CN1630352B - 调谐器与处理接收射频信号的方法 - Google Patents

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Abstract

一种电视调谐器，包含有：一第一混频器，具有一输入端耦合于一接收射频信号，用来产生一中频信号；一陷波滤波器，具有一输入端，耦合于该中频信号，用来滤除该中频信号内第一频率范围的信号，该第一频率范围具有一第一中心频率；一带通滤波器具有一输入端，耦合于该中频信号，用来传递该中频信号内一第二频率范围的信号，该第二频率范围具有一第二中心频率；以及一第二混频器，具有耦合于滤波后的该中频信号的输入端，用来产生一第一输出信号。其中该第二混频器自该陷波滤波器或该带通滤波器的一输出端接收滤波后的该中频信号。

Description

调谐器与处理接收射频信号的方法
技术领域
本发明涉及一种调谐器，特别是涉及一种可用来处理一接收射频信号的电视调谐器。
背景技术
在电视系统当中，调谐器(tuner)的成本通常在整体成本中占有不小的比重，且随着个人计算机技术不断进步，将电视的功能整合到个人计算机系统(或是其它的电子装置)中的需求也慢慢增加，故对调谐器成本降低的考虑愈显重要。事实上，电视调谐器可以事先制造于电路版上，然后才被装设在个人计算机系统当中，故个人计算机亦可以具备电视的功能。这样的调谐器可以将一射频电视信号转变成一基频(或低频)视讯信号，然后再将基频(或低频)视讯信号传送至个人计算机内的其它组件，以进行后续的视讯处理工作。
图1为美国专利第5,737,035号所披露的电视调谐器100的示意图。图1中的电视调谐器100包含有一可变增益低噪声放大器101，一第一混频器102，一第一振荡器104，一带通滤波器106，一第二混频器108(第二混频器108可以是一镜像排斥型(image rejection type)混频器)，一第二振荡器110，一第一中频放大器112，一第二带通滤波器114，以及一可变增益中频放大器116
图2为图1中经过滤波后的中频信号109位于频率领域的示意图。藉由调整第一振荡器104的频率，在接收射频信号中所选择出的一载波频率是位于第一中频信号IF1，即1220MHz之处。这个频率的信号可以通过带通滤波器106(其滤波的中心频率即为1220MHz)，而产生了图2中的信号200。接下来，第二混频器108对信号200与一参考信号LO进行混频(参考信号LO来自第二振荡器110，频率为1176MHz)，以产生一输出信号(频率为44MHz)。然而，第二振荡器110亦会对一镜像信号202(频率为1132MHz)与参考信号LO(频率为1176MHz)产生混频的效应，结果亦会在44MHz处产生一输出信号。换句话说，在第二混频器所输出的信号111中，包含有与所希望的信号200相关的成分以及与镜像信号202相关的成分(频率皆为44MHz)。
为了要避免在第二混频器108进行混频工作时，镜像信号202对所希望信号200造成干扰，在进入第二混频器108之前，所希望信号的功率电平P1必须比镜像信号的功率电平P2更高。举例来说，一般而言对镜像衰减的条件是镜像信号202的功率电平至少比所希望信号200小50dB。且由于镜像信号202与所希望信号200间的距离只有88MHz，通常很难制造出可以具有急遽频率响应变化的的带通滤波器106，因此，第二混频器108通常必须是一镜像排斥型混频器，以避免镜像信号202会出现在第二混频器108的输出信号111中。
然而，一般而言如哈特莱结构(Hartely architecture)或者韦尔结构(Weaver architecture)等的镜像排斥型混频器虽然具有可以防止镜像信号202出现在输出信号111中的能力，但是却通常也具有增加设计时整体的复杂度、增加功率消耗、以及由于增益与相位不匹配情形所导致不完全镜像排斥的缺点。
发明内容
因此本发明的一个目的在于提供一种电视调谐器以及处理一接收射频信号的方法。
根据本发明所提出的实施例，披露了一种电视调谐器，包含有：一第一混频器，用来依据一接收射频信号产生一中频信号；一陷波滤波器，用来对该中频信号内的一镜像信号进行滤波；一带通滤波器，用来对该中频信号进行带通滤波；以及一第二混频单元，用来依据通过该带通滤波器的该中频信号产生一输出信号。
另外，依据本发明的另一实施例，披露了一种用来处理一接收射频信号的方法，该方法包含有：对该接收射频信号进行混频以产生一第一中频信号；使用一陷波滤波器对该第一中频信号内的一镜像信号进行滤波；使用一带通滤波器对该第一中频信号进行带通滤波；以及对该带通滤波器传送出的该第一中频信号进行混频以产生一输出信号。
附图说明
图1为一电视调谐器的示意图。
图2为图1的中频信号IF1在频率领域上的示意图。
图3为本发明电视调谐器第一实施例的示意图。
图4为图3中的陷波滤波器的一实施例示意图。
图5为本发明电视调谐器第二实施例的示意图。
图6为本发明电视调谐器第三实施例的示意图。
图7为本发明用来处理一接收射频信号的方法实施例流程图。
附图符号说明
100、400、600、700电视调谐器
101可变增益低噪声放大器
102、108混频器
104、110、604、608、
718振荡器
106、114带通滤波器
112中频放大器
116可变增益中频放大器
402、500陷波滤波器
502电感
504、506电容
508电阻
602、606谐波混频器
702同相谐波混频器
704同相放大器
706同相低通滤波器
708同相可变增益放大器
710正交谐波混频器
712交放大器
714交低通滤波器
716交可变增益放大器
具体实施方式
请参阅图3，图3为本发明电视调谐器的第一实施例示意图。本实施例中的电视调谐器400除了包含有与图1的电视调谐器100中相同的组件之外，还包含有一陷波滤波器(notch filter)402，设置于第一混频器102与第一带通滤波器106之间。
陷波滤波器402可以将第一中频信号IF1中位于一第一频率范围(中心频率为镜像信号的频率，即1132MHz)的信号移除掉。藉由使用陷波滤波器402，可以将镜像信号202的功率电平P2降得更低。而使用带通滤波器106与陷波滤波器402的组合，即可加大镜像信号202与所希望信号200间功率电平的差异(此一差异会比仅使用带通滤波器106时更大)。如此一来，由带通滤波器106滤波后输出的中频信号109很容易就能符合镜像衰减的条件(镜像衰减的条件通常是指镜像信号202比所希望信号200小至少50dB)。另外，图3的结构并不会造成同相、正交路径不匹配的情形，并且在被动的实施结构中，仅会消耗极少的功率。
图4为图3中陷波滤波器的一实施例示意图。本实施例中的陷波滤波器500为一无源电路(passive circuit)，包含有：一电感502，耦合于陷波滤波器500的一输入端IN与一输出端OUT之间；另外，陷波滤波器500还包含有一第一电容504，耦合于输入端IN与一节点A之间；一第二电容506，耦合于输出端OUT与节点A之间；一电阻508耦合于节点A与接地点之间。藉由使用图4所示的被动陷波滤波器500，陷波滤波器仅会消耗极小的功率，且整体调谐器的设计会变得更为简化。然而，图4的实施例只是适用于电视调谐器中的陷波滤波器的一个例子，其它种陷波滤波器的实施方式亦可配合本发明一同使用。
请注意，在图3中，陷波滤波器402与带通滤波器106亦可以使用相反顺序的连接方式，举例来说，在一些例子当中，由第一混频器102所输出的第一中频信号IF1可以传送至第一带通滤波器106，而第一带通滤波器106的输出端则连接至陷波滤波器402的输入端。在本发明的实施例中，带通滤波器106与陷波滤波器402是以串联的方式相互连接，故镜像信号202会被陷波滤波器402滤除掉，而与所希望信号200不同频率的信号则被带通滤波器106滤除掉。
请参阅图5，图5为本发明的电视调谐器的第二实施例示意图。本实施例中的电视调谐器600包含有：可变增益低噪声放大器101，第一谐波混频器602，第一振荡器604，陷波滤波器402，第一带通滤波器106，第二谐波混频器606，第二振荡器608，第一中频放大器112，第二带通滤波器114，以及可变增益中频放大器116。关于谐波混频器的操作方式与结构请参考于2003年6月申请的美国第10/604018号专利申请「Passive Harmonic Mixer」(台湾第093109094号专利申请)。由于使用了谐波混频器602与606，第一振荡器604与第二振荡器608可以操作于图1与图3中的振荡器一半的频率。在本实施例中，第一振荡器604操作于一可变的频率范围(例如介于635MHz与1140MHz之间)，可提供一0度相位信号与一90度相位信号。第二振荡器608操作于一固定的频率(例如588MHz)，可提供一0度相位信号与一90度相位信号。由于在电视调谐器600中使用了陷波滤波器402，可以更进一步的消除镜像信号202的影响，故可增加输出信号的信噪比(signal tonoise ratio)。
图6为本发明的电视调谐器的第三实施例示意图。本实施例中的电视调谐器700包含有：可变增益低噪声放大器101，第一谐波混频器602，第一振荡器604，陷波滤波器402，带通滤波器106，同相谐波混频器702，同相放大器704，同相低通滤波器706，同相可变增益放大器708，正交谐波混频器710，正交放大器712，正交低通滤波器714，正交可变增益放大器716，以及第二振荡器718。第二振荡器718操作于一固定的频率(610MHz)，可提供一0度相位延迟的信号、一45度相位延迟的信号、一90度相位延迟的信号、以及一135度相位延迟的信号。电视调谐器700的输出则包含有一同相基频信号I与一正交基频信号Q。关于谐波结构电视调谐器的操作方式及其益处，请参考于2003年12月申请的美国第10/707319号专利申请「HARMONIC MIXER BASED TELEVISION TUNER AND METHOD OF PROCESSING ARECE IVED RF SIGNAL」(台湾第093133243号专利申请)。由于在电视调谐器700中使用了陷波滤波器402，可以更进一步的消除镜像信号202的影响，故可增加输出的I信号与Q信号的信噪比。
图7为本发明用来处理一接收射频信号的方法实施例流程图，以下将详述图7中的各步骤：
步骤802：将该接收射频信号与一第一参考信号进行混频，以产生一中频信号，该中频信号中包含有位于一所希望频率上的一所希望信号。
步骤804：使用一陷波滤波器，将该中频信号内，中心频率为一镜像信号的频率的信号滤除掉。
步骤806：使用一带通滤波器，滤除该中频信号内，与该所希望信号具有不同频率的信号，以产生滤波后的中频信号。
步骤808：将该滤波后的中频信号与一第二参考信号进行混频，以产生一输出信号。
请注意，在本发明的方法中，步骤804与806的执行顺序是可以反过来的，换句话说，本发明的方法亦可以改为依序执行步骤802、806、804、808这四个步骤。
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 (7)

1.一种调谐器，包含有：
一第一混频器，用来依据一接收射频信号产生一中频信号；
一陷波滤波器，用来对该中频信号内的一镜像信号进行滤波，该陷波滤波器包括：
一电感，耦合于该陷波滤波器的一输入端与一输出端之间；
一第一电容，耦合于该输入端；
一第二电容，耦合于该输出端与该第一电容之间；以及
一电阻，耦合于该第一电容、该第二电容，以及一接地点；
一带通滤波器，用来对该中频信号进行带通滤波；以及
一第二混频单元，用来依据通过该带通滤波器的该中频信号产生一输出信号，
其中，至少一个电阻耦合到接地点。
2.一种用来处理一接收射频信号的方法，包含：
对该射频信号进行混频以产生一第一中频信号；
滤除该第一中频信号内的一镜像信号；
对该第一中频信号进行滤波产生一带通信号；以及
对该带通信号进行混频以产生一输出信号；
其中，依据一第一本地振荡信号对该射频信号进行混频以产生该第一中频信号，且该第一本地振荡信号的频率范围依据该射频信号的频率范围所决定。
3.如权利要求2所述的方法，其中该输出信号为一第二中频信号。
4.如权利要求2所述的方法，其中该输出信号包含有一同相基频信号以及一正交基频信号。
5.如权利要求2所述的方法，其中对该射频信号进行混频的步骤，还包括：
其中该第一振荡信号的频率为可变的。
6.如权利要求2所述的方法，其中对该带通信号进行混频的步骤，还包括：
依据一第二振荡信号，对该带通信号进行混频，其中该第二振荡信号的频率为固定的。
7.如权利要求2所述的方法，其中该射频信号的频率范围为50-860MHz，该第一本地振荡信号的频率范围为635-1040MHz或1270-2080MHz。
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