CN100546184C

CN100546184C - 具有自动增益控制器的信道选择器

Info

Publication number: CN100546184C
Application number: CNB2004800147532A
Authority: CN
Inventors: K·C·光
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2003-05-27
Filing date: 2004-05-24
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2024-05-24
Also published as: JP2007500989A; WO2004107574A1; CN1795612A; KR20060013554A; EP1632027A1

Abstract

在具有射频前置放大器和用于转换射频输入信号为中频输出信号的混频器的信道选择器中，从中频输出信号导出自动增益控制(AGC)电压，用于减小在预先确定的“接收点”后射频前置放大器的增益(延迟的AGC)。在混频器的中频输出路径中提供一个转接衰减器，所说转接衰减器在自动增益电压的控制下接通和断开。在大于“接收点”的电平，衰减器接通。

Description

具有自动增益控制器的信道选择器

技术领域

本发明涉及一种信道选择器，所说信道选择器包括级联的：用于放大接收的射频信道信号的增益控制的射频前置放大器、用于转换放大的射频信道信号为中频信道信号的混频级、连接到混频级的输出端用于选择来自所说中频信道信号的期望信道信号的中频滤波器、和连接到中频滤波器的输出端用于从所选的中频信道信号导出AGC电压的装置，所说的AGC电压当所说选择的中频信道信号的电平大于预定阈值时用于减小射频前置放大器在高电平模式时的增益，并且当所说选择的中频信道信号的电平小于预定阈值时用于保持射频前置放大器在低电平模式时的增益基本上不变。

背景技术

这样的信道选择器在本领域中是众所周知的，并且用于从多个接收的射频信道信号中导出一个期望的中频信道信号，所说的期望的中频信道信号具有最佳的可能的信号噪声(S/N)比，并且没有明显的非线性畸变。例如，可以对于今天的电视调谐器进行设计，使其按最佳的方式操作，在天线的输入端的输入信号为60dBμV(＝1mV)，增益为45分贝，从而使中频输出为105dBμV。天线输入信号的信号噪声比为51.3分贝，调谐设备本身的噪声系数是4分贝，因此中频的信号噪声比是47.3分贝。

自动增益控制(AGC)是所谓的低电平模式的延迟自动增益控制，其中的输入信号电平以及还有随后的中频输出电平是如此的低，以致于射频前置放大器的增益减小是不恰当的。当中频输出电平超过了“接收点(take over point)”(TOP)时，自动增益控制进入高电平模式，其中减小了射频前置放大器的增益，从而可以保持中频输出电平基本上不变。

通常，信道选择器用于接收停播信号，并且用于接收来自电缆系统的信号。特别是当电缆是主要的信号输入时，输入信号明显强于60dBμV，例如66dBμV。为了保护后边的一些级不受具有非线性畸变的强信号以及辐射效应的影响，射频前置放大器的自动增益控制(AGC)在中频输出信号的电平一旦大于例如105dBμV(即接收点(TOP))时就要减小这一级的增益。但是存在一个缺点，即，射频前置放大器的每一个分贝的增益减小将要使调谐设备的噪声因数增加一个分贝，因此较强输入信号的信号噪声比仍旧是在“接收点”的信号噪声比。在上述的指定的例子中，当输入信号增加到66dBμV时，增益下降到39分贝，调谐设备的噪声系数增加到10分贝，使中频的信号噪声比仍旧保持在47.3分贝。

发明内容

当前，在电视调谐器的市场上，强烈地要求在较强的天线输入信号时具有较大的信号噪声比。本发明的主要目的是提供在较强的天线输入信号的情况下具有较大的信号噪声比的调谐设备，因此，按照本发明的调谐设备的特征在于在混频器的输出端和中频滤波器的输入端之间设置的转接衰减器，所说转接衰减器由自动增益控制电压控制，使转接衰减器至少部分地在所说高电平模式下操作，并且至少部分地在所说低电平模式下不操作。

通过转接中频衰减器使其在“接收点”或在“接收点”之上操作，自动增益控制器试图通过增加射频前置放大器的增益来补偿中频路径的增益损耗。最终的结果是，中频输出信号处在初始电平，但改善了信号噪声比，这是因为减小了前置放大器增加的噪声而衰减器本身基本上没有增加噪声的缘故。例如，对于66dBμV的输入电平和6分贝的衰减器，自动增益控制回路的反应就好像是输入电平是60dBμV一样。结果是前置放大器的噪声系数不足6分贝。显然，增加的衰减的程度受到用于处理较大信号使其不会产生畸变问题的衰减器前边的混频器的容量和中频路径的容量的限制。

按照本发明的信道选择器的特征还在于与所说转接衰减器并联连接的一个转接放大器，所说转接放大器由自动增益控制电压控制，使转接放大器在转接衰减器不操作的部分的所说低电平模式下操作。在以上所述的转接衰减器改善了信道选择器在较高的信号电平的动态范围，而转接放大器改善了信道选择器在低信号电平的动态范围。转接放大器不会改善信号噪声比，因为在这个范围自动增益控制器是无效的，因此中频信号和与其相伴的噪声由转接放大器进行了相同的放大。然而，转接放大器的确增加了较低的中频信号电平，并且由此增加了信道选择器的灵敏度，即，增加了产生有用图像的最小信号。在达到低电平模式的高端之前，这个放大器应该关断，以便阻止自动增益控制器对于额外的增加的噪声进行操作。例如，当“接收点”的输入电平为60dBμV并且转接放大器的增益为10分贝时，转接放大器在等于或小于50dBμV的输入电平应该关断。应该指出，与射频自动增益控制组合的连续的中频自动增益控制在本领域内是公知的，例如从美国专利申请出版物US 2001/0016950A1可知。这种双重的自动增益控制在具有数字解调器的接收器中的有用的，可以在输入电平的一个很大的范围内获得大的和稳定的中频电平。

优选地，按照本发明的信道选择器的特征还在于转接衰减器和转接放大器中的每一个都是通过一个比较器转接的，所说比较器比较所说自动增益控制电压与一个预先确定的直流电压。

附图说明

现在参照附图描述本发明。如在这里表示的：

图1是按照本发明的信道选择器的方块图；

图2是说明图1的信道选择器的操作的曲线图；

图3是用于图1的信道选择器的转接衰减器和转接放大器的详情示意图。

具体实施方式

图1的信道选择器包括：第一调谐滤波器2，它的输入端可以连接到天线1，它的输出端连接到射频前置放大器3的输入端。由射频前置放大器3放大的射频信道信号通过第二调谐滤波器4加到混频器5，在这里，射频信号与来自一个调谐本地振荡器6的振荡信号相乘。混频器将射频信号转换成中频(IF)信号，中频信号随后在中频放大器7中放大，并且将其提供给表面声波滤波器8，在这里进行信道滤波。

至此为止描述的装置在本领域中都是众所周知的。调谐滤波器1和4对于信道滤波基本上没有什么贡献，主要用于抑制图像的频率，否则这些图像频率会在混频器5中折叠进入期望的中频信道。在SAW滤波器(表面声波滤波器)8中充分抑制了相邻信道信号的期望的中频信道信号加到中频单元9，在这里进行进一步的中频放大和中频解调。而且，中频单元9产生一个自动增益控制(AGC)电压V_agc，用于控制前置放大器3的增益。这是一个延迟的自动增益控制：在低电平输入信号(低电平模式)，自动增益控制电压基本上不减小前置放大器3的增益，而在较高输入电平(高电平模式)，自动增益控制电压将要减小前置放大器3的增益，从而可以保持SAW滤波器的中频输出信号基本上不变。自动增益控制电压开始减小前置放大器的增益的这一点就是“接收点”(TOP)。在这种延迟自动增益控制中，延迟器件(如单个二极管)在低电平模式阻止自动增益控制电压传送到前置放大器，在高电平模式允许这样的传送。还有可能构成这样一种前置放大器3，它的增益基本上不会通过在低电平模式下产生的自动增益控制电压而减小。

按照本发明，图1的信道选择器包括设置在中频放大器7的输出端A和表面声波滤波器8的输入端之间的转接衰减器10和转接放大器11。借助于比较器C₁可以使衰减器10接通和断开，比较器C₁比较自动增益控制电压V_agc与预先确定的参考电压V₁；借助于比较器C₂可以使放大器11接通和断开，比较器C₂比较自动增益控制电压V_agc与预先确定的参考电压V₂。当衰减器10和放大器11两者都断开时，这个组合提供一个参考增益，这个参考增益不一定要等于0分贝。当转接放大器接通时，它的增益增加例如10分贝，当转接衰减器接通时，它的增益减小例如6分贝。当然，放大器和衰减器不应该同时接通。

在图2的示意图中表示转接衰减器和转接放大器的操作，图2表示：在表面声波滤波器8的输出端以dBμV为单位的中频电平V₀是以dBμV为单位的天线输入电平V_i的函数的情况。图2中的虚线代表没有衰减器10和放大器11的这个函数。在低输入电平，放大器11接通，这种设置的灵敏度增加了例如10分贝。当电平增加时，放大器在例如50dBμV的输入电平L₂断开。然后，电平通过“接收点”，接收点位于例如63dBμV的输入电平T。在例如65dBμV的输入电平L₁，衰减器10接通，以便从这个电平开始，这种安排的信号噪声比开始增加。

如果存在这样的可能性：在特殊条件下包括元件8、9、C₁、C₂、10、11的回路有振荡的趋势，则通过提供具有滞后或锁存功能的比较器C₁、C₂就可能很简单地避免出现这种情况。

图3表示图1的转接衰减器10和转接放大器11的一个详细的实施方案。转接放大器包括：双极性NPN晶体管T₁，双极性NPN晶体管T₁的发射极阻抗是电阻器R₁，电阻器R₂和旁路电容器C₁；在集电极引线中的电感L₁；和与晶体管的集电极和基极之间的电容器C₃串联的反馈电阻器R₃。通过输入端A和电容器C₂向晶体管T₁的基极施加来自图1的中频放大器7的中频输入信号，并且，通过电容器C₄并经过输出端B向图1的表面声波滤波器8的输入端施加来自集电极的经过放大的信号。借助于开关晶体管T₂使晶体管T₁导通和截止，开关晶体管T₂是由比较器C₂控制的。这个开关晶体管的集电极通过集电极电阻器R₄连接到电源电压，并且通过串联电阻器R₅连接到放大器晶体管T₁的基极。

转接衰减器在中频输入端A和中频输出端B之间包括：串联安排的电容器C₅、电阻器R₆、二极管D₁、第二二极管D₂、电阻器R₇、电容器C₆。电阻器R₈将相互连接的二极管D₁和D₂的阳极连接到正电源电压。开关晶体管T₃的集电极通过电阻器R₉连接到C₅和R₆的相互连接点，并且通过电阻器R₁₀连接到C₆和R₇的相互连接点。比较器C₁控制开关晶体管T₃。图3的装置的无源部件的数值如下表所示：

R<sub>1</sub>	R<sub>2</sub>	R<sub>3</sub>	R<sub>4</sub>，R<sub>9</sub>，R<sub>10</sub>	R<sub>5</sub>	R<sub>6</sub>，R<sub>7</sub>	R<sub>8</sub>	C<sub>1</sub>	C<sub>2</sub>-C<sub>6</sub>	L<sub>1</sub>
R<sub>1</sub>	R<sub>2</sub>	R<sub>3</sub>	R<sub>4</sub>，R<sub>9</sub>，R<sub>10</sub>	R<sub>5</sub>	R<sub>6</sub>，R<sub>7</sub>	R<sub>8</sub>	C<sub>1</sub>	C<sub>2</sub>-C<sub>6</sub>	L<sub>1</sub>	10Ω	82Ω	220Ω	3.3kΩ	10kΩ	47Ω	100Ω	330pF	4.7nF	10μH

要说明的是，电容器C₂-C₆只具有隔直流功能，电阻器R₄，R₉，R₁₀只有提供直流电源的功能。

在操作中，在低射频输入电平，自动增益控制电压V_agc较高，其结果是，两个比较器C₁和C₂都传递低输出电压，因此开关晶体管T₂和T₃都截止。二极管D₁和D₂不导通，因而转接衰减器断开。放大器晶体管T₁正在导通，来自输入端A的中频信号通过晶体管T₁放大，到达输出端B。

当输入电平通过图2的电平L₂时，电压V_agc通过预先确定的电压V₂，使比较器C₂的输出变为高电平，开关晶体管T₂变为导通，晶体管T₁截止。来自输入端的中频信号未经任何更多的放大，而是使未经放大的中频信号通过电容器C₂、反馈路径C₃、R₃、和电容器C₄到达输出端B。借此，电阻器R₃的数值确定了参考增益，即当放大器和衰减器这两者都断开时在终端A和B之间的增益。

最后，当输入信号通过图2的电平L₁的时候，电压V_agc通过预先确定的电压V₁，并且比较器的输出变为高电平，其结果是，开关晶体管T₃和衰减器二极管D₁、D₂都变为导通。现在，来自输入端A的部分中频信号电流流过电阻器R₈，从而使传送到输出端O的信号衰减。衰减器处在接通状态。构成由3个电阻器R₆、R₇、R₈形成的衰减器，配置成其输出阻抗尽可能地接近转接放大器在接通状态的输出阻抗。

Claims

1.一种信道选择器，所说信道选择器包括级联的：用于放大接收的射频信道信号的增益控制射频前置放大器(3)、用于转换放大的射频信道信号为中频信道信号的混频级(5)、连接到混频级的输出端用于选择来自所说中频信道信号的期望信道信号的中频滤波器(8)、和连接到中频滤波器的输出端用于从所选的中频信道信号导出自动增益控制电压(V_agc)的装置，所说的自动增益控制电压(V_agc)当所说选择的中频信道信号的电平大于预定电平(T)时用于减小射频前置放大器在高电平模式时的增益，并且当所说选择的中频信道信号的电平小于预定电平(T)时用于保持射频前置放大器在低电平模式时的增益基本上不变，其特征在于：在混频器的输出端(A)和中频滤波器的输入端(B)之间设置的转接衰减器(10)，所说转接衰减器由自动增益控制电压控制，使转接衰减器在至少一部分所说高电平模式下操作和在至少一部分所说低电平模式下不操作。

2.根据权利要求1所述的信道选择器，其特征在于：与所说转接衰减器(10)并联连接的一个转接放大器(11)，所说转接放大器由自动增益控制电压(V_agc)控制，使转接放大器在转接衰减器不操作的一部分所说低电平模式下操作。

3.根据权利要求2所述的信道选择器，其特征在于：转接衰减器(10)和转接放大器(11)中的每一个都是通过一个比较器(C1、C2)转接的，所说比较器比较所说自动增益控制电压(V_agc)与一个预先确定的直流电压(V₁，V₂)。