CN102035504A - 具有可变通带的中频滤波器 - Google Patents

Abstract

在此公开了一种具有可变通带的中频滤波器，该中频滤波器能够改变通带，从而使多个中频处的损耗最小化。所述中频(IF)滤波器包括布置在频率转换IC和解调单元之间并且被配置成对从频率转换IC输出的IF信号进行滤波并且输出最终的信号的带通滤波器单元。频带改变单元连接到带通滤波器单元并且被配置成改变所述带通滤波器单元的通带。切换单元将所述频带改变单元连接到所述带通滤波器单元或者将所述频带改变单元从所述带通滤波器单元断开。控制单元检测所述IF信号，并且响应于所述IF信号来控制切换单元，以使得所述频带改变单元连接到所述带通滤波器单元或者从所述带通滤波器单元中断开。

Description

具有可变通带的中频滤波器

相关申请的交叉引用

本申请主张2009年9月29日提交的名称为“Intermediate Frequency Filter Variable Band Pass”的韩国专利申请NO.10-2009-0092689的权益，该申请的全文以引用的方式并入到本申请中。

技术领域

本申请涉及中频滤波器。更具体而言，本申请涉及具有可变通带的中频滤波器，其中该中频滤波器能够改变通带，从而使多个中频处的损耗最小化。

背景技术

调谐器目前被用于诸如收音机或者电视的设备中，并且更为普遍地用于处理承载多媒体数据的被调制输入信号的设备中。所述调谐器从射频(RF)输入信号中选择具有预定频率的数据信号，并且将所选择的数据信号转换为中频(IF)输出信号，从而对所述数据信号进行放大和解调。

在如图1所示的调谐器中，通过天线接收和输入的RF信号通过低噪声放大器11，并由带通滤波器12滤波，以传送期望频带。滤波后的频带信号由RF放大器13进行放大，并且放大后的信号由低通滤波器14进行滤波。由低通滤波器14滤波后的信号通过频率转换集成电路(IC)15而被转换成中频(IF)信号，并且之后该IF信号被输出。不需要的频带中的频率通过IF滤波器16从IF信号中消除，并且之后最终的信号由IF放大器17进行放大。放大后的信号被解调单元18解调并且从中输出，之后用户可观看到期望频道的节目。

在所述调谐器中，自动增益控制(AGC)可分为单AGC和双AGC。单AGC可以被配置成：频率转换IC 15调节输入至IF放大器17的IF信号的电平，同时响应于所输入的RF信号，通过使用RF-AGC信号来控制RF放大器13，以改变放大因子；解调单元18调节IF信号的电平，同时响应于所输入的IF信号，通过使用IF-AGC信号来控制IF放大器17，以改变放大因子。此外，双AGC可以被配置成：解调单元18调节输入至IF放大器17的IF信号的电平，同时响应于所输入的IF信号，通过使用RF-AGC信号和IF-AGC信号分别来控制RF放大器13和IF放大器17，以改变放大因子。

在这种情况下，为了提高输入至解调单元18的IF信号的灵敏度，在解调单元18的上游使用IF滤波器16。此处使用的滤波器为带通滤波器，诸如表面声波(SAW)滤波器，以消除非期望频带中的频率。

这样，当使用两个中频时，图2的电路可用作IF滤波器16。

图2为示出了当使用两个中频时所实施的传统IF滤波器的电路图。

参考图2，当使用两个中频时所实施的传统IF滤波器包括连接在输入端In和输出端Out之间的电阻R1(所述输入端In和输出端Out连接到频率转换IC)、连接在输入端In和输出端Out之间的电容C1、连接在输入端In和参考电压输入端之间的电感L1、连接在输出端和参考电压输入端之间的电感L2以及连接在参考电压输入端和接地端之间的电容C2。

在上述结构中，所述输入端In和所述输出端Out可被切换并且分别用作输出端和输入端。也就是说，在基本概念中，当输入端In从频率转换IC接收IF信号时，输出端Out输出由IF滤波器滤波之后的IF信号。在基本概念之外，输出端Out可被用作用于从频率转换IC接收IF信号的输入端，并且输入端In可被用作用于输出由IF滤波器滤波之后的IF信号的输出端。

由于所生产的此类传统IF滤波器着重于某一IF处的损耗最小化，这样难以满足另一IF的带通特性中的损耗特性。

例如，当一个IF为38.9MHz，并且另一IF为10.7MHz时，如图3中所示，在38.9MHz的IF处表现出优良的滤波特性，但难以克服在10.7MHz处的IF损耗。

发明内容

因此，本发明已经考虑了在现有技术中出现的以上问题，并且本发明意在提供一种具有可变通带的中频滤波器，其中所述中频滤波器能够当使用两个中频时，根据所输入的中频，通过改变IF滤波器的通带来获得理想的滤波特性。

根据本发明的一方面，提供了一种具有可变通带的中频(IF)滤波器，该中频滤波器包括被布置在频率转换集成电路(IC)和解调单元之间且被配置成对从频率转换IC输出的IF信号进行滤波并输出最终的信号的带通滤波器单元；连接至带通滤波器单元且被配置成改变带通滤波器单元的频带改变单元；被配置成将频带改变单元连接到带通滤波器单元或者将所述频带改变单元从带通滤波器单元断开的切换单元；以及被配置成检测从频率转换IC输出的IF信号，并且响应于所检测的IF信号来控制切换单元，以使所述频带改变单元连接到所述带通滤波器单元或者从带通滤波器单元断开的控制单元。

此外，所述带通滤波器单元包括电容元件；并且所述频带改变单元与所述带通滤波器单元的电容元件并联，该频带改变单元被配置成通过改变带通滤波器单元的阻抗来改变所述带通滤波器单元的通带。

此外，切换单元包括开关二极管和晶体管，该开关二极管的阳极连接到所述带通滤波器单元的电容元件的第一端并且该开关二极管的阴极连接到所述频带改变单元的电容元件；所述晶体管的集电极通过所述切换单元的第一电阻连接到参考电压输入端并且通过所述切换单元的第二电阻连接到开关二极管的阳极，所述晶体管的发射极接地，且所述晶体管的基极连接到控制单元，所述晶体管当从控制单元接收到高电平信号时，断开开关二极管，当从控制单元接收到低电平信号时，导通开关二极管，以使频带改变单元连接到所述带通滤波器。

此外，所述晶体管的基极通过所述切换单元的第三个电阻连接到控制单元。

此外，所述频率转换IC输出不同类型的IF信号中的任一种类型的IF信号。

此外，所述频率转换IC输出相同类型的不同格式的IF信号中的任一种格式的IF信号。

此外，所述带通滤波器单元包括连接到频率转换IC的输入端；连接到频率转换IC的输出端；连接在输入端和输出端之间的第一电阻元件；连接在输入端和输出端之间的电容元件；连接在输入端和参考电压输入端之间的第一电感元件；以及连接在输出端和参考电压输入端之间的第二电感元件。

所述IF滤波器还包括连接到所述带通滤波器单元的参考电压输入端并且被配置成从参考电压中消除纹波成分的纹波消除电容元件。

此外，所述频带改变单元与所述带通滤波器单元的电容元件并联并且被配置成通过改变带通滤波器单元的阻抗来改变通带。

此外，所述切换单元包括开关二极管和晶体管，所述开关二极管的阳极连接到所述带通滤波器单元的电容元件的第一端，且该开关二极管的阴极连接到所述频带改变单元的电容元件；所述晶体管的集电极通过所述切换单元的第一电阻连接到参考电压输入端并且通过所述切换单元的第二电阻连接到开关二极管的阳极，所述晶体管的发射极接地，且所述晶体管的基极连接到控制单元，该晶体管当从控制单元接收到高电平信号时，断开开关二极管，并且当从控制单元接收到低电平信号时，导通开关二极管，以使频带改变单元连接到所述带通滤波器单元。

附图说明

从以下具体描述中可以更清楚地了解本发明的上述及其它目标、特征和优点，这些描述是结合附图给出的，其中：

图1为示出了传统调谐器的结构的图示；

图2为示出了传统调谐器中所使用的IF滤波器的电路图；

图3为示出了传统调谐器的通带特性的视图；

图4为示出了根据本发明一种实施方式的具有可变通带的IF滤波器的结构的图示；

图5为示出了根据本发明一种实施方式的具有可变通带的IF滤波器的电路图；

图6A为示出了IF滤波器在第一IF处的通带特性的视图以及图6B为示出了IF滤波器在第二IF处的通带特性的视图。

具体实施方式

下文中，将参考附图对根据本发明实施方式的具有可变通带的中频(IF)滤波器进行描述。

图4为示出了根据本发明一种实施方式的具有可变通带的IF滤波器的结构的图示。

参考图4，根据本发明一种实施方式的具有可变通带的IF滤波器包括带通滤波器单元402、频带改变单元403、切换单元404以及控制单元405。带通滤波器402布置在频率转换IC 401和解调单元406之间并且被配置成对从频率转换IC 401中输出的IF信号进行滤波并输出最终的信号。频带改变单元403连接到带通滤波器单元402并且被配置成改变带通滤波器单元402的通带。切换单元404被配置成将频带改变单元403连接到带通滤波器单元402或者将所述频带改变单元403从带通滤波器单元402断开。控制单元405检测从频率转换IC 401输出的IF信号，并且响应于所检测的IF信号来控制切换单元404，以使得所述频带改变单元403连接到带通滤波器单元402或者从带通滤波器单元402断开。

在这种情况中，所述带通滤波器单元402执行带通滤波，以使得当所述频带改变单元403未连接到带通滤波器单元402时，在两个中频中的一个频率处的损耗能被最小化，并且之后将最终的IF信号输出到解调单元406。

此外，所述带通滤波器单元402执行带通滤波，以使得当所述频带改变单元403连接到带通滤波器单元402时，所述带通滤波器单元402的通带发生改变并且在所述两个中频中的另一个频率处的损耗能被最小化，并且之后将最终的IF信号输出到解调单元406。

此外，带通滤波改变单元403被实现为诸如电容的电容元件或者诸如电感的感应元件，并且被配置成通过当频带改变单元403连接到带通滤波器单元402时改变带通滤波器单元402的阻抗来改变带通滤波器单元402的通带。

通常，带通滤波器单元402的频带由组成带通滤波器单元402的电容元件或者电感元件的阻抗来确定。当所述阻抗改变时，所述带通滤波器单元402的通带也发生改变。

因此，当以电容元件或者电感元件实现的频带改变单元403连接到带通滤波器单元402时，所述电容元件或者电感元件的阻抗发生改变，从而所述带通滤波器单元402的通带也发生改变。

同时，切换单元404在控制单元405的控制下执行将频带改变单元403连接到带通滤波器单元402或者从带通滤波器单元402断开的切换操作，并且使得带通滤波器单元402的通带能够由切换操作进行改变。

此外，控制单元405控制切换单元404以使得频带改变单元403连接到带通滤波器单元402或者从带通滤波器单元402断开。

对于此种操作，控制单元405检测输出自频率转换IC 401的IF信号，并且控制切换单元404，以使得当所检测的IF信号为适于由处于频带改变单元403未连接到带通滤波器402的状态中的带通滤波器单元402滤波的IF信号时，频带改变单元403从带通滤波器单元402断开。

相反，控制单元405控制切换单元404，以使得当所检测的输出自频率转换IC 401的IF信号为适于由处于频带改变单元403连接到带通滤波器402的状态中的带通滤波器单元402滤波的IF信号时，频带改变单元403连接到带通滤波器单元402。

下面将对上述结构的具有可变通带的IF滤波器的操作进行描述。

首先，频率转换IC 401输出两种IF信号的任何一种。

在一种实施方式中，所输出的IF信号可包括两种类型的接收信号，也就是，第一种类型的接收信号(诸如TV信号)和第二种类型的接收信号(诸如FM无线电信号)。对应于两种类型信号中的任意一种的IF信号可被输出。

在另一种实施方式中，所输出的IF信号可包括具有相同类型的不同格式的信号(例如，在TV信号的情况中，不同格式的信号诸如美国国家电视系统委员会制式[NTSC]、逐行倒相制式[PAL]以及按顺序传送彩色与存储制式[SECAM]的信号)。对应于这些格式信号的任意一种的IF信号可被输出。

之后，控制单元405确定从频率转换IC 401输出的IF信号对应于哪一种接收信号，并且当所述IF信号被确定为可以由处于频带改变单元403未连接到带通滤波器单元402的状态的带通滤波器单元402处理的IF信号时，允许所述IF信号通过带通滤波器单元402。

相反，当从频率转换IC 401中输出的IF信号被确定为不是适于由处于频带改变单元403未连接到带通滤波器单元402的状态的带通滤波器单元402处理的IF信号时，控制单元405控制切换单元404，以使得频带改变单元403连接到带通滤波器单元402。

当频带改变单元403通过切换单元404的切换操作而连接到带通滤波器单元402时，带通滤波器单元402的阻抗发生改变，从而带通滤波器单元的通带发生改变。

此外，当带通滤波器单元402的通带以此种方式改变时，带通滤波器单元402对于从频率转换IC 401输出的IF信号表现出优良特性。

图5为示出了根据本发明一种实施方式的具有可变通带的IF滤波器的电路图。

参考图5，根据本发明一种实施方式的具有可变通带的IF滤波器包括连接到频率转换IC的输入端In和输出端Out、连接在输入端In和输出端Out之间的电阻R1、连接在输入端In和输出端Out之间串联电容C1-C3、连接在输入端In和参考电压输入端之间的电感L1、连接在输出端Out和参考电压输入端之间的电感L2以及连接在参考电压输入端和接地端之间的电容C4。

此外，根据本发明一种实施方式的具有可变通带的IF滤波器包括晶体管TR1和开关二极管D1，其中所述晶体管TR1的基极连接到控制单元，所述晶体管TR1的集电极连接到参考电压输入端，且所述晶体管TR1的发射极接地；所述二极管D1的阳极连接到电容C2的一端。

此外，根据本发明的具有可变通带的IF滤波器包括连接在开关二极管D1阴极和电容C2的另一端之间的电容C5、连接在开关二极管D1阳极和晶体管TR1集电极之间的电阻R2以及连接在参考电压输入端和晶体管TR1集电极之间的电阻R3。

此外，根据本发明的具有可变通带的IF滤波器包括连接在控制单元和晶体管TR1基极之间的电阻R4，以及连接在开关二极管D1阴极和接地端之间的电阻R5。

在以上所述结构中，输入端和输出端可以被切换并且分别被用作输出端和输入端。也就是，在基本概念中，当输入端In从频率转换IC接收IF信号时，输出端Out输出由IF滤波器滤波之后最终的IF信号。在基本概念之外，输出端Out/输入端In可以被使用，以使所述输出端Out用作用于从频率转换IC接收IF信号的输入端，并且输入端In用作用于输出由IF滤波器滤波之后最终的IF信号的输出端。

同时，图5的具有可变通带的IF滤波器中，电阻R1、串联连接的电容C1-C3、以及电感L1-L2构成了带通滤波器单元。

此外，晶体管TR1、开关二极管D1、电阻R2和电阻R3构成了切换单元，而电容C5构成了频带改变单元。

接下来，对根据本发明一种实施方式的具有可变通带的IF滤波器的操作进行详细描述。

首先，当从频率转换IC接收到所输入的IF信号时，控制单元检测所输入IF信号，并且之后确定是否导通或者断开晶体管。

在这种情况中，当接收到适于由不连接频带改变单元的带通滤波器单元进行处理的IF信号时，控制单元通过给晶体管TR1提供高电平信号来导通晶体管TR1。

当晶体管TR1以所述方式导通时，几乎等同于接地端电压的电压被施加到晶体管TR1的集电极，因为所述晶体管TR1的发射极接地。因而，负电压被施加到电阻R2和开关二极管D1之间的连接点上。

当负电压被以此种方式施加到开关二极管D1的阳极上时，开关二极管D1被维持在OFF状态，以使电容C5从电容C2断开，从而由电阻R1、串联连接的电容C1-C3以及电感L1和L2组成的带通滤波器单元在阻抗上不发生变化，并且执行滤波，以允许所输入的IF信号通过带通滤波器单元。

同时，当接收到不适于带通滤波器单元处理的IF信号时，控制单元通过给晶体管TR1的基极提供低电平信号来断开晶体管TR1。

当所述晶体管TR1以此种方式被断开时，电流不会流过晶体管TR1，从而施加到参考电压输入端的5V参考电压沿着电阻R3和电阻R2的路径流动，从而几乎等同于5V的电压被施加到电阻R2和开关二极管D1之间的连接点上。

当几乎近似于5V的电压被应用到开关二极管D1的阳极上时，二极管D1被导通，从而电容C5被并联到电容C2上。

因而，串联连接的电容C1-C3的阻抗通过电容C5的连接而改变。

当几乎近似于施加到参考电压输入端的参考电压的电压被施加到开关二极管D1的阳极上时，开关二极管D1被维持在ON状态。从而，电容C5和电容C2相互连接，以使阻抗发生变化。因而，由电阻R1、串联连接的电容C1-C3以及电感L1和L2组成的带通滤波器单元执行滤波，以允许另一所输入的IF信号通过带通滤波器单元，从而带通滤波器单元的通带由于阻抗的变化而改变。

同时，图5电路中的电容C4为纹波消除电容，该电容连接到参考电压输入端并且被配置成从所输入的参考电压中消除纹波成分。

此外，电阻R5为旁路电阻，该电阻用于在断开开关二极管D1的情况下分流输入至电容C5的电流。

当根据本发明的IF滤波器的通带以此种方式变化时，可最小化IF发生改变时的损耗。

图6A和图6B为示出了根据本发明一种实施方式的具有可变通带的IF滤波器的频率特性的视图。

如图6A所示，当在第一IF信号(诸如38.9MHz)上通过使用被设计为适于第一IF信号的带通滤波器单元来执行滤波时，可以获得优良的频率特性。

此外，如图6B所示，在接收到第二IF信号(诸如10MHz)的情况下，当所示带通滤波器单元的通带通过连接频带改变单元至带通滤波器单元上而改变时，所述带通滤波器单元的通带发生变化，从而可在第二IF信号处获得优良的频率特性。

与此同时，在本发明的实施方式中，描述了接收到两种不同的IF信号的情况。然而，即使接收到多于两种IF信号时，可以提供并且控制多个频带改变单元，从而可通过将适于各个IF信号的频带改变单元连接到带通滤波器单元而在各个IF信号获得理想的滤波特性。

如上所述，本发明的优点在于可以根据所输入的IF，通过改变IF滤波器的通带而获得理想的滤波特性。也就是说，根据本发明存在的优点在于，所述IF滤波器的通带会根据所输入的IF而变化，从而使两个中频处的损耗最小化。

尽管已出于示例的目的公开了本发明的优选实施方式，然而，对于本领域技术人员可以理解的是，不偏离所附权利要求所公开的本发明的范围和实质的各种修改、增加以及替换均是可能的。

Claims (10)

1.一种具有可变通带的中频滤波器，该中频滤波器包括：

带通滤波器单元，该带通滤波器单元布置在频率转换集成电路和解调单元之间并且被配置成对从所述频率转换集成电路输出的中频信号进行滤波并且输出最终的信号；

频带改变单元，该频带改变单元连接到所述带通滤波器单元并且被配置成改变所述带通滤波器单元的通带；

切换单元，该切换单元被配置成将所述频带改变单元连接到所述带通滤波器单元或者将所述频带改变单元从所述带通滤波器单元断开；以及

控制单元，该控制单元被配置成检测从所述频率转换集成电路输出的中频信号，并且响应于所检测的中频信号来控制所述切换单元，以使得所述频带改变单元连接到所述带通滤波器单元或者从所述带通滤波器单元断开。

2.根据权利要求1所述的中频滤波器，其中：

所述带通滤波器单元包括电容元件；并且

所述频带改变单元与所述带通滤波器单元的电容元件并联，且所述频带改变单元被配置成通过改变所述带通滤波器单元的阻抗来改变所述带通滤波器单元的通带。

3.根据权利要求2所述的中频滤波器，其中：

所述切换单元包括：

开关二极管，该开关二极管的阳极连接到所述带通滤波器单元的电容元件的第一端，且该开关二极管的阴极连接到所述频带改变单元的电容元件；以及

晶体管，该晶体管的集电极通过所述切换单元的第一电阻连接到参考电压输入端并且通过所述切换单元的第二电阻连接到所述开关二极管的阳极，该晶体管的发射极接地，且该晶体管的基极连接到所述控制单元，并且

所述晶体管当从所述控制单元接收到高电平信号时，断开所述开关二极管，并且当从所述控制单元接收到低电平信号时，导通所述开关二极管，以使所述频带改变单元连接到所述带通滤波器单元。

4.根据权利要求3所述的中频滤波器，其中所述晶体管的基极通过所述切换单元的第三电阻连接到所述控制单元。

5.根据权利要求1所述的中频滤波器，其中所述频率转换集成电路输出不同类型的中频信号中的任一种类型的中频信号。

6.根据权利要求1所述的中频滤波器，其中所述频率转换集成电路输出相同类型的不同格式的中频信号中的任一种格式的中频信号。

7.根据权利要求1所述的中频滤波器，其中所述带通滤波器单元包括：

连接到所述频率转换集成电路的输入端；

连接到所述频率转换集成电路的输出端；

连接在所述输入端和所述输入端之间的第一电阻元件；

连接在所述输入端和所述输出端之间的电容元件；

连接在所述输入端和所述参考电压输入端之间的第一电感元件；以及

连接在所述输出端和所述参考电压输入端之间的第二电感元件。

8.根据权利要求7所述的中频滤波器，该中频滤波器还包括连接到所述带通滤波器单元的参考电压输入端并且被配置成从参考电压中消除纹波成分的纹波消除电容元件。

9.根据权利要求7所述的中频滤波器，其中所述频带改变单元与所述带通滤波器单元的电容元件并联并且被配置成通过改变所述带通滤波器单元的阻抗来改变所述通带。

10.根据权利要求9所述的中频滤波器，其中：

所述切换单元包括：

开关二极管，该开关二极管的阳极连接到所述带通滤波器单元的电容元件的第一端，且该开关二极管的阴极连接到所述频带改变单元的电容元件；以及

晶体管，该晶体管的集电极通过所述切换单元的第一电阻连接到参考电压输入端并且通过所述切换单元的第二电阻连接到所述开关二极管的阳极，该晶体管的发射极接地，且该晶体管的基极连接到所述控制单元，并且

所述晶体管当从所述控制单元接收到高电平信号时，断开所述开关二极管，并且当从所述控制单元接收到低电平信号时，导通所述开关二极管，以使所述频带改变单元连接到所述带通滤波器单元。

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