專(zhuān)利名稱(chēng)：包括具有可控阻尼級(jí)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(jí)和具有混頻器的下變 換器，所述輸入級(jí)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(duì)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(guò)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(duì)下變換后的信號(hào)進(jìn)行濾波。通過(guò)AGC放大器對(duì)濾波后的信號(hào)進(jìn) 行放大，以向隨后的解調(diào)器提供合適的信號(hào)，所述解調(diào)器根據(jù)對(duì)應(yīng)的電視標(biāo)準(zhǔn)對(duì)IF信號(hào)進(jìn) 行解調(diào)。這種類(lèi)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(yè)中示出的并且經(jīng)由因特網(wǎng)可得到，2006年2月文件 號(hào)D55748-001。CE5060是用于多頻帶模擬/數(shù)字地面調(diào)諧器和/或線(xiàn)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(lái)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(duì)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(hào)耦合到CE5060的第一放大級(jí)3，第一放大級(jí)3隨后是混頻器4。通過(guò)包括PLL控制的 振蕩器部分5的頻率合成器來(lái)控制混頻器4，用于對(duì)想要的電視頻道進(jìn)行下變換。下變換后 的信號(hào)然后被傳遞到第二放大級(jí)6，第二放大級(jí)6隨后是IF濾波器7，用于提供對(duì)鄰近頻道 的阻止(rejection)和阻抗轉(zhuǎn)換。IF濾波器7的輸出信號(hào)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(wú)源帶通濾波器。模擬SAW濾波器9的輸出信號(hào)被耦合到用于解調(diào)模擬電視信號(hào)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(hào)的數(shù)字解調(diào)器13。通過(guò)數(shù)字解調(diào)器13經(jīng)由控制信號(hào)15來(lái)控制對(duì)放大器11 進(jìn)行增益控制。經(jīng)由I2C總線(xiàn)16來(lái)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(chǎng)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(lái)自 MICRONAS公司的單芯片多標(biāo)準(zhǔn)解調(diào)器DRX 394yJ和來(lái)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(lái)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(lái)用于數(shù)字和模擬IF信號(hào)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(hào)；包括混頻器的下變換器，用 于對(duì)高頻信號(hào)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(hào)。IF濾波器包含可控的阻尼級(jí)，該可控的阻尼級(jí)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(hào)，并且可控的阻 尼級(jí)在接收模擬電視信號(hào)的情形下提供阻尼以改善模擬電視信號(hào)的信號(hào)/噪聲比。阻尼級(jí) 例如包括利用一個(gè)或若干阻尼元件的開(kāi)關(guān)級(jí)。研究表明當(dāng)接收例如NTSC模擬電視信號(hào)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(hào)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(guò)提供可控的阻 尼級(jí)，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(jí)。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(guò)數(shù)字控制的集成的調(diào)諧器電路的高/低 開(kāi)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(jí)的調(diào)諧?？梢允褂美玳_(kāi)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(lèi)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(lái)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(hào)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(hào)，具體地用于接收模擬和數(shù)字電視 信號(hào)。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(hào)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(hào)的輸入端，所述用于UHF和VHF信 號(hào)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(duì)下變換后的模擬電視信號(hào)進(jìn)行 濾波以及對(duì)下變換后的數(shù)字信號(hào)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(hào)15來(lái)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(jí)。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(chēng)作級(jí)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(jí)(例如開(kāi)關(guān)級(jí))，用 于在接收模擬電視信號(hào)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(kāi)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(duì)例如模擬和數(shù)字地面廣播電視信號(hào) 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(jí)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(xiàn)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(hào)線(xiàn)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(hào)線(xiàn)35中布置的耦合電容器。電容器C4-C6以及線(xiàn)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(duì)鄰近頻道的阻止。在該實(shí)施例中，可控的阻尼級(jí)D包括二極管D1_D3(變?nèi)荻O管)，通過(guò)經(jīng)由輸出端 口 P3和電阻器R2-R4施加開(kāi)關(guān)DC電壓而在開(kāi)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(kāi)關(guān)輸出端。通過(guò)改變二極管D1-D3的 電容，可以控制阻尼級(jí)D的阻尼值。作為替換，也可以使用任何其他的開(kāi)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(jí)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(duì)于二極管Dl并聯(lián)布置電容器C7，并且對(duì)于二極管D2并聯(lián)布置電容器C8，以改善阻 尼級(jí)D的阻尼特性。電容器C5將信號(hào)線(xiàn)34與信號(hào)線(xiàn)35耦接，并且在信號(hào)線(xiàn)34和信號(hào)線(xiàn) 35之間將第三二極管D3與電容器C5串聯(lián)地布置為開(kāi)關(guān)二極管。開(kāi)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(jí)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(jí)D的改善的性能。在正常條件下，通過(guò)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(guò)使用仿真軟件來(lái)設(shè)計(jì)并優(yōu)化IF濾波器21的阻尼級(jí)D以及頻率確定元件。優(yōu) 化阻尼級(jí)D來(lái)提供對(duì)模擬NSTC電視信號(hào)的最優(yōu)的增益和響應(yīng)條件以提供更好的視頻信號(hào) /噪聲比和更好的色度_聲音互調(diào)(Chroma-to-Soundintermodulation)。通過(guò)對(duì)模擬電視 信號(hào)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(hào)/噪聲比對(duì)于 模擬電視更好。對(duì)于數(shù)字電視信號(hào)(例如根據(jù)8VSB電視標(biāo)準(zhǔn))，阻尼級(jí)無(wú)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(kāi)關(guān)端口 P3來(lái)提供開(kāi)關(guān) 級(jí)D的可控阻尼，所述ICl的通用GPPl開(kāi)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(kāi)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(kāi)關(guān)二極管D1-D3提供正向偏置。借助于電容器C7、C8，針對(duì)輸出端口 P3來(lái)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(kāi)關(guān)二極管D1-D3的陰極中的每一個(gè)施加開(kāi)關(guān)輸出端P3 的電壓。借助于二極管D3，通過(guò)對(duì)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(duì)于NTSC電視信號(hào)可以將視頻信號(hào)/噪聲比改 善大約3，OdB以達(dá)到50dB的值，這提供了良好的畫(huà)面性能。對(duì)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(hào)時(shí)，可控的阻尼級(jí)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(hào)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(duì)于NTSC信號(hào) 而言，50dB或者更高的信號(hào)/噪聲比是優(yōu)選的，然而在數(shù)字電視的情形下，對(duì)于理想的畫(huà)面 質(zhì)量15dB的信號(hào)/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(jí)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(huà)或者無(wú)線(xiàn)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(shū)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(hào)；包括耦接到RF輸入端的混頻器(4)的下變換器(4，5)，用于對(duì)所述高頻信號(hào)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(jí)(D)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的調(diào)諧器，其中可控的阻尼級(jí)(D)包括作為阻尼元件的開(kāi)關(guān)級(jí) (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(kāi)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(hào)線(xiàn)(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(hào)線(xiàn)(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(hào)線(xiàn)(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(hào)并且其中可控的阻尼級(jí)(D)在接收模擬電視信號(hào)的情形下提供阻尼，用于提高模擬 電視信號(hào)的信號(hào)/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(kāi)關(guān)輸出端(P3)來(lái)控制可控的阻尼級(jí)(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(xiàn)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(hào)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(hào)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(hào)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(hào)；包括混頻器的下變換器，用于對(duì)高頻信號(hào)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(hào)。IF濾波器包括可控的阻尼級(jí)(D)，該可控的阻尼級(jí)(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(hào)并且可控的阻尼級(jí)在接收模擬電視信號(hào)的情形下提供阻尼，以改善模擬電視信號(hào)的信號(hào)/噪聲比。該阻尼級(jí)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(kāi)關(guān)級(jí)。
文檔編號(hào)H04N5/44GK101933324SQ200980103640
公開(kāi)日2010年12月29日 申請(qǐng)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(qǐng)人:湯姆森特許公司