣，雙頻帶堆疊的頻率設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)施例具有在950-1450MHz的低頻帶塊和在1650-2150MHz的高頻帶塊。因此，所述濾波器2150被配置成帶通濾波器，其通過(guò)1650-2150MHz以及過(guò)濾掉至少在所述950-1450MHz頻帶中的信號(hào)。
所述輸入信號(hào)是具有輸入低頻帶信號(hào)2110和輸入高頻帶信號(hào)2112的頻帶堆疊信號(hào)。用于所述直通配置的頻帶提取是輕微的(trivial)。選擇所述頻帶變換裝置2118的直通信號(hào)路徑2122。所述輸入信號(hào)在沒(méi)有頻率變換的情況下通過(guò)所述頻帶變換裝置2118。然后使用所述濾波器2150來(lái)提取所述高頻帶塊，以產(chǎn)生輸出信號(hào)。
當(dāng)所述輸入低頻帶信號(hào)2110將被頻率變換到所述高頻帶塊時(shí)，使用所述頻率變換信號(hào)路徑。所述輸入信號(hào)被定向到所述混頻器2120的輸入，用于頻率變換。LO 2130被連接到所述混頻器2130的LO端口。被調(diào)諧到2x所述頻帶塊中心平均值的頻率的LO 2130將導(dǎo)致在所述高頻帶塊中的信號(hào)被頻率變換到所述低頻帶塊，以及在所述低頻帶塊中的信號(hào)被頻率變換到所述高頻帶塊。用于圖21所示的頻率設(shè)計(jì)的所述LO頻率是3.1GHz。因此，當(dāng)提取所述高頻帶塊或低頻帶塊時(shí)，可以使用所述LO頻率。僅僅所述帶通濾波器需要被改變以提取所希望的頻帶塊。所述混頻器2130提供在所述輸入信號(hào)頻率與所述LO頻率的和值上的輸出信號(hào)，以及提供在所述輸入信號(hào)頻率和所述LO頻率的差值上的輸出信號(hào)。
輸入低頻帶信號(hào)通過(guò)所述混頻器2130而被頻率變換到高差值頻帶2142和低和值頻帶2146。輸入高頻帶信號(hào)2112通過(guò)所述混頻器2130而被頻率變換到低差值頻帶2140和高和值頻帶2148。所述和值和差值信號(hào)2140、2142、2146與2148被提供給所述濾波器2150，所述濾波器僅僅通過(guò)所希望的輸出的高頻帶信號(hào)2160以及過(guò)濾掉至少另一個(gè)混頻器產(chǎn)物和所述LO頻率。因此，所述950-1450MHZ頻帶中的所述輸入低頻帶信號(hào)被頻率變換到所述1650-2150MHz頻帶中的輸出高頻帶中。
所述和值與差值頻帶是關(guān)于所述LO頻率2144對(duì)稱(chēng)的。因此，所述LO頻率交換所述輸入高與低的信號(hào)的位置。然而，所述差值頻帶是頻率反轉(zhuǎn)的。在所述輸入的低頻帶2110的上邊帶中的信號(hào)被變換到所述高差值信號(hào)的下邊帶。頻率反轉(zhuǎn)不會(huì)對(duì)雙邊帶信號(hào)造成任何問(wèn)題。類(lèi)似地，頻譜反轉(zhuǎn)不會(huì)對(duì)數(shù)字調(diào)制信號(hào)造成問(wèn)題，所述信號(hào)是由具有內(nèi)置頻譜反轉(zhuǎn)的解調(diào)器所處理的。如果所述系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員需要或者希望特定的頻率關(guān)系，則還可以處理所述頻率反轉(zhuǎn)的信號(hào)。所述兩個(gè)頻帶堆疊的配置允許單個(gè)LO同時(shí)重新安排所述頻帶堆疊。在其它的實(shí)施例中，在所述最后的復(fù)合輸出信號(hào)內(nèi)的每個(gè)頻率分量可以通過(guò)不同的頻帶變換裝置被變換。例如，第一頻帶變換裝置可以進(jìn)行頻率變換，將第一信號(hào)變換到第一輸出信號(hào)頻帶。類(lèi)似地，第二頻帶變換裝置可以進(jìn)行頻率變換，將第二信號(hào)變換到第二輸出頻帶等等，直到M頻帶。然后，多個(gè)輸出頻帶可以在一個(gè)或者多個(gè)組合器中被組合。每個(gè)輸出頻帶可以是與來(lái)自一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的信號(hào)相對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)信道。
盡管之前的實(shí)施例作為單個(gè)混頻器來(lái)顯示所述頻率變換裝置，但是，可以使用其它頻率變換裝置。單個(gè)頻率變換裝置可以是混頻器、抽樣的切換器、例如二極管環(huán)的切換混頻器、吉爾伯特單元、FET環(huán)混頻器，或者例如二極管的非線性混頻器、例如線性跨導(dǎo)(translinear)雙極性器件的線性乘法器、可變電阻等?？蛇x地，所述頻率變換裝置可以執(zhí)行多種頻率變換。所述輸入頻帶塊可以上變頻到高的中頻(IF)，所述中頻是在大于所述輸入頻帶塊內(nèi)的最高頻率的頻率上的。然后，所述IF信號(hào)可以被濾波，以提取所關(guān)心的頻帶塊，其中所希望的頻帶塊可以對(duì)應(yīng)于來(lái)自于一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的一個(gè)或多個(gè)信道。然后，所希望的頻帶塊可以被下變頻到所希望的輸出頻帶塊上。所述高IF可以是公共的IF，或者對(duì)于不同的頻帶變換裝置可以是不同的。每個(gè)高IF信號(hào)可以被下變頻到輸出頻帶的一部分上。多個(gè)下變頻信號(hào)可以被組合為復(fù)合的輸出信號(hào)。
可選地，所述輸入頻帶塊可以被下變頻到低IF，所述IF低于所述輸入頻帶塊的最低頻率分量。然后，可以濾波所述低IF信號(hào)以選擇所希望的頻帶塊。然后，所濾波的頻帶塊可以被下變頻到所希望的輸出頻帶塊。例如，每個(gè)獨(dú)立的輸入信號(hào)可以被下變頻到公共的IF，其中一個(gè)或者多個(gè)信道在濾波器被通過(guò)。所述低IF可以是公共的IF，或者對(duì)于不同的頻帶變換裝置可以是不同的。然后，所述IF上的每個(gè)所濾波的信號(hào)可以被下變頻到希望的頻帶上。然后，可以組合多個(gè)上變頻的信號(hào)以形成復(fù)合信號(hào)。然后，所述復(fù)合信號(hào)可以被輸出到一個(gè)機(jī)頂盒或多個(gè)機(jī)頂盒。
在另一種選擇中，所希望的輸入頻帶塊可以被下變頻為基帶信號(hào)。然后，在被上變頻到所希望的輸出頻帶塊之前，例如可以通過(guò)低通濾波器來(lái)對(duì)所述基帶信號(hào)進(jìn)行濾波。如果所述輸入信號(hào)是正交調(diào)制的或者如果所述兩個(gè)邊帶具有不同的信息，則所述輸入信號(hào)可以被下變頻到正交的兩個(gè)基帶信道上。典型地，正交下變頻器可以對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行頻率變換，將其變換到基帶的同相(I)與正交(Q)信道上。然后，例如可以通過(guò)LPF對(duì)所述基帶I與Q信道進(jìn)行濾波，以及所述濾波的信號(hào)I與Q被上變頻到所期望的頻帶塊。
例如，多個(gè)信號(hào)可以被頻率變換為相應(yīng)數(shù)量的頻帶變換裝置內(nèi)的基帶信號(hào)。所述基帶信號(hào)中的每個(gè)可以被上變頻到輸出頻帶的一部分上。然后可以組合所述多個(gè)上變頻信號(hào)以形成復(fù)合信號(hào)。
在其它的實(shí)施例中，通過(guò)簡(jiǎn)單混頻器、象頻干擾抑制混頻器、IQ下變頻器、單邊帶上變頻器以及濾波器的各種組合，可以使用多于兩個(gè)的頻率變換以提供所述頻率變換和濾波功能。
圖22是被配置成能將來(lái)自于兩個(gè)信源的信號(hào)切換和頻率變換到單個(gè)輸出的頻帶變換切換器的一部分的實(shí)施例的功能框圖。所述功能單元通過(guò)從所述單元所輸出的信號(hào)頻譜的描繪而被示出。
交叉點(diǎn)切換器2210可以被配置成具有N個(gè)輸入和M個(gè)輸出，其中N和M可以是相同的或者不同的整數(shù)。圖7示出了來(lái)自于所述交叉點(diǎn)切換器2210的兩個(gè)輸出。
第一交叉點(diǎn)切換器2210的輸出提供第一復(fù)合信號(hào)。所述第一復(fù)合信號(hào)包括第一低輸入頻帶信號(hào)2212a和第一高輸入頻帶信號(hào)2212b。類(lèi)似地，第二交叉點(diǎn)切換器2210的輸出提供第二復(fù)合的輸入信號(hào)。所述第二復(fù)合信號(hào)包括第二低輸入頻帶信號(hào)2214和第二高輸入頻帶信號(hào)2212b。
所述第一復(fù)合信號(hào)是在頻帶變換裝置2220中被頻帶變換的，所述裝置例如是具有被調(diào)諧到2x(塊中心平均值)的LO的混頻器。所述頻帶變換裝置2220的輸出包括在低輸入頻帶2232a、高頻帶2232b、低和值頻帶2234a和高和值頻帶2234b上的信號(hào)。所述頻帶變換裝置2220的輸出被連接到第一濾波器2240，所述濾波器被配置成能通過(guò)所述高頻帶并且基本上過(guò)濾掉全部其它信號(hào)。所述第一濾波器2240的輸出包括所述高頻帶2252，其中剩余信號(hào)分量基本上被過(guò)濾掉了。所述第一濾波器2252的輸出被連接到信號(hào)組合器2260的第一輸入。
所述交叉點(diǎn)切換器2210的第二輸出被連接到被配置用于直通的頻帶變換裝置2222。因此，所述頻帶變換裝置2222的輸出看起來(lái)基本上與來(lái)自于所述交叉點(diǎn)切換器2210的輸出相同。所述信號(hào)包括低頻帶2236a和高頻帶2236b。所述頻帶變換裝置2222的輸出被連接到第二濾波器2242。所述第二濾波器2242被配置成能通過(guò)所述低頻帶，以及基本上過(guò)濾掉全部其它信號(hào)。所述第二濾波器2242的輸出被連接到所述信號(hào)組合器2260的第二輸入。
所述信號(hào)組合器2260被配置成能組合被提供給其第一和第二輸入的所述信號(hào)。因此，所述信號(hào)組合器的輸出是具有低頻帶信號(hào)2272和高頻帶信號(hào)2274的頻帶堆疊信號(hào)。所述低頻帶信號(hào)2272由所述第二交叉點(diǎn)切換器輸出所提供，以及所述高頻帶信號(hào)2274由所述第一交叉點(diǎn)切換器輸出所提供。因此，可以看出如何構(gòu)造具有來(lái)自于任意數(shù)目的預(yù)定輸入頻帶的信號(hào)分量的頻帶堆疊輸出。
圖23示出了使用集成頻帶變換切換器對(duì)輸入頻帶進(jìn)行頻率變換的方法2300的實(shí)施例的流程圖。所執(zhí)行的初始功能是接收衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器信號(hào)2310。所述衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器信號(hào)可以從位于一個(gè)或者多個(gè)衛(wèi)星的一個(gè)或者多個(gè)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器組上所接收的。所述衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器信號(hào)典型地在天線中被接收。然而，衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器信號(hào)可以是從例如電纜電視頭端器的信號(hào)分配裝置所接收的，所述裝置使用天線來(lái)直接接收所述衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器信號(hào)。
在接收到所述衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器信號(hào)之后，所接收的信號(hào)被塊轉(zhuǎn)換到第一預(yù)定頻帶2320。所述第一預(yù)定頻帶還可以被稱(chēng)為預(yù)定輸入頻帶。一個(gè)或多個(gè)塊變頻器可以被用于將所述轉(zhuǎn)發(fā)器信號(hào)轉(zhuǎn)換到所述第一預(yù)定頻帶。所述塊變頻器可以是低噪聲塊變頻器，其被配置成能對(duì)來(lái)自于多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器組的信號(hào)進(jìn)行塊轉(zhuǎn)換，以及將所轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)發(fā)器組信號(hào)頻帶堆疊到一個(gè)或多個(gè)所述第一預(yù)定頻帶中。所述頻帶堆疊信號(hào)中的每個(gè)然后可以被提供給到路由裝置或組件的輸入。
然后，所述塊轉(zhuǎn)換的信號(hào)被路由到目的地2330。所述路由可以是選擇性的路由，其使用與一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)進(jìn)行通信的一個(gè)或多個(gè)控制線而被控制。另外，所述路由可以由切換器來(lái)執(zhí)行，所述切換器例如是交叉點(diǎn)切換器，其被配置成能將所述LNB信號(hào)中的任何信號(hào)路由到一個(gè)或多個(gè)輸出?？梢杂腥我鈹?shù)量的N個(gè)LNB。所述交叉點(diǎn)切換器可以被配置成具有相應(yīng)于所述N個(gè)LNB的N個(gè)輸入。所述交叉點(diǎn)切換器還可以被配置成具有M個(gè)輸出，其中所述輸出的數(shù)量M可以與所述輸入的數(shù)量N相同或不同。所述交叉點(diǎn)切換器可以被配置成能將信號(hào)從所述交叉點(diǎn)切換器輸入中的任何一個(gè)路由到交叉點(diǎn)切換器輸出中的任何一個(gè)或多個(gè)。
在路由所述頻帶堆疊的轉(zhuǎn)發(fā)器信號(hào)之后，所述信號(hào)從所述第一預(yù)定頻帶被頻帶變換到第二預(yù)定頻帶。所述頻帶堆疊的信號(hào)中的每個(gè)與其它信號(hào)無(wú)關(guān)地被變換。所述第一預(yù)定頻帶可以是與所述第二預(yù)定頻帶相同或不同的。
然后，在所述第二預(yù)定頻帶中的頻帶變換的信號(hào)被濾波2350?？蛇x地，濾波可以發(fā)生在頻帶變換之前。所述濾波器被配置成能通過(guò)所期望頻帶內(nèi)的期望的有效信號(hào)，以及基本上過(guò)濾掉所述剩余的頻率分量。
然后，組合所濾波的信號(hào)2360。所述濾波的信號(hào)中的一個(gè)或多個(gè)可以被組合，以產(chǎn)生頻帶堆疊的輸出信號(hào)。組合器可以被配置成能組合任意數(shù)量的濾波的信號(hào)。另外，多于一個(gè)的組合器可以被使用，以提供多于一個(gè)的頻帶堆疊的輸出信號(hào)。在可選的實(shí)施例中，雙工器可以被用于濾波和組合信號(hào)。
所述方法步驟中的一個(gè)或多個(gè)可以由單個(gè)集成電路所執(zhí)行。例如，可以由集成電路來(lái)執(zhí)行所述塊轉(zhuǎn)換。類(lèi)似地，將所述信號(hào)路由到目的地可以由集成電路所執(zhí)行，所述集成電路可以與執(zhí)行所述塊轉(zhuǎn)換的集成電路相同或者不同。在另一個(gè)實(shí)施例中，在集成電路上對(duì)所述信號(hào)執(zhí)行頻帶變換，所述集成電路可以與被用來(lái)路由所述信號(hào)或塊轉(zhuǎn)換所述信號(hào)的集成電路相同或不同。類(lèi)似地，濾波和組合所述信號(hào)可以在一個(gè)或多個(gè)集成電路上被執(zhí)行，所述集成電路可以和其它集成電路中的任何集成電路相同或不同。所述集成電路中的一個(gè)或多個(gè)可以包括半導(dǎo)體基片，例如硅基片?？蛇x地，所述集成電路基片可以包括鍺、砷化鎵、磷化銦、藍(lán)寶石、金剛石、等，或任何其它適當(dāng)?shù)幕牧稀Ａ硗?，所述集成電路可以使用任何適當(dāng)?shù)募夹g(shù)而被制造，所述技術(shù)例如是硅鍺(SiGe)、雙極性、FET等等。
因此，已經(jīng)公開(kāi)了具有頻帶變換的集成交叉點(diǎn)切換器。來(lái)自于一個(gè)或多個(gè)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器組的輸入頻帶堆疊的信號(hào)可以被重新配置成能提供頻帶堆疊的輸出信號(hào)，所述信號(hào)具有來(lái)自于任何轉(zhuǎn)發(fā)器組的位于所述預(yù)定輸出頻帶中的任何頻帶的信號(hào)頻帶。LNB可以接收一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器組信號(hào)，以產(chǎn)生頻帶堆疊的輸入信號(hào)。在集成電路中的低噪聲放大器可以放大所述LNB輸出，以及還提供級(jí)聯(lián)的輸出信號(hào)。來(lái)自于所述低噪聲放大器的輸出可以被連接到在相同集成電路上的交叉點(diǎn)切換器。所述交叉點(diǎn)切換器可以被配置成能將信號(hào)從其信號(hào)輸入的任何一個(gè)上路由到其信號(hào)輸出任何一個(gè)上。所述交叉點(diǎn)信號(hào)輸出中的每個(gè)被連接到頻帶變換裝置。所述頻帶變換裝置也可以配置在相同的集成電路上。所述頻帶變換裝置中的每個(gè)被配置成能頻率變換或直通輸入信號(hào)。所述頻帶變換裝置可以對(duì)預(yù)定輸入頻帶進(jìn)行頻率變換，將其變換到預(yù)定輸出頻帶。來(lái)自于一個(gè)或多個(gè)頻帶變換裝置的輸出可以被組合，以產(chǎn)生頻帶堆疊的輸出信號(hào)。
已經(jīng)就各種裝置或單元描述了電連接、耦合與連接。所述連接和耦合可以是直接或間接的。在第一和第二裝置之間的連接可以是直接連接或者可以是間接連接。間接連接可以包括被插入的單元，所述單元可以將所述信號(hào)從所述第一裝置處理到所述第二裝置。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，信息和信號(hào)可以使用各種不同的技術(shù)和方法中的任何一種來(lái)表示。例如，在上面的整個(gè)描述中所提及的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號(hào)、比特、符號(hào)以及碼片可以通過(guò)電壓、電流、電磁波、磁場(chǎng)或者粒子、光場(chǎng)或者粒子或者其任意組合來(lái)表示。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)知道，與這里所公開(kāi)的實(shí)施例一起被描述的各種說(shuō)明性的邏輯塊、模塊、電路、以及算法步驟可以作為電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或者兩者的組合而被實(shí)現(xiàn)。為了清楚地說(shuō)明所述硬件和軟件的互換性，各種說(shuō)明性的部件、塊、模塊、電路以及步驟一般就其功能而被描述。所述功能是作為硬件還是作為軟件而被實(shí)現(xiàn)的取決于所述特定的應(yīng)用以及在整個(gè)系統(tǒng)上所施加的設(shè)計(jì)限制。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以通過(guò)各種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)所描述的功能性，用于每種特定的應(yīng)用，但是所述實(shí)現(xiàn)的決定不應(yīng)當(dāng)被解釋為使得脫離本發(fā)明的范圍。
與這里所公開(kāi)的實(shí)施例一起被描述的各種說(shuō)明性的邏輯塊、模塊以及電路可以通過(guò)以下裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)或者執(zhí)行通用處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、專(zhuān)用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)或者其它可編程邏輯器件、分立的門(mén)或者晶體管邏輯、分立的硬件部件、或者被設(shè)計(jì)成能實(shí)現(xiàn)這里所描述的功能的其任意組合。通用處理器可以是微處理器，但是可選地，所述處理器可以是任何常規(guī)的處理器、控制器、微控制器、或者狀態(tài)機(jī)。處理器還可以被實(shí)現(xiàn)為計(jì)算設(shè)備的組合，例如，DSP和微處理器的組合、多個(gè)微處理器、一個(gè)或者多個(gè)結(jié)合有DSP內(nèi)核的微處理器、或者任何其它這種配置。
就這里所公開(kāi)的實(shí)施例而描述的所述方法或者算法的步驟可以直接被體現(xiàn)在硬件中、由處理器所執(zhí)行的軟件模塊中、或者所述兩者的組合中。軟件模塊可以在RAM存儲(chǔ)器、閃存、ROM存儲(chǔ)器、EPROM存儲(chǔ)器、EEPROM存儲(chǔ)器、寄存器、硬盤(pán)、可拆卸磁盤(pán)、CD-ROM、或者任何其它形式的存儲(chǔ)媒介中。示例的存儲(chǔ)媒介可以被耦合到所述處理器上，這樣，所述處理器可以從所述存儲(chǔ)媒介上讀取信息，并且將信息寫(xiě)到所述存儲(chǔ)媒介中。另外，所述存儲(chǔ)媒介可以被集成到所述處理器中。所述處理器和所述存儲(chǔ)媒介可以位于ASIC中。
所公開(kāi)的實(shí)施例的前面的描述被提供，以使得本領(lǐng)域內(nèi)的任何技術(shù)人員能夠制造或者使用本發(fā)明。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，對(duì)這些實(shí)施例的各種修改將會(huì)是顯而易見(jiàn)的，并且這里所定義的一般原理可以被應(yīng)用于其它的實(shí)施例，而不脫離本發(fā)明的精神或者范圍。因此，本發(fā)明并不意味著被限制為這里所示的實(shí)施例，而是符合與這里所公開(kāi)的原理以及新穎性特征相一致的最廣泛的范圍的。
權(quán)利要求
1.一種具有頻帶變換的集成切換器，包括第一輸入，其被配置成能接收第一輸入頻帶中的第一信號(hào)，所述第一輸入頻帶是從多個(gè)預(yù)定頻帶中選擇的；第二輸入，其被配置成能接收第二輸入頻帶中的第二信號(hào)，所述第二輸入頻帶是從所述多個(gè)預(yù)定頻帶中選擇的；交叉點(diǎn)切換器，其被連接到所述第一輸入和第二輸入，所述交叉點(diǎn)切換器被配置成能將所述第一信號(hào)有選擇地路由到從多個(gè)切換器輸出中所選擇的第一切換器輸出上，以及還被配置成能將所述第二信號(hào)路由到從所述多個(gè)切換器輸出中所選擇的第二切換器輸出上；第一頻帶變換裝置，其被連接到所述第一切換器輸出，所述第一頻帶變換裝置被配置成能進(jìn)行頻率變換，將所述第一信號(hào)變換到從所述多個(gè)預(yù)定頻帶中所選擇的第一輸出頻帶上；以及第二頻帶變換裝置，其被連接到所述第二切換器輸出，所述第二頻帶變換裝置被配置成能進(jìn)行頻率變換，將所述第二信號(hào)變換到從所述多個(gè)預(yù)定頻帶中所選擇的第二輸出頻帶上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的具有頻帶變換的集成切換器，還包括介于所述第一輸入和所述交叉點(diǎn)切換器的第一輸入之間的第一放大器，所述放大器包括被連接到所述第一輸入的輸入和被連接到所述交叉點(diǎn)切換器的所述第一輸入的輸出，所述放大器的輸出還被連接到級(jí)聯(lián)的輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的具有頻帶變換的集成切換器，還包括具有輸入和輸出的第一濾波器，所述第一濾波器的所述輸入被連接到所述第一頻帶變換裝置的輸出，以及具有輸入和輸出的第二濾波器，所述第二濾波器的所述輸入被連接到所述第二頻帶變換裝置的輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的具有頻帶變換的集成切換器，其中，所述第一濾波器包括帶通濾波器，所述帶通濾波器具有包括所述第一輸出頻帶的通頻帶。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的具有頻帶變換的集成切換器，還包括具有被連接到所述第一頻帶變換裝置的輸出的第一輸入的信號(hào)加法器，所述信號(hào)加法器具有被連接到所述第二頻帶變換裝置的第二輸入。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的具有頻帶變換的集成切換器，其中，所述多個(gè)預(yù)定頻帶包括所述第一輸入頻帶和所述第二輸入頻帶。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的具有頻帶變換的集成切換器，其中，所述第一輸入還被配置成能接收從所述多個(gè)預(yù)定頻帶里所選擇的第三輸入頻帶中的第三信號(hào)，以及其中，所述第二輸入還被配置成能接收從所述多個(gè)預(yù)定頻帶里所選擇的第四輸入頻帶中的第四信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的具有頻帶變換的集成切換器，其中，所述第二輸入頻帶基本上包括所述第三輸入頻帶。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的具有頻帶變換的集成切換器，其中，所述第一輸入頻帶基本上包括所述第四輸入頻帶。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的具有頻帶變換的集成切換器，其中，所述第一輸入頻帶基本上包括所述第一輸出頻帶。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的具有頻帶變換的集成切換器，其中，所述第一輸入頻帶包括與所述第一輸出頻帶不同的頻帶。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的具有頻帶變換的集成切換器，還包括具有被連接到所述第一輸入的輸出的塊變頻器，所述塊變頻器被配置成能從衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器組接收信號(hào)，以及將來(lái)自于所述衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器組的所述信號(hào)塊轉(zhuǎn)換到所述第一輸入頻帶。
13.一種頻帶變換切換器，包括多個(gè)放大器，每個(gè)放大器具有放大器輸入和放大器輸出，每個(gè)放大器被配置成能接收輸入信號(hào)，所述輸入信號(hào)具有從多個(gè)預(yù)定頻帶中所選擇的至少兩個(gè)頻帶；交叉點(diǎn)切換器，其包括N個(gè)輸入和M個(gè)輸出，所述交叉點(diǎn)切換器被配置成能將所述N個(gè)輸入中的任何一個(gè)有選擇地連接到所述M個(gè)輸出中的任何一個(gè)上，所述N個(gè)輸入中的每個(gè)被連接到至少一個(gè)放大器輸出上；以及M個(gè)頻帶變換裝置，所述M個(gè)頻帶變換裝置中的每個(gè)具有被連接到所述交叉點(diǎn)切換器的所述M個(gè)輸出中的一個(gè)輸出上的輸入，所述M個(gè)頻帶變換裝置中的每個(gè)被配置成能進(jìn)行頻率變換，將來(lái)自于所述交叉點(diǎn)切換器的所述M個(gè)輸出中的所述輸出的信號(hào)從第一頻帶變換到第二頻帶。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的頻帶變換切換器，其中，所述多個(gè)放大器中的每個(gè)包括低噪聲放大器，所述低噪聲放大器具有與所述放大器輸出并行的所述頻帶變換切換器的輸出。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的頻帶變換切換器，其中，所述多個(gè)放大器的每個(gè)包括第一緩沖放大器，其具有被連接到所述放大器輸入的輸入和被連接到所述放大器輸出的輸出；以及第二緩沖放大器，其具有被連接到所述放大器輸入的輸入，所述緩沖放大器的所述輸出包括所述頻帶變換切換器的輸出。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的頻帶變換切換器，其中，所述多個(gè)放大器中的每個(gè)包括功率分配器，其具有被連接到所述放大器輸入的輸入、第一分配器輸出和第二分配器輸出，其中所述第二分配器輸出包括所述頻帶變換切換器的輸出；以及緩沖放大器，其具有被連接到所述第一分配器輸出的輸入，所述緩沖放大器還具有被連接到所述放大器輸出的輸出。
17.根據(jù)權(quán)利要求13的頻帶變換切換器，其中，從所述多個(gè)放大器中所選擇的第一放大器被配置成能接收頻帶堆疊的信號(hào)，所述信號(hào)具有在低頻帶中的信號(hào)和在高頻帶中的信號(hào)，所述低頻帶和所述高頻帶是從所述多個(gè)預(yù)定頻帶中所選擇的。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的頻帶變換切換器，其中，第一頻帶變換裝置被配置成能進(jìn)行頻率變換，將所述低頻帶信號(hào)內(nèi)的信號(hào)變換為所述高頻帶內(nèi)的輸出信號(hào)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的頻帶變換切換器，其中，第一頻帶變換裝置被配置成能進(jìn)行頻率變換，將所述高頻帶信號(hào)內(nèi)的信號(hào)變換為所述低頻帶內(nèi)的輸出信號(hào)。
20.根據(jù)權(quán)利要求13的頻帶變換切換器，其中，所述M個(gè)頻帶變換裝置中的每個(gè)包括頻率變換信號(hào)路徑；以及與所述頻率變換路徑并行的直通信號(hào)路徑；其中，所述M個(gè)頻帶變換裝置中的每個(gè)是被獨(dú)立控制的，以選擇所述頻率變換信號(hào)路徑或者所述直通信號(hào)路徑的其中一個(gè)。
21.根據(jù)權(quán)利要求13的頻帶變換切換器，還包括本地振蕩器(LO)，并且其中，所述M個(gè)頻帶變換裝置中的每個(gè)包括具有被連接到所述LO的LO端口的混頻器。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的頻帶變換切換器，其中，所述LO是可編程頻率的LO。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的頻帶變換切換器，其中，所述LO是固定頻率的LO。
24.根據(jù)權(quán)利要求13的頻帶變換切換器，其中，所述第一頻帶和所述第二頻帶是從所述多個(gè)預(yù)定頻帶中所選擇的。
25.一種頻帶變換切換器，包括在基片上的第一輸入放大器，所述第一放大器具有輸入和輸出，所述第一放大器被配置成能接收從多個(gè)預(yù)定頻帶里所選擇的第一頻帶中的第一信號(hào)；在所述基片上的第二輸入放大器，所述第二放大器具有輸入和輸出，所述第二放大器被配置成能接收從所述多個(gè)預(yù)定頻帶里所選擇的第二頻帶中的第二信號(hào)；在所述基片上的切換器，所述切換器具有分別被連接到所述第一放大器輸出和所述第二放大器輸出的第一和第二輸入，所述切換器還具有第一切換器輸出和第二切換器輸出，所述切換器被配置成能將來(lái)自于所述第一切換器輸入的信號(hào)有選擇地路由到所述第一切換器輸出或者所述第二切換器輸出中的一個(gè)上；在所述基片上的第一頻帶變換裝置，所述第一頻帶變換裝置具有被連接到所述第一切換器輸出的輸入，所述第一頻帶變換裝置被配置成能進(jìn)行頻率變換，將來(lái)自于所述第一頻帶的所述第一信號(hào)有選擇地變換到所述第二頻帶上；以及在所述基片上的第二頻帶變換裝置，所述第二頻帶變換裝置被連接到所述第二切換器輸出，所述第二頻帶變換裝置被配置成能進(jìn)行頻率變換，將來(lái)自于所述第二頻帶的所述第二信號(hào)有選擇地變換到所述第一頻帶。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的頻帶變換切換器，其中，所述基片包括從以下的組中所選擇的材料，所述組包括硅、硅-鍺、鍺、藍(lán)寶石和金剛石。
27.根據(jù)權(quán)利要求25的頻帶變換切換器，還包括第一塊變頻器，其被配置成能從第一衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器接收輸入信號(hào)，所述第一塊變頻器還被配置成能進(jìn)行頻率變換，將所述輸入信號(hào)變換為所述第一頻帶內(nèi)的所述第一信號(hào)。
28.一種集成的頻帶變換的方法，所述方法包括從衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器組接收輸入信號(hào)，所述輸入信號(hào)在從多個(gè)預(yù)定頻帶里所選擇的第一頻帶內(nèi)；在放大器內(nèi)放大所述輸入信號(hào)；將級(jí)聯(lián)的輸出耦合到放大器輸出；將信號(hào)從與所述級(jí)聯(lián)的輸出無(wú)關(guān)的所述放大器輸出路由到從多個(gè)頻帶變換裝置里所選擇的第一頻帶變換裝置中；將來(lái)自于所述放大器輸出的所述信號(hào)進(jìn)行頻率變換，從所述第一頻帶變換到第二頻帶，所述第二頻帶是從所述多個(gè)預(yù)定頻帶中所選擇的。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的方法，其中，接收所述輸入信號(hào)的所述過(guò)程包括從所述衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器組接收第一下行鏈路信號(hào)；以及將所述下行鏈路信號(hào)塊轉(zhuǎn)換到所述第一頻帶上。
30.根據(jù)權(quán)利要求29的方法，其中，接收所述輸入信號(hào)的所述過(guò)程還包括從另外的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器組中接收第二下行鏈路信號(hào)；以及將所述第二下行鏈路信號(hào)塊轉(zhuǎn)換到所述第二頻帶上。
31.一種集成的頻帶變換的方法，所述方法包括接收一個(gè)或多個(gè)輸入信號(hào)；使用交叉點(diǎn)切換器，將所述一個(gè)或多個(gè)輸入信號(hào)中的每個(gè)路由到一個(gè)或多個(gè)頻帶變換裝置的任意組合上；以及使用所述一個(gè)或多個(gè)頻帶變換裝置，對(duì)所述輸入信號(hào)中的至少一個(gè)進(jìn)行頻率變換。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其中，接收一個(gè)或多個(gè)輸入信號(hào)包括從第一頻帶接收輸入信號(hào)。
33.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其中，接收一個(gè)或多個(gè)輸入信號(hào)包括從衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器接收輸入信號(hào)。
34.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其中，接收一個(gè)或多個(gè)輸入信號(hào)包括接收具有已知極化的輸入信號(hào)。
35.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其中，接收一個(gè)或多個(gè)輸入信號(hào)包括在第一輸入接收第一輸入頻帶內(nèi)的第一輸入信號(hào)；以及在第二輸入接收第二輸入頻帶內(nèi)的第二輸入信號(hào)。
36.根據(jù)權(quán)利要求35的方法，其中，所述第一輸入頻帶與所述第二輸入頻帶無(wú)關(guān)。
37.根據(jù)權(quán)利要求35的方法，其中，所述第一輸入頻帶與所述第二輸入頻帶至少部分地重疊。
38.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，還包括在沒(méi)有頻率變換的情況下將至少一個(gè)輸入信號(hào)傳遞到頻帶變換裝置的輸出上。
39.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其中，對(duì)所述輸入信號(hào)中的至少一個(gè)進(jìn)行頻率變換包括在第一頻帶變換裝置內(nèi)，對(duì)第一頻帶內(nèi)的第一輸入信號(hào)進(jìn)行頻率變換，將其變換為第一輸出頻帶內(nèi)的第一輸出信號(hào)；以及在第二頻帶變換裝置內(nèi)，對(duì)第二頻帶內(nèi)的第二輸入信號(hào)進(jìn)行頻率變換，將其變換為第二輸出頻帶內(nèi)的第二輸出信號(hào)。
40.根據(jù)權(quán)利要求39的方法，還包括將所述第一輸出信號(hào)與所述第二輸出信號(hào)合并。
41.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其中，對(duì)所述輸入信號(hào)中的至少一個(gè)進(jìn)行頻率變換包括對(duì)所述至少一個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行下變頻。
42.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其中，對(duì)所述輸入信號(hào)中的至少一個(gè)進(jìn)行頻率變換包括對(duì)所述至少一個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行上變頻。
43.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其中，對(duì)所述輸入信號(hào)中的至少一個(gè)進(jìn)行頻率變換包括對(duì)所述至少一個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行至少一次下變頻；以及對(duì)所述至少一個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行至少一次上變頻。
44.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其中，對(duì)所述輸入信號(hào)中的至少一個(gè)進(jìn)行頻率變換包括將所述至少一個(gè)輸入信號(hào)下變頻為至少一個(gè)基帶信號(hào)；以及將所述至少一個(gè)基帶信號(hào)上變頻到輸出頻帶。
45.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其中，對(duì)所述輸入信號(hào)中的至少一個(gè)進(jìn)行頻率變換包括在第一混頻器內(nèi)將所述至少一個(gè)輸入信號(hào)與第一本地振蕩器(LO)頻率進(jìn)行混頻；以及在第二混頻器內(nèi)將所述至少一個(gè)輸入信號(hào)與第二LO頻率進(jìn)行混頻。
46.根據(jù)權(quán)利要求45的方法，其中，所述第一LO包括頻率可調(diào)的LO。
47.根據(jù)權(quán)利要求45的方法，其中，所述第一LO包括所述第二LO。
48.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，還包括在頻率變換之前輸出所述一個(gè)或多個(gè)輸入信號(hào)中的至少一個(gè)。
49.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，還包括對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行放大。
50.一種頻帶變換裝置，所述裝置包括一個(gè)或多個(gè)輸入，每個(gè)輸入被配置成能接收一個(gè)或多個(gè)輸入信號(hào)；交叉點(diǎn)切換器，其被耦合到所述一個(gè)或多個(gè)輸入上，并且其被配置成能將所述一個(gè)或多個(gè)輸入信號(hào)中的每個(gè)路由到一個(gè)或多個(gè)交叉點(diǎn)切換器輸出的任意組合上；以及一個(gè)或多個(gè)頻帶變換裝置，其具有被耦合到所述一個(gè)或多個(gè)交叉點(diǎn)切換器輸出中的至少一個(gè)上的輸入，所述一個(gè)或多個(gè)頻帶變換裝置中的至少一個(gè)被配置成能對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行頻率變換。
全文摘要
預(yù)定頻帶里的多種輸入信號(hào)源中的每種被應(yīng)用于塊變頻器。每個(gè)塊變頻器將輸入信號(hào)頻率轉(zhuǎn)換到多個(gè)預(yù)定頻帶中的一個(gè)上。交叉點(diǎn)切換器被配置成能將所述多個(gè)預(yù)定頻帶之一上的所述頻率轉(zhuǎn)換的輸入信號(hào)路由到多個(gè)可用的頻帶變換裝置中的任何一個(gè)上。所述頻帶變換裝置中的每個(gè)被配置成能進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換，將所述信號(hào)從第一預(yù)定頻帶轉(zhuǎn)換到第二預(yù)定頻帶。來(lái)自于一個(gè)或多個(gè)頻帶變換裝置的輸出信號(hào)可以被合并為復(fù)合信號(hào)。
文檔編號(hào)H04Q3/52GK1739245SQ200380108801
公開(kāi)日2006年2月22日 申請(qǐng)日期2003年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月11日
發(fā)明者K·P·巴爾格羅夫, B·L·弗拉西斯, D·漢考克 申請(qǐng)人:R.F.麥吉克公司