CN100431258C - 调谐器振荡器级中的电源纹波抑制 - Google Patents

Abstract

在一个调谐器的振荡器级中提供了一个双极型晶体管(Tr)，与电阻(R11)串联的二极管(D10)耦合在该晶体管(Tr)的基极与基准电压之间，晶体管(Tr)的发射极耦合到该基准电压。该二极管(D10)允许减小电阻(R11)的值，使得源自基极的集电极电源电压纹波(Vr1)减小，从而更好地补偿直接源自电源电压(Vs)的集电极电源纹波(Vr2)。

Description

调谐器振荡器级中的电源纹波抑制

技术领域

本发明涉及一种调谐器振荡器级、包括这样的级的调谐器、以及包括这样的调谐器的电子装置。

背景技术

电源电压纹波抑制可以利用熟知的RC低通滤波器执行。提供一个电阻，与电源电压线之一串联，在连接负载的两条电源线之间连接一个电容。该电容使得提供给负载的电源电压平滑。通过增加电阻和电容的值，该RC电路的滤波性能可以改善。但是，滤波量是有限的，因为太高的电阻值会在电阻两端产生太大的电压降，从而导致太高功耗和负载两端大低的电压。太大的电容值要求太大和/或太贵的电容器。

发明内容

本发明的目的是提供具有改善的电源电压纹波抑制特性的调谐器振荡器级。

为此，根据本发明的一方面，提供一种调谐器振荡器级，该调谐器振荡器级抑制其输出中的电源电压纹波，包括：一个晶体管，具有一个控制电极、和两个主电流通道电极；一个第一阻抗，耦合在所述控制电极与第一端子之间；一个第二阻抗，耦合在所述控制电极与第二端子之间；一个第三阻抗，耦合在所述两个主电流通道电极之一与所述第二端子之间；和一个元件，被设置成与所述第二阻抗串联，该元件对交流电流具有低阻抗而对直流电流具有严格限定的电压降，第一和第二端子用于接收电源电压，并且由于在电路中设置所述元件，在第一端子出现的第一电压纹波分量被传送到输出，以补偿在提供给所述主电流通道的电源电压中出现的第二电压纹波分量，由于所述第一纹波和所述第二纹波具有相反的符号，所述补偿导致抑制。该元件(可能是包括几个元件的电路)允许减小的第二阻抗值，这使得源自控制端上的电源电压纹波的集电极电压纹波减小，而不干扰所述晶体管的直流驱动。这样，直接源自电源电压的集电极电压纹波被更好地抑制。

在一个优选实施例中，所述元件是连接为传导性的二极管。

根据本发明的第二方面，提供包括调谐器振荡器级的调谐器。根据本发明的第三方面，提供包括上述调谐器的电子装置。

本发明的这些和其它方面将在下面参考所描述的实施例进行说明。

附图说明

图1示出典型的现有技术振荡器振荡回路；

图2示出典型的现有技术串联混频器和振荡器的设计；

图3示出根据本发明一个实施例的简化振荡器电路；和

图4示出图2和图3所示简化振荡器电路中的信号波形。

具体实施方式

图1示出典型的现有技术振荡器振荡回路。

电视接收器中的纹波敏感性定义为电源电压上叠加的20Hz-500kHz正弦信号的峰-峰值，经过接收器的IF滤波器的Nyquist斜率之后，在画面载波信号上引起0.28％调制深度的幅值调制。

图1示出一种典型的振荡器电路，具有一个双极型晶体管BJT1和发射极电阻Re，以及一个谐振电路，该谐振电路包括线圈L1、电容C1、和电容C2、C3以及变容二极管D1，其电容值随两端施加的电压而变化。电源电压的纹波通过两个途径引入。电源电压Vs上的纹波将通过集电极电阻Rc出现在晶体管BJT1的集电极。利用包括电阻Rb和电容Cb的低通滤波器将使波段转换电源电压Vbs1上的纹波衰减。通过使用高阻值电阻Rb，源自电源电压Vbs1的纹波可以很容易地被抑制。该电阻Rb不会导致其两端太大的电压降，因为流入晶体管BJT基极的电流很小。电源电压Vs上的纹波将直接出现在集电极上，因此，必须充分滤波，这将导致大的和/或昂贵的电容(未示出)，因为较大的电流使得大阻值的电阻Rc不可能。在调谐器中，大电容会带来一个问题，因为大的空间是不可能的，所以要求非常昂贵的钽电容。

图2示出一种典型的现有技术串联混频器和振荡器设计。图2中的振荡器电路与图1所示振荡器电路几乎完全相同，同样的元件用同样的标号表示。不同之处只是集电极电阻Rc用阻抗L2代替。混频器包括晶体管BJT2，其基极通过电阻R1连接到波段转换电源电压Vbs2。滤波电容C4与电阻R1一起对波段转换电源电压Vbs2进行滤波，以抑制晶体管BJT2基极上的电源纹波。晶体管BJT2的集电极通过电阻R2连接到电源电压Vs。电容C5与电阻R2一起对电源电压Vs进行滤波，以抑制晶体管BJT2基极上的电源纹波。电阻R 3改善混频器级M的直流特性。

混频器级M既有混频器的功能，又有纹波抑制器的功能。

图3示出根据本发明一个实施例的一种简化振荡器电路。

在图1所示振荡器电路和图2所示振荡器和混频器电路中，抑制电源电压Vs中的纹波要求大而/或昂贵的电容器。该问题在具有低电源电压Vs(如：5V)的现代调谐器中更加严重。低电源电压Vs要求滤波器电阻两端的电压降非常小，这需要一个特别大或昂贵的平波电容。图2所示的混频器和振荡器的串联装置还有一个缺陷，即：由于晶体管BJT2两端的电压降的原因，可以作用于振荡器的电压减小了。这在低电源电压Vs时也是一个问题。

本发明是基于以下认识：对集电极上的总的纹波的影响是通过基极引起的纹波和由耦合到集电极的电源电压引起的集电极上的纹波的总和，其中，这两种纹波成份具有相反的符号，因此可能相互补偿。同时尽量抑制基极和集电极上的两种纹波的现有技术方法不会产生优化的补偿。

晶体管Tr的基极通过电阻R10连接到电源电压Vbs(该电压可能是波段转换电压)。二极管D10和电阻R11的串联装置连接在基极与地G之间。晶体管Tr的集电极通过阻抗Zc连接到电源电压Vs，该晶体管的发射极通过电阻R12连接到地。集电极上的电压Vo包括直流部分Vodc和纹波分量Vor。

如果电源电压Vbs上的纹波是Vr1，电源电压Vs上的纹波是Vr2，则集电极上的纹波电压Vor为：

$\mathrm{Vor}=\mathrm{Vr}2-\frac{\mathrm{Zc}}{R12}.\frac{R11}{R10+R11}.\mathrm{Vr}1$

没有二极管D10时，由于所需的振荡器的直流操作，电阻R11的值(如，2.7kohm)的大小通常为使得源自基极的纹波大大高于源自电源电压Vs的纹波，见图4A。

有二极管D10时，电阻R11的值可以减小，同时保持基本相同的直流操作。这样，源自基极的对集电极纹波电压Vor的纹波影响得以减小，从而可以获得更好的补偿，见图4B。

图4示出图2和图3所示的简化振荡器电路中发生的信号的波形。图4A和图4B的左边图中示出表示纹波电压Vr1(实线)和Vr2(虚线)的波形，右边图中分别示出有和没有二极管D10时，合成的纹波电压Vor。

应当注意，上述实施例用于说明，而不是限制本发明，在不偏离所附权利要求的范围的条件下，本领域的普通技术人员将能够设计出多种可供选择的实施例。例如，还可以用pnp晶体管来替代所示的npn晶体管。可以将集电极耦合到地电位，而将发射极耦合到负电位。

在权利要求中，置于括号内的任何标号都不能解释为对权项的限制。术语“包括”及其类似用语不排除存在权利要求中陈述的元件或步骤之外的其它元件或步骤。本发明可以通过包括几个不同元件的硬件实现，也可以通过适当编程的计算机实现。在列举几个部件的设备权利要求中，几个这些部件可以用一个相同的硬件项目实现。

Claims (5)

1.一种调谐器振荡器级，该调谐器振荡器级抑制其输出中的电源电压纹波，包括：

一个晶体管(Tr)，具有一个控制电极、和两个主电流通道电极；

一个第一阻抗(R10)，耦合在所述控制电极与第一端子(Vbs)之间；

一个第二阻抗(R11)，耦合在所述控制电极与第二端子(G)之间；

一个第三阻抗(R12)，耦合在所述两个主电流通道电极之一与所述第二端子(G)之间；和

一个元件(D10)，被设置成与所述第二阻抗(R11)串联，该元件(D10)对交流电流具有低阻抗而对直流电流具有显著电压降，第一和第二端子用于接收电源电压(Vbs)，并且由于在电路中设置所述元件(D10)，在第一端子(Vbs)出现的第一电压纹波分量被传送到输出，以补偿在提供给所述主电流通道的电源电压(Vs)中出现的第二电压纹波分量，由于所述第一纹波和所述第二纹波具有相反的符号，所述补偿导致抑制。

2.根据权利要求1的调谐器振荡器级，其中，所述晶体管(Tr)为双极型晶体管，具有基极、集电极、和发射极，所述第一阻抗(R10)耦合在基极与第一端子之间，所述第二阻抗(R11)耦合在基极与第二端子之间，一个集电极阻抗(Zc)耦合在集电极与第三端子(Vs)之间，所述第三阻抗(R12)耦合在发射极与第二端子(G)之间，而所述元件(D10)与所述第二阻抗(R11)串联。

3.根据权利要求1或2的调谐器振荡器级，其中，所述元件(D10)包括一个二极管，该二极管连接为在运行时导通。

4.一种包括根据权利要求1的调谐器振荡器级的调谐器。

5.一种包括根据权利要求4的调谐器的电子装置。

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