CN101213746A

CN101213746A - 具有调谐电容的接收机

Info

Publication number: CN101213746A
Application number: CNA2006800107553A
Authority: CN
Inventors: 奎·Y·林; 乔·K·K·梁
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2005-03-29
Filing date: 2006-03-16
Publication date: 2008-07-02
Also published as: JP2008535355A; WO2006103583A2; TW200705808A; US20090135306A1; WO2006103583A3; EP1867045A2

Abstract

一种接收机具有调谐电容，该调谐电容包括两个并联连接在一对电容节点(N1，N2)之间的容性支路(V1－C1，C2－V2)。一个容性支路(V1－C1)包括阳极与一个电容节点(N1)相连且阴极与另一个电容节点(N2)相连的变容二极管(V1)。另一个容性支路(C2－V2)包括阴极与所述一个电容节点(N1)相连且阳极与所述另一个电容节点(N2)相连的变容二极管(V2)。

Description

具有调谐电容的接收机

技术领域

本发明的一个方面涉及具有调谐电容的接收机。该接收机可以是例如电视接收机，可以将该电视接收机调谐到包括众多不同电视频道的射频频谱中的任何特定电视频道。本发明的另一个方面涉及一种信息呈现系统，比如，视频显示系统。

背景技术

日本专利摘要公开号62-076914介绍了一种输入滤波电路。该输入电路包括两个变容二极管。这两个变容二极管串联连接在公共点与两个线圈间的连接点之间，这两个线圈串联连接在输入和输出端之间。

发明内容

按照本发明的一个方面，接收机具有调谐电容，该调谐电容包括两个并联连接在一对电容节点之间的容性支路。一个容性支路包括阳极与一个电容节点相连且阴极与另一个电容节点相连的变容二极管。另一个容性支路包括阴极与所述一个电容节点相连且阳极与所述另一个电容节点相连的变容二极管。

本发明考虑了下面几个方面。在很多应用中，调谐电容是借助一个或多个所谓的变容二极管实现的。变容二极管具有作为施加在该变容二极管的阴极和阳极之间的控制电压的函数而变化的电容。由此，变容二极管是电可控的电容，这种电容一般来说比机械可控的电容要方便得多。

不过，变容二极管固有地具有非线性的信号-处理特性。结果，在将一个或多个信号施加到变容二极管上时，该变容二极管会产生寄生信号。这些寄生信号(可能是信号的谐波分量或者是不同信号的互调产物)可能会造成干扰并且降低接收质量。

可以以下述方式借助变容二极管实现低失真调谐电容。将两个变容二极管串联连接。优选的是，将两个变容二极管各自的阴极彼此连接起来。这些阴极接收调谐控制电压。两个变容二极管各自的阳极构成一对电容节点。上述的现有技术包括这样的调谐-电容实现方式。

本文介绍的低失真调谐电容给出相对较小的调谐电容。这是因为两个变容二极管是串联连接的。假设这两个变容二极管是相似的，低失真调谐电容将会接近一个或另一个变容二极管的电容的一半。

因此，包括前文介绍的低失真调谐电容的可调谐电路需要对给定调谐频率具有相对较大的电感。相对较大的电感一般来说需要相对较大的线圈。从原理上讲，高导磁率的材料使得用相对较小的线圈实现相对较大的电感成为可能。不过，这样的材料是固有非线性的，并且可以造成额外的寄生信号。

按照本发明的前述方面，调谐电容包括两个并联连接在一对电容节点之间的容性支路。一个容性支路包括阳极与一个电容节点相连且阴极与另一个电容节点相连的变容二极管。另一个容性支路包括阴极与所述一个电容节点相连且阳极与所述另一个电容节点相连的变容二极管。

在按照本发明的调谐电容中，一个容性支路中因为其中的变容二极管的偶次非线性造成的寄生信号会由另一个容性支路中的类似寄生信号加以抵偿。存在着寄生信号补偿效果。此外，调谐电容相对较大。调谐电容是一个和另一个容性支路各自电容的总和，各个容性支路包括一个变容二极管。因此，可以用相对较小的电感获得给定的调谐频率范围。例如，假设两个容性支路是相似的，则电感接近仅有单独一个容性支路的情况下所需的电感的一半。本发明因此能够实现线圈尺寸的减小。出于这个原因，本发明能够实现尺寸适度却能够提供相对较高接收质量的接收机。

下文中将参照附图更加详细地介绍本发明的这些和其它方面。

附图说明

图1是图解说明包括调谐器的视频显示系统的框图。

图2是图解说明构成调谐器的一部分的输入滤波器的电路图。

图3是图解说明构成调谐器的一部分的带通滤波器的电路图。

具体实施方式

图1图解说明了视频显示系统VDS。该视频显示系统VDS包括接收机REC和显示装置DPL。接收机REC由该接收机REC接收的射频频谱RF中的期望频道得出视频信号VID。显示装置DPL显示该视频信号VID。用户可以借助例如遥控装置RCD来选择期望频道。接收机REC可以具有例如电视机、机顶盒或者数字视频记录器等等的形式。

接收机REC包括调谐器TUN、后端电路IFDT和控制器CTRL。调谐器TUN将射频频谱RF转换成中频频谱IF，后端电路IFDT接收该中频频谱IF。中频频谱TF包括期望频道的频移形式。调谐器TUN实施频移，使得期望频道的频移形式处于预先确定的中频上。后端电路IFDT由中频频谱IF内期望频道的频移形式得出视频信号。为此，后端电路IFDT可以执行各种不同的操作，比如，带通滤波、解调，并且在数字信号的情况下，执行信道解码、纠错和基带解码。

调谐器TUN包括输入滤波器RFI、输入放大器RFA、带通滤波器BFI、混频器-振荡器电路MOC和调谐-控制电路TCC。输入滤波器RFI抑制期望频道所处频带外部的信号。输入滤波器RFI此外还提供输入放大器RFA与调谐器TUN接收射频频谱RF所借助的电子实体之间的阻抗匹配。该电子实体可以是例如天线或有线网络。输入放大器RFA提供一定程度的放大，这样能够在信号较弱的情况下得到满意的信噪比。该带通滤波器BFI抑制其它一些可能造成该中频频谱IF中干扰的信号。该混频器-振荡器电路MOC执行前面介绍的频移，该频移将会使期望频道的频移形式处于预定的中频上。

接收机REC可以调谐到频带内的任何频道上。这一调谐按照如下方式进行操作。用户例如通过在遥控装置上输入节目号来选择某一频道。响应于此，控制器CTRL向调谐器TUN施加调谐命令TC。该调谐-控制电路TCC按照调谐命令TC控制该混频器-振荡器电路MOC。更具体地讲，调谐-控制电路TCC促使混频器-振荡器电路MOC执行与用户选择的频道相应的频移。该频移是这样的：调谐器TUN提供中频频谱IF中的频道在预定中频上的频移形式。

接收机REC的调谐还牵涉到对调谐器TUN中的输入滤波器RFI和带通滤波器BFI进行调谐。接收机REC在射频频谱RF中具有一个或者多个“弱点”。弱点(频率间隔)中的信号将会造成中频频谱IF中的干扰。输入滤波器RFI和带通滤波器BFI必须在射频频谱RF中的弱点上提供充分的衰减。弱点在射频频谱RF中的位置取决于接收机REC所调谐到的频道。就是说，将接收机REC从一个频道调谐到另一个频道将会使射频频谱RF中的弱点发生偏移。因此，优选的是将输入滤波器RFI和带通滤波器BFI调谐成这些滤波器在弱点上提供充分的衰减，而不管接收机REC调谐到哪个频道上。

输入滤波器RFI和带通滤波器BFI可以分别借助调谐-控制电路TCC响应于调谐命令TC而提供的调谐电压Vt1和Vt2来调谐。输入滤波器RFI和带通滤波器BFI典型地包括分别接收调谐电压Vt1和Vt2的可压控电容。这些可压控电容能够实现输入滤波器RFI和带通滤波器BFI的调谐。

不过，可压控电容通常具有一定的非线性。例如，变容二极管(变容二极管是广泛使用的可压控电容)提供其值作为施加到变容二极管上的信号的函数而在一定程度上变化的电容。这种非线性会产生寄生信号分量，寄生信号分量可能会造成干扰。在大信号情况下，这种干扰将会相对较强。在有相对较多的不同中等强度信号的时候，这种干扰也会相对较强，典型的是有线网络接收的情况。在这些情况下，图1中所示的输入滤波器RFI和带通滤波器BFI应当防止干扰而不是产生干扰。

还有另一个与输入滤波器RFI和带通滤波器BFI相关的重要方面：调谐器TUN的物理尺寸。输入滤波器RFI和带通滤波器BFI通常包括一个或者多个具有线圈形式的电感。线圈会占据一定的空间。对于给定的磁导率来说，电感量越高，线圈所需的体积越大。原则上，可以通过使用具有相对较高磁导率的材料来减小线圈的尺寸。不过，这样的材料通常具有一定的非线性，与可压控电容类似，这一非线性会造成电感非线性。这种额外的非线性可能是无法接受的。

图2图解说明防止干扰并且可以具有相对较小尺寸的输入滤波器RFI的实现方式。输入滤波器RFI包括两个电感L1、L2，两个变容二极管V1、V2，两个容量C1、C2和两个电阻R1、R2。

两个变容二极管V1、V2和两个容量C1、C2形成电容节点N1、N2之间的调谐电容。这个调谐电容与电感L2并联连接并且形成并联LC电路。该调谐电容包括两个容性支路。变容二极管V1和电容C1构成一个容性支路。变容二极管V2和电容C2构成另一个容性支路。

变容二极管V1具有经由电阻R1接收调谐电压Vt1的阴极，和与电容节点N1相连的阳极。变容二极管V1的阴极经由电容C1与电容节点N2相连。

变容二极管V2具有经由电阻R2接收调谐电压Vt1的阴极，和与电容节点N2相连的阳极。变容二极管V2的阴极经由电容C2与电容节点N1相连。

电容C1、C2提供直流去耦。电容C1、C2各自的值最好相对于变容二极管V1、V2能够提供的各自最大的电容值而言相对较高。在这种情况下，在所关注的射频频率上可以将电容C1、C2看成是短路的。调谐电容将会基本上等于变容二极管V1、V2给出的各个电容值的总和。对比而言，如果电容C1、C2各自的值与变容二极管V1、V2能够提供的各自最大的电容值具有相同的量级，则该调谐电容将会较低。而且，在这种情况下调谐电容将会具有较小的调谐范围。

电感L2形成直流短路。因此，从直流的角度来看，电容节点N1与信号地相连。电容节点N2与信号地直接相连。因此，调谐电压Vt1存在于变容二极管V1的阴极和阳极之间以及变容二极管V2的阴极和阳极之间。结果，假设两个变容二极管V1、V2相同且完全匹配的话，这两个变容二极管V1、V2将会给出基本上相同的电容值。在实践中，变容二极管V1、V2将会因为变容二极管生产差异而提供稍有不同的电容值。

假设射频信号出现在电容节点N1、N2之间。我们此外还假设电容C1、C2在所关注的射频频率上确实可以看成是短路的。射频信号将会存在于两个变容二极管V1、V2各自的阴极和阳极之间。存在于变容二极管V1的阴极和阳极之间的射频信号具有与存在于变容二极管V2的阴极和阳极之间的射频信号相反的极性。在两个变容二极管之间有信号符号的倒转。

两个变容二极管V1、V2中的各个变容二极管都会产生寄生信号分量，因为这两个变容二极管V1、V2都具有一定的非线性，如前文所提到的。变容二极管V1产生的由偶次非线性造成的寄生信号分量将会具有与变容二极管V2产生的类似寄生信号分量相反的符号。结果，对应的寄生信号分量基本上抵消掉了。这种干扰-补偿效果归因于前面提到的信号符号倒转，图2图解说明的实现方式中会固有地出现这种信号符号倒转。

图2所示的实现方式具有另一个有利的特征。电容节点N1、N2之间调谐电容近似等于变容二极管V1、V2提供的各个电容的总和。就是说，调谐电容相对较大。这使得电感L2对于给定调谐频率来说，能够具有相对较小。这种情况同样适用于电感L1。由此，可以借助相对较小的线圈来实现这两个电感L1、L2。这使得图1所示的调谐器TUN能够相对较小。

图3图解说明相对线性并且能够具有较小尺寸的带通滤波器BFI的实现方式。该带通滤波器BFI包括六个电容C10，C11，C12，C20，C21，C22、四个电感L11，L12，L21，L22、四个变容二极管V11，V12，V21，V22和四个电阻R11，R12，R21，R22。变容二极管V11、V12和电容C11、C12形成调谐电容，这个调谐电容类似于前文中介绍的输入滤波器RFI中的调谐电容。该调谐电容与电感L11、L12并联连接。变容二极管V21、V22和电容C21、C22构成另一个调谐电容。这个另一个调谐电容与电感L21、L22并联连接。

图3所示的带通滤波器BFI的实现方式具有与图2所示的输入滤波器RFI的实现方式相同的有利特征。就是说，将调谐电容构成为存在干扰-补偿效果。此外，调谐电容相对较大，这使得四个电感L11，L12，L21，L22能够借助相对较小的线圈来实现。

结论

前文参照附图给出详细说明来图解说明了权利要求1中列出的下列特征。接收机(REC)具有包括并联连接在一对电容节点(N1，N2)之间的两个容性支路(V1-C1，C2-V2)的调谐电容。一个容性支路(V1-C1)包括阳极与一个电容节点(N1)相连且阴极与另一个电容节点(N2)相连的变容二极管(V1)。另一个容性支路(C2-V2)包括阴极与所述一个电容节点(N1)相连且阳极与所述另一个电容节点(N2)相连的变容二极管(V2)。

前述特征可以以多种不同的方式实现。为了说明这一点，简要介绍一些可供选用的方案。

变容二极管不必必须如图2和3中所示的那样使阳极直接与信号地相连。例如，阳极可以经由对所关心的射频频率构成开路的阻抗来与偏置电压相连。此外，节点可以经由去耦电容器与信号地相连，去耦电容器在所关心的射频频率下构成短路。也可以对阳极而不是对阴极施加控制电压，可以连接阴极来接收固定偏置电压。

术语变容二极管应该加以广义地理解，以致包括任何类型的具有两个相反极性节点的可控电容。

借助硬件或软件产品或者二者，有多种多样的实现功能的方式。从这方面来说，附图是非常概略的，各个附图仅仅代表本发明的一种可能实施方式。这样，虽然附图将不同的功能表示为不同的块，但是这决不排除单独一个硬件或软件产品执行多种功能。也不排除硬件或软件产品或者二者的组合执行一项功能。

本文此前给出的结论表明，参照附图给出的详细介绍是对本发明的解释说明，而不对本发明进行限定。存在着数量众多的落在所附权利要求的范围之内的可供选用的方案。权利要求中的任何附图标记都不应解释为对权利要求有限定作用。单词“包括”并不排除除了权利要求中所列出的元件或步骤之外还存在其它元件或步骤的可能。置于元件或步骤之前的单词“一”或“一个”并不排除存在多个这样的元件或步骤的可能。

Claims

1.一种接收机(REC)，该接收机具有调谐电容，该调谐电容包括两个并联连接在一对电容节点(N1，N2)之间的容性支路(V1-C1，C2-V2)，一个容性支路(V1-C1)包括阳极与一个电容节点(N1)相连且阴极与另一个电容节点(N2)相连的变容二极管(V1)，另一个容性支路(C2-V2)包括阴极与所述一个电容节点(N1)相连且阳极与所述另一个电容节点(N2)相连的变容二极管(V2)。

2.按照权利要求1中所述的接收机，所述各个容性支路(V1-C1；C2-V2)包括与变容二极管(V1；V2)串联连接的固定电容(C1；C2)。

3.按照权利要求1中所述的接收机，所述一个电容节点(N1)经由直流传递路径(L2)与信号地相连，所述另一个电容节点(N2)与信号地直接相连。

4.按照权利要求3中所述的接收机，所述直流传递路径包括电感(L2)，该电感与调谐电容结合在一起形成谐振电路。

5.一种视频显示系统(VDS)，包括：安排成用来从射频信号(RF)中取得信息(VID)的权利要求1所述的接收机(REC)，和用于呈现所取得的信息(VID)的信息呈现装置(DPL)。