专利名称：信号输入电路的制作方法
背景技术：
信号处理设备通常具有信号输入端，施加到信号输入端的信号从信号输入端传送至信号处理电路。如果可将信号输入端断开，在从信号输入端到信号处理电路的信号路径上通常有一个开关。当这个开关打开时，断开信号路径的开关通常在隔离的信号路径间形成去耦，随着频率升高所述去耦降低。这就意味着尽管信号路径被开关中断，但相对高频率的信号仍能到达开关下游的组件。传播路径可包括例如电容性或电感性耦合。为了在信号处理装置的信号输入端与信号处理电路之间产生更好的绝缘，断开信号路径的开关装置经常是级联的。随着频率增加绝缘降低的问题以同样的方式存在于具有多个转换的信号输入端的电路中。断开信号路径或转换信号输入端的级联开关装置与不需要的相对较高程度的信号复杂性相关联。因此需要为断开信号路径或为在信号输入端之间进行转换降低电路复杂性。同时，需要在开关装置或较高频率的选择装置的输入端与输出端之间得到改进的绝缘性能。
具有理想特性的信号输入电路在权利要求1中限定。本发明有利的改进和发展在从属权利要求中限定。
发明内容
基于本发明的信号输入电路具有由第一控制信号控制的第一开关装置。第一开关装置设置在电路的输入端和输出端之间的信号路径上。当第一开关装置闭合时，施加到该电路的信号从该电路的输出端传送至信号处理电路。在第一开关装置的上游设置滤波器，其滤波特性可在第二控制信号的基础上转换。此滤波器可以是例如低通滤波器或带通滤波器。
在本发明的另一实施例中，第一有用信号通过电路的输入端传送至所连接的信号处理电路。在本发明电路的一个实施例中，不但传输第一有用信号，而且传输另一信号。所述信号即使在信号路径已中断时，也被传送至另一电路以进行信号处理。此另一信号在下文中称作带外(out-of-band)或OOB信号，其具有例如比有用信号低的频率。例如，已知的用于电视电缆连接的OOB信号的频率范围在70兆赫至130兆赫之间。如上所述，设置在开关装置上游的滤波器的滤波特性可以转换。在这种情况下，随着信号路径闭合，所选择的滤波器特性例如在传送至信号处理电路的整个频率范围上是线性的。随着第一开关装置打开和由此信号路径中断，滤波器特性对应于例如低通滤波器或带通滤波器的特性。当信号路径中断时选择滤波器的频率范围，使得带外信号通过，而其它频率，特别是高频率，则被抑制。取决于第一有用信号和带外信号的性质，频率范围还可重叠。在任何情况下，滤波器被设计为使带外信号通过。在此情形下，也可以想到滤波器的上截止频率在带外信号的最大频率之下，使得带外信号处在下降的滤波边沿的区域内并以衰减的形式传送。在频率增加时断开信号路径的第一开关装置的绝缘降低因而由在更高频率时增加滤波器的信号衰减而补偿或过补偿。
在本发明电路的另一实施例中，第一开关装置是由第一控制信号控制的选择装置。除了第一输入端，该电路还有第二输入端，选择装置从第一输入端或第二输入端选择信号，并将其传送至所连接的信号处理电路。在第一输入端和第二输入端的信号例如是广播无线电信号，其通过天线或电缆连接提供。输入端中的第一个，例如电视电缆连接，用于施加除了第一有用信号外也被传送的带外信号至该设备。即使将例如通过天线施加到第二输入端的第二有用信号传送至信号处理电路，通过第一输入端提供的附加带外信号也需要传送至另一电路部分。为此目的，带外信号从滤波器的下游流出并施加到另一电路部分。在带外信号之上的频率由滤波器抑制。因而对于相应未选择的信号对更高频率上的选择装置的绝缘降低进行补偿或过补偿。
在本发明电路的一个实施例中，在选择相应输入端或闭合信号路径的情况下，滤波器被由第二控制信号控制的第二开关装置旁路。滤波器因而停止运行，并且整个频率范围传送至所连接的信号处理电路。
在本发明电路的一个实施例中，第二控制信号对应于第一控制信号，即在本发明的另一实施例中，第二控制信号由与第一开关装置或选择装置一样的控制信号相应地控制。，在本发明另一改进中，滤波器的下游连接着放大器。在另一进一步的改进中，放大器的最大工作频率是可选择的。按照本发明，选择放大器的最大工作频率，使得当信号路径闭合或已选择信号时，设置整个需要的工作频率，并且当信号路径打开或未选择信号时，减小最大工作频率，使得只把带外信号放大到足够的程度。此放大器包含例如晶体管。可利用放大器的工作点来控制决定放大器的最大工作频率的晶体管的最大变换频率(maximum transitfrequency)。晶体管的工作点使用例如基极电流的设定进行选择。在这种情况下，基极电流由第三控制信号控制，这样当信号路径闭合或已选择信号时，选择较高的最大工作频率。
在本发明的环境下，第一、第二和第三控制信号可以相同，或可从单一的控制信号导出。开关装置是利用例如继电器、二极管或RF晶体管设计的开关装置，也包含集成开关。
下面通过参考附图，对本发明进行更详细的说明。附图中图1示出中断信号路径的公知电路的示意图；图2示出选择两个信号中的一个的公知选择电路的示意图；图3示出典型开关装置和低通滤波器依频率变化的衰减曲线的概括表示；图4示出中断信号路径的第一发明电路；图5示出中断信号路径的发明电路的又一实施例；图6示出选择两个信号中的一个的发明电路的第一实施例；图7示出选择两个信号中的一个的发明电路的第二实施例；图8示出选择两个信号中的一个的发明电路的第三实施例；以及图9示出可旁路的低通滤波器的示范性的详细电路。
在这些图中，相同或类似的元件用相同的参考符号给出。
具体实施例方式
图1示出处理信号的设备的示意图，其中信号路径可中断。现有技术中公知的电路具有输入端1和第一信号处理电路4。为选择性地中断信号路径的目的，把由控制信号SEL1控制的开关装置2设置于输入端1与第一信号处理电路4之间。依据控制信号SEL1，输入端1与第一信号处理电路4相连，或者中断信号路径。输入端1与第一信号处理电路4的绝缘由开关装置2的特性确定。这点特别适用于绝缘对信号频率的依赖。
图2示出选择两个输入端之一的电路，如现有技术中所公知的。同图1一样，也具有第一输入端1和第一信号处理电路4。在这种情况下，图1中的开关装置2是在第一输入端1与第二输入端7之间选择的选择装置2。控制信号SEL1判断两个输入端1和7中的哪一个连接到第一信号处理电路4。第一输入端1不但用于提供第一有用信号，而且提供另一信号OOB。另一信号OOB施加给第二信号处理电路6。OOB信号用于提供例如额外的服务。此额外的服务需要永久有效，而与选择装置2的当前开关位置无关。由于此原因，信号OOB永久地施加到第二信号处理电路6，而与选择装置2的选择无关。图中示意性地示出的布置有这样的风险除了另一信号OOB外也施加到第一输入端1的第一有用信号将通过电路中的线或导电轨道传播，并将被耦合到其它电路部分中。例如，通过电容性或电感性耦合或通过对其它组件的电磁辐射实现传播。另外，随着频率的增加，在未选输入端与输出端之间选择装置2的绝缘降低。施加到第一输入端的第一有用信号的相对高的频率可在这种情况下像干扰信号一样到达选择装置3的输出端，并可能干扰来自选择装置其他输入端的所选择的第二有用信号。当连接到输入端的信号源传递具有很大差异的电平的信号时，这些干扰是特别有害的。
图3示出一个频率范围内的开关装置SW和低通滤波器TP的衰减的示范性频率响应。当低通滤波器和开关装置串联连接时，对于图中所示的特性曲线得到依频率变化保持不变的衰减。作为低通滤波器TP和开关装置SW串联连接的结果而得到的总的衰减如点划线TP+SW所示。
图4示出中断信号路径的本发明电路的第一实施例。此电路具有输入端1和信号处理装置4。另外，还具有由控制信号SEL1控制的第一开关装置2。在输入端1与第一开关装置2之间设置其特性可由控制信号SEL2转换的滤波器10。当第一开关装置2闭合时，选择滤波器10的频率特性，使得施加到输入端1的所需信号不衰减地到达信号处理电路4。当开关装置2打开时，设置滤波器10的频率特性，使得随着频率增加而减少的开关装置2的衰减至少得到补偿。在本发明电路的另一实施例中，放大器9连接到滤波器10的下游。
图5示出中断信号路径的本发明电路的第二实施例。图中所示电路基本上对应于图4的电路。与前面所描述的电路不同，滤波器10的频率特性不能转换，但可使用第二开关装置8旁路。第二开关装置8由控制信号SEL2控制。当第一开关装置2闭合时，启动第二开关装置8，使得滤波器10被旁路。施加到输入端1的信号现在不衰减地到达信号处理电路4。在图5所示的电路中，一个实施例也具有放置于滤波器10与第一开关装置2之间的放大器9。
图6示出选择两个信号输入端中的一个的本发明电路的第一实施例。在这种情况下，第一输入端1和第二输入端7连接到选择装置2。来自相应所选择的输入端的信号，从由控制信号SEL1控制的选择装置2传送至信号处理电路4。在第一输入端1与选择装置2的对应输入端之间设置其频率特性可转换的滤波器10。滤波器10由控制信号SEL2控制。当选择装置2已选择第一输入端1时，选择滤波器10的频率特性，使得来自输入端1的信号不衰减地到达信号处理电路4。与有用信号一起传输的另一OOB信号从选择装置2的输入端的上游分出，并被施加到第二信号处理电路6。当选择装置2已选择第二输入端7时，选择滤波器10的频率特性，使得与有用信号一起传输的另一OOB信号可以通过滤波器10。由于信号OOB从选择装置2输入端的上游分出，因此即使在未选择输入端时它也能到达另一信号处理装置6。如果滤波器10是低通滤波器，信号OOB的信号频率以上的频率被衰减。OOB信号的频率在例如70MHz至130MHz的波段内。采用适当设计的滤波器，130MHz以上的频率因而被衰减。如果滤波器10是适当设计的带通滤波器，信号OOB的信号频率以下的频率也可被衰减。在本发明电路的一个实施例中，在滤波器10的下游提供放大器9。
图7示出选择两个信号输入端中的一个的本发明电路的第二实施例。此电路基本上对应于图6的电路。与图6中所示电路不同，滤波器10的频率特性不能转换，但可使用第二开关装置8旁路。第二开关装置8由控制信号SEL2控制。当选择第一信号输入端1时，启动第二开关装置8，使得滤波器10被旁路。然后施加到输入端1的信号不衰减地到达信号处理电路4。在图7所示的电路中，一个实施例也具有放置于滤波器10与第一选择装置2之间的放大器9。
图8示出选择两个信号输入端中的一个的本发明电路的第三实施例。此电路基本上对应于图7的电路。除了图7中所描述的特性外，在此电路中还可使用控制信号SEL3来选择放大器9的最大工作频率。在这种情况下，选择放大器的最大工作频率，使得它在选择第一输入端1时对应于有用信号的最大频率。当选择第二输入7时，最大工作频率对应于另一信号OOB的最大工作频率是足够的。
将放大器9放置于滤波器10的下游和开关装置2的上游的优点是要放大的信号的频率范围已经减小了。这就允许进一步减少不需要的信号耦合。但是从原理上讲在滤波器10的上游放置放大器9也是可能的。
图9示出可旁路的低通滤波器的示范性的详细电路。来自信号输入端1的信号首先传送到耦合电容器11。电感12和电容13组成实际的低通滤波器。通过耦合电容器14输出并在输出端15得到滤波后的信号。开关二极管16与电感12通过电容20并联连接。如果电容20足够大，二极管16与电感12并联，并在二极管16导通时将电感12旁路。电压U通过电阻器17施加到开关二极管16的阴极。电阻器18和电阻器17形成可用于设置开关二极管16的阴极电位的分压器。控制电压SEL通过电阻器19施加到开关二极管16的阳极。电容21使控制电压SEL平滑。取决于控制电压SEL的幅度，开关二极管正向或反向偏置。当开关二极管正向偏置时，即，导通时，电感被旁路，而低通滤波器不工作。信号现在通过开关二极管16和耦合电容14到达输出端。当开关二极管16反向偏置时，即，不导通时，电感12在信号路径中，而低通滤波器工作。
权利要求
1.具有第一开关装置(2)的信号输入电路，该第一开关装置(2)由控制信号(SEL)控制并放置于该电路的第一输入端(1)与第一输出端(3)之间的信号路径中，所述第一输出端与第一信号处理电路(4)相连，其特征在于在所述信号路径中，在所述第一开关装置(2)的上游放置基于控制信号(SEL)而在两种滤波特性之间转换的滤波器10。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于所述电路具有第二输入端(7)，并且所述第一开关装置(2)是由所述控制信号(SEL)控制的选择装置，相应的所选择信号施加到所述电路的第一输出端(3)。
3.根据权利要求1或2所述的电路，其特征在于为旁路所述滤波器(10)提供第二开关装置(8)。
4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于所述控制信号(SEL)提供给所述第一开关装置(2)和所述第二开关装置(8)。
5.根据权利要求1至4中之一所述的电路，其特征在于将放大器(9)连接于所述滤波器(10)。
6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于所述放大器(9)的最大工作频率是可选择的。
7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于为所述放大器(9)提供用于选择所述最大工作频率的控制信号(SEL)。
8.根据权利要求1至7中之一所述的电路，其特征在于施加到所述第一输入端(1)的信号可从所述滤波器(10)的下游分出，并在所述电路的第二输出端(00B)提供。
9.调制RF信号的接收机，具有根据权利要求1至8中之一所述的电路。
全文摘要
用于中断信号路径的电路不但具有开关装置，还具有其频率特性可转换或可旁路的低通或带通滤波器。通过后来连接的滤波器，补偿在普通开关装置的情况下，当开关装置打开时随频率增加而减少的输入端和输出端之间的绝缘。在本电路的一个实施例中，除了有用信号外，还有带外信号施加给该电路。与开关装置的开关位置无关，打算将带外信号永久地提供给估计电路。为此目的，带外信号在滤波器的下游分出，设计滤波器使得带外信号可通过此滤波器。在选择两个输入端中的一个的电路的情况下，至少一个输入端配备有可转换或可旁路的滤波器，并且开关装置是选择装置。即使在未选择输入端时，仍传送带外信号至估计电路。如上所述，为此目的，带外信号从滤波器的下游和选择装置的上游分出。
文档编号H03K17/687GK101069348SQ200580041286
公开日2007年11月7日 申请日期2005年9月9日 优先权日2004年10月1日
发明者克劳斯·克莱门斯, 赫伯特·普森斯, 维特·安布拉斯特 申请人:汤姆森特许公司