專利名稱：具有單個本地振蕩器的寬頻譜電視調諧器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具有用于由RF源信號產生中頻信號的轉換調諧器的電視接收機。
通常的做法是利用一個以上的本地振蕩器來調諧電視RF源的全頻率范圍，在美國電視接收機的全頻率范圍可從較低VHF頻帶的頻道2的55MHz延伸到UHF頻帶的頻道69的847MHz，17∶1以上的頻率范圍。這要求常規(guī)全頻帶電視調諧器的本地振蕩器覆蓋從大約90MHz直到幾乎1GHz的寬頻率范圍。
最好不要要求本地振蕩器在具有大約3∶1的極限限制的2∶1范圍以上調諧，這是由于保證振蕩器振蕩、寬頻譜上所產生振蕩器信號的頻率可靠性和信號幅度的問題，以及跟蹤問題，因為當本地振蕩器頻率改變時其他電路例如可調諧濾波器必須跟蹤。而且，一般用來調諧本地振蕩器的變容二極管具有有限的調整范圍，并在調整范圍的低容性部分變?yōu)榉蔷€性。由于這些原因，在電視接收機中，通常采用至少兩個本地振蕩器，每個僅覆蓋部分可調諧頻譜，例如一個用于VHF頻帶，另一個用于UHF頻帶。
另外，為了消除振蕩器之間的拍頻(要求振蕩器不要在使用中被關斷)問題最好利用單個振蕩器。此外，減少振蕩器數(shù)量可能導致部件減少、印刷電路板空間減小，成本降低。
本發(fā)明的目的是提供一種調諧器，它包括一個轉換(或外差)級，該轉換級包括一個本地振蕩器和一個混頻器，用于將相應于所選頻道的RF信號轉換為第一IF信號。本地振蕩器僅具有一個可調諧振蕩部分用于產生信號，以及一個可控頻率變換器，如可控分頻器，用于轉換由所述振蕩部分產生的信號的頻率，從而接收機能夠在UHF和VHF頻帶中調諧。頻率變換器的操作響應于數(shù)字頻道選擇控制器，例如微處理器。
在一個包含直接變換調諧器的實施例中，當由相移網絡操作時，本地振蕩器的輸出信號可提供兩個正交相位的本地振蕩器信號。該正交相位的信號適于用在能夠調諧整個VHF和UHF頻帶的直接變換調諧器中。


圖1以方框圖的形式示出現(xiàn)有技術的電視調諧器，其中鎖相環(huán)(PLL)用于控制用作第一本地振蕩器(LO)的壓控振蕩器(VCO)，結合一個用于將RF輸入信號轉換為IF信號的混頻器。
圖2以方框圖的形式示出按照本發(fā)明的方面的VCO，包括按級聯(lián)方式布局的振蕩部分和脈沖分頻除法器。
圖3按照本發(fā)明的方面以方框圖形式示出了圖2本地振蕩器適于用在直接變換調諧器中的替換實施例。
圖4示出圖3振蕩器中得出的波形。
圖5按照本發(fā)明的方面以方框圖形式示出了圖2振蕩器適于用在直接變換調諧器中的另一替換實施例。
圖6以方框圖的形式示出適于采用圖3和5所示實施例的直接變換調諧器。
調諧器1從由RF源3提供的多個RF信號中選擇相應于所選頻道的RF信號，并將所選RF信號轉換為常規(guī)FI頻率范圍(例如美國41至46MHz之間)內的相應IF信號。RF源3例如可包含電視廣播接收天線，有線分布網絡，盒式磁帶錄像機，視盤播放機，或者家庭計算機。視頻和音頻信號處理單元5將由調諧器1產生的IF信號解調并分為亮度、同步、色度和音頻分量。視頻和音頻信號處理單元5對各分量作進一步處理以產生相應于所選頻道的視頻和音頻響應。
這一調諧器包括一個RF輸入端7，RF源3連接到該輸入端。在輸入端7接收的RF信號由RF濾波器部分9濾波，以選擇相應于所選頻道的RF信號，所得到的RF信號被耦合到第一混頻器11。具有相應于所選頻道的標稱頻率的本地振蕩器(LO)信號由LO 13產生并也耦合到第一混頻器11。如圖1所示，LO 13包含一個VHF本地振蕩器13a和一個VHF本地振蕩器13b，根據選擇的是哪一頻道，由頻帶切換信號從頻道選擇器43選擇適當?shù)恼袷幤鳌；祛l器11外差所選的RF信號和LO信號以產生IF信號?；祛l器11產生LO信號和所選RF信號的和頻以及差頻分量。IF信號耦合到IF濾波器級15，IF濾波器級15具有選擇來讓LO信號和所選RF信號的差頻分量通過的通帶響應。LO信號的頻率決定IF信號的頻率范圍。
LO 13是壓控振蕩器，RF濾波器9根據調諧控制電壓Vt的大小被控制。調諧控制電壓Vt的大小由包括鎖相環(huán)(PLL)的調諧器控制部分25按照所選頻道控制。在PLL中，晶體振蕩器27輸出信號的頻率被分頻器(÷R)29除，以產生頻率參考信號。PLL還包括分頻器(÷K)31和分頻器(÷N)33，用于除以本地振蕩器信號的頻率，以產生LO信號的分頻方式。用相位比較器35比較頻率參考信號和分頻器本地振蕩器信號，以產生表示它們之間頻偏大小和方向的脈沖信號。由一個用作低通濾波器的積分器37對脈沖誤差信號濾波，以產生LO 13的調諧控制電壓Vt。調諧控制電壓的大小是變化的，直到頻率參考信號的頻率與已分頻的LO信號基本上相等。
選擇除法器29的除法因子R，以確定頻率參考信號的頻率(fREF)。選擇除法器31的除法因子K，以在進一步處理前減小較大頻率的LO信號的頻率，并與除法因子R一起確定除法因子K?？刂茊卧?9控制除法器33的除法因子N，以按照存儲在寄存器41中的所需頻道的頻道號的二進制表示設置第一LO信號的頻率。頻道號的二進制表示根據頻道選擇器43的用戶操作被輸入頻道號寄存器41，例如頻道選擇器43可以包含一個計算器一類的鍵盤，通過鍵盤用戶可以順序輸入所需頻道的頻道號的十位和個位數(shù)。
圖2表示出本發(fā)明的一個方面，一個本地振蕩器的實施例，例如，本地振蕩器13，如以上在背景部分中所討論的，它能夠在電視接收機所需頻率的寬頻率范圍上調諧。
調諧電壓Vt(見圖1)通過適當?shù)碾娮?0施加到變容二極管62，用于改變變容二極管62的電容，以調諧VCO 13的振蕩部分64，其在示范實施例中是能夠從0.5調諧到1 GHz的振蕩器。來自振蕩器64的輸出信號66耦合到分頻器控制器68，它是一種可編程的二進制計數(shù)器，根據施加到端子70的除法器控制信號將振蕩器64的振蕩信號除以二進制數(shù)。端子70上的除法器控制信號可以由調諧控制微處理器72提供，或者可以由圖1頻道選擇器43(未示出)導出。
對于除數(shù)1，輸出信號Vo具有與振蕩器64的頻率相同的頻率，即，由Vt調諧的500到1000MHz，并且可以認為該分頻器是除法器旁路。對于500MHz到1000MHz的振蕩頻率范圍而言，如下表所給出的，當除法器控制器68的除數(shù)增大時，信號Vo的頻率下降除法器68的除數(shù)Vo的頻率N＝2 F＝250 MHz到500MHz4 125MHz到250MHz
862.5MHz到128MHz1631.25MHz到62.5MHz為頻道組選擇N的值，并在所選頻道是在一個不同的組中時改變其值。該表是關于振蕩部分64的頻率與輸出信號Vo的頻率隨除法器68的除數(shù)變化的關系的表示。可以按需要調整振蕩部分64的振蕩頻率和范圍。此外，為Vo所作的頻率選擇取決于來自混頻器的和或者差信號是否用作IF信號。
在另一情況下，振蕩部分64可以在相當?shù)偷念l率振蕩，例如，在VHF頻率，控制器68可以是倍頻器(未示出)，例如，兩倍頻器或三倍頻器。在這種情況下，Vo可以獲得高于振蕩部分64產生的頻率信號的頻率。
圖3示出另一實施例。圖3實施例具有兩個附加的除2電路74a，74b，和90度相移時鐘76，以獲得兩個正交相位的輸出信號Vo1，Vo2，它們對于以下結合圖6討論的直接變換調諧器是有用的。在圖4中示出了圖3實施例的波形，并示出如何利用Q和非Q時鐘并將它們除以2得到90度相移時鐘76。從除法器74a輸出端所作的連接使除法器74a，74b同步，這樣74a的時鐘總是超前的。該實施例示出由除法器74a，74b所作的附加除法，因此壓控振蕩器64在1GHz到2GHz的較高頻率之間是可調諧的。
圖5示出了結合以下圖6討論的具有用于直接變換調諧器的VCO 13的相應于圖3的另一替換實施例，其中UHF頻帶的正交相位信號Vo1，Vo2由兩個離散LC相移網絡76a，76b實現(xiàn)，Vo1，Vo2的輸出頻率大于500MHz。對于500MHz以下的本地振蕩器頻率，對該裝置進行切換以使得正交相位信號Vo1，Vo2是通過如前文參照圖3所述的除2除法器產生的。輸出信號Vo1，Vo2用開關78在外部部件與額外的除法器74a和74b之間切換。
圖6示出按照PCT專利申請第94/00138號的一種直接變換調諧器。該直流變換調諧器基本上包含兩個頻道，各自有兩個轉換級。收到的RF信號經由提供增益和一些選擇性的調諧的RF放大器耦合到兩個混頻器M1A和M1B中的每一個。希望響應自動增益控制(AGC)信號(未示出)自動地控制RF放大器的增益。第一本地振蕩器L01產生的第一本地振蕩器信號(如上述圖3和圖5中所示)被調諧到下邊帶(LSB)與上邊帶(USB)之間的所需頻道頻帶的中心頻率w0。以用于驅動混頻器M1A和M1B的正交分量Vo1，Vo2形成第一本地振蕩器信號。混頻器M1A和M1B的相應IF輸出信號由兩個低通濾波器LPF A和LPF B濾波。低通濾波器LPF A和LPF B提供所需選擇性以抑制來自相鄰頻道的響應和混頻器M1A和M1B的高階分量。
混頻器M1A和M1B的每個輸出信號包括相應于所收到RF信號的LSB和USB部分的下邊帶部分和上邊帶部分。低通濾波器LPF A和LPF B的輸出信號耦合到第二對混頻器M2A和M2B中相應的那個?；祛l器M2A和M2B由第二本地振蕩器LO2產生的第二對正交本地振蕩器信號中相應的那個驅動，如在圖3和5中所示的。每個第二本地振蕩器信號具有位于低通濾波器LPF A和LPF B的截止頻率以上的頻率wN，以滿足奈奎斯特準則?；祛l器M2A和M2B的輸出信號在求和單元SU中相加以產生輸出信號。該輸出信號耦合到用于解調的解調器(未示出)，解調的結果耦合到另外的信號處理部分。
權利要求
1.一種用于調諧相應于各頻道的RF信號的調諧器，所述RF信號中的每一個具有至少一個帶信息載波，它包括一個混頻器和一個本地振蕩器裝置，它們相配合將相應于所選頻道的RF信號轉換為具有相應于所述所選頻道的帶信息載波的第一IF信號，以及用于控制所述第一本地振蕩器裝置的控制裝置，其中所述本地振蕩器包含一個響應所述控制裝置可調諧的振蕩部分，并具有可調諧到在預定范圍上的頻率的輸出信號；以及頻率變換裝置按可調諧的輸出信號操作并將振蕩器輸出提供給所述混頻器，其進一步可調諧到在振蕩部分預定范圍以外的頻率。
2.如權利要求1所述的調諧器，其中頻率變換裝置是由數(shù)字控制裝置控制的可編程計數(shù)器。
3.如權利要求1所述的調諧器，其特征在于還包括相移裝置，用于提供正交相位的兩個本地振蕩器信號，以在直接變換調諧器中對信號作頻率變換。
4.一種用于調諧具有圖像、彩色和聲音載波的各RF信號的頻道的電視調諧器，包含用于產生本地振蕩器信號的本地振蕩器裝置；用于選擇所述頻道之一的頻道選擇裝置；用于按照所述頻道選擇裝置所選擇的頻道控制所述本地振蕩器信號的頻率的本地振蕩器控制裝置；響應所述RF信號和所述第一本地振蕩器信號的混頻器，用于產生具有相應于所述所選頻道的RF信號的那些的圖像、彩色、和聲音載波的IF信號；所述本地振蕩裝置包含響應所述控制裝置可調諧的振蕩部分，并具有可調諧到在預定頻率范圍上的頻率的輸出信號，以及頻率變換裝置，按可調諧輸出信號操作并提供振蕩器輸出，其進一步可調諧到在振蕩部分預定范圍以外的頻率。
5.如權利要求4所述的調諧器，其中頻率變換裝置是由微處理器控制的可編程計數(shù)器。
6.如權利要求4所述的調諧器，其特征在于還包括相移裝置，用于提供正交相位的兩個本地振蕩器信號，以在直接變換調諧器中對信號作頻率變換。
7.如權利要求4所述的調諧器，其中頻率變換裝置是倍頻器。
8.一種用于調諧在VHF和UHF頻帶中的RF信號的頻道的電視調諧器，所述調諧器具有本地振蕩器和用于將所述RF源信號轉換為中頻信號的混頻器，所述本地振蕩器僅具有一個可調諧振蕩部分和用于轉換由所述振蕩部分產生的信號的頻率的頻率變換器，單個可調諧振蕩部分與頻率變換器的組合是可調諧的，以在整個UHF上和在VHF頻帶的上邊帶和下邊帶調整電視調諧器。
9.如權利要求8所述的電視調諧器，其中頻率變換器是分頻器。
10.如權利要求9所述的電視調諧器，其中分頻器是可編程計數(shù)器。
11.一種用于調諧在VHF和UHF頻帶中的RF信號的頻道的電視調諧器，所述調諧器具有用于將所收到RF信號的頻率變換為中頻的變換裝置，所述變換裝置包含用于接收RF信號的裝置，用于產生本地振蕩器信號的裝置，以及用于混合本地振蕩器信號與RF信號以產生IF信號的裝置，用于產生本地振蕩器信號的所述裝置包含可調諧的振蕩部分，和與振蕩部分級聯(lián)的頻率變換器，按照由振蕩部分所產生的信號操作。
12.如權利要求11所述的電視調諧器，其中頻率變換器是分頻器。
13.如權利要求12所述的電視調諧器，其中分頻器是可編程計數(shù)器。
14.如權利要求11所述的電視調諧器，其中頻率變換器是倍頻器。
15.用于調諧在VHF和UHF頻帶中的電視頻譜的電視調諧器，所述調諧器具有用于混合收到的RF信號與本地振蕩器信號的混頻器，用于產生IF信號，所述調諧器僅具有單個本地振蕩器。
全文摘要
一種調諧器，包括一個轉換(或外差)級，該轉換級包括一個本地振蕩器和一個混頻器，用于將相應于所選頻道的RF信號轉換為IF信號。本地振蕩器僅具有一個用于產生信號的可調諧振蕩部分，以及一個頻率變換器，例如可控分頻器，用于轉換由所述振蕩部分產生的信號的頻率，從而接收機能夠在UHF和VHF頻帶中調諧。頻率變換器的操作響應數(shù)字控制器，例如微處理器。
文檔編號H04B1/26GK1169216SQ96191568
公開日1997年12月31日 申請日期1996年1月23日 優(yōu)先權日1995年1月23日
發(fā)明者費利克斯·阿施萬登 申請人:Rca湯姆森許可公司