專利名稱：包括具有可控阻尼級的if濾波器的調(diào)諧器以及包括相應(yīng)的調(diào)諧器的接收機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種調(diào)諧器，該調(diào)諧器包括RF輸入端、包括耦接到RF輸入端的混頻 器的下變換器、耦接到混頻器的輸出端的IF濾波器、耦接到IF濾波器的輸出端的SAW濾波 器以及增益控制的IF放大器。本發(fā)明還涉及一種接收機(jī)，其包括相應(yīng)的調(diào)諧器和解調(diào)器。 所述解調(diào)器具體地被設(shè)計(jì)為用于解調(diào)模擬和數(shù)字電視頻道。
背景技術(shù)：
在目前的電視接收機(jī)中使用的調(diào)諧器電路通常包括輸入級和具有混頻器的下變 換器，所述輸入級適配于接收兩個(gè)VHF頻帶和一個(gè)UHF頻帶，所述具有混頻器的下變換器用 于對相應(yīng)的模擬和/或數(shù)字電視頻道進(jìn)行下變換。通常使用包括具有PLL控制的振蕩器和 自動(dòng)增益控制(AGC) IF放大器的三頻帶混頻器的集成IC解決方案。集成電路將所選擇的 RF電視頻道下變換為標(biāo)準(zhǔn)的中頻(IF)。通過耦接到該集成電路的外部濾波器(例如，IF帶 通濾波器和SAW濾波器)對下變換后的信號進(jìn)行濾波。通過AGC放大器對濾波后的信號進(jìn) 行放大，以向隨后的解調(diào)器提供合適的信號，所述解調(diào)器根據(jù)對應(yīng)的電視標(biāo)準(zhǔn)對IF信號進(jìn) 行解調(diào)。這種類型的集成電路例如是由Intel公司制造的IC CE5060。在圖1中示出該IC 的基本框圖，圖1是在CE5060的數(shù)據(jù)頁中示出的并且經(jīng)由因特網(wǎng)可得到，2006年2月文件 號D55748-001。CE5060是用于多頻帶模擬/數(shù)字地面調(diào)諧器和/或線纜調(diào)諧器的高度集 成的電路并且只需要很少的外部電路來組裝電視調(diào)諧器。在圖1所示的框圖中，調(diào)諧器包括RF輸入端1，其耦接到低噪聲放大器和可調(diào)諧的 跟蹤濾波器2，用于對想要的電視頻道進(jìn)行第一選擇。低噪聲放大器和跟蹤濾波器2的輸出 信號耦合到CE5060的第一放大級3，第一放大級3隨后是混頻器4。通過包括PLL控制的 振蕩器部分5的頻率合成器來控制混頻器4，用于對想要的電視頻道進(jìn)行下變換。下變換后 的信號然后被傳遞到第二放大級6，第二放大級6隨后是IF濾波器7，用于提供對鄰近頻道 的阻止(rejection)和阻抗轉(zhuǎn)換。IF濾波器7的輸出信號然后被傳遞到SAW濾波器驅(qū)動(dòng)放 大器8，用于向隨后的模擬SAW濾波器9和數(shù)字SAW濾波器10提供進(jìn)一步放大。IF濾波器 7例如是包括電容器和電感器而不包括放大半導(dǎo)體元件的無源帶通濾波器。模擬SAW濾波器9的輸出信號被耦合到用于解調(diào)模擬電視信號的模擬解調(diào)器12。 數(shù)字SAW濾波器10的輸出被耦合到增益控制的IF放大器11并且然后被耦合到用于解調(diào) 數(shù)字電視信號的數(shù)字解調(diào)器13。通過數(shù)字解調(diào)器13經(jīng)由控制信號15來控制對放大器11 進(jìn)行增益控制。經(jīng)由I2C總線16來控制解調(diào)器12、13以及調(diào)諧器電路IC 1。與此同時(shí)，市場上存在也并入了模擬NTSC解調(diào)器的新的數(shù)字解調(diào)器，例如來自 MICRONAS公司的單芯片多標(biāo)準(zhǔn)解調(diào)器DRX 394yJ和來自AuvitekInternational公司的 AU8501。這些解調(diào)器被設(shè)計(jì)用于利用單一解調(diào)器來進(jìn)行DTV和模擬NTSC的接收的應(yīng)用，并 且使用單一的差分IF輸入端來用于數(shù)字和模擬IF信號兩者。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的調(diào)諧器包括RF輸入端，用于接收高頻信號；包括混頻器的下變換器，用 于對高頻信號進(jìn)行下變換；IF濾波器，耦接到混頻器的輸出端；SAW濾波器，耦接到IF濾波 器的輸出端；以及增益控制的IF放大器，耦接到SAW濾波器的輸出端，用于向隨后的解調(diào)器 提供放大的IF信號。IF濾波器包含可控的阻尼級，該可控的阻尼級具體地可用于改善調(diào)諧 器的噪聲性能。在優(yōu)選的實(shí)施例中，調(diào)諧器被設(shè)計(jì)用于接收模擬和數(shù)字電視信號，并且可控的阻 尼級在接收模擬電視信號的情形下提供阻尼以改善模擬電視信號的信號/噪聲比。阻尼級 例如包括利用一個(gè)或若干阻尼元件的開關(guān)級。研究表明當(dāng)接收例如NTSC模擬電視信號時(shí)， 在某些情況下增益控制的IF放大器提供了相當(dāng)大的噪聲貢獻(xiàn)。電視調(diào)諧器的增益控制的IF放大器通常是高增益的放大器，用于提供接收數(shù)字 電視信號所需的足夠的靈敏度。但是在目前的電視接收機(jī)的集成的調(diào)諧器電路中所使用的 IF放大器在操作于低增益區(qū)時(shí)表現(xiàn)增加的噪聲因數(shù)(noise figure) 0通過提供可控的阻 尼級，可以改善調(diào)諧器電路的噪聲性能以及互調(diào)。在IF濾波器內(nèi)可以有利地實(shí)施可控的阻 尼級。IF濾波器具體地包括差分輸入端和輸出端、以及在IF濾波器的輸入端子和輸出 端子中的每一個(gè)之間串聯(lián)布置的阻尼元件。另外，可以包括第三阻尼元件，該第三阻尼元件 與用于IF濾波器的調(diào)諧的電容器串聯(lián)耦接。通過數(shù)字控制的集成的調(diào)諧器電路的高/低 開關(guān)輸出端，可以有利地提供用于阻尼元件的偏置電流。另外，可以包括與第一和第二阻尼 元件中的每一個(gè)并聯(lián)耦接的調(diào)諧電容器，用于阻尼級的調(diào)諧。可以使用例如開關(guān)二極管或 者變?nèi)荻O管、晶體管或者FET用于阻尼元件。在本發(fā)明的另一方面，在接收機(jī)中(具體地，在電視接收機(jī)中)包括該調(diào)諧器，該 接收機(jī)包括利用單一輸入端與該調(diào)諧器的IF輸出端耦接的解調(diào)器?？梢詫⑦@種類型的電 視接收機(jī)應(yīng)用于例如電視機(jī)、機(jī)頂盒、PC TV卡或者數(shù)據(jù)接收設(shè)備。


現(xiàn)在參照示意附圖借助示例來在下面更詳細(xì)地解釋本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述附 圖示出圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的利用高度集成的調(diào)諧器電路的電視接收機(jī)的基本框圖，圖2是根據(jù)本發(fā)明的包括具有IF濾波器的調(diào)諧器的電視接收機(jī)，圖3是在圖2中示出的IF濾波器的優(yōu)選實(shí)施例，以及圖4是在具有集成的調(diào)諧器電路的應(yīng)用中的圖3所示的IF濾波器。
具體實(shí)施例方式圖2示出了包括根據(jù)本發(fā)明的調(diào)諧器20和用于解調(diào)電視信號的解調(diào)器23的電視 接收機(jī)。調(diào)諧器20包括RF輸入端1，用于接收高頻信號，具體地用于接收模擬和數(shù)字電視 信號。集成的調(diào)諧器電路ICl (在該實(shí)施例中為用于模擬和數(shù)字電視信號的高度集成的數(shù) 字控制的調(diào)諧器電路，例如如前所述的IC CE5060)耦接到RF輸入端1。如關(guān)于圖1所描述的那樣，集成的調(diào)諧器電路ICl包括用于UHF和VHF信號的輸入端，所述用于UHF和VHF信 號的輸入端借助于低噪聲放大器和跟蹤濾波器2與RF輸入端1耦接。外部IF濾波器21利用輸入端和輸出端耦接到集成的調(diào)諧器電路IC1，所述外部 IF濾波器21被布置在外部SAW濾波器22的前面，外部SAW濾波器22也利用輸入端和輸出 端耦接到IC1。在該實(shí)施例中，SAW濾波器22被用作用于對下變換后的模擬電視信號進(jìn)行 濾波以及對下變換后的數(shù)字信號進(jìn)行濾波的頻道濾波器。SAW濾波器22的輸出端耦接到 ICl內(nèi)部的增益控制的IF放大器11的輸入端，并且IF放大器11利用輸出端經(jīng)由ICl的 IF差分輸出端14耦接到隨后的解調(diào)器23。如關(guān)于圖1所描述的那樣，借助由解調(diào)器23提 供的控制信號15來控制IF放大器11。如關(guān)于圖1所描述的那樣，集成的調(diào)諧器電路ICl 還包括混頻器、PLL控制的振蕩器和附加的放大級。如前面所描述的那樣，解調(diào)器23例如 是Auvitec公司的集成電路AU8501。IF濾波器21也被稱作級間(interstage)濾波器。為了解調(diào)器23的最優(yōu)的操作，IF濾波器21包含可控的阻尼級(例如開關(guān)級)，用 于在接收模擬電視信號的情形下提供增加的阻尼。IF濾波器21可以包括作為阻尼元件的 一個(gè)或若干開關(guān)二極管或者變?nèi)荻O管(varactordiode)或者晶體管或者FET。包括調(diào)諧 器20和解調(diào)器23的電視接收機(jī)尤其適合于用于提供對例如模擬和數(shù)字地面廣播電視信號 的接收的機(jī)頂盒和電視機(jī)。圖3中示出包括可控的阻尼級D的IF濾波器21的優(yōu)選實(shí)施例的電路圖。IF濾 波器21包括差分輸入端口 Pl、差分輸出端口 P2、線圈L1-L4以及電容器C2-C6。電容器C2 是在連接端子30和32的信號線34中布置的耦合電容器，而電容器C3是在連接端子31、33 的信號線35中布置的耦合電容器。電容器C4-C6以及線圈L1-L4是IF濾波器21的頻率 確定元件。IF濾波器21是帶通濾波器(例如具有IOMHz帶寬的Chebychev濾波器)，并且 提供阻抗轉(zhuǎn)換以及對鄰近頻道的阻止。在該實(shí)施例中，可控的阻尼級D包括二極管D1_D3(變?nèi)荻O管)，通過經(jīng)由輸出端 口 P3和電阻器R2-R4施加開關(guān)DC電壓而在開關(guān)二極管的意義下使用所述變?nèi)荻O管。輸 出端口 P3例如是集成的調(diào)諧器電路ICl的高/低開關(guān)輸出端。通過改變二極管D1-D3的 電容，可以控制阻尼級D的阻尼值。作為替換，也可以使用任何其他的開關(guān)二極管，例如PIN 二極管、晶體管或者FET可以被用作可控阻尼級D的阻尼元件。輸入端Pl是具有第一和第二輸入端子30、31的差分輸入端，而輸出端P2是具有 第一和第二輸出端子32、33的差分輸出端。在第一輸入端子30和第一輸出端子32之間 串聯(lián)布置第一二極管D1，在第二輸入端子31和第二輸出端子33之間串聯(lián)布置第二二極管 D2。對于二極管Dl并聯(lián)布置電容器C7，并且對于二極管D2并聯(lián)布置電容器C8，以改善阻 尼級D的阻尼特性。電容器C5將信號線34與信號線35耦接，并且在信號線34和信號線 35之間將第三二極管D3與電容器C5串聯(lián)地布置為開關(guān)二極管。開關(guān)輸出端P3提供兩個(gè)DC輸出電壓，第一個(gè)輸出電壓用于模擬電視接收(具 體地，NTSC接收)使用的最優(yōu)的條件，而第二個(gè)輸出電壓用于數(shù)字電視接收使用的正常條 件。當(dāng)輸出端P3的輸出電壓低時(shí)，阻尼級D處于正常條件，在所述正常條件下向變?nèi)荻O 管D1-D3提供正向偏置以提供高電容，并且在所述正常條件下基本上不存在阻尼網(wǎng)絡(luò)D的 阻尼。在最優(yōu)的條件下，向變?nèi)荻O管D1-D3提供反向偏置，其中其電容低，例如l，2pF。在 最優(yōu)的條件下，電容器C7和C8使串聯(lián)電容增加，減少了二極管Dl、D2的阻尼效應(yīng)，以實(shí)現(xiàn)
5阻尼級D的改善的性能。在正常條件下，通過二極管D1、D2旁路電容器C7、C8。當(dāng)二極管 D3處于正向偏置時(shí)，即正常條件時(shí)，D3具有高電容并且起到短路的作用，以使能電容器C5 的濾波功能。通過使用仿真軟件來設(shè)計(jì)并優(yōu)化IF濾波器21的阻尼級D以及頻率確定元件。優(yōu) 化阻尼級D來提供對模擬NSTC電視信號的最優(yōu)的增益和響應(yīng)條件以提供更好的視頻信號 /噪聲比和更好的色度_聲音互調(diào)(Chroma-to-Soundintermodulation)。通過對模擬電視 信號進(jìn)行阻尼，IF放大器11操作于更高的增益區(qū)，在該更高的增益區(qū)中信號/噪聲比對于 模擬電視更好。對于數(shù)字電視信號(例如根據(jù)8VSB電視標(biāo)準(zhǔn))，阻尼級無效或者僅僅存在 很小的效應(yīng)，以實(shí)現(xiàn)調(diào)諧器的低輸入靈敏度，例如_83dBm的輸入靈敏度。在圖4中示出了具有集成的調(diào)諧器電路CE5060的IF濾波器21的應(yīng)用。IF濾波 器21的差分輸入端Pl連接到ICl的CN0P/CN0PB差分IF輸出端，而IF濾波器21的輸出 端P2連接到ICl的SIP/SIPB差分輸入端。經(jīng)由ICl的通用GPPl開關(guān)端口 P3來提供開關(guān) 級D的可控阻尼，所述ICl的通用GPPl開關(guān)端口 P3提供兩個(gè)輸出電壓，HIGH = +5V和LOW =OV,以在輸出端口 P3為高時(shí)向開關(guān)二極管D1-D3提供反向偏置，而在輸出端口 P3為低 時(shí)向開關(guān)二極管D1-D3提供正向偏置。借助于電容器C7、C8，針對輸出端口 P3來優(yōu)化二極 管Dl、D2的阻尼，所述輸出端口 P3僅僅提供用于調(diào)節(jié)二極管Dl、D2的電容值的兩個(gè)輸出 電壓。經(jīng)由電阻器R2、R3和R4向開關(guān)二極管D1-D3的陰極中的每一個(gè)施加開關(guān)輸出端P3 的電壓。借助于二極管D3，通過對IF濾波器21的通帶進(jìn)行移位，可以額外地為NTSC接收 而調(diào)節(jié)IF濾波器21的濾波性能。利用圖4中所示的IF濾波器21，對于NTSC電視信號可以將視頻信號/噪聲比改 善大約3，OdB以達(dá)到50dB的值，這提供了良好的畫面性能。對于這種情形，施加70dB μ V的 RF輸入電平。在接收8VSB數(shù)字電視信號時(shí)，可控的阻尼級D不使調(diào)諧器的性能劣化。因此 可以向調(diào)諧器提供具有高質(zhì)量的NTSC性能的共用通道NTSC和數(shù)字8VSB IF輸出，這允許 使用具有用于模擬和數(shù)字電視信號的單一輸入端的解調(diào)器23。因此，可以省略調(diào)諧器的整 個(gè)NTSC部分，這提供了大約1，30美元的成本減少。由于模擬視頻的缺點(diǎn)，對于NTSC信號 而言，50dB或者更高的信號/噪聲比是優(yōu)選的，然而在數(shù)字電視的情形下，對于理想的畫面 質(zhì)量15dB的信號/噪聲比已經(jīng)足夠。本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以做出本發(fā)明的其他實(shí)施例，而不從本發(fā)明的精神和范圍偏 離。還可以將根據(jù)本發(fā)明的具有可控阻尼級的IF濾波器應(yīng)用在為接收電視頻道而設(shè)計(jì)的 任何其他調(diào)諧器中，而不限于關(guān)于優(yōu)選實(shí)施例所描述的應(yīng)用。用于移動(dòng)電話或者無線數(shù)據(jù) 傳輸?shù)恼{(diào)諧器的應(yīng)用也是可能的。因此，本發(fā)明陳述在權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求
一種調(diào)諧器(20)，包括RF輸入端(1)，用于接收高頻信號；包括耦接到RF輸入端的混頻器(4)的下變換器(4，5)，用于對所述高頻信號進(jìn)行下變換；IF濾波器(21)，利用輸入端耦接到混頻器(4)的輸出端；SAW濾波器(22)，利用輸入端耦接到IF濾波器(21)的輸出端；以及增益控制的IF放大器(11)，利用輸入端耦接到SAW濾波器(9，10)的輸出端；其特征在于所述IF濾波器(21)包括可控的阻尼級(D)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的調(diào)諧器，其中可控的阻尼級(D)包括作為阻尼元件的開關(guān)級 (D1-D3)，用于提供可控的阻尼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的調(diào)諧器，其中IF濾波器(21)是帶通濾波器，其包括作為阻尼 元件的開關(guān)二極管、變?nèi)荻O管(D1-D3)、晶體管或者FET，用于改善調(diào)諧器的噪聲性能。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的調(diào)諧器，其中IF濾波器(21)包括具有第一和第二輸入端子 (30，31)的差分輸入端(Pl)和具有第一和第二輸出端子(32，33)的差分輸出端(P2)，并且 其中第一阻尼元件(Dl)被串聯(lián)耦接在連接第一輸入端子(30)和第一輸出端子(32)的第 一信號線(34)內(nèi)，而第二阻尼元件(D2)被串聯(lián)耦接在連接第二輸入端子(31)和第二輸出 端子(33)的第二信號線(35)內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的調(diào)諧器，其中與第一阻尼元件(Dl)并聯(lián)地布置第一電容器(C7)， 而與第二阻尼元件(D2)并聯(lián)地布置第二電容器(C8)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5的調(diào)諧器，其中IF濾波器(21)包括與第三電容器(C5)串聯(lián) 耦接的第三阻尼元件(D3)，其提供連接IF濾波器(21)的兩個(gè)信號線(34，35)的串聯(lián)電路 (D3, C5)。
7.根據(jù)前述的權(quán)利要求之一的調(diào)諧器，其中所述調(diào)諧器被設(shè)計(jì)用于接收模擬和數(shù)字電 視信號并且其中可控的阻尼級(D)在接收模擬電視信號的情形下提供阻尼，用于提高模擬 電視信號的信號/噪聲比。
8.根據(jù)前述的權(quán)利要求之一的調(diào)諧器，其中在集成的調(diào)諧器電路(ICl)內(nèi)將下變換器 (4,5)和增益控制的IF放大器(11)集成在一起，并且其中經(jīng)由集成的調(diào)諧器電路(ICl)的 高/低開關(guān)輸出端(P3)來控制可控的阻尼級(D)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的調(diào)諧器，其中集成的調(diào)諧器電路(ICl)被設(shè)計(jì)用于多頻帶模擬/ 數(shù)字地面調(diào)諧器和/或線纜調(diào)諧器，并且其中SAW濾波器(22)是被設(shè)計(jì)用于模擬和數(shù)字電 視信號的濾波的頻道濾波器。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的調(diào)諧器，其中所述調(diào)諧器包括用于連接到解調(diào)器(23)的模 擬和數(shù)字電視信號的共用通道IF輸出端(14)，該IF輸出端(14)與增益控制的IF放大器 (11)的輸出端耦接。
11.一種接收機(jī)，包括根據(jù)前述的權(quán)利要求之一的調(diào)諧器(20)和利用輸入端耦接到增 益控制的IF放大器(11)的IF輸出端(14)的解調(diào)器(23)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的接收機(jī)，其中解調(diào)器(21)是用于解調(diào)模擬和數(shù)字電視信號的單 芯片解調(diào)器。全文摘要
調(diào)諧器，包括RF輸入端，用于接收高頻信號；包括混頻器的下變換器，用于對高頻信號進(jìn)行下變換；IF濾波器(21)，耦接到混頻器的輸出端；SAW濾波器，耦接到IF濾波器的輸出端；以及增益控制的IF放大器，耦接到SAW濾波器的輸出端，用于向隨后的解調(diào)器提供放大的IF信號。IF濾波器包括可控的阻尼級(D)，該可控的阻尼級(D)具體地可用于改善調(diào)諧器的噪聲性能。在優(yōu)選的實(shí)施例中調(diào)諧器被設(shè)計(jì)用于接收模擬和數(shù)字電視信號并且可控的阻尼級在接收模擬電視信號的情形下提供阻尼，以改善模擬電視信號的信號/噪聲比。該阻尼級例如包括利用一個(gè)或若干變?nèi)荻O管作為阻尼元件(D1-D3)的開關(guān)級。
文檔編號H04N5/44GK101933324SQ200980103640
公開日2010年12月29日 申請日期2009年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月30日
發(fā)明者馮錦川, 維諾德·梅農(nóng) 申請人:湯姆森特許公司