專利名稱：濾波裝置、包括這種濾波裝置的電路布置以及操作這種濾波裝置的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于處理輸入信號，尤其是中頻(IF)輸入信 號(例如，類似接收的電視信號之類的聲音信號)的濾波裝置。
本發(fā)明還涉及一種電氣或電子電路布置，尤其是涉及一種聲音
處理路徑，包括
-至少一個表面聲波濾波器級，尤其是至少一個外窗口表面聲波
濾波器，
-至少一個放大器級，用于對所述表面聲波濾波器級的輸出信號 進行放大，
-至少一個同相/正交混頻器級，用于對放大器級的輸出信號進行處理，尤其是用于借助于至少一個壓控振蕩器級的輸出信號來將放 大的聲音IF (中頻)輸入信號混合成較低的頻率。
本發(fā)明還涉及一種用于處理輸入信號，尤其是中頻(IF)輸入 信號(例如，類似接收的電視信號之類的聲音信號)的方法。
背景技術：
電視(TV)傳輸是在能夠是相鄰(例如，對于電纜傳輸)的多 信道中執(zhí)行的。為了接收，必須將期望的信道與不期望的相鄰信道分 離開(即所謂的信道選擇性)。另外為了解調信號，必須將載波與所 述期望信道中的其他載波分開(即所謂的載波選擇性)。
在老的觀念中，載波選擇性主要是通過具有合適形狀SHA的外 部SAW (表面聲波)濾波器(圖1中參考符號FIL)進行的。在這種 情況下，圖1表示根據現有技術的聲音處理路徑SPP，其中外部窗口 表面聲波濾波器FIL選擇所述期望的信道。
整個(模擬)電視信號SIN通過放大器AMP被放大并被饋送給
I/Q (同相/正交)混頻器IQM。該混頻器IQM用于
-從壓控振蕩器VC0接收VC0信號Sl、 S2， VC0信號S1、 S2包
括
一具有消沒相移(零度)的第一分量S1，和
一具有九十度相移的第二分量S2;并且
-將放大的聲音IF (中頻)輸入信號SIN下混頻至較低的頻率。
還如圖1所示，低通濾波器或實數帶通濾波器RBP衰減接收信 道的圖像信號(圖像載波PC，彩色信號載波CC)以及較低的相鄰信 道信號，尤其是圖像載波PCN-1。
圖2表示根據現有技術的聲音載波以及一些頻率分量的頻率狀 況。期望的聲音載波SC1、SC2具有第二聲音中頻(對于NTSC制式(全 國電視系統委員會)，分別為4. 5MHz和4. 74MHz)。
因為載波選擇性主要是通過外部SAW (表面聲波)濾波器FIL 進行的，所以在現有技術中對于多標準應用需要多種SAW濾波器(比 較圖2，低通濾波器選擇性或以參考符號RBS指示的實數帶通濾波器 選擇性)。
用于多標準電視(TV)信號接收的已知的當前概念試圖減少所 需表面聲波濾波器的數量。為了覆蓋包括數字電視的所有可能的電視 標準，要使用兩個窗口 SAW濾波器， 一個包括6MHz的帶寬，而另一 個包括8MHz的帶寬。
然而，在這些現有技術的觀念中，需要具有部分較高要求的圖 像載波抑制來抑制相鄰信道；在這種境況下，試圖通過盡可能地集成 來進行信道選擇。
在這種現有技術的觀念中尋找模擬電視聲音處理，顯示出電視 信號的第二聲音中頻載波被這樣環(huán)繞
-在低頻側
一通過圖像載波PC以及
--通過期望頻帶的彩色信號載波CC來環(huán)繞；以及 -在高頻側
一通過相鄰信道的圖像載波PC，以及
一通過I/Q (同相/正交)混頻器IQM的高次諧波來環(huán)繞。
所有頻率分量都是不期望的并且會干擾聲音解調性能。在依靠 電視標準的頻率下的期望聲音載波周圍的帶通功能是必需的。
在這種境況下，濾波器的調諧和頻率切換的基本原理是已知的； 而且復濾波或多相濾波的基本原理被披露在現有技術的文獻
US6377315B1中，所述文獻US6377315B1涉及的是饋送給帶通濾波器 的多相濾波器輸出。
在該現有技術的文獻US6377315B1中，將一個多相電路級用作 (假想為無源的)多相濾波器以便提供圖像載波抑制。除此之外，還 提供兩個實數帶通濾波器，其中這兩個帶通濾波器之一被分配給同相 路徑，而另一個被分配給正交路徑。然而，并未揭示有源受控多相濾 波器。
在由Shahrzad Tadjpour等人在《IEEE Journal OF Solid State Circuits》(巻36，第12期，2001年12月)上發(fā)表的現有技術的 文章"A 900-MHz Dual-Conversion Low-IF GSM Receiver in 0.35-UmCM0S"中，披露了一種涉及本發(fā)明技術背景的系統，該系統提供 有兩個具有混頻器和放大器的級聯的多相濾波器(=無源多相濾波器 和有源多相濾波器)；在這兩個多相濾波器之間，通過混頻來改變一 次頻率狀況；所述無源多相濾波器對隨后的混頻提供圖像載波抑制， 所述有源多相濾波器是可切換的。
在現有技術的文獻US6236847B1中， 一前一后使用了兩個無源 多相濾波器用于實現相鄰選擇性和圖像載波抑制；通過該現有技術的 文獻US6236847B1，提出了無源多相濾波的技術，其中兩個無源多相 濾波器分別抑制負頻率范圍；在這兩個無源多相濾波器之間需要進行 混頻以便保持帶通特性；最終的通過范圍取決于輸入頻率。因為有一 個以上的信道通過，所以不存在窄帶信道選擇，尤其是不存在載波選 擇。
發(fā)明內容
開始于上述的缺點和短處并考慮所討論的現有技術，本發(fā)明的
目的是進一步開發(fā)本技術領域中的如所述種類的濾波裝置、本技術領 域中的如所述種類的電路布置以及本技術領域中的如所述種類的方 法，使得圍繞期望載波的帶通功能被提供并且聲音解調性能不會受到 干擾。
本發(fā)明的目的是通過包括權利要求1的特征的濾波裝置、通過
包括權利要求5的特征的電路布置以及通過包括權利要求8的特征的
方法來實現的。本發(fā)明的優(yōu)選實施例和有利改進披露在各個從屬權利
要求中。
本發(fā)明主要是基于將至少兩個多相濾波器進行組合來用于集成
信道和載波選擇的思想做出的，其中
一至少一個所述多相濾波器是無源多相濾波器；并且
-至少一個所述多相濾波器是有源多相濾波器，尤其是相同頻率 狀況的有源多相濾波器。
在該境況下，所述至少一個無源多相濾波器級被設計用于圖像 載波抑制，和所述至少一個有源多相濾波器級被設計用于帶通以及用 于幫助進行圖像載波抑制以便緩解無源多相濾波器級的衰減要求。
因此，所述有源多相濾波器促進和/或支持無源多相濾波器的IR (圖像載波抑制)規(guī)范(如果沒有這種促進和/或支持，必須完全通 過無源多相濾波器來實現該圖像載波抑制)；換句話說，所述有源多 相濾波器級還額外提供了圖像載波抑制。
通過采用多相濾波，獲得了最佳信噪比；負頻率不會貢獻噪音。
根據本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，所述至少一個無源多相濾波器 和所述至少一個有源多相濾波器(尤其是被施行為至少一個有源多相 帶通濾波器的后者濾波器)級聯，以此方式使得
-提供了在至少一個定義的或期望的載波頻率附近的帶通功能；
-不干擾聲音解調性能；和
-獲得最佳信噪比。
根據本發(fā)明的一個有利實施例，所述有源多相帶通濾波器被設 計用于
-選擇至少一個復合視頻信號內的聲音信號，尤其是用于緩解先
前無源多相濾波器級的衰減要求，和/或
-減少不期望的圖像信號(圖像載波pc，彩色信號載波cc)以
及相鄰信道信號(PC、 CC、 SC (聲音載波)(N+l) /(N-l))。
關于本發(fā)明的優(yōu)點，通過將所需圖像載波抑制要求分擔給兩個 (或更多)濾波器，即分成下列兩部分，而使得集成努力的投入減小 -至少一個第一 (無源)多相濾波器，僅用于圖像載波抑制，但
具有降低的要求；和
-至少一個第二 (有源)多相濾波器，引入了用于聲音信號的帶
通特性，并且額外有助于圖像載波抑制；在該境況中，多相帶通濾波 器用于緩解先前圖像載波抑制濾波器的衰減要求，因為它也有助于圖 像載波抑制。
通過根據本發(fā)明的實施例，通過集成一個(或多個)標準相關 切換濾波器而減小了應用努力的投入(四個外部陶瓷帶通濾波器)； 無論單獨的還是與其連接，通過標準相關切換和調諧的集成帶通濾波 器只需要一個較小的區(qū)域用于集成。
使用本發(fā)明允許在大頻率范圍上的均勻帶通特性，而實數帶通 通過調諧所述頻率而將改變側壁的坡度。
根據本發(fā)明的方法，輸入信號，尤其是IF (中頻)輸入信號， 例如類似接收的電視信號之類的聲音信號是通過下述步驟處理的 -借助于至少一個無源多相濾波器級進行的圖像載波抑制；和 -借助于至少一個有源多相濾波器級進行的帶通， 所述有源多相濾波器級被與所述無源多相濾波器級結合，尤其 是進行級聯。
此外，按照根據本發(fā)明的方法的一個優(yōu)選實施例， -在至少一個定義的或期望的載波頻率附近提供帶通功能； -不干擾聲音解調性能；和 -獲得最佳信噪比。
可將本發(fā)明用于信道選擇，尤其用于在針對TV (電視)信號處 理的任何模擬IC (集成電路)中進行的聲音處理，所述電視信號處 理包括使用同相/正交混頻或內部產生同相/正交信號的IF (中頻)
處理；本發(fā)明可例如用于供正調制和負調制(包括聲音調幅(AM)和 調頻(FM)處理)用的無需調整(alignment-free)的多標準(PAL (逐行倒相制式)、SEC細(順序與存儲彩色電視系統制式)、和NTSC (全國電視系統委員會制式))圖像和聲音IF (中頻)信號PLL (鎖 相環(huán))解調器。
本發(fā)明最后涉及至少一個如上所述的濾波裝置和/或至少一個 如上所述的電路布置和/或如上所述的方法在至少一個基于半導體的 音頻調諧器和/或視頻調諧器信號應用中(例如，在至少一個集成RF (射頻)信號處理高頻端模塊中，類似在至少一個計算機監(jiān)視器中、 在至少一個個人計算機中、在至少一個機頂盒中、在至少一個電視機
中、在至少一個錄像機中和/或在至少一個磁帶錄像機中)的使用。
如上面已經討論的，存在多種選擇以有利的方式施行以及改進 本發(fā)明的教導。為此，分別對根據權利要求l、權利要求5和權利要
求8的權利要求做出說明；下面將參照借助示例的優(yōu)選實施例和附圖 更加詳細的解釋本發(fā)明的進一步的改進、特征和優(yōu)點，其中
圖1示意地表示根據現有技術的電路布置，尤其是聲音處理路 徑的一個實施例的框圖2示意地表示根據現有技術的載波和頻率響應的幅度對頻率 的示圖3示意地表示根據本發(fā)明的依從本發(fā)明的方法工作的電路布
置的實施例，尤其是包括一個濾波裝置的一個實施例的聲音處理路徑
的一個實施例的框圖4示意地表示根據本發(fā)明的載波和頻率響應的幅度對頻率的 示圖；以及
圖5示意地表示通過依從本發(fā)明的方法工作的根據本發(fā)明的控 制環(huán)路所控制的可切換和可調諧多相濾波器的一個實施例的框圖。 相同的參考數字在圖1到5中用于相應的部分。
具體實施例方式
如上所述，已知的當前電視中頻觀念減少了具有特定性質的各
種SAW(表面聲波)濾波器的外部選擇性，以使用具有兩個不同帶寬 的窗口 SAW濾波器。所述新的提議通過組合用于圖像載波抑制的無源 多相濾波器50來解決選擇中的遺漏，即為圖像載波抑制選擇性SIR (參照圖4)提供有源調諧多相濾波器60來滿足用于解調和用于解 碼的期望信道和載波選擇性(6通過具有參考數字SIT的集成跟蹤帶 通濾波器實現的選擇性；參照圖4)。
換句話說，例如對于電視接收器中的模擬聲音處理，為了改進 信道選擇性和更容易的實現、較小的面積、更容易應用、最佳信噪比 和甚至是跨越大頻率范圍的性能，將無源多相濾波器50和有源調諧 多相帶通濾波器60級聯起來。
更詳細的，圖3表示根據本發(fā)明的聲音處理路徑100，其中外窗 口表面聲波濾波器10選擇期望信道。
整個(模擬)電視信號SIN被放大器20放大并饋送給同相/正 交混頻器30。該混頻器30用于
-從壓控振蕩器40接收VCO信號Sl、 S2， VCO信號Sl、 S2包括
一具有消沒相移(零度)的第一分量S1和
一具有九十度相移的第二分量S2;以及
-將放大的聲音中頻輸入信號SIN下混頻至較低的頻率。
圖4表示期望載波和一些不期望載波的頻率狀況，即聲音載波 以及一些頻率響應的頻率狀況。所述期望的聲音載波SC1、 SC2具有 第二聲音中頻(對于國家電視系統委員會制式(NTSC)分別為4. 5MHz、 4. 7備z)。
如圖3和4所示，圖像載波抑制濾波器或無源多相濾波器50抑 制較高相鄰的信道N+l。另外，引入了有源調諧多相帶通濾波器60 以便選擇期望信道的聲音載波SC1、 SC2。
類似于實數帶通，多相帶通60衰減了接收信道PC(圖像載波)、 CC(彩色信號載波)的圖像信號和較低相鄰信道信號，尤其是圖像載 波PCN-1的圖像信號。但另外多相帶通60特別有助于圖像抑制，即
通過下述裝置來共同承擔所要求的圖像抑制Z[dB]:
-通過圖像載波抑制濾波器50 (d所需圖像抑制Z[dB]的第一部
分x[dB])，和
-通過多相帶通濾波器60 "所需圖像抑制z[dB]的第二部分 y[dB])
其中z[dB]=x[dB]+y[dB];這種共同承擔有助于緩解圖像載波抑 制濾波器50的內在努力的投入(不必小于零)。
為了處理過程擴展、溫度相關性和電壓相關性并且以便滿足帶 通的高頻精度，通過如圖5所示的控制環(huán)路200來調諧有源多相帶通 濾波器60，并且可將所述有源多相帶通濾波器60切換為能夠使它們 的不同第二聲音中頻(對于第一聲音載波，分別為 4. 5MHz/5. 5MHz/6. 0MHz/6. 5MHz/6. 5MHz ) 適配各種電視標準 (MN， BG， I， DK和L/L，)。
換句話說，多相帶通濾波器60是一個調諧濾波器以便使用如圖 5所示的控制環(huán)路200降低過程擴展、溫度相關性和電壓相關性的影 響。帶通濾波器60還可切換為匹配各種載波頻率。
更詳細的，圖5表示直接和通過基準濾波器70接收基準信號 SREF的相位檢測器80?；鶞蕿V波器70使基準信號SREF的相位移動 一個標稱值。相位檢測器80將基準信號SREF的原始相位與基準信號 SREF的移動了的相位進行比較，并產生一個源輸出電流或下沉輸出 電流SOC，所述電流被存儲在電容器90中并給出控制電壓CVO。
該控制電壓CVO用于將基準濾波器70調整為期望的頻率，對于 所述期望的頻率以控制環(huán)路200處于穩(wěn)態(tài)的方式移動基準信號SREF 的相位。另外控制電壓CVO還用于控制多相帶通濾波器60，所述多 相帶通濾波器60與基準濾波器70相匹配。
為了將帶通切換為各種載波頻率，多相帶通濾波器60得到一個 影響內部阻抗等級并因此改變?yōu)V波器中頻的標準開關輸入信號SSS。
附圖中的參考數字表示
100電路布置，尤其是聲音處理路徑；IO外窗口表面聲波濾波
器；20放大器；30同相/正交混頻器；40壓控振蕩器；50圖像載波
抑制濾波器和/或無源多相濾波器；60調諧帶通濾波器和/或有源多 相濾波器；70基準濾波器；80相位檢測器；90電容器；200控制環(huán)
路；A幅度，尤其是信號幅度；AMP放大器(=現有技術，參照圖1); CC彩色信號載波；CVO控制電壓；f頻率；FIL外窗口表面聲波濾波
器。現有技術；參照圖l) ; I同相；IQM同相/正交混頻器(=現有 技術；參照圖1) ; N+l較高相鄰信道；PC圖像載波；Q正交；RBP 低通濾波器或實數帶通濾波器(=現有技術；參照圖1) ; RBS低通濾 波器選擇性或實數帶通濾波器選擇性(=現有技術；參照圖2) ; SC1
第一期望聲音載波；SC2第二期望聲音載波；SHA表面聲波濾波器的
適合形狀；SIN中頻輸入信號，尤其是模擬中頻輸入信號；SIR圖像 載波抑制選擇性；SIT通過集成跟蹤帶通濾波器的選擇性；SOC源輸 出電流或下沉輸出電流；SOUT輸出信號；SPP電路布置，尤其是聲音 處理路徑(二現有技術；參照圖1) ; SREF基準信號；SSS標準開關 輸入信號；Sl來自壓控振蕩器VCO并且包括消沒相移(零度)的第 一信號；S2來自壓控振蕩器VCO并且包括九十度相移的第二信號； VCO壓控振蕩器(二現有技術；參照圖l); X[dB]所需圖像抑制Z[dB]
的第一部分；y[dB]所需圖像抑制z[dB]的第二部分；z[dB]所需圖像 抑制(z[dB]二x[dB]+y[dB])。
權利要求
1.一種用于處理輸入信號的濾波裝置(50，60)，其特征在于包括-至少一個無源多相濾波器級(50)，其被設計用于圖像載波抑制；和-至少一個有源多相濾波器級(60)，--所述有源多相濾波器級(60)與無源多相濾波器級(50)結合，并且--所述有源多相濾波器級(60)被設計來---用于帶通以及---用于有助于圖像載波抑制以便緩解無源多相濾波器級(50)的衰減要求。
2. 根據權利要求l所述的濾波裝置，其特征在于所述無源多相 濾波器級(50)和有源多相濾波器級(60)級聯以此方式使得-提供了在至少一個定義的或期望的載波頻率附近的帶通功能；-不干擾聲音解調性能；和-獲得最佳信噪比。
3. 根據權利要求1或2所述的濾波裝置，其特征在于所述有源 多相濾波器級(60)被設計用于選擇至少一個復合視頻信號內的聲音 信號。
4. 根據權利要求1至3中的至少一個所述的濾波裝置，其特征 在于借助于影響內部阻抗等級并由此改變?yōu)V波器中頻的至少一個開 關輸入信號(SSS)來將所述有源多相濾波器級或所述帶通(60)切 換至各種載波頻率。
5. —種電氣或電子電路布置(100)，包括 -至少一個表面聲波濾波器級(10)，一至少一個放大器級(20)，用于放大表面聲波濾波器級(10) 的輸出信號(SIN)，-至少一個同相/正交混頻器級(30)，用于處理放大器級(20)的輸出信號，所述電氣或電子電路布置(100)的特征在于給根據權利要求1至4中的至少一個所述的濾波裝置(50， 60) 提供同相/正交混頻器級(30)的輸出信號(I，Q)。
6. 根據權利要求5所述的電路布置，其特征在于包括至少一個 用于調諧有源多相濾波器級(60)的控制環(huán)路(200)。
7. 根據權利要求6所述的電路布置，其特征在于所述控制環(huán)路 (200)包括-至少一個基準濾波器級(70)，其被提供有至少一個基準信號 (SREF);-至少一個相位檢測器級(80)，其被提供有基準信號(SREF)以及基準濾波器級(70)的輸出信號； -至少一個電容器級(90)，一該電容器級(90)被提供有相位檢測器級(80)的輸出信號，并且--該電容器級(90)將控制電壓(CV0)提供給有源多相濾波器 級(60)以及基準濾波器級(70)。
8. —種處理輸入信號的方法，其特征在于 -借助于至少一個無源多相濾波器級(50)進行的圖像載波抑制；和-借助于至少一個有源多相濾波器級(60)進行的帶通， 所述有源多相濾波器級(60)被與所述無源多相濾波器級(50) ￡口 口 °
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于包括 -提供了在至少一個定義的或期望的載波頻率附近的帶通功能; -不干擾聲音解調性能；和 -獲得最佳信噪比。
10.根據權利要求8或9所述的方法，其特征在于借助于影響 內部阻抗等級并由此改變?yōu)V波器中頻的至少一個開關輸入信號(SSS) 來將所述有源多相濾波器級(60)的帶通切換至各種載波頻率。
11.根據權利要求1至4中的至少一個所述的濾波裝置(50， 60)的至少一個、和/或根據權利要求5至7中的至少一個所述的電 路布置(100)的至少一個、和/或根據權利要求8至10中的至少一 個所述的方法在至少一個基于半導體的音頻調諧器和/或視頻調諧器 信號應用中的應用。
全文摘要
為了提供用于處理輸入信號(尤其是，IF(中頻)輸入信號，例如類似接收的電視信號之類的聲音信號)的濾波裝置(50，60)以及方法，其中在期望的載波附近提供了帶通功能并且不會干擾聲音解調性能，提出了被設計用于圖像載波抑制的至少一個無源多相濾波器級(50)和與無源多相濾波器級(50)相結合的至少一個有源多相濾波器級(60)，所述有源多相濾波器級(60)被設計用于帶通以及用于幫助進行圖像載波抑制以便緩解無源多相濾波器(50)的衰減要求。
文檔編號H04N5/60GK101167349SQ200680009208
公開日2008年4月23日 申請日期2006年3月20日 優(yōu)先權日2005年3月21日
發(fā)明者阿克塞爾·卡特納 申請人:Nxp股份有限公司