专利名称：有线电视调谐器及所应用的单片集成电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及有线电视(CATV)调谐器和其中应用的单片集成电路(IC)。更详细地，本发明涉及上/下调谐器，用于将接收的信号转化为第一中间频率，所述第一中间频率是较高频率的信号，再进一步将第一中间频率转化为第二中间频率，所述第二中间频率是较低频率的信号。本发明同样涉及在这类上/下调谐器中应用的单片IC。
背景技术：
图4是已知CATV调谐器例子的示意图。CATV调谐器1包括金属箱体2。箱体2被分成六个隔离的小室2A，2B，2C，2D，2E和2F。
在隔离的小室2A中，装有数据电路10。如图5所示，数据电路10包括第一低通滤波器12和与输入部分IN相连的分支电路14。从有线电视台来的电缆与输入部分IN相连接，接收到的射频(RF)信号在分支电路14处分路。一路信号提供给后续电路，另一路信号提供给接线端DOWN并从CATV调谐器1输出。第一低通滤波器12与上行接线端UP相连。在交互式广播中，输出给有线电视台的信号经过第一低通滤波器12输出到与输入接线端IN相连的电缆中。
在隔离的小室2B中，装有输入滤波电路16，如图4所示。如图5所示，输入滤波电路16包括第一带通滤波器18和衰减电路20。通过数据电路10后的RF信号，在第一带通滤波器18中滤波，在衰减电路20中衰减。来自于外部增益控制电路的控制信号通过接线端AGC输入衰减电路20。RF信号被衰减，这样控制信号就可以调节增益的大小。由于对RF信号进行了衰减，所以输入到第一放大器22的RF信号强度得到了相应的调节，减小了CATV调谐器1产生的信号失真。
在隔离的小室2C中，装有第一放大器22和第一混频电路24。在衰减电路20中衰减了的信号在第一放大器22中被放大，并且在第一混频电路24中与第一本地振荡信号混频，得到第一中间频率信号，它是比RF信号频率高的信号。
在隔离的小室2C中，还装有为第一混频电路24提供第一本地振荡信号的第一本地振荡电路26。第一本地振荡电路26包括第一锁相环电路(此后称为“PLL电路”)28和第一电压控制振荡器30。提供参考频率信号的石英振荡器32与第一PLL电路28相连。从第一PLL电路28输出的信号频率被接线端SDA提供的频道选择数据信号和接线端SCL提供的时钟信号所调整。第一PLL电路28输出的信号控制电压控制振荡器30的频率，这样，就产生了第一本地振荡信号。第一本地振荡信号提供给第一混频电路24，第一中间频率信号从第一混频电路24输出，所述第一中间频率信号是比RF信号频率高的信号。
在隔离的小室2D中，装有第一中间频率电路34。第一中间频率电路34包括第二带通滤波器36、第二放大器38和第三带通滤波器40。在第一中间频率电路34中，第一中间频率信号被滤波和放大。
在隔离的小室2E中，装有第二混频电路42和第二中间频率电路44。第二中间频率电路44包括第二低通滤波器46、第三放大器48、第四带通滤波器50和第四放大器52。在第二混频电路42中，从第三带通滤波器40输出的信号与第二本地振荡信号混频，得到的第二中间频率提供给第二中间频率电路44。
在隔离的小室2F中，装有提供第二本地振荡信号的第二本地振荡电路54。第二本地振荡电路54包括第二PLL电路56和第二电压控制振荡器58。第一PLL电路28传播出参考频率信号，并通过传输线60提供给第二PLL电路56。噪声很容易混杂在从第一PLL电路28传输到第二PLL电路56的参考频率信号中，因此，在传输线60上附加了噪声消除滤波器62。
从第二PLL电路56输出的信号频率被不与第一PLL电路28相连的通过接线端SDA提供的数据信号和通过接线端SCL提供的时钟信号所调整。第二PLL电路56输出的信号控制第二电压控制振荡器58的频率，这样，就产生了第二本地振荡信号。第二本地振荡信号提供给第二混频电路42，并且从第二混频电路44输出第二中间频率信号，它是比RF信号频率低的信号。该第二中间频率信号在第二中间频率电路44中滤波和放大，并且被提供给输出接线端OUT。
如图6所示，箱体2包括隔离的框架3，以及分别覆盖框架3上下表面的金属盖4a和4b。为了提高屏蔽性能，分别在框架3与盖4a之间以及框架3与盖4b之间插入金属板5a和5b。为了把CATV调谐器1与外部电路相连接，如图4所示，设置了包括接线端SDA和接线端SCL在内的多个接线端6，使它们凸出到箱体2外部。在框架3上焊接有穿心电容器使得接线端6通过穿心电容器，这样，防止可能通过接线端6从第一本地振荡电路26和第二本地振荡电路54泄漏的信号分量之间的相互干扰。
在CATV调谐器1中，由于接收到的RF信号有很宽的频率范围，例如，从55兆赫兹到860兆赫兹，首先将它与从第一本地振荡电路26输出的第一本地振荡信号(例如，频率从1.28吉赫兹到2.1吉赫兹)混频，转换为第一中间频率信号(如，中心频率为1.23吉赫兹，带宽6兆赫兹)，它是比RF信号频率高的信号。同时，提供给第一PLL电路28的数据信号选定了频道。
在第二混频电路42中，第一中间频率信号与从第二本地振荡电路54输出的第二本地振荡信号(固定在，如，1.185吉赫兹)混频，并且被转换为第二中间频率信号(中心频率44兆赫兹，带宽6兆赫兹)，它是比RF信号频率低的信号。用这种方式，RF信号被转换为比RF信号频率高的第一中间频率信号，然后又转换为比RF信号频率低的第二中间频率信号。据此，这样的CATV调谐器称为“上/下调谐器”。
在这样的CATV调谐器中，单平衡混频器(SBM)或者双平衡混频器(DBM)被用作第一混频电路24来减少失真，即使RF信号包含相邻的频道。功率相当于RF信号几百倍的本地振荡信号输入到第一和第二混频电路24和42中。从而，从第一本地振荡电路26和第二本地振荡电路54漏到第一和第二混频电路24和42的基波和高次谐波可能产生代表第一和第二本地振荡电路26和54的信号分量的和或者差的信号(干扰波)。
为了避免产生干扰波，必须防止第一本地振荡电路26和第二本地振荡电路54输出信号之间的干扰。为了这个目的，在CATV调谐器1中，诸如第一本地振荡电路26和第二本地振荡电路54之类的电路块都被放在起到屏蔽作用的隔离的小室中。应当注意的是，用在CATV调谐器中的隔离的小室，对于简单的下调谐器，如陆地接收调谐器，是不必要的。
即使是在电路块都装于隔离的小室的CATV调谐器中，如果第一和第二本地振荡电路彼此相邻放置，很难完全防止他们之间的干扰。因此，在CATV调谐器1中，第一本地振荡电路26和第二本地振荡电路54尽可能远地分开，其他的隔离的小室放在它们中间。同样，如上所述，在隔离的框架3和盖4a和4b之间插入金属板5a和5b也是为了防止第一和第二本地振荡电路26和54之间产生的干扰。
但是，在已知的CATV调谐器中，由于第一PLL电路和第二PLL电路相互分开，噪声很容易混入从第一PLL电路向第二PLL电路传输参考频率信号的传输线中，在传输线上不得不附加噪声消除滤波器。另外，必须为第一PLL电路和第2PLL电路中的每一个提供用于提供时钟信号和数据信号的接线端。这样就增加了接线端的数量，使CATV调谐器变大了。
在框架上焊接有穿心电容器来防止可能通过接线端从第一本地振荡电路和第二本地振荡电路泄漏出的信号之间的干扰。但是，这增加了额外部分的费用，此外，需要固定操作，增加了CATV调谐器的总体费用。另外，插入隔离的小室和盖之间的金属板同样会增加总体的费用。
发明内容
为了克服上述的这些问题，本发明的典型实施例提供了便宜而且体积小的CATV调谐器，该调谐器可以防止产生第一本地振荡电路和第二本地振荡电路之间干扰引起的干扰波。此外，本发明的其他优选实施例提供了适合于上述CATV调谐器应用的单片IC。
按照本发明的一个优选实施例，用作上/下调谐器的有线电视调谐器包括用于向有线电视台传送信号和从有线电视台接收信号的数据电路；用于对数据电路接收的信号进行滤波的输入滤波电路；第一混频电路，用于将通过输入滤波电路的信号与第一本地振荡信号混频，以生成第一中间频率信号；第一本地振荡电路，包括第一锁相环电路和用于为第一混频电路提供第一本地振荡信号的第一电压控制振荡器；用于对第一中间频率信号进行滤波和放大的第一中间频率电路；第二混频电路，用于将通过第一中间频率电路的信号与第二本地振荡信号混频，以生成第二中间频率信号；第二本地振荡电路，包括第二锁相环电路和用于为第二混频电路提供第二本地振荡信号的第二电压控制振荡器；用于对第二中间频率信号进行滤波和放大的第二中间频率电路；以及金属箱体，包括多个用于容纳输入滤波电路、第一混频电路、第一本地振荡电路、第一中间频率电路、第二混频电路、第二本地振荡电路和第二中间频率电路的隔离的小室。第二混频电路最好为双平衡混频器，并且，第二混频电路、第二锁相环电路和第二电压控制振荡器集成在单片集成电路上。第一本地振荡电路和第二本地振荡电路装在相邻的两个隔离的小室中。
在前一段所述的有线电视调谐器中，第一锁相环电路和第二锁相环电路可以用一个公共的时钟接线端，而且第一锁相环电路和第二锁相环电路可以用一个公共的数据接线端。
箱体可以包括金属框架和用来覆盖金属框架上下表面的盖，每个盖是单一的一块金属板。
可以设置用来连接有线电视调谐器和外部电路的没有穿心电容器的接线端，使其伸出到箱体外部。
在本CATV调谐器中，第二混频器、第二PLL电路和第二电压控制振荡器最好集成在单片IC上。这样，在这些电路中传递的信号就被严格地限制在IC中，因此防止了信号从电路中的泄漏。通过把这些电路集成在单片IC上，输出电平就不需要与各个电路独立放置时的一样高，因此优化了第二本地振荡电路54的输出电平。因此，可靠地防止了信号泄漏出IC。
另外，由于最好用双平衡混频器(DBM)作为第二混频电路，因为电路结构的缘故，第二本地振荡电路的频率不从第二混频电路输出。根据这样的特性，信号的泄漏被减到最小。
如上面所讨论的，防止了从第一和第二本地振荡电路的信号泄漏。因此第一本地振荡电路和第二本地振荡电路可以相邻放置。这使得缩短用于向第一和第二本地振荡电路PLL电路提供时钟信号和数据信号的传输线成为可能。这样，两个PLL电路都可以使用用于提供时钟信号和数据信号的接线端。
此外，由于两个PLL电路相邻放置，参考频率信号的传输线就可以短一些。这样，就可以防止噪声混入传输线，从而不再需要在传输线上附加噪声消除滤波器。
由于减少了本地振荡电路的信号泄漏，就可以不在接线端附加穿心电容器，也不在各个隔离的小室间以及盖间插入金属板。
根据上述的结构，大大缩小了本发明优选实施例CATV调谐器的尺寸。另外，减少了部件的数目和生产步骤的数目，从而，可以得到便宜的CATV调谐器。
通过参考附图对如下优选实施例的描述将清楚揭示上述以及其他本发明的特色、部件、特征和优势。
图1是本发明优选实施例CATV调谐器的示意图；图2是图1所示CATV调谐器的电路方框图；图3是图1所示CATV调谐器中应用的箱体的侧视图；图4是已知CATV调谐器示例的示意图；图5是图4所示已知CATV调谐器的电路方框图；图6是图4所示已知CATV调谐器中应用的箱体的侧视图。
具体实施例方式
图1是根据本发明的优选实施例CATV调谐器100的示意图，图2是CATV调谐器100的电路方框图。在图1和图2中，与图4和图5所示相同的部件用相同的参考数字来标识。
CATV调谐器100包括金属箱体102。金属箱体102被分成起到屏蔽作用的五个隔离的小室102A，102B，102C，102D和102E。在隔离的小室102A中，装有包括了第一低通滤波器12和分支电路14的数据电路10。在隔离的小室102B中，装有包括了第一带通滤波器18和衰减电路20的输入滤波电路。
在隔离的小室102C中，装有包括了第一放大器22、第一混频电路24、第一PLL电路28和第一电压控制振荡器30的第一本地振荡电路26。在隔离的小室102D中，装有包括了第二带通滤波器36、第二放大器38和第三带通滤波器40的第一中间频率电路34。
在隔离的小室102E中，装有IC104和第二中间频率电路106。在IC104中，提供了第二混频电路42和包括第二PLL电路56和第二电压控制振荡器58的第二本地振荡电路54。第二中间频率电路106包括第二低通滤波器46和第三放大器48。
在这个CATV调谐器100中，装有第一本地振荡电路26的隔离的小室102C和装有IC104的隔离的小室102E相邻放置。由石英振荡器32为第一PLL电路提供的参考频率信号通过传输线60传给第二PLL电路56。时钟信号通过公共的传输线108从公共接线端SCL输入第一PLL电路28和第二PLL电路56。数据信号通过公共的传输线110从公共接线端SDA输入第一PLL电路28和第二PLL电路56。
如图3所示，箱体102包括分成多个隔离的小室的金属框架112和用来分别覆盖框架112上下表面的盖114a和114b。盖114a和114b最好由，例如，折叠的金属板构成。如图1所示，设置了多个接线端116，使它们从箱体102凸出到外面。接线端116与箱体102内部的电路相连，同时与箱体102之间由诸如合成树脂之类的绝缘体绝缘。包括接线端SDA和SCL的接线端116用来连接CATV调谐器100和外部电路。CATV调谐器100的操作与图4和图5所示的对应部分相似。
在这个CATV调谐器100中，第二混频器42，第二PLL电路56和第二电压控制振荡器58集成在单片IC104上。因此，在这些电路中传递的信号被限制在IC104中，从而防止发生信号向外部电路泄漏。通过把这些电路集成在单片IC上，输出电平就不需要与各个电路独立放置时的一样高，因此，优化了第二本地振荡电路54的输出电平。因此，可靠地防止了信号泄漏出IC104。
另外，由于最好用双平衡混频器(DBM)作为第二混频电路42，因为电路的结构，第二本地振荡电路54的频率不从第二混频电路42输出。根据这样的特性，防止了信号的泄漏。
如上面所讨论的，在CATV调谐器100中，可靠地防止了从第一和第二本地振荡电路26和54的信号泄漏。因此，装有第一本地振荡电路26的隔离的小室102C和装有包括第二本地振荡电路54的IC104的隔离的小室102E可以相邻放置。这使得缩短用于将参考频率信号从第一PLL电路28传输到第二PLL电路56的传输线60成为可能。这样，就可以防止噪声混杂入传输线60，从而不再需要在传输线60上附加噪声消除滤波器。结果，降低了部件和生产操作所需的费用。
由于时钟信号和数据信号可以通过公共的传输线108和110提供给第一PLL电路28和第二PLL电路56，因此，分别提供时钟信号和数据信号的接线端SCL和SDA也可以被第一和第二PLL电路28和56所共用。这样，形成接线端需要的空间就减少了，从而缩小了CATV调谐器100的尺寸。
由于减少了第一和第二本地振荡电路26和54的信号泄漏，就可以不在从102A到102E的各个隔离的小室间以及盖114a和114b间插入金属板。由于同样减少了从接线端116的泄漏信号，也可以不在接线端116附加穿心电容器。因此，减少了部件的费用，同时，也不需要固定金属板或穿心电容器的操作了。
尽管已经在上面阐述了本发明的优选实施例，可以理解的是，本领域的技术人员清楚各种修改和变化，而不偏离本发明的范围和精神。因此，本发明的范围由以下权利要求唯一确定。
权利要求
1.一种包括上/下调谐器的有线电视调谐器，所述上/下调谐器包括用于向有线电视台传送和从有线电视台接收信号的数据电路；用于对所述数据电路接收到的信号进行滤波的输入滤波电路；第一混频电路，用于将通过所述输入滤波电路的信号与第一本地振荡电路信号进行混频，以生成第一中间频率信号；第一本地振荡电路，包括第一锁相环电路和用于向所述第一混频电路提供第一本地振荡信号的第一电压控制振荡器；用于对第一中间频率信号进行滤波和放大的第一中间频率电路；第二混频电路，用于将所述第一中间频率电路输出的信号与第二本地振荡电路信号进行混频，以生成第二中间频率信号；第二本地振荡电路，包括第二锁相环电路和用于向所述第二混频电路提供第二本地振荡信号的第二电压控制振荡器；用于对第二中间频率信号进行滤波和放大的第二中间频率电路；以及箱体，包括多个用于容纳所述数据电路、所述输入滤波电路、所述第一混频电路、所述第一本地振荡电路、所述第一中间频率电路、所述第二混频电路、所述第二本地振荡电路和所述第二中间频率电路的隔离的小室；其中所述第二混频电路、所述第二锁相环电路和所述第二电压控制振荡器集成在单片集成电路中；以及所述第一本地振荡电路与所述第二本地振荡电路容纳在多个隔离的小室中彼此相邻的两个不同小室中。
2.按照权利要求1所述的有线电视调谐器，其特征在于，所述第一锁相环电路和所述第二锁相环电路的每个都包括一个公共的时钟接线端，以及所述第一锁相环电路和所述第二锁相环电路的每个都包括一个公共的数据接线端。
3.按照权利要求1所述的有线电视调谐器，其特征在于，所述箱体包括金属框架和至少两个用于覆盖金属框架上下表面的盖，所述至少两个盖中的每一个都由独立的金属板制成。
4.按照权利要求1所述的有线电视调谐器，还包括不带穿心电容器的接线端，用于连接所述有线电视调谐器与外部电路，设置接线端凸出到所述箱体外部。
5.按照权利要求3所述的有线电视调谐器，还包括不带穿心电容器的接线端，用于连接所述有线电视调谐器与外部电路，设置接线端凸出到所述箱体外部。
6.按照权利要求1所述的有线电视调谐器，其特征在于，金属箱体被分成五个所述的隔离的小室，每一个小室都具有屏蔽功能。
7.按照权利要求1所述的有线电视调谐器，还包括被设置从箱体伸出到外部的多个接线端。
8.按照权利要求1所述的有线电视调谐器，其特征在于，所述第二混频电路包括双平衡混频器。
9.按照权利要求1所述的有线电视调谐器，其特征在于，所述箱体是金属的。
10.按照权利要求1所述的有线电视调谐器，其特征在于，为所述单片集成电路提供与参考频率信号、频道选择数据信号和时钟信号之一对应的至少一个公共接线端。
11.一种用于有线电视调谐器的单片集成电路，包括用于向有线电视台传送和从有线电视台接收信号的数据电路；用于对所述数据电路接收的信号进行滤波的输入滤波电路；第一混频电路，用于将通过所述输入滤波电路的信号与第一本地振荡电路信号进行混频并且用于生成第一中间频率信号；第一本地振荡电路，包括第一锁相环电路和用于向所述第一混频电路提供第一本地振荡信号的第一电压控制振荡器；用于对第一中频率间信号进行滤波和放大的第一中间频率电路；第二混频电路，用于所述将第一中间频率电路输出的信号与第二本地振荡电路信号进行混频并且用于生成第二中间频率信号；第二本地振荡电路，包括第二锁相环电路和用于向所述第二混频电路提供第二本地振荡信号的第二电压控制振荡器；用于对第二中间频率信号进行滤波和放大的第二中间频率电路；箱体，包括多个用于容纳所述数据电路、所述输入滤波电路、所述第一混频电路、所述第一本地振荡电路、所述第一中间频率电路、所述第二混频电路、所述第二本地振荡电路和所述第二中间频率电路的隔离的小室，所述第一本地振荡电路与所述第二本地振荡电路容纳在多个隔离的小室中彼此相邻的两个不同小室中；其中所述单片集成电路包括由所述第二混频电路、所述第二锁相环电路和所述第二电压控制振荡器所确定的电路。
12.按照权利要求11所述的单片集成电路，其特征在于，为所述单片集成电路提供与参考频率信号、频道选择数据信号和时钟信号之一对应的至少一个公共接线端，以致使所述单片集成电路和所述第一锁相环电路都能使用所述的公共接线端。
13.按照权利要求11所述的单片集成电路，其特征在于，第二混频电路是双平衡型混频电路。
14.按照权利要求11所述的单片集成电路，其特征在于，所述第一锁相环电路和所述第二锁相环电路的每一个都包括一个公共的时钟接线端，以及所述第一锁相环电路和所述第二锁相环电路的每一个都包括一个公共的数据接线端。
15.按照权利要求11所述的单片集成电路，其特征在于，所述箱体包括金属框架和至少两个用于覆盖金属框架上下表面的盖，所述至少两个盖中的每一个都由独立的金属板制成。
16.按照权利要求11所述的单片集成电路，还包括不带穿心电容器的接线端，用于连接所述有线电视调谐器与外部电路，设置该接线端使其从所述的箱体凸出到外部。
17.按照权利要求14所述的单片集成电路，还包括不带穿心电容器的接线端，用于连接所述有线电视调谐器与外部电路，设置该接线端使其从所述的箱体凸出到外部。
18.按照权利要求11所述的单片集成电路，还包括多个被设置成从箱体伸出到外部的接线端。
19.按照权利要求11所述的单片集成电路，其特征在于，所述箱体是金属的。
全文摘要
一种有线电视调谐器，包括具有从第一到第四隔离的小室的金属箱体。在第一至第四隔离的小室中，容纳有数据电路、输入滤波电路、第一混频电路、第一本地振荡电路、第一中间频率电路以及其他部件。在第五隔离的小室中，容纳有第二中间频率电路和包括第二本地振荡电路的集成电路。根据这样的结构，本CATV调谐器被定义为上/下调谐器。装有第一本地振荡电路的第三隔离的小室和装有第二本地振荡电路的第五隔离的小室相邻排放。传输线和接线端都为第一PLL电路和第二PLL电路所使用。
文档编号H04B1/10GK1445985SQ03120409
公开日2003年10月1日 申请日期2003年3月13日 优先权日2002年3月18日
发明者松岛明正, 前田洋二, 铁野博之 申请人:株式会社村田制作所