CN1111970C - 超高频和甚高频共用调谐器 - Google Patents

超高频和甚高频共用调谐器 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种结构简单且制造成本低的、在接收VHF频带的发送信号时可以减小由于发送信号频率的变化而产生较大差异的接收灵敏度、进而提高信号发送接收性能的UHF和VHF共用调谐器。它对于UHF频带的发送信号仅使用一个混频器4和一个UHF本机振荡器5,对于VHF频带的发送信号使用一个混频器9和在选择高频频道/低频频道时实施切换连接的VHF高频带本机振荡器10/VHF低频带本机振荡器11。

Description

超高频和甚高频共用调谐器
技术领域
本发明涉及超高频(UHF)和甚高频(VHF)共用调谐器,特别涉及到可以抑制结构构成复杂化和制造成本上升的、在接收VHF频域的发送信号时可以减小由于发送频率所产生的接收灵敏度上的差异、进而可以提高信号发送接收性能的UHF和VHF共用调谐器。
背景技术
现有的面向美国的UHF和VHF共用调谐器,其UHF用的射频(RF)回路和VHF用的RF回路为分立的回路,而且UHF回路和VHF回路中的各频率变换级分别由一个混频器和一个本机振荡器构成。
在此,图3为表示目前公知的UHF和VHF共用调谐器的主要结构构成的一个实例的方框图。图4为表示如图3所示的UHF和VHF共用调谐器的频率变换级的结构构成的一个实例的方框图,它是用部分回路图的方式示出的,其中与图3所示的构成要素相同的构成要素用相同的标号表示。
正如图3所示,这种公知的UHF和VHF共用调谐器具有UHF天线(ANT)调谐回路31,UHF高频放大器(RFAMP)32,UHF级间调谐回路33,UHF混频器(MIX)34,UHF本机振荡器(OSC)35,VHF天线(ANT)调谐回路36,VHF高频放大器(RFAMP)37,VHF级间调谐回路38,VHF混频器(MIX)39,VHF本机振荡器(OSC)40,中频放大器(IFAMP)41,接收信号输入端子42,以及中频信号输出端子43,而且各个构成要素31至43按图3所示的方式连接。
正如图4所示,UHF本机振荡器35由包含有集成在集成电路44内的振荡用晶体管的第一回路部分35(1)和安装在集成电路44之外的第二回路部分35(2)构成,VHF本机振荡器40亦由包含有集成在集成电路44内的振荡用晶体管的第一回路部分40(1)和安装在集成电路44之外的第二回路部分40(2)构成。
UHF本机振荡器35中的第二回路部分35(2)由变容二极管351、电感器352、电容器353至358和电阻器359、3510构成,这些元件351至3510按图4所示的方式连接。VHF本机振荡器40中的第二回路部分40(2)由变容二极管401至403、电感器404至406、电容器407至4016、开关二极管4017和电阻器4018至4023构成,这些元件401至4023按图4所示的方式连接。而且,PLL45配置在集成电路44内,PLL(锁相环路)45的频道切换端子BS2、BS3按图4所示的方式连接,PLL45的调谐电压端子TU(U)、TU(V)亦按图4所示的方式连接。
具有前述结构构成的UHF和VHF共用调谐器将按下述的方式动作。
首先对于接收UHF频域的发送信号的场合,接收信号输入至接收信号输入端子42,用UHF天线调谐回路31从这种接收信号中只选择出所需频道的接收信号,并且用UHF放大回路32将其放大到预定的大小。放大后的接收信号由UHF级间调谐回路33只对所需频道的接收信号进行进一步的选择,随后供给至UHF混频器34。UHF混频器34对由UHF级间调谐回路33选择出的所需频道的接收信号和由UHF本机振荡器35产生的本机振荡信号进行频率混合,中频放大器41对代表着接收信号与本机振荡信号之间的差的频率的中频信号进行选择放大,并输出至中频信号输出端子43。
这时,UHF本机振荡器35中的振荡频率主要由变容二极管351和电容器353、354的电容值和电感器352的电感值等等确定,其中变容二极管351的电容值由通过电阻器3510供给变容二极管351的PLL45的调谐电压端子TU(U)的输出调谐电压确定。
对于接收VHF频域的发送信号的场合,接收信号将供给至接收信号输入端子42,用VHF天线调谐回路36从这种接收信号中只选择出所需频道的接收信号,并且用VHF放大回路37将其放大到预定的大小。放大后的接收信号由VHF级间调谐回路38只对所需频道的接收信号进行进一步的选择,随后供给至VHF混频器39。VHF混频器39对由VHF级间调谐回路38选择出的接收信号和由VHF本机振荡器40产生的本机振荡信号进行频率混合,中频放大器41对代表着接收信号与本机振荡信号之间的差的频率的中频信号进行选择放大,并输出至中频信号输出端子43。
这时,VHF本机振荡器40在选择高频频带中的频道时,其振荡频率主要由变容二极管401和电容器407、408、4013的电容值和电感器404的电感值等等确定,而在选择低频频带中的频道时,其振荡频率主要由变容二极管401和电容器407至4010、4013的电容值及电感器404、405的电感值等等确定,因此无论作出哪种选择,变容二极管401的电容值均可以由通过电阻器4018供给至变容二极管401的PLL45的调谐电压端子TU(V)的输出调谐电压确定。而且当选择高频频带时,PLL45的频道切换端子BS2输出正电压,该正电压通过电阻器4020和电感器405供给至开关二极管4017的阳极,而使开关二极管4017导通,所以电感器405、电容器409、4010由VHF本机振荡器40的振荡频率确定回路形成旁路,而振荡频率确定回路由变容二极管401、电容器407、408、4013和电感器404构成。在另一方面,当选择低频频带时,PLL45的频带切换端子BS3输出正电压,该正电压通过电阻器4022供给至开关二极管4017的阴极,而使开关二极管4017断开,所以电感器405、电容器409、4010与变容二极管401、电容器407、408、4013和电感器404一并构成为VHF本机振荡器40的振荡频率确定回路。
然而,如上所述的目前已知的UHF和VHF共用调谐器对于接收VHF频域的发送信号的场合,包含有振荡用晶体管的第一回路部分40(1)难以在包含高频频带和低频频带的广大范围内产生良好的本机振荡信号,当选择高频频带的高频侧和/或低频频带的低频侧的发送信号时,其本机振荡信号电位将比选择其它发送信号时的本机振荡信号的电位低,从而使发送信号频率所产生的接收灵敏度存在较大差异。
发明内容
本发明就是要解决这一问题,本发明的目的是提供一种可以抑制结构构成复杂化和制造成本上升的、在接收VHF频域的发送信号时可以减小由于发送信号频率所产生的接收灵敏度上的差异、进而可以提高信号发送接收性能的UHF和VHF共用调谐器。
为了能够实现前述目的,本发明的UHF和VHF共用调谐器是对于UHF频带的发送信号使用由一个混频器和一个UHF本机振荡器构成的频率变换级,而对于VHF频带的发送信号使用由一个混频器、VHF高频带本机振荡器及VHF低频带本机振荡器构成的频率变换级。
如果采用如上所述的构成方式,则在接收VHF频域的发送信号的情况下,在接收高频频道的发送信号时使用VHF高频带本机振荡器,在接收低频频道的发送信号时使用VHF低频带本机振荡器,并且在高频频道的信号发送接收和低频频道的信号发送接收时均采用对接收信号和本机振荡信号进行频率混合的混频器,所以在接收VHF频域的发送信号的情况下,不会由于发送信号频率的变化而产生比较大的接收灵敏度上的差异,而且和目前已知的那种调谐器相比,仅仅增加了一个VHF本机振荡器,所以可以不使结构构成过于复杂,且仅仅使制造成本上升一点。
作为本发明的一种实施形式的UHF和VHF共用调谐器,是一种接收UHF频带和VHF频带的发送信号用的UHF和VHF共用调谐器,它对于UHF频带的发送信号仅使用一个混频器和一个本机振荡器,对于VHF频带的发送信号使用一个混频器和两个相对于发送接收信号的频带实施切换的本机振荡器。
作为本发明的一种最佳实施形式的UHF和VHF共用调谐器,是由PLL的频带译码器的输出对两个本机振荡器实施切换。
如果采用本发明的这些实施形式,则在接收VHF频域的发送信号的情况下,便可以在接收高频频道的发送信号时使用VHF高频带本机振荡器,在接收低频频道的发送信号时使用VHF低频带本机振荡器,从而可以减小在各个频带内的振荡信号的电位差,而且在高频频道的信号发送接收和低频频道的信号发送接收时均采用对接收信号和本机振荡信号进行频率混合用的混频器,所以在接收VHF频域的发送信号的情况下,不会由于发送信号频率的变化而产生比较大的接收灵敏度上的差异,从而可以提高信号发送接收性能,而且和目前已知的那种调谐器相比,仅仅增加了一个VHF本机振荡器,所以可以不使结构构成过于复杂,且仅仅使制造成本上升一点。
附图说明
图1为表示根据本发明构造的UHF和VHF共用调谐器的一个实施例的主要结构构成部分的示意性方框图。
图2为表示如图1所示的UHF和VHF共用调谐器的频率变换级的结构构成的一个实例的方框图,它是用部分回路图的方式示出的。
图3为表示公知的UHF和VHF共用调谐器的主要结构构成的一个实例的示意性方框图。
图4为表示如图3所示的UHF和VHF共用调谐器的频率变换级的结构构成的一个实例的方框图,它是用部分回路图的方式示出的。
图5为表示集成在如图2所示的集成电路内的VHF高频带本机振荡器中的第一回路部分、VHF低频带本机振荡器中的第一回路部分和VHF混频器的一种具体回路构成形式的示意性回路图。
具体实施方式
下面参考附图说明本发明的实施例。
图1为表示根据本发明构造的UHF和VHF共用调谐器的一个实施例的主要结构构成部分的示意性方框图,图2为表示如图1所示的UHF和VHF共用调谐器的频率变换级的结构构成的一个实例的方框图,它是用部分回路图的方式示出的。
正如图1所示,本实施例中的UHF和VHF共用调谐器具有UHF天线(ANT)调谐回路1,UHF高频放大器(RFAMP)2,UHF级间调谐回路3,UHF混频器(MIX)4,UHF本机振荡器(OSC)5,VHF天线(ANT)调谐回路6,VHF高频放大器(RFAMP)7,VHF级间调谐回路8,VHF混频器(MIX)9,VHF高频带本机振荡器(OSCH)10,VHF低频带本机振荡器(OSCL)11,切换开关12,中频放大器(IFAMP)13,接收信号输入端子14,以及中频信号输出端子15。
UHF天线调谐回路1的输入端与接收信号输入端子14相连接,其输出端与UHF高频放大器2的输入端相连接。UHF级间调谐回路3的输入端与UHF高频放大器2的输出端相连接,其输出端与UHF混频器4的第一输入端相连接。UHF混频器4的第二输入端与UHF本机振荡器5的输出端相连接,其输出端与中频放大器13的输入端相连接。中频放大器13的输出端与中频信号输出端子15相连接。
VHF天线调谐回路6的输入端与接收信号输入端子14相连接,其输出端与VHF高频放大器7的输入端相连接。VHF级间调谐回路8的输入端与VHF高频放大器7的输出端相连接,其输出端与VHF混频器9的第一输入端相连接。VHF混频器9的第二输入端与切换开关12的可动触点相连接,其输出端与中频放大器13的输入端相连接。切换开关12上的一个固定触点与高频带本机振荡器10的输出端相连接,另一个固定触点与低频带本机振荡器11的输出端相连接。
正如图2所示,UHF本机振荡器5由包含有集成在集成电路16内的振荡用晶体管的第一回路部分5(1)和安装在集成电路16之外的第二回路部分5(2)构成,VHF高频带本机振荡器10由包含有集成在集成电路16内的振荡用晶体管的第一回路部分10(1)和安装在集成电路16之外的第二回路部分10(2)构成,VHF低频带本机振荡器11亦由包含有集成在集成电路16内的振荡用晶体管的第一回路部分11(1)和安装在集成电路16之外的第二回路部分11(2)构成。在集成电路16内还集成有PLL17和译码器18。
在这种情况下,UHF本机振荡器5中的第二回路部分5(2)由变容二极管51、电感器52、53、电容器54至58和电阻器59、510构成。而且变容二极管51的阳极分别与电感器52、53的一端和电容器57、58的一端相连接,阴极分别与电容器54、55的一端和电阻器59的一端相连接。电感器52的另一端与电容器54的另一端相连接。电感器53的另一端与电容器55的另一端和电阻器510的一端相连接。电容器56的一端与电容器55的另一端相连接,电容器56的另一端与第一回路部分5(1)相连接。电容器57、58中的一个的另一端与第一回路部分5(1)相连接。电阻器59的另一端与PLL17的调谐电压端子TU(U)相连接,电阻器510的另一端接地。
VHF高频带本机振荡器10中的第二回路部分10(2)由变容二极管101、电感器102、电容器103至105和电阻器106构成。而且变容二极管101的阳极分别与电感器102的一端、电容器104和电容器105的一端相连接,阴极分别与电容器103的一端和电阻器106的一端相连接。电感器102和电容器103的另一端分别接地。电容器104、105中的任一个的另一端与第一回路部分10(1)相连接。电阻器106的另一端与PLL17的调谐电压端子TU(V)相连接。
VHF低频带本机振荡器11的第二回路部分11(2)由变容二极管111、电感器112、电容器113至115和电阻器116构成。这些元件111至116之间的连接关系与前述的第二回路部分10(2)中相应的元件101至106之间的连接关系完全相同,所以省略了对元件111至116之间的连接关系的说明。
具有前述结构构成的、作为本实施例的UHF和VHF共用调谐器将按下述的方式动作。
首先在接收UHF频域的发送信号的情况下,接收信号被输入至接收信号输入端子14,用UHF天线调谐回路1从这种接收信号中只选择出所需频道的接收信号,并且用UHF放大回路2将其放大到预定的大小。放大后的接收信号由UHF级间调谐回路3只对所需频道的接收信号进行进一步的选择,随后供给至UHF混频器4。UHF混频器4对由UHF级间调谐回路3选择出的所需频道的接收信号和由UHF本机振荡器5产生的本机振荡信号进行频率混合,中频放大器13对代表接收信号与本机振荡信号之间的差的频率的中频信号进行选择放大,并输出至中频信号输出端子15。
这时,UHF本机振荡器5中的振荡频率主要由变容二极管51和电容器54、55的电容值和电感器52、53的电感值等等确定,其中的变容二极管51的电容值由通过电阻器59供给至变容二极管51的PLL17的调谐电压端子TU(U)处的输出调谐电压确定。
在接收VHF频域的高频频道的发送信号的情况下,切换开关12应切换至VHF高频带本机振荡器10侧。接收信号被供给至接收信号输入端子14,用VHF天线调谐回路6由这种接收信号中选择出所需要频道的接收信号,并且用VHF放大回路7将其放大到预定的大小。放大后的接收信号由VHF级间调谐回路8只对所需频道的接收信号进行进一步的选择,随后供给至VHF混频器9。VHF混频器9对由VHF级间调谐回路8选择出的接收信号和由VHF高频带本机振荡器10产生的本机振荡信号进行频率混合,中频放大器13对代表接收信号与本机振荡信号之间的差的频率的中频信号进行选择放大,并输出至中频信号输出端子15。
这时,VHF高频带本机振荡器10中的振荡频率主要由变容二极管101和电容器103的电容值和电感器102的电感值等等确定,其中变容二极管101的电容值可以由通过电阻器106供给至变容二极管101的PLL17的调谐电压端子TU(V)的输出调谐电压确定。
与此相对应的是,在接收VHF频域的低频频道的发送信号的情况下,切换开关12切换至VHF低频带本机振荡器11侧。接收信号被供给至接收信号输入端子14,用VHF天线调谐回路6从这种接收信号中只选择出所需频道的接收信号,并且用VHF放大回路7将其放大到预定的大小。放大后的接收信号由VHF级间调谐回路8只对所需频道的接收信号进行进一步的选择,随后供给至VHF混频器9。VHF混频器9对由VHF级间调谐回路8选择出的接收信号和由VHF低频带本机振荡器11产生的本机振荡信号进行频率混合,中频放大器13对代表接收信号与本机振荡信号之间的差的频率的中频信号进行选择放大,并输出至中频信号输出端子15。
这时,VHF低频带本机振荡器11中的振荡频率主要由变容二极管111和电容器113的电容值及电感器112的电感值等等确定,所以变容二极管111的电容值可以由通过电阻器116供给至变容二极管111的PLL17的调谐电压端子TU(V)的输出调谐电压确定。
而且在本实施例中,在用切换开关12实施切换的情况下,可以与选择高频频道的发送信号,或是选择低频频道的发送信号相对应,由集成电路16的外部向译码器18供给频道选择信号,译码器18对这一频道选择信号进行译码,选择高频频道的发送信号时向VHF高频带本机振荡器10供给驱动信号以使VHF高频带本机振荡器10动作,在选择低频频道的发送信号时向VHF低频带本机振荡器11供给驱动信号以使VHF低频带本机振荡器11动作的方式实施切换。
在前述的实施例中,是以按照与选择VHF高频频道的发送信号以及选择VHF低频频道的发送信号相对应的方式,对VHF高频带本机振荡器10和VHF低频带本机振荡器11实施切换,并且由译码器18输出驱动信号进行的情况为例进行说明的,但是本发明中的VHF高频带本机振荡器10和VHF低频带本机振荡器11间的切换并不仅限于由译码器18的输出驱动信号进行,也可以采用其它的切换组件实施。
而且在前述的实施例中,UHF高频带和VHF低频带的技术范围,并不仅限于常规概念上的UHF高频带和VHF低频带的范围,对于包含有UHF高频带中的UHF频域的低频带,和VHF低频带中的VHF中频带的情况,也可以归入这一技术范围。
图5为表示集成在如图2所示的集成电路16内的VHF高频带本机振荡器10中的第一回路部分10(1)、VHF低频带本机振荡器11中的第一回路部分11(1)和VHF混频器9的一种具体回路构成形式的示意性回路图。
正如图5所示,VHF高频带本机振荡器10中的第一回路部分10(1)由差动连接着的两个晶体管TR1、TR2,四个电阻器R1、R2、R3、R4,电流源I1,电压源V1和电容器C1构成。而且由差动连接着的两个晶体管TR3、TR4和电流源I2构成的部分构成为第一缓冲回路BUF1。第一回路部分10(1)中的两个端子T1、T2与如图2所示的电容器104、105相连接。
在另一方面,VHF低频带本机振荡器11中的第一回路部分11(1)由差动连接着的两个晶体管TR5、TR6,四个电阻器R5、R6、R7、R8,电流源I3,电压源V2和电容器C2构成。而且由差动连接着的两个晶体管TR7、TR8和电流源I4构成的部分构成为第二缓冲回路BUF2。VHF低频带本机振荡器11中的第一回路部分11(1)中的两个端子T3、T4与如图2所示的电容器114、115相连接。
VHF高频带本机振荡器10和VHF低频带本机振荡器11构成为具有反馈回路中的电感器L和电容器C的LC反馈型振荡回路,所以它们的振荡频率分别由设置在第二回路部分10(2)和第二回路部分11(2)中的各个元件的回路常数确定。
第一缓冲回路BUF1和第二缓冲回路BUF2分别用于将VHF高频带本机振荡器10和VHF低频带本机振荡器11产生的本机振荡信号变换为电流模式信号。
由两个晶体管TR9、TR10和两个电阻器R9、R10构成的部分构成为第三缓冲回路BUF3。这一第三缓冲回路BUF3用于将由第一缓冲回路BUF1和第二缓冲回路BUF2供给的电流模式信号分别变换为电压模式信号,并供给至VHF混频器9。
VHF混频器9构成为双稳态混频器,所以它由总共为六个,即差动连接着的晶体管TR11、TR12,差动连接着的晶体管TR13、TR14,差动连接着的晶体管TR15、TR16,以及三个电阻器R11、R12、R13、两个电流源I5、I6和电压源V3构成。包含有差动连接着的晶体管TR11、TR12和差动连接着的晶体管TR13、TR14的回路部分构成为第一差动级,包含有差动连接着的晶体管TR15、TR16的回路部分构成为第二差动级。在VHF混频器9中的端子T7处输入有由如图1所示的VHF级间调谐回路8选择出的接收信号,端子T5、T6用于输出由VHF级间调谐回路8选择出的接收信号与由VHF高频带本机振荡器10或VHF低频带本机振荡器11输出的本机振荡信号进行频率混合后的混合信号,并将其供给至如图1所示的中频放大器13。在这种情况下,当接收信号的频率为fVHF,本机振荡信号的频率为fosc时,端子T5、T6处输出的是频率为(fosc+fVHF)的信号与频率为(fosc-fVHF)的信号的混合信号和差动信号。
VHF高频带本机振荡器10中的第一回路部分10(1)和VHF低频带本机振荡器11中的第一回路部分11(1)可以通过分别控制电流源I1、I2的通/断的方式进行主动动作和非主动动作间的切换控制,而且可以当选择VHF高频带本机振荡器10时,将电流源I1切换控制为主动动作,将电流源I2切换控制为非主动动作,当选择VHF低频带本机振荡器11时,将电流源I1切换控制为非主动动作,将电流源I2切换控制为主动动作。
对于第一缓冲回路BUF1、第二缓冲回路BUF2和VHF混频器9,也可以分别通过对电流源I2、电流源I4和电流源I5、I6的切换控制,将其切换控制为主动动作或非主动动作。
而且,由VHF高频带本机振荡器10给出的本机振荡信号和由VHF低频带本机振荡器11给出的本机振荡信号是分别由第一缓冲回路BUF1和第二缓冲回路BUF2变换为电流模式信号的,所以处于非主动动作状态的VHF高频带本机振荡器10或VHF低频带本机振荡器11,将不会对处于主动动作状态的VHF低频带本机振荡器11或VHF高频带本机振荡器10产生影响。
而且,UHF本机振荡器5中的第一回路部分5(1)和UHF混频器4可以分别用与VHF高频带本机振荡器10中的第一回路部分10(1)和VHF混频器9相同的回路构成。
如上所述,如果采用本发明,在接收VHF频域的发送信号的情况下,在接收高频频道的发送信号时使用VHF高频带本机振荡器,在接收低频频道的发送信号时使用VHF低频带本机振荡器,故减小了在频带内的振荡信号的电位差,所以在接收VHF频域的发送信号的情况下,不会由于发送信号频率的变化而产生比较大的接收灵敏度上的差异,从而可以获得提高信号发送接收性能的效果,而且在高频频道的信号发送接收和低频频道的信号发送接收时均采用对接收信号和本机振荡信号进行频率混合时的混频器,所以和目前已知的那种调谐器相比,仅仅增加一个VHF本机振荡器,便可以获得不使结构构成复杂、且不使制造成本上升的效果。

Claims (2)

1.一种接收超高频频带和甚高频频带的发送信号用的超高频和甚高频共用调谐器,其特征在于,对于超高频频带的发送信号仅使用一个混频器和一个本机振荡器,对于甚高频频带的发送信号使用一个混频器和两个相对于发送接收信号的频带实施切换的本机振荡器,上述的两个本机振荡器由锁相环路的频带译码器输出信号实施切换。
2.一种如权利要求1所述的超高频和甚高频共用调谐器,其特征在于,上述的两个本机振荡器包含有由晶体管构成的差动级和向所述差动级供给电流用的电流源,并通过所述电流源的通/断动作对振荡信号的输出实施通/断控制,所述甚高频频带的一个混频器包含有由晶体管构成的、输入所述的本机振荡器的振荡信号用的第一差动级,由晶体管构成的、输入甚高频信号用的第二差动级,以及向所述的第一差动级和第二差动级供给电流用的电流源,并且输出对所述振荡信号和所述甚高频信号进行频率混合后的混合信号。
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