CN1266585A - 视频信号记录/复制装置 - Google Patents

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P·贝克斯坦
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Abstract

一种视频信号记录/复制装置,包括:一个天线输入端(1);一个天线输出端(2);一个分流电路(6),该分流电路具有一个与上述天线输入端耦合的输入端以及一个与上述天线输出端耦合的输出端;一个调谐电路(调谐器),该调谐电路具有一个与上述天线输入端耦合的输入端,和一个输出端;一个调制单元,该单元具有一个与上述记录/复制单元的输出端耦合的输入端,和一个与上述天线输出端(2)耦合的输出端;电源电压产生装置(38),用来至少向所述分流电路(6)产生电源电压。根据本发明,提供一个开关装置(4,8),包括与所述天线输入端(1)耦合的第一端子和与所述天线输出端(2)耦合的第二端子。采用该开关装置当切断电压电源产生装置(38)时实现它的两个端子之间的内部连接,以及当接通电压电源产生装置时实现它的两个端子之间的开式连接。该开关装置包括一个FET(4),它的第一和第二主电极分别与该开关装置的第一和第二端子耦合。

Description

视频信号记录/复制装置
本发明涉及一种视频信号记录/复制装置，包括：
——一个天线输入端；
——一个天线输出端；
——一个分流电路，该分流电路的输入端与上述天线的输入端耦合，并且它的输出端与上述天线的输出端耦合；
——一个调谐电路，该调谐电路包括一个输入端和一个输出端，其中输入端与上述天线的输入端耦合；
——一个记录/复制单元，该单元包括一个输入端和一个输出端，其中输入端与上述调谐电路的输出端耦合；
——一个调制单元，该单元包括一个输入端和一个输出端，其中输入端与上述记录/复制单元的输出端耦合，同时输出端与上述天线的输出端耦合；
——电源电压产生装置，用来至少为所述分流电路产生电源电压。
本申请还涉及用于该装置中的开关装置。
USP3,824,335公开了一种包括无源分流电路的视频信号记录/复制装置。然而，现在的视频信号记录/复制装置都采用有源分流电路。由于该分流电路通常也具有放大器的功能，因此这一有源分流电路需要一个电压电源。
传统的视频信号记录/复制(VCR)装置的原理方框图如图1所示。端子1是天线的输入端，并且端子2是天线的输出端用来与TV设备耦合。如果不使用VCR装置(待机状态)，至少宽波段分流放大器必须一直处于接通状态，以保证在电视机中的TV信号的接收。如果切断该VCR装置的电源电压则可以减小在待机状态的功率消耗，但必须采用特殊的手段来确保在电视机中的TV信号的接收。
本发明的目的在于提供一种视频信号记录/复制装置，具有相对较低的功率消耗，但确保能将天线信号输出给上述天线输出端，即使已经切断了供给分流电路的电源电压。
在开始段落中定义的该装置的特征在于，该视频信号记录装置中还包括：
——开关装置，包括与所述天线输入端耦合的第一端和与所述天线输出端耦合的第二端。使用该开关装置当切断电压电源产生装置时实现它的两端之间的内部连接，以及当接通电压电源产生装置时实现它的两端之间的开路连接。该开关装置包括一个FET(4)，它的主电极与开关装置的第一和第二端耦合。
本发明以下述公知的常识为基础。如果一个FET(场效应晶体管)，更具体地说，一个耗尽型硅金属氧化物场效应管(Mosfet)或一个金属-半导体场效应晶体管(Mesfet)，在它的线性区域中使用，该FET可以作为一个可变电阻使用。它的电阻值取决于栅极(Gate)与源极(Source)之间的偏压以及该FET的夹断电压。如果偏压低于夹断电压，该FET的电阻值为无穷大。如果偏压远大于夹断电压，该FET的电阻值很小。基于此，一个FET可以用来作为开关。在栅-源极之间的电压低时，该FET处于关闭；并且在栅-源极之间的电压高时，该FET处于接通。如果使用具有相对低的电容的FET，该FET可以用来作为RF(射频)开关。根据该RF开关，可以接通或切断RF信号。新开发出来的BF1107是一个三极管式Mosfet，多用于RF信号的开关。如果漏极-源极(Drain-Source)之间的电压设为0V，该Mosfet在它的线性区域内加偏压。该Mosfet具有一个大约-3V的夹断电压。从而，如果栅-源极之间的电压为0V，接通该Mosfet。连同Drain-Source之间的电压为0V时，意味着如果全部偏压电压为0V则接通该Mosfet。如果将栅-源极之间的电压设置为小于-3V的值，则切断该Mosfet。
本发明的这些和其它方面将随着下面对附图的详细说明而变得更清楚。附图包括：
图1表示传统的视频信号记录/复制装置；
图2表示根据本发明的装置，包括一个FET；
图3表示用来测量开关电路的工作状态的测试电路；
图4表示测试的结果；
图5表示开关电路的更详细的电路图；
图6表示开关电路的进一步详细的视图；以及
图7表示该开关电路的改进的视图。
图2表示根据本发明的VCR装置的实施例的结构示意图，包括一个开关，该开关位于天线端子1和2之间，并且以FET4的形式构成。为了减小功率消耗，当切断VCR电源电压时该开关应当是导通的，并且接通该VCR电源电压时该开关应当是不导通的。
可以采用Mosfets或Mesfets作为开关元件。可取的是，选取耗尽型硅Mosfets形式的开关。如果Mosfets的全部电源电压均为0，则接通该Mosfets。如果栅-源极之间的电压值为负数，比该Mosfets的夹断电压的值更小，则切断该Mosfets。
当接通VCR的电压电源时，应切断该Mosfets开关。在对图2中的装置的进一步详细描述中，通过一个电阻R3将该Mosfets4的漏极或源极与电源电压相连接，并且将栅极与地连接，以及在Mosfets4与端子1或2之间增加一个电容C1，或者通过在Mosfets与所有端子之间增加电容来实现这一点。
当电压电源为0时，该Mosfets开关的漏极-、源极-和栅极-电压均为0。在这种情况下，天线信号通过该Mosfets开关传输到TV设备。当电压电源为5V时(作为一个例子)，该Mosfets开关的漏极-和源极-电压为5V。电容C1确保漏极-和源极-电压的值相等。栅极电压为0(栅极是接地的)并且天线信号如通常一样流经该VCR。需要进一步说明的是，在该电路结构中，该Mosfets作为一个双向开关工作。
在该领域中特别使用的一种新开发的耗尽型硅Mosfet是BF1107 Mosfet。该Mosfet与GaAs Mesfets相比特别的优点在于它更便宜。进而，该Mosfet的一个优点在于成本低。在该Mosfet处于“导通”(“on”)状态时，损耗必须低，因为大数目的损耗使得噪声增加，从而在TV设备的屏幕上可以看见。在“截止”(“off”)状态下，绝缘必须很高，因为来自调制器的振荡信号在天线的输入端必须保持很小。对于无源回路，采用BF1107作为开关的主要优点在于该Mosfet不需要电流。不处于接通状态也不处于切断状态时，仅使用电压可以实现开关功能。
在图3所示的电路中测量该RF开关4BF1107的工作状态。在该电路中，测量作为频率的函数的绝缘和损耗。为了测量开关4切断时它的绝缘特性，电压Vs(在本电路中等于5伏特)将作用在图3所示的电路的端子10上。为了测量当其处于导电状态时该开关的特性，将0伏特的电压作用在端子10上。开关4的栅极与具有恒定电位的点12(大地)相连接。在图4中给出这些测量的结果，其中沿图4中的左手侧绘出的是损耗的情况，沿右手侧绘出的是绝缘的情况。图4中的曲线22表示损耗的变化情况，同时曲线22表示作为频率函数的绝缘的情况。
测试电路中的绝缘(切断Mosfet时)主要由在普通栅极状态下的该Mosfet的反馈加上漏极和源极之间测试电路的寄生电容决定。该寄生电容应当很小。测试电路中的损耗(接通Mosfet时)在低频处由该Mosfet的RDSon决定，并且在高频处由RDSon和该Mosfet的漏极-栅极之间和源极-栅极之间的电容决定。应当保持该电路的寄生电容远远低于Mosfet的电容。
在图2中只给出了该VCR装置中开关电路的作用原理。在该VCR的开关电路的具体实施例中，宽波段分流放大器的输入端和输出端与该开关电路的输入端和输出端相连接。如上所述，开关处于“导通”(“on”)状态时的损耗也由该开关的输入端和输出端的电容决定。如果在图2的电路中该Mosfet处于接通状态，则该宽波段分流放大器仍然与RF开关相连接。该结果导致更高的损耗。因而需要特殊的手段来减小放大器的存在对损耗的影响。理论上讲，可以通过断开该放大器的输入端以及输出端与开关的连接来实现。实际中，可以通过二极管形式的开关来实现这种断开。该电路的原理如图5所示。图5显示出用来作为开关的附加的二极管30和32，并且在开关电路8和分流单元6之间相连接。
接通开关电路8时，图5中的两个二极管应当具有低阻抗，并且开关电路8处于接通或切断位置时两个二极管都应具有低电容。可以通过二极管30和32的方式来实现这一点。在正确选择二极管30和32的情况下，如果二极管向前加偏压则阻抗低，同时如果二极管的偏压是0V则电容低。可以使用的二极管是波段转换二极管(例如BA792或BA277)。如果宽波段分流电路6的两个信号放大级34和36分别通过二极管开关30和32相连接，则当电源电压Vs等于0V时该分流电路6从开关电路8断开，并且当电源电压Vs等于5V时保持连接。
BF1107开关4是特别开发的三极管式Mosfet，用来作为RF开关使用。在开关处于接通状态以及处于切断状态时没有直流电流流经该Mosfet。用于VCR装置的开关电路8中的FET的使用条件如下：
损耗：    通常为2dB，最大为4dB
绝缘：    ＞30dB
使用图6所示电路中的BF1107可以实现这一点。图6中的开关电路进一步包括一个插在端子Vs和“地”之间的去耦电容C3。如果采用该开关电路，可以在VCR处于“待机”状态时切断该VCR的电源电压。RF信号通向TV设备的路径是通过该开关而不是通过(消耗功率的)宽波段分流放大器。根据本发明的开关电路与现有技术中的开关电路相比具有如下优点：需要更少的元件，从而相对便宜。
图7显示的是图6中电路的进一步改进方案。二极管D1耦合在Mosfet4的栅极与具有恒定电位的点(大地)之间，并且电阻Rd耦合在Mosfet4的栅极与电源输入端Vs之间。图7的电路显示一个改进的状态，其中Mosfet处于导电模式下的损耗减少。
尽管已经参照优选实施例说明了本发明，可以理解的是本发明不仅仅局限于这些例子。因而，在没有超出本发明如权利要求所限定的范围内，本领域技术人员可以由此得出多种改进方案。
进而，本发明包括各种新特征或这些特征的组合。

Claims (10)

1、一种视频信号记录/复制装置，包括：
一个天线输入端；
一个天线输出端；
一个分流电路，该分流电路的输入端与所说天线的输入端耦合，并且它的输出端与所说天线的输出端耦合；
一个调谐电路，该调谐电路包括一个输入端和一个输出端，其输入端与所说天线的输入端耦合；
一个记录/复制单元，该单元包括一个输入端和一个输出端，其输入端与所说调谐电路的输出端耦合；
一个调制单元，该单元具有一个输入端和一个输出端，其中输入端与所说记录/复制单元的输出端耦合，输出端与所说天线的输出端耦合；
电源电压产生装置，用来至少为所说的分流电路产生电源电压。
其特征在于，该视频信号记录装置还包括：
开关装置，该开关装置包括第一端和第二端，其中第一端与所说天线的输入端耦合，第二端与所说天线的输出端耦合；采用该开关装置当切断电压电源产生装置时实现它的两端之间的内部连接，以及当接通电压电源产生装置时实现它的两端之间的开路连接；该开关装置包括一个FET(4)，它的主电极与该开关装置的第一和第二端耦合。
2、如权利要求1所述的视频信号记录/复制装置，其特征在于：所说FET的控制电极(栅极)与具有恒定电位的点(大地)相连接，而不与电源电压相连接。
3、如权利要求1或2所述的视频信号记录/复制装置，其特征在于：所说开关装置包括一个阻抗(R3)，该阻抗耦合在接收所说电源电压(Vs)的点和所说FET的主电极之间。
4、如权利要求3所述的视频信号记录/复制装置，其特征在于：所说阻抗耦合在用来接收所说电源电压的所说的点和所说FET的一个主电极之间。
5、如权利要求3或4所述的视频信号记录/复制装置，其特征在于：所说开关装置进一步包括一个电容(C3)，该电容耦合在用来接收所说电源电压的所说的点和所说具有恒定电位的点之间。
6、如权利要求1至5中任意一个所述的视频信号记录/复制装置，其特征在于：第二电容(C2)耦合在所说FET的一个主电极和所说开关装置的第一端子之间，以及第三电容(C1)耦合在所说FET的另一个主电极和所说开关装置的第二端子之间。
7、如权利要求2所述的视频信号记录/复制装置，其特征在于：二极管(D1)耦合在所说控制电极和所说具有恒定电位的点之间。
8、如权利要求7所述的视频信号记录/复制装置，其特征在于：另一个阻抗(Rd)耦合在所说控制电极和用来接收电源电压的所说的点之间。
9、如以上权利要求中任意一项所述的视频信号记录/复制装置，其特征在于：所说FET是耗尽型硅MOSFET。
10、在如以上权利要求中任意一项所述的视频信号记录/复制装置中所使用的开关装置。
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