專利名稱：在單片集成電路中實現(xiàn)接收機功能的方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及接收機領(lǐng)域，尤其是涉及在單片集成電路中集成完整接收機。
背景技術(shù)：
一般來說，電視包括許多電路，它們把射頻電視信號進(jìn)行解調(diào)，以產(chǎn)生視頻和聲音信號。視頻和聲音信號各自為形成電視圖像和聲音提供了必要的信息。超高頻(“UHF”)/甚高頻(“VHF”)調(diào)諧器是電視接收機中一種類型的電路。一般來說，UHF/VHF調(diào)諧器接收包括多個頻道的射頻(“RF”)電視信號。頻道在一個載頻上進(jìn)行調(diào)制。載頻頻率可以在UHF頻譜或者VHF頻譜中。對電視進(jìn)行設(shè)定或調(diào)諧，以接收一個特定的頻道(例如，頻道2)。U/V調(diào)諧器處理基于選定頻道的RF電視信號，并產(chǎn)生一個中間頻率(“IF”)。在美國，電視接收機使用的中間頻率設(shè)定在45.75Mhz頻率。
電視接收機同樣包括執(zhí)行中間頻率處理的電路。這些IF電視電路典型地采用了表面聲波(“SAW”)濾波器。SAW濾波器在解調(diào)之前(即，在提取視頻和音頻信號前)調(diào)節(jié)IF信號。SAW濾波器拒絕或抑制與所期望頻道(即，選定頻道)相鄰的頻道有關(guān)的能量頻帶。為了這一目的，SAW濾波器提供了用于IF信號的一個奈奎斯特斜率帶通響應(yīng)。
典型地是，聯(lián)邦通訊委員會的規(guī)定強制接收機工作在較高的中間頻率上，以降低設(shè)備的EMI發(fā)射。正由于此，現(xiàn)有技術(shù)的電視接收機工作在45.75Mhz的中間頻率上。處理45.75Mhz的中間頻率要求使用一個外部表面聲波(“SAW”)濾波器(即，電視調(diào)諧器集成電路外部)。如果使用了外部SAW濾波器，將集成電路調(diào)諧器連接到外部SAW的電導(dǎo)線將會有輻射。由于這種輻射的發(fā)射，接收機必須遵守聯(lián)邦通訊委員會的規(guī)定，同時，接收機必須處理45.75Mhz中間頻率上的信號。
所以，迫切希望開發(fā)一種不需要外部SAW濾波器的電視接收機。同樣，也希望開發(fā)一種在單個集成電路芯片上實現(xiàn)的電視接收機。

發(fā)明內(nèi)容
單片集成電路包括一個調(diào)諧器和一個SAW濾波器函數(shù)。調(diào)諧器接收一個射頻(RF)電視信號。RF電視信號包括從55Mhz到880Mhz的基頻范圍。調(diào)諧器把RF電視信號向下變換成具有低基頻的一個中間頻率(IF)電視信號。在一種實施方式中，與調(diào)諧器連接的SAWF濾波器在IF電視信號上執(zhí)行SAW濾波器函數(shù)。在另一種實施方式中，SAWF濾波器在基帶上實現(xiàn)。在一種實施方式中，單片集成電路包括一個處理IF電視信號，產(chǎn)生視頻電視信號和音頻電視信號的IF處理器。


圖1是示意本發(fā)明的單片集成電路接收機的一種實施方式的方框圖。
圖2是示意用于單片集成電路接收機的一種實施方式的方框圖。
圖3是示意集成電路接收機中雙倍向下變換的一種實施方式的方框圖。
圖4a是示意根據(jù)單片集成電路接收機的一種實施方式的第一和第二向下變換的頻帶圖。
圖4b示意了第二向下變換的頻帶圖。
圖5示意了用于集成電路接收機的三倍向下變換的實施例。
圖6是示意第二向下變換電路的可變頻率輸入的一種實施方式的頻帶圖。
圖7示意了第二中間頻率和第三本機振蕩器的混合，以產(chǎn)生第三中間頻率信號。
圖8示意了在接收機集成電路中實現(xiàn)分立濾波器的一種實施方式。
圖9示意了配置集成電路接收機中的可選分立濾波器的一種實施方式。
圖10示意了分立濾波器之中的相對跟蹤。
圖11a和11b示意了集成電路接收機的分立濾波器的一個等效電路。
圖12示意調(diào)諧器輸入電路的一種實施方式。
圖13是示意集成電路接收機的調(diào)諧的一種實施方式的方框圖。
圖14示意用于調(diào)諧集成電路接收機的電容器和電阻器的范圍。
圖15示意用于控制集成電路接收機中信號增益的一種實施方式。
圖16示意根據(jù)一種實施方式的第二和第三階反饋回路的等效電路，該實施方式用于實現(xiàn)集成電路接收機中的AGC。
圖17示意本發(fā)明的一些實施方式中所使用的奈奎斯特濾波器1705的較詳細(xì)視圖。
圖18提供奈奎斯特濾波器的一部分的輸出響應(yīng)。
圖19提供奈奎斯特濾波器的一部分的輸出響應(yīng)。
圖20示意帶通濾波器部件的頻率響應(yīng)和陷波濾波器部件的頻率響應(yīng)。
圖21示意帶通濾波器的頻率響應(yīng)。
圖22示意一個通頻帶，它是多重濾波器的頻率響應(yīng)的組合。
圖23示意陷波濾波器的頻率響應(yīng)。
圖24示意帶通濾波器的頻率響應(yīng)。
圖25示意帶通濾波器的頻率響應(yīng)。
圖26示意奈奎斯特濾波器的頻率特征。
圖27示意帶通濾波器的頻率響應(yīng)。
圖28示意帶通濾波器的頻率響應(yīng)。
圖29示意奈奎斯特濾波器的一部分的頻率特征。
圖30示意一個結(jié)合本發(fā)明的濾波器的接收機的一種實施方式的方框圖。
圖31示意電視接收機中的U/V調(diào)諧器的一種實施方式的方框圖。
圖32示意U/V調(diào)諧器的另一種實施方式的方框圖。
圖33示意由奈奎斯特斜率濾波器的一種實施方式實現(xiàn)的頻率響應(yīng)。
圖34示意本發(fā)明的解調(diào)器電路的一種實施方式。
圖35示意低通濾波器和奈奎斯特斜率濾波器的總響應(yīng)曲線的一種實施方式。
圖36是示意利用LC成組濾波器的電視調(diào)諧器的一種實施方式的方框圖。
圖37示意用于實現(xiàn)電視調(diào)諧器的LC成組濾波器的一種實施方式的方框圖。
圖38a示意LC濾波器組中使用的電感(L)組的一種實施方式。
圖38b示意本發(fā)明的LC濾波器組中使用的電容組的一種實施方式。
圖39a和39b是示意用于VHF頻譜中一個頻道的LC濾波器組的調(diào)諧的一種實施方式的流程圖。
圖40示意從N碼中選擇電感器組中的電感的一種實施方式。
圖41示意用于選定L組的電感的不同電阻。
圖42是示意LC組濾波器的中心頻率與作為M碼函數(shù)的總電容之間關(guān)系的一個圖表。
圖43表示選擇的M碼和用于N碼各種組合的中心頻率之間的關(guān)系。
圖44表示了電容信息，以及在VHF調(diào)諧時的C組中選擇電容器的M碼。
圖45顯示C組選定的電容的各種電阻。
圖46a和46b是對用于UHF頻譜的一個頻道的LC濾波器組進(jìn)行調(diào)諧的一種實施方式。
圖47顯示在UHF調(diào)諧的電容器組中選擇電容器的一種實施方式。
圖48是示意LC組濾波器的中心頻率與作為N-1碼函數(shù)的總電感之間關(guān)系的圖表。
圖49描述選定的N-1編碼和用于M碼各種組合的中心頻率之間的關(guān)系。
圖50a和b顯示用于在UHF調(diào)諧過程中選擇L組中的電感器的信息。
圖51示意C組的選定電容的不同電阻。
圖52是一個時序圖，顯示根據(jù)一種實施方式用于調(diào)諧LC濾波器組的時序。
圖53示意LC濾波器組的調(diào)諧的一種實施方式中所使用的函數(shù)比較器電路的一種實施方式。
圖54示意圖53的函數(shù)比較器電路中所使用的計算器的一種實施方式。
圖55示意LC濾波器組的一種實施方式的數(shù)個頻率響應(yīng)。
具體實施例方式
2001年10月16日申請的題為“在單片集成電路中實現(xiàn)接收機功能的方法與裝置”的美國第60/329,797號臨時專利申請的公開特此結(jié)合在此作為參考。
單一式單片集成電路芯片完全地集成一個完整的電視接收機。在一種實施方式中，單片集成電路包括集成了SAW濾波器函數(shù)的一個超高頻(“UHF”)和一個甚高頻(“VHF”)調(diào)諧器。在其它實施方式中，單片集成電路進(jìn)一步包括與處理電視或具有信息內(nèi)容的其它類型信號有關(guān)的中間頻率(“IF”)處理。在一種實施方式中，集成電路接收機采用一個具有雙倍或三倍向下變換的超外差結(jié)構(gòu)。接收機集成電路接收作為單輸入的射頻(“RF”)，然后，反過來產(chǎn)生作為輸出的復(fù)合視頻基帶信號(“CVBs”)、AF輸出、MPX輸出。
圖1是示意本發(fā)明的單片集成電路接收機的一種實施方式的方框圖。如圖1所示，單片集成電路50接收一個作為輸入的電視RF信號，然后產(chǎn)生作為輸出的電視視頻和音頻信號。因此，從接收電視RF信號到生成輸出的視頻和音頻成分的所有函數(shù)都在單片集成電路50內(nèi)實現(xiàn)。對于這一實施方式，單片集成電路50包括超高頻和甚高頻(“U/V”)調(diào)諧器60，SAW濾波器65，和IF處理器70。U/V調(diào)諧器把RF電視信號向下變換為中間頻率電視信號。特別是，U/V調(diào)諧器把RF電視信號向下變換為一個適合在SAW濾波器中處理的基頻，該SAW濾波器被完全集成在硅中。這里所使用的術(shù)語“基頻”意思就是RF或IF信號的中心或載波頻率。例如，如果輸入的RF信號的載波頻率是880Mhz，信號的基頻就是880Mhz，該信號包括一個頻帶的信號。
在一種實施方式中，U/V調(diào)諧器60把RF電視信號55向下變換為10Mhz的基本中間頻率。在另一種實施方式中，U/V調(diào)諧器60把RF電視信號55向下變換為13Mhz的基本中間頻率。然而，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以使用其它IF頻率(例如，13Mhz)。例如，可以使用適合在硅中的SAW濾波器處理的任何IF頻率。硅SAW濾波器65的輸出被輸入到IF處理器70。IF處理器70解調(diào)IF電視信號，以在那恢復(fù)視頻和音頻部分。IF處理器所執(zhí)行的功能是眾所周知的，實際上，IF處理器70用來表現(xiàn)能夠解調(diào)IF電視信號，以恢復(fù)視頻和音頻成分的廣泛種類的接收機。
單片集成電路允許實現(xiàn)在硅中的SAW濾波器函數(shù)，因為中間頻率已經(jīng)被降低(例如，10或13Mhz)。典型地，聯(lián)邦通訊委員會的規(guī)定強制接收機在較高的中間頻率工作，以降低來自設(shè)備的EMI發(fā)射。正由于此，已有技術(shù)的接收機工作在45.75Mhz的中間頻率。45.75Mhz中間頻率的處理要求使用一個外部表面聲波(“SAW”)濾波器(即，電視調(diào)諧器集成電路的外部)。如果使用了外部SAW濾波器，將集成電路調(diào)諧器與外部SAW濾波器連接的電導(dǎo)線將會有輻射。由于這種輻射，接收機必須遵守FCC(聯(lián)邦通訊委員會)的規(guī)定，接收機必須處理45.75Mhz中間頻率上的信號。
本發(fā)明的單片集成電路不包括輸入/輸出(I/O)插孔，其引進(jìn)外接于集成電路芯片的調(diào)諧器的IF信號。此外，由于調(diào)諧器和SAW濾波器被集成到一個單一式單片集成電路中，所以本發(fā)明的單片集成電路接收機不要求集成電路調(diào)諧器與SAW濾波器之間的外部導(dǎo)線。因此，由于沒有來自于單片集成電路的輻射，所以降低SAW濾波器的中間頻率輸入。反過來，這允許在純硅中集成SAW濾波器。
單片集成電路接收機加入了一個閉環(huán)交替生成(“AC”)電路。閉合AC電流電路保護(hù)在集成電路上傳送的信號，以防發(fā)射到集成電路外部。集成電路的這個特點還使在適合實現(xiàn)在硅中的SAW濾波器函數(shù)的頻率上處理中間頻率電視信號變得容易。
圖2是示意單片集成電路接收機的一種實施方式的方框圖。如圖2所示，通過天線或同軸電纜，在RF輸入110接收諸如電視信號的RF信號。集成電路接收機包括第一向下變換電路，該電路又包括濾波器組I(115)、混頻器120和本機振蕩器120。第一向下變換電路把在輸入RF信號的高頻率范圍的RF信號，變換為第一個中間頻率。第二向下變換電路包括濾波器組II130、混頻器135和本機振蕩器140，它變換輸入RF信號的下頻率范圍的信號，也進(jìn)一步把第一中間頻率的信號(即，來自第一向下變換電路的向下變換了的信號)向下變換為第二中間頻率。對于集成電路接收機100的這個實施方式，在IF處理之前，第三向下變換電路把第二IF信號向下變換為第三固定IF信號。特別是，濾波器組III136和混頻器138把第二IF頻率變換為第三中間頻率。在一種實施方式中，第三中間頻率被設(shè)定為10Mhz或13Mhz。
一般來說，對于向下變換電路來說，過濾信號(即，RF或IF信號)以衰減預(yù)定頻帶的頻率。然后，濾波信號被輸入到混頻器，如雙平衡混頻器。雙平衡混頻器包括RF輸入、本機振蕩器(“LO”)輸入和IF輸出。眾所周知，混頻器在IF端口生成一個信號，該信號的頻率成分包括(RF+LO)和(RF-LO)的組合，被稱為第一階成分，還包括第一階成分與RF和LO成分的組合(第二階部分)。依次，第一階成分、第二階成分以及原始RF和LO信號進(jìn)一步混合，生成第三階部分，等等。向下變換電路中的濾波器(115，130和136)對干擾信號的信息頻帶的混頻器輸出的那些部分進(jìn)行衰減。IF處理器150由視頻檢測器155和聲音檢測器160組成，它接收來自SAW濾波器145的輸入。如圖2所示，檢測器155生成VCBS信號，同時，聲音檢測器160生成AF輸出和MPX輸出信號。
圖3是示意集成電路接收機中的第一和第二向下變換電路的一種實施方式的方框圖。如圖3所示，RF信號被輸入到U/V調(diào)諧器。在本實施方式中，RF電視信號有一個在55Mhz到880Mhz范圍內(nèi)的單一基頻。RF信號頻率范圍被分成一個上頻率范圍(“RF/H”)和一個下頻率范圍(“RF/L”)。在本實施方式中，上頻率范圍包括220Mhz與880Mhz之間的基頻，同時，RF信號的下頻率范圍包括55Mhz與220Mhz之間的基頻。如下面較完全地描述，RF信號的上頻率范圍的處理不同于RF信號的下頻率范圍的處理。
在本實施方式中，第一向下變換電路包括濾波器組I(210)、本機振蕩器220和混頻器240。第一向下變換電路用于處理上頻率范圍的RF電視信號(例如，220Mhz到880Mhz)。特別是，第一向下變換電路把220Mhz到880Mhz范圍內(nèi)的輸入RF電視信號變換為55Mhz到220Mhz范圍的信號。這導(dǎo)致了4比1的向下變換。例如，如果輸入RF電視信號包括一個880Mhz的基頻，第一向下變換電路就把880Mhz的RF信號變換為220Mhz的第一中間頻率信號。類似地，如果輸入RF信號包括一個220Mhz的基頻，然后第一向下變換電路就生成具有55Mhz基頻的第一中間頻率信號。
圖4a是示意根據(jù)單片集成電路接收機的一種實施方式的第一和第二向下變換的頻帶圖。如圖4a所示，RF信號的頻率的頻帶范圍從55Mhz到880Mhz。RF頻帶被變換為IF1頻帶(55Mhz到220Mhz)。為了變換頻率范圍，本機振蕩器220(圖3)生成一個可變本機振蕩器信號。如圖4a所示，本機振蕩器信號具有165Mhz到660Mhz的頻率范圍。例如，如果輸入RF信號有880Mhz的基頻，然后調(diào)諧本機振蕩器220，生成一個660Mhz的信號，在220Mhz的混頻器240的輸出產(chǎn)生第一中間頻率。
圖4a的頻帶圖還示意了鏡像信號的頻率范圍，被稱作f1。鏡像信號f1是混頻器240的一個產(chǎn)物(也就是說，鏡像信號f1來自于RF信號與本機振蕩器220的本機振蕩器信號的混合)。例如，具有880Mhz基頻的RF輸入信號與具有660Mhz頻率的本機振蕩器混合，產(chǎn)生220Mhz的第一諧波(RF(880Mhz)-LO(660Mhz)＝220Mhz)。依次，這個集中在220Mhz的第一諧波與660Mhz的本機振蕩器頻率混合，產(chǎn)生440Mhz的鏡像，如圖4的頻帶圖(220Mhz+440Mhz＝660Mhz)所示。圖像頻率要求對電路的正常操作的抑制。
對于圖3的實施方式，作為濾波器組I(210)的一部分，第一向下變換電路包括陷波濾波器211、陷波濾波器212和帶通濾波器215。帶通濾波器215是基于輸入RF信號頻率調(diào)諧的。對于本實施方式，陷波濾波器211和212是基于RF信號的輸入頻道調(diào)諧的。在本實施方式中，調(diào)諧陷波濾波器211和212，以過濾110Mhz到440Mhz頻率范圍的RF信號(也就是，圖像頻率f1的頻帶)。陷波濾波器211和212衰減圖像頻率的RF信號。陷波濾波器211和212輸出的RF信號被輸入到帶通濾波器215。帶通濾波器212被選擇性地調(diào)諧，以在220Mhz到880Mhz范圍的中心頻率，過濾輸入RF信號的基頻。
圖5示意集成電路接收機的三倍向下變換的一個實施例。頻率的第一頻譜，如圖5中的標(biāo)號510所示，示意一個實例輸入頻率(例如，電視頻道)的第一向下變換。特別地，對于這個實施例，RF信號有一個800Mhz的中心頻率，本機振蕩器有一個600Mhz的中心頻率。RF和LO信號產(chǎn)生圖像頻率f1，集中在400Mhz左右。對于這個實施例，在混頻器240的混合之前，陷波濾波器211和212(圖3)衰減中心頻率為400Mhz的RF信號。頻率的第二頻譜，如圖5中的標(biāo)號520所示，示意第二實例頻道的第一向下變換(例如，電視頻道)。對于第二個實例，輸入RF信號有400Mhz的中心頻率，本機振蕩器有300Mhz的中心頻率，產(chǎn)生一個集中在200Mhz左右的圖像頻率。因此，對于這個實例，在混頻器240的混合之前，陷波濾波器211和212(圖3)被調(diào)諧，以衰減中心頻率為200Mhz的RF信號。由于在陷波濾波器211和212中中心頻率上信號的衰減，所以從混頻器240輸出的第一中間頻率的圖像成分受到抑制，為信號成分產(chǎn)生合適的信噪比。
混頻器240的輸出、第一中間頻率信號和集成電路的RF輸入被輸入到開關(guān)250(圖3)。開關(guān)250被配置為單極雙擲開關(guān)。在一種實施方式中，控制該開關(guān)從“調(diào)諧信息”輸入到集成電路。當(dāng)集成電路接收機200被調(diào)諧，以處理在RF信號范圍的上部的信號(例如，220Mhz到880Mhz)時，然后開關(guān)250把混頻器240的輸出連接到第二向下變換電路?？蛇x擇地，當(dāng)集成電路接收機200被調(diào)諧，以處理在RF信號范圍的下部頻率的信號(例如，55Mhz到220Mhz)時，然后開關(guān)250把輸入RF信號連接到第二向下變換電路。因此，來自輸入RF信號頻率的下范圍和第一中間頻率的信號被輸入到具有一個頻率范圍的第二向下變換電路(也就是，第二向下變換電路的輸入是可變的)。這個產(chǎn)生可變中間頻率的結(jié)構(gòu)，允許使用變換第一中間頻率和下頻帶的輸入RF信號的第二向下變換電路。
圖6是示意第二向下變換電路的可變頻率輸入的一種實施方式的頻帶圖。如圖6所示，上頻帶的輸入RF信號，在圖6中被稱作RF/高，從880Mhz到220Mhz的頻率范圍變換為220Mhz到55Mhz的第一中間頻率范圍。如圖6所示，220Mhz-55Mhz的第一中間頻率范圍對應(yīng)于下頻帶的輸入RF信號(即，220Mhz-55Mhz)。
第二向下變換電路的一種實施方式如圖3所示。對于這個實例，作為濾波器組II，向下變換電路包括可調(diào)陷波濾波器260，可調(diào)陷波濾波器265，可調(diào)帶通濾波器270，可調(diào)本機振蕩器290和混頻器280?？烧{(diào)本機振蕩器290進(jìn)一步包括本機振蕩器295和帶通濾波器285。第二向下變換電路把55Mhz到220Mhz的頻帶(RF信號的下頻帶或第一中間頻率)變換為40Mhz。
圖4b的頻帶圖示意第二向下變換。特別是，頻帶圖示意利用95Mhz到260Mhz的本機振蕩器中心頻率，對輸入RF信號的下頻帶或第一中間頻率進(jìn)行的頻率變換。除了40Mhz的期望中心頻率，混頻器280的輸出(圖3)產(chǎn)生135Mhz到300Mhz的圖像頻譜成分?；祛l器280的輸入信號要求圖像頻率的衰減。
類似于第一向下變換電路，陷波濾波器260和265被調(diào)諧，以過濾圖像頻率的信號。如圖4b的頻帶圖所示，圖像成分的中心頻率在135Mhz到300Mhz的范圍內(nèi)。例如，如果輸入RF信號有一個880Mhz或220Mhz的中心頻率，圖像的中心頻率就是300Mhz。帶通濾波器260被調(diào)諧，以對輸入過濾器的信號的中心頻率左右的期望頻帶進(jìn)行過濾。例如，如果輸入RF信號有一個880Mhz或220Mhz的中心頻率，帶通濾波器260就對220Mhz的中心頻率左右的信號進(jìn)行過濾。
圖5進(jìn)一步示意集成電路接收機的第二向下變換的一個實施例。頻率的第三頻譜，如圖5中的標(biāo)號530，示意對實例頻道的第二向下變換。特別是，對于這個實施例，輸入RF或第一中間頻率有一個200Mhz的中心頻率，同時，本機振蕩器有一個260Mhz的中心頻率。RF和LO信號產(chǎn)生一個集中在300Mhz左右的圖像頻率。對于這個實施例，在混頻器280的混合之前，陷波濾波器260和265(圖3)衰減中心頻率為300Mhz的IF信號。頻率的第四頻譜，如圖5中的標(biāo)號540，示意第二向下變換后的第二中間頻率信號。
在集成電路接收機的一種實施方式中，執(zhí)行第三向下變換。在本實施方式中，第三向下變換電路包括濾波器組III(136)，混頻器138，和本機振蕩器3(“LO3”)142(圖2)。第三向下變換電路接收第二中間頻率為40Mhz的信號。在一種實施方式中，在輸入到一個復(fù)合奈奎斯特濾波器之前，執(zhí)行第三向下變換。
圖15是示意集成電路接收機的一種實施方式的方框。如圖15所示，濾波器組3接收IF2信號，然后為輸入到第三混頻器1540的IF2信號進(jìn)行過濾。濾波器組3包括兩個陷波(或陷波(trap))濾波器(1510和1520)和一個帶通濾波器1530。兩個陷波濾波器(1510和1520)衰減“鏡像”頻率2fp+f3的IF2信號。正如下文所解釋的，f3頻率補償圖像載頻fp中的變化。第三混頻器(1540)在接收RF輸入的過濾的IF2信號，并接收在LO輸入的本機振蕩器信號f3x+fp?；祛l器1540的IF輸出產(chǎn)生IF3信號，具有集中于一個固定頻率(例如，10Mhz或13Mhz)左右的基頻。
在一種實施方式中，利用兩個回路執(zhí)行第三向下變換。在第一回路中，在復(fù)合SAW濾波器函數(shù)中實現(xiàn)的(下文所述)，相位誤差被確定。相位誤差測量從IF3信號中提取的圖像載頻fp與集成電路接收機所產(chǎn)生的本機fp頻率之間的相位差。在第二回路中使用這個相位誤差，其在圖15的“滯后-超前(lag-lead)”函數(shù)中指出。包括本機振蕩器的VCO，f3x+fp，的第二回路接收來自第一回路的相位誤差，補償圖像載波頻率fp中的頻率變化。相位誤差部分用于調(diào)節(jié)本機振蕩器頻率的頻率/相位，f3x+fp。緊接著，為了完成第二回路，調(diào)整的本機振蕩器頻率f3x+fp與輸入到混頻器1540的IF2信號混合，產(chǎn)生一個修正IF3信號。由于第一和第二回路，IF2信號的頻率/相位被跟蹤。
圖7a-7d根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，示意濾波器組I210(圖3)的頻率響應(yīng)。陷波濾波器(211和212)的頻率響應(yīng)分別如圖7a和7b所示。帶通濾波器(215)的頻率響應(yīng)如圖7c所示。濾波器組I210的復(fù)合響應(yīng)如圖7d所示，以及RF/H信號衰減如圖7e所示。
圖7f-7i根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，示意濾波器組II(圖3)的頻率響應(yīng)。陷波濾波器(260和265)的頻率響應(yīng)分別如圖7f和7g所示。帶通濾波器(270)的頻率響應(yīng)如圖7h所示。濾波器組II的復(fù)合響應(yīng)如圖7i所示，以及RF/L或IF1信號衰減如圖7j所示。
圖7k-7n根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，示意濾波器組III(圖15)的頻率響應(yīng)。陷波濾波器(1510和1520)的頻率響應(yīng)分別如圖7k和7l所示。帶通濾波器(1530)的頻率響應(yīng)如圖7m所示。濾波器組III的復(fù)合響應(yīng)如圖7n所示，以及IF2信號衰減如圖7o所示。
分立可選濾波器在一種實施方式中，可調(diào)或可選濾波器(即，帶通濾波器215和270以及陷波濾波器211、212、260和265(圖3))都作為分立濾波器來實現(xiàn)。特別地，分立濾波器包括電容、電感和電阻元件，被配置為期望的頻率響應(yīng)特性。圖8示意實現(xiàn)接收機集成電路的分立濾波器的一種實施方式。對本實施方式，分立濾波器包括兩組分立組件一個LC調(diào)諧組810和一個RC調(diào)諧組820。如圖8所示，LC調(diào)諧和RC調(diào)諧的抽頭選擇發(fā)生在Xn和Xm值之間。在一種實施方式中，數(shù)字電路指的是CR抽頭選擇電路，它基于對接收機電路調(diào)諧所選擇的頻道，來產(chǎn)生Xn和Xm值。
分立濾波器增強調(diào)諧器電路的性能。連續(xù)的或有源濾波器的使用需要一個電源電壓(例如，Vcc)。由于電源線上的噪聲，電源電壓表現(xiàn)出一個波紋。依次，這個紋波電壓引起在連續(xù)放大器輸出上的無法接受的頻率響應(yīng)特性。因此，單片集成電路中分立或無源濾波器的使用將波紋電壓與信號隔離，從而提高了信號質(zhì)量。
圖9示意集成電路接收機中配置可選分立濾波器的一種實施方式。對本實施方式，使用單一電容值和各種組合的電阻值，來實現(xiàn)濾波器212、215、225和260。電阻值的期望組合是通過并行連接電阻來產(chǎn)生。圖9描述用于濾波器212、215、225和260的具有固定電容量的電阻元件的相對組合。特別是，濾波器212有一個(gm1+2gm2)的電阻值，濾波器215有(gm1)的電阻值，濾波器225有(gm1+gm2)的電阻值，以及濾波器260有(gm2)的電阻值。
可選分立濾波器呈現(xiàn)出一個自調(diào)整的跟蹤結(jié)構(gòu)。圖10示意濾波器212、215、225和260中的相對跟蹤。自調(diào)整的跟蹤結(jié)構(gòu)包括每個濾波器的固定電容(例如，圖9所示的電容C0)。因為在濾波器212、215、225和260中固定了電容，所以在電阻元件的選擇過程中，濾波器的調(diào)諧仍是相對的。圖10示意濾波器212、215、225和260的這個相對調(diào)諧。
圖11a和11b示意集成電路接收機的分立濾波器的一個等效電路。特別是，圖11a中所示的雙二次(biquad)濾波器的頻率響應(yīng)表示為 圖11b示意級聯(lián)跨導(dǎo)元件的第二等效電路。該等效電路的頻率響應(yīng)表示為 因此，通過加上或減去跨導(dǎo)值，來產(chǎn)生電阻元件的頻率響應(yīng)，這對濾波器的調(diào)諧是必要的。
調(diào)諧集成電路接收機圖12示意本接收機的調(diào)諧器輸入電路1210的一種實施方式。在本實施方式中，集成電路接收機通過IIC總線接口于外部設(shè)備，如一個微處理器。在圖12所示的實施方式中，接收機集成電路包括一個串行數(shù)據(jù)輸入/輸出(I/O)(“SDA”)和一個串行時鐘輸入(“SCL”)。在本實施方式中，SDA數(shù)據(jù)包括28位的輸入數(shù)據(jù)一個8位的調(diào)諧器地址，一個8位的子地址，和12位的調(diào)諧信息。另外，對于每個8位字來說，SDA數(shù)據(jù)包括一個確認(rèn)位(“ACK”)。作為IIC總線規(guī)范的一部分，從設(shè)備(如，集成電路接收機)如果在其接收相應(yīng)的8位字時，可設(shè)定和發(fā)送ACK位。通過SDA輸入，調(diào)諧器輸入電路1210使用移位寄存器1220把串行SDA數(shù)據(jù)變換成8位字。
移位寄存器1220的第一次8位輸入，即調(diào)諧器地址，被輸入到一個從地址鎖存器1245。使用調(diào)諧器地址(如，被控地址)可從通用控制下的多個設(shè)備的總線中唯一地識別出一個可到達(dá)的設(shè)備(如，使用通用總線，一個微處理器或微控制器控制多個設(shè)備)。向地址比較電路(如比較器)1250輸入8位調(diào)諧器地址，以與集成電路接收機中預(yù)先確定的地址進(jìn)行比較。儲存在寄存器1260中的預(yù)先確定的調(diào)諧器或被控地址，對于特定的集成電路接收機來說是唯一的。為接收外部芯片選擇信號，芯片選擇1和2的輸入與寄存器1260的片選(“CS”)位連接在一起，用來接收外部片選信號。如圖12所示，CS輸入包括一個VCC信號或者一個地信號。寄存器1260的CS位被使能時，可向預(yù)先設(shè)定的調(diào)諧器地址設(shè)定寄存器1260中的地址。比較器1250比較存儲在寄存器1245中的輸入地址和存儲在寄存器1260中的預(yù)先設(shè)定的地址。如果兩個地址匹配，地址比較器1250產(chǎn)生一個使能信號。使用使能信號，可使能一個子地址鎖存器和比較電路1230。
作為輸入，子地址鎖存比較電路1230從移位寄存器1220接收一個8位子地址輸出(即，移位寄存器1220把來自串行比特流的子地址變換為一個8位字)。子地址信號識別集成電路接收機中的一個或多個調(diào)諧器電路。例如，集成電路接收機可組合兩個電視調(diào)諧器電路，以在圖像函數(shù)中完成一幅圖畫。如圖12所示，子地址鎖存比較電路1230當(dāng)被使能時，如果輸入到集成電路中的8位子地址與存儲在子地址鎖存和比較電路1230中的預(yù)先確定的子地址相匹配，可產(chǎn)生一個使能信號(未顯示)。
圖12中的輸入調(diào)諧電路還包括一個數(shù)據(jù)鎖存器1235，以鎖存集成電路接收機的調(diào)諧信息。如圖12所示，SDA數(shù)據(jù)包括16位的調(diào)諧信息。通過移位寄存器1220，輸入到SDA的調(diào)諧信息被轉(zhuǎn)化成8位字。在一個實施方式中，數(shù)據(jù)鎖存器1235由2個8位鎖存器來完成。第一個鎖存器存儲最不重要的4位調(diào)諧信息，第二個所存器存儲最重要的8位調(diào)諧信息。數(shù)據(jù)所存器1235被來自子地址鎖存器和比較電路1230的輸出所使能(如果子地址識別出那個特定的調(diào)諧器)。來自數(shù)據(jù)鎖存器1235的數(shù)據(jù)輸出被加載到數(shù)據(jù)總線1240中。
圖13是示意調(diào)諧集成電路接收機的一種實施方式的方框圖。如圖13所示，從輸入調(diào)諧電路圖12輸出的調(diào)諧信息(例如，12位)被輸入到邏輯比較器1315。在一種實施方式中，調(diào)諧信息包括12位的信息。特別是，對該實施方式，調(diào)諧信息在.25Mhz的增量步驟中，指定一個.25Mhz到1024.75Mhz的頻率范圍。邏輯比較器1315的第二輸入是一個表示集成電路中調(diào)諧的當(dāng)前頻率的值(“當(dāng)前調(diào)諧頻率”)。在一種實施方式中，從集成電路接收機的各部分的頻率成分，來計算當(dāng)前調(diào)諧頻率。對該實施方式，根據(jù)電路是否正在調(diào)諧高頻帶的RF輸入信號(“RF/H”)或低頻帶的RF輸入信號(“RF/L”)，計算兩個頻率值的其中之一。邏輯比較器1315將調(diào)諧信息與當(dāng)前調(diào)諧頻率進(jìn)行比較。
邏輯比較器1315的輸出連接到電容-電阻(“RC”)抽頭選擇電路1320。一般來說，RC抽頭選擇電路1320產(chǎn)生一個電容值和一個電阻值，以調(diào)諧接收機的濾波器。RC抽頭選擇電路1320增加或降低電容和電阻值，以選擇適當(dāng)?shù)碾娙莺碗娮柚?，用于集成電路接收機濾波器的調(diào)諧。在該實施方式中，把電容和電阻值的選擇標(biāo)準(zhǔn)化為濾波器組I和II的輸入RF信號的鏡像頻率，這里被稱作“f1”。該頻率f1定義RF/H和RF/L向下變換電路(即，濾波器組I和II)中濾波器響應(yīng)特性的中心頻率。
在一種實施方式中，集成電路接收機通過接收機中本機振蕩器計算接收機的當(dāng)前調(diào)諧頻率。在該實施方式中，數(shù)個計算器(1315，1322和1325)用于產(chǎn)生表示對應(yīng)本機振蕩器的頻率的數(shù)字值。特別是，本機振蕩器220(第一向下變換電路)連接到計算器1315；本機振蕩器290(第二向下變換電路)連接到計算器1322；以及本機振蕩器1345(第三向下變換電路)連接到計算器1325。RF/H頻率計算電路1335計算用于調(diào)諧在高范圍的輸入RF信號中的輸入信號的當(dāng)前調(diào)諧頻率，RF/L頻率計算電路1340計算用于調(diào)諧低范圍的輸入信號的當(dāng)前調(diào)諧頻率。在一種實施方式中，RF/H頻率計算電路1335產(chǎn)生集成電路調(diào)諧器的當(dāng)前調(diào)諧頻率，根據(jù)以下這個關(guān)系當(dāng)前調(diào)諧頻率RF/H＝fL1+fL2-fL3+fP其中，fL1表示第一向下變換電路(計算器1315)中本機振蕩器的頻率，fL2表示第二向下變換電路(計算器1322)本機振蕩器的頻率，fL3表示第三向下變換電路的本機振蕩器的頻率，以及fP表示圖像載波頻率。需要注意的是，圖像載波頻率fP是固定頻率。在一種實施方式中，RF/L頻率計算電路1340計算集成電路調(diào)諧器的當(dāng)前調(diào)諧頻率，根據(jù)以下這個關(guān)系當(dāng)前調(diào)諧頻率RF/L＝fL2-fL3+fP集成電路接收機調(diào)諧關(guān)于f1頻率的濾波器組I和II。下面的表達(dá)式描述本機振蕩器頻率(fL1，fL2，fL3和fP)與用于調(diào)諧高頻帶的RF輸入信號的輸入信號“鏡像”頻率f1之間的關(guān)系。
RF/HT調(diào)諧頻率＝fL1+fL2-fL3+fPRF/HT調(diào)諧頻率＝1.5f1+0.5f1+f3-f3-fP+fPRF/HT調(diào)諧頻率＝2f1因此，如該表達(dá)式所示的，操作高頻帶RF輸入信號的第一向下變換電路中的濾波器的調(diào)諧導(dǎo)致帶通濾波器(濾波器組I)的中心頻率的選擇，該中心頻率是鏡像頻率的兩倍(即，帶通濾波器的中心頻率等于2f1)。第一向下變換電路中濾波器組I的陷波濾波器的中心頻率等于鏡像頻率f1(即，陷波濾波器衰減鏡像頻率)。
下列表達(dá)式描述本機振蕩器頻率與用于調(diào)諧低頻帶的RF輸入信號的(例如，第二向下變換電路)的輸入信號鏡像頻率之間的關(guān)系。
RF/L調(diào)諧頻率＝fL1-fL3+fPRF/L調(diào)諧頻率＝0.5f1+f3-f3-fP+fPRF/L調(diào)諧頻率＝.5f1如該表達(dá)式所示的，操作低頻帶RF輸入信號的濾波器組II的調(diào)諧選擇CR值，以在中心頻率為1/2鏡像頻率f1調(diào)諧帶通濾波器。第二向下變換電路中的陷波濾波器的陷波頻率(即衰減頻率)可表達(dá)為.5f1+2f3
在一種實施方式中，CR抽頭選擇電路1320在80個離散值中進(jìn)行選擇。80個離散值對應(yīng)于110個電視頻道。雖然該實施方式在80個離散CR值中進(jìn)行選擇，但在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以使用任何數(shù)量的離散CR值。對該實施方式，CR抽頭選擇電路1320包括5個電容值的選擇，和對于每個電容值的，16個電阻值的選擇(即，對于5個電容值中每個的16個電阻值等于80個CR值)。
在一種實施方式中，為邏輯比較器1315的每個輸出增加地選擇一個新CR值，指的是調(diào)諧頻率的一個增量。在增加一個電容值之前，CR抽頭選擇電路1320增加所有電阻值。增加RC值的這個過程在圖13中進(jìn)行圖形描繪。例如，如果CR抽頭選擇電路的當(dāng)前電容選擇是“C0”，當(dāng)前電阻值選擇是“R0”，那么來自于邏輯比較器1315的增量信號使得CR抽頭選擇電路1320選擇“C0”作為電容值，和選擇“R1”作為電阻值。在不改變電容值的情況下，通過選擇下一個電阻值來增加調(diào)諧頻率的這個過程進(jìn)行重復(fù)，直到用于那個電容值的最后一個電阻值已經(jīng)被選擇為止(例如，為電容值C0已經(jīng)選擇了R15)。當(dāng)已經(jīng)選擇了對應(yīng)于電容值的最后一個電阻值時，CR抽頭選擇電路1320選擇下一個增加的電容值。例如，如果電流CR抽頭選擇是“C2”和“R16”，以及邏輯比較器1315指出調(diào)諧頻率的一個增量時，然后CR抽頭選擇電路1320分別選擇“C3”和“R0”作為電容和電阻值。
在一種實施方式中，通過粗調(diào)(course)CR抽頭選擇和精細(xì)RC抽頭選擇，來完成CR抽頭選擇。如圖13所示，在該實施方式中，使用5個最重要的位，用于直接選擇調(diào)諧的一個CR值。調(diào)諧信息的8個不重要位與當(dāng)前調(diào)諧頻率進(jìn)行比較，從而調(diào)節(jié)CR抽頭選擇。利用這個技術(shù)，粗調(diào)諧信息在期望頻率值附近，直接選擇一個CR抽頭值，從而降低鎖在期望頻率上所要求的時間量。
圖14示意用于調(diào)諧集成電路接收機的，CR抽頭選擇1320的可選的電容和電阻的范圍。在一種實施方式中，CR抽頭選擇電路1320在五個電容值中(例如，C1-C5)選擇，以在110個電視頻道中調(diào)諧。在工廠中，CR抽頭選擇電路1320不要求手工調(diào)諧來補償處理變化。在一種實施方式中，除了80個CR值之外，還實現(xiàn)附加的電容和電阻值。如圖14所示，除了80個CR值之外，還可使用附加的15％電容和12％電阻值，用于32％總?cè)哂鄶U展的選擇。圖14的頻率圖表顯示輸入RF信號的頻率與電容值的對應(yīng)。圖14中的頻率圖表顯示，如果電路加工過程沒有顯示變化，指定為C0的附加CR值對應(yīng)于880Mhz到1161Mhz的RF輸入頻率。C6電容值提供下頻率調(diào)諧范圍的一個冗余。特別是，如果電路加工過程沒有顯示變化，C6電容值對應(yīng)于220Mhz到167Mhz的RF輸入頻率。CR擴展冗余足夠消除在基于過程變化的加工過程中，調(diào)諧濾波器的必要。例如，由于集成電路加工中的過程變化，對880Mhz的輸入RF信號的調(diào)諧可導(dǎo)致“C0”和“R14”的選擇(即，代替C1和R0)。
CR值的選擇中的變化量隨不同的集成電路而變化。在一種實施方式中，集成電路接收機存儲用于后續(xù)調(diào)諧的CR值選擇中的變化量。對該實施方式，集成電路接收機在初始通電時，測量CR值選擇中的變化量。對上面的實施方式，如果對880Mhz的輸入RF信號的調(diào)諧導(dǎo)致“C0”和“R14”的選擇，則RC抽頭選擇電路1320由此補償其它輸入RF信號的調(diào)諧。
自動增益控制(“AGC”)電路圖15示意控制集成電路接收機中的信號增益的一種實施方式，在圖15所示的實施方式中，輸入信號(例如，電視信號)的放大(例如，自動增益控制)分四個階段來控制。在一種實施方式中，輸入放大器1505是輸入信號的增益的第一個級。在一種實施方式中，從輸入放大器獲得的增益量受外面控制。例如，輸入放大器1505的放大可由外部微處理器(沒有顯示)來設(shè)定。如果輸入RF信號的頻率處于高范圍，在混頻器1512中獲得第二級增益。在混頻器1522中實現(xiàn)的第三增益級在第二向下變換電路完成?；祛l器1512和1522的增益，稱為“調(diào)諧器AGC”，是基于三階反饋回路的響應(yīng)設(shè)定的。第四增益級是在IF信號處理過程中(也就是，用來解調(diào)圖像頻率載波的鎖定環(huán))完成的。第四增益級的增益，稱為“IF AGC”，是基于二階反饋回路的響應(yīng)被設(shè)定的。
圖16根據(jù)一個在集成電路接收機中實現(xiàn)AGC的實施方式，示意二階和三階反饋回路的等效電路。顯示放大器1605和H10，用于產(chǎn)生調(diào)諧器AGC和IF AGC函數(shù)的增益。IF AGC函數(shù)的二階回路由元件“1/S2”和“1/S1”及加法器H25組成。特別是，放大器1610的輸出增益x可表達(dá)為x＝S1*S2(1+S1+(S1*S2)).
除了IF AGC的二階回路元件，調(diào)諧器AGC函數(shù)的三階回路還包括查尋表1630和元件“1/S3”。放大器1615的輸出增益x，作為三階回路的結(jié)果，可表達(dá)為x＝S1*S2*S3/1+(S1+S3)+S1*S3+S1*S2*S3.
如果AGC函數(shù)基本上是一個巴特沃茲響應(yīng)，這樣S3＝2*S1，S2＝.5*S1，那么響應(yīng)函數(shù)x，作為三階回路的結(jié)果，可簡化為x＝S1**3/(1+3*S1+2*S1**2+S1**3)圖17示意本發(fā)明的一些實施方式中所使用的奈奎斯特濾波器1705的較詳細(xì)視圖。該圖還示意PLL1710，移相器1715，聲音解調(diào)器1720，視頻解調(diào)器1725，音頻IF處理器1792，和視頻IF處理器1794，它們所有都跟隨奈奎斯特濾波器1705。在下文描述中，初始描述的奈奎斯特濾波器是用于處理NTSC信號。在該初始描述之后，描述處理其它信號類型(例如，CCIR)的該濾波器的使用。
奈奎斯特濾波器接收三級向下變換的輸出。該輸出包括期望頻道的所有信號，并且中心為10Mhz左右，如上文所述。期望頻道的所有信號在6Mhz頻帶內(nèi)。特別是，在美國，頻道帶寬固定在6Mhz，有(1)圖像載波(Fp)，位于低端頻帶的1.25Mhz，(2)聲音載波(Fs)，位于超出圖像載波頻率的4.5Mhz處，和(2)顏色子載波(Fsc)，位于超出圖像載波頻率的3.58Mhz處?；鶐б曨l信號對圖像載波進(jìn)行調(diào)幅，同時對聲音載波進(jìn)行調(diào)頻。
奈奎斯特濾波器1705執(zhí)行幾個操作。首先，它拒絕信號中頻帶外的相鄰頻道(例如，F(xiàn)p+和Fp-)，該信號是從第三向下變換器接收的。它還產(chǎn)生一個用于解調(diào)視頻信號的奈奎斯特斜率。它還提取圖像信號內(nèi)容(即，圖像載波Fp和顏色子載波Fsc附近的信號)和聲音信號內(nèi)容(即，聲音載波Fs附近的信號)。
如圖17所示，奈奎斯特濾波器包括九個濾波器。其中一些濾波器是陷波(也被稱作陷波(trap))濾波器，而其它一些是帶通濾波器。這些濾波器中的每個被作為一個雙二次濾波器來實現(xiàn)，與上文參考圖11a和11b描述的雙二次濾波器類似。
最初的兩個濾波器1730和1735是邊界濾波器(boundarizationfilters)，被設(shè)計為定義頻道的初始邊界。特別是，陷波濾波器1730接收來自于第三向下變換器的信號。該濾波器定義頻道的下邊界，如圖18所示，它提供濾波器1730的輸出響應(yīng)。然后，陷波濾波器1735定義頻道的上邊界，如圖19所示，它提供濾波器1735的輸出響應(yīng)。
下一個濾波器1740是一個帶通濾波器和一個陷波濾波器。換句話說，它接收第二濾波器的輸出，并產(chǎn)生兩個輸出。第一個輸出1775是帶通濾波版本的第二濾波器的輸出，同時第二個輸出1780是陷波濾波版本的第二濾波器的輸出。圖20示意濾波器1740的帶通濾波器成分的頻率響應(yīng)2005，和濾波器1740的陷波濾波器成分的頻率響應(yīng)2010。濾波器1740的帶通濾波被設(shè)計為衰減圖像載波(Fp)。另一方面，濾波器1740的陷波濾波是用于消除聲音載波(Fs)。
如圖17所示，帶通濾波器1745接收濾波器1740的帶通濾波輸出。圖21示意帶通濾波器1745的頻率響應(yīng)。從圖21可以看出，該濾波器1745進(jìn)一步衰減圖像載波(Fp)，為了獲得一個包括聲音載波(Fs)附近的聲音信號的通帶信號。該通帶如圖22所示，它是濾波器1730、1735、1740、1745的頻率響應(yīng)的混合。該通帶信號提供給聲音檢測器1720，下文將進(jìn)一步進(jìn)行描述。
如圖17所示，陷波濾波器1750接收濾波器1740的陷波濾波輸出1780。圖23示意陷波濾波器1750的頻率響應(yīng)。從圖23可以看出，該濾波器1750定義頻道的視頻部分的下邊界。這緊跟濾波器1740的陷波濾波操作，其定義頻道的視頻部分的上邊界。
帶通濾波器1755接收濾波器1750的輸出。圖24示意該帶通濾波器的頻率響應(yīng)。帶通濾波器1760接收濾波器1755的輸出。圖25示意該帶通濾波器1760的頻率響應(yīng)。帶通濾波器1755和1760的頻率輸出特性加劇圖像載波(Fp)附近的頻率響應(yīng)。
圖26示意濾波器1760的輸出1784的頻率特征。該頻率特性是濾波器1730、1740、1750、1755和1760的頻率響應(yīng)的合成。如圖26所示，通帶輸出信號1784急劇集中在圖像載波(Fp)附近。該信號提供給鎖相環(huán)1710，下文將進(jìn)一步進(jìn)行描述。
帶通濾波器1765還接收濾波器1755的輸出。圖27示意該帶通濾波器的頻率響應(yīng)。帶通濾波器1770接收濾波器1765的輸出。圖28示意該帶通濾波器的頻率響應(yīng)。帶通濾波器1765和1770的頻率輸出特性確保，濾波器1770的輸出1786有適當(dāng)?shù)哪慰固匦甭?，并使近?.58Mhz帶寬附近的該輸出1786的頻率響應(yīng)相對變平，該帶寬包含圖像和顏色子-載波信號。
圖29示意濾波器1770的輸出1786的頻率特征。該頻率特征是濾波器1730、1735、1740、1750、1755、1765和1770的頻率響應(yīng)的合成。這個輸出信號提供(1)圖像和顏色子-載波頻率附近的信號的視頻內(nèi)容，和(2)提供奈奎斯特斜率，在如圖29中圈出。該信號提供給視頻檢測器1725，下文將進(jìn)一步進(jìn)行描述。
如上文所提及的，PLL接收帶通濾波器1760的輸出。該輸出包括調(diào)幅的圖像載波(Fp)。PLL提取幅度解調(diào)，以獲得圖像載波信號(Fp)。該技術(shù)領(lǐng)域中眾所周知，PLL能由電壓控制振蕩器、混頻器和滯后-領(lǐng)先電路來形成。
然后，PLL的輸出，即圖像載波信號，提供給聲音檢測器1720和移相器1715。聲音檢測器使用該載波信號，從聲音輸出信號1782中提取圖像載波信號(Fp)，該聲音輸出信號1782是從帶通濾波器1745接收的。該檢測器必須提取圖像載波信號(Fp)，因為輸出信號1782還有一些視頻信號成分。聲音檢測器1720徹底消除聲音信號1782中的這種偽視頻成分。然后，聲音檢測器的輸出提供給音頻IF處理1792，下文將進(jìn)一步進(jìn)行描述。
移相器改變圖像載波信號(Fp)1788的相位，以致圖像載波信號(Fp)和視頻輸出信號1786同相。相位偏移量等于由濾波器1765和1770在視頻輸出信號1786中引入的相位偏移。移相器1715的移相輸出提供給視頻檢測器一次。
然后，視頻檢測器1725使用接收的移相輸出1790和接收的視頻輸出信號1786，移除高頻圖像載波信號，并獲得視頻信號。視頻輸出信號的奈奎斯特斜率提供一個線性衰減，把來自于殘留邊帶信號的圖像信號變換為等于有載波的單邊帶信號。以這種方式，解調(diào)后的信號的頻率響應(yīng)在視頻帶寬上是平坦的。
如圖17所示，視頻檢測器的輸出提供給視頻IF處理電路1794。視頻IF處理需要幾個操作，其中一些操作消除由視頻檢測器1725引起的重疊，并補償由奈奎斯特濾波器引起的群時延。執(zhí)行這些操作的技術(shù)在本領(lǐng)域內(nèi)眾所周知，為了使不必要細(xì)節(jié)不會模糊本發(fā)明的描述，將不再進(jìn)一步描述它們。
還有，如圖17所示，音頻檢測器1720的輸出提供給音頻IF處理電路1792。音頻IF處理需要幾個操作，其中一些操作將FM音頻信號附近的帶寬變窄，并執(zhí)行頻率解調(diào)，以獲得音頻內(nèi)容。由于執(zhí)行這些操作的技術(shù)在本領(lǐng)域內(nèi)眾所周知，為了使不必要細(xì)節(jié)不會模糊本發(fā)明的描述，將不再進(jìn)一步描述它們。
奈奎斯特濾波器1705還可用于CCIR信號。CCIR系統(tǒng)中的每個頻道是8Mhz。在運行CCIR信號的一些實施方式中，奈奎斯特濾波器接收中心在13.3Mhz附近的第三向下變換器的輸出。為了把奈奎斯特濾波器的雙二次濾波器的中心頻率調(diào)節(jié)到13.3Mhz附近，一些實施方式把每個雙二次濾波器中的重疊電流增加33.33％。這個增加調(diào)節(jié)每個濾波器的gm值，緊接著，調(diào)節(jié)濾波器的中心頻率。
還有，對于使用CCIR的不同國家，載波間的間隔是不同的。圖像載波信號(Fp)和聲音載波信號(Fs)之間的間隔在一些國家是5.5，在其它國家是6.0，在另一些國家是6.5。本發(fā)明的一些實施方式適合調(diào)整1740、1745和1750的濾波器特性，以解釋間載波信號的間隔中的這些變化。通過變換選擇作為濾波器電容器的不同電容器組，這些實施方式中的一些適合調(diào)整每個濾波器特性。
二次奈奎斯特斜率濾波器圖30是示意接收機的實施方式的方框圖，該接收機包含本發(fā)明的濾波器。一個接收機電路3000接收作為一個輸入的射頻(“RF”)電視信號，并產(chǎn)生作為作為輸出的基帶視頻信號(“video”)和IF聲音信號(“SIF”)。一般來說，接收機3000包括一個向下變換器/可調(diào)諧的濾波器3010，把RF電視信號變換為IF信號。接收機3000還包括一個解調(diào)器電路，解調(diào)IF信號產(chǎn)生視頻和SIF信號。
在該實施方式中，向下變換函數(shù)由向下變換器3010、鎖相環(huán)3090和電壓控制振蕩器3080來執(zhí)行。一般來說，通過使用電壓控制振蕩器3080，向下變換器3010把RF輸入信號變換為IF信號。鎖相環(huán)3090將輸入RF信號的相位鎖定在本機振蕩器信號的相位。
如果接收機3000使用一個直接解調(diào)電路，則用可調(diào)帶通濾波器替代向下變換器3010。一般來說，在一個直接解調(diào)電路中，直接解調(diào)RF信號(即，解調(diào)器的輸入是濾波的RF信號)?？烧{(diào)帶通濾波器3010過濾接收機3000的調(diào)諧頻道的RF信號。
對直接解調(diào)實施方式來說，可調(diào)帶通濾波器/向下變換器3010輸出的IF信號或RF信號被輸入到混頻器3007和3020的RF端口。如圖30所示，電壓控制振蕩器3080產(chǎn)生兩個信號一個同相本機振蕩器信號(“I”)和一個正交相位本機振蕩器信號(“Q”)。Q信號的相位偏移I信號90度。利用既同相又正交相位的中間頻率電視信號和I/Q本機振蕩器信號，混頻器3007和3020產(chǎn)生一個基帶信號。
接收機3000的解調(diào)器部分還包括混頻器3030，以提取聲音中間頻率載波(“SIF”)。如圖30所示，已調(diào)RF輸入信號(直接解調(diào))或向下變換IF信號被輸入到混頻器3030的RF端口。電壓控制振蕩器3080被連接到混頻器3030，以驅(qū)動LO端口?；祛l器3030將已調(diào)RF/向下變換IF信號和本機振蕩器信號混合，以產(chǎn)生作為輸出成分的聲音中間頻率信號。
如圖30所示，接收機的解調(diào)器部分同樣包括低通濾波器(3040和3050)以及奈奎斯特斜率濾波器3060。如同下面將要詳細(xì)描述的，來自低通濾波器(3040和3050)以及奈奎斯特斜率濾波器3060的總響應(yīng)，產(chǎn)生一個解調(diào)的基帶電視信號。特別是奈奎斯特斜率濾波器產(chǎn)生一個奈奎斯特斜率響應(yīng)，并拒絕與調(diào)諧頻道相鄰的頻道。
圖31是方框圖，表明電視接收機中U/V調(diào)諧器(U/V調(diào)諧器3010，圖30)的一種實施方式。在本實施方式中，U/V調(diào)諧器3010完成一個雙倍向下的變換。如圖31所示，一個RF電視信號被輸入到U/V調(diào)諧器。RF電視信號具有范圍在55Mhz到880Mhz的單一基頻。本實施方式中，第一向下變換電路包括可調(diào)諧的帶通濾波器3110和3130，自動增益控制(“AGC”)電路3120和3140，本機振蕩器電路3145，和混頻器3150。這個第一向下變換電路處理RF電視信號，以把該信號變換成第一中間頻率45.75Mhz(即，從輸入頻率55Mhz至880Mhz的范圍內(nèi)，向下變換為45.75Mhz的第一IF頻率的RF)。例如，如果輸入的RF電視信號包括一個880Mhz的基頻，第一向下變換電路則把一個880Mhz的RF信號向下變換為45.75Mhz的第一中間頻率信號。類似地，如果輸入的RF信號包括一個220Mhz的基頻，則第一向下變換電路產(chǎn)生45.75Mhz的第一中間頻率信號。
RF頻率的頻帶被變換成第一IF。為變換頻率的范圍，本機振蕩器3145(圖31)產(chǎn)生一個可變的本機振蕩器信號。本機振蕩器信號具有925.75Mhz到100.75Mhz的頻率范圍。例如，如果輸入的RF信號具有880Mhz的基頻，則調(diào)諧本機振蕩器3145，產(chǎn)生925.75Mhz的信號，以在混頻器3150的輸出上產(chǎn)生45.75Mhz的第一中間頻率(即，925.75Mhz～880Mhz)。
一個鏡像信號f1是混頻器3150的輸出產(chǎn)物(即，鏡像信號f1來自于RF信號與本機振蕩器3145的本機振蕩信號的混合)。例如，一個基頻55Mhz的RF輸入信號與具有100.75Mhz頻率的本機振蕩器混合，以產(chǎn)生45.75Mhz的第一次諧波(RF(100.75Mhz)-LO(55Mhz)＝45.75MHZ)。反過來，中心位于45.75Mhz左右的這個第一次諧波，與頻率100.75Mhz的本機振蕩器混合，產(chǎn)生155.75Mhz的鏡像(45.75Mhz+100.75Mhz＝155.75Mhz)。這個鏡像頻率要求抑制本電路的固有操作。
對圖31的實施方式，第一向下變換電路包括可調(diào)諧的帶通濾波器3110和3130。帶通濾波器3110是基于輸入RF信號頻率進(jìn)行調(diào)諧。帶通濾波器3110選擇性地調(diào)諧，以在中心頻率，55Mhz與880Mhz之間的范圍內(nèi)過濾輸入RF信號的基頻。
第二向下變換電路，包括IF帶通濾波器3160，AGC電路3170，混頻器3180和本機振蕩器3175，把來自第一次中間頻率(45.75Mhz)的RF信號變換為第二次中間頻率(10.5Mhz)。IF2合成濾波器3185處理IF2電視信號，提取調(diào)諧頻道的聲音載波(Fs)和調(diào)諧頻道的圖像載波(Fp)。AGC電路3190提供色彩載波頻率的附加增益。
圖32是表明用于U/V調(diào)諧器的另一個實施方式的方框圖。在本實施方式中，U/V調(diào)諧器(3010，圖30)利用一個單一向下變換電路。對本實施方式，單一向下變換電路包括可調(diào)諧的帶通濾波器3210和3220，自動增益控制(“AGC”)電路3215、3225、3245和3280，本機振蕩器電路3235和混頻器3230。單一向下變換電路處理RF電視信號，把該信號變換成20Mhz的中間頻率(即，把55Mhz到880Mhz范圍的輸入頻率向下變換為20Mhz的IF頻率)。例如，如果輸入的RF電視信號包括880Mhz的基頻，則第一向下變換電路把880Mhz的RF信號向下變換成20Mhz的中間頻率信號。
RF頻率的頻帶被變換為IF頻率。為變換這一范圍的頻率，本機振蕩器3235(圖32)產(chǎn)生一個可變的本機振蕩器信號。該本機振蕩器信號具有介于860Mhz和35Mhz之間的頻率范圍。例如，如果輸入的RF信號具有880Mhz的基頻，則調(diào)諧本機振蕩器3235，以產(chǎn)生860Mhz的信號，以在混頻器3230的輸出生成20Mhz的中間頻率(即，880Mhz～860Mhz)。
IF1帶通濾波器3240過濾IF電視信號，用于20Mhz的IF頻率。AGC3245電路為IF電視信號提供增益，并且，IF1復(fù)合濾波器3250處理IF1電視信號，來提取調(diào)諧頻道聲音載波(Fs)和調(diào)諧頻道圖像載波(Fp)。ACG電路3260為色彩載波頻率提供額外增益。
圖33示意奈奎斯特斜率濾波器的一種實施方式實現(xiàn)的頻率響應(yīng)。圖33顯示由電視接收機調(diào)諧的六(6)Mhz頻道的波形。該頻道包括在圖像載波頻率(Fp)上調(diào)制的圖像成分，在色彩載波頻率(Fc)上調(diào)制的色彩成分，和在聲音載波頻率(Fs)上調(diào)制的聲音成分。圖33所示的電視頻道波形是一個基帶電視信號。因此，圖像載波頻率(Fp)是0Mhz，色彩載波頻率是3.58Mhz，聲音載波頻率是4.5Mhz。
圖33還顯示了一個與調(diào)諧的電視頻道相鄰的一個頻道(如，下頻率的相鄰頻道)。相鄰頻道的相對成分對應(yīng)于調(diào)諧頻道顯示。特別是，相鄰的聲音載波(Fas)顯示低于調(diào)諧的頻道的圖像載波1.5Mhz。同樣，相鄰的色彩載波(Fac)和相鄰的圖像載波頻率(Fap-1)是分別表示在低于調(diào)諧頻道的圖像載波頻率的-2.4Mhz和-6.0Mhz。
如圖33所示，本發(fā)明的奈奎斯特斜率濾波器實現(xiàn)了近乎理想的奈奎斯特斜率響應(yīng)。奈奎斯特斜率響應(yīng)顯示為圖33的曲線710。如圖33所示，奈奎斯特斜率頻率穿越0Mhz的圖像頻率載波，以使圖像頻率載波衰減大約一半(.5)電視頻道總能量。
本發(fā)明的奈奎斯特斜率濾波器，也提供了對相鄰頻道的拒斥。在一種實施方式中，奈奎斯特斜率響應(yīng)包括至少兩個過零點。對于圖33所示的實施方式，奈奎斯特斜率響應(yīng)包括三個過零點。該響應(yīng)提供了三個陷波濾波器，以抑制相鄰電視頻道。在一種實施方式中，奈奎斯特斜率濾波器包括在圖像上最大程度抑制相鄰頻道的陷波濾波器，色彩載波和聲音載波頻率成分。特別是，如圖33所示，奈奎斯特斜率濾波器響應(yīng)包括三個過零陣列點(zero row crossing)-.5Mhz(鄰近聲音載波頻率)，-2.4Mhz(鄰近色彩載波頻率)，以及-6.0Mhz(鄰近圖像載波頻率)。
圖33同樣描繪(響應(yīng)曲線700)一個低通濾波器(即，低通濾波器3040和3050，圖30)的實例頻率響應(yīng)。在這個實施方式中，低通濾波器響應(yīng)700具有一個中心通道頻率，集中在用于調(diào)諧的頻道的圖像載波頻率(0Mhz)左右。圖33中編號為720的第三次響應(yīng)曲線，表示低通濾波器和奈奎斯特斜率濾波器的總傳送響應(yīng)(即，來自曲線700和710的響應(yīng)的結(jié)合)。
圖34表明本發(fā)明的解調(diào)器電路的一種實施方式。在本實施方式中，混頻器3007(圖30)由雙倍平衡混頻器3455來執(zhí)行，混頻器3020(圖30)由雙倍平衡混頻器3470來執(zhí)行。如圖34所示，同相本機振蕩器信號的差分輸入，I信號，被輸入到雙倍平衡混頻器3455，正交相位本機振蕩器信號的差分輸入，Q信號，被輸入到雙倍平衡混頻器3470。差分的IF輸入(如，可調(diào)諧的帶通濾波器3010的輸出)被輸入到雙倍平衡混頻器3455和3470。雙倍平衡混頻器3455和3470各自偏離了電流源3458和3460。
雙倍平衡混頻器470(Q頻道)的差分輸出，被輸入到低通濾波器3450。類似地，雙倍平衡混頻器3455(I頻道)的差分輸出，被輸入到低通濾波器3445。在一種實施方式中，低通濾波器(3445和3450)是作為巴特沃茲低通濾波器來配置。對該實施方式，低通濾波器3450由電阻器3446和3449，電容器3451和3447，以及雙極晶體管3457組成。類似地，低通濾波器3445由電阻器3452和3454，電容器3453和3456以及雙極晶體管3458組成，如圖34所示，低通濾波器的輸出是濾波的基帶Q信號，低通濾波器3445的輸出是濾波基帶I信號。
在一種實施方式中，在S域中I頻道巴特沃斯低通濾波器的轉(zhuǎn)移函數(shù)表示如下I=1×11+1.4×S+S×S]]>同樣在S域中的Q頻道巴特沃斯低通濾波器的轉(zhuǎn)移函數(shù)可表示為Q=j×11+1.4×S+S×S]]>此處，S=j×F3MHz.]]>同樣，圖34示意本發(fā)明的二次奈奎斯特斜率濾波器的一種實施方式。在一種實施方式中，奈奎斯特斜率濾波器包括一個二次濾波器。奈奎斯特斜率濾波器，通過使用二次I、Q解調(diào)器，提供了近乎理想的奈奎斯特斜率。在本實施方式中，二次斜率濾波器包括兩個反相器(3410和3420)。反相器把同相位(I)和正交相位(Q)信號倒置，產(chǎn)生一個負(fù)I和Q信號。負(fù)I和Q信號連同正I和Q信號構(gòu)成差分I、Q對。差分I、Q對被輸入到二次奈奎斯特斜率濾波器。在這一實施方式中，奈奎斯特斜率濾波器由電容器3434、3435和3436，電阻器3431、3432和3433來完成。數(shù)個晶體管(3425、3430、3440、3461、3462、3463和3464)也被用于構(gòu)建奈奎斯特斜率濾波器。在一種實施方式中，晶體管構(gòu)成雙極晶體管，特別是，BJT晶體管3461、3462和3463的射極分別通過可變電阻器3433、3432、和3231連接到穩(wěn)流源。在一種實施方式中，穩(wěn)流源產(chǎn)生六十(60)微安(μA)的電流，可變電阻器可設(shè)定為16K歐姆。如圖34所示，電容器3434將正Q輸入與晶體管3440基極連接，電容器3435將負(fù)I輸入與晶體管3440基極連接，同時，電容器3436將負(fù)Q輸入與晶體管3425基極連接。在一實施方式中，電容器3434具有12.7皮法(pF)的值，電容器3435具有3.60pF的值，電容器3436具有1pF的值(即，C1＝12.7pF，C2＝3.6pF，C3＝1pF)。
在這一實施方式中，奈奎斯特斜率濾波器的轉(zhuǎn)移函數(shù)包括全通濾波器。轉(zhuǎn)移函數(shù)可以表示在S域中。轉(zhuǎn)移函數(shù)至少是一個二階函數(shù)。在一種實施方式中，轉(zhuǎn)移函數(shù)包括記數(shù)器中的實數(shù)和分母中的復(fù)數(shù)。奈奎斯特斜率濾波器包括反相器，以使轉(zhuǎn)移函數(shù)僅包括具有相同符號的分子的各項。特別是，奈奎斯特斜率濾波器函數(shù)可表示為
A=1+j×S1-S1×S2-j×S1×S2×S31+S1+S1×S2+S1×S2×S3]]>其中，S1＝j(luò)wC1RS2＝j(luò)wC2RS3＝j(luò)wC3R設(shè)分母可因式分解為1+S1+S1×S2+S1×S2×S3＝(1+Sa)×(1+Sb)×(1+Sc)因此，濾波器傳送函數(shù)也可表示為A=(1+Za)×(1+Zb)×(1+Zc)(1+Sa)×(1+Sb)×(1+Sc),]]>其中，Sa=j×Za=j×F1.5MHz]]>Sb=j×Zb=j×F2.4MHz]]>Sc=j×Zc=j×F6MHz]]>圖35示意低通濾波器和奈奎斯特斜率濾波器的總體響應(yīng)曲線的一種實施方式。響應(yīng)曲線用于過濾基帶電視信號。圖35的頻率響應(yīng)可標(biāo)準(zhǔn)化為頻率x，在x軸上表示。衰減yall(x)表示為x的函數(shù)。對于巴特沃斯低通濾波器實施方式來說，低通濾波器的轉(zhuǎn)移函數(shù)，視為x的函數(shù)，表示如下LPF=11+(X/3)4]]>奈奎斯特斜率傳送函數(shù)表示為Nslop=(1+x1.5)×(1+x2.4)×(1+x6){1+(x1.5)2}×{1+(x2.4)2}×{1+(x6)2}]]>本發(fā)明的奈奎斯特斜率濾波器，與在IF SAW濾波器中實現(xiàn)奈奎斯特斜率相比具有幾個優(yōu)點。如在上文中的背景技術(shù)所述，SAW濾波器需要校正，以跟蹤具有SAW濾波器帶通特性的輸入頻率。相反，奈奎斯特斜率濾波器不需要進(jìn)行跟蹤或調(diào)諧。另外，IF SAW濾波器實現(xiàn)在電視信號中引入群時延。而使用奈奎斯特斜率濾波器不會造成這樣的群時延。SAW濾波器還會產(chǎn)生介于12～20分貝之間大量的電視信號的插入損耗。此外，IF SAW濾波器具有較大的熱相關(guān)性。SAW濾波器的熱相關(guān)性造成調(diào)諧時的跟蹤問題。
應(yīng)用本發(fā)明的奈奎斯特斜率濾波器，如果I、Q解調(diào)器相位鎖定于輸入信號，則不需要跟蹤或調(diào)諧。與SAW濾波器實現(xiàn)相比，奈奎斯特斜率濾波器提供了一個更好的奈奎斯特斜率和對相鄰頻道的抑制。此外，在奈奎斯特斜率濾波器中沒有重要信號丟失。因此，需要消除的人類能察覺到的失真，即55dB的信噪比是容易達(dá)到的。
LC濾波器組該電路包括一個或多個電感性(“L”)和電容性(“C”)濾波器組，適于實現(xiàn)非變?nèi)荻O管型電視調(diào)諧器。在一種實施方式中，電視調(diào)諧器被集成到單片集成電路芯片中。LC組可應(yīng)用于完成無源濾波器。電視調(diào)諧器可優(yōu)選LC組中的電感器和電容器的組合，以對電視接收機調(diào)諧。
圖36是表示一種實施方式的方框圖，該實施方式是利用LC組濾波器的一個電視調(diào)諧器。電視調(diào)諧器3600接收射頻(“RF”)電視信號，并產(chǎn)生解調(diào)的基帶電視信號(即，圖像和聲音信號)。在本實施方式中，電視調(diào)諧器3600包括電感器組3610和3624，還包括電容器組3615和3626。電感器組3610和電容器組3615構(gòu)成LC濾波器組3647。類似地，電感器組3624和電容器組3626構(gòu)成LC濾波器組3625。如下所詳細(xì)描述的，LC濾波器組3610和3615提供了電視接收機3600的一個帶通濾波器函數(shù)。
電視電路3600還包括電感器3602和3604，以對輸入的RF信號濾波。在本實施方式中，電感器3602和3604的值分別設(shè)為21.8納亨(“nH”)和91.2nH。自動增益控制電路3620放大來自LC濾波器組3647輸出的信號，并輸入到二次LC濾波器組3625。電感器3622，具有91.2nH的值，加入并聯(lián)電感到LC濾波器組3625。LC濾波器組3647和3625產(chǎn)生一個帶通頻率響應(yīng)，如下文所詳細(xì)描述的，以調(diào)節(jié)輸入的信號。
電視調(diào)諧器3600包含一個或多個向下變換級。在本實施方式中，電視調(diào)諧器3600包括兩個二次向下變換器。利用混頻器3630和3632，本機振蕩器3640，以及陷波濾波器3650來實現(xiàn)第一個二次向下變換器，第一個二次向下變換器把過濾的RF電視信號頻率變換為第一次中間頻率(如，45.75兆赫茲(Mhz))。通常，一個二次解調(diào)器分離輸入信號，將輸入信號與同相位(“I”)本機振蕩器信號和正交相位(“Q”)本機振蕩器信號混合。Q本機振蕩器信號從I本機振蕩器信號相位移位90°。
第二個二次向下變換器電路，接收來自第一個二次向下變換器電路的輸出信號，該電路包括混頻器3660和3665，本機振蕩器3670，陷波濾波器3680，以及帶通濾波器3690。該二次向下變換器把一次中間電視信號頻率變換為二次中間頻率(如，10.5兆赫茲(Mhz))。電視接收機也包括IF處理3695。IF處理模塊3695產(chǎn)生基帶圖像和聲音載波成分。
圖37是表示電視調(diào)諧器中完成LC組濾波器的一種實施方式。電視接收機3700包括電感器“L”組A和B。在本實施方式中，L組是在集成電路3700之外實現(xiàn)。L組“A”由五個電感器(3702、3704、3706、3708和3709)組成。類似地，L組“B”包含五個電感器(3747，3714，3716，3718和3719)，電感器組A中的每個電感器，通過一個輸入/輸出(“I/O”)板與集成電路3700在電氣上連接(即，板A1連接電感器3702，板A2連接電感器3704，板A3連接電感器3706，板A4連接電感器3708，板A5連接電感器3709)。類似地，I/O板是提供給L組B的每一個電感器(即，板B1連接電感器3747，板B2連接電感器3714，板B3連接電感器3716，板B4連接電感器3718，板B5連接電感器3719)。為L組A和B的每個電感器提供一個開關(guān)(開關(guān)3703、3705、3707、3708和3711是為L組A，開關(guān)3713、3715、3717、3721和3723提供給L組B)。通過采用開關(guān)選擇性地與電視接收機電視的外部電感器連接，為每個L組產(chǎn)生一個總的電感。特別是，數(shù)字碼(下面稱為N碼)應(yīng)用于這些開關(guān)，以選擇L組中的電感器。在一個實施方式中，使用金屬氧化物半導(dǎo)體(“MOS”)晶體管來實現(xiàn)這些開關(guān)。
L組A具有相應(yīng)的電容器(“C”)組A，圖37中標(biāo)號為3720。類似地，L組B具有相應(yīng)的電容器組B，在圖37中標(biāo)號為3710。在一實施方式中，C組每組包含4個電容器。如圖37中所示，C組3720包括多個電容器(3725、3722、3724和3727)，與多個開關(guān)(3732、3731、3729和3728)連接。使用代碼(下面稱為M碼)選擇這些電容器，以控制這些與電視接收機電路電容器連接的開關(guān)。
電視接收機電路3700包括選擇或編程LC濾波器組的電路圖。一般來說，電視接收機3700產(chǎn)生M碼和N碼，以選擇性地為LC濾波器組編程。通過選擇電感器(L組)和電容器(C組)不同的組合，不同的濾波器特征(即，頻率響應(yīng))就可實現(xiàn)。如圖37中所示的實施方式，電視接收機3700接收信息，稱為頻道代碼，以指定所希望的電視頻道。在一實施方式中，總線收發(fā)機3770，利用其外部管腳(ENB，SCL和SDA)接收頻道代碼。利用可編程的分頻器3740來實現(xiàn)至少一部分的頻道代碼的數(shù)字化(如，10位)?？删幊痰姆诸l器3740還可用來實現(xiàn)LC振蕩器頻率的數(shù)字化。LC振蕩器頻率是調(diào)諧的諧振腔的中心頻率，其中諧振腔是由LC組的經(jīng)過選擇的電感器和電容器的組合產(chǎn)生的。LC振蕩器頻率是利用放大器(AGC)3730產(chǎn)生的。電視接收機3700的調(diào)諧電路包括一個計時基準(zhǔn)，和相關(guān)的電路，以產(chǎn)生各種計時信號。一個振蕩器電路，使用一個16Mhz晶體(3755)，并與分頻器3750連接以產(chǎn)生計時信號。
電視接收機3700還包括多個數(shù)模變換(D/A)電路3762，以把數(shù)字值變換為模擬電流。在一種實施方式中，模擬電路在計算器264和比較器電路268中使用，以調(diào)諧LC濾波器組。寄存器3772存儲數(shù)字值A(chǔ)。M碼和N碼的數(shù)字值被分別存儲在寄存器3774和3776。如圖37中所示，數(shù)字值(A、M、N和FLC，以及頻道碼頻率“Fch”)被輸入到D/A電路3762。如在圖37中所示，計算器3764和比較器電路3768，應(yīng)用計時電路3760的計時產(chǎn)生A、M碼和N碼的值。
圖38a表示應(yīng)用于LC濾波器組的一個電感器組(L)的一個實施方式。在這一實施方式中，電感器組包括五個電感器(3815、3820、3825、3830和3840)。盡管電感器組3800包括五個電感器，但在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可以使用任一數(shù)量的電感器。在一實施方式中，電感器的數(shù)目與值是LC濾波器組所期望的頻率響應(yīng)特征的函數(shù)。組成電感器組3800的電感器配置是并行的。在圖38a中的實施方式中，電感器的值是5.7、11.4、22.8、45.6和91.2nH。每個電感器通過一個相應(yīng)的開關(guān)(開關(guān)3810、3808、3806、3804和3802)連接到L組上。在一實施方式中，使用金屬氧化物半導(dǎo)體(“MOS”)晶體管來實現(xiàn)開關(guān)功能。
圖38b表示本發(fā)明LC濾波器組所使用的電容器組的一個實施方式，在這一實施方式中，電容器組3850包括五個電容器(3860，3862，3864，3866和3868)，在這一實施方式中，電容器值是3.7、9.4、17、32.8和64.6pF。電容器的不同數(shù)量和不同的電容值是可以選擇的，以完成具有不同頻率響應(yīng)的LC濾波器組的濾波器。同樣，如在圖38b所示，電容器3860，3862，3864和3866是各自通過開關(guān)3858、3856、3854和3852為C組選擇的。在一實施方式中，開關(guān)功能通過MOS晶體管來完成。
圖39a和圖39b是對VHF頻譜中一個頻道的LC濾波器組進(jìn)行調(diào)諧的一種實施方式的流程圖。該進(jìn)程開始于為電感L(即，N碼)和電容C(即，M碼)選擇一個初始值(方框3900，圖39a)。在一種實施方式中，M的值設(shè)定為二進(jìn)制的0100，N值設(shè)定為二進(jìn)制的0001。變量A用于確定當(dāng)前調(diào)諧的LC振蕩器頻率FLC與所希望的調(diào)諧頻道頻率Fch之間的偏移。在一種實施方式中，A包括一個五位數(shù)字的值。變量A被設(shè)定為初始狀態(tài)(框圖3910，圖39a)。在一種實施方式中，該初始狀態(tài)等于“10000”。
電路包含LC振蕩器頻率(“FLC”)的一個實例值(方框3920，圖39a)。LC振蕩器頻率是利用一個高速分頻器由模擬信號到數(shù)字值的變換而來。比較器電路(3785，圖37)可用于對這一表達(dá)式求值CFLC2=A2(I/L)]]>在一種實施方式中，C(即，M碼)，F(xiàn)LC，A和L(即，N碼)的數(shù)字值是利用一個數(shù)/模變換器變換為模擬電流，模擬電流被輸入計算器，以產(chǎn)生表達(dá)式兩邊的數(shù)字，比較器來評價這一表達(dá)式(參見圖53和54)。如果表達(dá)式是不正確的(即，CFLC2不等于A2(I/L))，并且前者大于后者，則A的數(shù)字值增加(方框3925，3927和3930，圖39a)。例如，在首次評估后，如果CFLC2大于A2(I/L)，則A的初始值10000增加到10001的值。如果表達(dá)式不正確(即，CFLC2不等于A2(I/L))，并且前者小于后者，則A的數(shù)字值減小(方框3925，3927和3828，圖39a)。例如首次評估后，如果CFLC2小于A2(I/L)，則A的初始值10000可減小為01111的值。重復(fù)這一過程直到表達(dá)式的求值為正確。當(dāng)表達(dá)式求值正確時，偏移A則已計算出來。把這一偏移值存儲到寄存器，以備使用(方框3940，圖39a)。
為了調(diào)諧輸入的VHF頻道，首次確定N碼的值。N的選擇(電感選擇)導(dǎo)致VHF頻譜頻道的粗調(diào)。電路為N碼設(shè)定一個初始值(方框3950，圖39a)。在一種實施方式中，N值設(shè)定為00001。同樣，要選擇M和Fch的值(方框3955，圖39a)。在一種實施方式中，M碼的值設(shè)定為0100，F(xiàn)ch設(shè)為頻道碼的值(即，期望的調(diào)諧頻率)。
電路求值的表達(dá)式為CFLC2=A2(I/L).]]>在一種實施方式中，C(即，M碼)，F(xiàn)ch，A和L(即，N碼)的數(shù)字值被變換以計算這一表達(dá)式。如果表達(dá)式不正確(即，CFLC2不等于A2(I/L))，則增加N的數(shù)字值(方框3965和3970，圖39a)。例如，在首次計算后，如果CFLC2不等于A2(I/L)，則N的初始值00001增加到00010的值。重復(fù)這一過程直到表達(dá)式計算是正確的。當(dāng)表達(dá)式正確時，N碼就確定了。基于N碼來設(shè)定L組(框圖3955，圖39a)。
在粗調(diào)程序后，重新計算偏移A。變量A設(shè)定為初始狀態(tài)(如，10000)(方框3962，圖39b)。粗調(diào)之后，電路得到一個LC振蕩器頻率的新樣本值(方框3964，圖39b)。通過使用高速分頻器，頻率FLC從模擬信號被變換為數(shù)字信號。對下面的表達(dá)式求值CFLC2=A2(I/L)]]>如果表達(dá)式不正確(即，CFLC2不等于A2(I/L))，并且CFLC2大于A2(I/L)，則增加A的數(shù)字值(框圖3966，3968和3970，圖39b)。如果表達(dá)式不正確(即，CFLC2不等于A2(I/L))，且CFLC2小于A2(I/L)，則減少A的數(shù)字值(框圖3966，3968和3970，圖39b)。重復(fù)這一過程直到表達(dá)式求值是正確的。當(dāng)表達(dá)式求值正確時，新的偏移量A則已計算出來。這一偏移量被存儲到寄存器，以利后面的使用(框圖3972，圖39b)。
下一步，M碼的值，以及C的值被確定。M的選擇導(dǎo)致VHF頻譜中頻道的微調(diào)。首先，設(shè)定M的初始值(方框3974，圖39b)。在一實施方式中，M最初設(shè)定為值0000。同樣，F(xiàn)ch和N碼的值也經(jīng)過選擇。Fch代表頻道碼頻率。N碼在粗調(diào)階段已被設(shè)定。表達(dá)式Fch1.5C＝A1.5(I/L)求值以確定其是否正確(方框3978，圖39b)。在一實施方式中，應(yīng)用數(shù)/模變換器，這些數(shù)字值被變換成模擬電流值。然后，模擬電流值應(yīng)用計算器根據(jù)表達(dá)式(如，A1.5，F(xiàn)ch1.5等)進(jìn)行加權(quán)，使用比較器進(jìn)行比較(參見圖53和54)。如果表達(dá)式求值是不正確的，增加M碼(框3980，圖39b)，以新的M碼再次對表達(dá)式求值。重復(fù)這一過程直到表達(dá)式求值是正確的。表達(dá)式求值正確后，基于M碼設(shè)定電容器組(方框3990，圖39b)。
圖40表示從N碼的一個電感器組中選擇電感器的一個實施方式。圖40的第1欄表示的是第2欄中顯示的電感器組相應(yīng)電感器的電感器值。例如，電感器L5的值是5.7nH，而電感器L1的值是91.2nH。需指出的是，電感器L0通常被選上。圖中還顯示了在電感器組中選擇電感器的二進(jìn)制N碼。例如，第3欄表示對N碼為00000電感器L0的選擇。圖40的最后一欄表示從電感器組中對N碼為00111選擇電感器。具體地，“00111”N碼指定了從電感器組中選擇L0，L1，L2和L3。圖40的最后一行表示相應(yīng)的N碼的總電感。例如，對于“00000”N碼來說，電感器組的總電感等于91.2nH?！?0111”N碼的總電感等于11.4nH。
通過使用開關(guān)(如，MOS晶體管)，從C和L組中分別選擇電感器的電容器。每個晶體管向LC組濾波器響應(yīng)引入一個電阻。這樣，C組中選擇的每個電容器增加了串聯(lián)電阻。串聯(lián)電阻的增加，或并聯(lián)電阻的減少，都會降低Q因子，而降低LC組濾波器的性能。
總之，一個Q因子是基于以下表達(dá)式而測量到的 在一個實施方式中，接收機選擇電感器和電容器的一個組合來配置LC濾波器組，以使Q因子最大。如以上表達(dá)式所示，并聯(lián)電阻和電容越大，Q因子就越大。通過正確地選擇LC組中的電感與電容，以達(dá)到使Q因子最大化的目標(biāo)。
圖41示意了在L組中被選擇的電感的各種電阻。尤其是，第2欄列出了相應(yīng)電感器的電阻rsl。例如，L5的電阻是0.7歐姆。第3欄列出了MOS晶體管相應(yīng)電感器的電阻RMOS。例如，L4的RMOS電阻是1.6歐姆。第4欄列出了所選擇的相應(yīng)電感器的總串聯(lián)電阻rs。例如，L3具有的總串聯(lián)電阻rs是2.8歐姆。圖41的最后一行給出了相應(yīng)的N碼的總串聯(lián)電阻。例如，00010的N碼的總串聯(lián)電阻是2.4歐姆。電路從L組中選擇電感器的組合，以降低總串聯(lián)電阻，而使Q因子最大化。
圖42是示意LC組濾波器的中心頻率與作為M碼函數(shù)的總電容之間關(guān)系的一個圖表。如圖42所示，對VHF頻譜的中心頻率來說，較高的M碼(即總電容)導(dǎo)致一個較高的頻率。圖42也表明M碼與對應(yīng)于每一個N碼值的LC組濾波器(以及所期望的頻道)的中心頻率之間的關(guān)系。
為了使Q因子最大，僅使用某些N碼和M碼的組合。圖43表示被選擇的M碼和N碼各種組合所對應(yīng)的中心頻率之間的關(guān)系。需注意的是，中心LC組濾波器頻率與M碼的關(guān)系現(xiàn)在限于一個圖的中心。這一關(guān)系使Q因子最小化，并優(yōu)化LC組濾波器組的響應(yīng)。
如上所述，本發(fā)明的調(diào)諧電路僅選擇了N和M碼的某些組合，來配置LC組濾波器。圖44表示了電容信息，以及在VHF調(diào)諧時的C組選擇電容器的M碼。圖44的第1欄列出了從3.7pF至477.7pF的C組的總電容。第2欄指定了獲得第1欄中相應(yīng)電容值的M碼。例如，一個十進(jìn)制M碼47可產(chǎn)生101.3pF的總電容。圖44的第3欄表示基于頻率和N碼值的對M碼的多種有效選擇。例如，在第3欄中，一個頻率序列顯示了當(dāng)N碼等于1時的M碼的各種有效選擇。尤其是，第3欄表示，對于這些頻率和N碼來說，M碼的有效范圍是在8和16之間(十進(jìn)制)。
圖45示意了C組中被選擇的電容的各種電阻。第2欄列出了相應(yīng)電容器的電阻RMOS。例如，M碼10(十進(jìn)制)的電阻是1.8歐姆。電路從C組中選擇電容器的組合，以降低總串聯(lián)電阻，而使Q因子最大化。
圖46a和46b是UHF頻譜中一個頻道的LC濾波器組進(jìn)行調(diào)諧的一個實施方式的流程圖。這一過程始于為電感器L(即N碼)和電容器C(即M碼)選擇一個初始值(框圖4600，圖46a)。在一個實施方式中，M的值設(shè)定為二進(jìn)制0001，N設(shè)定為二進(jìn)制10000。變量A設(shè)定為一個初始狀態(tài)(框圖4610，圖46a)。在一個實施方式中，初始狀態(tài)等于“10000”。
電路包含LC振蕩器頻率(“FLC”)的一個樣本值(框圖4620，圖46a)。通過使用高速分頻器，LC振蕩器頻率從一個模擬信號被變換成一個數(shù)字值?？蓪σ韵卤磉_(dá)式求值
CFLC2=A2(I/L).]]>如果表達(dá)式是不正確的(即CFLC2不等于A2(I/L))，并且CFLC2大于A2(I/L)，則增加A的數(shù)字值(框圖4625、4627和4630，圖46a)。例如，在首次求值后，如果CFLC2大于A2(I/L)，則將A的初始值10000增加到10001。如果表達(dá)式不正確(即CFLC2不等于A2(I/L))，并且CFLC2小于A2(I/L)，則減小A的數(shù)字值(框圖4625、4627和4628，圖46a)。例如，在首次求值后，如果CFLC2小于A2(I/L)，則將A的初始值10000減小到01111。重復(fù)這一過程直到表達(dá)式求值是正確的。當(dāng)表達(dá)式正確時，偏移量A則已計算出來。這一偏移量存儲在寄存器中，以備以后使用(框圖4640，圖46a)。
為調(diào)諧輸入的UHF頻道，M碼的值首先被確定。M的選擇(電容選擇)導(dǎo)致對UHF頻譜中一個頻道的粗調(diào)。電路為M碼設(shè)定一個初始值(框圖4650，圖46a)。在一實施方式中，M值設(shè)定為00001。同樣，也可選擇N和Fch的值(框圖4655，圖46a)。N碼的值設(shè)定為100000，F(xiàn)ch被設(shè)定為頻道碼的值(即所希望的調(diào)諧頻率)。
電路表達(dá)式求值是CFch1.5=2(A1.5(I/L))]]>如果表達(dá)式是不正確的(即CFch1.5不等于2(A1.5(I/L)))，則M的數(shù)字值需要增加(框圖4665和4670，圖46a)。例如，在首次求值后，如果CFch1.5不等于2(A1.5(I/L))，則將M的初始值00001增加到00010。重復(fù)這一過程直到表達(dá)式正確。當(dāng)表達(dá)式正確時，則確定了M碼，C組也基于M碼而設(shè)定(框圖4655，圖46a)。
在粗調(diào)階段之后這一過程再次計算偏移量A。變量A設(shè)定于一個初始狀態(tài)(如10000)(框圖4662，圖46b)。在粗調(diào)之后，電路獲得LC振蕩器頻率FLC的一個新樣本值(框圖4664，圖46b)。頻率FLC通過應(yīng)用高速分頻器從模擬信號被變換為一個數(shù)字值。對以下表達(dá)式求值CFLC2=A2(I/L)]]>如果表達(dá)式不正確(即CFLC2不等于A2(I/L))，并且CFLC2大于A2(I/L)，則增加A的數(shù)字值(框圖4666、4668和4670，圖46b)。如果表達(dá)式不正確(即CFLC2不等于A2(I/L))，并且CFLC2小于A2(I/L)，則減小A的數(shù)字值(框圖4666、4668和4669，圖46b)。重復(fù)這一過程直到表達(dá)式求值正確。當(dāng)表達(dá)式求值正確時，則計算出新的偏移量A。這一偏移量存儲在寄存器中，以備以后使用(框圖4672，圖46b)。
下一步，N碼的值，從而L的值被確定。N碼的選擇導(dǎo)致UHF頻譜中一個頻道的微調(diào)。首先，設(shè)定N的初始值(框圖4674，圖46b)。在一實施方式中，N最初設(shè)定為值0000。同樣，F(xiàn)ch和M碼的值也已選定。Fch代表頻道碼頻率。M碼在粗調(diào)階段已被設(shè)定。表達(dá)式Fch2.0C＝A2.0(I/L)求值，以確定其是否正確(框圖4678，圖46b)。在一實施方式中，采用數(shù)/模變換器，這些數(shù)字值被變換成模擬電流值。然后，利用一個計算器，將模擬電流值依照表達(dá)式(如，A2.0，F(xiàn)ch2.0等)加權(quán)，并使用一個比較器進(jìn)行比較(參見圖53和54)。如果表達(dá)式經(jīng)過求值為不正確，增加N碼(框圖4680，圖46b))，以新的N碼再次對表達(dá)式求值。重復(fù)這一過程直到表達(dá)式求值是正確的。表達(dá)式求值正確后，基于N碼設(shè)定電感器組(框圖4690，圖46b)。
圖47示意在UHF調(diào)諧的電容器組中選擇電容器的一個實施方式。圖47的第1欄表示的是第2欄中相應(yīng)電容器的電容值。例如，電容器C3的值是32.8pF，而電容器C1的值是9.4pF。需指出的是，電容器C0通常被選擇。圖中還顯示了在電容器組中選擇電容器的二進(jìn)制M-1碼。例如，第3欄顯示選擇M-1碼為00001的電容器C0。圖47的最后一欄顯示，從電容器組中選擇M-1碼為01111的電容器。尤其是，“01111”M-1碼指定了從電容器組中選擇電容器C0，C1，C2和C3。圖47的最后一行表示各種M-1碼的總電容。例如，對于“00001”M-1碼來說，電容器組的總電容等于3.7pF?！?1111”M-1碼的總電容等于62.9pF。
圖48為顯示LC組濾波器的中心頻率與作為一個N-1碼函數(shù)的總電感之間關(guān)系的一個圖表。如圖48所示，對UHF頻譜的中心頻率來說，較低的N-1碼(即總電感)產(chǎn)生一個較高的中心頻率。圖48也顯示了N-1碼與對應(yīng)于M碼每一個值的LC組濾波器(以及所期望的頻道)的中心頻率之間的關(guān)系。例如，當(dāng)M等于7時，曲線870表示LC組濾波器的中心頻率與作為一個N-1碼函數(shù)的總電感之間的關(guān)系。
如上所述，為了使Q因子最大，僅使用N碼和M碼的某些組合。圖49顯示被選擇的N-1碼與M碼各種組合的中心頻率之間的關(guān)系。需注意的是，中心LC組濾波器頻率與N-1碼的關(guān)系現(xiàn)在限于一個圖的中心。這一關(guān)系使Q因子最小化，并優(yōu)化LC組濾波器組的響應(yīng)。
圖50a和b表示進(jìn)行UHF調(diào)諧時在L組選擇電感器的信息。圖50a和b的第1欄列出了L組中范圍在2.85nH至91.2nH的總電感。第2欄指定了一個可獲得第1欄中相應(yīng)電感值的N-1碼。例如，一個十進(jìn)制N-1碼27可產(chǎn)生3.3nH的總電感。圖50a和b的第3欄表示對基于頻率的N-1碼和M碼值的有效選擇。例如，在第3欄中，一個頻率序列顯示了當(dāng)M碼等于1時N-1碼的各種有效選擇。尤其是，第3欄表示，對于這些頻率和N-1碼來說，M碼的有效范圍是在11和32之間(十進(jìn)制)。
圖51表示在C組中被選擇的電容的各種電阻。圖51的第3欄列出了MOS晶體管相應(yīng)電感器的電阻RMOS。例如，C2的RMOS電阻是.66歐姆。第4欄列出了所選擇的相應(yīng)電容器的總串聯(lián)電阻rs。例如，C4具有的總串聯(lián)電阻rs是1.8歐姆。電路從C組中選擇電容器的組合，以降低總串聯(lián)電阻，因而使Q因子最大化。
圖52是一個計時圖，表示依照一種實施方式調(diào)諧LC濾波器組的計時。如圖52所示，有5個操作對VHF頻譜的頻道的LC濾波器組進(jìn)行調(diào)諧。在這一實施方式中，計時信號的頻率是31.25KHz。首先，可以進(jìn)行LC振蕩器頻率的頻率測量。如圖52所示，LC振蕩器頻率測量發(fā)生在一個單個16微秒的周期。如圖39a聽描述的，可以計算偏移量A，它表示LC振蕩器頻率與所希望頻率之間的差別。計算偏移量的過程，迭代過程要經(jīng)過64步(即A的值是由不多于64次迭代的回路中確定)。如圖52所示，每一步發(fā)生在16微秒內(nèi)。
當(dāng)為了得到VHF頻譜中所希望頻道而對電路進(jìn)行調(diào)諧時，首先選擇電感器組中的電感器。在一實施方式中，選擇N碼的過程不多于32步。同樣，每一步發(fā)生在16微秒周期內(nèi)。
在選擇L組的電感器后，基于選定的電感器組的新偏移量A被計算出來(參見圖39b)。如圖52所示，新偏移量A的計算不多于64步。
圖52所示的第5個操作從C組中選擇電容器。如圖52所示，選擇M碼的過程不多于16步，每步具有一個16微秒的周期。如上文結(jié)合圖46a和46b所討論的，UHF頻譜中頻道的調(diào)諧包括選擇M碼(調(diào)諧電容器組)和選擇N碼(調(diào)諧電感器組)。
圖53為調(diào)諧LC濾波器組的一個實施方式中所使用的函數(shù)比較器電路的一個實施方式。比較器電路5300用于求表達(dá)式的值。通常來說，函數(shù)比較器電路5300利用模擬電流來計算表達(dá)式。尤其是，在該實施方式中，函數(shù)比較器電路5300求以下表達(dá)式的值(1)---CFLC2=A2(I/L)]]>(2)---CFch2=A2(I/L)]]>(3)---CFch1.5=2(A1.5(I/L))]]>(4)---Fch1.5C=A1.5(I/L)]]>上面的表達(dá)式也可以寫成(1)---C/A2=(I/L)FLC2]]>(2)---C/A2=(I/L)Fch2]]>(3)---C/2A1.5=(I/L)Fch1.5]]>(4)---C/A1.5=(I/L)Fch1.5]]>上面表達(dá)式的左側(cè)(即，C/A2，C/2A1.5，和C/A1.5)是利用晶體管5347、5314和5318，開關(guān)5320和5322，電流源5330和5340，及計算器4700來生成的。開關(guān)5320和5322被設(shè)定來選擇偏移量變量A的1.5或2.0指數(shù)。例如，要求表達(dá)式C/A1.5的值，開關(guān)5320被設(shè)定為耦合電流I1.5，以輸入到計算器4700。
在一個實施方式中，電流源5330被耦合到數(shù)/模變換器，以把數(shù)字的M碼值變換成模擬電流IC。模擬電流IC表示電容和C組。也被耦合到數(shù)/模變換器的電流源5340把數(shù)字偏移量值變換成模擬電流IA。計算器4700的輸出Vout被輸入到比較器5310。Vout電壓表示左側(cè)表達(dá)式的值。
上面表達(dá)式的右側(cè)(即，(I/L)Fch1.5，(I/L)FLC2，和(I/L)Fch1.5)是利用晶體管5302、5304和5306，開關(guān)5308和5310，及電流源5309和5311來生成的。開關(guān)5308和5310用于選擇頻率的合適指數(shù)。例如，如果用于計算的當(dāng)前表達(dá)式是(I/L/)FLC2，則設(shè)定開關(guān)5310。電流源5311生成與L組的電感值成比例的模擬電流。在一個實施方式中，電流源5311耦合到數(shù)/模變換器的輸出，把N碼的數(shù)字值變換成模擬電流。也被耦合到數(shù)/模變換器的電流源5309把頻率(LC振蕩器頻率或頻道碼頻率)變換成模擬電流。計算器4700的輸出為右側(cè)表達(dá)式生成一個電壓Vout。
左側(cè)表達(dá)式和右側(cè)表達(dá)式被輸入到比較器5310。比較器5310將左側(cè)表達(dá)式生成的Vout與右側(cè)表達(dá)式生成的Vout進(jìn)行比較。
圖54顯示圖53的函數(shù)比較器電路中所使用的計算器的一個實施方式。計算器電路接收作為輸入的頻率或偏移量的加權(quán)電流，也接收電感或電容的模擬電流。如圖54所示，指數(shù)為2的頻率或偏移量A的加權(quán)電流被輸入到晶體管5404、5406和5410。指數(shù)為1.5的頻率或偏移量A的加權(quán)電流被輸入到晶體管5412和5422。電感或電容的模擬電流被輸入到雙極晶體管5424的基極。依次，比較器電路生成一個電壓，根據(jù)下面的表達(dá)式Vout=Vtln(1IsInumIden)]]>圖55示意LC濾波器組的一個實施方式的許多頻率響應(yīng)。如圖55所示，通過選擇不同電感器和電容器，LC濾波器組可生成一個很寬的頻率響應(yīng)范圍。LC濾波器組是一個可調(diào)諧的濾波器，可用于操作寬范圍頻率的電路，如電視接收機。
LC濾波器組(即，分立的無源濾波器)增強了調(diào)諧電路的性能。使用一個連續(xù)或有源濾波器需要一個電源電壓(例如，Vcc)。由于電源線上的噪聲，電源電壓顯示出一個脈動。這個脈動電壓進(jìn)而引起連續(xù)放大器的輸出存在不可接受的頻率響應(yīng)特性。因此，在接收機中使用分立的或無源濾波器，從脈動電壓中分離出信號，從而提高信號質(zhì)量。
應(yīng)該理解的是，雖然已經(jīng)用特定的示例性實施方式描述了本發(fā)明，但在不脫離本發(fā)明的精神和實質(zhì)的情況下，該技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人士可作各種改進(jìn)和變更。
權(quán)利要求
1.一個單片集成電路包括一個調(diào)諧器，用于接收一個射頻(RF)電視信號，所述RF電視信號包括55兆赫茲(Mhz)到210Mhz的基頻范圍，所述的調(diào)諧器用于將所述RF電視信號向下變換成一個中間頻率(IF)電視信號，所述IF電視信號包括一個低于20兆赫茲(Mhz)的基頻；一個SAWF函數(shù)濾波器，被連接到所述調(diào)諧器，用于過濾所述IF電視信號。
2.如權(quán)利要求1所述的單片集成電路，進(jìn)一步包括一個IF處理器，用于處理所述IF電視信號，以生成一個視頻電視信號和一個音頻電視信號。
3.如權(quán)利要求1所述的單片集成電路，其中所述單片集成電路包括一個閉環(huán)交流(AC)回路。
4.如權(quán)利要求1所述的單片集成電路，其中所述IF電視信號的所述基頻包括13Mhz。
5.如權(quán)利要求1所述的單片集成電路，其中所述調(diào)諧器包括第一向下變換電路，被連接以接收所述RF電視信號，包括上范圍的所述RF電視信號的基頻，所述第一向下變換電路以第一模式生成所述RF電視信號的所述上高范圍的一個第一IF電視信號；第二向下變換電路，被連接到所述第一向下變換電路，并被連接以接收一個下范圍的所述RF電視信號，所述第二向下變換電路以所述的第一操作模式，把所述第一IF電視信號變換成所述IF電視信號的所述基頻，然后所述第二向下變換電路以一個第二操作模式，把所述RF電視信號的所述下范圍變換成所述IF電視信號的所述基頻。
7.如權(quán)利要求5所述的單片集成電路，其中所述第一IF電視信號的基頻隨所述RF電視信號的所述上范圍的所述基頻而變化。
8.如權(quán)利要求5所述的單片集成電路，其中所述第一向下變換電路和所述第二向下變換電路包括許多可選分立濾波器。
9.如權(quán)利要求8所述的單片集成電路，其中所述的可選分立濾波器包括許多可選電容、電感和電阻元件，它們是基于所述RF電視信號的所述基頻被配置的。
10.如權(quán)利要求8所述的單片集成電路，其中所述的分立濾波器包括自調(diào)跟蹤濾波器。
全文摘要
一個單片集成電路包括一個調(diào)諧器和一個SAW濾波函數(shù)。調(diào)諧器接收在55兆赫茲(MHz)到880MHz的基頻范圍內(nèi)的射頻(RF)電視信號。調(diào)諧器把RF電視信號向下變換成一個具有低基頻的中間頻率(IF)電視信號。在一種實施方式中，SAWF濾波器對IF電視信號執(zhí)行SAW濾波函數(shù)。在另一種實施方式中，SAWF濾波器對基帶執(zhí)行SAW濾波函數(shù)。公開了一個用于處理IF電視信號，以產(chǎn)生一個視頻電視信號和一個音頻電視信號的IF處理器。
文檔編號H04N5/44GK1572107SQ02820480
公開日2005年1月26日 申請日期2002年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月16日
發(fā)明者K·宇都宮, T·鐮田 申請人:Rf信息公司