CN102023254B

CN102023254B - 天线检测电路及其相关数字广播接收器

Info

Publication number: CN102023254B
Application number: CN2009101775834A
Authority: CN
Inventors: 谢镇安; 许政雄; 张再旺
Original assignee: Wistron Neweb Corp
Current assignee: Wistron Neweb Corp
Priority date: 2009-09-16
Filing date: 2009-09-16
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2029-09-16
Also published as: CN102023254A

Abstract

本发明涉及天线检测电路及其相关数字广播接收器。该天线检测电路包含检测器及电压电平移位器。检测器包含压降组件、晶体管组件及第一、第二电阻组件。压降组件耦接第一供应电源与第一电阻组件的第一端之间。第二电阻组件具有第一端、第二端分别耦接第一电阻组件的第二端、第二供应电源。晶体管组件具有控制端耦接第一电阻组件的第二端及第二电阻组件的第一端、第二连接端耦接第一供应电源、第一连接端输出第一检测讯号。电压电平移位器调整第一检测讯号的电压电平以产生第二检测讯号。

Description

天线检测电路及其相关数字广播接收器

技术领域

本发明涉及天线检测电路及其相关数字广播接收器，特别是涉及一种可改善压降以及启动电流的天线检测电路及其相关数字广播接收器。

背景技术

数字广播系统(Digital Radio System)在车用产品与手持式产品上的应用有愈来愈频繁的趋势，像是：数字音频广播(digital audiobroadcasting，DAB)、卫星广播(Satellite radio)以及多媒体前向链路(Media FLO)等技术。一般而言，在数字广播产品中，通常需要一组天线检测电路来提供外接天线电源供应和系统信息、侦错使用。

目前数字广播产品较普遍所使用的天线检测电路有两种：第一种是简易的二极管电流检测电路，顾名思义是利用一个二极管来检测一启动电流以判断是否有外接天线耦接至此数字广播产品，此电路的优点为设计简单、价格便宜，但有启动电流过低(约只有3mA～4mA)和二极管压降过大(二极管的顺向偏压必须大于0.7伏特)的问题；第二种是比较器电流检测电路，此电路没有二极管压降的问题，且具备可调整启动电流大小的优点，但是电路复杂且价格昂贵。

因此，如何改善压降和启动电流、精简电路以及节省成本，即成为本设计领域的重要课题之一。

发明内容

因此，本发明的目的之一在于提出一种天线检测电路及其相关数字广播接收器，以解决上述的问题。

本发明揭示了一种天线检测电路。天线检测电路包含一检测器以及一电压电平移位器。检测器包含一压降组件、一第一电阻组件、一第二电阻组件以及一晶体管组件。压降组件具有一第一端耦接于一第一供应电源以及一第二端。第一电阻组件具有一第一端以及一第二端，第一电阻组件的第一端耦接于压降组件的第二端。第二电阻组件具有一第一端以及一第二端，第二电阻组件的第一端耦接于第一电阻组件的第二端，第二电阻组件的第二端耦接于一第二供应电源。晶体管组件具有一控制端、一第一连接端以及一第二连接端，控制端耦接于第一电阻组件的第二端以及第二电阻组件的第一端，第二连接端耦接于第一供应电源，第一连接端用以输出一第一检测讯号。电压电平移位器耦接于晶体管组件的第一连接端，用以接收第一检测讯号，并调整第一检测讯号的电压电平以产生一第二检测讯号。其中，第二电阻组件为一可调电阻，且第二电阻组件的电阻值决定晶体管组件的导通时间。

本发明还揭示一种数字广播接收器。数字广播接收器包含一天线检测电路、一直流阻隔器、一射频调谐器以及一微处理器。天线检测电路用来检测一外接天线是否耦接至该数字广播接收器，其包含有一检测器以及一电压电平移位器。检测器包含一压降组件、一第一电阻组件、一第二电阻组件以及一晶体管组件。压降组件具有一第一端耦接于一第一供应电源以及一第二端。第一电阻组件具有一第一端以及一第二端，第一电阻组件的第一端耦接于压降组件的第二端。第二电阻组件具有一第一端以及一第二端，第二电阻组件的第一端耦接于第一电阻组件的第二端，第二电阻组件的第二端耦接于一第二供应电源。晶体管组件具有一控制端、一第一连接端以及一第二连接端，控制端耦接于第一电阻组件的第二端以及第二电阻组件的第一端，第二连接端耦接于第一供应电源，第一连接端用以输出一第一检测讯号。电压电平移位器耦接于晶体管组件的第一连接端，用以接收第一检测讯号，并调整第一检测讯号的电压电平以产生一第二检测讯号。直流阻隔器接收来自该外接天线的一射频讯号，并将该射频讯号的直流成分滤除以产生一滤除后射频讯号。射频调谐器耦接于该直流阻隔器，用来将该滤除后射频讯号转换为一中频讯号。微处理器耦接于该天线检测电路以及该射频调谐器，用来接收该第二检测讯号以及该中频讯号，并将该中频讯号转换成一音频/视频输出讯号。

本发明还揭示一种数字广播接收器。数字广播接收器包含一天线检测电路以及一微处理器。天线检测电路用来检测一外接天线是否耦接至该数字广播接收器，其包含有一检测器以及一电压电平移位器。检测器包含一压降组件、一第一电阻组件、一第二电阻组件以及一晶体管组件。压降组件具有一第一端耦接于一第一供应电源以及一第二端。第一电阻组件具有一第一端以及一第二端，第一电阻组件的第一端耦接于压降组件的第二端。第二电阻组件具有一第一端以及一第二端，第二电阻组件的第一端耦接于第一电阻组件的第二端，第二电阻组件的第二端耦接于一第二供应电源。晶体管组件具有一控制端、一第一连接端以及一第二连接端，控制端耦接于第一电阻组件的第二端以及第二电阻组件的第一端，第二连接端耦接于第一供应电源，第一连接端用以输出一第一检测讯号。电压电平移位器耦接于晶体管组件的第一连接端，用以接收第一检测讯号，并调整第一检测讯号的电压电平以产生一第二检测讯号。微处理器耦接于该天线检测电路，用来处理该外接天线所接收的数字广播讯号，其中当该天线检测电路耦接至该外接天线且流经该压降组件的一启动电流已达到一临界值时，该压降组件为导通，该晶体管组件为导通，该天线检测电路产生该第二检测讯号来通知该微处理器，该天线检测电路耦接至该外接天线。

附图说明

图1为本发明天线检测电路的一实施例的电路示意图。

图2为图1所示的各个组件(包含压降组件130、晶体管组件Q1以及晶体管组件Q2)在不同阶段的状态示意图。

图3为图1所示的第二电阻组件的电阻值与流经压降组件的一启动电流的关系示意图。

图4为本发明数字广播接收器的一实施例的示意图。

附图符号说明

100、410 天线检测电路

110 检测器

120 电压电平移位器

130 压降组件

R1 第一电阻组件

R2 第二电阻组件

Q1、Q2 晶体管组件

R 3、R4、R5 电阻组件

131、141、151 第一端

132、142、152 第二端

161 第一连接端

162 第二连接端

163 控制端

VCC1、VCC2、VSS 供应电源

I₁ 启动电流

DET1# 第一检测讯号

DET2# 第二检测讯号

400 数字广播接收器

420 射频扼流器

430 直流阻隔器

440 微处理器

450 射频调谐器

460 音频/视频输出讯号

470 外接天线

S_RF1 射频讯号

S_RF2 滤除后射频讯号

S_IF 中频讯号

具体实施方式

请参考图1，图1为本发明天线检测电路100的一实施例的电路示意图。如图1所示，天线检测电路100包含有一检测器110以及一电压电平移位器(level shifter)120。其中，检测器110包含有一压降组件130、一第一电阻组件R1、一第二电阻组件R2以及一晶体管组件Q1。压降组件130具有一第一端131以及一第二端132，压降组件130的第一端131耦接于一第一供应电源VCC1，压降组件130的第二端132耦接于第一电阻组件R1的第一端141。第一电阻组件R1具有一第一端141以及一第二端142，第二电阻组件R2亦具有一第一端151以及一第二端152，且第二电阻组件R2的第一端151耦接于第一电阻组件R1的第二端142，第二电阻组件R2的第二端152耦接于一第二供应电源VSS(例如：接地端)。而晶体管组件Q1具有一控制端163、一第一连接端161以及一第二连接端162，控制端163耦接于第一电阻组件R1的第二端142以及第二电阻组件R2的第一端151，第二连接端162耦接于第一供应电源VCC1，第一连接端161则用以输出一第一检测讯号DET1#。

另外，电压电平移位器120包含有晶体管组件Q2以及电阻组件R3、R4、R5，关于晶体管组件Q2以及电阻组件R3、R4、R5的连接方式已如图1所示，为简洁起见于此不再赘述。值得注意的是，电压电平移位器120耦接于晶体管组件Q1的第一连接端161，用以接收第一检测讯号DET1#，并调整第一检测讯号DET1#的电压电平以产生一第二检测讯号DET2#。举例而言，第一检测讯号DET1#的电压电平为5伏特，而第二检测讯号DET2#的电压电平为1.8伏特或者3.3伏特，但此并非本发明的限制条件。其中，天线检测电路100利用第二检测讯号DET2#的逻辑电平(例如：“0”或“1”)来判断是否有一外接天线(未示出)耦接至天线检测电路100。

请注意，天线检测电路100可设置于一数字广播接收器(digital radioreceiver)中，例如：数字音频广播系统(digital audio broadcasting，DAB)、卫星广播系统(Satellite radio)以及多媒体前向链路系统(MediaFLO)。本领域的技术人员应可了解，本发明并不局限于此，天线检测电路100亦可应用于其它产品中。

于一实施例中，压降组件130可为一电阻，但本发明并不局限于此。于另一实施例中，压降组件130可为一二极管(diode)，且该二极管的顺向偏压(forward bias)可小于0.7伏特。举例而言，压降组件130可由一萧特基二极管(Schottky diode)来实践，且该萧特基二极管的顺向偏压可选用0.3伏特。如此一来，可改善二极管压降过大的问题。

请注意，于本实施例中，晶体管组件Q1为一双极性结型晶体管(BJT)，其控制端163为基极(Base)，第一连接端161为集电极(Collector)，以及第二连接端162为发射极(Emitter)。此外，第二电阻组件R2可为一可调电阻，因此，可通过调整第一电阻组件R1与第二电阻组件R2的电阻值的比例来改变晶体管组件Q1的控制端163与第二连接端162之间的电压差(亦即基极-发射极电压V_BE)。一般而言，双极性结型晶体管的基极-发射极电压V_BE需大于0.7伏特才会导通。换言之，可通过调整第二电阻组件R2的电阻值来决定晶体管组件Q1的导通时间。本领域的技术人员应可了解，第一电阻组件R1和/或第二电阻组件R2的电阻值可依据实际需求来设计。

接下来，进一步说明天线检测电路100中的各个组件在不同阶段的运作方式。请一并参考图1与图2，图2为图1所示的各个组件(包含压降组件130、晶体管组件Q1以及晶体管组件Q2)在不同阶段的状态示意图。于第一阶段中，其是针对天线检测电路100尚未耦接至一外接天线的情况；于第二阶段中，其是针对天线检测电路100耦接至该外接天线且流经压降组件130的一启动电流I₁并未达到一临界值(例如：20mA)的情况；而于第三阶段中，其是针对天线检测电路100耦接至该外接天线且流经压降组件130的启动电流I₁已达到该临界值的情况。

于第一阶段中，当天线检测电路100尚未耦接至一外接天线时，由于压降组件130上没有任何电流流过，所以压降组件130上没有产生任何的压降。因此，压降组件130为关闭、晶体管组件Q1为关闭以及晶体管组件Q2为关闭；此时，第二检测讯号DET2#具有一第一逻辑电平(例如“1”)。

于第二阶段中，当天线检测电路100耦接至该外接天线且流经压降组件130的启动电流I₁并未达到一临界值时，由于压降组件130上有小电流流过，则压降组件130会产生相对应的压降。但因为压降组件130(例如：一二极管)的压降是随着启动电流I₁的增加而变大，此时启动电流I₁不足，所以经由第二电阻组件R2所产生的分压无法提供足够的压差来让晶体管组件Q1导通。因此，压降组件130为导通、晶体管组件Q1为关闭以及晶体管组件Q2为关闭；此时，第二检测讯号DET2#亦具有第一逻辑电平(例如“1”)。

于第三阶段中，当天线检测电路100耦接至该外接天线且流经压降组件130的启动电流I₁已达到该临界值时，由于压降组件130上有大电流流过，则压降组件130会产生相对应的压降。因为压降组件130的压降随着启动电流I₁的增加而变大，所以经由第二电阻组件R2所产生的分压能够提供足够的压差来让晶体管组件Q1导通，且因为晶体管组件Q1的导通，可提供足够的压差来让晶体管组件Q2导通。因此，压降组件130为导通、晶体管组件Q1为导通以及晶体管组件Q2为导通；此时，第二检测讯号DET2#具有第二逻辑电平(例如“0”)。

值得注意的是，于第一阶段与第二阶段中，晶体管组件Q1、Q2(例如双极性结型晶体管)是工作在截止区；而于第三阶段中，晶体管组件Q1、 Q2是工作在饱和区，用以实现天线检测电路100的检测功能。

请参考图3，图3为图1所示的第二电阻组件R2的电阻值与流经压降组件130的一启动电流I₁的关系示意图。于本实施例中，第一电阻组件R1是选用电阻值为1KΩ的电阻来实践的，而压降组件130则是选用顺向偏压为0.3伏特的二极管来实践的，经过计算机仿真所产生的数据。由图3可得知，流经压降组件130的启动电流I₁正比于第二电阻组件R2的电阻值。换言之，可通过改变第二电阻组件R2的电阻值来调整启动电流I₁的大小。如此一来，可以解决启动电流I₁过小的问题，并进而避免发生误动作的情形。此外，启动电流I₁的大小可依据实际需求来设计的，以满足不同外接天线的规格，使得天线检测电路100达到一机多用(multi-function)的目的。

简而言之，流经压降组件130的启动电流I₁正比于第二电阻组件R2的电阻值，且第二电阻组件R2的电阻值可决定晶体管组件Q1的导通时间。也就是说，可通过改变第二电阻组件R2的电阻值来调整晶体管组件Q1的导通时间以及调整启动电流I₁的大小。

请参考图4，图4为本发明数字广播接收器400的一实施例的示意图。如图4所示，数字广播接收器400包含有(但不局限于)一天线检测电路410、一射频扼流器(RF choke)420、一直流阻隔器(DC block)430、一微处理器(micro-processor)440以及一射频调谐器(RF tuner)450。另外，一第一供应电源VCC1供电给天线检测电路410，而一第二供应电源VCC2则同时供电给天线检测电路410与微处理单元440。请注意，当天线检测电路410检测到一外接天线470是耦接至数字广播接收器400时，会通过射频扼流器420来供给第一供应电源VCC1予外接天线470，外接天线470则可用来接收数字广播讯号。

于本实施例中，天线检测电路410用来检测一外接天线470是否耦接至数字广播接收器400，并产生一第二检测讯号DET2#来通知微处理器440，且天线检测电路410可由图1所示的天线检测电路100(或者天线检测电路100的变化实施例)来实现。而射频扼流器420(例如：电感)耦接于天线检测电路410与外接天线470之间，用来阻挡来自外接天线470的数字广播讯号(例如射频讯号S_RF1)进入天线检测电路410。另外，直流阻隔器430接收来自外接天线470的射频讯号S_RF1，并将射频讯号S_RF1的直流成分滤除以产生一滤除后射频讯号S_RF2(仅包含交流成分)。射频调谐器450则耦接于直流阻隔器430，用来将滤除后射频讯号S_RF2转换为一中频(IF)讯号S_IF。之后，微处理器440耦接于天线检测电路410以及射频调谐器450，用来接收第二检测讯号DET2#以及中频讯号S_IF，并将中频讯号S_IF转换成一音频/视频输出讯号460。

以上所述的实施例仅用来说明本发明的技术特征，并非用来局限本发明的范畴。由上可知，本发明提供一种天线检测电路及其相关数字广播接收器。本发明所揭示的天线检测电路100可通过改变第二电阻组件R2的电阻值来调整晶体管组件Q1(及/或晶体管组件Q2)的导通时间以及调整启动电流I₁的大小，如此一来，可以改善启动电流I₁过小的问题，并进而避免发生误动作的情形。再者，压降组件130可选用一电阻或者具有较小顺向偏压的二极管来实践，便可解决压降过大的问题。此外，本发明所揭示的天线检测电路100电路精简、设计成本低廉，十分适合应用于一般的数字广播产品中。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明的权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种天线检测电路，包含有：一检测器；以及一电压电平移位器，

其中该检测器包含有：

一压降组件，具有一第一端以及一第二端，该第一端耦接于一第一供应电源；

一第一电阻组件，具有一第一端以及一第二端，该第一电阻组件的该第一端耦接于该压降组件的该第二端；

一第二电阻组件，具有一第一端以及一第二端，该第二电阻组件的该第一端耦接于该第一电阻组件的该第二端，该第二电阻组件的该第二端耦接于一第二供应电源；以及

一晶体管组件，具有一控制端、一第一连接端以及一第二连接端，该控制端耦接于该第一电阻组件的该第二端以及该第二电阻组件的该第一端，该第二连接端耦接于该第一供应电源，该第一连接端用以输出一第一检测讯号；以及

该电压电平移位器耦接于该晶体管组件的该第一连接端，用以接收该第一检测讯号，并调整该第一检测讯号的电压电平以产生一第二检测讯号。

2.如权利要求1所述的天线检测电路，其中该压降组件为一电阻。

3.如权利要求1所述的天线检测电路，其中该压降组件为一二极管，且该二极管的一顺向偏压小于0.7伏特。

4.如权利要求3所述的天线检测电路，其中该二极管为一萧特基二极管。

5.如权利要求1所述的天线检测电路，其中该第二电阻组件为一可调电阻，且该第二电阻组件的电阻值决定该晶体管组件的导通时间。

6.如权利要求1所述的天线检测电路，其中该晶体管组件为一双极性结型晶体管，该控制端为基极，该第一连接端为集电极，以及该第二连接端为发射极。

7.如权利要求1所述的天线检测电路，其中：

当该天线检测电路尚未耦接至一外接天线时，该压降组件为关闭，该晶体管组件为关闭，以及该第二检测讯号具有一第一逻辑电平；

当该天线检测电路耦接至该外接天线且流经该压降组件的一启动电流并未达到一临界值时，该压降组件为导通，该晶体管组件为关闭，以及该第二检测讯号具有该第一逻辑电平；以及

当该天线检测电路耦接至该外接天线且流经该压降组件的该启动电流已达到该临界值时，该压降组件为导通，该晶体管组件为导通，以及该第二检测讯号具有异于该第一逻辑电平的一第二逻辑电平。

8.如权利要求7所述的天线检测电路，其中流经该压降组件的该启动电流正比于该第二电阻组件的电阻值。

9.如权利要求1所述的天线检测电路，其中当该天线检测电路耦接至一外接天线且流经该压降组件的一启动电流已达到一临界值时，该压降组件为导通，该晶体管组件为导通。

10.一种数字广播接收器，包含有：一天线检测电路；一直流阻隔器；一射频调谐器；以及一微处理器，

其中，该天线检测电路，用来检测一外接天线是否耦接至该数字广播接收器，该天线检测电路包含有：一检测器；以及一电压电平移位器，

其中，该检测器，包含有：

一第二电阻组件，具有一第一端以及一第二端，该第二电阻组件的该第一端耦接于该第一电阻组件的该第二端，该第二电阻组件的该第二端耦接于一第二供应电源；

该电压电平移位器耦接于该晶体管组件的该第一连接端，用以接收该第一检测讯号，并调整该第一检测讯号的电压电平以产生一第二检测讯号；

该直流阻隔器用来接收来自该外接天线的一射频讯号，并将该射频讯号的直流成分滤除以产生一滤除后射频讯号；

该射频调谐器耦接于该直流阻隔器，用来将该滤除后射频讯号转换为一中频讯号；以及

该微处理器耦接于该天线检测电路以及该射频调谐器，用来接收该第二检测讯号以及该中频讯号，并将该中频讯号转换成一音频或视频输出讯号。

11.如权利要求10所述的数字广播接收器，其中该天线检测电路中的该压降组件为一电阻。

12.如权利要求10所述的数字广播接收器，其中该天线检测电路中的该压降组件为一二极管，且该二极管的一顺向偏压小于0.7伏特。

13.如权利要求1 2所述的数字广播接收器，其中该二极管为一萧特基二极管。

14.如权利要求10所述的数字广播接收器，其中该天线检测电路中的该第二电阻组件为一可调电阻，且该第二电阻组件的电阻值决定该晶体管组件的导通时间。

15.如权利要求10所述的数字广播接收器，其中该天线检测电路中的该晶体管组件为一双极性结型晶体管，该控制端为基极，该第一连接端为集电极，以及该第二连接端为发射极。

16.如权利要求10所述的数字广播接收器，其中：

17.如权利要求16所述的数字广播接收器，其中流经该压降组件的该启动电流正比于该第二电阻组件的电阻值。

18.如权利要求1 0所述的数字广播接收器，其中当该天线检测电路耦接至该外接天线且流经该压降组件的一启动电流已达到一临界值时，该压降组件为导通，该晶体管组件为导通，该天线检测电路产生该第二检测讯号来通知该微处理器，该天线检测电路耦接至该外接天线。

19.一种数字广播接收器，包含有：一天线检测电路；以及一微处理器，

其中，该天线检测电路用来检测一外接天线是否耦接至该数字广播接收器，该天线检测电路包含有：一检测器；以及一电压电平移位器，

其中，该检测器，包含有：

该电压电平移位器耦接于该晶体管组件的该第一连接端，用以接收该第一检测讯号，并调整该第一检测讯号的电压电平以产生一第二检测讯号；以及

该微处理器耦接于该天线检测电路，用来处理该外接天线所接收的一数字广播讯号。

20.如权利要求19所述的数字广播接收器，其中当该天线检测电路耦接至该外接天线且流经该压降组件的一启动电流已达到一临界值时，该压降组件为导通，该晶体管组件为导通，该天线检测电路产生该第二检测讯号来通知该微处理器，该天线检测电路耦接至该外接天线。