CN101102139A - 具有天线控制的集成调谐器电路 - Google Patents

Abstract

一种用于射频信号的集成调谐器电路(2)，适于连接至少一个天线(22)，其中该集成调谐器电路包括具有至少一个可调式电容(12)的内部谐振级(10)，该可调式电容适于连接天线，并与天线形成谐振，该集成调谐器电路还包括控制单元，该控制单元适于控制至少一个可调式电容的值，以改变天线的谐振值。

Description

具有天线控制的集成调谐器电路

技术领域

本发明涉及一种集成调谐器电路，特别涉及一种具有天线控制的集成调谐器电路。

背景技术

射频传输一般需要较大的带宽。例如，根据手持式数字视频广播(Digital Video Broadcasting-Handheld，即DVB-H)标准的传输范围从大约470MHz扩展至890MHz。然而，最普遍使用的天线具有约200MHz或300MHz的较小的带宽灵敏度。

为了解决此差异，发展出了两种主要方法。

一种类型的集成调谐器电路利用多个被切换的天线，而且每个被切换的天线均具有不同的带宽灵敏度。例如，第一天线设定在从470MHz扩展至600MHz的范围，并且第二天线设定在从600MHz扩展至890MHz的范围。这种调谐器不但需要特定的额外元件来控制天线，还需要内部元件和外部元件来确保天线之间的切换。

另一种类型的集成调谐器电路利用具有与天线谐振的电容的外部天线谐振级(resonance stage)，从而通过设定最大谐振频率来设定接收范围。此外部天线谐振级通常利用PIN二极管(positive-intrinsic-negative diode)或变容二极管(varactor diodes)，并且需要额外的电压供应。

由于这些解决方案均需要许多外部元件，所以均不令人满意。

此外，虽然在第4332789号德国专利中描述了一种具有可调节电容的集成电路，但其仍然不能令人满意。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种有效的具有天线控制的集成调谐器电路，其具有增大的适应电容(adaptation capacity)，以解决现有技术所存在的问题。

本发明公开的集成调谐器电路使用了具有可调式电容的内部谐振级，使其具有增大的适应电容，从而达到预期的效果。

本发明的其他特性和优点将在以下详细描述。

本发明公开的集成调谐器电路，其适于被连接到至少一个天线和外部谐振级，其中所述集成调谐器电路包括：内部谐振级，其具有至少一个可调式电容，以连接至所述天线，并且与所述天线谐振；控制单元，其用于控制所述至少一个可调式电容的值，以改变所述天线的谐振值；以及电压发生器，其用于使所述外部谐振级工作。

在本发明公开的集成调谐器电路中，所述内部谐振级的所述可调式电容连接在所述集成调谐器电路的、用于与天线连接的终端和用于与接地端连接的终端之间。

本发明公开的集成调谐器电路进一步包括内部开关，从而将所述电压发生器和所述外部谐振级连接或断开。

在本发明公开的集成调谐器电路中，所述可调式电容连接至所述集成调谐器电路的终端，并且所述电压发生器通过所述内部开关与所述集成调谐器电路的所述终端相连接。

在本发明公开的集成调谐器电路中，所述控制单元用于接收配置信息，并且根据所述配置信息控制所述可调式电容的值。

在本发明公开的集成调谐器电路中，所述控制单元用于接收传输质量信息，并且根据所述传输质量信息控制所述可调式电容的值。

本发明公开的集成调谐器电路进一步用于连接至多个所述天线，并且所述集成调谐器电路进一步包括：用于在所述天线之间进行切换的内部切换级；以及用于连接到至少一个所述天线的所述内部谐振级。

在本发明公开的集成调谐器电路中，所述可调式电容由多个并联连接的、独立的电容构成，每一个所述独立的电容与作为开关的晶体管串联。

在本发明公开的集成调谐器电路中，所述可调式电容包括至少一个金属-绝缘体-金属电容。

因此，根据本发明的集成调谐器电路可连接至天线，并且其可具有或不具有外部谐振级，并具有良好的适应电容。可调式电容的控制能通过改变天线的谐振值来调整其接收范围。内部开关和电压发生器的使用能够启动、停止外部谐振级，因而能将根据本发明的调谐器电路和具有此外部谐振级的现有电路相结合，并且不需要改变现有电路。

附图说明

图1A和图1B示出了本发明第一实施例的两个用途；

图2示出了本发明的第二实施例。

在附图中，各标号所代表的部件列表如下：

集成调谐器电路  2     接口模块        4

内部放大级      6     电压发生器      8

内部谐振级      10    可调式电容      12

开关            14    控制单元        20

天线            22    平衡和匹配模块  24

外部谐振级      30    变容二极管      32

电容            34    电阻            36

内部电阻        38    内部切换级      40

天线            42A   天线            42B

输入端          IN    输入端          INA

输入端          INB   输入端          INC

输出端          OUT   输出端          OUTA

输出端          OUTB  接地端          GND

具体实施方式

下面将参照图1A和图1B描述根据本发明第一实施例的集成调谐器电路2。集成调谐器电路2具有接口模块4，且接口模块4具有输入端和输出端，也被称为连接垫(bond pad)。在此实施例中，接口模块4具有至少一个输入端IN、至少一个输出端OUT和接地端GND。

集成调谐器电路2具有连接至输入端IN的内部放大级6和连接至输出端OUT的电压发生器8。

本发明的集成调谐器电路2还包括连接至输出端OUT和接地端GND的内部谐振级10。

在此实施例中，内部谐振级10包括可调式电容12。可调式电容12连接至输出端OUT，并通过接地端GND接地。

此外，集成调谐器电路2包括在电压发生器8和输出端OUT之间连接的开关14。

集成调谐器电路2还包括控制模块20，控制模块20适于数字控制开关14和可调式电容12的值。

除了这些组件，集成调谐器电路2还包括传统调谐器的元件(图中未示出)。

图1A示出了集成调谐器电路2的第一种用途。其中，外部天线22(例如传统的50欧姆(ohm)的天线)连接至输入端IN和输出端OUT。

方便地，将用于补偿天线22的阻抗缺陷的平衡和匹配模块24连接在天线22和输入端IN之间。

在此实施例中，开关14断开电压发生器8与输出端OUT的连接，而只剩下集成调谐器电路2的可调式电容12与输出端OUT的连接。

因此，可调式电容12连接在接地端和天线22之间，从而得到设定了最大的天线谐振值和接收范围的L-C振荡回路(L-C tank)。因此，控制单元20对电容12值的控制允许数字设定天线22的接收范围。

如图1B所示，在集成调谐器电路2的另一个用途中，使用了外部谐振级30。

外部谐振级30连接在天线22、输出端OUT和平衡和匹配模块24之间。为了使外部谐振级30工作，开关14将电压发生器8连接至输出端OUT。

更详细地说，外部谐振级30包括变容二极管32，变容二极管32连接在天线22和电容34的第一端之间，从而在天线22和变容二极管32的输出之间产生电压。电容34的第二端接地。第一电阻36连接在平衡和匹配模块24和电容34的第二端之间。

通过改变天线22达到的最大谐振值，越过外部谐振级30的电压的变化量改变了最大接收范围。更详细地说，外部谐振级30和天线22形成L-C振荡回路，并且L-C振荡回路的谐振频率是通过控制变容二极管32来设定的。

外部谐振级的此用途是现有技术，此处不再详细描述。

在此实施例中，谐振是通过由电压发生器8供电的外部谐振级30和内部谐振级10设定的。

内部电阻38将外部电路(即外部谐振级30)的阻抗与电压发生器8和开关14的输出阻抗隔离。

因此，根据本发明的集成调谐器电路可连接至天线，其可具有或不具有外部谐振级，并具有良好的适应电容。内部可调式电容的控制能通过改变天线的谐振值来调整其接收范围。内部开关14和电压发生器的使用能够启动和停止外部谐振级，因而能将本发明的调谐器和包括此外部谐振级的现有电路相结合而不对现有电路作任何改变。

以下参照图2描述本发明的另一个实施例。在此实施例中，类似元件与前一个实施例具有相同的标号。

在此实例中，集成调谐器电路2具有三个输入端INA、INB、INC和二个输出端OUTA、OUTB。

输入端INA、INB连接至与输出端OUTB相连接的内部切换级40，因此内部切换级40能够将输出端OUTB连接至输出端OUTA或OUTB。

集成调谐器电路2还包括以上所描述的元件，即内部谐振级10、控制模块20、放大级6、电压发生器8和开关14。在此实施例中，放大级6连接至输入端INC，并且控制单元20也适于控制内部切换级40。此外，开关14可断开电压发生器8和输出端OUTA，并且输出端OUTA直接连接至输入端INA。

在使用时，集成调谐器电路2连接至两个天线42A和42B，并且每个天线均适于接收特定范围的频谱(frequency spectrum)。

更详细地说，输入端INA和INB分别连接至各自的天线42A和42B，因此天线42A也通过输出端OUTA连接至内部谐振级。

输出端OUTB连接至平衡和匹配模块24，并且匹配模块24的输出通过输入端INC提供给放大级6。

通过切换级40，集成调谐器电路2直接使用天线42A或42B。

此外，由于使用了内部开关14，此调谐器电路可使用现有的外部谐振级。

当使用天线42A时，如图1A所描述，谐振值由内部谐振级10设定。当使用天线42B时，谐振值以传统的方式设定。

因此，由于其内部可调式电容，本发明的集成调谐器电路可用于调整天线的接收范围。由于内部切换，其还可使用现有的外部谐振电路和多个天线。

当然本发明还具有其它实施例。

方便地，调谐器电路包括监控信号输入和输出质量的单元。此监控单元为控制单元提供质量信息，该质量信息用于通过改变可调式电容的值和/或通过选择天线来设定接收范围。

在另一个实施例中，控制单元接收配置信息以设定接收范围。

方便地，可调式电容为一个特殊电容，如金属-绝缘体-金属(metal-insulator-metal)电容，即MIM电容，以减少天线与接地端之间的电流损失。

在一个实施例中，通过使用多个独立的、并联的电容，内部电容被数字调变，每一个独立的电容均与作为开关并被数字控制的晶体管串联。因此，数字控制晶体管能够达到控制电容的总值。

在另一个实例中，集成调谐器电路只包括内部天线谐振级，而不包括电压发生器，因此该集成调谐器电路不适于向外部谐振级供电。

在另一个实施例中，平衡和匹配模块可集成在调谐器电路内。

在又一个实施例中，当使用两个天线时，每一个天线均连接至内部谐振级。如果使用相同内部谐振级，则加入将内部谐振级连接至两个天线之一的开关。此外，每一个天线还可连接至外部谐振级。

以上本发明的优选实施例只作为对本发明的具体描述，而并非用以限定本发明，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，可进行适当的改动与修饰，因此本发明的专利保护范围应根据本说明书所附的权利要求范围为准。

Claims (9)

1.一种用于射频信号的集成调谐器电路(2)，其适于被连接到至少一个天线(22，42A，42B)和外部谐振级(30)，其中所述集成调谐器电路包括：

内部谐振级(10)，具有至少一个可调式电容(12)，以连接至所述天线，并且与所述天线谐振；

控制单元(20)，用于控制所述至少一个可调式电容的值，以改变所述天线的谐振值；以及

电压发生器(8)，用于使所述外部谐振级工作。

2.如权利要求1所述的集成调谐器电路，其中所述内部谐振级的所述可调式电容连接在所述集成调谐器电路的、用于与天线(22，42A，42B)连接的终端(OUT，OUTA)和用于与接地端连接的终端之间。

3.如权利要求1所述的集成调谐器电路，其进一步包括内部开关(14)，从而将所述电压发生器和所述外部谐振级连接或断开。

4.如权利要求3所述的集成调谐器电路，其中所述可调式电容连接至所述集成调谐器电路的终端(OUT)，并且所述电压发生器(8)通过所述内部开关(14)与所述集成调谐器电路的所述终端相连接。

5.如权利要求1至4中的任一项所述的集成调谐器电路，其中所述控制单元(20)用于接收配置信息，并且根据所述配置信息控制所述可调式电容的值。

6.如权利要求1至5中的任一项所述的集成调谐器电路，其中所述控制单元(20)用于接收传输质量信息，并且根据所述传输质量信息控制所述可调式电容的值。

7.如权利要求1至6中的任一项所述的集成调谐器电路，其进一步用于连接至多个所述天线，并且所述集成调谐器电路进一步包括：

内部切换级(40)，用于在所述天线之间进行切换；以及

所述内部谐振级(10)，用于连接到至少一个所述天线。

8.如权利要求1至7中的任一项所述的集成调谐器电路，其中所述可调式电容由多个并联连接的、独立的电容构成，每一个所述独立的电容与作为开关的晶体管串联。

9.如权利要求1至8中的任一项所述的集成调谐器电路，其中所述可调式电容包括至少一个金属-绝缘体-金属电容。

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