CN100438595C - 用于数字视频广播接收器的超高频主动式天线放大器及相关电路 - Google Patents
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Abstract
一种主动式高频放大器，其包含一晶体管、一第一电感，其第二端耦接于该晶体管的集电极、一第一电容，其第一端耦接于该第一电感的第一端，第二端接地、一第二电感，其第二端耦接于该晶体管的基极、一第二电容，其第一端耦接于该第二电感的第一端，第二端接地、一第一电阻、以及一第二电阻，其中，该第一、第二电感的电感值分别介于10与100、1与100毫微亨之间，该第一、第二电容的电容值皆介于10微微法拉与100奈法拉之间，而该第一电阻与第二电阻的电阻值是与电压Vcc成一比例关系：Vcc*第一电阻/第二电阻约等于0.5～0.8伏特之间。
Description
技术领域
本发明有关一种放大器，尤指一种用于数字视频广播(digital videobroadcast，DVB)接收器的超高频(UHF)主动式天线放大器及相关电路。
背景技术
随着数字电视的快速发展，无线电视广播的品质也大幅度地提升，相应地，无线电视广播的使用频段也可由过往的特高频(VHF)频段提高至目前常用的超高频(UHF)频段。
一般而言，在无线电视广播系统中，被动式天线所接收到的无线信号是直接地、也就是未经过任何处理，便经由电缆线传送至数字视频广播(digital videobroadcast，DVB)接收器。然而，电缆线的长度往往左右了数字视频广播接收器所接收到的无线信号的品质。具体说，电缆线的长度越长，传送于电缆线上的无线信号越易受到杂讯的干扰，相应地，到达数字视频广播接收器的无线信号便仅具有较差的信噪比(SNR)。
发明内容
因此本发明的主要目的在于提供一种用于数字视频广播接收器的超高频主动式天线放大器及相关电路，以提升数字电视接收无线信号的灵敏度，并进而解决先前技术的缺点。
本发明的用于数字视频广播接收器的主动式高频放大器包含一晶体管、一第一电感、一第一电容、一第二电感、一第二电容、一第一电阻、一第二电阻、一稳压器(regulator)、一第三电感、以及一第三电容。该晶体管的基极用来接收信号、发射极接地、集电极用来输出信号。该第一电感的第一端用来耦接于一电压源，第二端耦接于该晶体管的集电极，该第一电感的电感值是介于10与100毫微亨(nH)之间。该第一电容的第一端耦接于该第一电感的第一端，第二端接地，该第一电容的电容值是介于10微微法拉(pF)与100毫微法拉(nF)之间。该第二电感的第二端耦接于该晶体管的基极，该第二电感的电感值是介于1与100毫微亨(nH)之间。该第二电容的第一端耦接于该第二电感的第一端，第二端接地，该第二电容的电容值是介于10微微法拉(pF)与100毫微法拉(nF)之间。该第一电阻的第一端耦接于该第一电感的第一端，第二端耦接于该第二电感的第一端，该第二电阻的第一端耦接于该第一电阻的第二端，第二端接地，该第一电阻与第二电阻的电阻值是与该电压源的电压位准成一比例关系：该电压位准*第一电阻/第二电阻约等于0.5～0.8伏特之间。该稳压器的输入端耦接于该第一电容的第一端，接地端接地。该第三电容的第一端耦接于该稳压器的输出端，第二端接地，该第二电容的电容值是介于1微微法拉(pF)与100毫微法拉(nF)之间。该第三电感的第一端耦接于稳压器的输出端，第二端用来输出信号。
附图说明
图1为本发明的第一实施例中一主动式高频放大器的电路图。
图2为显示有三种波形的波形图。
图3为本发明的第二实施例中一主动式高频放大器的电路图。
具体实施方式
本发明是借由设置一主动式高频放大器于一被动式天线及一电缆线间的方式，降低该被动式天线接收无线信号过程中，于经由该电缆线传送至一数字视频广播(digital video broadcast，DVB)接收器所造成的耗损，并进而提升该数字视频广播接收器所在的数字电视接收无线信号的灵敏度。
请参阅图1，图1为本发明的第一实施例中一主动式高频放大器10的电路图，放大器10可经由该电缆线耦接于该数字视频广播接收器。放大器10包含一晶体管12、一第一电感14、一第一电容16、一第二电感18、一第二电容20、一第一电阻22、一第二电阻24、一输入电容26、一输出电容28、一第三电阻68、以及一第四电容70。
晶体管12包含一基极30、一发射极32、以及一集电极34，其中，基极30用来接收无线信号，发射极32接地，而集电极34用来输出放大过后、也就是具有较佳信噪比的无线信号，换言之，基极30是作为放大器10的输入端，而集电极34是作为放大器10的输出端。第一电感14包含一第一端36及一第二端38，其中，第一端36用来耦接于一电压源Vcc，第二端38耦接于晶体管12的集电极34。第一电容16包含一第一端40及一第二端42，其中，第一端40耦接于第一电感14的第一端36，第二端42接地。第二电感18包含一第一端44及一第二端46，其中，第二端46耦接于晶体管12的基极30。第二电容20包含一第一端48及一第二端50，其中，第一端48耦接于第二电感1 8的第一端44，第二端50接地。第一电阻22包含一第一端52及一第二端54，其中，第一端52耦接于第一电感14的第一端36，第二端54耦接于第二电感18的第一端44。第二电阻24包含一第一端56及一第二端58，其中，第一端56耦接于第一电阻22的第二端54，第二端58接地。输入电容26包含一第一端60及一第二端62，其中，第一端60耦接于晶体管12的基极30，第二端62用来接收无线信号，并将所接收的无线信号，经由第一端60，传送至晶体管12的基极30。输出电容28包含一第一端64及一第二端66，其中，第二端66耦接于晶体管12的集电极34，第一端64用来输出晶体管12的集电极34所输出的具有较佳信噪比的无线信号。第三电阻68包含一第一端72及一第二端74，其中，第二端74耦接于第二电容16的第一端40，第一端72用来耦接于电压源Vcc。第四电容70包含一第一端76及一第二端78，其中，第二端78接地，第一端76用来耦接于电压源Vcc。
在本发明的第一实施例中，第一电感14与第一电容16共同形成一输入阻抗匹配电路；第二电感18与第二电容20共同形成一输出阻抗匹配电路；第一电阻22与第二电阻24共同形成一分压电路，以提供晶体管12于运作时所需的直流偏压；输入电容26及输出电容28分别作为放大器10的输入端上及输出端上的直流阻隔(DC block)之用，换言之，输入电容26及输出电容28可阻隔任何可能穿透放大器10的直流信号，而仅容让无线信号通过；第三电阻68是作为一负反馈电阻之用，该负反馈电阻可稳定晶体管12的直流电流。
前已言及，无线电视广播的使用频段已提高至UHF频段，而UHF频段包含470MHz至810MHz，因此，为了能被应用于该数字电视中的数字视频广播接收器，本发明的第一实施例中的放大器10是选用一NE68119晶体管充作晶体管12，一其电感值是介于10与100毫微亨(nH)间的电感充作第一电感14，一其电容值是介于10微微法拉(pF)与100毫微法拉(nF)间的电容充作第一电容16，一其电感值是介于1与100毫微亨(nH)间的电感充作第二电感18，一其电容值是介于10微微法拉(pF)与100毫微法拉(nF)间的电容充作第二电容20，第一电阻22的第一电阻值与第二电阻24的第二电阻值与电压源Vcc的电压位准成一比例关系，也就是，该电压位准*第一电阻值/第二电阻值约等于0.5～0.8伏特之间，一其电容值是介于10微微法拉(pF)与100毫微法拉(nF)间的电容充作输入电容26，一其电容值是介于10微微法拉(pF)与100毫微法拉(nF)间的电容充作输出电容28，一其电阻值是与电压源Vcc的电压位准成一运算关系，充作第三电阻68，其中，该运算关系为(该电压位准-2)/第三电阻68的第三电阻值约为0.005～0.05安培之间，一其电容值是介于100微微法拉(pF)与100微法拉(uF)间的电容充作第四电容70。
请参阅图2，图2为显示有三种无线信号的波形图，其中，横轴为频率，而纵轴为dB值。从图2可明显地看出，代表放大器10所输出的无线信号的波形102，于470MHz至810MHz之间，具有较代表其他其他放大器(选用不同的晶体管、电阻、电容、及/或电感)所输出的无线信号的波形为大的dB值，所以，本发明的放大器10确能降低该被动式天线接收无线信号过程中，于经由该电缆线传送至一数字视频广播接收器所造成的耗损，并进而提升该数字视频广播接收器所在的数字电视接收无线信号的灵敏度。
需特别一提的是，在本发明的第一实施例中，若放大器10可克服直流导通的问题，则输入电容26及输出电容28可省略，此外，第二电阻24、第三电阻68、或/及第四电容70也可省略。
图1所显示的放大器10需外接至电压源Vcc，然而，本发明的放大器也可不需外接至电压源Vcc。请参阅图3，图3为本发明的第二实施例中一主动式高频放大器80的电路图，放大器80亦可经由该电缆线耦接于一数字视频广播接收器，但该数字视频广播接收器于其输入端可提供直流电压。除了晶体管12、第一电感14、第一电容16、第二电感18、第二电容20、第一电阻22、一第二电阻24、输入电容26、输出电容28、第三电阻68、以及第四电容70外，放大器80另包含一稳压器(regulator)82、一第三电感84、以及一第三电容86。同样地，输入电容26、输出电容28、第二电阻24、第三电阻68、或/及第四电容70可省略。
稳压器82包含一输入端88、一接地端90、以及一输出端92，其中，接地端90接地，而输入端88耦接于第一电容16的第一端40(若第三电阻68是省略的)、或耦接于第三电阻68的第一端72。第三电容86包含一第一端98及一第二端99，其中，第一端98耦接于稳压器82的输出端92，第二端99接地。第三电感84包含一第一端94及一第二端96，其中，第一端94耦接于稳压器82的输出端92，第二端96是耦接于晶体管12的集电极34(若输出电容28是省略的)、或耦接于输出电容28的第一端64，用来输出信号。
有了稳压器82后，放大器80便不需设置一作为耦接电压源的用的外接电源线，至于放大器80所需的直流电源，也就是电压源Vcc，可借由一连接于晶体管12的集电极34与该数字视频广播接收器间的高频信号线，接收该数字视频广播接收器的输入端的直流电源的方式而获得。在本发明的第二实施例中，第三电容86及第四电容70为稳压器82于运作时所需的电容，而第三电感84则用来提供直流路径，并阻隔高频无线信号。
除了放大器10于第一实施例中所选用的晶体管(充作晶体管12)、该三电阻(分别充作第一、第二、第三电阻22、24、68)、该二电感(分别充作第一、第二电感14、18)、及该五电容(分别充作第一、第二、第四、输入、输出电容16、20、86、26、28)外，放大器80于第二实施例中另选用一其电感值是介于10与220毫微亨(nH)间的电感充作第三电感84，以及另选用一电容值是介于10微微法拉(pF)与100微法拉(uF)间的电容充作第三电容86。
相较于先前技术，本发明的放大器10、80包含具有特定数值的电子元件。如此一来，放大器10、80便可降低该被动式天线接收无线信号过程中，于经由该电缆线传送至一数字视频广播接收器所造成的耗损，并进而提升该数字视频广播接收器所在的数字电视接收无线信号的灵敏度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请权利要求范围所作出的种种等效的变化或替换，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (5)
1.一种用于数字视频广播接收器的主动式高频放大器，其特征在于包含：
一晶体管，其基极用来接收信号，发射极接地，集电极用来输出信号；
一第一电感，其第二端耦接于该晶体管的集电极，该第一电感的电感值是介于10与100毫微亨之间；
一第一电容，其第一端耦接于该第一电感的第一端，该第一电容的第二端接地，该第一电容的电容值是介于10微微法拉与100毫微法拉之间；
一第二电感，其第二端耦接于该晶体管的基极，该第二电感的电感值是介于1与100毫微亨之间；
一第二电容，其第一端耦接于该第二电感的第一端，该第二电容的第二端接地，该第二电容的电容值是介于10微微法拉与100毫微法拉之间；
一第一电阻，其第一端耦接于该第一电感的第一端，该第一电阻的第二端耦接于该第二电感的第一端；
一第三电阻，其第二端耦接于该第一电容的第一端，且该第三电阻的第一端耦接于一电压源，(该电压源的电压位准-2)/该第三电阻的电阻值是介于0.005～0.05安培之间；
一第二电阻，其第一端耦接于该第一电阻的第二端，该第二电阻的第二端接地，该电压源的电压位准*该第一电阻的电阻值/该第二电阻的电阻值是介于0.5～0.8伏特之间；
一稳压器，其接地端接地，该稳压器的输入端耦接于该电压源；
一第三电容，其第一端耦接于该稳压器的输出端，该第三电容的第二端接地，该第三电容的电容值是介于10微微法拉与100微法拉之间；
一第三电感，其第一端耦接于稳压器的输出端，该第三电感的第二端用来输出信号，该第三电感的电感值是介于10与220毫微亨之间；以及
一第四电容，其第一端耦接于该稳压器的输入端，该第四电容的第二端接地，该第四电容的电容值是介于100微微法拉与100微法拉之间。
2.如权利要求1所述的主动式高频放大器，其特征在于另包含一输入电容，其第一端耦接于该晶体管的基极，第二端用来接收信号，该输入电容的电容值是介于10微微法拉与100毫微法拉之间。
3.如权利要求1所述的主动式高频放大器，其特征在于另包含一输出电容，其第一端用来输出信号，第二端耦接于该晶体管的集电极，该输出电容的电容值是介于10微微法拉与100毫微法拉之间。
4.一种内含主动式高频放大器的数字视频广播接收电路，其包含：
一主动式高频放大器，其包含：
一晶体管，其基极用来接收信号，发射极接地，集电极用来输出信号；
一第一电感，其第一端用来耦接于一电压源，该第一电感的第二端耦接于该晶体管的集电极，该第一电感的电感值是介于10与100毫微亨之间；
一第一电容，其第一端耦接于该第一电感的第一端，该第一电容的第二端接地，该第一电容的电容值是介于10微微法拉与100毫微法拉之间；
一第二电感，其第二端耦接于该晶体管的基极，该第二电感的电感值是介于1与100毫微亨之间；
一第二电容，其第一端耦接于该第二电感的第一端，该第二电容的第二端接地，该第二电容的电容值是介于10微微法拉与100毫微法拉之间；以及
一第一电阻，其第一端耦接于该第一电感的第一端，该第一电阻的第二端耦接于该第二电感的第一端；以及
一数字视频广播接收器，耦接于该主动式高频放大器的晶体管的集电极，用来接收该主动式高频放大器的晶体管所输出的信号。
5.一种内含主动式高频放大器的数字视频广播接收电路，其包含：
一晶体管，其基极用来接收信号，发射极接地，集电极用来输出信号；
一第一电感，其第二端耦接于该晶体管的集电极，该第一电感的电感值是介于10与100毫微亨之间；
一第一电容，其第一端耦接于该第一电感的第一端，该第一电容的第二端接地，该第一电容的电容值是介于10微微法拉与100毫微法拉之间；
一第二电感，其第二端耦接于该晶体管的基极，该第二电感的电感值是介于1与100毫微亨之间；
一第二电容，其第一端耦接于该第二电感的第一端，该第二电容的第二端接地，该第二电容的电容值是介于10微微法拉与100毫微法拉之间；
一第一电阻，其第一端耦接于该第一电感的第一端，该第一电阻的第二端耦接于该第二电感的第一端；
一第三电阻，其第二端耦接于该第一电容的第一端，且该第三电阻的第一端耦接于一电压源，(该电压源的电压位准-2)/该第三电阻的电阻值是介于0.005～0.05安培之间；
一第二电阻，其第一端耦接于该第一电阻的第二端，该第二电阻的第二端接地，该电压源的电压位准*该第一电阻的电阻值/该第二电阻的电阻值是介于0.5～0.8伏特之间；
一稳压器，其接地端接地，该稳压器的输入端耦接于该电压源；
一第三电容，其第一端耦接于该稳压器的输出端，该第三电容的第二端接地，该第三电容的电容值是介于10微微法拉与100微法拉之间；
一第三电感，其第一端耦接于稳压器的输出端，该第三电感的第二端用来输出信号，该第三电感的电感值是介于10与220毫微亨之间；以及
一第四电容，其第一端耦接于该稳压器的输入端，该第四电容的第二端接地，该第四电容的电容值是介于100微微法拉与100微法拉之间；以及
一数字视频广播接收器，耦接于该主动式高频放大器的晶体管的集电极及一电压源，用来接收该主动式高频放大器的晶体管及该第三电感所输出的信号。
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