CN101103623A - 电视调谐器 - Google Patents

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Abstract

一种电视调谐器，其将电视广播信号分割成多个频带进行接收，并变换成规定频率的中频信号，该电视调谐器具备对在规定频带内振荡的局部振荡信号(8)的频率进行控制的谐振电路(2)，在第一频带的接收时，通过对谐振电路(2)内的可变电路元件(VC1)施加调谐电压(1)，控制局部振荡信号(8)的频率；在第二频带的接收时，通过对所述谐振电路(2)内的可变电路元件(VC1)施加调谐电压(1)，并对与可变电路元件连接的固定电路元件施加修正控制信号，控制局部振荡信号(8)的频率。由此，按照通过一个谐振电路对应多个频带的电视信号的方式，在谐振器中附设由电容器、开关构成的修正电路，并减少了调谐电路的部件个数。

Description

电视调谐器
技术领域
本发明涉及一种使接收电视信号的电视调谐器小型化、低成本化的技术。
背景技术
近年来，在电视广播中开始了数字广播，在完全实现数字化之前将进行模拟广播与数字广播的同时使用。
例如作为其一个例子，在现状的模拟电视信号中，对UHF频带(13～62个频道，日本在470MHz～770MHz之间按每6MHz设定一个频道，美国在470MHz～890MHz之间按每6MHz设定一个频道，欧洲在470MHz～862MHz之间按每8MHz设定一个频道)、VHF-Hi频带(4～12个频道，日本在170MHz～222MHz之间按每6MHz设定一个频道，美国在174MHz～216MHz之间按每6MHz设定一个频道，欧洲在174MHz～230MHz之间按每7MHz设定一个频道)、VHF-Lo频带(1～3个频道，日本在90MHz～108MHz之间按每6MHz设定一个频道，美国在54MHz～88MHz之间按每6MHz设定一个频道，欧洲在47MHz～68MHz之间按每7MHz设定一个频道)的每一个分配了频率。
由于在接收上述的模拟广播时频带遍布宽频带，所以，以往一般采用图5、图6所示的电路结构。图5是表示现有电视调谐器的概略的电路框图，图6是包括在电视调谐器制品中使用的谐振电路的电路图。
图5中，电视调谐器包括：与对具有多个频带的广播电波进行接收的天线41连接的频带分离电路23、与频带分离电路23连接的各频带的选频电路24、25、根据各频带以规定的频率振荡的局部振荡器11、17、按照进行规定频道的选择的方式决定局部振荡器的频率的谐振电路2a、2b、进行谐振电路2a、2b的相位控制的相位控制电路12、对来自选频电路24、25和局部振荡器11、17的信号进行乘法运算的混频器26、27、进行作为混频器26、27的输出的中频信号48、频带的选择的切换部18、和放大中频信号48的中频放大器9。
由天线41输入的上述宽频带的电视信号，被由滤波器构成的频带分离电路23划分成模拟电视信号的UHF频带、VHF频带各频带。而且，具有根据各频带以不同的频带振荡的局部振荡器11、17，分别设置有与各个局部振荡器11、17对应的谐振电路2a、2b。所期望的频带选择，通过相位控制电路12接收来自控制电路15的控制信号16，将选择所需要的频带及作为选频信息的信号(*号)发送给各电路模块而实现。
本框图中表示了一个VHF频带的谐振电路2b，但实际上在日本VHF频带进一步被分割成高频带(频道4～12)用的谐振电路和低频带(频道1～3)用的谐振电路。而且，本框图中的构成虚线内部的电路几乎都被LSI(UI)化，与谐振电路2a、2b相当的一部分外挂于LSI的端子。图6中表示电视调谐器用的LSI和谐振电路的构成。
图6的现有例具备与UHF、VHF-Hi、VHF-Lo各频带对应的三个谐振电路。在单芯片化(例如，U1：德州仪器公司制品/品名TUNER-IC/产品号SN76164)后的LSI中，设置有输入三频带的谐振频率的VHF-Hi用端子P30、P31、VHF-Lo用端子P32、P1、UHF用端子P2、P3、P4、P5。
两个VHF用端子P30、P31经由电容器C51、电阻R51、电容器C52而串联连接，电容器C61、电感器L51、可变电容二极管VC51与电阻R51的一端并联连接。并且，电容器C62、电阻R53与可变电容二极管VC51的阴极并联连接，从电阻R53的另一端施加调谐电压1。
两个VHF-Lo用端子P32、P1也与VHF-Hi用端子P30、P31近似同样地与各种元件连接。即，两个VHF-Lo用端子P32、P1经由电容器C53、C54连接，在两个电容器C53、C54之间并联连接有电感器L52、可变电容二极管VC52、电容器C64。并且，电容器C63、电阻R54与可变电容二极管VC52的阴极并联连接，从电阻R54的另一端施加调谐电压1。
而且，UHF用端子由四个端子P2、P3、P4、P5构成。内置于LSI(U1)的两个晶体管TR5、TR6各自的基极、发射极与端子P2、P3及端子P5、P4对应。各个端子之间连接有电容器C55、C56、C57，并且，在两个端子P2、P5之间连接着三个电容器C58、C59、C60。可变电容二极管VC53、线圈L53串联连接后与电容器C59并联连接。线圈L53经由电阻R1与调谐电压1连接。并且，可变电容二极管VC53与电容器C65并联连接，可变电容二极管VC53的阳极通过电阻R52接地。下面，对动作进行说明。
在VHF-Hi频带的情况下，主要由电容器C61、C62、线圈L51、可变电容二极管VC51构成LC并联谐振电路。通过按照与VHF-Hi频带的期望频道频率对应的方式改变调谐电压1的控制电压值，使得可变电容二极管VC51的电容变化，在两个端子P30、P31间产生的谐振频率会在VHF-Hi频带内变化。电容器C51、C52及电阻R51作为LSI内部电路的反馈电容而工作。另外，电阻R51用于防止异常振荡。
VHF-Lo频带的情况下也是与VHF-Hi频带的情况同样的动作。由电容器C63、C64、线圈L52、可变电容二极管VC52构成LC并联谐振电路。通过按照与VHF-Lo频带内的期望频道频率对应的方式改变调谐电压1的控制电压值，使得可变电容二极管VC52的电容变化，在两个端子P32、P1间产生的谐振频率会在VHF-Lo频带内变化。电容器C53、C54作为LSI(U1)内部电路的反馈电容而工作。
UHF频带的情况下，在LC并联谐振电路中使谐振频率变化也与VHF频带相同。四个端子P2、P3及P5、P4分别是LSI(U1)内部的两个晶体管的基极、发射极的端子，在LSI(U1)内部的两个晶体管的集电极之间产生谐振频率。端子P3、P4通过电容器C55～C60、C65、线圈L53、可变电容二极管VC53构成LC谐振电路。UHF频带内的规定频道频率由对可变电容二极管VC51附加的调谐电压1的控制电压值决定。构成局部振荡器11的晶体管TR5、TR6被形成在IC内部。
作为谐振电路，主要通过由电容器C59、线圈L53、可变电容二极管VC53形成的闭环电路构成。如果固定线圈L53，则通过利用调谐电压1控制可变电容二极管VC53，可以使谐振频率变化。两个电容器C55、C57是两个晶体管TR5、TR6各自的基极和发射极之间的反馈电容，电容器C56是两个晶体管TR5、TR6的发射极之间的负反馈电容，电容器C58是晶体管TR5的基极的耦合电容，电容器C60是晶体管TR6的基极的耦合电容。
但是近年来，在调谐技术中要求低成本化、小型化，其重要的成本降低方法是外带分立(discrete)部件的削减。作为其中一种方法，公开有通过对某一频带中所使用的局部振荡频率进行分频或倍频，来作为其他频带的局部振荡频率来使用的方法(例如参照专利文献1、专利文献2)。该方法为了使在一个频带中使用的谐振电路在其他频带中也能使用，通过将某一频带的谐振频率分频或倍频来用作其他频带的谐振频率，但具有如下的问题。
专利文献1：特开2000-32361号公报
专利文献2：特开2002-118795号公报
在调谐器的基本功能中，如式1所示，在混频器中将作为来自选频电路的输出的选频频率信号(RF)和局部振荡频率信号(Fosc)频率变换为一定的中频信号(IF)。
(式1)IF＝Fosc-RF
(IF：中频信号，Fosc：局部振荡频率信号，RF：选频频率信号)
其中，日本的中频信号为57MHz。
在不共用谐振电路的情况下，从各频带的谐振电路2a、2b输出局部振荡信号3a、3b。另一方面，虽然没有图示，但在选频电路24、25内按照与选频频率调谐的方式构成带通滤波器。作为该带通滤波器的构成，通过选择与局部振荡器11、17的谐振电路2a、2b所使用的可变电容二极管同样规格的器件，并适当地选择线圈及电容器，如图10所示，可以输出使局部振荡频率信号Fosc与选频频率信号RF之差相对于调谐电压1一定(图10的G)的中频IF。
但是，在将某一频带的局部振荡信号用作其他频带的局部振荡信号时，由于在与各频带对应的现有设计的谐振电路产生的局部振荡频率、和分频得到的局部振荡频率之间，频率特性会产生差异，因此需要进行修正。图8、图9是表示分频后的局部频率与现有的局部振荡频率的差异的图。图8的a是UHF频带、b是VHF-Hi频带、c是VHF-Lo频带中的调谐电压-局部振荡频率特性图；图9是VHF-Hi频带、VHF-Lo频带的放大图。图8的b及图8的c的实线部分是将局部振荡信号分别1/2分频及1/4分频而作成的频率图，虚线部分及单点划线部分是采用了与现有的各频带对应的谐振电路时的特性图。
图9中，在VHF-Hi频带的低控制电压侧(约8V以下的A部)和高控制电压侧(约18V以上的C部)、及VHF-Lo频带中的高控制电压侧(约12V以上的B部)中，在分频得到的局部振荡频率和本来需要的局部振荡频率中产生了偏差。即，IF≠Focs-RF。
因此，在共有一个谐振电路作为多个频带的局部振荡信号时，需要使RF谐振电路的频率特性与局部振荡电路的频率特性匹配。即，因为通过相同的调谐电压1进行控制，所以，为了使分别分频后的局部振荡频率与各频带的选频频率特性一致，需要进行最佳化。
在特开2000-32361号公报的文献中，作为修正频率偏差的方法，公开了赋予由D/A转换器提供的控制电压。(特开2000-32361号公报，段落[0052]～[0054])。然而，由于在本方法中需要D/A转换器，所以，相比于通过共用各频带的局部振荡器而削减的低成本化，增加了因使用D/A转换器带来的成本，因此，并没有提出实用的解决方法。
发明内容
本发明为了利用一个谐振电路对应多个频带的电视信号，通过按照与各频带对应的方式在谐振器中附设由电容器、开关构成的修正电路，来构成谐振电路，并且，共用选频电路与局部振荡器的谐振电路的调谐电压，还削减了调谐电路的部件个数。
本发明的电视调谐器将电视广播信号分割成多个频带进行接收，并变换成规定频率的中频信号，其具备对在规定频带内振荡的局部振荡信号(8)的频率进行控制的谐振电路(2)，在第一频带的接收时，通过对谐振电路(2)内的可变电路元件(VC1)施加调谐电压(1)，控制局部振荡信号(8)的频率；在第二频带的接收时，通过对所述谐振电路(2)内的可变电路元件(VC1)施加调谐电压(1)，并且，对与可变电路元件连接的固定电路元件施加修正控制信号，控制局部振荡信号(8)的频率。
并且，谐振电路(2)具有串联连接的线圈(L1)和电容器(C3)，串联连接的线圈(L1)和电容器(C3)与可变电容二极管(VC1)并联连接，调谐电压(1)经由电阻(R1)被施加到可变电容二极管(VC1)的一端，在可变电容二极管(VC1)与电阻(R1)的连接点上，并联连接修正用电容器(C1、C2)，修正用电容器(C1、C2)的另一端经由开关(TR1、TR2)接地，通过施加第一修正控制信号(6、7)进行开关(TR1、TR2)的开闭，并且，可变电容二极管(VC1)的另一端经由电阻(R3)接地，在可变电容二极管(VC1)和电阻(R3)的连接点上，连接分压电阻(R4、R5)，分压电阻(R4、R5)的另一端被施加第二修正控制信号(4、5)。
或者，谐振电路(2)具有串联连接的线圈(L1)和电容器(C3)，串联连接的线圈(L1)和电容器(C3)与可变电容二极管(VC1)并联连接，可变电容二极管(VC1)的一端经由电阻(R1)被施加调谐电压(1)，在可变电容二极管(VC1)和电阻(R1)的连接点上，并联连接修正用电阻(R12、R13)，修正用电阻的另一端经由开关(TR3、TR4)接地，通过施加第一修正信号(6、7)进行开关(TR3、TR4)的开闭，并且，可变电容二极管(VC1)的另一端经由电阻(R3)接地，在可变电容二极管(VC1)和电阻(R3)的连接点上，连接分压电阻(R4、R5)，分压电阻(R4、R5)的另一端被施加第二修正控制信号(4、5)。
并且，具备：对局部振荡信号(8)进行分频的分频器(10)、对选频频率进行选择的选频电路(24、25)、对局部振荡信号(8)或分频后的局部振荡信号(33)和从选频电路(24、25)输出的选频频率信号(46、47)进行乘法运算的混频器(26、27)、和对来自混频器(26、27)的中频信号(48)进行放大的中频放大器(9)，在第一频带的接收时，向混频器(26)输入局部振荡信号(8)，在第二频带的接收时，向混频器(27)输入分频后的局部振荡信号(33)，在多个频带中共用局部振荡信号(8)的谐振电路(2)。
(发明效果)
由于本发明构成为，在能够接收多个频带的电视信号的电视调谐器中，通过对谐振器附加几个电容器、电阻、开关，可以通过一个谐振器对应整个频带，所以，可以削减调谐电路的第一频带以外的外带谐振电路的部件，从而将谐振电路的局部振荡部件的个数削减至大约一半左右。另外，作为开关的晶体管能够内置于LSI，由此，可以进一步削减部件个数。
附图说明
图1是本发明的实施例图。
图2是本发明的其他实施例图。
图3是本发明的实施例图。
图4是本发明的实施例图。
图5是现有例。
图6是现有例。
图7是可变电容二极管的电压-电容的特性图。
图8是表示调谐电压和从局部振荡器输出的频率及分频时的频率的特性的图。
图9是图8的局部放大图。
图10是表示中频的局部振荡频率与选频频率之差的图。
图中：1-调谐电压，2-谐振电路，3-谐振信号，4、5-第一修正控制信号，6、7-第二修正控制信号，8-局部振荡信号，9-中频放大器，10-分频器，12-相位控制电路，15-控制电路，16-控制信号，11、17-局部振荡器，18-开关，23-频带分离电路，24-(UHF)选频电路，25-(VHF)选频电路，26、27-混频器，33-分频后的局部振荡信号，46、47-选频频率信号，48-中频信号。
具体实施方式
(实施例1)
图1是本发明的实施例，对构成及动作进行说明。
在本发明的电视调谐器中，为了进行所期望的频道选频而具备控制局部振荡信号8的谐振电路2。谐振电路2构成由线圈L1、电容器C3、可变电容二极管VC1形成的LC谐振电路，经由电阻R1施加调谐电压1。而且，根据频带，将第二修正控制信号4、5及第一修正控制信号6、7输入到与LC谐振电路L1、VC1、C3连接的电路元件R4、R5、C1、TR1、C2、TR2。施加第二修正控制信号4、5以使可变电容二极管VC1的反方向电位下降，第一修正控制信号6、7使与谐振电路2并联连接的电容器C1、C2动作，从而使谐振电路2的电容变化。
并且，调谐电压1也被用于选频电路24、25内的谐振电路的控制。
在通常的UHF接收时，通过以调谐电压1控制LC谐振电路L1、VC1、C3的振荡频率的现有方法，可进行图8的a的频率控制。在VHF-Hi接收时局部振荡信号被分频，成为图8的b的实线，如在现有例中详述的那样，需要与选频电路部的频率进行匹配，必须将图9所示的控制电压低的A部分(约8V以上)的实线降低到虚线为止。作为其方法，例如以4.5V施加第二修正控制电压4，按照可变电容二极管VC1的阳极电位成为0.5V的方式进行基于电阻分压R3、R5的修正。由此，由于相对降低了可变电容二极管VC1内的电位差，所以如图7的D所示，可变电容二极管VC 1的电容增大。频率F由F＝1/(2π(LC)1/2)表示，由于频率降低，所以如图9的A所示，频率特性向虚线部降低。而且，如图7的E所示，由于在高电压侧(图9的B)可变电容二极管VC1的电容变化小，所以，通过施加上述第二修正控制信号的方法无法得到期待的效果。因此，通过以第一修正控制信号6使开关TR1导通，增加LC谐振电路的电容，可以将频率降低到图9的B的虚线部。
在VHF-Lo接收时也和VHF-Hi接收时同样。虽然在本LSI实验中不需要，但如果必须在低的频带中进行修正，则只要施加第二修正控制电压5即可。通过在高调谐控制电压侧(图7的E)附加第一修正控制信号使开关TR2导通，可以增加LC谐振电路的电容、降低谐振频率。
(实施例2)
图2表示其他实施例。本实施例是取代图1的第一修正用电容器C1、第二修正用电容器C2，而使用了第一修正电阻R12及第二修正电阻R13的实施例。修正时的动作与图1的实施例相同，通过设置适当的电阻比可以在开关TR3、TR4动作时分压调谐电压。由此，相对于附加到选频电路24、25的调谐电压，可实质降低施加于谐振电路2的调谐电压，能够降低谐振频率。
(实施例3)
图3～图4表示具体的实施例。图3是本发明的框图，图4是使用了调谐器用LSI的安装电路的实施例。在图3中，由于从接收广播电波的大线41到发送中频信号48为止的调谐器的概略构成、及构成UHF用局部振荡器的谐振电路，与图5的现有例同样，所以，省略其说明。
图3中与现有例(图5)的不同之处在于，在接收第一频带以外的信号时，按照根据各频带与规定的频率对应的方式，对从局部振荡器17输出的局部振荡信号8进行分频。例如，通过分频器10对UHF频带用的局部振荡信号8进行分频(例如1/2倍、1/4倍)，将其用作VHF-Hi频带及VHF-Lo频带的局部振荡信号33。
如实施例1～2中详述那样，在谐振电路2中按照与第一频带以外的接收频带对应的方式设置修正控制机构，使谐振电路的电容变化、或调整对可变电容二极管VC1施加的反方向电压。局部振荡信号33及修正控制机构的选择，通过由相位控制电路12接收来自控制电路15的频道选择信号16，根据进行各电路的选择的信号(*号)而决定。
图4是本发明的制品电路的一个实施例，将谐振电路2与LSI(U1)连接。
谐振电路2由电容器C59、线圈L53、可变电容二极管VC53构成，是与实施例1(图1)相同的构成。由于第一修正控制信号6、7及第二修正控制信号4、5在3V以下的DC电压下动作，所以，作为修正控制机构的晶体管TR1、TR2可以内置于LSI。
如果在接收了第一频带以外(例如VHF频带)的信号时对谐振频率8进行分频，则如图9所示，在VHF-Hi频带的低调谐电压侧(A部)、VHF-Hi频带的高调谐电压侧(B部)及VHF-Lo频带的高调谐电压侧(C部)中，需要将分频后的局部振荡频率(实线部)降低至实际所需要的谐振频率(虚线部、单点划线部)。因此，和升高谐振器的电容器电容值的或向选频电路施加的调谐电压相比，需要降低向LC谐振器(L53、C59、VC53)的调谐电压。图7是可变电容二极管的调谐电压和电容值的特性图，但在可变电容二极管中，在低电压处具有陡峭的电容值变化，在高电压处几乎没有变化。因此，为了进行VHF-Hi频带的低调谐电压侧(约8V以下)的修正，可以将第二修正控制信号作为偏移(offset)电位赋予给二极管的阳极侧，实质降低对可变电容二极管施加的反方向电位，从而可增大电容值。
而且，由于在VHF-Hi频带及VHF-Lo频带的高电压侧，电容在第二修正控制信号的变化下不怎么变化，所以，通过将根据第一修正控制信号而开闭的开关TR1、TR2内置于LSI，在导通时电容器C66、C77的电容会成为谐振电路的负载，可以降低谐振频率。在UHF接收时如以往那样，能够通过可变电容二极管VC53、线圈L53、电容器C59的谐振电路对调谐电压1进行频率控制，不使修正控制机构动作。
由于本发明只对谐振电路的一部分实施修正机构，不新追加昂贵的部件，且由相位控制电路12设定的调谐电压本身可以在局部振荡电路和选频电路中共用，所以，可以制作低成本的调谐器。而且，由于局部振荡电路的谐振电路在所有频带中共用，所以，可以按每个频带大幅降低所需要的局部振荡器的谐振电路的部件个数。相对于现有例(图6)的部件个数中线圈、电阻、二极管等共为15个，本发明(图4)的部件个数中线圈、电阻仅5个，具有个数减了一半以上的效果。

Claims (4)

1、一种电视调谐器，其将电视广播信号分割成多个频带进行接收，并变换成规定频率的中频信号，该电视调谐器具备对在规定频带内振荡的局部振荡信号(8)的频率进行控制的谐振电路(2)，
在第一频带的接收时，通过对谐振电路(2)内的可变电路元件(VC1)施加调谐电压(1)，控制局部振荡信号(8)的频率；在第二频带的接收时，通过对所述谐振电路(2)内的可变电路元件(VC1)施加调谐电压(1)，并对与可变电路元件连接的固定电路元件施加修正控制信号，控制局部振荡信号(8)的频率。
2、根据权利要求1所述的电视调谐器，其特征在于，
谐振电路(2)具有串联连接的线圈(L1)和电容器(C3)，串联连接的线圈(L1)和电容器(C3)与可变电容二极管(VC1)并联连接，
调谐电压(1)经由电阻(R1)被施加到可变电容二极管(VC1)的一端，在可变电容二极管(VC1)与电阻(R1)的连接点上，并联连接修正用电容器(C1、C2)，修正用电容器(C1、C2)的另一端经由开关(TR1、TR2)接地，通过施加第一修正控制信号(6、7)进行开关(TR1、TR2)的开闭，并且，
可变电容二极管(VC1)的另一端经由电阻(R3)接地，在可变电容二极管(VC1)和电阻(R3)的连接点上，连接分压电阻(R4、R5)，分压电阻(R4、R5)的另一端被施加第二修正控制信号(4、5)。
3、根据权利要求1所述的电视调谐器，其特征在于，
谐振电路(2)具有串联连接的线圈(L1)和电容器(C3)，串联连接的线圈(L1)和电容器(C3)与可变电容二极管(VC1)并联连接，
调谐电压(1)经由电阻(R1)被施加到可变电容二极管(VC1)的一端，在可变电容二极管(VC1)和电阻(R1)的连接点上，并联连接修正用电阻(R12、R13)，修正用电阻的另一端经由开关(TR3、TR4)接地，通过施加第一修正信号(6、7)进行开关(TR3、TR4)的开闭，并且，可变电容二极管(VC1)的另一端经由电阻(R3)接地，在可变电容二极管(VC1)和电阻(R3)的连接点上，连接分压电阻(R4、R5)，分压电阻(R4、R5)的另一端被施加第二修正控制信号(4、5)。
4、根据权利要求1～3中任意一项所述的电视调谐器，其特征在于，
具备：对局部振荡信号(8)进行分频的分频器(10)、对选频频率进行选择的选频电路(24、25)、对局部振荡信号(8)或分频后的局部振荡信号(33)和从选频电路(24、25)输出的选频频率信号(46、47)进行乘法运算的混频(26、27)、和对来自混频器(26、27)的中频信号(48)进行放大的中频放大器(9)，
在第一频带的接收时，向混频器(26)输入局部振荡信号(8)，在第二频带的接收时，向混频器(27)输入分频后的局部振荡信号(33)，在多个频带中共用局部振荡信号(8)的谐振电路(2)。
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