寬帶單轉換調諧器集成電路的製作方法
2023-08-11 16:40:11 3
專利名稱：寬帶單轉換調諧器集成電路的製作方法
技術領域：
本發明一般涉及射頻(RF)接收器，更具體而言，涉及集成的可調諧電視接收器，它包括單個降頻轉換級和用於充分抑制鏡像信號、諧波信號和其它幹擾信號的若干級。
背景技術：
在有線電視機頂盒和其它應用中使用的可調諧接收器接收具有很多頻道的寬帶信號。這種可調諧接收器的一個功能是產生期望頻道中的信號並抑制其它頻道內的信號。在抑制幹擾頻道中的信號時，可調諧接收器應該充分去除與這些幹擾頻道有關的所有信號，以便接收器基本輸出期望頻道中的信號。這些幹擾信號包括鏡像信號、諧波信號、偽信號和其它幹擾信號。
單次轉換和雙轉換接收器在現有技術中都是已知的。在單次轉換接收器中，RF信號直接降頻轉換到期望的頻率範圍，要麼轉換到中頻(IF)，要麼有時轉換到基帶。在雙轉換接收器中，使用兩次頻率轉換。通常所選頻道在頻率上上移到一個固定頻率，然後從該頻率下移到固定的IF頻率。在這兩種情況的任一種中，用於此目的各種具有不同集成度的電路是已知的。
圖1示出了示例性現有技術可調諧接收器的框圖；圖2示出了根據本發明的一個實施例的示例性可調諧接收器的框圖；圖3示出了根據本發明的另一個實施例的示例性跟蹤濾波器的示意圖；圖4示出了根據本發明另一個實施例的示例性跟蹤濾波器的示意圖；圖5示出了根據本發明的另一個實施例的示例性切換的電容器陣列(CSA)的示意圖；圖6示出了根據本發明另一個實施例的校準跟蹤濾波器的示例性方法的流程圖；圖7示出了根據本發明另一個實施例的調諧跟蹤濾波器的示例性方法的流程圖；圖8示出了根據本發明另一個實施例的校準跟蹤濾波器的示例性方法的流程圖；圖9示出了根據本發明另一個實施例的調諧跟蹤濾波器的示例性方法的流程圖；圖10的表格示出了對應於由跟蹤濾波器覆蓋的所選頻道的用於跟蹤濾波器的並聯和串聯電容器的示例性二進位代碼；圖11示出了預選濾波器202的一個實施例的電路圖；圖12示出了根據具有基帶輸出的本發明的實施例的示例性可調諧接收器的框圖；圖13示出了根據具有基帶數字輸出的本發明的實施例的示例性可調諧接收器的框圖。
具體實施例方式
I.可調諧接收器設計圖2示出了根據本發明的一個實施例的示例性可調諧接收器200的框圖。可調諧接收器200包括預選濾波器202、具有可控增益的第一低噪聲放大器(LNA)204和相關輸出功率監控裝置206、一組可選且數字可調諧的跟蹤濾波器208、第二LNA 210、諧波和鏡像(image)抑制降頻轉換級212、中頻(IF)陷波器214、第一IF放大器216、IF帶通濾波器(BPF)218、以及具有可控增益的第二IF放大器220。此外，可調諧接收器220包括合成器本地振蕩器(L.O.)、控制器224、存儲器226、以及控制和數據總線228。
更具體而言，圖11示出了預選濾波器202的一個實施例的細節。該電路包括兩個片上螺旋電感器L0和L1、兩個固定的電容器C0和C1、兩個MOSFET開關SW1和SW2、以及一個兩態(1位)數字可調諧電容器。接地的外部電感器與標記為「shunt_1_ext」的引腳相連。當控制位「d」為高時，該電路用作高通濾波器，當它為低時，用作UHF帶阻濾波器，或基本是低通濾波器。
使用預選濾波器202的一個原因是為了改善可調諧接收器200的線性和對幹擾信號的抑制特性。尤其是，在該級抑制特定帶充分降低了在第一LNA 204輸入所接收的RF信號的功率水平，由此改善了LNA204和可調諧接收器200的其它下遊元件的線性。可調諧接收器200的對幹擾信號的抑制特性取決於該接收器的線性。因此，通過使用預選濾波器202改善接收器200的線性，可調諧接收器200對幹擾信號的抑制特性也得到改善。
預選濾波器202的下遊是第一LNA 204，它為可調諧接收器200提供第一級信號放大。將第一LNA 204和附加電路(即定向耦合器205)、功率監控裝置206、控制和數據總線228、控制器224以及存儲器226配置成保持第一LNA 204在特定線性規格內工作。尤其是，功率監控裝置206是可選的且並不總是被包括，其可以產生具有某一特性(例如幅度)的參數(例如電壓)，該特性與第一LNA 204的輸出處所接收的RF信號的功率水平有關。如果控制器224確定功率監控信號指示第一LNA 204的輸出處的RF信號的功率等於或高於預定閾值，則控制器224使第一LNA 204的增益降低，使得該功率水平低於預定閾值。而且，該特性改善了可調諧接收器200的線性，因此，改善了可調諧接收器200對幹擾信號的抑制特性。
第一LNA 204的下遊是用來提供鏡像信號、諧波信號、偽信號和其它幹擾信號的抑制(即遏制)的一組跟蹤濾波器208。更具體而言，該組跟蹤濾波器208包括第一可控開關238、多個跟蹤濾波器240、242、244和246以及第二可控開關250。第一可控開關238包括與第一LNA 204的輸出耦合的輸入、分別與多個跟蹤濾波器240、242、244和246耦合的多個輸出、以及從控制和數據總線228接收控制信號的可控輸入，控制和數據總線228控制了開關輸入和任何開關輸出之間的耦合。第二可控開關250包括與跟蹤濾波器240、242、244和246的各個輸出耦合的多個輸入、與第二LNA 210的輸入耦合的輸出，以及從控制和數據總線228接收控制信號的可控輸入，控制和數據總線228控制開關輸出和任何開關輸入之間耦合。
將跟蹤濾波器240、242、244和246中的每一個配置成傳輸獨立的頻道子帶，並充分抑制剩餘的幹擾頻道子帶。例如，可以配置跟蹤濾波器240傳輸從50到150MHz的頻率子帶內的頻道，配置跟蹤濾波器242傳輸從150到350MHz的頻率子帶內的頻道，配置跟蹤濾波器244傳輸從350到650MHz的頻率子帶內的頻道，配置跟蹤濾波器246傳輸從650到878MHz的頻率子帶內的頻道。此外，濾波器240、242、244和246中的每一個可以數字地可調諧成最佳地傳輸位於相應頻率子帶中的特定頻道，同時抑制相應的鏡像信號、諧波、偽信號和其它幹擾信號。例如，跟蹤濾波器246可以數字地調諧成最佳地傳輸中心在700MHz的6MHz寬的頻道，同時充分抑制位於607到613MNz的頻率的鏡像信號和位於697到703的目標頻道之外的其它幹擾信號。此外，通過執行幹擾信號抑制，跟蹤濾波器幫助減小下遊元件的RF信號功率以改善接收器200的線性。某些應用中，可以使用更多或更少的跟蹤濾波器。
在保存在存儲器226中的一個或多個軟體模塊的控制下，控制器224可以通過控制和數據總線228控制第一和第二可控開關238和250，以在所接收的RF信號的路徑中選擇性地耦合期望的跟蹤濾波器。此外，在保存在存儲器226中的一個或多個軟體模塊的控制下，控制器224也可以通過控制和數據總線228數字地調諧所選跟蹤濾波器242，以最佳地傳輸期望頻道中的信號，同時抑制期望頻道之外的鏡像信號、諧波信號、偽信號和其它幹擾信號。這將在下面針對根據本發明的特定的跟蹤濾波器執行方案詳細討論。
跟蹤濾波器組208的下遊是第二LNA 210提供的另一級信號放大。第二LNA增加了所接收信號的功率水平以補償前面跟蹤濾波器級中發生的損耗。此外，第二LNA 210還將RF信號轉換成隨後的降頻轉換級中有用的差分RF信號。
第二LNA 210的下遊是降頻轉換級212，它將所接收的RF信號轉換成中頻(IF)信號，同時還抑制殘留在期望頻道外的鏡像信號、諧波信號、偽信號和其它幹擾信號。降頻轉換級212包括六(6)個混頻器，每個混頻器都具有與第二LNA 210的差分輸出耦合的一對輸入。這六個混頻器還具有分別接收L.O.的不同相位的輸入。例如，混頻器252具有接收相對相位為零(0)度的L.O.信號循環的輸入，混頻器254具有接收相對相位為-45度的L.O.信號循環的輸入，混頻器256和258具有接收相對相位為-90度的L.O.信號循環的輸入，混頻器260具有接收相對相位為-135度的L.O.信號循環的輸入，混頻器262具有接收相對相位為-180度的L.O.信號循環的輸入。混頻器252、254和256的差分輸出耦合到一起並應用於90度移相器264，該移相器264的差分輸出又耦合到求和裝置266的第一輸入。混頻器258、260和262的差分輸出耦合到一起並應用於求和裝置266的第二輸入。或者，可以用多相濾波器代替90度移相器264和求和裝置266。
在典型的常規鏡像抑制混頻器中，使用兩個混頻器，兩個都由本地振蕩器頻率驅動，但相互之間具有90度的相移。兩個混頻器都產生和頻與差頻成分輸出，它們本身相互之間相位差為90度。然後其中一個混頻器輸出相移90度，然後兩個輸出組合(相加)。現在，取決於90度移相器的位置和方向的選擇，要麼兩個混頻器輸出的和頻成分相加(相等且相互同相)且差頻成分相減(相等且相互之間相位差為180度)，要麼兩個混頻器輸出的差頻成分相加且和頻成分相減，由此分別如所期望地傳輸和頻或差頻，以及消除(總體減弱)差頻或和頻。
在一個典型的混頻器中，信號不是與正弦波相乘，而是與方波相乘。這產生期望頻帶的諧波，對後續電路的線性和範圍具有負面影響。在圖2的鏡像抑制混頻器中，包括4個額外的混頻器，如圖所示，每個工作在額外的相移。這些額外的混頻器具有從鏡像抑制混頻器輸出消除某些諧波的效果，避免由這些諧波導致的問題。
降頻轉換級212的下遊是IF陷波器214，它用來去除降頻轉換級212產生的幹擾信號，減小IF信號中的頻道的數目，並減小RF信號的功率水平以改善下遊級的線性。IF陷波器214跨過差分信號耦合在求和裝置266的輸出處。IF陷波器214包括一個串聯共振電路，該電路跨過差分信號線耦合在求和裝置266的輸出處。
IF陷波器214的下遊是由IF放大器216提供的第一級IF信號放大，用以補償降頻轉換級212中發生的損耗，和將在後續IF濾波器級中發生的損耗。IF放大器216包括一對分別耦合到求和裝置266的差分信號輸出的差分信號輸入。IF放大器216還包括差分信號輸出。
第一IF放大器216下遊的是IF帶通濾波器(BPF)218，它為可調諧接收器200執行頻道選擇濾波。IF BPF 218配置成執行所選頻道外的幹擾信號的高度抑制。
IF BPF 218的下遊是由第二IF放大器220提供的第二級IF信號放大，以補償由IF BPF 218進行信號濾波時發生的IF信號的損耗。IF放大器220包括耦合到IF BPF 218的差分信號輸出的差分信號輸入。所選頻道的輸出IF信號在IF放大器220的差分信號輸出處產生。IF放大器220還包括與控制和數據總線228耦合的增益控制輸入，用以控制IF放大器220的增益。這允許IF放大器220的增益被控制，以便輸出IF信號的功率水平被調節。
合成器L.O.222產生降頻轉換級212使用的具有適當相位零(0)度、-45度、-90度、-135度、-180度的L.O.。在保存在存儲器226中的一個或多個軟體模塊和外部控制器的控制下，控制器224能夠通過控制和數據總線228控制合成器L.O.222以基於所選頻道產生適當頻率。控制器224從外部控制器接收指令，並在保存在存儲器226中的一個或多個軟體模塊的控制下執行預期操作。
工作時，控制器224可以從外部控制器接收指令以調諧可調諧接收器200來接收特定頻道。因此，在保存在存儲器226的一個或多個軟體模塊的控制下，控制器224發出指令來設置所接收RF信號路徑中的預選濾波器202中的開關，以選擇期望的頻道帶。而且因此，在保存在存儲器226中的一個或多個軟體模塊的控制下，控制器224發出指令到開關238和250以耦合所接收RF信號的路徑中的合適的跟蹤濾波器240、242、244或246。此外，在保存在存儲器226中的一個或多個軟體模塊的控制下，控制器24數字地調節所選的跟蹤濾波器以優化所選頻道的傳輸，同時充分抑制鏡像信號或其它幹擾信號。而且，響應從外部控制器接收的頻道-選擇命令，在保存在存儲器226中的一個或多個軟體模塊的控制下，控制器224發出指令到合成器L.O.222以產生具有用於所選頻道的適當頻率和相位的L.O.信號。
此外，控制器224還可以從外部控制器接收命令以調整第一LNA204和第二IF放大器220的增益。例如，功率監控裝置206的輸出要麼直接地提供到外部控制器，要麼通過控制器224以及控制和數據總線228提供到外部控制器。如果功率監控裝置206的輸出指示第一LNA204的輸出處的RF信號的功率水平等於或高於預定閾值，則外部控制器可以發送命令到控制器224以降低第一LNA 204的增益。作為響應，在保存在存儲器226中的一個或多個軟體模塊的控制下，控制器224通過控制和數據總線228發出指令到第一LNA 204，以降低它的增益，以便第一LNA 204的輸出處的RF信號的功率水平低於預定閾值。
類似地，如果外部控制器認為IF輸出信號的功率水平不在規格範圍內，則外部控制器發送命令到控制器224以調整第二IF放大器220的增益。作為響應，在保存在存儲器226中的一個或多個軟體模塊的控制下，控制器224通過控制和數據總線228發出指令到第二IF放大器204以調整它的增益，以便輸出IF信號的功率水平處於規格範圍內。
II.跟蹤濾波器設計圖3示出了根據本發明另一個實施例的示例性跟蹤濾波器300的示意圖。跟蹤濾波器300是可以用作可調諧接收器200的跟蹤濾波器240、242、244、246中的任何一個的跟蹤濾波器的一個實例。示例性跟蹤濾波器300是一個共振器型的濾波器。它包括在濾波器300的輸入和輸出端子之間串聯連接的電容器Cseries和電感器Lseries。跟蹤濾波器300還包括與串聯的電容器Cseries和電感器Lseries二者並聯連接的電容器Cparallel。此外，跟蹤濾波器300包括連接在輸入和接地端子之間的第一分路電容器Cshunt1以及連接在輸出和接地端子之間的第二分路電容器Cshunt2。
串聯電容器Cseries和並聯電容器Cparallel都是可變的，即它們的電容可以選擇。如下面詳細討論的，串聯的和並聯的電容器每個都使用交換(switched)電容器陣列來設置電容器的期望電容。串聯電容器Cseries用來設置通帶，即所選頻道，的頻率響應。作為慣例，對於通帶希望最小化跟蹤濾波器的插入損耗和最大化跟蹤濾波器的回波損耗。並聯電容器Cparallel設置鏡像頻帶的頻率響應。作為慣例，對於鏡像頻帶希望最大化跟蹤濾波器的插入損耗。
圖4示出了根據本發明的另一個實施例的示例性跟蹤濾波器400的電路圖。跟蹤濾波器400與跟蹤濾波器300類似，只是濾波器400包括額外的振蕩器，它是第一振蕩器的鏡像，具有公共的Cshunt2。更具體而言，跟蹤濾波器400包括在輸入和中間節點之間串聯連接的第一串聯電容器Cseries和第一串聯電感器Lseries。跟蹤濾波器400還包括連接在輸入和中間節點之間的第一併聯電容器Cparallel，即，它與第一串聯電容器Cseries和第一串聯電感器Lseries並聯。
此外，跟蹤濾波器400還包括在中間節點和輸出之間串聯連接的第二串聯電感器Lseries和第二串聯電容器Cseries。而且，跟蹤濾波器400包括連接在中間節點和輸出之間的第二並聯電容器Cparallel，即它與第二串聯電容器Cseries和第二串聯電感器Lseries並聯。而且，跟蹤濾波器400包括連接在輸入和接地端子之間的輸入分路電容器Cshunt1，連接在中間節點和接地端子之間的中間分路電容器Cshunt2，以及連接在輸出和接地端子之間的輸出分路電容器Cshunt1。
與跟蹤濾波器300類似，第一和第二串聯電容器Cseries以及第一和第二並聯電容器Cparallel是可變的，即它們的電容可以選擇。如下面詳細描述的，串聯和並聯電容器每個都使用交換電容器陣列用以設置期望的電容器的電容。第一和第二串聯電容器Cseries用於設置通帶即所選頻道的頻率響應。作為慣例，對於通帶希望最小化跟蹤濾波器的插入損耗和最大化跟蹤濾波器的回波損耗。並聯電容器Cparallel設置鏡像頻帶的頻率響應。作為慣例，對於鏡像頻帶，希望最大化跟蹤濾波器的插入損耗。
圖5示出了根據本發明另一個實施例的示例性交換電容器陣列(CSA)500的電路圖。如上所述，CSA 500可用作跟蹤濾波器300和400的串聯和並聯電容器。示例性交換電容器陣列500是六(6)位二進位加權的CSA。因此，CSA 500包括六(6)個可選電容器組502-0到502-5，它們相互並聯並跨過公共節點A和B耦合。可選電容器組502-0到502-5通過選擇線D0-5分別可選。
每個電容器組包括從節點A到節點B延伸的串聯路徑，包括第一電容器、例如場效應電晶體(FET)Q的開關器件以及第二電容器。例如，電容器組502-0的串聯路徑包括第一電容器C、PET Q的溝道以及第二電容器C；電容器組502-1的串聯路徑包括第一電容器2C、PETQ的溝道以及第二電容器2C；電容器組502-2的串聯路徑包括第一電容器4C、FET Q的溝道以及第二電容器4C；電容器組502-3的串聯路徑包括第一電容器8C、FET Q的溝道以及第二電容器8C；電容器組502-4的串聯路徑包括第一電容器16C、FET Q的溝道以及第二電容器16C；電容器組502-5的串聯路徑包括第一電容器32C、PET Q的溝道以及第二電容器32C。電容器組502-0到502-5的FET的柵極通過電阻器R分別耦合到選擇線D0-5。電容器組502-0到502-5的PET的源極和漏極分別通過電阻器R和倒相器I耦合到選擇線D0-5。
工作時，當要選擇期望的電容器組時，將相應的選擇線上的信號驅動到邏輯高狀態(例如+3伏特)。因此，FET的柵極上的電壓也近似處於邏輯高電平。相應的倒相器I響應於被驅動到邏輯高狀態的相應選擇線，產生邏輯低狀態(例如0伏特)。這導致在相應的FET的漏極和源極上出現邏輯低電壓(例如0伏特)。FET的漏極和源極上的低邏輯電壓(例如0伏特)和FET的柵極上的高邏輯電壓(例如+3伏特)使FET處於低阻抗模式，由此電學連接了在節點A和B之間串聯的第一和第二電容器，這樣啟動了相應的電容器組。
當要取消選擇期望的電容器組時，將相應選擇線上的信號驅動到邏輯低狀態(例如+0伏特)。因此，FET的柵極上的電壓也近似處於邏輯低電平。相應的倒相器I響應於被驅動到邏輯低狀態的相應選擇線，產生邏輯高狀態(例如，+3伏特)。這樣導致在相應FET的漏極和源極上出現邏輯高電壓(例如+3伏特)。FET的漏極和源極上的高邏輯電壓(例如+3伏特)和FET的柵極上的低邏輯電壓(例如0伏特)使FET處於高阻抗和低電容狀態，由此電學隔離了在節點A和節點B之間串聯的第一和第二電容器，這樣使相應的電容器組失效。
示例性CSA 500的電容器組502-0到502-5提供了可選二進位加權的電容。例如，當選擇電容器組502-0時，其在節點A和B之間提供大約為 的有效電容，當選擇電容器組502-1時，其在節點A和B之間提供大約為C的有效電容，當選擇電容器組502-2時，其在節點A和B之間提供大約為2C的有效電容，當選擇電容器組502-3時，其在節點A和B之間提供大約為4C的有效電容，當選擇電容器組502-4時，其在節點A和B之間提供大約為8C的有效電容，當選擇電容器組502-5時，其在節點A和B之間提供大約為16C的有效電容。這樣，由CSA 500提供的總電容取決於所選電容器組502-0到502-5的獨特組合。
III.校準和調諧跟蹤濾波器的方法如第I部分討論的關於可調諧接收器200的設計，使用跟蹤濾波器以便以最小插入損耗傳輸所選頻道中的信號，以最大插入損耗抑制鏡像頻帶中的信號。此外，因為跟蹤濾波器覆蓋由多個頻道組成的子帶，所以跟蹤濾波器是用電子學方法可調諧成對所選頻道最小化插入損耗並最大化回波損耗，並且對於鏡像頻帶最大化插入損耗。如第II部分討論的關於跟蹤濾波器的設計，在跟蹤濾波器中使用CSA以用電子學方式調整串聯和並聯電容器的電容，以獲得所選頻道和鏡像頻帶的期望的頻率響應。下面描述了校準和調諧跟蹤濾波器以獲得這些目的的獨特方法。
圖6示出了根據本發明的另一個實施例的校準跟蹤濾波器的示例性方法600的流程圖。根據方法600，在相應子帶的最低頻率頻道對跟蹤濾波器的通帶和鏡像頻帶的頻率響應進行測量(框602)。然後，調整與跟蹤濾波器的並聯和串聯電容器相對應的選擇線上的代碼，以優化該濾波器從而提供跟蹤濾波器的通帶和鏡像頻帶的期望規格(方框604)。例如，對於中心頻率為570MHz的最低頻率頻道，這種代碼可以分別是二進位27和二進位63(見圖10)。一個優選實施例中，確定標稱或最可能的代碼，並將用於該IC的最佳代碼和標稱代碼的差寫入到可調諧接收器200的存儲器226，以在調諧跟蹤濾波器時由控制器224使用(方框606)。
在已經確定了對應於最低頻率頻道的代碼之後，在相應子帶的最高頻率頻道對跟蹤濾波器的通帶和鏡像頻帶的頻率響應進行測量(方框608)。然後，調整與跟蹤濾波器的並聯和串聯電容器相對應的選擇線上的代碼，以優化該濾波器，從而提供跟蹤濾波器的通帶和鏡像頻帶的期望規格(方框610)。例如，對於中心頻率為820MHz的最高頻率頻道，這種代碼可以分別是二進位4和二進位1(見圖10)。在已經確定這些代碼後，在該優選實施例中，將用於該IC的最佳代碼和標稱代碼的差寫入到可調諧接收器200的存儲器226，以在調諧該跟蹤濾波器時由控制器224使用(方框612)。
圖7示出了根據本發明的另一個實施例的調諧跟蹤濾波器的示例性方法700的流程圖。根據方法700，控制器224從外部控制器接收命令以將該接收器調諧到所選頻道(方框702)。然後控制器224確定哪一個跟蹤濾波器240、242、244或246覆蓋所選頻道並指示開關238和250將所選跟蹤濾波器耦合到所接收的RF信號的路徑中(方框704)。然後，控制器224執行適當的(可能是非線性的)插值法以確定用於相應的跟蹤濾波器的並聯電容器的代碼(框706)。
然後，控制器224執行另一個預定的非線性插值法以確定用於相應的跟蹤濾波器的串聯電容器的代碼(方框708)。在控制器224確定了用於並聯和串聯電容器的代碼之後，控制器224通過控制和數據總線228發送所述代碼到相應的跟蹤濾波器(方框710)。
圖8示出了根據本發明的另一個實施例的校準跟蹤濾波器的示例性方法800的流程圖。根據方法800，在所選頻道測量跟蹤濾波器的通帶和鏡像頻帶的頻率響應(802)。然後，調整串聯和並聯電容器的選擇線上的代碼，以獲得所選頻道的跟蹤濾波器的通帶和鏡像頻帶的期望頻率響應(方框804)。然後該代碼以查詢表結構或類似結構寫入到存儲器226，以在調諧相應的跟蹤濾波器時由控制器224使用(方框806)。此時，確定了被相應跟蹤濾波器覆蓋的所有頻道的代碼是否已經確定(方框808)。如果沒有，那麼改變所選頻道到其中代碼待確定的頻道(方框810)，方法800返回到方框802。否則，校準跟蹤濾波器的方法800就完成了。
圖9示出了根據本發明另一個實施例的調諧跟蹤濾波器的示例性方法的流程圖。根據方法900，控制器224從外部控制器接收命令以將接收器調諧到所選頻道(方框902)。控制器224然後確定哪個跟蹤濾波器240、242、244和246覆蓋所選頻道並指示開關238和250將該跟蹤濾波器耦合到所接收RF信號的路徑中(方框904)。然後，控制器224在保存在存儲器226的表格狀數據結構(見圖10)中執行查詢，讀取並聯和串聯電容器的相應代碼(方框906)。參考圖10，例如，如果所選頻道中心頻率為760MHz，則控制器224僅讀取與該頻道有關的二進位代碼，例如對於並聯電容器式二進位代碼10，對於串聯電容器是二進位代碼6。讀取代碼之後，控制器224通過控制和數據總線228，將它們發送到跟蹤濾波器(方框908)。
現在參考圖12，可以看見本發明的一個備選實施例。該實施例基本與圖2的實施例相同，只不過低噪聲放大器210的輸出直接轉換到基帶。因為轉換到基帶，不需要擔心鏡像頻率(image frequency)，因此，可以使用簡單的I-Q解調製器或轉換器。混頻器272和274的基準由通過總線228控制的合成器270驅動的本地振蕩器276提供，兩個混頻器272和274被本地振蕩器驅動，彼此相位相差90度以提供同相和正交輸出。這些輸出依次被放大器278和280放大並被低通濾波器282和284過濾，以通過可變增益放大器286和288提供I和Q輸出。或者，混頻器272和274可以是關於圖2的實施例的一般類型的諧波抑制混頻器。
圖13示出了另一個實施例。該實施例與圖12的實施例非常相似，不過基帶信號以數字輸出提供。這樣，該實施例中，可變增益放大器286和288的輸出輸入到一位的sigma-delta轉換器或調製器290和292，並分別被LVDS接口294和296轉換成低電壓差分信號。該實施例中，sigma-delta調製器為可變增益放大器286和288提供自動增益控制信號。本地振蕩器296還為低電壓數位訊號輸出提供定時參考。或者，可以使用其它模擬-數字轉換技術，例如，用流水線模擬-數字轉換器代替sigma-delta轉換器290和292。
用於本發明的集成程度可以按期望改變。例如，整個接收器可以位於單個集成電路上。然而，各種部件可以是分立的形式，電路的其它部分是集成電路形式。例如，電感中的一個和多個，可能包括所有電感器，可以是晶片外的分立形式，例如以表面安裝器件或以例如印刷電路板上的印刷電感器的形式實現。一個實施例中，預選濾波器的一個電感器以LGA(land grid array，岸面柵格陣列)封裝上的印刷電感器實現，另兩個電感器和接收器的其它部分在晶片上實現，使得整個接收器在單個塑料封裝中提供。另一個實施例中，跟蹤濾波器、混頻器、第一多個開關和第二多個開關、控制器和存儲器都在單個集成電路上。可以按要求使用很多其它變形方案。
前面的說明中，已參考特定實施例描述了本發明。不過很明顯，可以在不偏離本發明更寬的精神和範圍條件下做出各種修改和改變。相應地，說明和附圖被認為是示意而不是限制意思。
權利要求
1.在可調諧接收器中，改進包括多個跟蹤濾波器，每個跟蹤濾波器具有輸入和輸出，每個跟蹤濾波器具有中心頻率，該中心頻率在相應的頻率範圍是數字可調諧的。混頻器；第一多個開關，每個都耦合到相應跟蹤濾波器的輸入以將RF信號耦合到所選的一個跟蹤濾波器；第二多個開關，每個都耦合到相應跟蹤濾波器的輸出，以將來自該所選的一個跟蹤濾波器的RF信號耦合到混頻器，從而將該RF頻率轉換到預定頻率。
2.權利要求1的改進，其中預定頻率是I F頻率。
3.權利要求1的改進，其中預定頻率是基帶頻率。
4.權利要求1的改進，進一步包括耦合到所述第一和第二多個開關以及所述多個跟蹤濾波器的控制器，該控制器響應於控制指令來根據相應控制指令選擇和調諧任何一個跟蹤濾波器。
5.權利要求4的改進，其中每個跟蹤濾波器包括多個調諧元件，每個可接入跟蹤濾波器電路或與其斷開，控制器也被耦合以控制調諧元件接入每個相應的跟蹤濾波器電路或與其斷開，控制器通過響應於相應的控制指令使調諧元件接入相應的跟蹤濾波器電路或與其斷開，調諧每個相應的跟蹤濾波器。
6.權利要求5的改進，進一步包括存儲預定跟蹤濾波器校準信息的存儲器，控制器響應於相應的控制指令、根據預定跟蹤濾波器校準信息，控制調諧元件接入相應跟蹤濾波器電路和與其斷開。
7.權利要求6的改進，其中該多個跟蹤濾波器、混頻器、第一多個開關、第二多個開關以及存儲器位於單個集成電路上。
8.權利要求6的改進，其中跟蹤濾波器是電感-電容跟蹤濾波器，且其中調諧元件是電容。
9.權利要求8的改進，其中電容值是二進位級數。
10.權利要求9的改進，其中跟蹤濾波器、混頻器、第一多個開關、第二多個開關以及存儲器位於單個集成電路上。
11.權利要求9的改進，其中電感是分立的元件，跟蹤濾波器的其它部分、混頻器、第一多個開關、第二多個開關以及存儲器位於單個集成電路上。
12.權利要求1的改進，其中跟蹤濾波器是配置成傳輸所選頻道的頻率並抑制所選頻道的鏡像頻率的濾波器。
13.權利要求12的改進，其中混頻器是鏡像抑制混頻器。
14.權利要求13的改進，其中將鏡像抑制混頻器配置成也抑制本地振蕩器的諧波導致的信號的不希望有的轉換。
15.權利要求1的改進，其中預定頻率是基帶頻率，且跟蹤濾波器是帶通濾波器，用於傳輸所選頻道的頻率，抑制所選頻道之外的頻率。
16.權利要求15的改進，其中混頻器配置成抑制預定諧波。
17.權利要求1的改進，其中混頻器是鏡像抑制混頻器，並進一步包括耦合到控制器的本地震蕩器，該控制器響應於控制指令控制本地振蕩器的頻率，以提供與跟蹤濾波器的調諧無關的鏡像抑制混頻器的預定IF輸出。
18.權利要求17的改進，進一步包括存儲預定跟蹤濾波器校準信息的存儲器，控制器響應於相應的控制指令、根據預定跟蹤濾波器校準信息，來控制調諧元件接入相應的跟蹤濾波器電路或與其斷開。
19.權利要求18的改進，其中跟蹤濾波器是電感-電容濾波器，且其中除了電感的跟蹤濾波器、鏡像抑制混頻器、第一多個開關、第二多個開關、控制器、本地振蕩器以及存儲器位於單個集成電路上。
20.權利要求19的改進，其中電感中的至少一個位於單個集成電路上。
21.權利要求19的改進，其中電感中的至少一個是印刷電路板上的印刷電感。
22.一種電視接收器，包括預選濾波器，該預選濾波器可調諧以傳輸VHF頻率並抑制UHF頻率，或傳輸UHF頻率並抑制VHF頻率；第一和第二多個開關；多個跟蹤濾波器，每個跟蹤濾波器具有輸入和輸出，每個跟蹤濾波器具有在相應頻率範圍可數字調諧的中心頻率，用於傳輸選定電視頻道並抑制電視頻道鏡像頻率；鏡像抑制混頻器；與混頻器耦合的本地振蕩器；以及控制器；該第一多個開關每個都耦合到相應跟蹤濾波器的輸入；該第二多個開關每個都耦合到相應跟蹤濾波器的輸出，以可控地將跟蹤濾波器之一的輸出耦合到混頻器；控制器耦合到預選濾波器和第一和第二多個開關、該多個跟蹤濾波器和本地振蕩器，並響應於頻道選擇控制指令調諧相應的跟蹤濾波器，以傳輸電視RF信號通過相應的預選濾波器、該相應的跟蹤濾波器和混頻器，以將該頻道選擇的RF頻率變換到預定的IF頻率。
23.權利要求22的接收器，其中該接收器位於單個集成電路上。
24.權利要求22的接收器，其中跟蹤濾波器包括具有一個或多個分立電感的電感-電容濾波器，其中該接收器的其它部分位於單個集成電路上。
25.權利要求22的接收器，其中預選濾波器的輸出通過放大器耦合到第一多個開關的輸入，第二多個開關的輸出通過第二放大器耦合到鏡像抑制混頻器。
26.權利要求22的接收器，其中每個跟蹤濾波器包括電感-電容濾波器，該電感-電容濾波器具有多個可選電容並可通過將這些電容中的一個或多個耦入該跟蹤濾波器來調諧，該接收器還包括存儲跟蹤濾波器的預定校準信息的存儲器，所述控制器響應於頻道選擇控制信號、使用預定校準信息調諧相應跟蹤濾波器。
27.權利要求26的接收器，其中該接收器位於單個集成電路上。
28.權利要求27的接收器，其中與每個跟蹤濾波器相關的電容具有二進位級數的電容值。
29.權利要求26的接收器，其中跟蹤濾波器包括一個或多個分立的電感，其中接收器的其它部分位於單個集成電路上。
30.權利要求29的接收器，其中與每個跟蹤濾波器相關的電容具有二進位級數的電容值。
31.一種操作電視接收器的方法，包括提供頻道選擇控制指令到集成電路，並響應於控制指令，在該集成電路上；根據頻道選擇控制指令選擇的頻道，數字地調諧相應的跟蹤濾波器；設置耦合到混頻器的本地振蕩器的頻率以將對應於所選頻道的RF頻率變換到預定的中頻；將電視RF信號引導到該相應的跟蹤濾波器；以及將該相應的跟蹤濾波器的輸出與本地振蕩器的頻率混頻，以將所選頻道的RF頻率變換到中頻。
32.權利要求31的方法，其中調諧該相應的跟蹤濾波器以抑制所選頻道的鏡像頻率。
33.權利要求32的方法，其中使用鏡像抑制混頻器混頻該相應跟蹤濾波器的輸出與本地振蕩器的頻率。
34.權利要求33的方法，其中鏡像抑制混頻器配置成抑制某些諧波。
35.權利要求33的方法，其中通過將一個或多個電容器接入跟蹤濾波器電路來調諧該相應跟蹤濾波器。
36.權利要求35的方法，其中電容器具有二進位級數的電容。
37.權利要求35的方法，其中響應於頻道選擇指令、根據存儲在集成電路中的預定跟蹤濾波器校準數據，來調諧該相應跟蹤濾波器。
38.權利要求31的方法，進一步包括在將電視RF信號引導到該相應的跟蹤濾波器之前，響應於頻道選擇指令對電視RF信號進行濾波以抑制UHF或VHF頻率。
39.權利要求35的方法，其中跟蹤濾波器是使用一個或多個不在集成電路上的分立電感器的電感-電容濾波器。
40.權利要求35的方法，其中跟蹤濾波器是集成電路上的電感-電容濾波器。
41.一種操作電視接收器的方法，包括向集成電路提供頻道選擇控制指令，並響應於控制指令，在該集成電路上；通過將一個或多個電容器接入相應跟蹤濾波器電路，數字地調諧相應的跟蹤濾波器以傳輸所選頻道的頻率並抑制鏡像頻率；設置耦合到混頻器的本地振蕩器的頻率，以將對應於所選頻道的RF頻率變換到預定的中頻；根據所選頻道是VHF還是UHF頻道，對電視RF信號進行濾波以分別抑制UHF或VHF頻率；將濾波後的電視RF信號引導到該相應的跟蹤濾波器；以及將該相應的跟蹤濾波器的輸出與本地振蕩器的頻率混頻，以將所選頻道的RF頻率變換到中頻並抑制鏡像頻率。
42.權利要求41的方法，其中由鏡像抑制混頻器執行所述混頻。
43.權利要求42的方法，其中鏡像抑制混頻器配置成抑制某些諧波。
44.權利要求41的方法，其中電容器具有二進位級數的電容。
45.權利要求41的方法，其中響應於頻道選擇指令、根據存儲在集成電路上的預定跟蹤濾波器校準數據，調諧該相應跟蹤濾波器。
46.權利要求41的方法，其中跟蹤濾波器是使用一個或多個不在集成電路上的分立電感器的電感-電容濾波器。
47.權利要求41的方法，其中跟蹤濾波器是集成電路上的電感-電容濾波器。
全文摘要
公開了一種可調諧接收器，包括多個選擇濾波器，執行初始頻帶選擇；可變增益低噪聲放大器(LNA)，它的增益可控以防止它的輸出功率水平超出預定功率閾值；多個數字可調諧跟蹤濾波器，傳輸所選頻道的信號並抑制對應鏡像頻帶中的信號；第二LNA，進一步放大接收的RF信號並產生差分信號輸出；降頻轉換級，其轉換接收的RF信號到IF信號同時抑制鏡像頻帶中的信號；IF陷波器，進一步抑制降頻轉換級輸出中存在的多餘信號；IF放大器，放大IF信號以補償損耗；IF濾波器，提供頻帶選擇和抑制多餘信號；以及可變增益IF放大器，放大IF信號和維持它的功率水平在規格內。
文檔編號H03J5/24GK1860691SQ200480028407
公開日2006年11月8日 申請日期2004年7月22日 優先權日2003年7月30日
發明者M·G·維特, J·D·比爾克蘭德, F·P·普雷斯特雷爾斯基 申請人:馬克西姆綜合產品公司