CN1059247A - 电视接收机在调频收音机方式期间中断视频中频信号通路 - Google Patents

Abstract

一种包括一单个用于对电视频道和FM广播台 两者进行调谐的调谐器的电视接收机。该调谐器 (102)充当双变频FM接收机的第一变频级，其中一 FM收音机集成电路(180)的混频器(180b)充当第二 变频级。该接收机提供当时被调谐的FM波段数的 屏上显示(410)。为了在接收机处于FM无线电信 号接收方式时断开从调谐器到电视接收机IF放大 级的信号通路，设置了电路系统(110，105，Q，Q2)， 以免FM无线电信号对FM波段数显示期间的电视 同步信号产生有害影响。

Description

本发明涉及包含有调频收音机的电视接收机。

与本申请主题相关的交叉参考资料为转让给本申请同一受让人并于1990年8月6日提交的下列美国专利申请：它们的申请号为561，583，561，584，561，585，561，586，561，587，561，588和561，589。

在美国，调频无线电广播波段占据了从大约88兆赫延伸至大约108兆赫的频带。这一频带位于指配为广播电视频道6与电缆电视频道98的频率之间。此外，国家气象服务广播调频无线电信号处于接近162.5兆赫的一个频带中。单一调谐器多频带无线电接收机能接收AM（调幅）、FM（调频）广播和国家气象服务无线电信号以及电视伴音信号，这可从（例如）由香港制造的型号为2239（美国联邦通信委员会FCC  ID号：BGK91F2239）的温泽（Windsor）收音机得知。

由先有技术已知：同时能接收FM广播信号的电视接收机。其中一例是由新泽西州Passaic，Allen  B，Dumont实验室制造的Dumont型RA-119A电视接收机，这种电视接收机有一个单一的调谐器，用以既可接收电视信号，又可接收FM无线电广播信号。在1949至1952年期间所生产的这种包含在电视接收机内的单一调谐器采用了以对频率在44兆赫和217兆赫之间的信号进行连续调谐的装置。这种电视接收机采用了所谓分离声中频系统，即，一个调谐到41.25兆赫的一分离声中频（IF）频道。作为电视和FM收音机的这种声信号是直接从41.25兆赫下的电视伴音中频信号解调而来的。

现代电视接收机已摈弃这种分离声IF系统，而喜采用较简单，成本较低而更可靠的载波差拍拌音系统。载波差拍伴音IF系统的优点在于：图象和伴音载波被保持在接近发射机端的容差值，确保了它们总是相隔一常数：4.5兆赫。在载波差拍拌音IF系统，伴音IF信号连同图象IF信号均在一个单一的IF放大器中加以放大。放大之后，伴音信号通过将41.25兆赫的伴音IF信号对45.75兆赫的图象载波频率的信号“差拍”（即，进行外差）而转换成4.5兆赫的载波差拍伴音IF信号。电视伴音信号则由如此得到的4.5兆赫载波差拍信号解调而得。

现代的载波差拍伴音式电视接收机不能恢复和再现FM无线电广播声频信号，因为FM无线电信号缺少电视接收机电路为恢复声频信号所需的图象载波频率下的信号。因此，作为采用载波差拍拌音系统的一个结果，电视制造商就要为提供接收FM无线电广播信号的功能而添加一有其自己的调谐器的单独的FM收音机。这还可能因为现代电视频道选择器通常包含用于俘获FM信号的调谐电路（FM陷波器），否则会干扰电视视频信号的接收。

作为电视接收机的一种典型的FM陷波器是一个呈现如下特性的调谐电路，其幅度对频率的特性曲线在FM频带上的大致中央有一单一的深凹口，且其宽度足以衰减整个FM频带的FM信号。无怪，当电视信号调谐时，若除去该FM陷波器，便会降低该接收机的视频信号再现性能。人们认为这种情况不能令人满意，因为首先该接收机为电视接收机只是附加一个FM无线电接收机而已。

待审美国专利申请561，587号（Lehmann）揭示了一种电视接收机用的FM陷波器，使其单用一个电视调谐器便能对电视和FM无线电两种信号进行调谐。Lehmann的FM陷波器之幅度对频率特性呈现陡峭的裙边（即，急剧滑离）并在整个FM广播频带范围内呈现大致平坦的阻带区。结果，大体上在整个FM频带内，通常情况下的FM无线电强信号便受到均匀地衰减。除了由FM陷波器产生的这种均匀衰减外，正如象待审美国专利申请561，583（Lehmann等人）中所述，当处于FM接收状态下，一个固定增益控制信号，以一较低增益设定值操作电视调谐器。

在待审美国专利申请561，588号（Wignot等人）所揭示的电视接收机中，在FM接收方式期间，电视接收机产生一视频信，当该信号被显示时，即是对该接收机当时所调谐的FM台的标记。虽然，被接收的FM无线电信号在上述陷波器中受到衰减并通过操作在一较低增益方式下的电视调谐器而加以放大，但人们发现，它们仍然有足够的幅度对FM无线电台识别信息的显示的同步性产生有害影响。

在本发明的电视接收机中，单个调谐器用于对至少一个电视频带的电视信号和邻近该电视频带的一个FM频带内之FM无线电广播信号进行调谐，用于耦合电视调谐器输出的电路对电视中频放大器是截止的，以便去耦FM信号，（否则FM信号可被加到电视中频处理电路），从而防止了在FM接收操作方式时产生错误的同步信号。

图1以方块图形式表示包含本发明主题的电视接收机。

图2表示根据本发明的一个实施例，对图1所示表面声波（SAW）滤波放大器的详细图解。

图3表示根据本发明的一个最佳实施例对图1所示SAW滤波放大器的详细图解。

图4是表示供有FM无线电信号接收方式下的FM台信息的显示屏。

参见图1，电视射频（RF）和FM广播射频信号被加到总标号为100的FM陷波电路的一个RF输入端。FM陷波电路100将在下文有关图3的说明中详述。出现在FM陷波电路100的输出端的RF信号加到调谐器102。该调谐器102包括用于放大RF信号并将放大后的RF信号加至混频器102b之输入端的RF放大器102a。调谐器102还包括用以产生本机振荡信号的本机振荡器102c，当本机振荡信号被加到混频器102b的第二输入端时便同放大后的RF信号进行外差而以电视中频（IF频率）产生一输出信号。调谐器102在调谐器控制单元104的控制下，选择一特定的RF信号。此外，调谐器控制单元104还可包含于调谐器102内。调谐器控制单元104经由导线103给调谐器102施加一调谐控制信号，并经控制母线103′施加频带转换信号。调谐控制信号和频带转换信号控制本机振荡器102c的振荡频率，从而确定哪个RF信号要转换（外差）成IF频率。调谐器控制单元104受控制器110的控制。控制器110可为微处理机或微型计算机，包括一中央处理单元（CPU）112，只读存储器（ROM）114，和随机存取存储器116，控制器110接收用户输入的来自本机键盘122和来自红外（IR）接收器120的控制信号。IR接收器120接收和解码由一遥控单元125发射的遥控信号。

由调谐器102产生的中频（IF）信号施加到一表面声波（SAW）滤波器前置放大器105，该放大器105放大IF信号并经由SAW滤波器106将放大后的信号加到所谓的“单片”信号处理单元130。信号处理单元130包括一视频IF（VIF）和声频IF（SIF）信号处理单元130a，一个音频信号处理单元130b和视频信号处理器130c。VIF/SIF信号处理单元130a包括一视频IF（VIF）放大级、一个自动增益控制电路（AGC）、一自动微调谐电路（AFT）、一视频检波器和一声频IF（SIF）放大级。VIF/SIF处理单元130a产生基带复合的视频信号（TV）和一音频载波信号。该音频载波信号加到音频信号处理单元130b，该单元130b包括TV立体声解码器、一矩阵和一DBX扩展器。音频信号处理单元130b产生左和右音频信号并将其加到音频开关单元136的一对输入上。音频开关单元136的输出被耦合到音频放大器单元137。音频放大器单元137产生放大后基带左和右音频信号并将其加到一对扬声器138以便声音重放。

基带视频信号（TV）被连到视频处理单元130c和显象管驱动放大器156，并最终显示于显示器158的显示屏上。来自视频处理单元130c的视频信号还加到一个同步分离器单元160，单元160导出垂直和水平同步信号。被导出的垂直和水平同步信号加到偏转单元170，以便产生供显示器158的偏转线圈组件用的偏转信号。在控制器110的控制下，一个屏上显示处理器140产生字符信号并将这些信号加到视频信号处理器130c的第二输入端，以便在显示器158上显示。至此所描述的电路，除了图1所示的特定FM陷波电路以外，都可从美国印第安纳州印第安纳波利斯的汤姆森消费电子有限公司所制造的RCA  CTC  156  彩色电视机座上得知。

由调谐器102产生的中频（IF）信号还经由一个43.3兆赫带通滤波器和一个48.65兆赫陷波装置145加到单片FM收音机集成电路（IC）180上。FM收音机IC  180，例如，是由索尼公司制造的CXA12338M/S  AM/FM立体声收音机电路。FM收音机IC  180包括放大器180a、混频器180b，振荡器180c、压控振荡器（VCO）180d、FM  IF  和检波器单元180e以及FM立体声解码单元180f。

电视调谐器102用作FM广播波段的双变频调谐器的第一变频级，其第二变频级是由FM收音机集成电路180提供的，也就是说，一个特定的FM无线电信号被选定并且其频率从FM收音机波段中的一个频率转换为第一中频43.3兆赫。43.3兆赫这一数值是重要的，在待审美国第561，585号专利申请（Grubbs）中对此值的选择作了详尽讨论。

该具有第一FM收音机IF频率的信号在混频器180b中同由固定频率的晶控振荡器180c所产生的54.0兆赫振荡信号混合成拍。事实证明晶控振荡器180c在避免由于在振荡器180c区域内和周围可能引起的温度变化所造成的频率漂移方面是理想的。混合外差过程的结果产生具有标称值为10.7兆赫的FM中频的FM无线电信号，该信号在总标号为182的陶瓷谐振装置中被滤波。陶瓷谐振装置182加上第二陶瓷谐振器是为改善选择性。由陶瓷谐振装置182输出的信号经由FM信号处理单元180d、180e和180f以常规方式放大、检波和解码。为调整VCO（压控振荡器）频率而设置了电位器VR1。解码后的左（L）和右（R）立体声信号施加到声频开关136的第二对输入端。一旦声频开关单元136选定解码后左（L）和右（R）立体声信号，这些信号便加到声频放大器137，以便在扬声装置138中重放。连接在FM收音机IC  180和控制器110之间的导线117和118传送分别表明是否被调谐和是否为立体声的信号。

调谐器102为频率合成（FS）型调谐器，这意味着：本机振荡器频率可在控制器100的控制下以一系列给定大小分档改变。在FM接收方式下，控制器100使振荡器102c能在31.5千赫为单位的诸档内改变其频率。这意味着：一个FM台可能存在最大误差为31.5千赫/2即15.75千赫的失谐。这是可以接受的，因为FM收音机IC  180具有覆盖大约+/-110千赫范围内的合格的解调性能，还因为FM广播频率的间隔为200千赫。

工作时，控制器110经由本机键盘122或经由IR接收机120接收为进入FM收音机方式的指令。于是控制器110经电阻R1施加一信号至晶体管Q1的基极。晶体管Q1导通并将电源电压供至电压调整电路R2、D2，该电路本身提供为操作FM收音机IC180的电源（VCC）。该经转换的VCC还加到立体声开关136的控制端并引起选择处于FM收音机方式的FM收音机音频信号。控制器110还经由控制线131对VIF/SIF处理单元130a施加电视禁止（VIDEO  DISABLE）控制信号。该电视禁止控制信号将中频自动增益控制（IF  AGC）设定至其最低设定值，以在FM接收方式期间阻止对不需要信号的放大。

对良好的FM接收性能所存在的两个障碍是不良的灵敏度和过载，必须采用对两者折衷的方案去小心地选择。记得，在电视操作方式下，RF放大器的增益是由电视视频IF（VIF）电路导出的AGC信号所控制的。在FM方式下，该AGC信号与RF放大器是断开的，因为此时VIF电路不产生有意义的AGC信号。若电视调谐器在FM接收方式的最大增益值上工作则中等至强电平FM信号会过激励调谐器混频器和RF级而产生不希望有的失真。若设置一个单独的FM  AGC装置，则由于给该电视接收机添加了成本和复杂性，显然是不可取的。解决办法是让调谐器的RF级在FM接收方式期间工作于一个固定增益值上。这种装置成本低得多，只增添了很少几个部件。必须小心选择增益的减小。增益降太多会使FM接收灵敏度极差，而增益降太少会产生过载情况。有助于使RF级工作于降低的增益状态下而功能良好的第二个因素是：该增益降低的RF放大级的噪声指数是以比增益下降率慢得多的速率恶化（变大）的，因而保持了较好的信噪比。这一事实使得对RF放大器增益降低的补偿能放到其后的IF后置放大级，以保持整个接收机的灵敏度。

AGC信号的断开是通过将4.7伏FM收音机转换的VCC经二极管D1加到AGC线102d来实现的。FM收音机VCC电源是经完善调整到足以产生在可允许容限范围内的增益下降的。需特别注意的是所选FM收音机集成电路具有很宽范围的有用工作电压。尤其适合电视调谐器RF增益下降偏压要求所选的电压电平为4.7伏。电阻R3将AGC电路与所加VCC相隔离。经转换的VCC在通过二极管D1以后的幅度为4伏。给RF放大器102a的AGC控制端施加一固定的4伏信号使其能在较低增益状态下工作。

在FM接收方式期间，看不到任何电视图象。因此，正如在待审美国专利申请561，588中所解释的，当选择某一FM台时，控制器110使屏上显示处理器140去显示一个给用户指明电视接收机处在FM工作方式，指明已选择一个特定FM台和所接收的FM信号是否为立体声的信息。图4所示在电视接收机400的显示屏410上的显示要向用户显示一段预定的周期（如30秒），然后显示空白屏。用于该显示的同步信号，如先有技术那样是由包含在视频信号处理器130c内的一自激振荡器产生的。

在FM接收方式下，引向43.3兆赫带通滤波器和48.65兆赫陷波单元145之输入端的抽头处所需信号电平大约为0毫瓦分贝（即，大约0.6伏峰-峰）。这一FM信号电平是通过让通常的强FM信号在FM陷波器100中衰减和通过使调谐器102工作于一固定较低值增益控制电压下而获得。该FM信号还出现在SAW滤波器前置放大器105的输入端。SAW滤波器前置放大器105通常具有的电压增益大约为26分贝（即增益为20）。这样，SAW滤波器前置放大器105之输出信号应等于0.6×20或12伏峰-峰。然而，由于在其小信号晶体管内，高频时的增益压缩的缘故致使SAW滤波器前置放大器105输出端的信号实际幅度大约为3伏峰-峰值。然而，当经SAW滤波器加到输入“单片”信号处理单元130时，一个3伏峰-峰信号为一个很大的信号。由于在FM方式下，不接收视频信号，为将IF增益降至其最小工作状态，故将IF  AGC控制电压除去。然而，人们发现，由于大的输入信号幅度使得去除IF  AGC还不能避免FM无线电信号在VIF/SIF处理单元130a中被错误地当作进入的视频信号。这些不希望有的信号经由视频信号处理器130c加到同步分离器160，而引起同步分离器160去产生误同步信号。该误同步信号又使FM无线电台识别信息的屏上显示变得不稳定。

应该注意的是：要从视频信号处理单元130c的输入端断开视频IF放大器（VIF/SIF单元130a）的输出是不可能的，因为这些单元被包含在单片信号处理器130内，后者并未设置至其电路部分的外部进出口。对上述问题的解决办法是通过阻塞SAW滤波器前置放大器105的通路去防止到达“单片”信号处理器130的输入端的不希望有的信号。前置放大器105的阻塞是通过状经转换的FM收音机VCC经由基极电阻R7加到晶体管Q2，后者又将一控制信号加到SAW滤波器前置放大器105的控制输入端而实现的。被阻塞的前置放大器105衰减信号处理单元130输入端的不希望有的FM无线电信号。

参见图2，一个SAW滤波器前置放大器包括具有基极偏转电阻R202和R203的晶体管Q201，一个在其集电极回路中的感性负载L201，和在其发射极回路中的一对串换连接的电阻R204和R205，电阻R205由于与电容器C205并联而对交流（AC）旁路。电源电压VCC经由包括R201和C202的去耦网路而加到该放大器。输入信号经由耦合电容C201加到放大器，而从其集电极电路取得输出。在电视信号接收方式期间，晶体管Q201是有效的而其增益大约等于其集电极阻抗除以其未旁路的发射极阻抗，即（2π45.75兆赫×0.68微亨利）÷10欧＝19.5。这一数值极接近前置放大器的实际增益20（即26分贝增益），是合理的。

“阻塞”晶体管Q202对应于图1的晶体管Q2，其基极偏置电阻R206对应于图1的电阻R7。集电极电阻R207同FM无线电信号通路并联，因而必须足够大，以使其不致过分衰减带通滤波单元145之输入端的所需FM信号。与此同时，电阻R207的值必须低到足以衰减加到SAW滤波器前置放大器的晶体管Q201的FM无线电信号。用于图2装置的元件适宜值列于下表：

R201  100欧

R202  1500欧

R203  390欧

R204  10欧

R205  68欧

R206  10000欧

R207  33欧

C201  1000微微法

C202  1000微微法

C203  1000微微法

L201  68微亨利

工作时，在FM收音机接收方式期间FM无线电VCC经由电阻R206被加到Q202之基极，而使Q202达到饱和。晶体管Q202的导通对前置放大器具有两个作用。第一，由电阻网络R202和R203所产生的基极偏压减小了，因为饱和晶体管Q202与电阻器R207的33欧阻值之组合阻抗是同电阻R203并联的。第二，在C201和R207的结点处的FM无线电信号“看见”一接地的低阻抗（即，饱和晶体管Q202和电阻R207的33欧阻值相串联的组合阻抗）。上述该低阻抗接地通路，足以将FM无线电信号旁路接地，以避免上述的误同步问题。

然而，由于上述提到的对R207的值的限制，图2的电路性能勉强够格。本发明的最佳实施例示于图3，其中与图2具有类似标号的元件有着相同的用途。注意：“阻塞”晶体管电路包括元件Q302，R306和R307，其中R307的位置已不同于图2中的位置。操作时，FM无线电VCC经由基极电阻R306加到晶体管Q302的基极，使晶体管302达到饱和。晶体管Q302导通对前置放大器有两个作用。第一，由电阻网络R302、R307和R303产生的基极偏压减小了，因为饱和晶体管Q302的低阻抗是与电阻R307和电阻R303的串联组合相并联的。这一装置基本上从晶体管Q301消除了基极偏压，因此，确保了前置放大器处于截止。第二，在C301和R307的结点处的FM无线电信号“看见”一接地低阻抗（即，饱和的晶体管Q302与电阻器R307的51欧阻值相串联的组合阻抗）。上述该低阻抗接地通路，足以将FM无线电信号旁路接地，以避免上面提到过的误同步问题。这一装置也使电阻器R307的值能为在带通滤波器145的输入端获得所需FM无线电信号电平而按需调整。

图3所示装置还提供在电视信号接收方式和FM无线电信号接收方式下，从调谐器102输出端“看”时，基本上相同的输入阻抗。这点解释如下。假设hfe（即，在共发射结构中的短路正向电流增益）大约为5.75（在45.75兆赫），则晶体管Q301的输入阻抗大约为57.5欧。这样，在电视信号接收方式期间，放大器的输入阻抗为57.5欧与电阻器R303的390欧阻值并联，或大约50欧。

在FM无线电信号接收方式期间，晶体管Q302导通，而晶体管Q301截止并呈现高阻抗状态。图3装置的输入阻抗变成电阻R307（51欧）和电阻R303（390欧）的并联组合，即，约45.1欧，实际上，它基本上同电视信号接收方式期间的输入阻抗一样。图3所示元件的适宜值列于下表。

R301  100欧

R302  1500欧

R303  390欧

R304  10欧

R305  68欧

R306  10000欧

R307  51欧

C301  1000微微法

C302  1000微微法

C303  1000微微法

L301  68微亨利

在此特别要指出的是本发明的主题同样适用于盒式磁带录象机（VCRs）。本文所用电视接收机这一术语包括具有视频显示装置的电视接收机（通常所说的电视机）和没有视频显示装置的电视接收机，诸如VCRs等。

Claims (5)

1、一种电视接收机，包括：

调谐装置(102)，用于为接收电视射频(RF)信号而以第一方式操作，所述调谐装置(102)响应第一控制信号从多个电视RF信号选择一特定电视RF信号，将该所选信号的频率转换为一中频并在一输出端产生所述所选中频；

中频(IF)放大器装置(105)，用于放大所述所选中频信号；

耦合装置(106)，用以响应第二控制信号的第一状态，而将所述调谐装置的所述输出端上的所述所选中频信号耦合到所述中频放大器；所述电视接收机的特征在于：

控制装置(110，104)，用以为使所述调谐装置(102)去选择所述特定RF信号而产生所述第一控制信号；

所述调谐装置(102)还作为一双频FM广播无线电信号接收机的第一变频级而以第二方式操作，将所述FM信号转换为第一中频信号；

所述双变频FM广播无线电信号接收机的第二变频级(180b，180c)，所述第二变频级(180b，180c)接收所述第一中频上的所述信号，并将所述信号变换成第二中频信号；和

用于从所述第二中频的所述信号解调音频信号的装置(180c)；

所述控制装置(110，104)产生所述第二控制信号的第二状态，使所述调谐装置(102)在所述第一和第二操作方式之间转换，并使所述耦合装置(105)将所述调谐装置(102)的所述输出端的所述信号与所述中频放大器断开。

2、根据权利要求1所述的电视接收机，其特征在于：所述耦合装置（105）是一SAW（表面声波）滤波器前置放大器，所述SAW滤波器前置放大器（105）包括用于响应所述第二控制信号的所述第二状态，阻塞所述SAW滤波器前置放大器的阻塞装置。

3、根据权利要求2所述的电视接收机，其特征在于所述耦合装置（105）的输入阻抗在所述第一和所述第二操作方式下基本相同。

4、根据权利要求2所述的电视接收机，其特征在于：用于阻塞所述SAW滤波器前置放大器（105）的所述阻塞装置（110）包括第一晶体管（Q2，Q202，Q302），该晶体管具有耦连在所述SAW滤波器前置放大器（105）的输入端和一参考电位点之间的一条主电流通路，以在所述SAW滤波器前置放大器（105）的所述输入端上衰减所述调谐装置（102）的所述输出信号。

5、根据权利要求4所述的电视接收机，其特征在于：所述SAW滤波器前置放大器包括为放大加到所述SAW滤波器前置放大器信号而偏置的第二晶体管（Q201，Q301）;和所述第一晶体管（Q2，Q202，Q302）通通过去除所述第二晶体管的所述偏压而阻塞所述第二晶体管（Q201，Q301）。

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