CN101193220A - 整合型电视调谐系统 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种整合型电视调谐系统，其包括：一低噪声放大器；一第一本地信号产生装置；一第一混波装置；一滤波装置；一第二本地信号产生装置；一第二混波装置；以及一多相滤波器；由上述结构的电视调谐系统，其于第一混波装置后即对该第一中频信号及第一中频正交信号执行滤波或衰减，以有效地抑制镜像影像信号及降低其强度，并可降低后续电路元件的线性需求。

Description

整合型电视调谐系统

技术领域

本发明是有关于一种电视调谐系统，特别是指一种具有一滤波装置以滤除或衰减镜像影像信号，并可降低后续电路元件的线性需求的整合型电视调谐系统。

背景技术

调谐器被用以转换射频(RF)信号(50-860 MHz)至较低频率的信号且用以从整个频谱中选择一特定频率通道。频率转换可由使用混波(mixing)技术达成，在该技术中输入信号(即射频信号)被与一本地信号(LO)混合以产生一不同频率的信号，即中频信号(IF，f_IF＝|f_RF-f_LO|)。惟已知的调谐器在混波时会产生一种称为镜像影像信号(mirror image signal)的问题。当两个射频信号，一者频率为本地信号频率与中频频率相加(f_LO+f_IF)，一者频率为本地信号频率减去中频频率(f_LO-f_IF)，分别与本地信号混波时，将会产生相同中频频率(f_IF)的两个信号。该二信号其中一者为所欲接收的信号，另一者即为所谓镜像影像信号。若该混波器后端的电路元件无法将所欲接收的中频信号与该镜像影像信号分离，则该中频信号将可能与该镜像影像信号混杂一起，而导致无法得到纯净的所欲接收信号。

一种用以协助混波器后面的电路元件将所欲的中频信号与该镜像影像信号分离的已知方法是使用一正交混波器(quadrature mixer)。请参照图1，其绘示一般电视调谐系统使用正交混波器的方块示意图。如图所示，两个信号具有相同频率，但具90°相位差，被当成一本地信号使用。该射频信号被分别与两个本地信号混合(使用两个混波器)以产生同相(in-phase)的中频信号(‘I’)及一正交(quadrature)的中频信号(‘Q’)。在同相中频信号(‘I’)及正交中频信号(‘Q’)间存在一特定关系。应注意镜像影像射频信号亦与本地信号混合而产生其同相中频信号及正交中频信号。然而镜像影像信号的同相中频信号及正交中频信号间的相位关系，与所欲接收信号的同相中频信号(‘I’)及正交中频信号(‘Q’)间相位关系不同。由使用该相位关系的差异，是有可能(例如，由使用多相滤波器)将所欲的中频信号与镜像影像的中频信号分离。

此外，在已核准的中国台湾第I249348专利案中，即揭露一种使用双重转换滤波器的电视调谐系统结构。请参照图2，其绘示已知中国台湾第I249348专利案使用双重转换滤波器的方块示意图。如图所示，在双重转换滤波器中，所需要的射频信号在被传送至最终频率之前被转换两次。需注意的是其使用两个本地信号(LO1及LO2)，因此可能产生两个镜像影像信号。在所谓双重转换滤波器的结构中，在第二阶段的混波中需要四个混波器(相对于前述的两个混波器)。

请参照图3，其绘示图2中双重转换滤波器各节点(A、B、B’、C与D)于频率轴上呈现的射频信号及中频信号的示意图。如图所示，波峰‘2’及‘3’是所欲接收的射频信号，在第二次转换前，波峰‘1’及‘4’是接近波峰‘2’及‘3’的射频信号(如图中所示的频谱A或B)，而与波峰‘2’及‘3’频率相差2f_IF2，其中f_IF2为第二次转换后的中频频率。在第二次转换后，波峰‘1’及‘4’分别与波峰‘3’与‘2’重叠(如图中所示的频谱B’)，因此波峰‘1’及‘4’是波峰‘3’及‘2’在第二次转换期间的镜像影像信号。如图3所示，理想上波峰‘1’及‘4’可由一多相滤波(polyphasefilter)被完全地移除(从频谱C至频谱D)。然而，此理想需依靠频谱C中‘I’及‘Q’信号(即上方与下方频谱)的完美匹配，亦即，‘I’及‘Q’信号具有相同的振幅但相位正好相差90°。如果，‘I’及‘Q’信号不完全匹配，例如其振幅不完全相等，或其相位并非正好相差90°，将无法完全地移除波峰‘1’及‘4’，而使所接收的信号仍混杂有残存的镜像影像信号。与射频信号相较，镜像影像信号(即波峰‘1’及‘4’)被抑制至何种程度是由一称为影像-拒绝比(image-rejectionratio，简称IRR或IMRR)所衡量。当该双重转换滤波器结构被以集成电路(IC)方式实施时，IC的制程条件将会限制其匹配的精密度，使其IRR可达到约50至55dB。不幸的是，这并无法满足电视调谐器的应用，对于电视而言，其IRR需达到60dB以上，才能符合其需求，诚属美中不足之处。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种整合型电视调谐系统，其具有一滤波装置以滤除或衰减镜像影像信号。

本发明的另一目的是提供一种整合型电视调谐系统，其可降低第二混波装置及后续电路元件的线性需求，以降低其生产成本。

为达上述的目的，本发明提供一种整合型电视调谐系统，其特征在于，其包括：

一低噪声放大器，其输入端耦接至一射频信号；

一第一本地信号产生装置，其可产生一第一本地信号及一第一正交本地信号；

一第一混波装置，其具有一混波器及一正交混波器，其输入端分别耦接至该射频信号，另一端则耦接至该第一本地信号产生装置，可将该射频信号与该第一本地信号及第一正交本地信号混波后产生一第一中频信号及一第一中频正交信号；

一滤波装置，其输入端耦接至该第一混波装置的输出，可分别对于该第一中频信号及第一中频正交信号执行滤波或衰减；

一第二本地信号产生装置，其可产生一第二本地信号及一第二正交本地信号；

一第二混波装置，其输入端耦接至该滤波装置，另一端则耦接至该第二本地信号产生装置，可将该第一中频信号及第一中频正交信号与该第二本地信号及第二正交本地信号混波后产生一第二中频信号及一第二中频正交信号；以及

一多相滤波器，其输入端耦接至该第二混波装置，以结合该第二中频信号及第二中频正交信号，产生实数信号，并滤除镜像影像信号。

其中该滤波装置为一多相滤波器。

其中该滤波装置由两个独立的实部滤波器所组成，两个实部滤波器分别耦接至该混波器及正交混波器的输出端，其可选择性地通过所需要的信号或选择性地滤除所不需要的信号，且该实部滤波器为一带通滤波器或一带拒滤波器。

其进一步具有：

一第一可变增益放大器，耦接至该多相滤波器，可放大该第二中频的实数信号；以及

一通道选择滤波器，耦接至该第一可变增益放大器，可接收该第二中频的实数信号，并从中选择一预定通道信号。

其进一步具有一第二可变增益放大器，耦接至该通道选择滤波器，可放大该预定通道信号。

其进一步具有：

一通道选择滤波器，耦接至该多相滤波器，可接收该第二中频的实数信号，并从中选择一预定通道信号；以及

一第一可变增益放大器，耦接至该通道选择滤波器，可放大该预定通道信号。

为达上述的目的，本发明提供一种整合型电视调谐系统，其特征在于，其包括：

一低噪声放大器，其输入端耦接至一射频信号；

一第一本地信号产生装置，其可产生一第一本地信号及一第一正交本地信号；

一第一混波装置，其具有一混波器及一正交混波器，其输入端分别耦接至该射频信号，另一端则耦接至该第一本地信号产生装置，可将该射频信号与该第一本地信号及第一正交本地信号混波后产生一第一中频信号及一第一中频正交信号；

一滤波装置，其输入端耦接至该第一混波装置的输出，可分别对于该第一中频信号及第一中频正交信号执行滤波或衰减；

一第二本地信号产生装置，其可产生一第二本地信号及一第二正交本地信号；

一第二混波装置，其输入端耦接至该滤波装置，另一端则耦接至该第二本地信号产生装置，可将该第一中频信号及第一中频正交信号与该第二本地信号及第二正交本地信号混波后产生一第二中频信号及一第二中频正交信号；

一复频通道选择滤波器，其输入端耦接至该第二混波装置，可分别对该第二中频信号及第二中频正交信号执行滤波以选择一预定通道信号、滤除其它通道信号以及静像影像信号，并产生实数信号；以及

一第一可变增益放大器，耦接至该实部通道选择滤波器，可放大该预定通道信号。

其中该滤波装置为一多相滤波器。

其中该滤波装置可由两个独立的实部滤波器所组成，两个实部滤波器分别耦接至该混波器及正交混波器的输出端，其可选择性地通过所需要的信号或选择性地滤除所不需要的信号，且该实部滤波器可为一带通滤波器或一带拒滤波器。

为达上述的目的，本发明提供一种整合型电视调谐系统，其特征在于，其包括：

一第一本地信号产生装置，其可产生一第一本地信号及一第一正交本地信号；

一第一混波装置，其具有一混波器及一正交混波器，其输入端分别耦接至一射频信号，另一端则耦接至该第一本地信号产生装置，可将该射频信号与该第一本地信号及第一正交本地信号混波后产生一第一中频信号及一第一中频正交信号；

一滤波装置，其输入端耦接至该第一混波装置的输出，可分别对于该第一中频信号及第一中频正交信号执行滤波或衰减；

一第二本地信号产生装置，其可产生一第二本地信号及一第二正交本地信号；

一第二混波装置，其输入端耦接至该滤波装置，另一端则耦接至该第二本地信号产生装置，可将该第一中频信号及第一中频正交信号与该第二本地信号及第二正交本地信号混波后产生一第二中频信号及一第二中频正交信号；以及

一多相滤波器，其输入端耦接至该第二混波装置，以结合该第二中频信号及第二中频正交信号，产生实数信号，并滤除镜像影像信号。

其中该滤波装置为一多相滤波器。

其中该滤波装置可由两个独立的实部滤波器所组成，两个实部滤波器分别耦接至该混波器及正交混波器的输出端，其可选择性地通过所需要的信号或选择性地滤除所不需要的信号，且该实部滤波器为一带通滤波器或一带拒滤波器。

其进一步具有：

一第一可变增益放大器，耦接至该多相滤波器，可放大该第二中频的实数信号；以及

一通道选择滤波器，耦接至该可变增益放大器，可接收该第二中频的实数信号，并从中选择一预定通道信号。

其进一步具有一第二可变增益放大器，耦接至该通道选择滤波器，可放大该预定通道信号。

其进一步具有：

一通道选择滤波器，耦接至该多相滤波器，可接收该第二中频信号及该第二中频正交信号的实部信号，并从中选择一预定通道信号；以及

一可变增益放大器，耦接至该通道选择滤波器，可放大该预定通道信号。

其进一步具有：

一复频通道选择滤波器，耦接至该多相滤波器，可分别对该第二中频信号及第二中频正交信号执行滤波以选择一预定通道信号、滤除其它通道信号以及镜像影像信号，并产生实数信号；以及

一可变增益放大器，耦接至该复频通道选择滤波器，可放大该预定通道信号。

附图说明

以下由图标、组件符号及配合附图的详细说明，进一步就本发明的较佳实施例详加说明如下，其中：

图1为一示意图，其绘示一般电视调谐系统使用正交混波器的方块示意图。

图2为一示意图，其绘示已知中国台湾第I249348专利案使用双重转换滤波器的方块示意图。

图3为一示意图，其绘示经双重转换滤波器转换后于频率轴上呈现的射频信号及中频信号的示意图。

图4为一示意图，其绘示本发明一较佳实施例的整合型电视调谐系统的示意图。

图5为一示意图，其绘示本发明另一较佳实施例的整合型电视调谐系统的示意图。

图6为一示意图，其绘示本发明又一较佳实施例的整合型电视调谐系统的示意图。

具体实施方式

请参照图4，其绘示本发明一较佳实施例的整合型电视调谐系统的示意图。如图所示，本发明的整合型电视调谐系统具有：一低噪声放大器10；一第一本地信号产生装置20；一第一混波装置30；一滤波装置40；一第二本地信号产生装置50；一第二混波装置60；以及一多相滤波器70所组合而成。

其中，该低噪声放大器10的输入端耦接至一射频信号，用以对该射频信号执行低噪声放大。

该第一本地信号产生装置20可产生一第一本地信号(LO1)及一第一正交本地信号(LO1’)，其中该第一本地信号(LO1)与该第一正交本地信号具有相同的振幅及90°的相位差，惟此乃已知技术，故在此不拟赘述。

该第一混波装30具有一混波器31及一正交混波器32，其中该混波器31的输入端是耦接至该射频信号，另一端则耦接至该第一本地信号产生装置20的第一本地信号，而该正交混波器32的输入端亦耦接至该射频信号，另一端则耦接至该第一本地信号产生装置20的第一正交本地信号，该混波器31可将该射频信号与该第一本地信号执行混波后产生一第一中频信号，而该正交混波器32则可将该射频信号及该第一正交本地信号执行混波后产生一第一中频正交信号(其频谱波形请参照图3中的B)，惟此乃已知技术，故在此不拟赘述。

该滤波装置40是为本发明的特征所在，其输入端耦接至该第一混波装置30的输出，可分别对于该第一中频信号及第一中频正交信号执行滤波或衰减。该滤波装置例如但不限于为一多相滤波器或由两个独立的实部滤波器41、42所组成，在本实施例中，是以实部滤波器41、42为例加以说明，但并不以此为限。该两个实部滤波器41、42分别耦接至该混波器31及正交混波器32的输出端，其可选择性地通过所需要的信号或选择性地滤除所不需要的信号。其中，该实部滤波器41、42可为一带通滤波器(band-pass filter)或一带拒滤波器(band-rejector notch filter)。

该第二本地信号产生装置50，其可产生一第二本地信号(LO2)及一第二正交本地信号(LO2’)，其中该第二本地信号(LO2)与该第二正交本地信号(LO2’)具有相同的振幅及90°的相位差，惟此乃已知技术，故在此不拟赘述。

该第二混波装置60具有一第一混波器61、一第一正交混波器62、一第二混波器63及一第二正交混波器64。其中，该第一混波器61、第一正交混波器62、第二混波器63及第二正交混波器64的输入端耦接至该滤波装置30，另一端则耦接至该第二本地信号产生装置50，可将该第一中频信号及第一中频正交信号分别与该第二本地信号及第二正交本地信号混波后产生一第二中频信号及一第二中频正交信号(其频谱波形请参照图3中的B’)，惟此乃已知技术，故在此不拟赘述。

该多相滤波器70的输入端耦接至该第二混波装置60，可结合该第二中频信号及第二中频正交信号，产生实数信号，并滤除镜像影像信号。

此外，本发明的整合型电视调谐系统进一步具有一第一可变增益放大器(Variable Gain Amplifier，VGA)71、一通道选择滤波器(Channel Select Filter，CSF)72及一第二可变增益放大器73。

其中，该第一可变增益放大器71耦接至该多相滤波器70，其可放大该第二中频的实数信号。

该通道选择滤波器72耦接至该第一可变增益放大器71，可接收该第二中频的实数信号，并从中选择一预定通道信号。

该第二可变增益放大器73耦接至该通道选择滤波器72，可进一步放大该预定通道信号。

或者，本发明的整合型电视调谐系统亦可将该通道选择滤波器72置于该第一可变增益放大器71之前，而不需要该第二可变增益放大器73，亦可达到相同效果。

请参照图5，其绘示本发明另一较佳实施例的整合型电视调谐系统的示意图。如图所示，本发明的整合型电视调谐系统具有：一低噪声放大器10；一第一本地信号产生装置20；一第一混波装置30；一滤波装置40；一第二本地信号产生装置50；一第二混波装置60；一复频通道选择滤波器80；以及一第一可变增益放大器71所组合而成。

其中，该低噪声放大器10、第一本地信号产生装置20、第一混波装置30、滤波装置40、第二本地信号产生装置50、第二混波装置60及第一可变增益放大器71请参照图4的说明，在此不拟赘述。

该复频通道选择滤波器80的输入端耦接至该第二混波装置60，可分别对该第二中频信号及第二中频正交信号执行滤波以选择一预定通道信号、滤除其它通道信号以及静像影像信号，并产生实数信号。如此结构的整合型电视调谐系统亦可达到滤除或衰减镜像影像信号及降低第二混波装置及后续电路元件的线性需求的目的。

请参照图6，其绘示本发明又一较佳实施例的整合型电视调谐系统的示意图。如图所示，本发明的整合型电视调谐系统具有：一第一本地信号产生装置20；一第一混波装置30；一滤波装置40；一第二本地信号产生装置50；一第二混波装置60；以及一多相滤波器70所组合而成。

此外，本发明的整合型电视调谐系统进一步具有一第一可变增益放大器71、一通道选择滤波器72及一第二可变增益放大器73。

或者，本发明的整合型电视调谐系统亦可将该通道选择滤波器72置于该第一可变增益放大器71之前，而不需要该第二可变增益放大器73，亦可达到相同效果。

其中，该第一本地信号产生装置20、第一混波装置30、滤波装置40、第二本地信号产生装置50、第二混波装置60、第一可变增益放大器71、通道选择滤波器72及第二可变增益放大器73请参照图4的说明，在此不拟赘述。本实施例的整合型电视调谐系统与前述图4及图5实施例的差别在于其并未包含低噪声放大器10，亦可达到滤除或衰减镜像影像信号及降低第二混波装置及后续电路元件的线性需求的目的。

因此，由上述本发明的整合型电视调谐系统，其具有一滤波装置除可滤除或衰减镜像影像信号外，亦可降低第二混波装置及后续电路元件的线性需求并降低其生产成本等优点；因此，确可改善已知电视调谐系统的缺点。

本发明所揭示的，乃较佳实施例，凡是局部的变更或修饰而于本发明的技术思想而为熟习该项技术的人所易于推知的，俱不脱本发明的专利权范畴。

Claims (16)

1.一种整合型电视调谐系统，其特征在于，其包括：

一低噪声放大器，其输入端耦接至一射频信号；

一第一本地信号产生装置，其可产生一第一本地信号及一第一正交本地信号；

一第一混波装置，其具有一混波器及一正交混波器，其输入端分别耦接至该射频信号，另一端则耦接至该第一本地信号产生装置，可将该射频信号与该第一本地信号及第一正交本地信号混波后产生一第一中频信号及一第一中频正交信号；

一滤波装置，其输入端耦接至该第一混波装置的输出，可分别对于该第一中频信号及第一中频正交信号执行滤波或衰减；

一第二本地信号产生装置，其可产生一第二本地信号及一第二正交本地信号；

一第二混波装置，其输入端耦接至该滤波装置，另一端则耦接至该第二本地信号产生装置，可将该第一中频信号及第一中频正交信号与该第二本地信号及第二正交本地信号混波后产生一第二中频信号及一第二中频正交信号；以及

一多相滤波器，其输入端耦接至该第二混波装置，以结合该第二中频信号及第二中频正交信号，产生实数信号，并滤除镜像影像信号。

2.如权利要求1项所述的整合型电视调谐系统，其特征在于，其中该滤波装置为一多相滤波器。

3.如权利要求1项所述的整合型电视调谐系统，其特征在于，其中该滤波装置由两个独立的实部滤波器所组成，两个实部滤波器分别耦接至该混波器及正交混波器的输出端，其可选择性地通过所需要的信号或选择性地滤除所不需要的信号，且该实部滤波器为一带通滤波器或一带拒滤波器。

4.如权利要求1项所述的整合型电视调谐系统，其特征在于，其进一步具有：

一第一可变增益放大器，耦接至该多相滤波器，可放大该第二中频的实数信号；以及

一通道选择滤波器，耦接至该第一可变增益放大器，可接收该第二中频的实数信号，并从中选择一预定通道信号。

5.如权利要求4项所述的整合型电视调谐系统，其特征在于，其进一步具有一第二可变增益放大器，耦接至该通道选择滤波器，可放大该预定通道信号。

6.如权利要求1项所述的整合型电视调谐系统，其特征在于，其进一步具有：

一通道选择滤波器，耦接至该多相滤波器，可接收该第二中频的实数信号，并从中选择一预定通道信号；以及

一第一可变增益放大器，耦接至该通道选择滤波器，可放大该预定通道信号。

7.一种整合型电视调谐系统，其特征在于，其包括：

一低噪声放大器，其输入端耦接至一射频信号；

一第一本地信号产生装置，其可产生一第一本地信号及一第一正交本地信号；

一第一混波装置，其具有一混波器及一正交混波器，其输入端分别耦接至该射频信号，另一端则耦接至该第一本地信号产生装置，可将该射频信号与该第一本地信号及第一正交本地信号混波后产生一第一中频信号及一第一中频正交信号；

一滤波装置，其输入端耦接至该第一混波装置的输出，可分别对于该第一中频信号及第一中频正交信号执行滤波或衰减；

一第二本地信号产生装置，其可产生一第二本地信号及一第二正交本地信号；

一第二混波装置，其输入端耦接至该滤波装置，另一端则耦接至该第二本地信号产生装置，可将该第一中频信号及第一中频正交信号与该第二本地信号及第二正交本地信号混波后产生一第二中频信号及一第二中频正交信号；

一复频通道选择滤波器，其输入端耦接至该第二混波装置，可分别对该第二中频信号及第二中频正交信号执行滤波以选择一预定通道信号、滤除其它通道信号以及静像影像信号，并产生实数信号；以及

一第一可变增益放大器，耦接至该实部通道选择滤波器，可放大该预定通道信号。

8.如权利要求7项所述的整合型电视调谐系统，其特征在于，其中该滤波装置为一多相滤波器。

9.如权利要求7项所述的整合型电视调谐系统，其特征在于，其中该滤波装置可由两个独立的实部滤波器所组成，两个实部滤波器分别耦接至该混波器及正交混波器的输出端，其可选择性地通过所需要的信号或选择性地滤除所不需要的信号，且该实部滤波器可为一带通滤波器或一带拒滤波器。

10.一种整合型电视调谐系统，其特征在于，其包括：

一第一本地信号产生装置，其可产生一第一本地信号及一第一正交本地信号；

一第一混波装置，其具有一混波器及一正交混波器，其输入端分别耦接至一射频信号，另一端则耦接至该第一本地信号产生装置，可将该射频信号与该第一本地信号及第一正交本地信号混波后产生一第一中频信号及一第一中频正交信号；

一滤波装置，其输入端耦接至该第一混波装置的输出，可分别对于该第一中频信号及第一中频正交信号执行滤波或衰减；

一第二本地信号产生装置，其可产生一第二本地信号及一第二正交本地信号；

一第二混波装置，其输入端耦接至该滤波装置，另一端则耦接至该第二本地信号产生装置，可将该第一中频信号及第一中频正交信号与该第二本地信号及第二正交本地信号混波后产生一第二中频信号及一第二中频正交信号；以及

一多相滤波器，其输入端耦接至该第二混波装置，以结合该第二中频信号及第二中频正交信号，产生实数信号，并滤除镜像影像信号。

11.如权利要求10项所述的整合型电视调谐系统，其特征在于，其中该滤波装置为一多相滤波器。

12.如权利要求10项所述的整合型电视调谐系统，其特征在于，其中该滤波装置可由两个独立的实部滤波器所组成，两个实部滤波器分别耦接至该混波器及正交混波器的输出端，其可选择性地通过所需要的信号或选择性地滤除所不需要的信号，且该实部滤波器为一带通滤波器或一带拒滤波器。

13.如权利要求10项所述的整合型电视调谐系统，其特征在于，其进一步具有：

一第一可变增益放大器，耦接至该多相滤波器，可放大该第二中频的实数信号；以及

一通道选择滤波器，耦接至该可变增益放大器，可接收该第二中频的实数信号，并从中选择一预定通道信号。

14.如权利要求13项所述的整合型电视调谐系统，其特征在于，其进一步具有一第二可变增益放大器，耦接至该通道选择滤波器，可放大该预定通道信号。

15.如权利要求10项所述的整合型电视调谐系统，其特征在于，其进一步具有：

一通道选择滤波器，耦接至该多相滤波器，可接收该第二中频信号及该第二中频正交信号的实部信号，并从中选择一预定通道信号；以及

一可变增益放大器，耦接至该通道选择滤波器，可放大该预定通道信号。

16.如权利要求10项所述的整合型电视调谐系统，其特征在于，其进一步具有：

一复频通道选择滤波器，耦接至该多相滤波器，可分别对该第二中频信号及第二中频正交信号执行滤波以选择一预定通道信号、滤除其它通道信号以及镜像影像信号，并产生实数信号；以及

一可变增益放大器，耦接至该复频通道选择滤波器，可放大该预定通道信号。

Images