具有調諧電容的接收機的製作方法
2023-10-11 18:06:44 1
專利名稱：具有調諧電容的接收機的製作方法
技術領域：
本發明的一個方面涉及具有調諧電容的接收機。該接收機可以 是例如電視接收機，可以將該電視接收機調諧到包括眾多不同電視頻 道的射頻頻譜中的任何特定電視頻道。本發明的另一個方面涉及一種 信息呈現系統，比如，視頻顯示系統。
背景技術：
日本專利摘要公開號62-076914介紹了一種輸入濾波電路。該 輸入電路包括兩個變容二極體。這兩個變容二極體串聯連接在公共點 與兩個線圈間的連接點之間，這兩個線圈串聯連接在輸入和輸出端之 間。發明內容按照本發明的一個方面，接收機具有調諧電容，該調諧電容包 括兩個並聯連接在一對電容節點之間的容性支路。一個容性支路包括 陽極與一個電容節點相連且陰極與另一個電容節點相連的變容二極 管。另一個容性支路包括陰極與所述一個電容節點相連且陽極與所述 另一個電容節點相連的變容二極體。本發明考慮了下面幾個方面。在很多應用中，調諧電容是藉助 一個或多個所謂的變容二極體實現的。變容二極體具有作為施加在該 變容二極體的陰極和陽極之間的控制電壓的函數而變化的電容。由 此，變容二極體是電可控的電容，這種電容一般來說比機械可控的電 容要方便得多。不過，變容二極體固有地具有非線性的信號-處理特性。結果， 在將一個或多個信號施加到變容二極體上時，該變容二極體會產生寄 生信號。這些寄生信號(可能是信號的諧波分量或者是不同信號的互
調產物)可能會造成幹擾並且降低接收質量。可以以下述方式藉助變容二極體實現低失真調諧電容。將兩個 變容二極體串聯連接。優選的是，將兩個變容二極體各自的陰極彼此 連接起來。這些陰極接收調諧控制電壓。兩個變容二極體各自的陽極 構成一對電容節點。上述的現有技術包括這樣的調諧-電容實現方式。本文介紹的低失真調諧電容給出相對較小的調諧電容。這是因 為兩個變容二極體是串聯連接的。假設這兩個變容二極體是相似的， 低失真調諧電容將會接近一個或另一個變容二極體的電容的一半。因此，包括前文介紹的低失真調諧電容的可調諧電路需要對給 定調諧頻率具有相對較大的電感。相對較大的電感一般來說需要相對較大的線圈。從原理上講，高導磁率的材料使得用相對較小的線圈實 現相對較大的電感成為可能。不過，這樣的材料是固有非線性的，並 且可以造成額外的寄生信號。按照本發明的前述方面，調諧電容包括兩個並聯連接在一對電 容節點之間的容性支路。一個容性支路包括陽極與一個電容節點相連 且陰極與另一個電容節點相連的變容二極體。另一個容性支路包括陰 極與所述一個電容節點相連且陽極與所述另一個電容節點相連的變 容二極體。在按照本發明的調諧電容中， 一個容性支路中因為其中的變容 二極體的偶次非線性造成的寄生信號會由另一個容性支路中的類似 寄生信號加以抵償。存在著寄生信號補償效果。此外，調諧電容相對 較大。調諧電容是一個和另一個容性支路各自電容的總和，各個容性 支路包括一個變容二極體。因此，可以用相對較小的電感獲得給定的 調諧頻率範圍。例如，假設兩個容性支路是相似的，則電感接近僅有 單獨一個容性支路的情況下所需的電感的一半。本發明因此能夠實現 線圈尺寸的減小。出於這個原因，本發明能夠實現尺寸適度卻能夠提 供相對較高接收質量的接收機。下文中將參照附圖更加詳細地介紹本發明的這些和其它方面。
圖1是圖解說明包括調諧器的視頻顯示系統的框圖。圖2是圖解說明構成調諧器的一部分的輸入濾波器的電路圖。圖3是圖解說明構成調諧器的一部分的帶通濾波器的電路圖。
具體實施方式
圖1圖解說明了視頻顯示系統VDS。該視頻顯示系統VDS包括接 收機REC和顯示裝置DPL。接收機REC由該接收機REC接收的射頻頻 譜RF中的期望頻道得出視頻信號VID。顯示裝置DPL顯示該視頻信 號VID。用戶可以藉助例如遙控裝置RCD來選擇期望頻道。接收機REC 可以具有例如電視機、機頂盒或者數字視頻記錄器等等的形式。接收機REC包括調諧器TUN、後端電路IFDT和控制器CTRL。調 諧器TUN將射頻頻譜RF轉換成中頻頻譜IF，後端電路IFDT接收該 中頻頻譜IF。中頻頻譜IF包括期望頻道的頻移形式。調諧器TUN實 施頻移，使得期望頻道的頻移形式處於預先確定的中頻上。後端電路 IFDT由中頻頻譜IF內期望頻道的頻移形式得出視頻信號。為此，後 端電路IFDT可以執行各種不同的操作，比如，帶通濾波、解調，並 且在數位訊號的情況下，執行信道解碼、糾錯和基帶解碼。調諧器TUN包括輸入濾波器RFI、輸入放大器RFA、帶通濾波器 BFI、混頻器-振蕩器電路MOC和調諧-控制電路TCC。輸入濾波器RFI 抑制期望頻道所處頻帶外部的信號。輸入濾波器RFI此外還提供輸入 放大器RFA與調諧器TUN接收射頻頻譜RF所藉助的電子實體之間的 阻抗匹配。該電子實體可以是例如天線或有線網絡。輸入放大器RFA 提供一定程度的放大，這樣能夠在信號較弱的情況下得到滿意的信噪 比。該帶通濾波器BFI抑制其它一些可能造成該中頻頻譜IF中幹擾 的信號。該混頻器-振蕩器電路MOC執行前面介紹的頻移，該頻移將 會使期望頻道的頻移形式處於預定的中頻上。接收機REC可以調諧到頻帶內的任何頻道上。這一調諧按照如 下方式進行操作。用戶例如通過在遙控裝置上輸入節目號來選擇某一 頻道。響應於此，控制器CTRL向調諧器TUN施加調諧命令TC。該調 諧-控制電路TCC按照調諧命令TC控制該混頻器-振蕩器電路M0C。 更具體地講，調諧-控制電路TCC促使混頻器-振蕩器電路M0C執行與 用戶選擇的頻道相應的頻移。該頻移是這樣的調諧器TUN提供中頻 頻譜IF中的頻道在預定中頻上的頻移形式。
接收機REC的調諧還牽涉到對調諧器TUN中的輸入濾波器RFI 和帶通濾波器BFI進行調諧。接收機REC在射頻頻譜RF中具有一個 或者多個"弱點"。弱點(頻率間隔)中的信號將會造成中頻頻譜 IF中的幹擾。輸入濾波器RFI和帶通濾波器BFI必須在射頻頻譜RF 中的弱點上提供充分的衰減。弱點在射頻頻譜RF中的位置取決於接 收機REC所調諧到的頻道。就是說，將接收機REC從一個頻道調諧到 另一個頻道將會使射頻頻譜RF中的弱點發生偏移。因此，優選的是 將輸入濾波器RFI和帶通濾波器BFI調諧成這些濾波器在弱點上提供 充分的衰減，而不管接收機REC調諧到哪個頻道上。
輸入濾波器RFI和帶通濾波器BFI可以分別藉助調諧-控制電路 TCC響應於調諧命令TC而提供的調諧電壓Vtl和Vt2來調諧。輸入 濾波器RFI和帶通濾波器BFI典型地包括分別接收調諧電壓Vtl和 Vt2的可壓控電容。這些可壓控電容能夠實現輸入濾波器RFI和帶通 濾波器BFI的調諧。
不過，可壓控電容通常具有一定的非線性。例如，變容二極體 (變容二極體是廣泛使用的可壓控電容)提供其值作為施加到變容二 極管上的信號的函數而在一定程度上變化的電容。這種非線性會產生 寄生信號分量，寄生信號分量可能會造成幹擾。在大信號情況下，這 種幹擾將會相對較強。在有相對較多的不同中等強度信號的時候，這 種幹擾也會相對較強，典型的是有線網絡接收的情況。在這些情況下， 圖1中所示的輸入濾波器RFI和帶通濾波器BFI應當防止幹擾而不是 產生幹擾。
還有另一個與輸入濾波器RFI和帶通濾波器BFI相關的重要方 面調諧器TUN的物理尺寸。輸入濾波器RFI和帶通濾波器BFI通常 包括一個或者多個具有線圈形式的電感。線圈會佔據一定的空間。對 於給定的磁導率來說，電感量越髙，線圈所需的體積越大。原則上， 可以通過使用具有相對較高磁導率的材料來減小線圈的尺寸。不過，
這樣的材料通常具有一定的非線性，與可壓控電容類似，這一非線性 會造成電感非線性。這種額外的非線性可能是無法接受的。
圖2圖解說明防止幹擾並且可以具有相對較小尺寸的輸入濾波
器RFI的實現方式。輸入濾波器RFI包括兩個電感Ll、 L2，兩個變 容二極體V1、 V2，兩個容量C1、 C2和兩個電阻R1、 R2。
兩個變容二極體V1、 V2和兩個容量C1、 C2形成電容節點N1、 N2之間的調諧電容。這個調諧電容與電感L2並聯連接並且形成並聯 LC電路。該調諧電容包括兩個容性支路。變容二極體VI和電容Cl 構成一個容性支路。變容二極體V2和電容C2構成另一個容性支路。
變容二極體VI具有經由電阻Rl接收調諧電壓Vtl的陰極，和 與電容節點Nl相連的陽極。變容二極體VI的陰極經由電容Cl與電 容節點N2相連。
變容二極體V2具有經由電阻R2接收調諧電壓Vtl的陰極，和 與電容節點N2相連的陽極。變容二極體V2的陰極經由電容C2與電 容節點Nl相連。
電容C1、 C2提供直流去耦。電容C1、 C2各自的值最好相對於 變容二極體V1、 V2能夠提供的各自最大的電容值而言相對較高。在 這種情況下，在所關注的射頻頻率上可以將電容C1、 C2看成是短路 的。調諧電容將會基本上等於變容二極體VI、 V2給出的各個電容值 的總和。對比而言，如果電容C1、 C2各自的值與變容二極體VI、 V2 能夠提供的各自最大的電容值具有相同的量級，則該調諧電容將會較 低。而且，在這種情況下調諧電容將會具有較小的調諧範圍。
電感L2形成直流短路。因此，從直流的角度來看，電容節點N1 與信號地相連。電容節點N2與信號地直接相連。因此，調諧電壓Vtl 存在於變容二極體V1的陰極和陽極之間以及變容二極體V2的陰極和 陽極之間。結果，假設兩個變容二極體V1、 V2相同且完全匹配的話， 這兩個變容二極體VI、 V2將會給出基本上相同的電容值。在實踐中， 變容二極體VI、 V2將會因為變容二極體生產差異而提供稍有不同的 電容值。
假設射頻信號出現在電容節點Nl、 N2之間。我們此外還假設電
容C1、 C2在所關注的射頻頻率上確實可以看成是短路的。射頻信號
將會存在於兩個變容二極體VI、 V2各自的陰極和陽極之間。存在於 變容二極體VI的陰極和陽極之間的射頻信號具有與存在於變容二極 管V2的陰極和陽極之間的射頻信號相反的極性。在兩個變容二極體 之間有信號符號的倒轉。
兩個變容二極體VI、 V2中的各個變容二極體都會產生寄生信號 分量，因為這兩個變容二極體VI、 V2都具有一定的非線性，如前文 所提到的。變容二極體VI產生的由偶次非線性造成的寄生信號分量 將會具有與變容二極體V2產生的類似寄生信號分量相反的符號。結 果，對應的寄生信號分量基本上抵消掉了。這種幹擾-補償效果歸因 於前面提到的信號符號倒轉，圖2圖解說明的實現方式中會固有地出 現這種信號符號倒轉。
圖2所示的實現方式具有另一個有利的特徵。電容節點N1、 N2 之間調諧電容近似等於變容二極體VI、 V2提供的各個電容的總和。 就是說，調諧電容相對較大。這使得電感L2對於給定調諧頻率來說， 能夠具有相對較小。這種情況同樣適用於電感Ll。由此，可以藉助 相對較小的線圈來實現這兩個電感Ll、 L2。這使得圖l所示的調諧 器TUN能夠相對較小。
圖3圖解說明相對線性並且能夠具有較小尺寸的帶通濾波器 BFI的實現方式。該帶通濾波器BFI包括六個電容C10，C11， C12，C20， C21， C22、四個電感Lll， L12， L21， L22、四個變容二極體Vll， V12, V21， V22和四個電阻Rll， R12， R21， R22。變容二極體Vll、 V12 和電容Cll、 C12形成調諧電容，這個調諧電容類似於前文中介紹的 輸入濾波器RFI中的調諧電容。該調諧電容與電感Lll、 L12並聯連 接。變容二極體V21、 V22和電容C21、 C22構成另一個調諧電容。這 個另一個調諧電容與電感L21、 L22並聯連接。
圖3所示的帶通濾波器BFI的實現方式具有與圖2所示的輸入 濾波器RFI的實現方式相同的有利特徵。就是說，將調諧電容構成為 存在幹擾-補償效果。此外，調諧電容相對較大，這使得四個電感Lll， L12， L21， L22能夠藉助相對較小的線圈來實現。
結論
前文參照附圖給出詳細說明來圖解說明了權利要求1中列出的
下列特徵。接收機(REC)具有包括並聯連接在一對電容節點(Nl， N2)之間的兩個容性支路(V1-C1， C2-V2)的調諧電容。 一個容性支 路(VI-Cl)包括陽極與一個電容節點(Nl)相連且陰極與另一個電 容節點(N2)相連的變容二極體(VI)。另一個容性支路(C2-V2) 包括陰極與所述一個電容節點(Nl)相連且陽極與所述另一個電容節 點(N2)相連的變容二極體(V2)。
前述特徵可以以多種不同的方式實現。為了說明這一點，簡要 介紹一些可供選用的方案。
變容二極體不必必須如圖2和3中所示的那樣使陽極直接與信 號地相連。例如，陽極可以經由對所關心的射頻頻率構成開路的阻抗 來與偏置電壓相連。此外，節點可以經由去耦電容器與信號地相連， 去耦電容器在所關心的射頻頻率下構成短路。也可以對陽極而不是對 陰極施加控制電壓，可以連接陰極來接收固定偏置電壓。
術語變容二極體應該加以廣義地理解，以致包括任何類型的具 有兩個相反極性節點的可控電容。
藉助硬體或軟體產品或者二者，有多種多樣的實現功能的方式。 從這方面來說，附圖是非常概略的，各個附圖僅僅代表本發明的一種 可能實施方式。這樣，雖然附圖將不同的功能表示為不同的塊，但是 這決不排除單獨一個硬體或軟體產品執行多種功能。也不排除硬體或 軟體產品或者二者的組合執行一項功能。
本文此前給出的結論表明，參照附圖給出的詳細介紹是對本發 明的解釋說明，而不對本發明進行限定。存在著數量眾多的落在所附 權利要求的範圍之內的可供選用的方案。權利要求中的任何附圖標記 都不應解釋為對權利要求有限定作用。單詞"包括"並不排除除了權 利要求中所列出的元件或步驟之外還存在其它元件或步驟的可能。置 於元件或步驟之前的單詞"一"或"一個"並不排除存在多個這樣的 元件或步驟的可能。
權利要求
1.一種接收機(REC)，該接收機具有調諧電容，該調諧電容包括兩個並聯連接在一對電容節點(N1，N2)之間的容性支路(V1-C1，C2-V2)，一個容性支路(V1-C1)包括陽極與一個電容節點(N1)相連且陰極與另一個電容節點(N2)相連的變容二極體(V1)，另一個容性支路(C2-V2)包括陰極與所述一個電容節點(N1)相連且陽極與所述另一個電容節點(N2)相連的變容二極體(V2)。
2. 按照權利要求1中所述的接收機，所述各個容性支路(V1-C1; C2-V2)包括與變容二極體(VI; V2)串聯連接的固定電容(Cl; C2)。
3. 按照權利要求1中所述的接收機，所述一個電容節點(Nl) 經由直流傳遞路徑(L2)與信號地相連，所述另一個電容節點(N2) 與信號地直接相連。
4. 按照權利要求3中所述的接收機，所述直流傳遞路徑包括電 感(L2)，該電感與調諧電容結合在一起形成諧振電路。
5. —種視頻顯示系統(VDS)，包括安排成用來從射頻信號(RF) 中取得信息(VID)的權利要求l所述的接收機(REC)，和用於呈現 所取得的信息(VID)的信息呈現裝置(DPL)。
全文摘要
一種接收機具有調諧電容，該調諧電容包括兩個並聯連接在一對電容節點(N1，N2)之間的容性支路(V1-C1，C2-V2)。一個容性支路(V1-C1)包括陽極與一個電容節點(N1)相連且陰極與另一個電容節點(N2)相連的變容二極體(V1)。另一個容性支路(C2-V2)包括陰極與所述一個電容節點(N1)相連且陽極與所述另一個電容節點(N2)相連的變容二極體(V2)。
文檔編號H03J1/00GK101213746SQ200680010755
公開日2008年7月2日 申請日期2006年3月16日 優先權日2005年3月29日
發明者喬·K·K·梁, 奎·Y·林 申請人:Nxp股份有限公司