專(zhuān)利名稱(chēng)：調(diào)諧器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種調(diào)諧器。例如，這樣一種調(diào)諧器可以用于接收數(shù)字地面廣播。
背景技術(shù)：
用于接收數(shù)字地面?zhèn)鬏數(shù)囊阎邮掌魍ǔＪ菃巫儞Q或雙變換超外差類(lèi)型。盡管兩種類(lèi)型的調(diào)諧器能夠提供足夠的性能，但它們具有使其很難或不可能提高集成度和最小化調(diào)諧器尺寸的特點(diǎn)。
在單變換調(diào)諧器的情況下，為了得到足夠的選擇性以便在存在潛在干擾信號(hào)的情況下提供可接受的性能，需要多個(gè)跟蹤濾波器。這些濾波器必須在生產(chǎn)期間被對(duì)準(zhǔn)，或在操作期間借助于某種形式的自動(dòng)校準(zhǔn)被對(duì)準(zhǔn)。這些濾波器占據(jù)很大的面積，而且阻止“向上集成”，因?yàn)樗鼈儾荒茉诙嘈酒K中(MCM)或通過(guò)集成電路技術(shù)被有效地集成。而且，這些濾波器由于與對(duì)準(zhǔn)要求相關(guān)的加工問(wèn)題不適合在母板上實(shí)現(xiàn)。
雙變換調(diào)諧器更適合板級(jí)實(shí)現(xiàn)和向上集成，因?yàn)樗鼈兝脤拵Ъ夹g(shù)從而不需要前端跟蹤選擇性濾波器。然而，由于前端的寬帶特性，更難獲得所需的動(dòng)態(tài)范圍，以提供可接受的性能。而且，在第一中頻(IF)需要圖像濾波器。這樣的濾波器典型地是高Q結(jié)構(gòu)，并可以作為表面聲波(SAW)或介電濾波器被實(shí)現(xiàn)。
除了兩種類(lèi)型調(diào)諧器中的圖像或選擇性濾波器，為了充分抑制直接相鄰信道，必須提供進(jìn)一步的中頻濾波。這樣的濾波器典型地是具有以中頻為中心的通帶的SAW(表面聲波)設(shè)備，例如，在基于英國(guó)的數(shù)字傳輸情況下的36MHz。
GB1594632公開(kāi)了一種針對(duì)在探測(cè)碳?xì)浠衔锲陂g所接收類(lèi)型的相對(duì)低頻率信號(hào)的單變換超外差接收器。接收器在輸入端和變頻器之間具有多個(gè)各自可選擇的濾波器通道。根據(jù)要接收的十進(jìn)制的所頻率選擇濾波器通道。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種調(diào)諧器，包括用于接收包含多個(gè)接收信道的寬帶信號(hào)的輸入端，用于選擇至少一些所述信道中任意一個(gè)的、并包括至少一個(gè)混頻器和整流信號(hào)發(fā)生器的零或接近零的中頻變頻器，和設(shè)置在變頻器和調(diào)諧器輸入端之間、并包括不同頻率響應(yīng)的多個(gè)信號(hào)路徑的濾波器裝置，其中，在插入到變頻器和調(diào)諧器輸入端之間時(shí)可選擇不同頻率響應(yīng)的多個(gè)信號(hào)路徑中一個(gè)，其特征在于，第一信號(hào)路徑包括用于至少提供在頻率N1f1或f2/N1的第一預(yù)定最小衰減的第一非跟蹤濾波器，其中N1是大于1小于4的整數(shù)，f1和f2分別是變頻器的第一調(diào)諧范圍的較低和較高頻率極限值。
第一濾波器可以具有固定的頻率響應(yīng)。
N1可以等于2?？蛇x擇地，N1可以等于3。
第一濾波器至少可以提供貫穿高于N1f1或低于f2/N1的第一頻率范圍的第一最小衰減。
第一濾波器至少可以提供在頻率N1f1的第一最小衰減，并可以包括低通濾波器。作為一種選擇，第一濾波器至少可以提供在頻率f2/N1的第一最小衰減，并可以包括高通濾波器。第一濾波器可以是橢圓濾波器。第一濾波器可以是五階濾波器。
信號(hào)路徑中的第二個(gè)可以包括用于至少提供在頻率N2f3或f4/N2的第二預(yù)定最小衰減的第二非跟蹤濾波器，其中N2是大于1小于4的整數(shù)，f3和f4分別是變頻器的第二調(diào)諧范圍的較低和較高頻率極限值。
f3可以大于或等于f2。第一調(diào)諧范圍可以覆蓋VHF頻帶，并且第二調(diào)諧范圍可以覆蓋UHF頻帶。
第二濾波器可以具有固定的頻率響應(yīng)。
N2可以等于2。作為一種選擇，N2可以等于3。
第二濾波器至少可以提供貫穿高于N2f3或低于f4/N2的第二頻率范圍的第二最小衰減。
第二濾波器至少可以提供在頻率N2f3的第二最小衰減，并可以包括低通濾波器。作為一種選擇，第二濾波器至少可以提供在頻率f4/N2的第二最小衰減，并可以包括高通濾波器。第二濾波器可以是橢圓濾波器。第二濾波器可以是五階濾波器。
信號(hào)路徑的第三個(gè)可以基本上是非頻率選擇性的。
變頻器可以具有大于或等于一個(gè)倍頻的最大調(diào)諧范圍。最大調(diào)諧范圍可以大于或等于兩個(gè)倍頻。
調(diào)諧器可以包括調(diào)諧器第一過(guò)載(first-to-overload)級(jí)的自動(dòng)增益控制器上游。第一過(guò)載級(jí)可以包括變頻器的至少一個(gè)基帶濾波器下游。自動(dòng)增益控制器可以是變頻器的上游。
因此，可能提供一種不需要任何跟蹤濾波器的調(diào)諧器。這樣，在生產(chǎn)期間或在操作期間不需要對(duì)準(zhǔn)步驟。濾波器裝置可以以多芯片模塊或集成電路技術(shù)被集成。因此，可以加強(qiáng)小型化或向上集成，以提供降低了加工成本的緊湊調(diào)諧器。這樣的調(diào)諧器在應(yīng)用上是靈活的，并且可以允許適應(yīng)不同的頻率范圍需要。將進(jìn)一步通過(guò)實(shí)施例參考附圖描述本發(fā)明，其中


圖1是構(gòu)成本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的調(diào)諧器的方框圖；圖2是圖1調(diào)諧器的濾波器裝置的方框圖；和圖3是構(gòu)成本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的調(diào)諧器的方框圖。
在所有附圖中相似的參考符號(hào)是指相似的部件。
具體實(shí)施例方式
圖1所示的調(diào)諧器是用于數(shù)字地面接收，但可以用在其他應(yīng)用中，例如用于接收模擬信號(hào)和用于接收由衛(wèi)星或電纜分配的信號(hào)。
調(diào)諧器具有連接到由控制器3所控制的濾波器裝置2的輸入端的無(wú)線電頻率輸入端1。濾波器裝置2的輸出端被連接到低噪聲放大器(LNA)4的輸入端。LNA 4的輸出端被連接到配備有電平檢測(cè)電路6的自動(dòng)增益控制器(AGC)5。AGC 5的輸出被連接到混頻器7和8，用于將為接收而選擇的信道轉(zhuǎn)換到零中頻或基帶?；祛l器從由鎖相環(huán)(PLL)合成器10控制的整流信號(hào)發(fā)生器9中接收整流信號(hào)。發(fā)生器9包括本地振蕩器，其工作在所希望的整流信號(hào)頻率和正交發(fā)生電路的諧波，用于將正交整流信號(hào)提供到混頻器7和8。合成器10也由控制器3控制。
來(lái)自混頻器7和8的同相(I)和正交(Q)基帶信號(hào)分別被提供給低通濾波器(LPF)11和12，低通濾波器可以具有基本上相同的特性，并且它們?cè)趯?duì)為接收所選擇的希望的信道有最低的或可接受地低的影響時(shí)衰減不想要的信號(hào)。濾波器11和12由例如形成控制器3的部件的系統(tǒng)控制器對(duì)齊，并且可以使它們的帶寬彼此獨(dú)立地對(duì)齊或“平行”對(duì)齊。濾波器11和12的輸出分別被連接自動(dòng)增益控制放大器13和14的輸入端。放大器13和14的輸出分別形成調(diào)諧器的輸出端15和16，用于提供I和Q基帶信號(hào)到解調(diào)器裝置(未示出)，解調(diào)器裝置獨(dú)立地或平行地控制放大器13和14的增益。
濾波器裝置2被更加詳細(xì)地示于圖2中，并且包括連接到可選的串聯(lián)高通和低通濾波器(LPF，HPF)21和22的輸入端20。當(dāng)存在時(shí)，濾波器21和22作為用于衰減調(diào)諧器希望或能夠的接收帶以外能量的限制頻帶濾波器。作為依賴(lài)于應(yīng)用的選擇，濾波器21和22都可以不存在，可以只存在這些濾波器中的一個(gè)，或可以用帶通濾波器替代濾波器。
串聯(lián)的濾波器21和22的輸出被提供給由23到26表示的四條信號(hào)路徑。信號(hào)路徑被連接到電子開(kāi)關(guān)或多路器27，電子開(kāi)關(guān)或多路器27具有連接到濾波器裝置2輸入端28的控制輸入端，用于從控制器3接收控制信號(hào)。開(kāi)關(guān)27的輸出被連接到濾波器裝置的輸出端29。
信號(hào)路徑23到25分別包括非跟蹤固定帶寬濾波器30到32。濾波器可以，例如，是橢圓類(lèi)型或五階的。濾波器30和31是具有不同截止或翻轉(zhuǎn)頻率的低通濾波器，但是濾波器32是高通濾波器。信號(hào)路徑26是非頻率選擇信號(hào)路徑，并因此基本上不改變通過(guò)這個(gè)路徑的信號(hào)的頻譜。
盡管在本實(shí)施例中示出了四個(gè)信號(hào)路徑23到26，但是信號(hào)路徑的數(shù)量和類(lèi)型可以依照任何調(diào)諧器應(yīng)用而選擇。選擇特性，例如截止頻率和通帶和阻帶特性(衰減、脈動(dòng))，以便消除或充分降低諧波混頻的效果，并且為調(diào)諧器的工作頻率范圍提供非頻率選擇信號(hào)路徑26，其中諧波混頻不是問(wèn)題。
諧波混頻是一種影響，整流信號(hào)頻率由此將寄生輸入信號(hào)變換為為接收而選擇的信道的頻率，或寄生輸入信號(hào)的非線性諧波因此而處于所希望信道的頻率。于是，寄生輸入被整流信號(hào)的基頻和所希望的信道轉(zhuǎn)換為基帶。因此，寄生信號(hào)處于所希望信道的頻率范圍內(nèi)，并且不能通過(guò)頻率轉(zhuǎn)換后的濾波而被消除。
例如，當(dāng)希望的信道標(biāo)稱(chēng)地處于200MHz時(shí)，由發(fā)生器9提供給混頻器7和8的整流信號(hào)頻率也處于200MHz，以便執(zhí)行零中頻轉(zhuǎn)換。然而，整流信號(hào)頻率的諧波也在至少一些頻率(N×200)MHz處存在，其中N是大于1的整數(shù)，使得處于這些諧波頻率的任何寄生信號(hào)也被轉(zhuǎn)換到零中頻。
相似地，如果所希望的信道具有900MHz的標(biāo)稱(chēng)頻率，那么頻率為(900/N)MHz的寄生信號(hào)可以產(chǎn)生諧波失真結(jié)果，其也處于900MHz，并因此將被轉(zhuǎn)換到零中頻。
在一個(gè)典型的例子中，圖1和2所示的調(diào)諧器可以用于接收數(shù)字地面廣播(DVB-T)，其在英國(guó)是覆蓋大約470到大約860MHz的UHF頻帶的廣播。整流信號(hào)的諧波處于其中可能沒(méi)有導(dǎo)致諧波混頻干擾的寄生信號(hào)的頻率處，在這種情況下不需要低通濾波。然而，在其他國(guó)家，使用從大約170到大約230MHz的VHF頻帶3，并且這個(gè)頻帶中的信號(hào)可以在UHF頻帶中產(chǎn)生諧波。因而，如果來(lái)自這個(gè)機(jī)制的諧波混頻是個(gè)問(wèn)題，那么諸如32的高通濾波器可以被控制器轉(zhuǎn)換為濾波器裝置2的信號(hào)路徑。濾波器32可以，例如，具有特性，使得以可接受地低衰減和脈動(dòng)通過(guò)UHF頻帶，然而VHF頻帶3被衰減至少40dB，使得諧波混頻的影響被降低到可接受的水平。
相反地，當(dāng)希望接收VHF頻帶3時(shí)，諸如30的低通濾波器被控制器轉(zhuǎn)換為濾波器裝置2的信號(hào)路徑，以便避免與整流信號(hào)的諧波的不可接受的諧波混頻。然后，根據(jù)這些需要和根據(jù)由發(fā)生器9所產(chǎn)生的第一“泛音”是否是第二或第三諧波來(lái)選擇濾波器30的特性。例如，在第一泛音是第三諧波的地方，濾波器30具有截止頻率和特性，使得所有在505MHz以上的信號(hào)被衰減至少48dB。
提供AGC 5，以便延遲可能要過(guò)載的調(diào)諧器第一級(jí)中過(guò)載的開(kāi)始。在圖1中圖解說(shuō)明的實(shí)施例中，低通濾波器11和12是第一過(guò)載，使得AGC 5被提供在濾波器的上游。因?yàn)榛祛l器7和8具有固定的增益，因此可以確定對(duì)應(yīng)于濾波器11和12過(guò)載點(diǎn)的電平檢測(cè)電路6輸入端上的信號(hào)電平，電平檢測(cè)和AGC被提供在混頻器7和8的上游。
為了提供可接受的性能，信號(hào)與“噪音加互調(diào)”的比率必須被最大化或至少保持在足夠用于可接受接收的水平。由LNA 4所提供的增益有效地克服了噪音，對(duì)其的主要分配是在調(diào)諧器的輸入級(jí)。AGC 5的增益被控制，使得互調(diào)不會(huì)成為問(wèn)題，并且可以獲得可接受的接收。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)，用于控制增益的電平檢測(cè)被執(zhí)行在濾波器11和12的上游。因此選擇控制功能，使得給出最大可能的增益，使得最小化噪音，而不給出不可接受的互調(diào)性能。
圖3所示的調(diào)諧器與圖1所示的調(diào)諧器的不同之處在于，LNA 4被設(shè)置在濾波器裝置2的上游，并提供RF輸出信號(hào)給RF輸出端40。這個(gè)裝置的優(yōu)勢(shì)在于，因?yàn)樵贚NA 4的上游沒(méi)有濾波，所以在調(diào)諧器的第一增益級(jí)之前沒(méi)有與濾波相關(guān)的介入損耗，從而能夠獲得更低的噪音圖形。然而，可能要求LNA 4具有更高的信號(hào)處理能力，因?yàn)檩斎胄盘?hào)電平?jīng)]有被濾波器裝置2降低。圖3中LNA 4的所述位置使得在濾波器裝置2的不同信號(hào)路徑之間提供頻帶轉(zhuǎn)換更加簡(jiǎn)單，并允許提供RF“旁路”輸出40。
權(quán)利要求
1.一種調(diào)諧器，包括用于接收包含多個(gè)接收信道的寬帶信號(hào)的輸入端(1)，用于選擇至少一些所述信道中任何一個(gè)的、并且包括至少一個(gè)混頻器(7，8)和整流信號(hào)發(fā)生器(9)的零或接近零中頻變頻器(7-9)，以及設(shè)置在所述變頻器(7-9)和所述調(diào)諧器輸入端(1)之間、并且包括不同頻率響應(yīng)的多個(gè)信號(hào)路徑的濾波器(2)，其中，在插入到所述變頻器(7-9)和所述調(diào)諧器輸入端(1)之間時(shí)可選擇不同頻率響應(yīng)的多個(gè)信號(hào)路徑(23-26)中一個(gè)，其特征在于，所述信號(hào)路徑中第一信號(hào)路徑(23-25)包括至少提供頻率N1f1或f2/N1處第一預(yù)定最小衰減的第一非跟蹤濾波器(30-32)，其中N1是大于1小于4的整數(shù)，f1和f2分別是所述變頻器(7-9)的第一調(diào)諧范圍的較低和較高頻率極限值。
2.如權(quán)利要求1所述的調(diào)諧器，其特征在于，所述第一濾波器(30-32)具有固定頻率響應(yīng)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的調(diào)諧器，其特征在于，N1等于2。
4.如權(quán)利要求1或2所述的調(diào)諧器，其特征在于，N1等于3。
5.如上述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的調(diào)諧器，其特征在于，所述第一濾波器(30-32)至少提供貫穿高于N1f1或低于f2/N1的第一頻率范圍的第一最小衰減。
6.如上述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的調(diào)諧器，其特征在于，所述第一濾波器(30，31)至少提供所述頻率N1f1處的第一最小衰減，并包括低通濾波器。
7.如權(quán)利要求1到5中的任意一項(xiàng)所述的調(diào)諧器，其特征在于，所述第一濾波器(32)至少提供所述頻率f2/N1處的第一最小衰減，并包括高通濾波器。
8.如權(quán)利要求6或7所述的調(diào)諧器，其特征在于，所述第一濾波器(30-32)是橢圓濾波器。
9.如權(quán)利要求8所述的調(diào)諧器，其特征在于，所述第一濾波器(30-32)是五階濾波器。
10.如上述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的調(diào)諧器，其特征在于，所述信號(hào)路徑中第二信號(hào)路徑(23-25)包括用于至少提供頻率N2f3或f4/N2處第二預(yù)定最小衰減的第二非跟蹤濾波器(30-32)，其中N2是大于1小于4的整數(shù)，f3和f4分別是所述變頻器(7-9)的第二調(diào)諧范圍的較低和較高頻率極限值。
11.如權(quán)利要求10所述的調(diào)諧器，其特征在于，f3大于或等于f2。
12.如權(quán)利要求11所述的調(diào)諧器，其特征在于，所述第一調(diào)諧范圍覆蓋VHF頻帶，所述第二調(diào)諧范圍覆蓋UHF頻帶。
13.如權(quán)利要求10到12中的任意一項(xiàng)所述的調(diào)諧器，其特征在于，所述第二濾波器(30-32)具有固定的頻率響應(yīng)。
14.如權(quán)利要求10到13中的任意一項(xiàng)所述的調(diào)諧器，其特征在于，N2等于2。
15.如權(quán)利要求10到13中的任意一項(xiàng)所述的調(diào)諧器，其特征在于，N2等于3。
16.如權(quán)利要求10到15中的任意一項(xiàng)所述的調(diào)諧器，其特征在于，所述第二濾波器(30-32)至少提供貫穿高于N2f3或低于f4/N2的第二頻率范圍的第二最小衰減。
17.如權(quán)利要求10到16中的任意一項(xiàng)所述的調(diào)諧器，其特征在于，所述第二濾波器(30，31)至少提供所述頻率N2f3處的第二最小衰減，并包括低通濾波器。
18.如權(quán)利要求10到16中的任意一項(xiàng)所述的調(diào)諧器，其特征在于，所述第二濾波器(32)至少提供所述頻率f4/N2處的第二最小衰減，并包括高通濾波器。
19.如權(quán)利要求17或18所述的調(diào)諧器，其特征在于，所述第二濾波器(30-32)是橢圓濾波器。
20.如權(quán)利要求19所述的調(diào)諧器，其特征在于，所述第二濾波器(30-32)是五階濾波器。
21.如上述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的調(diào)諧器，其特征在于，所述信號(hào)路徑中第三信號(hào)路徑(26)基本上是非頻率選擇性的。
22.如上述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的調(diào)諧器，其特征在于，所述變頻器(7-9)具有大于或等于一個(gè)倍頻的最大調(diào)諧范圍。
23.如權(quán)利要求22所述的調(diào)諧器，其特征在于，所述最大調(diào)諧范圍大于或等于兩個(gè)倍頻。
24.如上述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的調(diào)諧器，其特征在于，包括在所述調(diào)諧器第一過(guò)載級(jí)(11，12)上游的自動(dòng)增益控制器(5，6)。
25.如權(quán)利要求24所述的調(diào)諧器，其特征在于，所述第一過(guò)載級(jí)包括至少一個(gè)在所述變頻器(7-9)下游的基帶濾波器(11，12)。
26.如權(quán)利要求25所述的調(diào)諧器，其特征在于，所述自動(dòng)增益控制器在所述變頻器(7-9)的上游。
全文摘要
數(shù)字地面調(diào)諧器具有連接到濾波器裝置(2)的RF輸入端(1)，其輸出信號(hào)被提供給零中頻變頻器(7－10)。濾波器裝置(2)包含不同頻率響應(yīng)的多個(gè)信號(hào)路徑(23－26)。信號(hào)路徑(23－26)在插入到調(diào)諧器輸入端(1)和變頻器(7－10)之間時(shí)是可選擇的一個(gè)。信號(hào)路徑的至少一個(gè)包含非跟蹤濾波器(30)，其提供頻帶外信號(hào)的衰減，以便降低由變頻器整流信號(hào)的諧波或由在較低頻率處寄生信號(hào)的諧波引起的諧波混頻。
文檔編號(hào)H04B1/18GK1707948SQ200510075550
公開(kāi)日2005年12月14日 申請(qǐng)日期2005年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月5日
發(fā)明者尼古拉斯·P.·考利, 彼得·扣 申請(qǐng)人:贊林克半導(dǎo)體有限公司