包括射频分束器的接收机的制作方法

专利名称：包括射频分束器的接收机的制作方法
技术领域：
本发明的一个方面涉及一种接收机，包括射频分束器和各个调谐 元件，所述调谐元件耦合至射频分束器的各个输出。所述接收机可以 是例如电视设备、置顶盒、数字录像机、个人电脑或任何其它能够接 收射频信号的实体。所述接收机还可以具有例如上述任何设备的调谐 器模块的形式。本发明的其它方面涉及多媒体系统、调谐接收机的方 法和用于可编程处理器的计算机程序产品。
背景技术：
电视接收机通常包括分束器，其有效地将接收到的射频频谱分成 两个或更多个频带。例如，所述分束器可以有效地将接收到的射频频谱分成UHF频带、低VHF频带和高VHF频带。每个频带都有具有前 部的专用处理分支。所述前部耦合至分束器的与有关频带相关联的特 定输出。通常所述前部包括调谐元件，其形成谐振电路的一部分。所 述调谐元件通常是调谐二极管，其接收一个或多个用于调谐所述谐振 电路的调谐电压。例如，所述调谐二极管可以在阴极接收粗调谐电压， 在阳极接收细调谐电压。在处理分支的前部中的调谐二极管通常经由调谐电压通路从调谐 电压源接收调谐电压。所述调谐电压通路可以是例如印刷电路板上的 铜轨迹。所述调谐电压通路具有一些分支，每个对应一个处理分支， 以便将调谐电压送至该处理分支的前部中的调谐二极管。每个调谐二 极管经由射频阻挡电路接收调谐电压，所述射频阻挡电路耦合在调谐 二极管的控制端和将调谐电压送至调谐二极管的调谐电压通路的分支 之间。公开号2004/0063410的美国专利申请描述了一种用于电视信号调 谐器的电校准系统。射频信号被输入至UHF/VHF分束器，该分束器用于将UHF频带与VHF频带分离。UHF处理部内的单调谐滤波器从 UHF/VHF分束器接收UHF信号。电压信号使得该单调谐滤波器调谐 到选择的UHF频道。相似地，V HF处理部内的单调谐滤波器从 UHF/VHF分束器接收VHF信号。电压信号使得该单调谐滤波器调谐 到选择的VHF频道。发明内容本发明的目的是以适当的成本进行满意的射频信号处理。独立权 利要求限定了本发明的各个方面。从属权利要求限定了有利地实现本 发明的附加技术特征。根据本发明， 一种接收机包括射频分束器和各个调谐元件，所述 调谐元件耦合至射频分束器的各个输出。这些调谐元件之一具有控制 端，所述控制端被耦合以经由射频阻挡电路接收直流控制信号。直流 通路经由射频分束器从前述控制端延伸至另一调谐元件的控制端。因此， 一个调谐元件经由射频阻挡电路接收的直流控制信号经由 射频分束器到达另一调谐元件。从而，不需要其它射频阻挡电路，以 便将所述直流控制信号提供给另一调谐元件。如果不存在穿越分束器 的直流通路，则需要其它射频阻挡电路，以将所述直流控制信号提供 给另一调谐元件。因此，本发明实现了单个射频阻挡电路提供必要的 射频隔离，以将直流控制信号提供给一些不同的调谐元件。仅就此原 因，本发明实现了低成本。此外，从控制信号源延伸至一个调谐元件的控制信号通路不需要 具有任何分支。如果不存在穿越分束器的直流通路，则需要这样的分 支。本发明允许例如印刷电路板上的简单铜轨迹形式的控制信号通路 不具有任何分支。这节省了空间并简化了设计，促使成本进一步降低。本发明的另一优点涉及下列方面。实际上，具有印刷电路板上的 简单铜轨迹形式的独特电连接在一定程度上被电磁耦合。许多情况下， 该耦合是不期望的，因此被称为寄生耦合。在射频设计中，每增加一 个电连接会引入其它电连接及其耦合电路的电特性被明显改变的危 险。此外，每增加一个电连接还引入的危险在于出现了信号从一个到另一个电路的明显泄漏，反之亦然。这通常被称为串扰。本发明使得 控制信号通路没有任何分支。因此，寄生耦合和串扰的危险很小，提 供了令人满意的射频处理。本发明的实现有利地包括一个或多个下列附加特征，该特征中的 每一个均以适度的成本提供了令人满意的射频处理。对应于不同从属 权利要求的附加特征的不同集合呈现于不同的段落。优选地，所述一个和另一调谐元件中的每一个均包括两个控制端。 一个控制端接收粗调谐电压，另一个控制端接收细调谐电压。这些特 征允许对选择频道进行精密滤波。所述细调谐电压优选地构成直流控制信号，直流通路将所述直流 控制信号从一个调谐元件的控制端传输至另一调谐元件的控制端。该 特征有助于降低成本。优选地，所述一个和另一调谐元件中的每一个是调谐二极管，其 具有被耦合以接收粗调谐电压的阴极，和被耦合以接收细调谐电压的 阳极。该特征有助于降低成本。优选地，所述直流通路包括耦合在射频分束器的输入和输出之间 的电阻，和耦合在射频分束器的输入和射频分束器的另一输出之间的 电感。该特征提供令人满意的射频处理。优选地，所述各个调谐元件属于耦合在射频分束器的各个输出和 混频振荡器之间的各个处理分支。该特征提供令人满意的射频处理。优选地，所述接收机包括调谐电压发生器，其基于调谐命令、参 考频率和来自混频振荡器的振荡频率来产生粗调谐电压。所述接收机 进一步优选地包括控制器，其基于存储在存储器中的校正数据来提供 细调谐电压。这些特征有助于对选择频道进行精密滤波，即使组件存 在公差。参考附图的详细描述阐明了前述的本发明以及附加特征。


图1是示出了包括接收机的视听系统的方框图。图2是示出了形成接收机的一部分的分束器和各个接收带的各个6调谐元件的电路图。
具体实施方式
图1示出了视听系统AVS。视听系统AVS包括显示设备DPL、 接收机REC和遥控设备RCD。接收机REC在接收的射频频谱RF内 从所选择频道获得视听信号SO。显示设备DPL呈现视听信号SO。所 选择频道可以是三个不同电视频带中的任何频道UHF频带、高VHF 频带和低VHF频带(UHF是超高频的首字母縮写；VHF是甚高频的 首字母缩写)。接收机REC包括处理射频信号的各种功能实体分束器SPL、 UHF处理分支UB、高VHF处理分支VHB、低VHF处理分支VLB、 混频振荡器MO和耦合至晶体元件XTL的调谐电压发生器TVG。这 些功能实体可以通过例如锡合金外壳内的一个或多个集成电路和各种 分离组件实现，其通常被称为调谐器模块。接收机REC还包括中频滤 波器IFFL、后端电路BEC和控制器CTRL，其包括存储器MEM和数 模转换器DAC。控制器CTRL可以是例如适当编程的处理器。接收机REC基本操作如下。分束器SPL根据三个不同的电视频 带在接收射频频谱RF内有效地分离频道。分束器SPL具有射频输入 I和三个输出Ol、 02和03，分别用于三个不同的电视频带之一。UHF 处理分支UB从分束器SPL的输出01接收UHF输入频谱UI。类似 地，高VHF处理分支VHB和低VHF处理分支VLB分别从分束器SPL 的输出02和03接收高VHF输入频谱VHI和低VHF输入频谱VLI。UHF处理分支UB将处理的UHF频谱UO提供给混频振荡器MO。 在，处理的UHF频谱UO是分束器SPL的输出处的UHF输入频谱 UI的被滤波并被放大的版本。类似地，高VHF处理分支VHB和低 VHF处理分支VLB分别将处理的高VHF频谱VHO和处理的低VHF 频谱VLO提供给混频振荡器MO。上述处理的频谱之一包括所选择频 道。混频振荡器MO将包括所选择频道的处理的频谱转换为中频频 IF。中频滤波器IFFL对中频频谱IF滤波，以便获得滤波的中频频谱IFF，其基本上包括在接收的射频频谱RF内的所选择频道的频移版本。 其它频道在很大程度上被抑制。后端电路BEC从滤波的中频频谱IFF 获得视听信号SO。为此，后端电路BEC可以进行各种操作，例如放 大、解调制、解码和基带处理。
假设用户按下遥控设备RCD上的按钮从而选择特定频道。遥控设 备RCD用信号向控制器CTRL通知该事件。作为响应，控制器CTRL 向混频振荡器MO提供频带选择命令BS，并向调谐电压发生器TVG 提供调谐命令TC。频带选择命令BS指示所选择频道位于UHF频带、 高VHF频带还是低VHF频带中。相应地，混频振荡器MO分别将处 理的UHF频谱UO、处理的高VHF频谱VHO或处理的低VHF频谱 VLO转换成中频频谱IF。调谐命令TC指示与晶体元件XTL提供的 参考频率FR成比例关系的期望的振荡器频率。
调谐电压发生器TVG产生调谐电压VT，其使得混频振荡器MO 中的振荡器频率FO等于期望的振荡器频率。调谐电压发生器TVG可 以通过例如频率合成环路实现之。如果混频振荡器MO中的振荡器频 率FO等于期望的振荡器频率，则中频频谱IF中的期望频道与中频频 谱滤波器IFFL的通带一致。
UHF处理分支UB、高VHF处理分支VHB和低VHF处理分支 VLB经由调谐电压通路PVT从调谐电压发生器TVG接收调谐电压 VT，所述通路从调谐电压发生器TVG延伸至前述处理分支中的每一 个。UHF处理分支UB具有随调谐电压VT变化的通带。这同样适用 于高VHF处理分支VHB和低VHF处理分支VLB。取决于所选择频 道位于UHF频带、高VHF频带还是低VHF频带，这些处理分支中只
有一个是相关的。
理想地，调谐电压VT应当使相关处理分支的通带与所选择频道 一致。任何处理分支都可以是相关处理分支，因为所选择频道可以位 于前述任何一个频带中。此外，前述频带中的任何频道都可以是所选 择频道。
因此，每个处理分支的通带都应当优选地根据特殊函数而随调谐 电压VT变化。该特殊函数应该确保相关处理分支的通带与所选择频道一致，而无论哪个频道是期望的频道。这意味着通道相对于混频振
荡器MO中的振荡器频率FO的精确校准。组件公差、老化、温度变
化和其它效应可能造成校准误差通带不与所选择频道精确地一致。
UHF处理分支UB经由校准电压通路PVA从控制器CTRL接收校 准电压VA，所述通路从控制器CTRL延伸至UHF处理分支UB。如 果存在误差，则校准电压VA补偿校准误差。校准电压VA对UHF处 理分支UB进行细调谐，以便如果所选择频道位于UHF频带中则通带 与该频道一致。控制器CTRL基于存储在图1所示的存储器MEM中的校正数据 CD产生校准电压VA。校正数据CD包括各个校正值，每个校正值属 于特定频道或特定频道组。控制器CTRL选择属于所选择频道的特定 校正值。数模转换器DAC将该特定校正值转换为校准电压VA。在例 如制造处理期间或分离定制处理期间，可以建立校正数据CD并随后 将其写入存储器MEM。
校准电压VA经由分束器SPL到达高VHF处理分支VHB和低 VHF处理分支VLB。也就是说，UHF处理分支UB将校准电压VA传 送至与前述处理分支耦合的分束器SPL的输出Ol 。分束器SPL将校 准电压VA从输出Ol传送至分别与高VHF处理分支VHB和低VHF 处理分支VLB耦合的输出02和03。因此校准电压VA也以与上面关 于UHF处理分支UB所述方式类似的方式对这些分支进行细调谐。
图2示出了分束器SPL的实现和UHF处理分支UB、高VHF处 理分支VHB和低VHF处理分支VLB的各个前部的实现。下面分别 将这些实现称为分束器电路、UHF输入电路、高VHF输入电路和低 VHF输入电路。分束器电路包括电阻R1、电容Cl和电感Ll。
上述输入电路(即UHF、高VHF和低VHF)中的每一个包括调 谐二极管分别是调谐二极管Dll、 D21和D31。这些调谐二极管在 下文将被称为UHF调谐二极管Dll、高VHF调谐二极管D21和低 VHF调谐二极管D31。每个调谐二极管具有阴极和阳极。上述输入电 路还包括各个其它元件电感Lll、 L21、 L31、电容Cll、 C12、 C21、 C22、 C23、 C31、 C32和电阻R11、 R12、 R21、 R31。这些元件由包括最高位和最低位的参考标记标识。取决于元件分别属于UHF输入电 路、高VHF输入电路还是低VHF输入电路元件，最高位等于1、 2 或3。
UHF调谐二极管D11经由电阻R12在它的阴极接收调谐电压VT。 UHF调谐二极管Dll还经由电阻Rll和电感Lll在它的阳极接收校 准电压VA。因此，在UHF调谐二极管Dll的阴极和阳极之间出现了 电压差。电压差基本上等于调谐电压VT减去校准电压VA。调谐电压 VT可以在例如0到30伏特的相对较宽的范围内变化。校准电压VA 可以在例如0到5伏特的相对较小的范围内变化。
UHF调谐二极管Dll形成UHF谐振电路的一部分，其谐振频率 作为阴极和阳极之间的电压差的函数而变化。因此，谐振频率作为调 谐电压VT的函数以及校准电压VA的函数而变化。如上所述，图1 中所示的调谐电压发生器TVG控制调谐电压VT,以便混频振荡器 MO内的振荡器频率FO等于调谐命令TC指示的期望的振荡器频率。 UHF处理分支UB中的UHF谐振电路不对调谐电压VT施加控制，并 按原样接收该电压。调谐电压VT提供对UHF谐振电路的粗调谐。提 供细调谐的校准电压VA保证了谐振频率与所选择频道一致。
上述电压差同样出现在高VHF调谐二极管D21和低VHF调谐二 极管D31之间。更具体地，高VHF调谐二极管D21经由电阻R21在 它的阴极接收调谐电压VT。高VHF调谐二极管D21还经由直流通路 接收校准电压VA，所述通路从UHF调谐二极管Dll的阴极延伸至高 VHF调谐二极管D21的阴极。耦合在输出01和输出02之间的分束 器电路中的电阻R1和电感L1形成了该直流通路的一部分，其使上述 输出通过。正是由于该直流通路，UHF调谐二极管Dll的阴极和阳极 之间存在的电压差也在高VHF调谐二极管D21的阴极和阳极之间存 在。
低VHF调谐二极管D31经由电阻R31在它的阴极接收调谐电压 VT。低VHF调谐二极管D31还经由直流通路接收校准电压VA，所 述通路从UHF调谐二极管Dll的阴极延伸至低VHF调谐二极管D31 的阴极。在输出01和输出02之间存在的分束器电路中的连接形成了该直流通路的一部分，其使上述输出通过。所述直流通路还包括低
VHF输入电路的电感L31。正是由于该直流通路，UHF调谐二极管 Dll的阴极和阳极之间存在的电压差也在低VHF调谐二极管D31的 阴极和阳极之间存在。
高VHF调谐二极管D21和低VHF调谐二极管D31分别形成高 VHF谐振电路和低VHF谐振电路的一部分，每一个电路都具有特定 谐振频率。这些调谐二极管经由各直流通路接收校准电压VA，所述 通路如上所述跨越分束器电路。因此，校准电压VA可以对高VHF谐 振电路和部分低VHF谐振电路进行细调谐以便在存在校准误差时减 少校准误差。
电阻R12、 R21和R31提供射频隔离。这些电阻有效地防止在调 谐二极管Dll、 D21和D31的各个阴极上可能存在的射频信号流向图 1所示的调谐电压通路PVT。电感Lll和电阻Rll也提供射频隔离。 这些元件有效地防止在UHF调谐二极管Dll的阳极上存在的射频信 号流向图1所示的校准电压通路PVA。从而电感L11和电阻Rll构成 射频阻挡电路。这同样适用于电阻R12、 R21和R31。
由于校准电压VA经由分束器电路到达高VHF调谐二极管D21 和低VHF调谐二极管D31，因此不需要特殊元件以提供这些调谐二极 管的各个阳极和校准电压通路PVA之间射频隔离。如果不存在前述向 上述调谐二极管传输校准电压VA的直流通路，则需要这样的射频阻 挡元件。相比较而言，图2中，电感Lll和电阻Rll提供了必要的射 频隔离以将校准电压VA施加于高VHF调谐二极管D21和低VHF调 谐二极管D31。因此，以适度的成本防止了这些处理分支中的校准误 差。
此外，如图1所示，校准电压通路PVA只需要在UHF处理分支 和控制器CTRL之间延伸。校准电压通路PVA中无需任何分支，但是 如果不存在上述直流通路，则需要分支。例如，校准电压通路PVA可 以是简单的铜轨迹印刷电路板，没有任何分支。这节省了空间并简化 了设计，有助于降低成本。而且，寄生耦合和串扰的危险很小。
总结 '
ii上面的参考附图进行的详细描述只是对本发明和权利要求中限定 的附加特征的说明。本发明可以以许多不同的方式实现。为了说明， 简单地说明一些可选项。
本发明有利地适用于任何包括射频分束器和耦合至分束器的各个
输出的各个调谐元件的产品或方法中。图1中示出的视听系统AVS只 是示例。本发明同样有利地适用于多频带通信装置中。也就是说，射 频分束器接收的射频信号无需传送音频和视频信息。射频信号可以传 送任何类型的信息，例如文本文件。
本发明有利地适用于许多不同的接收机概念中。图1和2仅仅示 出了通过三个处理分支(一个用于UHF频带， 一个用于高VHF频带， 一个用于低VHF频带)进行电视接收的示例。这就是所谓的三频带概 念。其它实施方式可以包括不同数量的处理分支。例如，本发明同样 可以用于二频带概念中。
许多不同类型的直流控制信号可以经由跨越射频分束器的直流通 路从一个调谐元件被传输至另一调谐元件。图1和2只示出了以此方 式传输校准电压VA (即细调谐电压)的示例。在另一实施例中，可 以以此方式传输粗调谐电压。
可以参考图2说明另一实施例。调谐二极管Dll、 D21和D31被 反向耦合，以便UHF调谐二极管Dll的阴极耦合至分束器SPL的输 出。在此情况下，调谐电压VT可以经由电阻Rll和电感Lll提供给 UHF调谐二极管Dll的阴极。调谐电压VT将经由分束器SPL到达高 VHF调谐二极管D21和低VHF调谐二极管D31的阴极。调谐二极管 Dll、 D21和D31的各个阳极可以分别经由电阻R12、 R21和R31接 收校准电压VA。固定的偏置电压可以代替校准电压VA。
存在许多种不同的实现根据本发明的射频分束器SPL的方式。图 2仅仅示出了包括相对较少元件的示例。可以增加其它元件，或进行 不同的设置，或者二者兼而有之。例如，参考图2，可以在分束器SPL 的输出Ol和输出03之间耦合另一电感。也可以引入另一电容。另一 电感或另一电阻可以与该另一电容并行地耦合，以便保持分束器SPL 的各个输出之间的直流通路。存在许多通过硬件或软件或二者实现功能的方法。在此方面，附 图是十分概略的，每个图只代表本发明的一种可能的实施例。因此， 虽然附图将不同功能作为不同的方框示出，但是不排除单一的硬件或 软件实现一些功能。也不排除硬件或软件或二者的组合项实现一个功 能。
上面的描述结合附图进行了详细阐述，说明并非限制本发明。存 在许多替换，均落入权利要求的范围中。权利要求中的任何附图标记 不应理解为对权利要求的限制。词语"包括"不排除存在权利要求所 列以外的其它元件或步骤。元件或步骤前的词语"一"或"一个"不 排除存在多个这样的元件或步骤。
权利要求
1、一种接收机(REC)，包括-射频分束器(SPL)；-各个调谐元件(D11，D21，D31)，耦合至射频分束器的各个输出(O1，O2，O3)，所述各个调谐元件之一(D11)具有控制端，所述控制端被耦合以经由射频阻挡电路(R11，L11)接收直流控制信号(VA)；和-直流通路(R1，L1)，经由射频分束器从所述控制端延伸至另一调谐元件(D21)的控制端。
2、 根据权利要求1的接收机REC，所述一个调谐元件和所述另 一调谐元件(DII， D21)中的每一个均包括两个控制端， 一个控制端 被耦合以接收粗调谐电压(VT)，另一个控制端被耦合以接收细调谐 电压(VA)。
3、 根据权利要求2的接收机REC，所述细调谐电压(VA)构成 直流控制信号(VA)，直流通路(Rl， Ll)将所述直流控制信号从所 述一个调谐元件(D11)的控制端传输至所述另一调谐元件(D21)的 控制端。
4、 根据权利要求2或3的接收机REC，所述一个调谐元件和所 述另一调谐元件(Dll， D21)中的每一个均为调谐二极管，具有被耦 合以接收粗调谐电压(VT)的阴极和被耦合以接收细调谐电压(VA) 的阳极。
5、 根据权利要求1的接收机REC，所述直流通路(Rl， Ll)包括-耦合在射频分束器(SPL)的输入(I)和输出(01)之间的电 阻(Rl);和-耦合在所述射频分束器的输入(I)和所述射频分束器的另一输 出(02)之间的电感(Ll)。
6、 根据权利要求1的接收机REC，所述各个调谐元件(D11，D21， D31)属于耦合在射频分束器(SPL)的各个输出(01， 02， 03)和混频振荡器(MO)之间的各个处理分支(UB， VHB， VLB)。
7、 根据权利要求2的接收机REC，包括--调谐电压发生器(TVG)，基于调谐命令(TC)、参考频率(FR) 和来自混频振荡器(MO)的振荡频率(FO)来产生粗调谐电压(VT); 和-控制器(CTRL)，基于存储在存储器(MEM)中的校正数据(CD) 来提供细调谐电压(VA)。
8、 一种包括根据权利要求1的接收机(REC)和呈现多媒体信号 的呈现设备(DPL)的多媒体系统(AVS)，所述接收机用于在射频频 谱(RF)中从所选择频道获得多媒体信号(SO)。
9、 一种调谐接收机(REC)的方法，所述接收机包括 -射频分束器(SPL);-各个调谐元件(Dll， D21， D31)，耦合至射频分束器的各个输 出(01， 02， 03)，所述各个调谐元件之一 (D11)具有控制端，所 述控制端被耦合以经由射频阻挡电路(Rll， Lll)接收直流控制信号 (VA);和-直流通路(Rl， Ll)，经由射频分束器从所述控制端延伸至另一 调谐元件(D21)的控制端； 所述方法包括步骤'-通过专一地向所述一个调谐元件(D11)的控制端提供直流控制 信号来控制各个调谐元件。
10、 一种用于可编程处理器的计算机程序产品，所述计算机程序 产品包括指令集，当被载入可编程处理器时，所述指令使可编程处理 器执行根据权利要求9的方法。
全文摘要
一种接收机(REC)，包括射频分束器(SPL)和各个调谐元件(D11，D21，D31)，所述调谐元件耦合至射频分束器的各个输出(O1，O2，O3)，所述各个调谐元件之一(D11)具有控制端，所述控制端被耦合以经由射频阻挡电路(R11，L11)接收直流控制信号(VA)。直流通路(R1，L1)经由射频分束器从前述控制端延伸至另一调谐元件(D21)的控制端。
文档编号H03J5/24GK101632224SQ200780013830
公开日2010年1月20日 申请日期2007年4月17日 优先权日2006年4月19日
发明者克劳斯·布劳切特, 托马斯·芬克斯 申请人:Nxp股份有限公司