CN1663122A - 用于适配天线特性的、具有电可调整中心频率的调谐器输入滤波器 - Google Patents

用于适配天线特性的、具有电可调整中心频率的调谐器输入滤波器 Download PDF

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CN1663122A CN038148560A CN03814856A CN1663122A CN 1663122 A CN1663122 A CN 1663122A CN 038148560 A CN038148560 A CN 038148560A CN 03814856 A CN03814856 A CN 03814856A CN 1663122 A CN1663122 A CN 1663122A
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Abstract

一种根据向RF调谐器(40)提供RF信号接收的天线系统(24)的阻抗，来提供RF调谐器(40)的RF输入滤波器(208)的频率响应调整的系统、装置、和/或方法。优选地，动态地和/或相对于每个调谐频率进行频率响应调整。具体地讲，该系统、方法、和/或装置在RF调谐器级上提供对于由在天线输入端(30)处呈现的、非设计阻抗的天线系统阻抗(29)在RF调谐器(40)上产生的失谐效果的补偿。根据调谐频率的一或多个测定参数，利用独立的或半独立的控制电压信号，可以电子地调整RF调谐器(40)的RF输入滤波器(208，216)的频率响应。频率响应调整可以包含调整RF输入滤波器带通频率范围的中心频率或者改变RF输入滤波器的带通频率范围。本发明扩展了RF信号接收机的功能，尤其是在电子对准类型调谐器输入处使用至少一个电子可调谐RF滤波器的RF接收机的功能。

Description

用于适配天线特性的、具有电可调整中心频率的调谐器输入滤波器
该美国非临时专利申请要求以下三个在2002年4月26日提交的、共同转让的美国临时专利申请的利益和优先权：名为Tuner Input Filter WithElectronically Adjustable Center Frequency For Adapting to AntennaCharacteristic的美国临时专利申请第60/376099号；名为Tuner RF Input FilterWith Integrated Signal Boost Provision的美国临时专利申请第60/376127号；以及名为Tuner Input Filter With Electronically Adjustable Response ForAdapting to Antenna Characteristic的美国临时专利申请第60/376128号。
相关申请的交叉引用
对Michael Anthony Pugel和Kumar Ramaswamy(代理人案号PU020191)于本申请同日提交的、名为Tuner Input Filter With Electronically AdjustableResponse For Adapting to Antenna Characteristic的相关美国专利申请第10/xxx,xxx号进行交叉引用。
技术领域
本发明涉及用于诸如电视等射频信号接收机的调谐器，更具体地讲，涉及一种具有输入滤波器的射频调谐器，所述输入滤波器具有根据天线输入特性电可调整的频率特性。
背景技术
如果不是所有的话，大部分射频(RF)信号接收机，例如收音机、电视、电视信号接收机等等都包含调谐器，用来从输入到RF信号接收机的可用射频频谱中选择特定射频。该RF信号通过天线和/或电缆提供给接收机。
用于RF信号接收机的，尤其是用于电视信号接收机的调谐器RF输入电路一般基于已知的良好的75欧姆源(例如由有线电视系统提供的)来设计，以提供适当的所希望的性能。许多类型的电视天线，尤其是那些被称为“兔耳(rabbit ears)”的室内类型的天线，不能提供良好的75欧姆源。这样，电视天线(及相关缆线)可能向调谐器提供非75欧姆的、在所感关心的频带中变化的输入阻抗，并且该输入阻抗包含电阻分量与电抗部分。
输入阻抗的电抗部分将由调谐器的RF输入电路部分吸收。在大多数情况下，电阻分量将使在RF滤波器输入处的输入变换网络根据该网络的负载Q产生不正确的带宽。未知的阻抗可以使RF输入电路的中心频率偏移，从而导致滤波器中心频率的失谐。另外，由于调谐电路中不正确的阻抗，天线以及相关缆线对RF调谐器输入的影响可能会调整RF输入电路的带宽。另外，不同输入电路可能显示不同的影响，而输入电抗引起带宽、中心频率的改变，或者两者的结合。调谐器性能结果将是较低的增益、较高的噪声系数、不良的频率响应、以及不良的相临频道性能。未知的阻抗还引起其他调谐问题。
在诸如电视等RF信号接收机中，已知配备了一种采用电子对准(electronic alignment)的调谐器。这些调谐器使用允许RF调谐电压的调整范围以震荡器控制电压为中心的对准系统。基本上，这些调谐器使用压控RF滤波器来提供可调整性。当针对此类电子对准调谐器使用天线与缆线时，其效果将是调整一或多个滤波器的调谐偏离所希望的中心频率和/或其带通频率特性。可以在变化程度中以及在跨越整个输入频率范围的变化模式中看到这一“失谐”，并且还响应于天线、电缆、以及所采用的输入滤波电路的类型而进行变化。
从以上可以看出，人们需要的是一种对于在RF信号接收机的RF调谐器输入处的未知阻抗的调整方式。
另外还可从以上看出，人们需要的是一种根据通过RF天线系统对RF信号接收的影响而呈现出的阻抗来对RF信号接收机的RF调谐器输入处的频率响应进行调整的方式。
另外还可从以上看出，人们需要的是一种根据通过RF天线系统对RF信号接收的影响而呈现出的阻抗来对RF信号接收机的RF调谐器输入处的频率响应进行动态调整的方式。
发明内容
一种系统、装置、和/或方法，提供根据RF信号接收天线阻抗的、相对于所接收的RF信号的、对RF调谐器的RF输入滤波器的动态频率响应改变和/或调整。
在一种形式中，提供了一种调谐信号信道的方法，包含步骤：(a)选择待调谐的信号信道；(b)通过向信号调谐器的电子可调谐输入滤波器施加控制信号，调谐所选信号信道，所述控制信号使电子可调谐输入滤波器的中心频率对应于待调谐的信号信道的期望频率；(c)向电子可调谐输入滤波器提供相应于待调谐信号信道的初始控制信号；(d)测量调谐的信号信道的参数；(e)根据测定参数，确定是否需要调整滤波器的频率响应；以及(f)如果确定需要调整，则调整至电子可调谐输入滤波器的控制信号。频率响应改变可以是调整滤波器中心频率和/或调整滤波器带宽的形式。
附图说明
在附图中：
图1为具有并入根据本发明原理的电子可调整RF输入滤波器的示范性RF调谐系统的、实现为电视信号接收机的RF信号接收机的简化方框图；
图2为具有并入根据本发明原理的RF输入滤波器的调谐系统的、实现为电视信号接收机的示范性RF信号接收机的简化方框图，其中响应于作为天线或天线系统的结果而产生的输入阻抗，可电子调整其频率响应；
图3为使用本发明的、采用电子对准的示范性调谐器的方框图；
图4为根据本发明原理的、响应于在至RF输入滤波器的RF信号输入处存在阻抗来调整RF输入滤波器的频率响应的示范性方式的流程图；
图5为根据本发明一个方面的、示范性电子可调整RF输入滤波器的电路图；
图6为根据本发明一个方面的、另一示范性电子可调整RF输入滤波器的电路图；
图7为根据本发明一个方面的、并入了升压控制电压定标电路的图5中的示范性电子可调整RF输入滤波器的电路图；
图8为根据本发明一个方面的、并入了升压控制电压定标电路的、图6的示范性电子可调整RF输入滤波器的电路图；
图9为根据本发明原理的、响应于在至RF输入滤波器的RF信号输入处存在阻抗来调整RF输入滤波器的频率响应的另一示范性方式的流程图。
在这些附图中，相应的标号表示相应的部件。
具体实施方式
现在参照图1，显示了与本发明有关的RF信号接收机20的方框图。优选地但不是必须地，RF信号接收机20为下述类型：接受用户向未知阻抗的天线的连接以进行RF信号接收，而不是使用固定的已知阻抗的天线。RF信号接收机20可以是，并且因此代表了例如电视、收音机、VCR、电视信号接收机、蜂窝式电话、无线局域网等等任何类型的RF信号接收机，用户可以向该RF信号接收机附接天线并且一般为外部天线以便接收RF信号。在以下对本发明示范性实施方式的描述中，将电视接收机描述为适合于结合本发明原理的系统的代表性示例。然而，此处在电视接收机的上下文环境下讨论的原理适用于任何形式的RF信号接收机。更具体地讲，在以下对本发明的描述中，RF信号接收机将被描述为电视或接收一般为电视频道(即不同频率的电视信号)形式的电视信号的电视信号接收机(TSR)。然而应该理解，本发明可以用于包含但不限于上述信号接收机类型的所有类型的RF信号接收机，其选择各种类型的信号信道，该信号信道包含但不限于电视频道、射频信道、无线网络连接信道、蜂窝式电话信道等等。
电视20包含第一信号输入端30，用来适配为和/或被配置为连接到天线系统24。天线系统24包含天线26与相关缆线28。缆线28附接到天线26与天线输入端30，以向电视20提供由天线26接收的电视信号21。天线22可以是适用于、被配置为和/或用于接收电视信号的任何类型，并且可是室内或室外天线。室内天线的例子可以是称为“兔耳”类型的天线。在任何情况下，天线系统24接收通过空中传送或广播的电视信号21。另外，天线26可以用于模拟和/或数字电视信号。天线系统24提供未知阻抗Z(由方框29表示)，包含未知电阻分量和/或电抗部分。这样向天线输入30呈现阻抗29。所述来自天线的阻抗可能与标称75欧姆有偏差，并且可能对于由调谐器接收的每个频道在某些方面是不同的。
电视20还包含第二信号输入38，其用于适配和/或配置为连接到有线电视(CATV)系统32。CATV系统32包含提供多个电视信号的CATV供应商或转发器34与缆线36。缆线36将CATV 34连接到第二输入38。CATV系统32提供已知或标称阻抗，一般为75欧姆。根据本发明的原理，调谐系统22，尤其是RF调谐器40是基于由CATV系统32及其缆线所提供的已知的良好的75欧姆源而设计的。应该理解电视20可能有更多的电视信号输入。
第一(天线)输入端30与第二(CATV)输入端38连接到输入选择器48。输入选择器48一般称为RF开关，其被适配和/或被配置用来选择天线输入端30或CATV输入端38(或者电视可能具有的、任何其他电视信号输入)。然后，电视20提供所选择输入的电视频道。可替换地，另一实施方式可能不包含该输入选择器，而是只允许电缆或天线中的一个连接。根据是天线还是电缆连接到该公用输入，通过用户控制相应地对调谐器重新编程。
如果选择天线输入端30，则输入阻抗29被呈现给电视，更具体地讲，呈现给电视的调谐系统22。如此处所指出的，此类阻抗偏离标称值，并且因此改变调谐系统22的频率响应，从而改变其调谐性能。
RF信号接收机20包含RF信号调谐系统(调谐系统)，以22概括表示，其被适配和/或被配置用来接收不同频率的多个电视(TV)信号，并且从中选择或调谐特定TV频率或频道。调谐系统22包含调谐器40，其被适配和/或被配置用来响应于一般通过用户输入的对特定电视频道的选择而调谐至特定电视频道。为此目的，电视信号接收机20包含频道选择电路/逻辑44，其被适配和/或被配置用来接收频道选择请求，并向调谐器40提供必要信号以使调谐器40调谐至所选频道。
调谐系统22还包含信号处理电路/逻辑46，其接收来自调谐器40的调谐的电视信号。如现有技术公知的，信号处理电路/逻辑46提供对于调谐的电视信号的信号处理，以便最终显示电视频道的视频部分并且再现其音频部分。另外，根据本发明的原理并如下进一步所述，信号处理电路/逻辑46提供控制信号至调谐系统22的调谐控制电路/逻辑42。根据本发明的原理，调谐控制电路/逻辑42提供一或多个电压信号至调谐器40的一或多个可调谐部件，以调整其频率响应。
具体地讲，调谐系统22被适配和/或被配置用来根据天线系统24的阻抗29，提供调谐器40的频率响应调整。优选地，动态地和/或相对每个所调谐的频率(频道)进行该频率响应调整。具体地讲，针对由呈现于天线输入端30处的天线系统24的阻抗29在调谐器40上产生的失谐效果，在调谐器40处提供补偿。基于正在调谐的频道的一或多个测定参数，使用独立或半独立的控制电压信号，可电子地调整调谐器40的频率响应。频率响应调整可以包含对中心频率、带通频率范围的调整和/或改变调谐器的带通频率范围。
参照图2，其中显示了示范性电视信号接收机(电视)20或另一根据本发明的电视信号接收机的更详细的方框图。图2的电视20以与结合图1的实施方式所描述的基本类似的方式运行。然而，图2的实施方式提供了实现本发明的另一种方式。
在该实施方式中，优选地但不是必须地，调谐器40是采用电子对准的调谐器类型。调谐器40包含可调谐滤波器，例如电子可调谐或可调整滤波器16，其利用诸如控制电压信号等控制信号，以便改变滤波器或其滤波特性(即，其频率响应，例如通频带信号范围或带通频率范围和/或带通频率范围的中心频率)。调谐器40的可调谐滤波器为输入滤波器，即其位于调谐器40的输入。该可调谐滤波器接收来自可以是数模转换器(DAC)的控制电压生成器58的控制电压。调谐器40的可调谐滤波器可根据输入阻抗29调谐其通频带频率范围(带通频率范围)。具体地讲，调谐器40的输入调谐滤波器的频率响应可响应于阻抗29而进行调整。由此，可以调整该可调谐滤波器的通频带频率范围和/或中心频率。根据本发明的原理，可调谐滤波器的通频带频率范围和/或中心频率是针对电视频道的。在一种形式中，对于每个电视频道(即每次调谐电视频道时都进行)，动态地调整通频带频率范围和/或中心频率。
电视20包含处理器50，其提供对电视各种部件的处理和/或操作。处理器50执行程序指令52，以提供此处描述的功能和/或特征。电视20还可以包含现有技术中公知的用来存储值、偏好等等的存储器54。处理器50向频道选择电路/逻辑44、信号处理电路/逻辑46、以及控制电压生成器58提供控制。根据本发明，控制电压生成器58提供必须的控制电压给调谐器40(包含其可调谐滤波器)用于运行。在以上示范性实施方式中，调谐过程用于用户选择频道。然后，频道信息被发送到锁相环路(PLL)以合成正确或恰当的LO，其随后生成调谐电压，该调谐电压可直接或间接用于RF滤波器。然后，可以直接、间接、或独立于PLL LO调谐电压地创建用于滤波器的RF电压。
是否开始调整调谐器40的输入滤波器的确定一部分是通过测量电路/逻辑56来完成的。测量电路/逻辑56接收来自调谐器40的调谐频道，并且对其进行一或多个信号测量，信号测量的种类由电视信号是模拟信号还是数字信号来确定。虽然可以使用其他度量，但是自动增益控制(AGC)信号可以用于模拟信号，而AGC和/或信号质量可以用于数字信号。
现在参照图3，其中显示根据本发明原理并入了可调谐输入滤波器、采用电子对准的示范性调谐器40的方框图。调谐器40用来接收几个频带的RF电视信号，例如VHF(更具体地讲，两个VHF频带，频带1与频带2)与UHF电视信号，并且根据所选择的电视频道，提供IF(中频)电视频道信号。
从提供来自有线系统34或天线系统24的电视信号(频道)的输入选择器48接收RF信号。所接收的电视频道由U/V(UHF/VHF)分隔器202接收，U/V分隔器202用来分离UHF频带与VHF频带。当所选择的频道为VHF频带电视信号时，U/V分隔器202接收控制信号BSV(频带选择VHF)。控制信号BSV由此处显示为由锁相环路(PLL)IC的附加功能的集成电路222生成。控制信号BSV为响应于频道选择信号由PLL 222生成的电压。这可以在处理器50的控制之下进行。
调谐器40具有UHF处理部分204、VHF处理部分206、混合器/震荡器部分214、PLL 222、以及可以提供压控生成器(58)功能的数模转换器(DAC)224。UHF处理部分204用来响应于频道选择而调谐特定UHF频道(特定电视信号)。VHF处理部分206用来响应于频道选择而调谐特定VHF频带(此处为两个VHF频带之一)内的特定VHF频道(特定电视信号)。
UHF处理部分204包含单调谐(ST)输入滤波器208作为根据本发明的可调整或可调谐输入滤波器，其连接到U/V分隔器202以接收U/V分隔器202的输出。具体地讲，由可调谐输入滤波器208从U/V分隔器202接收UHF信号。根据设计的参数，可调谐输入滤波器208在特定电压范围内，具体为连续模拟电压上运行。可调谐输入滤波器208接收标记为ST的控制电压信号，其允许根据本发明调整可调谐输入滤波器208的频率响应。DAC 224可以使用LO调谐电压来产生用于可调谐输入滤波器的控制电压，其具有或不具有存储的偏置信号(针对本机震荡器(LO)的半独立控制电压信号)，或者控制电压ST可以由独立于本机震荡器(LO)的电压生成器响应于频道选择信号而提供给可调谐输入滤波器208。电压信号ST允许单调谐输入滤波器208调谐所选择的频道，并且允许调整其频率响应。
可调谐输入滤波器208的输出提供给RF放大器(amp)210。RF放大器210用来根据由电视信号接收机产生的RF AGC(自动增益控制)信号放大来自可调谐输入滤波器208的RF UHF信号。RF放大器210还用来接收由PLL 222产生并来自该PLL 222的UHF频带选择信号(BSU)。UHF频带选择信号BSU由PLL 222响应于频道选择信号而产生。频带选择信号BSU实质上是对于RF放大器210的开/关信号。
RF放大器210的输出提供给双调谐(DT)滤波器212。在本实施方式中，双调谐滤波器212在零至五(0-5)伏特的范围上运行。应该理解可以采用其他技术，例如采用与LO调谐电压类似的、和更直接地从LO调谐电压中导出的电压的可变电抗(例如电压可变电抗或变容二极管)滤波器技术。具体地讲，双调谐滤波器212在从零至五(0-5)伏特的连续模拟电压上运行。从DAC 224接收标记为PRI的零至五伏特信号。作为对频道选择信号的响应，DAC 224产生零至五伏特信号(即连续模拟0-5伏特信号)PRI。PRI电压信号允许双调谐滤波器212的第一部分调谐所选择的频道。还从DAC 224接收标记为SEC的零至五伏特信号。作为对频道选择信号的响应，DAC 224产生零至五伏特信号(即连续模拟0-5伏特信号)SEC。SEC电压信号允许双调谐滤波器212的第二部分调谐所选择的频道。
双调谐滤波器212的输出提供给以IC形式显示的混合器/震荡器214。应该理解，混合器部分与震荡器部分可以是分离的，但是显示的是组合的。具体地讲，双调谐滤波器212的输出被提供给混合器228。UHF本机震荡器(LO)226的输出连接到混合器228。UHF LO 226用来接收来自PLL 222的本机震荡器(LO)调谐电压信号，并且生成调谐的本机震荡器信号。LO调谐电压信号由PLL 222响应于频道选择信号而生成。LO调谐电压信号为从零至三十(0-30)伏特的模拟电压信号。UHF LO 226还以LO驱动信号的形式向PLL 222提供反馈。
UHF混合器228组合或混合来自UHF LO 226的调谐的UHF本机震荡器信号与双调谐滤波器212的输出信号(所选择频道)。混合器228的输出被提供给双调谐中频(IF)滤波器234。双调谐IF滤波器234将其输出提供给IF放大器(amp)236。然后，来自IF放大器236的放大的IF信号(所选择电视频道)被提供给测量电路/逻辑56。
VHF处理部分206包含单调谐(ST)输入滤波器216作为根据本发明的可调整或可调谐输入滤波器，其连接到U/V分隔器202以接收U/V分隔器202的输出。具体地讲，由可调谐输入滤波器216从U/V分隔器202接收VHF信号。根据设计参数，可调谐输入滤波器216在特定电压范围内，具体为连续模拟电压上运行。可调谐输入滤波器216接收标记为ST的控制电压信号，其允许根据本发明调整可调谐输入滤波器216的频率响应。DAC 224可以使用LO调谐电压来产生用于可调谐输入滤波器216的控制电压，其具有或不具有存储的偏置信号或电压(针对本机震荡器(LO)的半独立控制电压信号)，或者提供给可调谐输入滤波器216的控制电压(ST)可以由独立于LO的电压生成器响应于频道选择信号而提供。电压信号ST允许单调谐输入滤波器216调谐所选择的频道，并且允许调整其频率响应。
另外，可调谐输入滤波器216用来接收由PLL 222产生并因此来自该PLL222的频带选择信号(BS 1/2)。频带选择信号(BS 1/2)选择两个VHF频带之一。具体地讲，频带选择信号(BS 1/2)是从频道选择信号导出的开/关电压信号。
可调谐输入滤波器216的输出提供给RF放大器(amp)218。RF放大器218用来根据由电视信号接收机产生的RF AGC(自动增益控制)信号放大来自可调谐输入滤波器216的RF VHF信号。RF放大器218还用来接收由PLL 222产生并来自其的VHF频带选择信号(BSV)。VHF频带选择信号BSV由PLL作为对频道选择信号的响应而产生。频带选择信号BSV实质上是对于RF放大器218的开/关信号。
RF放大器218的输出被提供给双调谐(DT)滤波器220。双调谐滤波器220在零至五(0-5)伏特范围上运行。具体地讲，双调谐滤波器220在从零至五(0-5)伏特的连续模拟范围上运行。从DAC 224接收标记为PRI的零至五伏特信号。作为对频道选择信号的响应，DAC 224产生零至五伏特信号(即连续模拟0-5伏特信号)PRI。PRI电压信号允许双调谐滤波器220的第一部分调谐所选择的频道。还从DAC 224接收标记为SEC的零至五伏特信号。作为对频道选择信号的响应，DAC 224产生零至五伏特信号(即连续模拟0-5伏特信号)SEC。SEC电压信号允许双调谐滤波器220的第二部分调谐所选择的频道。
另外，双调谐滤波器220用来接收由PLL 222产生并因此来自该PLL 222的频带选择信号(BS 1/2)。频带选择信号(BS 1/2)选择两个VHF频带之一。具体地讲，频带选择信号(BS 1/2)是从频道选择信号导出的开关电压信号。该频带选择信号(BS 1/2)与提供给单调谐滤波器216的相同。
双调谐滤波器220的输出提供给以IC形式显示的混合器/震荡器214。应该理解混合器部分与震荡器部分可以是分离的，但是显示的是组合的。具体地讲，双调谐滤波器220的输出提供给混合器232。VHF本机震荡器(LO)230的输出连接到混合器232。VHF LO 230用来接收来自PLL 222的本机震荡器(LO)调谐电压信号，并且生成调谐的本机震荡器信号。LO调谐电压信号由PLL响应于频道选择信号而生成。LO调谐电压信号为从零至三十(0-30)伏特的模拟电压信号。VHF LO 230还以LO驱动信号的形式向PLL 222提供反馈。
VHF混合器232组合或混合来自VHF LO 230的调谐VHF本机震荡器信号与双调谐滤波器220的输出信号(所选择频道)。混合器232的输出被提供给双调谐中频(IF)滤波器234。双调谐IF滤波器234将其输出提供给IF放大器(amp)236。然后，来自IF放大器236的放大的IF信号(所选择频道)被提供给测量电路/逻辑56。
除其他功能之外，测量电路/逻辑56还用来确定各个可调谐输入滤波器的调谐。测量电路/逻辑56包含宽带检测器238，其用来确定在围绕正在调谐的电视频道特定频率的较宽频率范围内的电视信号的参数(例如AGC、信号强度等等)。此时，所接收的信号可能包含几个电视频道。这有助于确定正在接收的信号实际是应当响应于频道选择而调谐的电视频道的频率，还是正在调谐的临近电视频道的频率。如针对本发明的操作方法所讨论的，电视20确定正在通过天线系统24接收的所有电视频道。
一旦完成宽带检测238，就将电视信号提供给放大器(amp)240。此后，将放大的电视信号提供给SAW滤波器242。SAW滤波器242尝试将电视信号限定到单一电视频道，并且拒绝临近的的不希望的信号。此后，将电视信号提供给窄带检测器244。窄带检测器244用来确定在围绕正在调谐的电视频道特定频率的较窄频率范围内的电视信号的参数(例如AGC、信号强度等等)。这有助于试图确定可调谐输入滤波器是否已经被最优地调谐以便接收所选择的电视频道。此后，提供电视信号用于进一步的处理。
一般地但不是必要地，由具有电子对准系统的电视信号接收机响应于用户输入而产生频道选择信号。频道选择信号被提供给DAC 224与PLL 222。虽然可以设想提供频道选择信号的其他方式，但是显示的是电子对准系统200利用I2C(或IIC)配置/协议。这样，显示I2C时钟线与I2C数据线连接到DAC 224与PLL 222。DAC 224与PLL 222两者都产生在从零(0)至某最大电压的范围内连续变化的模拟电压信号，所述最大电压对于DAC 224为五(5)伏特，而对于PLL 222为三十(30)伏特。
概括而言，电视20包含电子可调谐输入滤波器(例如208、216)作为调谐器的一部分。可调谐输入滤波器可经由施加到其上的控制电压来调谐带通频率范围。通过改变施加到滤波器60上的控制电压来控制滤波器60的频率范围与中心频率。作为对此处提供的、所接收的电视信号的一或多个性能测量的响应，生成控制电压。根据本发明的原理，这在调谐器40处提供了对于在调谐器40的设计时未考虑的、偏离标称阻抗29的效果的补偿。
根据本发明的原理，调谐器40在处理器50的控制下，可以调谐至一或多个特定电视频道。调谐器40的输出耦合至测量电路/逻辑56。测量电路/逻辑56被配置和/或适配用来获得一或多个调谐的电视频道的性能测量(度量)，以确定是否需要对可调谐输入滤波器进行中心频率的调整、或频率频带、或范围(带通范围)形式的可调谐输入滤波器频率响应调整。依赖于电视信号为模拟的还是数字的以及其他方面，测量电路/逻辑56可以查看RF AGC(自动增益控制)度量、信号质量、或者其他方面。向处理器50提供一或多个度量以进行分析。
处理器50由在诸如ROM等存储器中存储的程序指令控制，以提供此处描述的功能。处理器50获得信号度量，并且确定是否希望提高信号质量。如果确定不需要提高信号质量，则使用先前存储在存储器54中的控制电压数据，以允许控制电压生成器58提供希望的控制电压到可调谐输入滤波器。该控制电压数据是对于为75欧姆CATV输入而设计(或者其他“为其设计”的信号输入系统)的调谐器62的“标称”数据。
如果确定需要提高信号质量，则处理器50使控制电压生成器58调整提供给可调谐输入滤波器的控制电压。这改变了其滤波器频率范围和/或其中心频率。此后，进行一或多个新的测量。优选地，进行控制电压调整以提供可调谐滤波器60的中心频率增量以及可调谐滤波器的中心频率或频率范围减少量(每一个都相对于针对75欧姆CATV输入的标称频率)，此后，每次都进行一或多个测量。保持较优的控制电压。重复该过程，直至获得适当的信号质量、该控制位于预定极限、或者不能获得进一步的改进。
一旦完成调整，则在存储器54中存储该新控制电压值。所述程序指令还允许对于各种原因的重新调整。应该理解附图中显示并且在上面描述的方框不一定是分离的部件、电路等等，而是表示电视20的功能。某些方框可能表示电视的实际部件。
现在参照图4，其中显示了根据本发明原理的、用60概括表示的、提供对于在RF调谐器输入处阻抗的补偿的示范性方式的流程图，具体地讲，为电子可调整RF输入滤波器的频率响应的电子调整的流程图。应该理解虽然所描述的方法有关于电视信号接收机(例如电视)中的调谐器，但是本发明可以用于任何其他类型的RF信号接收机。所述补偿可以是调整可调谐输入滤波器的中心频率或者调整可调谐输入滤波器的带通频率范围。
在方框(步骤)62，选择天线电视信号输入。此后，在方框64，选择特定电视频道。然后在方框66，电视调谐至所选电视频道。在调谐到所选电视频道之后，在方框68，测量调谐电视频道的参数。在方框70，根据调谐电视频道的测定参数，确定调谐电视频道的信号质量。
在方框72，调整可调谐输入滤波器的频率响应。此后，在方框74，重复所述测量、确定、以及调整，直至达到正在调谐的电视频道的最佳信号质量。与对于特定电视频道的正常频率相比，可调谐输入滤波器的调整可以使得其频率响应具有与由天线阻抗偏移的、正在调谐的电视频道的频率相对应的中心频率。与对于特定电视频道的正常频率相比，可调谐输入滤波器的调整可以使得其频率响应具有包含由天线阻抗偏移的、正在调谐的电视频道的频率的带通频率范围。
现在参照图5，其中显示了用100概括表示的、可以用做图3的电子对准调谐器40的单调谐滤波器208或216的示范性可调谐输入滤波器。可调谐输入滤波器100允许其输入变换器110为可变的。可调谐输入滤波器100具有与天线输入(“来自天线”)以及滤波器的输出(通过变容二极管106与放大器(场效应晶体管)108)并联提供的第一变容二极管102。放大器108提供AGC，并且其输出连接到射频(RF)双调谐(DT)滤波器。与天线和滤波器输出串联地提供第二变容二极管104。配备必要的各种电容器与电阻器。该配置允许调整其变换比例。向变容二极管102与104提供相同的控制电压(调谐电压1)。因此，对于两个变容二极管该控制电压是公用的，但是最好该控制电压独立于本机震荡器电压。
在图6中，显示了与图5的可调谐输入滤波器100具有相同电路元件与结构的可调谐输入滤波器100。然而，在图6的可调谐输入滤波器100中，可以向每个变容二极管提供分离的控制电压。具体地讲，将调谐电压1作为控制电压提供给串联可变电抗104，而将调谐电压2作为分离的控制电压提供给并联可变电抗102。这种情况允许根据控制电压对每个可变电抗的电容进行连续可变调整，这转而允许调整滤波器的变换率与调谐频率两者。
应该理解，应当适当地选择变容二极管的电容值以正常运行。一个标准是电容值应该相互不同。另外，为了允许有效的调整范围，每个二极管必须具有超出标称运行范围的某些过量调整范围。
以上示范性可调谐输入滤波器用于在调谐所述可调谐滤波器是其中的一部分的调谐器时，通过对其的调整来提供性能改进，特别是在选择了无线接收(天线)时。具体地讲，图5与6的滤波器提供可调整频率范围(频率响应)以补偿作为调谐器上的无线天线阻抗的结果的偏移或“失谐”。
现在参照图7，其中显示了用100a概括表示的、可用做图3的电子对准调谐器40的单调谐滤波器208或216的示范性可调谐输入滤波器。除了升压控制电压定标电路112，滤波器100a的结构与图5的滤波器100的结构相同。在调谐电压1与并联变容二极管102a之间配备升压控制电压定标电路112。向如果需要时提供升压控制信号的升压控制电压定标电路112提供升压控制信号输入。
如果升压控制电压定标电路112由升压控制信号启动，则并联控制电压(调谐电压1)通过升压电压定标电路112，该升压电压定标电路112将该电压向下定标(固定增量)。现在变容二极管102a的电容较大，并且允许减少变换率，从而增加负载Q并且减少带宽。该带宽的一般公式将两个电容器的比例相联系作为带宽。带宽与(C102与C104)和的平方除以C104的平方成比例。在这种情况下，滤波器100a提供已知的带宽增加，而不是图5的滤波器100的可调整增加。
在图8中，滤波器100a以与图6的滤波器类似的方式使用两个控制电压，调谐电压1与调谐电压2。在这种结构中，切换带宽大于图7的滤波器的带宽。
虽然以上图5-8的滤波器可以不用于具有电子对准的调谐器，但是在具有电子对准或调整的调谐器中使用此类滤波器可以改变至一或两个二极管(依赖于使用哪种滤波器)的控制电压，从而以实际上更宽的带宽重新设定频率响应的中心(或者改变带宽，并且一起改变其频率响应)。再次地，二极管的电容值必须适当，以便正常运行，但是需要相互不同。为了允许有效的调整范围，每个二极管必须具有超出标称运行范围的某些过量调整范围。
现在参照图9，其中显示了根据本发明原理的、用150概括表示的、提供对于在RF调谐器输入处阻抗的补偿的另一示范性方式的流程图，具体地讲，是电子可调整RF输入滤波器的频率响应的电子调整的流程图。此类频率响应调整可以是对于相对于正在调谐的电视频道的、或者相对于包含正在调谐的电视频道的带宽的中心频率。一开始就应该理解虽然所描述的方法有关于电视信号接收机(例如电视)中的调谐器，但是本发明可以用于任何其他类型的RF信号接收机。
在方框(步骤)152，打开电视并且启动自动搜索过程。因为电视一般只连接到天线与有线系统中的一个，而不是同时连接到两者，所以一般只在电视的初始设置期间执行自动搜索过程。然而，在电视与电源断开连接一段时间(或者断电)的情况下，可以再次启动自动搜索过程。一旦启动自动搜索过程，则自动搜索过程在方框154中评定电视正在通过有线电视(CATV)系统(即电缆)还是通过天线从空中(即无线)接收电视频道(信号)。虽然该评定可以以各种方式进行，但是一种此类方式为挑选电视信号(天线或电缆)输入，尝试调谐至一或多个特定电视频道，并且确定是否存在有效的电视信号。如果所选电视信号输入不产生任何有效的电视信号，则选择另一电视信号输入，更新搜索和确定方案。作为可替换的过程，电视可以提示用户选择正在使用CATV系统还是天线作为电视信号源。
如果电视(或者用户，依情况而定)确定正在使用电缆作为电视信号输入，则在方框156，对于目标电子可调整RF滤波器使用出厂默认设置(例如控制电压)。如上所述，对于电子可调整RF滤波器的设置基于良好的75欧姆CATV有线系统。如果电视(或者用户，依情况而定)确定正在使用天线(无线)作为电视信号输入，则方法150进行到方框158。
在方框158，在频道列表中记录或存储所找到的电视频道。另外，对于每个电视频道存储基于诸如AGC设置和/或信号质量等信号电平参数的适当的信号电平(依赖于电视信号为模拟的、NTSC，或数字的、ATSC)。然后在方框160，以无线(天线)模式调谐电视频道。根据一般由用户进行的选择，选择电视频道。在方框162，评定所调谐的电视频道的信号电平。该评定是通过测量信号的参数来进行的。信号参数对于模拟信号可以是其相应的AGC值，对于数字信号可以是信号质量。存储该值(或该多个值)以用于参考。另外，根据频道列表，识别临近所选定并调谐的电视频道的电视频道。也存储或反映这些频道的参数值。
当用户选择希望的频道时，首先检索所希望的频道的信息，包括与上述对信号参数的评定有关的信息。电视中的处理器还进行查看以确定在希望的信号附近的其他信号是否可以得到。这样做的方法可能涉及多个键值参数，其例如依赖于调谐器的设计，但是一种方法可以涉及只查找存在的临近或次临近的频道。不论哪种情况，随后使用这些评定，以通过提供某些对算法中出现误差的指示来帮助输入滤波器的“调谐”。在特定实例中，“重新调谐”可以在开始时将输入滤波器的中心置于临近频道上，并且根据各种信号电平可以提供由于存在临近信道而具有误差的、所希望的信号评定的读取。通过这种方式，存储对每个所接收信号的信号评定可以有助于改进希望的信号的调谐。
然后在方框164，调整该输入滤波器以获得更好的信号。这通过改变至滤波器的电压控制信号，和/或通过提供升压控制信号来实现。该电压控制信号调整输入滤波器的频率响应。频率响应的改变根据情况向上或向下影响通频带频率的中心频率和/或带通频率范围。此后，在方框166，相对调谐电视频道，再次测量窄带AGC(NBAGC)、宽带AGC(WBAGC)和/或信号质量(信号参数值)，并对他们进行评定或与先前存储的值(信号参数值)相比较。
优选地，必须进行对窄带与宽带参数值的分析，以确保不会将临近频道的能量错误地当作来自正在调谐的频道。这样，针对于确认哪些电视频道可用并且临近正在调谐的电视频道，分析宽带与窄带值。
如方框168中所示，在向上与向下两个位置上重复调整过程，直至信号参数值指示达到了对于调谐频道的最优条件或者满足了调整范围条件。此后，存储新的滤波器设置。在一种实施方式中，使用DAC(数模转换器)来提供控制电压至该输入滤波器，并且使用EEPROM来存储这些设置。每个频道可能具有其自身的电压值。
如果控制电压信号为半独立于本机震荡器，则控制电压值可以存储成到标称电压控制值的偏移，并且在必要时应用该偏移。如果控制电压信号为独立于本机震荡器，则可以存储控制电压值并适当地提供给控制电压生成器。
通过允许接收机对存在位于天线输入处的未预料阻抗进行响应而调整输入滤波器中心频率，本发明扩展了RF接收机的功能，尤其是在滤波器输入处使用至少一个电子可调谐RF滤波器的RF接收机的功能。在一种形式中，本发明利用用于确定必要调整的算法，该算法从诸如AGC系统、接收机中下游的数字信号电平计(部分依赖于RF信号为模拟的还是数字的)等等来源获得其输入。调整可以是频率响应修改的形式，例如调整中心频率和/或通频带频率范围。
概要的说，本发明利用了根据由所用天线与电缆呈现的实际输入阻抗、现场动态调整RF输入滤波器的能力。该RF输入滤波器标称设计为以75欧姆的输入进行工作。这是默认设置，并且它也是用于有线(CATV)接收的设置。然而，如果选择无线接收(天线)作为RF信号输入，则通过根据所用天线调整输入滤波器，可能获得性能改进。在这种情况下，当首次调谐时，仍然为标称条件设置调谐器。确定RF AGC的性能测量，并且确定信号质量。如果来自这些测量的指示显示希望得到改进，则在离开标称值的每个方向(频率向上或向下)上调整输入滤波器控制电压，并且监视改进。一旦完成调整，则将新的控制电压值存储在分离的存储器地址，以备将来频道选择的检索。在使用不同天线或配置的情况下，还允许重新调整。
通过测试已经确定：调整范围不需要非常大，并且可以被人为限定，以防止“陷阱”(trapping)情况。监视系统包含确定信号环境，以检测临近频道的存在，以便防止对错误信号进行优化。另外，虽然此处将使用AGC值表示为优选的移动检测方法，但是应该理解可以使用其他的度量，例如信号质量(数字信号)、图像声音比等等。
虽然描述本发明具有优选的设计，但是在本发明的精神与范围内可以进一步改进本发明。因此本申请意在涵盖使用本发明的一般原理对本发明的所有变化、使用、修改。另外，本申请意在涵盖与本说明不同但是在本发明所述领域中为公知公用的偏离，并且这些偏离落入权利要求范围内。

Claims (24)

1.一种调谐信号信道的方法(60，150)，包含：
(a)选择待调谐的信号信道(64，160)；
(b)通过向信号调谐器的电子可调谐输入滤波器施加控制信号，调谐所选信号信道，所述控制信号使电子可调谐输入滤波器的中心频率对应于待调谐的信号信道的期望频率(66，160)；
(c)监视调谐的信号信道的性能测量(68，70，162)；
(d)调整控制信号以改变电子可调谐输入滤波器的频率响应(72，164)；
(e)通过向电子可调谐输入滤波器施加调整后的控制信号，重新调谐所选信号信道(74，168)；以及
(f)重复步骤(c)至(e)，直至电子可调谐输入滤波器具有一个包含与所接收的、所选信号信道的频率相对应的中心频率的带通频率响应(74，168)。
2.根据权利要求1所述的方法(60，150)，其中控制信号包含控制电压，并且该方法还包含以下步骤：
(g)存储调整后的控制电压，以便在每次随后调谐所选信号信道时，将该调整后的控制电压施加到电子可调谐输入滤波器(170)。
3.根据权利要求1所述的方法(60，150)，其中监视调谐的信号信道的性能测量包含：测量调谐的信道的参数(68，70，162)。
4.根据权利要求3所述的方法(60，150)，其中信号信道包含电视频道，并且其中测量调谐的电视频道的参数包含：在模拟电视频道的情况下，测量AGC，否则在数字电视频道的情况下，测量信号质量和/或AGC(68，70，162)。
5.根据权利要求4所述的方法(60，150)，其中测量AGC包含：测量主要响应于希望的频道的窄带AGC以及测量响应于希望的频道与临近的不希望的信号两者的宽带AGC(166)。
6.根据权利要求1所述的方法(60，150)，其中步骤(c)至(e)被重复预定的次数，并且当重复(c)时，首先调整控制信号，以便对于预定的增量，提供对电子可调谐输入滤波器的中心频率的增加或减少之一，然后提供对电子可调谐输入滤波器的中心频率的增加或减少中的另一个(168)。
7.根据权利要求1所述的方法(60，150)，其中选择待调谐的信号信道的步骤包含：
选择在通过无线接收天线接收的信号中包含的信号信道(62、154)。
8.根据权利要求1所述的方法(60，150)，还包含：
从对可用信道的编程搜索，获得潜在干扰信道的信息(158)；以及
使用所获得的潜在干扰信道的信息来为最佳接收调整控制信号。
9.根据权利要求1所述的方法(60，150)，其中监视性能测量包含：利用第一检测器与第二检测器(166)。
10.根据权利要求9所述的方法(60，150)，其中第一检测器为窄带检测器，而第二检测器为宽带检测器(166)。
11.根据权利要求1所述的方法(60，150)，其中信号调谐器利用基于本机震荡器的电子对准，并且控制信号包含独立于本机震荡器而生成的控制电压(166)。
12.根据权利要求1所述的方法(60，150)，其中信号调谐器利用基于本机震荡器的电子对准，并且控制信号包含响应于本机震荡器以及所存储的偏移而生成的控制电压。
13.一种调谐信号信道的系统(22)，包含：
处理器(50)，用来执行程序指令；
耦合至所述处理器并且具有电子可调谐输入滤波器(208)的信号信道调谐器(40)；
耦合至所述处理器与所述电子可调整输入滤波器的控制信号生成器(58)；
耦合至所述处理器与所述信号信道调谐器的输出的测量电路/逻辑(56)；以及
耦合至所述处理器并且包含多个程序指令(52)的存储器，所述程序指令在被所述处理器执行时，使得信号信道调谐系统：
(a)选择将由所述信道调谐器调谐的信号信道(64，160)；
(b)通过向电子可调谐输入滤波器施加由所述控制信号生成器提供的控制信号，调谐所选信号信道，所述控制信号使电子可调谐输入滤波器的中心频率对应于待调谐的信号信道的期望频率(66，160)；
(c)监视由所述测量电路/逻辑获得的调谐信号信道的性能测量(68，70，162)；
(d)调整由所述控制信号生成器提供的控制信号，以改变电子可调谐输入滤波器的频率响应(72，164)；
(e)通过向电子可调谐输入滤波器施加调整后的控制信号，重新调谐所选信号信道(74，168)；以及
(f)重复步骤(c)至(e)，直至电子可调谐输入滤波器具有包含一个相应于所接收的、所选信号信道的频率的中心频率的带通频率响应(74，168)。
14.根据权利要求13所述的系统(22)，其中所述存储器还包含另外的程序指令(52)，这些指令在被所述处理器执行时，进一步使该信号信道调谐系统：
在所述存储器中存储调整后的控制信号，以便在每次随后调谐所选信号信道时将该调整后的控制信号施加到电子可调谐输入滤波器(170)。
15.根据权利要求13所述的系统(22)，其中监视调谐信号信道的性能测量包含：通过所述测量电路/逻辑测量调谐信号信道的参数(68，70，162)。
16.根据权利要求15所述的系统(22)，其中信号信道包含电视频道，并且其中通过所述测量电路/逻辑测量调谐信号信道的参数包含：在模拟电视频道的情况下，测量AGC，否则在数字电视频道的情况下，测量信号质量和/或AGC(68，70，162)。
17.根据权利要求16所述的系统(22)，其中测量AGC包含：测量主要响应于希望的频道的窄带AGC以及测量响应于希望的频道与临近的不希望信号两者的宽带AGC(166)。
18.根据权利要求13所述的系统(22)，其中步骤(c)至(e)被重复预定的次数，并且当重复(c)时，首先调整控制信号，以便对于预定的增量，提供对电子可调谐输入滤波器的中心频率的增加或减少之一，然后提供对电子可调谐输入滤波器的中心频率的增加或减少中的另一个(168)。
19.根据权利要求13所述的系统(22)，其中所述存储器还包含另外的程序指令，这些指令在被所述处理器执行时，进一步使该信号信道调谐系统：
最初选择连接到无线接收天线接收的信号输入(62、154)。
20.根据权利要求13所述的系统(22)，其中所述存储器还包含另外的程序指令，这些指令在被所述处理器执行时，进一步使信号信道调谐系统：
从对可用信道的编程搜索，获得潜在干扰信道的信息(158)；以及
使用所获得的潜在干扰信道的信息来为最佳接收调整控制信号。
21.根据权利要求13所述的系统(22)，其中监视性能测量包含：利用第一检测器与第二检测器(166)。
22.根据权利要求21所述的系统(22)，其中第一检测器为窄带检测器，而第二检测器为宽带检测器(166)。
23.根据权利要求13所述的系统(22)，其中所述信号调谐器包含基于本机震荡器的电子对准电视信号调谐器，其中控制信号包括控制电压，并且所述控制信号生成器生成独立于本机震荡器的控制电压(166)。
24.根据权利要求13所述的系统(22)，其中所述信号调谐器包含基于本机震荡器的电子对准电视信号调谐器，其中控制信号包括控制电压，所述控制信号生成器响应于本机震荡器以及所存储的偏移生成控制电压。
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