CN1739245A - 具有频带变换的集成交叉点切换器 - Google Patents

Abstract

预定频带里的多种输入信号源中的每种被应用于块变频器。每个块变频器将输入信号频率转换到多个预定频带中的一个上。交叉点切换器被配置成能将所述多个预定频带之一上的所述频率转换的输入信号路由到多个可用的频带变换装置中的任何一个上。所述频带变换装置中的每个被配置成能进行频率转换，将所述信号从第一预定频带转换到第二预定频带。来自于一个或多个频带变换装置的输出信号可以被合并为复合信号。

Description

具有频带变换的集成交叉点切换器

技术领域

本发明涉及电信号处理。更具体地，本发明涉及射频(RF)信号分配和频率转换。

背景技术

通信系统被设计成能使用通信信道将信息从信源提供给目的地。电通信信道可以通过多种方式被实现。电通信系统可以作为点到点信道、广播信道、或二者的组合来实现通信信道。可以使用光通信链路或电通信链路来实现所述通信信道。光通信链路包括但不限于自由空间光链路和光纤光链路。电通信链路类似地包括但不限于无线链路和有线链路。

在特定链路上所承载的所述信息的数量受限于所述链路中的可用带宽。一些通信链路可以由于物理特性而是带宽受限的，而其它通信链路可以由于人为因素而是带宽受限的，所述人为因素可以包括系统设计的局限性和规定的(regulatory)限制。为了使在无线频谱不受管理的情况下所产生的干扰最小化，规定的限制在无线通信系统中特别普遍。不论在有线系统还是无线系统中，与另一个不相关的信号占用相同带宽的信号对所述不相关的信号来说都是干扰。类似地，所述不相关的信号对于所述第一信号来说也是干扰。由于在无线环境中很难将信号从干扰信号中隔离开来，因此，无线通信系统通常以规定的带宽进行操作。

频带受规定所限制的公共通信系统包括广播无线电和电视系统，所述规定例如由美国联邦通信委员会(FCC)或国际电信联盟(ITU)所推行的规定。在广播无线电和电视中所使用频带的规定和标准使得用户的电子设备能够令其工作的频带标准化。

已经知道并且可以获得许多技术来更有效地利用特定的频带。最通常的技术是使用某种形式的信号多路复用。通常的多路复用技术包括时分多路复用(TDM)、频分多路复用(FDM)、码分多路复用(CDM)、正交频分多路复用(OFDM)等。

在TDM系统中，给独立的用户分配不重叠的时隙。由此，在任何特定的时间，允许一个用户占用整个分配的带宽。类似地，在FDM系统中，给用户分配整个所分配的频带中的一部分，分配给一个用户的所述频带的所述部分与分配给另一个用户的部分是不重叠的。在CDM系统中，在全部时间内，给每个用户分配整个频带，但是，每个用户使用正交码在所述频带中进行通信。由于所述用户的编码是正交的，因此，每个用户可以从占用所述频带的其它信号中恢复出其相应的信号。然而，在CDM系统中，每个用户对所述频带中的所有其它用户来说都是干扰信号。为了使由任何一个用户给所述频带中的所有其它用户带来的干扰最小化，由CDM系统中的每个用户所发送的能量严格地被控制为实现特定信号质量所需的最小功率。在OFDM系统中，所述频带被分成多个不同的频带。每个用户可以在整个频带上进行通信，但是，来自于每个用户的信息被分成多个并行的流，所述并行的流作为正交波形在预定数量的子频带中的每个里被广播。当然，所述多路复用技术的讨论是不详尽的，并且一些通信系统可以实现其它多路复用技术或者多于一个的多路复用技术的组合。

所规定的频带和所规定的频带中的通信信道的一种结果是兼容性。在第一通信频带中工作的通信系统希望将信息提供给在第二通信频带中工作的第二通信系统。对在不同频带下的两种不兼容的信号进行连接的一种方式是频率变换。以第一频率来自于第一通信系统的信号可以被变换为第二频率，以便在所述第二通信系统可以利用所述信号。通信系统可以结合多个频率变换，以便将信号从信源提供给其最终的目的地。

另外，来自于第一通信系统的信号可以被频率变换，以便与第二通信系统兼容。使用频率变换的一个例子是在有线电视系统中。电视典型地被生产为与特定的电视标准兼容。在美国，大多数的电视兼容国家电视标准委员会(NTSC)标准以及由所述FCC所规定的用于电视信道的频率分配。然而，从某种程度上来说，有线电视提供商实际上能够在任何一个信道上提供所述内容。另外，有线运营商所具有的信号数量可能远远超过典型的电视接收机所能调谐的信道数量。因此，在开头或者有线电视信号源，有线运营商可以接收期望数量的信号，并且对每个信号进行频率变换，将其变换到期望的电视信道上。

由所述有线运营商所实现的系统设计决定了频率变换以及对信道间干扰的主要贡献因素(contributor)，这样，这些问题典型地与终端用户无关。然而，随着可以获得更多来自于不同信源的内容，所述终端用户本地的接收机结合有这样的能力，以便连接到多种信源并将所述多种信源组合为提供给所述终端用户的信号。

例如，单个家庭可以访问空中电视广播信道、有线电视信道、卫星电视信道、微波电视信道、闭路电视信道、以及来自于其它信源的电视信道。来自于多种信号源的这些多种通道可以容易地提供典型的电视可以调谐到的较多的信道。另外，来自于所述信号源的一种或多种的信道中的一些可以出现在相同信道上，这样直接的信号组合是不可行的。例如，来自于卫星转发器的信号可以被下变频为一组特定的信道，所述信道与由所述有线电视信源所提供的信道重合。来自于所述两种信号源的所述信道不可能在来自于所述卫星电视信源的信道不干扰来自于所述有线电视信源的重合信道的情况下而直接地被合并。因此，典型地，切换器(switch)可以被提供，以便允许终端用户选择一个信号源以及从所有其它信源中消除干扰信号。

为了进一步地调解与从多个信源向终端用户分配信号相关联的所述问题，来自于例如卫星电视信源的信源的信号不是从一个信源而是从多个信源到达的。卫星电视接收机典型地能够同时从被放置在一个或多个卫星上的多个卫星转发器中接收信号。从所述多个卫星转发器所接收的所述信号可能超过典型的电视调谐器的信道调谐能力。因此，对于特定的电视接收机而言，仅仅所有可获得的卫星电视信号的子集是可以同时获得的。

尽管对于单个的用户来说，信源切换器可以是一种可行的解决方案，但是，当多个例如电视的接收机通过例如共享同轴电缆的公共分配机制而连接到相同的信源时，信源切换器的使用很快就变成难以实行的了。给每个电视位置提供所有信号源以及在所述电视上提供信源切换器典型地是难以实行的。然而，所希望的是每个电视接收机能够独立地控制所述信号源。另外，在来自于例如卫星电视的特定信源的信号可以在相同的信道上被提供的情况下，所希望的是能够对所述信号中的一些进行频率变换，从而在不同的信道上提供它们。

发明内容

在这里公开了信号分配系统、设备和方法。总的来看，所述系统允许来自于第一数量的输入信号中的任一个的信号被定向(direct)到多个目的地中的任一个上。另外，所述第一数量的输入信号中每个可以包括来自于多个预定输入频带的至少一个频带里的信号。所述系统还允许对来自于所述多个预定输入频带中的每个的信号进行频率变换，将其变换为多个预定输出频带中的一个。所述预定输入频带可以与所述预定输出频带重合。另外，在输入频带中的输入信号可以被输出到输出频带，所述输出频带基本上与所述输入频带相同。在所述系统内的放大器允许将来自于一个信号源的信号被提供给任何数量的独立的频率变换块。可以在单个集成电路中实现所述系统的一些或者全部。

期望的信号可以从多个不同的信号源而被接收。从所述信号源到本地接收机的所述通信链路可以是有线的或者无线的。信号源中的每个提供一个或多个信源信号，例如通过低噪声块变频器(low noise block converter)，所述信号可以被频率变换到多个预定输入频带之一上。或者，可以在所述预定输入频带中的一个或多个上提供所述信源信号中的一个或多个。所述输入频带典型地是不同的，并且定义了邻接的复合(composite)频带。然而，所述输入频带可以是重叠的，或者定义了分离的复合频带。所述输入和输出频带可以承载来自于一个或多个转发器的用于一个或多个信道的数据。

附图说明

参考附图，根据下面所提出的详细描述，本发明的特征、目的和优点将变得更加明显，其中相同参考符号始终相应地进行标识，并且其中：

图1是被配置成能将信号从多个卫星提供到多个用户设备的卫星通信系统的功能框图；

图2是级联频带变换切换器的功能框图；

图3是频带变换切换器的功能框图，所述频带变换切换器具有被配置成能提供直通(pass through)的一个频带变换装置和被配置成能提供变换的一个频带变换装置；

图4A说明了在现有技术中已知的双平衡混频器的简化开关图；

图4B作为吉尔伯特(Gilbert)单元混频电路来说明了图4A的双平衡混频器；

图5说明了其中可以采用所述混频电路的普通振荡器、多混频器系统；

图6A说明了根据本发明一个实施例的混频电路的简化开关图；

图6B说明了操作图6A中所示的混频电路的方法；

图6C作为修改的吉尔伯特单元混频电路来说明了图6A的所述混频电路；

图7说明了所述混频电路的第二实施例；

图8A和8B说明了根据本发明实施例利用图3A和图4的所述混频电路的普通振荡器、多混频器系统；

图9A-9C是具有切换器的级联缓冲放大器的功能框图；

图10是具有频带变换的集成交叉点(crosspoint)切换器的功能框图；

图11A-11D是切换器的功能框图；

图12是具有频带变换的集成交叉点切换器的功能框图；

图13是具有频带变换的集成交叉点切换器的功能框图；

图14是具有频带变换的集成交叉点切换器的功能框图；

图15是连接有附加部件以提供两种信号输出的集成频带变换切换器的功能框图；

图16是被配置成能从卫星接收信号并且将其分配给多个用户设备的信号分配系统的功能框图；

图17A-17D是AGC放大器的功能框图；

图18A-18B是级联放大器配置的功能框图；

图19是级联的集成频带变换切换器的功能框图；

图20是使用级联AGC放大器来分配信号的方法的流程图；

图21是被配置成能对具有预定带宽的输入信号进行频率转换的频带变换切换器的功能框图；

图22是被配置成能将来自于两个信源来的信号切换和频率变换到一个输出的频带变换切换器的功能框图；

图23是使用集成频带变换切换器对输入频带进行频率变换的方法的流程图。

具体实施方式

图1是例如卫星电视系统100的基于卫星的通信系统的一个实施例的功能框图。然而，本发明不局限于在基于卫星的通信系统中的应用，本发明也不局限于的在电视系统中的使用。本发明适用于任何通信系统，其中在一个或多个输入频带中的多个信号可以作为一个或多个输出频带中的信号而被分配给一个或多个接收机。

所述卫星电视系统100包括一个或多个卫星110a-110c，其被设置在多个不同的轨道位置(orbital slots)上。尽管在图1中示出了三个卫星110a-110c，但是，在特定的卫星电视系统100中可能有许多卫星。所述卫星可以在不同的载波频率和极化上操作。可以由所述卫星110a-110c所使用的所述不同的载波频率和极化提供了一个卫星传输与另一个的隔离的程度。另外，所述卫星110a-110c可以实现定向天线以提供其它的信号选择性。因此，通过相应的极化天线来接收广播信号并且调谐到所述期望的卫星频率，接收机可以从例如110a的期望的卫星中选择信号，其中所述极化天线面向所期望的卫星l10a的大致方向。由于每个卫星110a-110c是以类似方式被配置的，因此，仅仅为所述卫星中的一个110a提供更详细的描述。

在卫星电视系统100中的卫星110a可以包括单个转发器(未示出)，但是典型地包括多个转发器。每个转发器典型地在不同频率上传送以及具有相关的极化。如果由所述极性差异所提供的选择性足以满足所述系统，那么在相同的卫星110a上的两个不同转发器可以在相同的频率但以不同的极性来进行传送，如果每个转发器在不同频率上传送，则在单个卫星110a上的不同转发器可以全部以相同的极性传送，或者可以使用不同的极性。

另外，一些转发器可以被配置有多个载波频率，所述频率具有不同的信道偏移。其它转发器可以在一个载波上多路复用多个数字信道。具有下面所描述的频带变换的所述集成交叉点切换器可以被配置成能在具有任何转发器调制类型的一个或多个频带上操作。

例如，卫星110a可以包括在多个载波频率上提供信息的第一转发器，所述载波频率具有与用于电视接收机的信道间隔相对应的载波频率间隔。在卫星110a中的所述转发器典型地被布置为转发器组。例如，所述转发器组可以被配置成能提供邻接的信道组。可选地，在特定的转发器组中的所述信号可以具有变化的信道偏移，其中一个或多个信道具有不同的载波带宽或符号速率。另外，在卫星组中的所述转发器可以被配置成能全部使用相同的极化来传送。被配置成能用于卫星电视系统100的典型的卫星110a可以包括两个转发器组，在每个转发器组中有十六个转发器，每个组具有不同的极性。当然，所述卫星110a不局限于任何特定的转发器结构，转发器组也不必局限于十六个转发器。

被配置成能在卫星电视系统100中操作的卫星110a典型地在两个频带里的一个中传送下行链路信号。每个频带可以包括与一个或多个转发器相对应的一个或多个信道。第一下行链路频带是在C-频带中，并且典型地范围为3.6-4.2GHz。第二下行链路频带是在Ku-频带中，并且典型地范围为10.7-12.75GHz。当然，每个卫星或其它的信号源可以在一个或多个频带上传送信号。所述频带不局限于所述列出的两个频带，并且可以是任何适当的频带，包括具有还未由管理实体所定义和分配的一个或多个频带。

当然，由于构造砖墙(brick wall)滤波器的实际限制，用于一个或多个下行链路频带的上和下频带边缘不是绝对的。相反地，所述频带典型地表示通频带，以及所述操作的转发器下行链路频带典型包括这样的频带，所述频带包括具有所述通频带内的上和下频带边缘。可选地，所述频带边缘可以定义阻带边缘，所述转发器可以传送在所述频带边缘频率外的基本上减少的能量。因此，事实上，所述下行链路频带的范围可以大约是、或者基本上是3.6-4.2GHz和10.7-12.75GHz。另外，当卫星110a可以被配置成能使用特定的下行链路频带时，所述卫星110a实际上不能在所述下行链路频带内的全部频率上传送信号。卫星110a不局限于在这两个频带中传送下行链路信号，并且可以有通过所述卫星110a所实现的另外的下行链路频带。这些另外的下行链路频带可以不同于先前所描述的下行链路频带，或者可以与所述先前描述的下行链路频带的一部分或全部重叠。

由所述卫星110a-110c所传送的所述下行链路信号可以由陆地电视系统所接收，并且被显示给一个或者多个电视170a-170c。天线120典型地用于从所述卫星110a-110c接收信号。所述天线120在图1中作为截抛物面天线而被显示，但是还可以使用其它天线120配置。在实现截抛物面天线120的实施例中，反射器可以将所述下行链路信号指向天线馈电(feed)122。尽管所示出的天线120仅仅具有一个天线馈电122，但是可以在单个天线120上使用一个或者多个天线馈电122。适合于在所述系统内操作的一些天线配置不能包括天线馈电122。所述天线120或者天线馈电122可以被配置成能从特定的下行链路频带或者特定的极化中接收信号。例如，所述天线120和天线馈电122可以被配置成能接收具有左旋圆极化的10.7-12.75GHz频带。作为所述天线120的一部分而被包括的另一种天线馈电(未示出)可以被配置成能接收具有相同或者不同极化的另一个下行链路频带。另外，尽管在图1中示出了一个天线120，但是，可以作为单个系统的一部分在一个位置或者多个位置上实现复合天线。

所述天线120的输出被连接到用来处理所述接收信号的接收机180。在典型的卫星电视系统100中，所述接收机180包括低噪声放大器，其放大所述信号，同时使相关的噪声影响最小化时。另外，在所述卫星下行链路频率所接收的信号典型地被频率变换到一个或多个预定频带、或者公共的中频(IF)频带。所接收的下行链路信号还可以被滤波以消除可以提供干扰的带外信号。

在一个实施例中，由所述卫星110a-110c所传送的所述下行链路信号的载频间隔典型地对应于由电视接收机或机顶盒所使用的信道间隔。在这个实施例中，有利地，将整个所接收的下行链路频带频率转换为由电视接收机或机顶盒所使用的所述预定频带之一。可选地，所接收的下行链路频带可以被频率转换为中间频率上的预定频带，用于在转换到适合于电视接收机或机顶盒的频率之前作进一步处理。在另一个实施例中，几个信道可以使用单个载波而被多路复用。在这个实施例中，一个或多个被多路复用的载波可以被频率转换到机顶盒的输入频率上。

所述低噪声放大、滤波、和初始频率转换的处理可以由低噪声块变频器(LNB)130a-130c来执行。尽管可以使用更少或更多的LNB，但是，在图1中示出了三个LNB。例如130a的LNB可以被配置成能从例如120的一个或多个天线接收信号，对所述信号进行放大、滤波，以及将所述信号块频率转换(block frequency convert)到公共的IF频带上。例如来自于第一转发器组的信号的下行链路信号的第一集合可以被块转换(blockconvert)到第一公共的IF频带上，以及，例如来自于第二转发器组的信号的下行链路信号的第二集合可以被块转换到第二公共的IF频带。例如，所述LNB 130a可以从两个转发器组接收下行链路信号。来自于两个转发器组的多个信号可以在一个或多个天线120上、或者在一个或多个天线馈电122上被接收。另外，所述下行链路信号可以来源于一个卫星，例如110a，或者来源于多于一个的卫星110a-110c。

例如，所述LNB 130a可以将来自于第一转发器组的所述信号块转换到950-1450MHz的公共的IF频带上。类似地，所述LNB 130a可以同时将来自于第二转发器组的所述信号块转换到1650-2150MHz的公共的IF频带上。在所述两个公共的IF频带上的所块转换的信号可以在从所述LNB130a输出之前被合并。将两个转发器组块转换到不同的预定频带以及然后对来自于所述预定频带的信号进行结合的所述处理通常被称为频带堆叠(band-stacking)。在所述之前的例子中，来自于所述LNB 130的频带堆叠的输出包括在950-1450MHz的第一公共IF频带中的块转换的转发器信号和在1650-2150MHz的第二公共IF频带中的块转换的转发器信号。可以想象，基于特定的转发器组中所使用的信道间隔和载波带宽，从两个转发器组来的信号可以被块转换到相同的公共IF频带上，并且，在没有被被分配到相同载波频率上的两个信道的情况下被合并。典型地，两个独立的信号不会在相同的IF载波频率上被合并，因为每个都将是对另一个的干扰源，从而可能使两个信号都不能辨别。在例如TDM或者CDM系统的系统中，两个信号可以占用相同的频率空间，并且如果它们在例如时间和编码的其它维度中占据不同的空间，则它们也是可以独立地被分辩的。

如果转发器组的数量超过预定频带、或者公共IF频带的数量，则就不可能频带堆叠来自于所有转发器组的信号。在这种情况下，从特定的LNB130a来的频带堆叠的输出可以仅仅构成全部可利用的转发器组的子集。另外的LNB 130b-130c可以用于保证：从所述全部转发器组来的信号被表示在所述LNB 130a-130c的所述频带堆叠的输出中的一个上。然而，所述LNB130a-130c的频带堆叠的输出不局限于具有来自于不同转发器组的信号。因此，一个或多个所述频带堆叠的LNB输出可以具有与另一个频带堆叠的LNB输出相同的信号。在其它的实施例中，不使用频带堆叠，并且每个转发器组是独立地从所述LNB被输出的。

所述LNB 130a-130c的所述输出被连接到切换器配置的输入，所述切换器配置在这里被称为NxM交叉点切换器140。所述NxM交叉点切换器140包括N个输入和M个输出。来自于所述N个输入的每个的信号可以有选择地被路由到所述M个输出中的任何输出上。因此，从第一LNB 130a来的所述频带堆叠的输出可以被连接到所述交叉点切换器140的第一输入，以及可以有选择地被路由到所述交叉点切换器140的输出中的任何输出上。

所述交叉点切换器140可以被配置，以使得仅仅一个输入可以有选择地被路由到输出。可选地，所述交叉点切换器140可以被配置成能将多于一个的输入有选择地路由到相同的输出上。另外，所述交叉点切换器140还可以被配置，以使得输入信号可以有选择地被路由到仅仅一个输出上。可选地，所述交叉点切换器140可以被配置成能有选择地将输入信号路由到多于一个的输出上。典型地，所述交叉点切换器140被配置成能将输入有选择地路由到一个输出上，以及仅仅一个输入可以被路由到所述特定的输出上。在所述交叉点切换器140配置限定一个输出对一个输入的情况下，如果输入的数量N大于输出的数量M，则就有一些输入不能路由到输出。类似地，如果所述交叉点切换器140配置将输出限制为仅仅来自于一个输入的信号，则一些输入信号不能被路由到输出，以及一个输入可以被路由到多个输出。

相反地，如果所述交叉点切换器140配置仅仅允许一个输入被路由到一个输出，以及输入的数量N小于输出的数量M，则一些输出就不能具有被路由到其的任何信号。类似地，如果多个输入可以被路由到相同的输出以及一个输入只得被路由到一个输出，则一些输出可能不具有被路由到其的任何信号。在每个所述实施例中的交叉点切换器可以通过上面所讨论的各种选择来配置。

所述交叉点切换器140的每个输出被耦合到相应的输入上，以耦合到频带变换部分150。所述频带变换部分150可以表示集成的装置，其被配置成能为其每个输入上的信号独立地提供频带变换。可选地，所述频带变换部分150可以表示一个或多个频带变换装置的集合，所述装置被配置成能对每个所述输入上的信号进行频带变换。在一个实施例中，所述频带变换部分150可以包括一个或多个频带变换装置，所述装置被配置成能使用公共的本地振荡器来对一个或多个信号进行频带变换。在另一个实施例中，频带变换部分可以包括一个或多个频带变换装置，所述装置被配置成能独立地对每个输入信号进行频带变换。

在一个实施例中，所述频带变换部分150内的频带变换装置具有被连接到所述交叉点切换器140的输出的输入。所述频带变换装置的输出表示所述频带变换部分150的输出。所述频带变换装置可以被配置成能在没有频率变换的情况下将输入信号有选择地直接耦合到所述输出，或者也可以对所述输入信号进行频率变换，将其变换为不同于所述输入频带的频带上的输出信号。所述频率变换装置还可以被配置，这样，当选择频率变换时，对所述输入信号进行频率变换，从所述预定频带中的第一频带有选择地变换到所述预定频带中的第二频带上。

在上述卫星电视的实施例中，有两个预定的频带。第一预定频带的范围是950-1450MHz，第二预定频带的范围是1650-2150MHz。在这个实施例中，频带变换装置可以对所述两个预定频带之一上的输入信号进行频率变换，将其变换为所述两个预定频带之一上的输出信号。可以看出，有四种不同的可能性。在所述两个预定频带的低频带950-1450MHz中的输入信号可以由所述频带变换装置频率变换到所述两个预定频带中的低频带或高频带上。因此，在所述例子中，所述频带变换装置所输出的所述信号可以在较低的预定频带950-1450MHz中，或者在较高的预定频带1650-2150MHz中。当然，在其中一种情况中，没有频率变换，而是所述输入信号从所述频带变换装置的输入直接地被耦合到所述频带变换装置的输出。从输入到输出没有频率变换的所述直接耦合可以称为直通状态。

类似地，被提供到所述高频带上的所述频带变换装置的输入信号可以是从所述高频带或者所述低频带的频带变换装置所输出的。在一种状态下，所述频带变换装置被配置成直通，并且在另一种状态下，所述频率变换装置被配置成能对所述输入信号进行频率变换。

所述频带变换部分150可以被配置成能合并来自于一个或多个频带变换部分的输出。可选地，外部部件(未示出)可以结合一个或多个频带变换装置的输出。

因此，接收机180可以实现所述LNB 130a-130c、所述交叉点切换器140、以及所述频带变换部分150。所述接收机180可以在一个集成电路中实现全部所述部件，或者可以在分离的集成电路或独立的装置上实现一个或多个单元。例如，所述LNB 130a-130c每个可以作为独立的装置而被实现，并且具有频带变换部分150的所述交叉点切换器140可以在一个集成电路上被实现。所述LNB 130a-130c、交叉点切换器140和频带变换部分150可以在一个外壳中被实现。在考虑部件大小的情况下，所述安排是特别有利的。另外，在一个集成电路上的所述交叉点切换器140和所述频带变换部分150的组合可以大大地减少在离散配置上的能量需要。所述能量需要的减少可以产生另外的优点。例如，具有减少的能量需要的交叉点切换器140和频带变换部分150的集成电路可以允许系统具有较小的电源。另外，减少的能量消耗典型地对应于减少的热量耗散。具有减少的热量耗散需求的系统通常可以使用较小的散热片(heatsinks)或者可以不用散热片。使用较小的散热片还可以减少系统的尺寸。另外，与离散的系统相比，集成电路的实施例可以有利地降低成本。所述成本的节省可以归功于部件和原料的节约，当所述交叉点切换器140和频带变换部分150被配置为集成电路时所述部件和原料可以被减少或者取消。

在另一个接收机180的实施例中，所述交叉点切换器140的一部分和所述频带变换部分150的一部分可以在分离的集成电路上被实现，以及其中一个集成电路可以封装在例如130a的LNB内。在另一个接收机180的实施例中，所述LNB 130a-130c可以被放置在远离所述交叉点切换器140和频带变换部分150的装置中。

所述频带变换部分150的输出以及因此所述接收机180的输出耦合到机顶盒160a-160c相应的输入上。在所描述的实施例中，所述预定频带不对应于典型的电视接收机频带。因此，所述机顶盒160a-160c还可以对所述信号进行频率变换，将其变换到电视接收机操作的频带上。另外，从所述频带变换部分150来的输出信号可以是以与标准电视接收机170a-170c不兼容的格式的。所述机顶盒160a-160c然后可以在信号处理阶段运行。例如，所述卫星下行链路信号可以是以与典型的电视接收机170a-170c不兼容的形式而被数字调制的。所述机顶盒160a-160c可以被配置成能解调所述数字调制的信号，处理所述解调的信号，然后就所述信号来调制电视信道载波频率用于传递给电视接收机170a-170c。

可选地，如果从所述频带变换部分150来的所述信号输出是以与电视接收机170a-170c兼容的形式和频带的，则不需要所述机顶盒160a-160c。在另一个选择中，由所述机顶盒160a-160c所执行的一个或多个所述功能可以被集成到所述电视接收机170a-170c中。

在图1所描述的实施例中以及在其它图里所描述的实施例中，每个所述电视接收机170a-170c可以被连接到来自于所述机顶盒160a-160c之一的输出上。所述机顶盒160a-160c中的每个可以具有一个或多个单独的可编程输出。然而，多于一个的电视接收机170a-170c可以被连接到例如160a的单个机顶盒的输出上。可选地，来自于多于一个的机顶盒160a-160c的输出或者来自于例如160a的一个机顶盒的多个输出可以被合并或者另外被连接到一个电视接收机上，例如170a上，尽管这种配置不是典型的。例如170a的电视接收机可以被配置成能调谐到由例如160a的所述机顶盒所提供的一个或多个频带内的特定的信道上。所述电视接收机170a可以处理来自于所选择的信道的信号，以显示例如图像或音频的一些媒体内容给所述用户。

典型地，例如通过用于所述电视机170a或机顶盒160a的远程控制给用户提供控制，以便有选择地配置所述交叉点切换器140或者频带变换部分150。例如，可以允许用户使用被配置成能通过所述机顶盒160a进行操作的远程控制，选择接收来自于两个不同的卫星转发器组的信号。

使用所述第一LNB 130a，所述卫星转发器组之一可以被接收和频率转换到公共的IF频带上。所述第一LNB 130a可以被配置成能将所述信号频率转换到所述高IF频带1650-2150MHz上。使用所述第N个LNB 130c，所述卫星转发器组中的第二组可以被接收和频率转换到公共的IF频带上。所述第N个LNB 130c还可以被配置成能将所述信号频率转换到所述高IF频带1650-2150MHz上。所述其它实施例中的LNB可以类似地被配置。因此，如果在所述两个转发器组中的任何两个信道在所述公共的IF频带中共享信号带宽，则从所述两个转发器组来的所述块转换的信号通常是不可组合的。

然而，在这个例子中，所述交叉点切换器140可以由控制信号所配置，以将来自于所述第一LNB 130a的信号输出到第一交叉点切换器的输出，以及将来自于所述第N个LNB 130c的信号输出到第二交叉点切换器输出。使用由所述机顶盒160a所提供的所述控制信号，所述频带变换部分150然后可以被配置成能进行频率变换，将来自于所述第一切换器输出的信号从所述高IF频带变换到所述低IF频带上。所述频带变换部分150还可以被配置成能在没有频率变换的情况下直通来自于第二个切换器输出的信号。在所述频带变换部分内的组合器可以被配置成能组合来自于所述第一和第二频带变换输出的输出信号。然后，所述复合信号(composite signal)包括位于所述高公共IF频带的来自于所述第一转发器组的信号，以及位于所述低公共IF频带的来自于所述第二转发器组的信号。

因此，所述例子可以被归纳为：允许来自于任何N个信号源的信号被组合成M个不同的频带堆叠的信号，其中所述信号源可以是卫星转发器组。所述频带堆叠的信号每个可以包括一到M个不同的频带。所述每个频带堆叠的信号然后可以被传送到机顶盒、多个机顶盒、或者一个或多个其它接收机，用于显示给一个或多个用户。

例如，来自于所述接收机180的第一输出的输出可以被耦合到一个或多个机顶盒上，例如160a和160b上。可选地，在互不相交的频带中具有信息的多个接收机180的输出可以是功率组合的，并且被耦合到单根电缆或分配系统上，用于将所述信号传送到一个或多个机顶盒或接收机。在另一个实施例中，所述交叉点切换器140可以将相同的输入信号定向到所述频带变换部分150的两个分离的输入上。所述频带变换部分150然后可以将所述输入的一部分频率变换到第一频带，以及还可以将所述输入信号的第二部分频率变换到第二频带。所述两个频带可以被组合成被定向于单根电缆或分配系统的信号。在其它的实施例中，两个分离的LNB可以具有在外壳外面的所述LNB上所组合的信号功率，所述LNB具有其自己的交叉点切换器以及频带变换部分150，所述频带变换部分具有分离的频带中的输出信号。在一些实施例中，所述LNB 130a-130c、交叉点切换器140和频带变换部分150作为单个的装置而被实现，所述装置例如可以被放置在所述天线120处。在其它的实施例中，所述LNB 130a-130c可以在第一装置中被实现，以及所述交叉点切换器140和频带变换部分可以作为一个或多个而被实现，所述装置可以位于本地或者远离LNB。

所述LNB 130a-130c、交叉点切换器140、频带变换部分150、以及机顶盒160a-160c可以通过许多不同的配置而被装配。在每种配置中，多个独立的用户每个都可以从一个或多个独立的信号中选择不同的信道，而不影响其它用户或装置。

其它接收机的实施例可以装配有被连接到相同LNB的多个交叉点切换器。图2是具有级联的频带变换切换器220、221的接收机200的实施例的功能框图，其可以作为集成电路(IC)而被实现。在接收机200的所述实施例中，所述频带变换切换器220、221中的每个被配置成能具有两个输入和一个输出。如前面就图1所讨论的那样，所述频带变换切换器220、221不局限于任何特定的输入和输出配置，而是可以实现任意数目的输入和输出。另外，所述第一频带变换切换器220不必被配置成与第二频带变换切换器221相同，尽管在图2中示出了类似的配置。

两个LNB 210a、210b被配置成能提供所述输入信号到所述第一频带变换切换器220。所述LNB 210a、210b中的每个可以提供一个或多个频带中的一个或多个信号。第一LNB 210a被连接到缓冲放大器222a和222b的第一集合中。所述两个缓冲放大器222a和222b并行地被配置。可以使用各种可选的缓冲放大器配置，如将在下面详细论述的那样。第一内部缓冲放大器222a将所述第一频带变换切换器220的第一输入连接到交叉点切换器226的输入。第一级联缓冲放大器222b将所述第一频带变换切换器220的第一输入连接到第一级联的输出。所述第一内部缓冲放大器222a和所述第一级联的缓冲放大器222b可以类似地被配置或者可以不同地被配置。所述缓冲放大器222a、222b的第一集合中的每个可以被配置成能提供增益或者衰减。所述缓冲放大器222a、222b可以是单位(unity)增益放大器或者可以提供显著的信号增益。可选地，所述缓冲放大器222a、222b可以提供衰减而不是增益。

所述缓冲放大器222a、222b可以被配置，以使得在例如222a的所述放大器中的一个的输出上改变不会影响另一个放大器222b。例如，所述内部缓冲放大器222a的输出连接到所述交叉点切换器226的输入。所述交叉点切换器226的输入提供负载给所述内部缓冲放大器222a的输出，所述负载可以根据各种因素而变化。例如，所述交叉点切换器226输入的阻抗可以作为频率的函数而变化。可选地，所述交叉点切换器226输入的阻抗可以根据所选择的切换器输出或者根据装置的配置而变化，所述装置可以被连接到所选择的交叉点切换器226输出。另外，例如本地振荡器信号的信号可以出现在所述缓冲放大器的输出上。理论上，所述交叉点切换器226的输入可以是从短路到开路的任何负载，尽管在实际配置中在所述负载中的实际变化将不可能跨越整个范围。理想地，所述内部缓冲放大器222a被配置，以使得在所述频带变换切换器220的输入上的其影响不会由于在其输出上任何负载或者信号而变化。典型地，所述内部缓冲放大器222a提供这样的信号隔离级别，所述级别不是无限的，但却是足够大的，以至于在其输入所受到的影响是最少的。类似地，输入负载变化不是零，但却是最小的。

类似地，所述级联的缓冲放大器222b可以经受从开路到短路的范围的负载变化，因为，所述级联的缓冲放大器222b的输出被连接到所述第一频带变换切换器220的输出。所述级联的缓冲放大器222b同样可以被配置成能使所述放大器的输入上的负载变化的影响最小化。

到所述第一频带变换切换器220的第二输入与所述第一输入类似地被配置。缓冲放大器224a、224b的第二集合具有被连接到第二输入的输入。第二内部缓冲放大器224a将所述第二输入连接到所述交叉点切换器226的第二输入。第二级联缓冲放大器224b将所述第二输入连接到所述第一频带变换切换器220的第二级联的输出。所述缓冲放大器224a、224b的第二集合还被配置成对其输出上的负载变化和信号不敏感。

在所述第一频带变换切换器220中的所述交叉点切换器226被配置成能将所述两个内部缓冲放大器222a、224a的输出中的每个输出有选择地耦合到两个切换器的输出之一上。尽管在所述第一频带变换切换器220中仅仅示出了两个切换器输出，但是，任意数目的切换器输出可以被合并到所述交叉点切换器226中。

第一切换器输出被连接到第一频带变换装置228a，第二切换器输出类似地被连接到第二频带变换装置228b。如先前就图1所讨论的那样，所述频带变换装置228a-228b中的每个可以被配置成能对信号进行频率变换，或者在没有频率变换的情况下传递所述信号到其输出。

所述频带变换装置228a-228b的输出被连接到信号组合器230的输入，所述组合器在这里被表示为信号加法器。所述第一频带变换装置228a的输出被连接到所述信号组合器230的第一输入，所述第二频带变换装置228b的输出被连接到所述信号组合器230的第二输入。

所述信号组合器230被配置成能组合在其输入所提供的所述信号，以及输出所组合的复合信号。所述信号组合器230被显示为信号加法器，其被配置成能将所述输入信号相加以及在其输出提供所述复合信号。典型地，由所述第一频带变换装置228a所提供的信号占用这样的频带，该频带不同于由所述第二频带变换装置228b所提供的信号所占用的频带。由于来自于所述两个频带变换装置228a-228b的信号是被有效地频率多路复用的，因此，所述输入信号可以被组合以提供复合信号而不用经受破坏性的干扰。当然，所述输入信号不需要占用不同的频带。所述第一输入信号可以占用这样频带，该频带与由所述第二输入信号所占用的频带中的一些或全部重叠。如果所述输入信号中的期望信号占用相同的信号空间，则所述结果的所组合的复合信号可能会经历某种破坏性的信号干扰。可选地，如果在所述输入信号中的信号分量不占据相同的信号空间，例如频率、时间或编码空间，则在所组合的信号中就可以不发生信号干扰。

来自于所述信号组合器230的复合输出被连接到第一机顶盒240a。可选地，来自于所述信号组合器230的输出可以被耦合到多于一个的机顶盒、或者被耦合到信号分配系统(未示出)，所述信号分配系统可以被耦合到一个或多个机顶盒以及一个或多个接收机。如之前就图1所解释的那样，所述机顶盒240a还可以被配置成能处理所述复合信号，以便使所述信号与例如电视机的终端用户设备(未示出)兼容。

第二频带变换切换器221与所述第一频带变换切换器220类似地被配置。缓冲放大器223a、223b的第一集合接收第一输入信号，而缓冲放大器225a、225b的第二集合接收第二输入信号。所述输入缓冲器223a、223b的第一集合包括内部输入缓冲放大器223a，所述内部输入缓冲放大器放大所述第一输入信号，并且将所放大的信号提供给交叉点切换器227的输入。所述输出缓冲器223a、223b的第一集合还包括级联缓冲放大器223b，所述级联缓冲放大器放大所述第一输出信号，以及将所放大的信号提供给所述第二频带变换切换器221的输出。

所述输入缓冲器225a、225b的第二集合类似地被配置。所述交叉点切换器227、频带变换装置229a、229b、以及用于所述第二频带变换切换器221的信号组合器231与来自于所述第一频带变换切换器220的相应部件类似地被配置。所述第二频带变换切换器221的输出类似地被连接到第二机顶盒240b，以及可以被耦合到多于一个的机顶盒。

然而，被提供给所述第二频带变换切换器221的所述输入信号是从所述第一频带变换切换器220的级联缓冲放大器222b、224b所提供的。因此，通过在所述频带变换切换器220、221上提供级联的缓冲放大器，来自于LNB 210a-210b的信号可以被提供给任意数目的频带变换切换器220、221，以及最终提供给任意数目的机顶盒240a-240b。

所述LNB 210a-210b输出可以提供信号给多个机顶盒240a-240b，而所述机顶盒240a-240b的数量不会较大地影响到例如240a的任何其它机顶盒的信号的质量。因此，在例如240a的特定机顶盒上，来自于例如210a的特定LNB的信号的质量不会显著地受最终被连接到所述LNB 210a的机顶盒240a-240b的数量的影响。另外，通过改变级联的频带变换切换器220、221的数量，或者通过选择所述交叉点切换器226、227之一，从LNB 210a到机顶盒240a-240b的连接可以增加或者减少，而基本上不影响在特定机顶盒210a的信号质量。终端用户设备表示所述信息的能力以及终端用户发觉信号质量差异的能力都是对信号恶化量有贡献的因素，所述信号恶化可以发生在到机顶盒的信号中，而基本上不影响在所述机顶盒上的信号质量。

除了提供级联的输出之外，频带变换切换器可以被配置成能在所述频带变换装置中提供直通信号路径。所述频带变换开关图3示出了具有被配置成能有选择地提供频率变换或者直通的频带变换装置330a-330b的频带变换切换器300的实施例的功能框图。所述频带变换切换器300可以实现为单个的集成电路。

一系列信号输入每个都被耦合到相应缓冲放大器310a-310d的输入。在一个实施例中，每个所述信号输入可以接收被频率多路复用的信号，例如，来自于LNB的输出(未示出)。所述被频率多路复用的信号可以是频带堆叠的信号，其包括来自于一个或多个预定频带的信号。在另一个实施例中，所述信号输入中的一个或多个可以接收与单个信道相对应的信息。在另一个实施例中，所述信号输入中的一个或多个可以接收包括几个信道的被多路复用的信号。所述被多路复用的信号例如可以是被多路复用为承载几个信道的数字调制信号。

所述缓冲放大器310a-310d中的每个放大所接收的信号，以及将所放大的输出耦合到交叉点切换器320的相应输入。所述缓冲放大器310a-310d可以被配置成能仅仅将所放大的信号耦合到各自的交叉点切换器320输入。可选地，所述缓冲放大器310a-310d中的一个或多个还可以被配置成能将所放大的信号耦合到相应的级联输出(未示出)，如将在下面就图4A-4C详细公开的那样。

如前面所公开的那样，所述交叉点切换器320可以被配置成能将其输入中的任何一个有选择地耦合到其输出中的任何一个上。因此，来自于所述缓冲放大器310a-310d的并被提供给所述交叉点切换器320的输入的所放大的信号输出可以有选择地被耦合到所述交叉点切换器320的任何输出上。在图3所示的实施例中，所述交叉点切换器320具有两个输出，尽管所述交叉点切换器320典型地可以实现任意数目的输出。

来自于所述交叉点切换器320的第一输出被耦合到第一频带变换装置330a。类似地，所述交叉点切换器320的第二输出被耦合到第二频带变换装置330b。尽管所述两个频带变换装置330a、330b典型地是类似的结构，但这不是必需的。所述频带变换装置330a-330b中的每个例如可以具有不同的结构。

所述第一频带变换装置330a被配置成具有输入切换器336a，其将输入信号有选择地路由到所述频带变换装置330a中的频率变换路径或直通路径上。在所述频率变换位置中示出了用于所述第一频带变换装置330a的输入切换器336a。

当所述输入切换器336a被配置成能将输入信号路由到频率变换路径时，所述输入信号被路由到例如混频器332a的频率变换装置的输入。从本地振荡器(LO)来的信号被耦合到在所述混频器332a上的LO端口。所述LO可以被集成到与所述频带变换切换器300的其它部件的相同的集成电路中，或者可以在集成电路频带变换切换器300的外部被实现。

来自于所述混频器332a的所述频带变换的输出频率是到所述混频器的输入信号和所述LO频率的函数。如以上讨论的，被提供给所述缓冲放大器310a-310d以及因此被提供给所述频带变换装置330a-330b的信号可以是在预定频带中的信号。所述LO频率可以是可编程的，或者另外是可调的，以便允许所述预定输入频带中的任何一个被频率变换到所述预定输出频带中的任何一个上。典型地，所述混频器332a被配置，以使得来自于所述混频器332a的被频率变换的输出是为理想的乘法器结果所优化的。所希望的乘法器结果可以包括所述和值以及不同的频率分量，或者仅仅包括所述和值或不同的频率分量之一。典型地，所述输入信号和所述LO信号是在所述混频器的输出所不希望的信号。所述混频器332a可以被配置，以使得高阶混频器的结果是可以忽略的，也就是说，所述高阶混频器的结果低于所期望的混频器结果预定数量，例如40dB。可选地，高阶混频器结果可以低于10dB、15dB、20dB、30dB、50dB、60dB或其它的级别。可选地，所述混频器332a可以被配置，以使得有效的高阶混频器结果出现在所述混频器332a的输出。所述高阶混频器结果中的一些或全部可以被确定，以便无害地影响所述系统。可选地，所述高阶混频器结果中的一些或全部可以通过在后续阶段(未示出)中进行滤波而基本上被减少。滤波可以通过实现滤波器来执行，或者可以作为在所述混频器332a输出之后的单元的频率响应的结果来实现。所述滤波器可以在与所述缓冲器310a-310d、交叉点切换器320、和混频器332a与332b相同的基片上被实现。可选地，所述滤波器可以与所述缓冲器310a-310d、交叉点切换器320、和混频器332a与332b分开地被实现，以及甚至无需在其它装置的本地被实现。所述滤波器可以具有大于、等于或小于输入频率带宽的通频带。

所述预定输入的频带中的一些或全部可以与所述预定输出频带中的一些或全部相同或不同。在一个实施例中，所述预定输入频带相互不同，所述预定输出频带与所述预定输入频带基本上相同。例如，所述预定输入频带可以包括950-1450MHz的第一输入频带以及1650-2150MHz的第二输入频带。所述预定输出频带然后可以包括在950-1450MHz的第一输出频带以及1650-2150MHz的第二输出频带，使得所述预定输入和输出频带相同。

所述频率变换的信号是从所述混频器332a所输出的，以及被耦合到输出切换器338a。所述输出切换器338a被配置成能将来自于所选择的信号路径的信号输出耦合到所述频带变换切换器300的输出。用于所述第一频带变换装置330a的输出切换器338a被显示为选择所述频率变换路径。

所述第二频带变换装置330b与所述第一频带变换装置336a类似地被配置。输入切换器336b被配置成能选择频率变换信号路径或直通信号路径。所述频率变换路径使用由LO所驱动混频器332b，以对所述输入信号进行频率变换。输出切换器338b将来自于所选择的信号路径的信号耦合到所述频带变换切换器300的输出。

所述第二频带变换装置336b的输入切换器336b被显示为选择所述直通信号路径。类似地，所述输出切换器338b或所述第二频带变换装置330b被显示为选择所述直通信号路径。所述直通信号路径被显示为从所述输入切换器336b到所述输出切换器338b的直接连接。然而，在所述直通信号路径上可以任意数目的单元。唯一的限制是：在所述直通信号路径中所述单元不会对所期望的输入信号进行频率变换，将其变换为所述频带变换装置330b的输出上的不同频率。放置在所述频带变换装置330b之后的一个或多个滤波器或频率选择的装置可以被配置成能对所述频带变换装置330b的输出进行滤波。所述滤波器可以具有大于、等于或小于输入频率带宽的通频带。因此，即使例如330a或330b的所述频带变换装置被配置在直通模式下，所述输出频带也可以比所述输入频带窄。

例如330a的具有输入切换器336a和输出切换器338a的频带变换装置被配置成能选择信号路径，典型地控制所述输入切换器336a和所述输出切换器338a以选择所述信号路径。有利的，其可以实现具有输入切换器336a和输出切换器338a的频带变换装置330a，以限制所述未被选择的信号路径在所选择的信号路径上的影响。当然，例如330a的频带变换装置不局限于任何特定的结构，并且不必结合两个切换器。另外，例如330a的所述频带变换装置不必包括直通路径，但是代替地可以结合两个或更多的频率变换路径。

图4A示出了在现有技术中已知的双平衡混频器的简化开关图。所述混频器400分别包括RF和IF端口410与430，所述端口中的每个都差分地被示出，但是在另一个实施例中可以是单端的。所述差分RF信号410被提供给SPDT切换器422的输入，所述切换器的状态是以通过为其所提供的LO信号425所决定的速率来进行切换的。所述切换器422的输出被耦合到差分IF端口430，所述端口可以提供所述差分IF信号430。

图4B示出了如现有技术中已知的吉尔伯特单元乘法器或混频电路的图4A的双平衡混频器。所述混频电路包括两个被交叉耦合的差分晶体管对422，其基极被耦合到所述LO信源425，集电极被耦合到所述IF负载430，以及发射极被耦合到缓冲晶体管417。响应在端子410a与410b所施加的所述差分RF信号，电压差在交叉电阻器415上被建立，从而产生静止提供的(quiescently-supplied)电流的相应调制，所述电流驱动包括所述混频器核的晶体管对422。本领域普通技术人员应当知道，所示的混频电路仅仅是示例性的，并且还可以广泛地使用所述电路的多种变化。

尽管双平衡混频器提供高级别的偶数阶混频结果抑制，但是，电路的非理想性会导致所述抑制中的降级。例如，相对低的阻抗寄生412(例如，电容)可以加载所述混频器的发射极节点，所述阻抗可以将整流的LO电压转换为共模偶数阶LO干扰信号电流。然后，所述LO干扰可以通过所述混频器核并传递到所述输出负载上。

当所述混频器与其它电路集成时，减小的混频器偶数阶抑制可能是特别成问题的。图5示出了其中由单个VCO提供多个混频器的情况的例子。每个混频器被配置成能以任一混频模式进行操作，由此所述合成的信号505和输入信号510a与510b被提供给相应的混频器520a与520b，以产生相应的混频信号530a与530b，或者以旁路模式进行操作，由此所述合成的信号505不被提供给所述混频器520c，并且所述输入信号510c被路由，这样，其绕过所述混频器520c。

图6A示出了根据本发明一个实施例的混频电路600的简化开关图。所述混频电路600包括混频器核620和模式选择电路640。所述混频器核620包括两个输入切换器624与628，每个切换器分别具有输入624a、628a和两个输出624b、624c与628b、328c。切换器被描述以表示所述部件的一般功能，并且本领域技术人员应当知道，每个都可以使用电路部件的变形来实现，所述电路部件包括晶体管(BJT和FET类型的)、二极管等等。因此，如这里所使用的那样，“切换器”或者“多个切换器”表示这些电路部件或其等同物中的任何部件。

输入切换器624与628可以通过差分或者单侧(single-sided)的形式接受在第一频率f₁上的信号。在差分形式中，所述第一频率信号f₁将包括差分信号，其中所述第一频率信号f₁的分离的极性分别被提供给分离的切换器输入410a与410b。在单侧操作期间，仅仅切换器的输入中的一个(例如410a)需要接收所述第一频率信号f₁。在所述实施例中，另一个切换器的输入(例如410b)被耦合到交流电地线。

所述第一和第二切换器624与628还被配置成能接收转换信号425，所述信号工作以使得所述第一和第二切换器以第二频率f₂在其各自的输出状态之间切换，如将在下面描述的那样。在所示的特定实施例中，所述第一和第二切换器624与628被配置，这样，当接收所述切换信号425时，二者切换到所述相反的状态(即，一个到其第一输出，另一个到其第二输出)。在所述实施例中，所述切换信号425可以用反相被提供，以在相反的输出状态中配置所述第一和第二切换器。

所述混频电路600还包括模式选择电路640，所述选择电路在一个实施例中作为第三与第四切换器644与648而被实现。第三切换器640包括可切换到两个输出644b与644c的输入644a，第四切换器648包括可切换到两个输出648b与648c的输入648。如所示的那样，所述第三切换器的输入644a被耦合到所述第一切换器的第二输出624c。所述第三切换器的第一输出644b被耦合到所述第一切换器的第一输出624b，所述第三切换器的第二输出644c被耦合到所述第二切换器的第二输出628c。所述第四切换器的输入648a被耦合到所述第二切换器的第一输出628b。所述第四切换器的第一输出648b被耦合到所述第一切换器的第一输出624b，并且第二输出648c被耦合到所述第二切换器的第二输出628c。

所述第三与第四切换器还被配置成能接收模式选择信号650，所述信号可以操作以选择所述第三与第四切换器644与648的输出状态。在特定的实施例中，所述第三与第四切换器644与648共同地被配置成能在以下两个状态里的一个中进行操作：旁路状态或者混频状态。如图6A所示，就耦合到其第一输出644b的所述第三切换器644以及耦合到其第二输出648c的所述第四切换器648，在图6A中举例说明了所述旁路状态。可选地，所述混频状态可以通过切换所述第三与第四切换器的两种状态来实现，如还将在下面说明的那样。在输出端口430a与430b以差分形式提供所产生的旁路或者混频信号。IF负载665a与665b每个被耦合到各自的输出端口与ac地线上，如下面描述的那样。在可选的实施例中，IF负载可以被耦合在端口665a与665b之间。所述“IF”负载不意味着所述负载的工作频率被限制为输入信号之下的那些频率，并且当所期望的混频结果是上变频的信号时，实际上可以是较高的工作频率。而且，所述IF负载可以包括现有技术中已知的有源或者无源部件。

所述切换器(或其在晶体管、二极管或者其它部件中相应的实现)可以使用现有技术中已知的多种制造技术来分立地或者集成地被形成，所述技术包括双极性互补金属氧化物半导体(Bi-CMOS)处理中的整体(monolithic)制造。例如IF负载与振荡器电路的在这里所描述的额外电路以及其它部件可以是根据本发明被整体形成到集成电路装置上的。

图6B示出了根据本发明用于操作图6A中所示的混频电路的方法。首先，在672第一频率信号被提供给所述输入切换器624与628中的一个或二者。如上面所解释的那样，所述第一频率信号可以是以单侧信号形式的，在所述情况下，所述第一频率信号被用于所述输入410a或410b中的一个上，另一个切换器输入被耦合到ac地线。在施加差分信号的情况下，反向极化信号被提供给相应的信号输入410a与410b。

接着，在674，所述第一和第二切换器的输入端以第二频率f₂在每个切换器的第一和第二输出的之间进行切换。在特定的实施例中，通过使用所述第二频率信号作为切换控制信号来执行这些处理。在所述实施例中，用于产生所述第二频率信号的振荡器或其它频率源可以是本地的/与一个或多个所述切换器集成的，或者可以是位于外部的以及经由传输媒介被提供给所述第一和第二切换器。

接着，在676，每个输入切换器的所述第一和第二输出被耦合到以下二者之一上：(i)对所述切换器的第一和第二输出公共的节点，或者(ii)反极性的节点。将所述两个输出连接到公共的节点会使得在430(旁路模式)输出所述第一频率信号，并且将所述两个输出连接到反极性节点会导致所述第一和第二频率信号的混频操作，因此，从中产生一个或多个混频结果。所述676的处理由图6A中所示的所述模式选择电路640来执行，由此在进行操作的旁路模式中，所述第三切换器被配置成能将所述第一切换器624的所述第一和第二输出连接到公共的节点430a，所述第四切换器648被配置成能将所述第二切换器628的所述第一和第二输出连接到公共的节点430b。为了在交替的混频模式中进行操作，通过切换所述第三与第四切换器的状态来执行所述处理。在这些状态中，所述第一切换器624的所述第一和第二输出将交替地被连接到反极性节点430a与430b，所述第二切换器628的所述第一和第二输出也将交替地被连接到反极性节点430b与430a。用这样的方式，所述第三和第四切换器644与648的输出状态可以配置在其中所述第一和第二切换器的输出被连接到公共的节点的旁路模式下，或者配置在其中所述第一和第二切换器的输出被连接到反极性节点的混频模式下。更优选地，在所述旁路模式或混频模式下的操作期间，保持在所述混频器核(第一和第二切换器)和所述IF负载665a与665b之间的所述连接。另外，在所述旁路或者混频模式下的操作期间，所述第一和第二切换器被控制成以所述第二频率在其各自的输出之间连续地切换。如上所述，在本发明的可选实施例中，单个IF负载可以被耦合在节点430a与430b之间。

图6C示出了根据本发明作为修改的吉尔伯特单元混频电路680的图6A的混频电路，其中先前所标识的部件保留其参考标记。如所描述的那样，每个切换器624、628、644和648被实现为npn双极结型晶体管Q1-Q8的差分对。混频/旁路控制电路产生控制信号650，其被差分地提供给模式选择切换器644与648的基极端。所述控制信号的极性可以被反向以切换在旁路与混频模式之间的电路操作。信号源(例如LO信源)是可操作的，以将所述第二频率信号425提供给所述混频器核切换器624与628。所述输入信号f1被应用于缓冲晶体管417的输入端410a与410b，或者可选地，可以为作单端的信号被提供，在这样的情况下，所述输入端410a或410b中的一个被耦合到ac地线，如上所述。

在所述混频电路680的特定实施例中，晶体管Q1-Q8是npn双极晶体管20um×0.4um，IF负载665a与665b是200欧姆，电阻器415是200欧姆，所述第一频率信号f₁工作在950-2150MHz，所述第二频率信号f₂工作在3100MHz，以及所述模式选择信号650是500mV DC。所述电路的电源Vcc工作在+6V DC。更加明确地，所说明的部件是使用0.35umBi-CMOS光刻(photolithographic)处理被集成地形成的。本领域技术人员应当知道，所述电路680还可以使用各种修改而被实现，所述修改例如是pnp型双极晶体管、n或p型场效应晶体管、或者例如二极管的其它部件等。

图7示出了根据本发明的所述混频电路的第二实施例。所述混频电路700包括具有输入710a以接收所述第一频率信号f₁的模式选择切换器710，被耦合到旁路电路720的第一输出710b，以及被耦合到混频核730的第二输出710c。所述旁路电路720可以是任何传输媒介，其可以支持沿着其的所述第一频率信号的传播，所述媒介包括印刷/集成电路轨迹(trace)(包括不接地的线路或者接地的线路，例如微线、带线、共面的波导等)、导线、双绞线、同轴电缆、导电的或者电介质的波导等等。所述混频器核730具有被耦合到所述切换器的第二输出710c的输入、可以接收所述第二频率信号425的第二输入、以及输出。所述混频器核730可以是任何常规形式的(即，单端的、单平衡的、双平衡的等)，以及通过例如吉尔伯特单元混频器的任何已知的形式而被实现。

所述混频电路还包括被耦合到所述旁路电路720和所述混频器输出的信号组合器740。所述信号组合器740具有被耦合到公共负载750的输出。所述信号组合器可以被实现为被公共连接的端口、功率合成器(有源的或者无源的)、或者类似的电路。所述旁路或者混频模式的选择由模式选择信号650所提供，所述信号由控制电路所提供。通过本地振荡器为所述混频器核730提供所述第二频率信号425。使用适合于特定材料的半导体处理技术，所描述的部件中的一个或多个可以集成地被装配进单片电路中。优选地，所述混频器核的操作继续进行，并且，所述混频器核730和所述公共负载750之间的电路连接在所述旁路和混频模式下的操作期间或者在所述旁路和混频模式之间进行切换的期间被保持。

图8A和8B说明了根据本发明使用图6A或7的改进的混频电路的示例性系统，所述示例性系统包括公共的振荡器、多混频器系统。首先参考图8A，所述系统820包括频率合成器822和被耦合到三个混频电路680_1-3VCO 824，每个混频电路的详细结构在上面的图6A和6C中被描述。所述频率合成器822和VCO 824可以产生所述第二信号频率f₂，其被提供给所述三个混频电路680_1-3中的每个。另外为每个混频电路680_1-3提供以差分形式的第一频率信号612_1-3。为了方便起见，每个第一频率信号612_1-3都被标识为f₁，并且读者应当知道，这些频率的每个可以是不同的。

为所述混频电路680_1-3提供相应的模式选择信号650_1-3，以将每个相应的混频电路配置到其希望的输出上。在所示出的实施例中，为所述第一混频电路680提供“旁路”模式信号650₁，从而导致在所述第一信号频率f₁上的(差分)输出。为所述第二混频电路680₂提供“混频”模式信号650₂，以导致上述混频结果的输出。类似地，所述第三混频电路680₃接收所述第一和第二频率信号f₁、f₂以及所述“混频”模式信号650₃，从而导致所述混频模式的操作1。优选地，每个混频电路686_1-3的所述第一和第二切换器继续在所述第二频率f₂上进行切换，而不管所提供的控制信号650_1-3是否将所述混频电路设置为旁路方式或混频方式。另外，在所述旁路与混频模式期间，以及在所述旁路与混频模式的切换过程中，所述混频电路到所述IF负载665a与665b(或者到差分节点430a与430b之间所耦合的单个IF负载)的耦合被保持。

图8B说明了其中使用图7的混频电路的公共振荡器、多混频器系统850的另一个实施例。所述系统850类似地使用频率合成器822和VCO824，用于产生共同提供给所述混频电路700_1-3的所述第二频率信号f₂。在这个系统中，所述第一频率信号612_1-3(仅仅为了方便起见，被标识为f₁)被提供给每个混频电路的输入。相应的模式选择信号650_1-3还被提供，以将所述切换器设置在所期望的旁路或混频模式下，从而使得能够在旁路或者混频模式下独立地控制每个混频电路。如上面就图7的所述混频器实施例所描述的那样，所述混频器的操作继续进行，并且，在所述旁路与混频模式中的操作期间，或者在所述旁路与混频模式之间进行切换的期间，在所述混频器核730与所述公共负载750之间的电路连接可以被保持，以便保持LO偶数阶干扰的基本恒定的级别水平。

正如有各种实施例用于所述频带变换装置那样，还有各种实施例用于级联的缓冲放大器。图9A-9C示出了具有切换器的级联缓冲放大器的功能框图。图9A示出了具有单个缓冲放大器910的实施例的功能框图，所述单个缓冲放大器被配置成能驱动所述输入到所述交叉点切换器912以及到所述级联输出。与图9B或9C中所示的实施例相比，所述配置使用较少的单元。然而，所述缓冲放大器910的设计可以更复杂，因为所述缓冲放大器910被配置成能驱动两个可能独立的负载。理想地，位于所述级联输出上的负载的变化将不会影响被提供给所述交叉点切换器912的信号。类似地，所述交叉点切换器912的配置和被连接到所述交叉点切换器912的输出的装置(未示出)中的变化将不会影响被提供给所述级联输出的信号。因此，在图9A中所示的实施例可以显示很少的单元，但是可能需要较复杂的缓冲放大器910设计。

图9B的实施例等同于在图2中所公开的所述缓冲放大器的实施例。所述缓冲放大器的实施例使用并行连接的两个缓冲放大器920、924。例如由LNB所提供的所述输入信号被耦合到内部缓冲放大器920和级联缓冲放大器924。所述内部缓冲放大器920放大所述输入信号，以及驱动所述输入到所述交叉点切换器928。所述级联缓冲放大器924放大所述输入信号，以及驱动所述输入到所述级联输出。所述级联输出可以代表从IC来的输出，IC包括所述缓冲放大器的实施例。如上面就图2所讨论的那样，所述内部缓冲放大器在其输出从其输入隔离负载变化和干扰。所述内部缓冲放大器920因此提供信号隔离给所述缓冲放大器输入和所述级联输出。类似地，所述级联缓冲放大器924在其输出从其输入隔离负载变化和干扰，从而提供信号隔离给所述缓冲放大器输入和所述级联输出。

所述两个放大器的实施例具有在所述缓冲放大器的输出之间以及在所述缓冲放大器的输出到所述缓冲放大器的输入之间的高度隔离的优点。然而，所述多放大器的实施例可能需要更多有源装置，所述装置消耗功率，产生热量，产生干扰，以及增加成本。因此，所述多放大器的配置不是对所有的应用都是最理想的解决方案。

在图9C的功能框图中示出了另一种缓冲放大器的实施例。在图9C的所述实施例中，例如来自于LNB的输出的所述输入信号被提供到功率分配器930的输入。所述功率分配器930例如可以是无源的功率分配器或有源的功率分配器。另外，所述功率分配器930可以被配置成能基本上提供相等的功率分割，或者可以被配置成能将大部分功率提供给所述输出端口之一。在所述功率分配器930的输出端口的每个上所提供的信号可以是同相或者不同相的。

来自于所述功率分配器930的输出信号之一被耦合到缓冲放大器934，其被配置成能放大所述信号，以及将所放大的信号耦合到所述交叉点切换器938的输入。从所述功率分配器930来的另一个输出被耦合到所述级联输出。

图9C的实施例可以是有利的，因为，所述功率分配器930可以被实现为不消耗功率的无源装置。另外，所述功率分配器930在所述级联输出和所述缓冲放大器输出之间提供隔离程度。在所述功率分配器930的输出端口之间也有信号隔离。然而，如果所述功率分配器930是无源装置，则在所述输出端口之间的所述信号隔离典型地不如可从所述两个放大器配置中所获得的隔离那样大。另外，无源装置可能在集成电路上需要相当大的区域，或者不可能在集成电路上被实现。并且，如果多个无源的功率分配器级是级联的，则所述信号质量将严重地被降级。

因此，已经示出了各种缓冲放大器的实施例。然而，所述实施例中的每个都具有优点和缺点，并且优选的配置将取决于所述系统的需求。另外，所公开的实施例仅仅是例子，并且其不意味着是可用配置的详尽列表。可以实现其它的配置。

图10是具有频带变换的交叉点切换器1000的功能框图。结合两个LNB通过图10的具有频带变换的交叉点切换器1000，可以实现图1的接收机180的两个输入和两个输出。例如，图1的接收机可以包括LNB设备，其被连接到具有频带变换的交叉点切换器1000的集成电路实现上。接收机的所述配置允许信号路由，以及允许在物理上接近于所述LNB的位置上执行频带变换。LNB到所述具有频带变换的交叉点切换器200的物理邻近使得损失和由所述接收信号所经历的感生噪声最小化。

所述具有频带变换的交叉点切换器1000不局限于仅仅具有两个输入和两个输出。所述具有频带变换的交叉点切换器1000的其它实施例可以包括其它的输入和输出。输入的数量可以被推广为任何数量N。输入的数量N例如可以是2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16或某个其它数量。类似地，输出的数量可以被推广为任何数量M。所述输出的数量M例如可以是1、2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32或者某个其它数量。

另外，所述具有频带变换的交叉点切换器1000可以被设置为远离信号源，例如天线或LNB模块。例如，一个或多个同轴电缆可以将所述LNB模块的输出耦合到所述具有频带变换的交叉点切换器1000的输入。在例如住宅内信号分配的示例环境中，所述LNB模块可以距离所述交叉点切换器大于250英尺，以及可以被耦合到具有同轴电缆的所述LNB模块。

使用差分信号相互连接来配置所述具有频带变换的交叉点切换器1000，以提高信号隔离。可以通过单端信号的相互连接来实现所述装置，但是，差分信号相互连接典型地提供更大的隔离。当在单个的集成电路中实现所述装置时，信号隔离是更加要关注的。

所述具有频带变换的交叉点切换器1000具有第一信号路径和第二信号路径。所述第一信号路径包括被连接到切换器1022a、1024a、1026a及1028a的安排(arrangement)的第一低噪声放大器(LNA)1010a，所述安排可以将所述LNA 1010a的输出1014a上的信号有选择地路由到第一频带变换装置1030a或第二频带变换装置1030b。图10的所述具有频带变换的交叉点切换器1000被配置成能提供所述信号的电压模式切换。

所述第一LNA 1010a被配置成具有差分输入1012a与差分输出1014a。所述第一LNA 1010a的差分输入1012a例如可以是与75欧姆的差分(differential)相匹配的。所述第一LNA 1010a的差分输出1014a被配置成具有低阻抗。通过将高隔离切换器配置连接到所述第一LNA 1010a的输出，所述具有频带变换的交叉点切换器1000最大化信号隔离以及最小化切换瞬态。具有高输入阻抗的频带变换装置1030a、1030b被连接到所述切换器结构的输出。

在一个实施例中，低输出阻抗是指小于10欧姆差分的典型大小。在其它实施例中，低阻抗可以是指其它阻抗值，其可以高于或低于10欧姆，以及不用差分地被定义。例如，低阻抗可以是指基本上小于33欧姆的大小。在另一个实施例中，高阻抗是指典型地大于1k欧姆差分的大小。在其它实施例中，高阻抗可以是指其它阻抗值，其可以高于或低于1k欧姆，以及不必差分地被定义。例如，在另一个实施例中，高阻抗可以是指典型地大于330欧姆的大小。一般地，所述低阻抗和高阻抗是相对于彼此而被定义的。即，高阻抗被定义为大于或等于所述低阻抗值的大约十倍。因此，对于33欧姆的低阻抗值来说，高阻抗值大于大约330欧姆。

所述第一LNA 1010a的同相输出被连接到切换器1022a和1024a，其基于例如由图1的机顶盒160a中的控制器所提供的切换控制信号，将所述信号有选择地切换到所述频带变换装置1030a、1030b的同相输入。在可选的实施例中，对所述具有频带变换的交叉点切换器1000的本地的微处理器或者与所述具有频带变换的交叉点切换器1000集成的微处理器可以处理来自于相关机顶盒或接收机的信号，例如一个或多个控制消息。所述第一LNA 1010a的反相输出被连接到切换器1026a、1028a，其将所述信号有选择地切换到所述频带变换装置1030a、1030b的反相输入。例如1022a的被连接到所述同相输出的切换器典型地与例如1026a的反相输出上的切换器成对，以使得由所述切换器对1022a、1026a有选择地连接差分信号。

因此，在所述机顶盒中的所述控制器可以控制第一切换器对1026a、1028a将所述第一LNA 1010a的所述差分输出有选择地连接到所述第一频带变换装置1030a的差分输入。第二切换器对1024a、1028a将所述第一LNA 1010a的差分输出有选择地连接到所述第二频带变换装置1030b。

所述第一频带变换装置1030a可以对其输入上的所述信号进行频率变换，将其有选择地变换到输出频带。所述第一频带变换装置1030a使用来自于第一本地振荡器(LO)1040a的信号，执行所述频率变换。

第二信号路径与所述第一信号路径相类似地被配置。第二LNA 1010b具有差分输入1012b和差分输出1014b。使用第三切换器对1022b、1026b将所述第二LNA 1010b的差分输出1014b上的信号有选择地连接到第一频带变换装置1030a。使用第四切换器对1024b、1028b将所述第二LNA 1010b的差分输出1014b上的信号有选择地连接到第二频带变换装置1030b。

典型地，来自于所述第一LNA 1010a和所述第二LNA 1010b的信号不被切换到相同的频带变换装置，例如1030a。单个LNA 1010a的输出可以被切换到频带变换装置1030a、1030b二者上，而另一个LNA信号不被提供到所述频带变换装置1030a、1030b的任何一个上。

所述具有频带变换的交叉点切换器1000被配置成能在所述输入信号和来自于所述LNA 1010a和1010b的所述输出信号之间提供高信号隔离，以及通过所述交叉点切换器部分1022a-1028b的高隔离。另外，所述具有频带变换的交叉点切换器1000在所述频带变换装置1030a与1030b的所述输入与输出上提供高信号隔离。另外，所述具有频带变换的交叉点切换器1000具有高信号隔离与低切换瞬态。低切换瞬态是通过使用与所述频带变换装置1030a、1030b上的高阻抗输入相结合的所述LNA输出的低阻抗来实现的。高信号隔离是使用差分信号配置来实现的，以及还是通过使用高隔离切换器来实现的。

高信号隔离典型地是指大于30dB的隔离。实现大约大于40dB的高信号隔离可能是有利的。通常，高信号隔离可以是指大于20dB、25dB、30dB、35dB、40dB、45dB、50dB或其它较大的隔离级别。

图11A-11D是高隔离切换器的实施例。图11A-11D的所述切换器实施例中的每个是单端配置的。所述切换器实施例可以被复制，以允许切换差分信号的同相与反向信号。因此，图11A-11D的切换器对可以被用作图10的所述切换器对。

图11A是具有单个晶体管1102的第一切换器实施例，单个晶体管1102被控制成能基于被施加到所述控制输入的信号，将其输入上的信号有选择地连接到其输出。所述晶体管1102可以被控制成能基于被施加到其控制输入的信号，将其输入上的信号从其输出有选择地隔离。信号隔离是由所述晶体管1102的能力所控制的，以从所述输出隔离所述输入。一对晶体管1102可用于切换差分信号。

图11B是第二切换器实施例。信号在被配置为射极跟随器的第一晶体管1110的基极上被输入。另外，典型地是直流偏置电压的偏置电压被施加到所述第一晶体管1110的基极。所述第一晶体管1110的发射极是通过可控的电流源1112而有选择地被偏置的。当所述可控的电流源1112导通(conduct)时，所述第一晶体管1110将其基极的信号有选择地耦合到其发射极。相反地，当所述可控的电流源1112断开时，所述第一晶体管110基极上的信号从所述发射极被隔离。上拉装置1114将所述第一晶体管1110的发射极连接到大于所述偏置电压的电压，例如(V_b+1V)，以确保当所述可控的电流源1112断开时所述第一晶体管1110截止。

图11C是第三切换器实施例，其具有被配置成能提供增加的信号隔离的多个晶体管。信号被提供给第一晶体管1120。所述第一晶体管1120的输出被连接到第二晶体管1122的输入。所述第二晶体管1122的输出是所述切换器的输出。第三晶体管1124被连接到所述第一晶体管1120的输出，以及被配置成能将所述第一晶体管1120的输出与第二晶体管1122的输入有选择地耦合到地线或信号回路(return)。

差分控制信号用来控制所述第三切换器实施例。同相控制信号控制所述第一晶体管1120和第二晶体管1122。反向的控制信号控制所述第三晶体管1124。因此，当所述第一和第二晶体管1120、1122被控制以导通时，所述第三晶体管1124被控制为截止。相反地，当所述第一和第二晶体管1120、1122被控制为截止时，所述第三晶体管1124被控制为导通。

图11D是第四切换器实施例。所述第四切换器实施例类似于所述第二切换器实施例，其具有被配置成能提供额外信号隔离的额外的晶体管。

信号在被配置为射极跟随器的第一晶体管1130的基极上被输入。另外，典型地是直流偏置电压的偏置电压，V_b，被施加到所述第一晶体管1130的基极。所述第一晶体管1130的发射极是通过可控的电流源1132而有选择地被偏置的。当所述可控的电流源1132导通时，所述第一晶体管1130将其基极上的信号有选择地耦合到其发射极。相反地，当所述可控的电流源1132断开时，在所述第一晶体管1130基极上的信号从所述发射极被隔离。

第二晶体管1134被配置成能将所述第一晶体管1130的发射极有选择地上拉到大于所述偏置电压的电压，例如(Vb+1V)，以确保当所述可控的电流源1132断开时所述第一晶体管1130截止。另外，所述第二晶体管1134还可以将所述发射极节点上的任何信号漏泄通过所述偏置点而分路到AC地线上，从而提高信号隔离。第三晶体管1136具有被连接到所述第一晶体管1130的发射极的输入，以及具有为所述切换器的输出的输出。当所述可控的电流源1132在导通时，所述第三晶体管1136有选择地被控制成能将来自于所述第一晶体管1130的发射极的信号耦合到所述切换器输出。当所述可控的电流源断开时，所述第三晶体管1136有选择地控制成能将所述信号从所述第一晶体管1130的发射极分离。

图12是具有频带变换的交叉点切换器1200的功能框图，其也可以作为图1的所述接收机180的一部分而被集成。图1的接收机180的两个输入和两个输出形式(version)可以通过图12的具有频带变换的交叉点切换器1200结合两个LNB而被实现。

所述具有频带变换的交叉点切换器1200类似于图10的所述具有频带变换的交叉点切换器1000，此外，图12的所述装置使用电流模式切换而图10的所述装置使用电压模式切换。从而，所述具有频带变换的交叉点切换器1200和图10的所述装置可以互换地被使用。然而，在有些情况下，由于进入公共节点里的总电流的性能，因此，电流模式切换是有利的。

所述具有频带变换的交叉点切换器1200具有第一信号路径和第二信号路径。所述第一信号路径包括被连接到一对跨导装置1222a与1224a的第一LNA 1210a，所述跨导装置可以将所述LNA 1210a的输出1214a上的信号有选择地路由到第一频带变换装置1230a或第二频带变换装置1230b。所述具有频带变换的交叉点切换器1200使用所述跨导装置，例如1222a与1222b，以提供所述信号的电流模式切换。

所述第一LNA 1210a被配置成能具有差分输入1212a与差分输出1214a。所述第一LNA 1210a的差分输入1212a例如可以是75欧姆差分相匹配的。所述第一LNA 1210a的差分输出1214a被配置成具有低阻抗。通过将高隔离跨导装置1222a与1224a连接到所述第一LNA 1210a的输出，所述具有频带变换的交叉点切换器1200最大化信号隔离以及最小化切换瞬态。具有低输入阻抗的频带变换装置1230a、1230b被连接到所述跨导装置1222a与1224a的所述输出。

所述第一LNA 1210a的差分输出1214a被连接到所述跨导装置1222a与1224a的高阻抗差分输入。所述第一LNA 1210a可以驱动两个跨导装置1222a与1224a，因为所述跨导装置1222a与1224a的所述差分输入是高阻抗的。

所述跨导装置1222a与1224a中的每个分别包括控制输入1223a与1225a，其用于将所述跨导装置1222a与1224a切换为开或关。当来自于所述第一LNA 1210a的所述信号被路由到所述第一频带变换装置1230a时，所述跨导装置1222a被控制成能为所述第一频带变换装置1230a的输入提供电流输出。类似地，所述第二跨导装置1224a可以控制成能为所述第二频带变换装置1230b的输入提供电流输出。例如被连接到LNA 1210a的1222a与1224a的一个或多个跨导装置可以同时被使能，这样例如在1212a上的信号的一个输入可以被路由到全部频带变换装置1230a与1230b上。

所述第一频带变换装置1230a可以对其输入上的所述信号进行频率变换，将其有选择地变换到输出频带。所述第一频带变换装置1230a使用来自于第一LO 1240a的信号，执行所述频率变换。所述第一频带变换装置1230a具有低阻抗输入，从而作为电流相加节点而进行操作，用于从其输入所连接的所述跨导装置1222a与1222b来的电流。

第二信号路径与所述第一信号路径相类似地被配置。第二LNA 1210b具有差分输入1212b与差分输出1214b。使用第三跨导装置1222b，将所述第二LNA 1210b的差分输出1214b上的信号有选择地连接到第一频带变换装置1230a。使用第四跨导装置1224b，将所述第二LNA 1210b的差分输出1214b上的信号有选择地连接到第二频带变换装置1230b。所述第二频带变换装置1230b与第二LO 1240b一起进行操作。

所述跨导装置1222a、1222b、1224a与1224b可以是任何类型的跨导装置，例如晶体管，FET等等。所述跨导装置1222a、1222b、1224a与1224b具有高输出阻抗。从而，例如1222a与1222b的多个跨导装置可以有选择地提供信号给相同的频带变换装置1230a，而所述第一跨导装置1222a的输出阻抗不影响另一个跨导装置1222b的性能。所述低输入阻抗频带变换装置1230a作为电流相加节点进行操作。

在所述具有频带变换的交叉点切换器1200的可选实施例中，所述LNA1210a与1210b被省略，以及所述输入信号直接地被耦合到所述跨导装置1222a、1222b、1224a与1224b的输入。到所述第一和第二信号路径的输入可以使用匹配电路(未示出)与预定阻抗相匹配，所述匹配电路可以像所述差分输入上所放置的电阻器那样简单。

图13是具有频带变换的交叉点切换器1300的功能框图，其具有用于每个输入/输出组合的LNA/频带变换装置对，并且在所述电流域中对所述频带变换装置的输出求和。如图10与12的所述具有频带变换装置的交叉点切换器那样，所述具有频带变换的交叉点切换器1300可以与图1的接收机180中的LNB相结合。在所述具有频带变换的交叉点切换器1300中的所述装置使用差分信号，以最小化噪声，但是，在其它的实施例可以使用单端的装置。

每个LNA/频带变换对可以有选择地提供信号给输出，或者被控制成能将所述输入上的信号从所述输出隔离。所述LNA可以有选择地被控制成能通过取消所述偏置、或者通过将所述放大器上的偏置反向来隔离所述信号。例如，图1的机顶盒160a中的控制器可以接收用户输入以及控制被标记为A、B、C与D的所述偏置控制引脚，以便有选择地将到所述LNAs1310a-b、1320a-b的所述偏置使能或者禁止。

第一LNA/频带变换装置对包括被连接到第一输入1312a的第一LNA1310a。所述第一LNA 1310a被控制成能基于被提供给其控制输入1314a的信号，有选择地放大或隔离所述输入信号。所述第一LNA 1310a的输出被连接到具有高输出阻抗的第一频带变换装置1332。所述第一频带变换装置1332的输出被连接到第一信号输出1340a。

第二LNA/频带变换装置对包括具有被连接到所述第一输入1312a的第二LNA 1320a。在所述机顶盒中的控制器可以控制所述第二LNA 1320a的控制输入1324a，从而有选择地放大或隔离所述输入信号。所述第二LNA1320a的输出被连接到具有高输出阻抗的第二频带变换装置1334。所述第二频带变换装置1334的输出被连接到第二信号输出1340b。

因此，为了将所述第一输入1312a有选择地路由到所述第一信号输出1340a，在所述机顶盒中的所述控制器有选择地控制所述第一LNA 1310a，以便通过提供使能信号给所述第一LNA 1310a上的所述控制输入1314a来放大所述输入信号。为了将所述第一输入1312a上的信号从所述第一1340a上隔离，所述第一LNA 1310a有选择地被控制成能隔离所述信号。

第二差分输入1312b被连接到第三LNA 1310b与第四LNA 1320b的输入。所述第三LNA 1310b被控制成能基于被提供给其控制输入1314b的信号，有选择地放大或隔离所述输入信号。所述第三LNA 1310b的输出被连接到具有高输出阻抗的第三频带变换装置1336。所述第三频带变换装置1336的输出被连接到第三信号输出1340a。

类似地，所述第四LNA 1320b被控制成能基于被提供给其控制输入1324的信号，有选择地放大或隔离所述输入信号。所述第四LNA 1320b的输出被连接到具有高输出阻抗的第四频带变换装置1338。所述第四频带变换装置1338的输出被连接到第四信号输出1340b。

因此，被提供给所述第二差分输入312b的信号可以有选择地被路由到所述第一或第二信号输出1340a或1340b，或者同时被路由到两个信号输出。为了将所述信号从所述第二输入1312b路由到所述第一信号输出1340a，控制信号被提供给所述第三LNA 1310b的控制输入1314b，以使得所述第三LNA 1310b能够放大所述第二输入信号。为了将所述信号从所述第二输入1312b路由到所述第二信号输出1340b，控制信号被提供给所述第四LNA 1320b的控制输入1324b，以使得所述第四LNA 1320b能够放大所述第二输入信号。

如果两个信号被路由到所述第一信号输出1340a，则所述第一与第三频带变换装置1332、1336的输出可以在所述负载处相加。类似地，如果所述第二与第四频带变换装置1334与1338提供信号给所述第二信号输出1340b，则所述第二与第四频带变换装置1334与1338的输出可以在所述负载处相加。从而，通过使用来自于高阻抗装置的驱动匹配的阻抗负载的输出电流，可以在公共的节点中将多个信号相加。

图14是具有频带变换的2x2交叉点切换器1400的另一个实施例。对于在具有阻抗匹配输入与输出的单个集成电路内的实现来说，所述特定实施例是优选的。很明显，输入或输出的数量可以被扩展为任何其它数量。所述实施例使用电流模式切换。使用具有匹配输入、可变增益与低阻抗输出的LNA。第一输入1412a上的信号可以使用第一和第二跨导装置而被路由到一个或者两个输出1470a与1470b上。类似地，第二输入1412b上的信号可以使用第三和第四跨导装置而被路由到一个或者两个输出1470a与1470b上。

所述具有频带变换的2X2交叉点切换器1400接收所述低噪声放大器的匹配信号输入上的输入信号。所述低噪声放大器在其低阻抗输出上产生中间(intermediate)信号。所述中间信号被提供给作为跨导装置而被配置的电流源的高阻抗输入。控制器可以有选择地控制所述跨导装置，以部分地基于所述中间信号来提供输出电流。另外，所述控制器可以有选择地将所述跨导装置中的每个使能或者禁止。例如，对所述跨导装置中的每个的所述偏置可以是可控制的，以便有选择地将所述装置使能或者禁止。可选地，所述偏置电流可以线性地被改变，以控制所述跨导装置的增益。可选地，所述增益可以通过其它方式被改变，并且所述跨导体可以通过其它方式而被使能和禁止。

然后，所述跨导装置的输出电流可以在频带变换装置的低阻抗输入被接收，这样，所述频带变换装置可以将所述电流信号从第一频带频率变换到第二频带。所述频带变换装置可以具有匹配的阻抗输出。

第一信号路径被配置成能对第一信号进行放大、频带变换、以及将其路由到两个输出之一。第一LNA 1410a具有被配置成能接收所述第一信号的差分输入1412a。所述第一LNA 1410a的输入1412a可以是差分输入，其与例如75Ω或者50Ω的预定阻抗相匹配。所述第一LNA 1410a的差分输出具有同相输出1414a与反相输出1416a。所述第一低噪声放大器1410a的差分输出可以是低输出阻抗、匹配的输出阻抗或者高输出阻抗的。所述第一LNA 1410a的输出阻抗例如可以是200欧姆差分。

所述第一LNA 1410a的同相输出1414a被连接到具有低输出阻抗的第一发射极跟随器1422a。所述第一LNA的同相输出1414a被连接到所述第一发射极跟随器1422a的基极。所述第一发射极跟随器1424a的发射极被连接到对所述第一发射极跟随器1424a进行偏置的电流源1424a。所述第一发射极跟随器1424a的输出被连接到到达第一和第二跨导装置的所述差分输入的同相输入上。所述跨导装置具有高输入阻抗。所述跨导装置可以是双极性装置，其可以控制所述偏置电流而有选择地被使能或者禁止。

类似地，所述第一LNA的反相输出1416a被连接到第二发射极跟随器1426a的输入。所述第二发射极跟随器1426a使用被连接到其发射极的电流源1428a而被偏置。所述第二发射极跟随器1426a的输出被连接到所述第一和第二跨导装置的反相输入。

可选地，具有其相关的电流源1424a与1428a的所述第一和第二发射极跟随器1422a与1426a可以被认为是所述第一LNA 1410a的低阻抗输出级。

所述第一跨导装置包括第一晶体管1432a，其中所述第一晶体管1432a的基极用作所述第一跨导装置的同相输入。第一电阻器1433a将所述第一晶体管1432a的发射极连接到可控的电流源1438a。第二晶体管1434a的基极用作所述第一跨导装置的反相输入。第二电阻器1435a将所述第二晶体管1434a的发射极连接到所述可控的电流源1438a。

所述可控的电流源1438a提供偏置用于所述第一跨导装置的晶体管1432a与1434a。所述可控的电流源1438a可以基于控制信号而有选择地被使能或者禁止。当所述可控的电流源1438a被禁止时，所述第一跨导装置将其输入的信号从其输出隔离，并且相反地，当所述可控的电流源1438a被使能时，所述第一跨导装置提供与所述输入信号成比例的输出电流。

具有两个晶体管1452a与1454a的第一差分缓冲放大器被用于将来自于多个跨导装置的电流相加，以及将差分信号提供给所述第一频带变换装置1460a。

通过低输入阻抗以及与预定阻抗相匹配的输出阻抗，所述第一频带变换装置1460a被配置。例如，所述第一频带变换装置1460a的输出可以匹配于75Ω。所述第一频带变换装置1460的差分输出被连接到所述第一信号输出1340。所述第一频带变换装置1460a通过第一LO 1462a所驱动。所述第一LO 1462a的频率可以是可调谐的，以允许所述第一频带变换装置1462a的频率变换被调谐。可选地，所述第一LO 1462a的输出频率可以是固定的。所述第一频带变换装置1462a可以被配置成能对所述信号进行频率变换，或者在没有频率变换的情况下传递所述信号。

所述第一LNA 1410a还提供这样的信号，所述信号可以有选择地被路由到第二输出1470b。从第一和第二发射极跟随器1422a与1426a来的差分输出被连接到第二跨导装置的差分输入。

所述第二跨导装置中的第一晶体管1442a的基极被连接到来自于所述第一发射极跟随器1422a的同相输出。所述第二跨导装置中的第二晶体管1444a的基极被连接到来自于所述第二发射极跟随器1426a的反相输出。电阻器1443a与1445a将所述第一和第二晶体管1442a与1444a的发射极连接到可控的电流源1448a，所述电流源有选择地提供偏置给所述第一和第二晶体管1442a与1444a。当所述可控的电流源1448a被使能时，所述第二跨导装置提供输出电流。相反地，当所述可控的电流源1448a被禁止时，所述第二跨导装置不提供输出电流。

来自于所述第二跨导装置的差分输出被连接到第二差分缓冲放大器的差分输入。所述第二差分缓冲放大器包括两个晶体管1452b与1454b，并且被用于将来自于多个跨导装置的电流相加，以及将差分信号提供给所述第二频带变换装置1460b。

所述第二差分缓冲放大器的输出被连接到第二频带变换装置1460b的差分输入。所述第二频带变换装置1460a具有低输入阻抗以及与例如75Ω的预定阻抗相匹配的输出阻抗。所述第二频带变换装置1460b的差分输出被连接到所述第二信号输出1470b。所述第二频带变换装置1460b是通过第二LO 1462b所驱动的。所述第二LO 1462b频率可以是可调谐的，以便允许所述第二频带变换装置1462b的频率变换被调谐。可选地，所述第二LO 1462b的输出频率可以是固定的。所述第二频带变换装置1462b可以被配置成能对所述信号进行频率变换，或者在没有频率变换的情况下传递所述信号。

所述第二信号输入1412b被连接到所述第二LNA 1410b，并且通过第三与第四跨导装置到达这样的配置中的所述第一和第二差分缓冲放大器，所述配置类似于从所述第一信号输入1412a到所述差分缓冲放大器的路径。

所述第二信号输入1412b被连接到所述第二LNA 1410b的输入。所述第二LNA的差分输出被连接到一对发射极跟随器，每个发射极跟随器用于所述第二LNA 1410b的信号输出中的一个。

所述同相LNA输出1414b被连接到第一发射极跟随器1422b，所述第一发射极跟随器包括被连接到其发射极以提供偏置的第一电流源1424b。所述反向LNA输出1416b被连接到第二发射极跟随器1426b，所述第二发射极跟随器包括被连接到其发射极以提供偏置的第二电流源1428b。

所述第一发射极跟随器1422b的输出被连接到第三与第四跨导装置的同相输入。所述第二发射极跟随器1426b的输出被连接到所述第三与第四跨导装置的反相输入。

所述第三跨导装置包括以差分结构中所安排的第一和第二晶体管1432b与1434b。所述第一晶体管1432b的基极是所述跨导装置的同相输入，而所述第二晶体管1434b的基极是所述第三跨导装置的反相输入。所述第一和第二晶体管1432b与1434b的发射极通过第一和第二电阻器1433b与1435b被连接到可控的电流源1438b。所述可控的电流源有选择地使能或者禁止所述第三跨导装置。所述第一和第二晶体管1432b与1434b的集电极被连接到所述第一差分缓冲放大器的差分输入。

类似地，所述第四跨导装置包括以差分结构所安排的第一和第二晶体管1442b与1444b。所述第一晶体管1442b的基极是所述跨导装置的同相输入，所述第二晶体管1444b的基极是所述第四跨导装置的反相输入。所述第一和第二晶体管1442b与1444b的发射极通过第一和第二电阻器1443b与1435b被连接到可控的电流源1448b。所述可控的电流源有选择地使能或者禁止所述第四跨导装置。所述第一和第二晶体管1442b与1444b的集电极被连接到所述第二差分缓冲放大器的差分输入。当然，在图6中示出的所述跨导装置仅仅代表典型跨导装置的实施例。在其它的实施例中可以使用跨导装置的其它实施例。

因此，在设计频带变换切换器的过程中，设计者可以在许多缓冲放大器实施例、交叉点切换器实施例、以及频带变换装置实施例之间进行选择。图15是信号分配系统1500的特定实施例的功能框图，其包括具有频带变换的集成交叉点切换器(频带变换切换器)1510以及外部部件。所述频带变换切换器1510包括用于LNB的四个输入、与所述输入中的每个相对应的级联输出、以及被配置成能与机顶盒连接的两个输出。所述频带变换切换器1510被配置成能与LNB的信号连接，所述LNB的信号具有双频带堆叠的频率设计(plan)。所述双频带堆叠的频率设计包括高频带块与低频带块。所述频带变换切换器输出保持所述双频带堆叠的频率设计，但是允许从任何所述LNB信号来的高或低频带块被配置为输出高频带块。类似地，从任何所述LNB信号来的高或低频带块可以被配置为输出低频带块。下面提供所述频带变换切换器1510的更详细的描述。

所述频带变换切换器1510包括被配置成能与多达四个LNB连接的四个输入。每个LNB提供符合双频带堆叠的频率设计的信号，所述频率设计具有高频带块与低频带块。例如，所述LNB信号可以是从所选择的转发器组来的卫星下行链路信号。所述低频带块可以是950-1450MHz，所述高频带块可以是1650-2150MHz。

所述信号输入中的每个被连接到放大器1520a-1520d的输入。所述放大器1520a-1520d被配置为低噪声放大器(LNA)，其缓冲并且放大来自于所述LNB的输入信号。来自于所述放大器1520a-1520d中的每个的输出被连接到交叉点切换器1530上的相应输入。另外，来自于所述放大器1520a-1520d中的每个的输出被连接到所述频带变换切换器1510的相应级联输出上。

所述交叉点切换器1530被配置为4X4切换器。独立地并且同时地，所述四个放大的LNB输入信号中的任何信号可以有选择地被路由到所述交叉点切换器1530的所述四个输出的任何输出上。例如，所述交叉点切换器1530可以包括用于每个输出的二比特控制。所述二比特控制的值可以被编程，以便有选择地路由来自于所述四个输入之一的所述信号。所述频带变换切换器1510例如可以从机顶盒接收所述二比特控制字。可选地，所述机顶盒可以发送一个或多个控制消息给所述交叉点切换器本地所实现微处理器，所述微处理器可以产生所述一个或者多个二比特控制字。在图15所示的实施例中，所述交叉点切换器1530的所述四个输出中的每个被连接到频带变换装置1540a-1540d。来自于所述交叉点切换器1530的一个或多个输出可以被耦合到相同的频带变换装置，例如1540a。

所述频带变换装置1540a-1540d被配置成能有选择地对所述信号进行频率变换，或者在没有频率变换的情况下传递所述信号。所述频带变换装置1540a-1540d中的每个可以与其它装置无关地来选择频率变换或者直通。由于双频带堆叠的频率设计被用于所述实施例，因此，所述频带变换装置1540a-1540d被配置成能在选择频率变换时交换所述高与低频带块的位置。

所述频带变换装置1540a-1540d中的每个包括混频器。所述频带变换切换器1510还包括一个或多个本地振荡器(LO)。在具有双频带堆叠的频率设计的一个实施例中，单个的LO可以被传递给全部的频带变换装置1540a-1540d。在另一个实施例中，当执行双频带堆叠的频率设计时，所述本地振荡器频率可以是固定的。3.1GHz或2x(所述频带中心平均值)的LO频率可以被用于执行所述频率变换。

在另一个实施例中，多种可变频率LO可以被用于所述频带变换装置1540a-1540d。例如，所述频带变换装置1540a-1540d中的每个可以具有分别独立控制的LO输出频率。因此，所述频带变换装置1540a-1540d中的每个可以对其输入信号进行频率变换，而与由任何其它频带变换装置所执行的频率变换无关。

LO缓冲放大器(未示出)将所述信号从所述LO输出分配给所述频带变换装置1540a-1540d中的每个。所述频带变换装置1540a-1540d的输出被连接到所述频带变换切换器1510的输出。

所述频带变换切换器1510的输出中的每个是双频带堆叠信号。所述频带变换切换器1510的输出中的每个被连接到滤波器1550a-1550d。所述滤波器1550a-1550d被配置成能以所述双频带堆叠的频率设计在预定频带中的一个里传递信号。所述滤波器1550a-1550d丢弃在所述通频带外的信号，包括在不希望的频带上的信号。所述滤波器1550a-1550d可以被配置成具有可调的通频带，或者可以被配置成具有固定的通频带。

在本实施例中，所述滤波器1550a-1550d被配置为具有固定通频带的带通滤波器。所述第一滤波器1550a被配置为传送所述频率设计的高频带块的带通滤波器，所述滤波器。所述第二滤波器1550b被配置为传送所述低频带块的带通滤波器。类似地，第三滤波器1550c被配置成能传送所述高频带块，第四滤波器1550d被配置成能传送所述低频带块。所述第一和第二滤波器1550a-1550b的输出被连接到第一信号组合器1560a的相应第一和第二输入。类似地，所述第三与第四滤波器1550c-1550d的输出被连接到第二信号组合器1560b的第一和第二输入。所述滤波器1550a-1550d不局限于带通滤波器，而且，例如可以是带通滤波器(BPF)、低通滤波器(LPF)或者高通滤波器(HPF)。在其它实施例中，其它频率选择装置可以被用于限制所述输出的频率响应。所述滤波器1550a-1550d可以具有比所述输入信号的频率带宽窄的通频带。例如，到例如1550a的滤波器的输入可以包括多个载波。然而，所述滤波器1550a可以被配置成能传送全部载波的子集。

所述信号组合器1560a-1560b被配置成能将其输入上所提供的信号相加，以及将相加的信号提供给输出。所述信号组合器1560a-1560b的输出是信号分配系统1500的频带变换的输出。每个输出被连接到机顶盒，用于进一步处理以及用于分配给终端用户设备。

如上面所讨论的那样，一个或多个频率选择装置可以被用于滤波器1550a-1550d。例如，双工器可以被用于滤波器和频率堆叠信号。双工器可以被用作例如1550a和1550b的滤波器和信号组合器1560a。

当然，所述频带切换器1510不局限于就频带堆叠的输入信号进行操作。例如，LNB中的每个可以在相同频带中提供信号。频带切换器1510可以被配置成能对单频带输入信号中的一部分进行频率变换和组合。例如，所述交叉点切换器1530可以将所述第一放大器1520a的输出路由到所述第一频带变换装置1540a。所述第一频带变换装置1540a中的LO可以被配置成能对所述信号进行频率变换，这样，来自于所述输入信号的一个或多个信道被变换成期望的输出频率。所述第一滤波器1550a可以被配置成能仅让所述希望的信道通过以及滤除所有不希望的频率和信道。

类似地，所述交叉点切换器1530可以被配置成能将所述第二放大器1520b的输出路由到所述第二频带变换装置1540b。所述第二频带变换装置1540b可以被配置成能对所述输入信号进行频率变换，将其变换为期望的输出频率。所述第二滤波器1550b可以被配置成能仅让所述希望的信道通过并且滤除所有不希望的频率和信道。

与所述第一与第二滤波器1550a-1550b一起的所述第一与第二频带变换装置1540a-1540b可以被配置成能在相互排斥的频带中产生所选择的信道。所述组合器1560a然后可以将所述滤波器的输出相加，以便从独立的单频带输入信号中产生复合的输出信号，其中每个滤波器包括一个或多个信道。在所述单频带输入信号配置的一个实施例中，每个频带变换装置和例如1540a和1550a的滤波器对被配置成能对从一个或多个输入信号频带中的每个来的一个或多个信道进行频率变换。所述频率变换的信号可以被组合成单频带信号或多频带信号。

类似地，一些实施例可能具有多个频带变换装置和多个滤波器。多个频带变换装置中的每个可以对从一个或多个输入频带来的一个或多个信道进行频率变换。所述多个滤波器的输出可以被相加以提供具有期望的信道排列(line up)的复合信号。

图16是信号分配系统1600的功能框图，该系统是典型的卫星电视系统，其能够在住宅或其它建筑处被实现。所述信号分配系统1600包括天线1620，天线1620具有被耦合到低噪声块1626的天线馈电1622，1624。所述低噪声块1626的输出被耦合到分配切换器1630的两个输入。所述低噪声块1626的输出被耦合到分配切换器1630的两个输入上。使用第一和第二传输线1642、1644，所述分配切换器输出被连接到第一、第二与第三机顶盒1652、2654、1656。所述第一机顶盒1652的输出被连接到第一输出装置1662。信号分路器1670将通过所述第二传输线1644从所述分配切换器1630所耦合的信号分路成两个信号。第一信号分路器1670输出被连接到所述第二机顶盒1654，第二信号分路器1670输出被连接到所述第三机顶盒1656。所述第二机顶盒1654的输出被连接到第二输出装置1664，而所述第三机顶盒的输出1656被连接到第三输出装置1666。

所述天线1620包括两个天线馈电1622、1624。然而，可以使用多个天线。另外，每个天线1620可以具有一个或多个天线馈电1622、1624，并且每个天线1620不局限于仅具有两个馈电1622、1624。另外，所述天线1620可以是不使用天线馈电的配置，例如鞭状天线(whip)或喇叭形天线(horn)。

所述天线1620从卫星1610接收一个或多个信号。另外，所述卫星1610可以提供特定极化和调制类型的信号。此外，可以有多于一个的卫星1610给所述天线1620提供信号。来自特定卫星1610的信号与来自另一个卫星(没示出)的信号在相同频带中，或者可以在不同频率的频带中。来自多个卫星的信号可以每个具有相同极性和调制类型，或者可以是相互不同的。

在图16的信号分配系统1600中，每个天线馈电1622、1624被连接到低噪声块1626的独立输入，该低噪声块将信号输出给所述分配切换器1630。当然，所述分配切换器1630不局限于2x2切换器，而是可以具有许多输入端口和输出端口，例如，所述分配切换器1630例如可以是2x4切换器、4x4切换器或其它的切换器安排。

所述分配切换器1630被配置成能处理所接收的卫星信号。所述分配切换器1630例如可以放大、滤波和下变频所接收的卫星信号。所述分配切换器1630可以被配置为一对低噪声块变频器(LNB)，其每个将来自所述分配切换器1630输入之一的信号块转换成中间频率。所述分配切换器1630还可以被配置成能允许被提供给输入的输入信号中的每个被连接到多个切换器输出的任何一个上。因此，从第一天线馈电1622所提供的信号可以在所述分配切换器1630中被块转换，并且被路由到所述切换器输出中的任何一个上。类似地，从所述第二天线馈电1624所提供的信号可以在所述分配切换器1630中被块转换，并且被路由到所述切换器输出中的任何一个上。典型地，所述分配切换器1630被配置，以使得将仅有来自于一个信号源的信号被路由到特定的切换器输出。可选地，一个或多个所述块转换的信号可以被路由到相同的分配切换器1630输出。

当所述天线1620和分配切换器1630被安装在地理上远离所期望的信号目的地的位置上时，所述分配切换器1630的输出可以使用电缆而被连接到远程位置。所述分配切换器1630的输出典型地通过传输线而被路由到远程目的地，该传输线可以是同轴电缆。所述分配切换器1630可以位于低噪声块1626和天线馈电1622、1624的本地，或者可以位于远离所述低噪声块1626和天线馈电1622、1624的地方。

在一个实施例中，所述分配切换器1630与天线1620、低噪声块1626与天线馈电1622、1624在一起。在另一个实施例中，所述分配切换器1630可以位于远离天线1620的地方。例如，电缆或传输线可以将从所述低噪声块1626来的信号连接到分配切换器1630，所述分配切换器位于接近一个或多个机顶盒1652、1654的结构之内。类似地，在其它的实施例中，所述分配切换器1630可以位于天线1620和机顶盒1652、1654之间的中间位置上。在一些实施例中，所述低噪声块1626被省略，并且来自于天线馈电1622、1624的信号可以使用电缆被连接到所述分配切换器1630。类似地，使用电缆或其它的分配系统，可以将来自于所述分配切换器1630的输出信号连接到机顶盒或其它目的装置。

在第一实施例中，所述分配切换器位于低噪声块1626和天线1620的本地。第一传输线1642将来自于所述分配切换器1630的第一输出端口的信号分配到所述信号分配系统1600内的远程的位置上。所述第一传输线1642的末端被连接到位于所述分配切换器1630远端的第一机顶盒1652。

第二传输线1644将来自于所述分配切换器1630的第二输出端口的信号分配到信号分路器1670。所述信号分路器1670的第一输出被连接到第二机顶盒1654。所述第二机顶盒1654可以位于远离所述分配切换器1630和信号分路器1670的位置，以及还可以位于远离所述第一机顶盒1652的位置。所述信号分路器1670的第二输出被耦合到第三机顶盒1656。所述第三机顶盒1656的输出被耦合到第三输出装置1666。

所述第一和第二传输线1642、1644可以是并行线、双绞线、同轴线、波导等或者用于分配所述信号的任何其它装置。另外，虽然传输线典型地被用于最小化信号损失和信号反射，但是，所述系统可以使用不是传输线的其它装置用于分配所述信号。例如，导线、导线束等可以被用于将来自所述分配切换器1630的信号分配到所述机顶盒1652、1654。然而，对于可以被认为是射频(RF)信号的信号来说，将典型地使用传输线来分配。所述RF信息信号例如可以在KHz到几GHz的范围内。当然，所述信号分配系统1600不局限于分配RF信号，还可以分配其它信号，例如基带信号或光信号。

所述传输线1642、1644典型地是非理想的无源器件。因此，所述传输线衰减所述信号功率。然而，由所述传输线1642、1644所引起的所述衰减典型地不会将所述噪声功率衰减到与所述信号功率相同程度上。例如，诸如一段传输线的无源衰减器不能显著地降低热噪声。另外，所述传输线1642、1644可以产生其它类型的有关电缆的信号降级。例如，所述传输线可以影响所分配的信号的平坦性、倾斜、相位失真、群延迟失真、反射、干扰、噪声接收(noise pick-up)和话筒噪声。因此，由所述传输线1642、1644所引起的损耗典型地降低了分配给所述机顶盒1652、1654的信号的SNR。

所述第一和第二传输线1642与1644被耦合到机顶盒1652、1654及1656的相应输入。所述第二传输线1644通过所述信号分路器1670被耦合到所述第二和第三机顶盒1654与1656。在一个实施例中，用于从所述分配切换器1630所输出的信号的频带与由所述输出装置1662与1664所使用的频带不一致。因此，所述机顶盒1652、1654还可以将所述信号频率转换到与所述输出装置1662、1664与1666相兼容的操作频带上。另外，从所述分配切换器1630来的输出信号可以是以这样的格式的，所述格式与由所述输出装置1662、1664、与1666所使用的格式不兼容。然后，所述机顶盒1652、1654与1656可以作为信号处理级而工作。例如，所述卫星下行链路信号可以通过这样的格式而被数字调制，所述格式与可能是典型电视接收机的所述输出装置1662、1664与1666不兼容。所述机顶盒1652、1654与1656可以被配置成能解调所述数字调制的信号，处理所述解调的信号，然后通过所述信号来调制电视信道载波，用于传送到所述电视输出装置1662、1664与1666。

可选地，如果从所述分配切换器1630所输出的信号是以与所述输出装置1662、1664与1666相兼容的格式和频带的，则可以不需要所述机顶盒1652、1654与1656。在另一个方案中，由所述机顶盒1652、1654与1656所执行的一个或多个功能可以被集成到所述输出装置1662、1664、1666。在另一个实施例中，所述信号分路器1670可以被配置成能执行信号处理，例如频率变换或解调制。

在图16中所描述的实施例中，每个机顶盒1652、1654与1656被连接到单个的输出装置1662、1664与1666。然而，例如1662、1664的多于一个的输出装置可以被连接到例如1652的单个机顶盒的输出。可选地，多于一个的机顶盒1652、1654与1656的输出可以被组合，或者另外被连接到单个的输出装置，例如1662，尽管这种配置不是典型的。

例如1662的输出装置可以被配置成能调谐到由例如1652的所述机顶盒所提供的一个或多个频带内的特定信道上。所述输出装置1662可以处理来自于所选信道的信号，以便将例如视频或音频的某种媒体内容显示给用户。

例如，所述输出装置1662、1664与1666可以是电视接收机，以及可以显示与由所述卫星1610所发送的信号相对应的电视信号。所述输出装置1662、1664与1666可以是在其它信号分配系统中的其它类型的装置。所述输出装置1662、1664与1666例如可以是电话、无线电接收机、计算机、网络设备等、或者用于输出信号的其它装置。

所述输出装置1662、1664与1666可以具有这样的信号质量范围，在所述范围上，所述输出被认为是可以接受的。例如，所述输出装置1662、1664与1666可以提供可接受的输出，用于在预定等级之上的输入SNR，所述预定等级可以表示期望的最小SNR。然而，在到所述输出装置1662、1664与1666的输入上的SNR典型地由所述机顶盒1652、1654与1656中所执行的所述信号处理来确定。因此，所述信号质量典型地与在所述机顶盒1652、1654与1656的输入上的信号质量有关。因此，所述信号分配系统1600典型地被配置成能在所述机顶盒1652、1654与1656的输入上提供具有大于所期望的最小值SNR的信号。

尽管图16是卫星信号分配系统的功能框图，但是，其它信号分配系统具有类似的结构。例如，电缆分配系统典型地提供单个的接入点给地理区域，例如住宅，其中所述分配系统可以分配电视、无线电、数据和/或电话信号。然后，从所述一个接入点来的信号典型地被分路、放大、分配，以及可以与例如所述卫星电视信号的其它信号组合。具有无线通信链路的通信系统也可以具有类似的结构。例如，地面电视或者无线电系统可以包括单个天线，以及使用信号分配系统100将所述单个天线所接收的信号分配给多个输出装置，所述信号分配系统100可以放大、分路、分配和/或组合所接收的信号。

所述信号分配系统不局限于住宅，而是可以跨越许多住宅、商店或者与住所或建筑物无关的位置。所述信号分配系统由其特征所表征以及不局限于任何特定的应用。

另外，尽管图16仅仅示出了介于所述分配切换器1630和机顶盒1654及1656之间的所述信号分路器1670，除所述传输线1642、1644之外的单元和信号分路器1670可以介于所述分配切换器1630和所述机顶盒1652、1654及1656之间。所述另外的分配装置可以包括有源或无源的功率分配器、有源或无源的功率合成器、放大器、衰减器、滤波器、切换器、交叉点切换器、多路复用器、解多路复用器、频率变换装置、编码器、解码器等或者用于分配信号的任何其它装置。这些其它的信号分配装置中的每个都可以引起由所分配的信号所经历的噪声。

例如，当在所有端口都保持阻抗匹配时，双向无源功率分配器允许在一个输入的信号被平均地分为两个输出信号，每个具有一半的原始信号功率。理想的双向无源分配器将所述SNR减少3dB。然而，实际上，所述降级常常是较高的。

例如通过产生使得SNR降低的失真产物，有源的信号分配装置可以引起信号降级。由有源装置所引起的所述失真典型地随着到所述装置的输入信号功率的增加而增加。另外，在所述信号分配系统1600内的有源装置的位置可能影响所述装置对SNR所具有的效果。位于到所述信号分配系统的输入的有源装置可能经受较大的信号功率，并且因此，相比位于例如142的传输线末端的相同的装置，降低SNR更多，其中信号功率可能显著地被衰减。

由于所述失真的增加比率典型地大于信号功率的增加比率，因此，对于就所述设备能力而言大的输入信号来说，SNR降低。大的输入信号可以被定义为在有源设备中产生预定失真级别的信号。例如，当关于产生1dB放大器输出压缩(compression)所需的输入信号而被测量时，信号可以是大的。可选地，当关于产生特定三阶产物所需的输入信号电平而被测量时，所述信号是大的。即，如果双音交调测试产生了例如40dB的低于输出信号的预定电平的三阶交调失真产物，则信号可以被定义为是大的。大信号的定义与使用设备的所述信号分配系统有关，并且之前的定义不是详尽的。

相反地，当所述信号是小的时候，不相关的噪声电平可能控制SNR的确定。由于衰减器典型地降低信号功率，并且可能不以相同的量来降低不相关噪声功率，因此衰减器之后的SNR可能降级。无源设备的放置也可能影响由所述设备所引起的SNR降级量。位于大信号处的衰减器可能不影响SNR，而位于较小信号处的同样的衰减器可能会显著地降低SNR。

因此，有使所述系统中的SNR最大化的优选信号范围。所述优选取决于准确的信号分配系统和所分配的信息信号的特性。下面将详细描述的自动增益控制(AGC)放大器可以帮助系统维护所述优选操作范围，并且因此有助于在系统中维持优选的SNR。所述AGC放大器可以减少后续分配设备对所述机顶盒1652、1654与1656处的SNR的影响。此外，所述AGC放大器可以使添加或移除所述信号分配系统1600中的分配路径的不利影响最小化。所述AGC放大器例如可以被集成到所述分配切换器1630或信号分路器1670中。

图17A至17D是AGC放大器的功能框图，其例如可以被集成到图16的所述分配切换器1630和/或信号分路器1670中。所述AGC放大器还可以在中间信号处理装置中被实现，所述装置例如是所述信号分路器1670或者也被称作分配装置或者信号处理装置的一些其它的信号分配装置。典型地，所述AGC放大器不作为孤立的装置而被增加，而是与其它分配装置一起被实现。

在一些实施例中，中间信号分配装置可以不包括AGC放大器。缺少AGC放大器的这种中间信号处理装置可以被配置成在所述信号分配系统内的特定位置中使用。在其它实施例中，所述中间信号分配装置例如可以包括AGC放大器作为所述初始信号处理单元。

AGC放大器和信号分配装置的实现允许所述信号分配系统1600的性能基本上不受所述信号分配装置的物理位置的影响。也就是说，所述信号分配系统1600的性能基本上与在电缆运行前端或者在电缆运行后端的信号分配装置的位置无关。

在紧随所述低噪声块1626的所述分配装置1630中实现AGC放大器可以补偿在所述低噪声块1626中的增益变化。因此，本地地或者在单个外壳中实现所述分配装置1630与低噪声块1626的实施例可以有利地消除所述低噪声块1626增益的生产调整(production adjustment)。因此，在所述分配块1630中所实现的所述AGC功能可以通过取消生产调谐的步骤来提供降低的生产成本。

在图17A至17D中所示的每个AGC放大器实施例可以作为集成电路、作为分立的装置或者集成电路与分立装置的组合，与信号分配装置一起被实现。集成电路例如可以并行地结合多个独立AGC放大器，每个AGC放大器控制从卫星下行链路所接收的信号的功率。所述集成电路可以在多种基片材料上被制造，所述材料例如是硅、锗、砷化镓、磷化铟、蓝宝石、金刚石等，或者任何其它合适的基片材料。另外，所述AGC放大器实施例可以使用各种制造技术而被制造，所述技术包括双极性、FET、BiCMOS、CMOS、SiGe等等。

图17A是第一AGC放大器实施例的功能框图。所述AGC放大器包括可变增益放大器(VGA)1710以及被连接到所述VGA 1710的输出的检测器1720。所述检测器1720的输出被连接到所述VGA 1710的增益调节输入，以控制所述放大器的增益。

所述AGC放大器实现参考输出的AGC功能，以试图将所述功率放大器的输出功率维持在预定的优选级别上，所述级别也被称作AGC设定点(set point)。所述AGC功能是试图在所述AGC设定点维持信号功率的处理。当所述输出信号低于所述AGC设定点时，所述AGC功能增加所述放大器1710的增益。所述AGC功能可以继续根据需要增加所述VGA 210的增益，直至最大增益值。只要所述输出信号功率低于所述AGC设定点，所述VGA 210就持续提供所述最大增益值。

相反地，当所述输出信号功率超过所述AGC设定点时，所述AGC功能降低所述VGA 1710的增益。所述AGC功能可以继续根据需要减少所述VGA 1710的增益，降至最小值。只要所述输出信号功率大于所述AGC设定点，所述VGA 210就持续提供所述最小增益值。

在例如图16的信号分配系统1600的系统内，典型地有输入信号范围的极限。也就是说，到所述信号分配系统1600的输入典型地落在预定范围内。在这种系统中，有可能配置所述AGC范围，以使得从不到达一个或多个所述AGC极限。例如，来自于所述卫星1610的输入信号可以在预定范围内变化。如果在所述分配切换器1630或者信号分路器1670中的所述AGC放大器具有AGC范围，所述范围大于所述输入信号范围，则所述AGC功能就可以从不到达其极限。

起初，具有输入信号功率P_in的输入信号被提供给所述VGA 1710的输入1715。被提供给所述VGA 1710的控制信号可以开始被设置来控制所述VGA 1710，以提供所述最大可用增益G_max。然后，所述VGA 1710提供具有输出功率P_out的输出信号，其基本上等于例如就关于毫瓦的分贝(dBm)所测量的P_in+G_max。

来自于所述VGA 1710的输出被连接到功率检测器1720的输入。所述功率检测器1720测量所述输出信号功率，以及产生可以与所述输出信号功率相关联的控制信号。例如，所述功率检测器1720可以被配置成能提供与给定的功率电平相关联的输出电压。或者，所述功率检测器1720可以被配置成能提供与给定的功率电平相关联的输出电流。

所述功率检测器1720可以被配置成能测量包括期望信号、噪声与失真的所述复合放大器输出信号的功率。这种功率检测器1720可以是宽带检测器，以及可以检测在宽频带上的功率电平。也就是说，所述功率检测器1720可以测量来自于所述VGA 1710的所述输出功率中的仅仅一部分的功率。例如，所述功率检测器1720可以测量在预定带宽中的功率，其中所述预定带宽表示从所述VGA 1710所输出的所述信号的一部分带宽。所述预定带宽例如可以是完全在来自于所述VGA 1710的输出的期望信号带宽之内的。或者，所述预定带宽可以部分地重叠或者在所述VGA 1710输出的期望信号带宽之外。

所述功率检测器1720的输出被连接到所述VGA 1710的控制输入。所述AGC放大器可以被配置成能提供参考输出的AGC功能。例如，所述功率检测器1720可以检测所述VGA 1710的输出功率。所述功率检测器1710还可以包括比较器，所述比较器具有被耦合到一个比较器输入的AGC设定点。所检测的输出功率可以提供给所述比较器的第二输入，以及与所述AGC设定点相比较。所述比较器的输出可以例如使用积分器而被滤波。所述积分器的输出可以是控制所述放大器的增益的所述检测器输出控制信号。

例如，在到所述功率检测器1720的输入上的高功率信号产生控制电压，所述信号大于所述AGC设定点。所述控制电压值对应于放大器增益值，所述增益值小于所述初始增益值。所述高功率检测器1720输出使所述VGA 1710的增益减少，这样，所述VGA 1710的输出上所检测的功率基本上等于所述AGC设定点。

尽管所述VGA 1710被显示为放大器，但是，所述AGC功能可以通过仅仅增益、增益与衰减的组合或者仅仅衰减来实现。另外，所述VGA 1710可以通过多级和多个装置来实现。例如，所述VGA 1710可以被配置为多个级联的可变增益放大器、或者被配置为与可变衰减器级联的放大器、或者被配置为多个并行的可变增益放大器等。

另外，所述功率检测器1720可以是二极管检测器、晶体检测器等等。所述功率检测器1720可以被配置成能采样平均功率、峰值功率、RMS电压、平均电压、峰值电压、平均电流、RMS电流、峰值电流、或者与信号电平相关联的其它值。所述功率检测器可以是一个装置或者可以被构造为多个装置。正如以上的讨论那样，所述功率检测器1720例如可以包括检测器、比较器和积分器，或者其它的信号调整块。

尽管所述功率检测器1720被显示为提供参考输出的AGC功能，但是，所述功率检测器1720可以被配置成能在其它位置上检测所述信号功率，例如在所述VGA 1710的输入上检测。所述功率检测器1720可以被配置成能在其它位置检测所述信号功率，所述位置远离所述VGA 1710，例如在图16的机顶盒的输入上。

所述实际的AGC功能可以使用多种方法被实现，包括反馈和前向反馈。不管所述AGC功能是否被配置为使用反馈的参考输出、或者使用前向反馈技术的参考输出，所述AGC功能可以提供在预定AGC范围上的基本上稳定的输出电平。

图17B是AGC放大器实施例的功能框图。所述AGC放大器包括在到所述AGC放大器的输入上的恒定增益放大器1732。所述恒定增益放大器1732的输出被连接到所述VGA 1734的控制输入。所述VGA 1734的输出被连接到功率检测器1740。从所述功率检测器1740来的输出信号被连接到所述VGA 1734的控制输入，以控制所述VGA 1734的增益。

除了在所述VGA 1734之前实现恒定增益放大器1732之外，在图17B中的AGC放大器实施例类似于图17A的实施例。图17B的所述AGC放大器与图17A的所述AGC放大器同样有效地进行操作。所述恒定增益放大器1732的增益可以在所述AGC放大器的增益上设置下限。然而，如果所述VGA被配置成能提供衰减，则所述恒定增益放大器1732的增益可以通过所述VGA 1734中的衰减来取消。所述恒定增益放大器1732例如可以被包括在AGC放大器中，以便在具有低噪声系数的AGC放大器中提供前端放大器。

图17C是另一AGC放大器实施例的功能框图。所述AGC放大器包括在到所述AGC放大器的输入上的VGA 1752。所述VGA 1752的输出被连接到恒定增益放大器1754。所述恒定增益放大器1754的输出是所述AGC放大器的输出。所述VGA 1752的输出还被连接到所述功率检测器1760的输入。所检测的输出被提供给所述VGA 1752的控制输入。因此，在图17C的实施例中，所述功率检测器1760检测中间级的功率，而不是所述AGC放大器的输入或者输出的功率。当然，图17A的实施例可以通过将所述AGC放大器与恒定增益放大器级联而被修改为与图17C的实施例相对应。尽管恒定增益放大器1754是在所述VGA 1752之后被实现的，但是，所组成的AGC放大器可以解释为是参考输出的。

图17D是AGC放大器的另一实施例。所述AGC放大器是与信号分配装置耦合的VGA的实施例。所述AGC放大器包括在到所述AGC放大器的输入上的VGA 1770。所述VGA 1770的输出被连接到混频器1780的输入。LO 1784驱动所述混频器1780的LO端口。所述混频器1780的输出是所述AGC放大器的输出。所述混频器1780的输出还被连接到所述功率检测器1790的输入。所检测的输出被提供给所述VGA 1770的控制输入。

在这种AGC放大器结构中，所述AGC功能与频带变换相结合。所述AGC放大器的功率控制所述输出去跟踪所述AGC设定点，以及还可以将从输入频带来的信号频率转换到输出频带。如前所述，例如1770的VGA可以与多-装置耦合的VGA的另一实施例。

所述VGA 1770以上面就其它AGC放大器实施例所描述的方式来操作。所述VGA 1770的输出被连接到所述混频器1780的输入端口。所述混频器1780可以将从第一频带来的信号频率转换到第二频带。可以是固定频率LO或者可变频率LO的LO 1784驱动所述混频器1780的LO端口。所述混频器1780提供输出信号，所述输出信号包括在所述输入信号频率和所述LO频率的和值上的频率分量，以及包括在所述输入信号频率和所述LO频率的差值上的频率分量。

所述功率检测器1790可以被配置成能检测在预定频带内的信号。因此，所述功率检测器1790可以检测在期望频带中的信号，而忽略所述频带之外的信号。因此，所述AGC放大器能被配置成能提供与频率转换结合的控制信号幅度。

通过将AGC信号分配实现与固定增益信号分配实现相比较，可以说明在所述信号分配系统中包括AGC级的好处，例如在图16的所述系统中的所述分配切换器1630或者信号分路器1670里。图18A和18B显示了级联放大器配置的实施例。图18A中的所述配置包括固定增益放大器，而图18B的所述配置包括AGC放大器。这种级联放大器配置例如可以被包括在图16的所述信号分配切换器中，以便提供单个输入信号的三个独立拷贝，所述拷贝发往所述信号分配系统内的三个不同的地理位置。

图18A是固定增益信号分配部分1800的实施例，例如可以在图16的分配切换器中实现的分配部分。例如，在所述分配部分1800中的装置可以分布在信号分配系统的前端、中间位置或者靠近终端。所述固定增益分配部分1800包括三个串联的增益装置1810、1820与1830。所述增益装置中的每个，例如1810，可以被配置成具有0dB的固定增益、3dB的噪声系数(NF)、和+30dBm的输入三阶截获点(IIP3)的有源功率分配器。可选地，所述增益装置中的每个可以包括与其它类型的信号分配装置结合的放大器。

第一固定增益装置1810包括固定增益放大器1812，所述放大器之后是具有第一输出1818a和第二输出1818b的无源功率分配器1814。通过所述固定增益放大器1812和无源功率分配器而到达例如1818b的所述输出中的一个的所述复合的增益可以被配置为0dB。所述第一固定增益装置1810的第二输出1818a被连接到第二固定增益装置1820的输入。所述第二固定增益装置1820还包括固定增益放大器1812、以及具有第一输出1828a和第二输出1818b的无源功率分配器1824。所述第二固定增益装置1820的第二输出1828b被连接到第三固定增益装置1830的输入。所述第三固定增益装置1830类似地被配置成具有固定增益放大器1832，所述放大器之后是具有两个输出1838a、1838b的无源功率分配器1834。

在图18B中示出了包括AGC放大器的可选信号分配部分1850。包括所述AGC放大器的所述信号分配部分1850的实施例可以在图16的分配切换器中被实现。

三个增益装置1860、1870和1880在所述信号分配部分中被级联。增益装置1860、1870和1880中的每个包括跟随有无源功率分配器的AGC放大器。增益装置1860、1870和1880中的每个还可以包括与一个或多个其它信号分配装置结合的AGC放大器。

例如1860的所述增益装置中的每个可以具有参考输出的AGC功能，所述功能具有0dBm的AGC设定点、+30dBm的IIP3和0dB增益上的3dB的NF。例如1860的所述增益装置可以具有从-20dB到+20dB的增益范围。AGC放大器中的每个例如可以是图17A-17C中所示的所述AGC放大器配置中的一种。

输入信号被提供给所述第一增益装置1860的输入。所述输入信号被耦合到所述AGC放大器1862的输入。所述AGC放大器1862的输出被连接到功率检测器1864的输入。所述功率检测器1864的输出被连接到所述AGC放大器的输入。所述AGC放大器1862的输出还被连接到分别具有第一和第二输出1868a和1868b的所述功率分配器1866的输入。

所述第一增益装置1860的第二输出1868b被连接到第二固定增益装置1870的输入。来自于所述第一增益装置1860的输出被耦合到所述AGC放大器1872的输入。所述AGC放大器1872的输出被连接到功率检测器1874的输入。所述功率检测器1874的输出被连接到所述AGC放大器的控制输入。所述AGC放大器1872的输出还被连接到分别具有第一和第二输出1878a和1878b的功率分配器1876的输入。

所述第二增益装置1870的第二输出1878b被连接到第三固定增益装置1880的输入。来自于所述第二增益装置1870的输出被耦合到在第三增益装置1880中的AGC放大器1882的输入。所述AGC放大器1882的输出被连接到功率检测器1884的输入。所述功率检测器1884的输出被连接到所述AGC放大器的控制输入。所述AGC放大器1882的输出还被连接到分别具有第一和第二输出1888a和1888b的功率分配器1886的输入。

可以对于两种工作条件，将所述固定增益分配部分1800的性能与所述可变增益分配部分1850的性能进行比较。在所述第一工作条件中，所述输入信号是相对小的，以及不相关的噪声是限制所述SNR的重要因素。在所述第二工作条件中，所述输入信号是相对大的，以及失真的产生是限制所述SNR的重要因素。

在所述第一工作条件中，所述输入信号是相对小的。所述固定增益分配部分1800的配置不改变。然而，所述可变增益分配部分1850自动配置其自身，以提供增益，直至最大增益级别。

例如放大器的有源装置典型地具有与其有关的多个噪声源。如果所述前端装置具有显著的增益，所述级联放大器的噪声成分可以减少。随后阶段的噪声成分可以变得不重要，因此，对SNR的降级可以被最小化。另外，与没有所述前端增益装置的情况相比，在所述第一增益级或者前端装置之后的其它噪声贡献因素使所述SNR降级较少。因此，包括所述前端增益级减少了所述整个系统SNR的降级。所述固定增益分配部分1800的性能可以通过检查所述噪声系数而与所述可变增益分配部分1850相比较。在级联系统中的噪声系数是由以下公式给出的： ${\mathrm{nf}}_{\mathrm{cascade}}={\mathrm{nf}}_1+\underset{i=2}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\frac{n{f}_i-1}{\underset{j=1}{\overset{i-1}{\mathrm{\Π}}}{A}_j},$ 其中，N＝级数，A_j＝第j级的增益

在所述公式中的噪声系数值是作为比率而给出的，而为所述装置所规定的噪声系数是以dB给出的。因此，在应用所述公式之前，用于例如1810或1870的所述增益装置的NF需要从分贝被转换到比率。表1提供了用于所述两种增益分配部分1800、1850的级联噪声系数的总结。Psig表示在所述增益装置的输入或输出上的所述信号功率，以dBm为单位。所述单元的增益以dB而被提供。以dB所述噪声系数被提供用于每个增益装置，以及以dB的相应级联噪声系数在每一增益装置的输出上被提供。

表1

固定增益分配部分
								Psig(dBm)	-20	-	-20	-	-20	-	-20
Gain(dB)		0		0		0
								NF(dB)		3		3		3
NFtot(dB)		3		4.8		6
								可变增益分配部分
Psig(dBm)	-20	-	0	-	0	-	0
								Gain(dB)		20		0		0
NF(dB)		3		3		3
								NFtot(dB)		3		3.02		3.04

因此，可以看出，当与所述固定增益分配部分1800相比较时，所述可变增益分配部分1850在初始放大器部分中包括增益的能力使得由于后续级所产生的噪声而导致的信号降级极大地被减少。与没有所述增益部分的情况相比较，在所述初始增益部分之后的噪声贡献因素使所述SNR降级较小。因此，通过包括初始增益部分，可以减少整个系统的SNR降级。

在所述第二工作条件中，所述输入信号相对地大。所述固定增益分配部分1800的配置不改变。然而，所述可变增益分配部分1850自动配置其自身，以提供衰减，直到最大衰减级别。当输入信号级别相对大时，例如三阶的互调失真产物的失真分量可以是降低SNR的主要因素。用于所述信号分配部分1800、1850的级联的IIP3可以被计算及比较，以说明可变增益分配对固定增益分配的优势。所述增益部分的级联的IIPS是由所述公式给出的：

$\frac{1}{{\mathrm{IP}}_{\mathrm{tot}}}=\frac{1}{{\mathrm{IP}3}_1}+\underset{i=2}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\frac{\underset{j=1}{\overset{i-1}{\mathrm{\Π}}}{A}_j}{{\mathrm{IP}3}_i}$

所述公式中的所述IP3值是线性的项，以及不是以dBm的值。类似地，所述增益值作为比率而被提供，而不是dB。表2提供了用于所述两种增益分配部分1800、1850的所述级联的llp3的总结。Psig表示在所述增益装置的输入或输出的所述信号功率，以dBm为单位。所述部分的增益以dB而被提供。以dBm为单位的所述IIP3被提供用于每个增益装置，以及以dBm的所述相应级联的IIP3在每个增益装置的输出上被提供。

表2

固定增益分配部分
								Psig(dBm)	+20		+20		+20		+20
Gain(dB)		0		0		0
								IIP3(dBm)		+30		+30		+30
IIP3tot(dBm)		+30		+27		+25.2
								可变增益分配部分
Psig(dBm)	+20		0		0		0
								Gain(dB)		-20		0		0
IIP3(dBm)		+30		+30		+30
								IIP3tot(dBm)		+30		+29.96		+29.91

因此，可以看出，当与所述固定增益分配部分1800相比时，所述可变衰减增益分配部分1850在初始放大器部分中包括衰减的能力使得由于后续级所产生的噪声而导致的信号降级极大地被减小。与没有所述衰减级的情况相比，在所述初始衰减级之后的失真贡献因素使所述SNR降级较小。通过包括初始衰减部分，可以减少整个系统的SNR下降。

因此，与固定增益配置相比，在信号分配部分中的AGC功能的所述包括可以提高所述信号的质量。在低输入信号功率与高输入信号功率的极端条件下所述可变增益部分对于所述固定增益部分的优势显示：所述可变增益分配部分关于其在信号分配系统内的位置具有灵活性。所述可变增益分配部分不需要被放置在信号分配系统的前端或者最后级上。

所述频带变换切换器1510的一个实施例可被用于信号分配系统，所述信号分配系统被设计成能在住宅中提供卫星电视信号的分配。所述AGC放大器1520a-1520d基于所述输入信号的功率来提供可变增益与衰减。用于所述AGC功能的测量点在所述AGC放大器1520a-1520d的输出上，并且所述交叉点切换器1530与所述频带变换装置1540a-1540d的增益是固定的。

后面具有交叉点切换器1530、频带变换装置1540a-1540d、滤波器1550a-1550d及信号组合器1560a-1560b的每个AGC放大器1520a-1520d可以被配置成能提供从最小值-7dB到最大值+7dB范围的总增益。通过所述频带变换切换器1510从例如1520a的所述AGC放大器直到例如1540a的所述频带变换装置的输出的路径的相应NF例如可以从24dB到10dB进行变化。当提供衰减时，所述信号路径经历较高的NF，以及当所述增益是一(unity)或者更大时，所述信号路径具有较低的NF。类似地，与所述信号路径有关的IIP3可以是从最小值-7dBm到最大值+7dBm的范围的。例如，所述信号路径的IIP3可以是-15、-10、-7、-6、-5、-4、-3、-2、-1、0、+1、+2、+3、+4、+5、+6、+7、+10、+15、+20、+25或者+30dBm。

当所述放大器被配置成能提供衰减时，所述AGC放大器1520a的IIP3典型地是较高的，其中所述衰减有助于所述信号路径的复合IIP3。所述AGC放大器1520a的IIP3可以与所述放大器的增益成比例的变化。

由于所述AGC放大器1520a还提供所述信号给级联输出，因此，在所述级联输出的AGC功能的特性基本上与所述AGC放大器1520a的特性相同。同样由于所述AGC功能是在所述级联输出之前被提供的，因此，所述AGC功能的益处将在主信号路径和通过所述级联输出的所述信号路径中被经历。

所述频带变换切换器1510配置可被用于信号分配系统，其中可以期望到所述频带变换切换器1510的输入在-50dBm到-10dBm的范围内变化。所述AGC放大器1520a-1520d可以被配置成具有-17dBm的参考输出的AGC设定点，其中，所述输出是指所述切换器1500的输出信号。所述频带变换切换器1510不需要实际测量在所述切换器1500的所述输出上的功率。由于所述频带变换切换器1510之后的装置具有固定增益，因此，所述AGC输出可以被解释为是参考AGC放大器之后的任何一点的输出，其中在所述AGC放大器之后所述增益或者衰减是固定的。

使用所述AGC设定点，当所述输入信号是-24dBm或者更低时，例如1520a的所述AGC放大器提供7dB的增益。另外，当所述输入信号是-10dBm或更大时，所述AGC放大器1520a提供-7dB的增益、或者7dB的衰减。因此，在所述输入功率为-24dBm到-10dBm范围内，所述AGC放大器1520a提供-17dBm的恒定输出功率。

图19是信号分配系统中所连接的多个频带变换切换器1910、1920、1930、1940与1950的功能框图。所述频带变换切换器1910、1920、1930、1940与1950可以被配置成具有LNB，以提供图16的所述分配切换器。然而，如前所述，所述频带变换切换器1910、1920、1930、1940、与1950中的一个或多个可以被安置在所述信号分配系统内的其它位置上。例如，所述频带变换装置中的一个或多个可以被安置靠近所述信号输入，被安置在所述信号分配系统内的中间位置上，或者被安置靠近所述信号分配系统的终端或者目的地装置。

第一频带变换切换器1910包括LNA输入，所述输入可以被连接到LNB，所述LNB对卫星下行链路传输进行块转换。所述第一频带变换切换器1910的输出被连接到第二频带变换切换器1920的输入，所述第二频带变换切换器1920又具有被连接到第三频带变换切换器1930的输出。所述第一频带变换切换器1910的级联输出被连接到第四频带变换切换器1940的输入。所述第四频带变换切换器1940的输出被连接到第五频带变换切换器1950的输入。

所述频带变换切换器1910、1920、1930、1940与1950中的每个可以是图15的频带变换切换器，以及可以包括图17A-17C的AGC放大器中的一个。所述频带变换切换器1910、1920、1930、1940与1950中的每个可以与所述第一频带变换切换器1910相类似地被配置。在所述第一频带变换切换器1910中，输入VGA 1912从所述LNB接收输入信号。所述VGA 1912典型地具有低噪声系数，这样，从所述输入到频带变换输出的所述频带变换切换器1910的噪声系数低于3dB、4dB、5dB、6dB、8dB、10dB、12dB、14dB、15dB、20dB、25dB、30dB、35dB或者40dB。从输入到所述级联输出的所述频带变换切换器1910的噪声系数典型地接近于所述VGA 1912的噪声系数的值，以及例如可以小于3dB、4dB、5dB、6dB、8dB、9dB、10dB、12dB、14dB、15dB、20dB、24dB、25dB、30dB、35dB或者40dB。

另外，所述VGA 1912有助于所述频带变换切换器510的IIP3。所述频带变换切换器1910典型地具有从频带变换装置的输入到输出所测量的IIP3，所述IIP3大于-40、-30、-20、-10、-8、-7、-6、-5、-4、-3、-2、-1、0、+1、+2、+3、+4、+5、+6、+7、0r+8、+15、+20、+22、+25、+26、+27、+28、+29或者+30dBm。类似地，所述频带变换切换器1910典型地具有从输入到所述级联输出所测量的IIP3，所述IIP3大于-10、-5、+1、+2、+3、+4、+5、+6、+7、+8、+9、+10、+15、+20、+25或者+30dBm。

所述VGA 1912的输出被连接到检测器1914和NxM交叉点切换器1916。所述检测器1914检测由所述VGA 1912所输出的功率，以及提供所检测的输出，所述输出被连接到所述VGA 1912的控制输入。另外，所述VGA 1912的输出驱动所述第一频带变换切换器1910的级联输出。所述NxM交叉点切换器1916的输出被连接到频带变换装置1918。

尽管在所述第一频带变换切换器1910中仅仅示出了一个VGA 1912和检测器1914，但是，在频带变换切换器中可以包括多于一个的VGA 1912和级联输出，如图19所示。因此，具有与信号分配路径一致的AGC功能的益处可以被提供给来源于单频带变换切换器1910中的例如1912的单个VGA的两个信号路径。

所述后续频带变换切换器1920、1930、1940与1950中的每个还可以被连接到其级联输出的信号路径上，以及同样可以通过利用输入AGC级来控制所述信号电平和最小化所述后续的噪声成分。被连接到所述第一频带变换切换器1910的级联输出的所述第四频带变换切换器1940不对所述始发的信号路径产生噪声，以及还控制从后续的级来的噪声成分。

图20是用于信号通信系统中的信号分配方法2000的流程图，所述通信系统例如在图16中所示的卫星通信系统。所述方法2000从块2002开始，其中接收所述分配信号。所述信号可以是从卫星所接收的，如图16中的那样，或者可以是从被配置成能接收陆地信号的天线所接收的，是从电缆或者光链路所接收的。另外，所述信号可以从信源的组合被接收。

在接收到待分配的所述信号之后，所述信号典型地由低噪声放大器所放大，如块2010所示。由于所述增益可以从正的增益值变化到负值，因此，所述放大器可能不是在所有工作条件下都是低噪声放大器，并且在一些工作条件下可能是衰减器。在这里，负增益值是指衰减。

在放大之后，测量所述输出功率，块2012。由于输出功率是在所述增益级之后被测量的，因此，基于所测量的输出功率的所述后续的AGC功能可以被称为参考输出的AGC。然后，所测量的输出功率被用作用于改变所述增益的因素，块2014。如前面所讨论的那样，所述增益典型地可以在跨越正的增益到衰减的范围内变化。

还提供级联输出，块2020，以及可以在所述AGC功能之后提供级联输出。所述受增益控制的信号可以作为级联输出而被提供，如图15与19中所示。

另外，例如通过图15所示的所述NxM交叉点切换器，所述信号被路由到目的地路径，块2030。通过所述NxM交叉点切换器而被路由到目的地的所述信号典型地与被提供给所述级联输出的所述信号无关。因此，如图15的所述频带变换切换器中所示的那样，所述AGC部分的输出作为级联输出而被提供，以及还被提供给所述NxM交叉点切换器的输入，以便被路由到M个可能的分配路径中的一个上。

然后，被路由到分配路径上的所述信号可以被频带变换，块2040。频带变换块可以包括混频器，以便将所述信号从第一频率块有选择地变换到第二频率块。另外，所述频带变换块可以被配置成具有直通路径，其中所述信号没有被频率变换。

在频带变换之后，来自于所述频带变换块的信号输出可以被滤波，块2050，以消除噪声和在所考虑的频带之外的不需要的频率分量。所滤波的信号中的两个或更多可以被组合以产生复合信号，块2060。所述两个或更多的滤波的信号可以来源于一个或者多个独立的信号分配路径。所述滤波的信号中的每个可以是在不同频带中的。可选地，所述滤波的信号中的一个或多个可以是在与所述滤波的信号中的另一个的频带重叠的频带中。

尽管通过从一个块到下一个块的流程来显示了所述方法2000，但是，所述方法块的顺序不局限于图20中所示出的顺序。

具有固定频率LO的混频器可以在所述频带变换装置中被实现，以提供频率变换。图21是用于双频带堆叠的频率设计的频带提取系统2100的功能框图。所述频带提取系统2100被配置成能将来自于高或低频带块的输入信号安置到所述高频带块里。所述频带提取系统2100还被配置成能对所述高频带块进行带通，以及过滤掉来自于所述低频带块的信号。

所述频带提取系统2100实现频带变换装置2118和带通滤波器2150。所述频带变换装置618包括直通信号路径2122和频率变换信号路径。所述频率变换信号路径包括混频器2120和LO 2130。

如先前所讨论的那样，双频带堆叠的频率设计的一个实施例具有在950-1450MHz的低频带块和在1650-2150MHz的高频带块。因此，所述滤波器2150被配置成带通滤波器，其通过1650-2150MHz以及过滤掉至少在所述950-1450MHz频带中的信号。

所述输入信号是具有输入低频带信号2110和输入高频带信号2112的频带堆叠信号。用于所述直通配置的频带提取是轻微的(trivial)。选择所述频带变换装置2118的直通信号路径2122。所述输入信号在没有频率变换的情况下通过所述频带变换装置2118。然后使用所述滤波器2150来提取所述高频带块，以产生输出信号。

当所述输入低频带信号2110将被频率变换到所述高频带块时，使用所述频率变换信号路径。所述输入信号被定向到所述混频器2120的输入，用于频率变换。LO 2130被连接到所述混频器2130的LO端口。被调谐到2x所述频带块中心平均值的频率的LO 2130将导致在所述高频带块中的信号被频率变换到所述低频带块，以及在所述低频带块中的信号被频率变换到所述高频带块。用于图21所示的频率设计的所述LO频率是3.1GHz。因此，当提取所述高频带块或低频带块时，可以使用所述LO频率。仅仅所述带通滤波器需要被改变以提取所希望的频带块。所述混频器2130提供在所述输入信号频率与所述LO频率的和值上的输出信号，以及提供在所述输入信号频率和所述LO频率的差值上的输出信号。

输入低频带信号通过所述混频器2130而被频率变换到高差值频带2142和低和值频带2146。输入高频带信号2112通过所述混频器2130而被频率变换到低差值频带2140和高和值频带2148。所述和值和差值信号2140、2142、2146与2148被提供给所述滤波器2150，所述滤波器仅仅通过所希望的输出的高频带信号2160以及过滤掉至少另一个混频器产物和所述LO频率。因此，所述950-1450MHZ频带中的所述输入低频带信号被频率变换到所述1650-2150MHz频带中的输出高频带中。

所述和值与差值频带是关于所述LO频率2144对称的。因此，所述LO频率交换所述输入高与低的信号的位置。然而，所述差值频带是频率反转的。在所述输入的低频带2110的上边带中的信号被变换到所述高差值信号的下边带。频率反转不会对双边带信号造成任何问题。类似地，频谱反转不会对数字调制信号造成问题，所述信号是由具有内置频谱反转的解调器所处理的。如果所述系统设计人员需要或者希望特定的频率关系，则还可以处理所述频率反转的信号。所述两个频带堆叠的配置允许单个LO同时重新安排所述频带堆叠。在其它的实施例中，在所述最后的复合输出信号内的每个频率分量可以通过不同的频带变换装置被变换。例如，第一频带变换装置可以进行频率变换，将第一信号变换到第一输出信号频带。类似地，第二频带变换装置可以进行频率变换，将第二信号变换到第二输出频带等等，直到M频带。然后，多个输出频带可以在一个或者多个组合器中被组合。每个输出频带可以是与来自一个或多个转发器的信号相对应的一个或多个信道。

尽管之前的实施例作为单个混频器来显示所述频率变换装置，但是，可以使用其它频率变换装置。单个频率变换装置可以是混频器、抽样的切换器、例如二极管环的切换混频器、吉尔伯特单元、FET环混频器，或者例如二极管的非线性混频器、例如线性跨导(translinear)双极性器件的线性乘法器、可变电阻等。可选地，所述频率变换装置可以执行多种频率变换。所述输入频带块可以上变频到高的中频(IF)，所述中频是在大于所述输入频带块内的最高频率的频率上的。然后，所述IF信号可以被滤波，以提取所关心的频带块，其中所希望的频带块可以对应于来自于一个或多个转发器的一个或多个信道。然后，所希望的频带块可以被下变频到所希望的输出频带块上。所述高IF可以是公共的IF，或者对于不同的频带变换装置可以是不同的。每个高IF信号可以被下变频到输出频带的一部分上。多个下变频信号可以被组合为复合的输出信号。

可选地，所述输入频带块可以被下变频到低IF，所述IF低于所述输入频带块的最低频率分量。然后，可以滤波所述低IF信号以选择所希望的频带块。然后，所滤波的频带块可以被下变频到所希望的输出频带块。例如，每个独立的输入信号可以被下变频到公共的IF，其中一个或者多个信道在滤波器被通过。所述低IF可以是公共的IF，或者对于不同的频带变换装置可以是不同的。然后，所述IF上的每个所滤波的信号可以被下变频到希望的频带上。然后，可以组合多个上变频的信号以形成复合信号。然后，所述复合信号可以被输出到一个机顶盒或多个机顶盒。

在另一种选择中，所希望的输入频带块可以被下变频为基带信号。然后，在被上变频到所希望的输出频带块之前，例如可以通过低通滤波器来对所述基带信号进行滤波。如果所述输入信号是正交调制的或者如果所述两个边带具有不同的信息，则所述输入信号可以被下变频到正交的两个基带信道上。典型地，正交下变频器可以对所述信号进行频率变换，将其变换到基带的同相(I)与正交(Q)信道上。然后，例如可以通过LPF对所述基带I与Q信道进行滤波，以及所述滤波的信号I与Q被上变频到所期望的频带块。

例如，多个信号可以被频率变换为相应数量的频带变换装置内的基带信号。所述基带信号中的每个可以被上变频到输出频带的一部分上。然后可以组合所述多个上变频信号以形成复合信号。

在其它的实施例中，通过简单混频器、象频干扰抑制混频器、IQ下变频器、单边带上变频器以及滤波器的各种组合，可以使用多于两个的频率变换以提供所述频率变换和滤波功能。

图22是被配置成能将来自于两个信源的信号切换和频率变换到单个输出的频带变换切换器的一部分的实施例的功能框图。所述功能单元通过从所述单元所输出的信号频谱的描绘而被示出。

交叉点切换器2210可以被配置成具有N个输入和M个输出，其中N和M可以是相同的或者不同的整数。图7示出了来自于所述交叉点切换器2210的两个输出。

第一交叉点切换器2210的输出提供第一复合信号。所述第一复合信号包括第一低输入频带信号2212a和第一高输入频带信号2212b。类似地，第二交叉点切换器2210的输出提供第二复合的输入信号。所述第二复合信号包括第二低输入频带信号2214和第二高输入频带信号2212b。

所述第一复合信号是在频带变换装置2220中被频带变换的，所述装置例如是具有被调谐到2x(块中心平均值)的LO的混频器。所述频带变换装置2220的输出包括在低输入频带2232a、高频带2232b、低和值频带2234a和高和值频带2234b上的信号。所述频带变换装置2220的输出被连接到第一滤波器2240，所述滤波器被配置成能通过所述高频带并且基本上过滤掉全部其它信号。所述第一滤波器2240的输出包括所述高频带2252，其中剩余信号分量基本上被过滤掉了。所述第一滤波器2252的输出被连接到信号组合器2260的第一输入。

所述交叉点切换器2210的第二输出被连接到被配置用于直通的频带变换装置2222。因此，所述频带变换装置2222的输出看起来基本上与来自于所述交叉点切换器2210的输出相同。所述信号包括低频带2236a和高频带2236b。所述频带变换装置2222的输出被连接到第二滤波器2242。所述第二滤波器2242被配置成能通过所述低频带，以及基本上过滤掉全部其它信号。所述第二滤波器2242的输出被连接到所述信号组合器2260的第二输入。

所述信号组合器2260被配置成能组合被提供给其第一和第二输入的所述信号。因此，所述信号组合器的输出是具有低频带信号2272和高频带信号2274的频带堆叠信号。所述低频带信号2272由所述第二交叉点切换器输出所提供，以及所述高频带信号2274由所述第一交叉点切换器输出所提供。因此，可以看出如何构造具有来自于任意数目的预定输入频带的信号分量的频带堆叠输出。

图23示出了使用集成频带变换切换器对输入频带进行频率变换的方法2300的实施例的流程图。所执行的初始功能是接收卫星转发器信号2310。所述卫星转发器信号可以从位于一个或者多个卫星的一个或者多个卫星转发器组上所接收的。所述卫星转发器信号典型地在天线中被接收。然而，卫星转发器信号可以是从例如电缆电视头端器的信号分配装置所接收的，所述装置使用天线来直接接收所述卫星转发器信号。

在接收到所述卫星转发器信号之后，所接收的信号被块转换到第一预定频带2320。所述第一预定频带还可以被称为预定输入频带。一个或多个块变频器可以被用于将所述转发器信号转换到所述第一预定频带。所述块变频器可以是低噪声块变频器，其被配置成能对来自于多个转发器组的信号进行块转换，以及将所转换的转发器组信号频带堆叠到一个或多个所述第一预定频带中。所述频带堆叠信号中的每个然后可以被提供给到路由装置或组件的输入。

然后，所述块转换的信号被路由到目的地2330。所述路由可以是选择性的路由，其使用与一个或多个控制信号进行通信的一个或多个控制线而被控制。另外，所述路由可以由切换器来执行，所述切换器例如是交叉点切换器，其被配置成能将所述LNB信号中的任何信号路由到一个或多个输出。可以有任意数量的N个LNB。所述交叉点切换器可以被配置成具有相应于所述N个LNB的N个输入。所述交叉点切换器还可以被配置成具有M个输出，其中所述输出的数量M可以与所述输入的数量N相同或不同。所述交叉点切换器可以被配置成能将信号从所述交叉点切换器输入中的任何一个路由到交叉点切换器输出中的任何一个或多个。

在路由所述频带堆叠的转发器信号之后，所述信号从所述第一预定频带被频带变换到第二预定频带。所述频带堆叠的信号中的每个与其它信号无关地被变换。所述第一预定频带可以是与所述第二预定频带相同或不同的。

然后，在所述第二预定频带中的频带变换的信号被滤波2350。可选地，滤波可以发生在频带变换之前。所述滤波器被配置成能通过所期望频带内的期望的有效信号，以及基本上过滤掉所述剩余的频率分量。

然后，组合所滤波的信号2360。所述滤波的信号中的一个或多个可以被组合，以产生频带堆叠的输出信号。组合器可以被配置成能组合任意数量的滤波的信号。另外，多于一个的组合器可以被使用，以提供多于一个的频带堆叠的输出信号。在可选的实施例中，双工器可以被用于滤波和组合信号。

所述方法步骤中的一个或多个可以由单个集成电路所执行。例如，可以由集成电路来执行所述块转换。类似地，将所述信号路由到目的地可以由集成电路所执行，所述集成电路可以与执行所述块转换的集成电路相同或者不同。在另一个实施例中，在集成电路上对所述信号执行频带变换，所述集成电路可以与被用来路由所述信号或块转换所述信号的集成电路相同或不同。类似地，滤波和组合所述信号可以在一个或多个集成电路上被执行，所述集成电路可以和其它集成电路中的任何集成电路相同或不同。所述集成电路中的一个或多个可以包括半导体基片，例如硅基片。可选地，所述集成电路基片可以包括锗、砷化镓、磷化铟、蓝宝石、金刚石、等，或任何其它适当的基片材料。另外，所述集成电路可以使用任何适当的技术而被制造，所述技术例如是硅锗(SiGe)、双极性、FET等等。

因此，已经公开了具有频带变换的集成交叉点切换器。来自于一个或多个卫星转发器组的输入频带堆叠的信号可以被重新配置成能提供频带堆叠的输出信号，所述信号具有来自于任何转发器组的位于所述预定输出频带中的任何频带的信号频带。LNB可以接收一个或多个转发器组信号，以产生频带堆叠的输入信号。在集成电路中的低噪声放大器可以放大所述LNB输出，以及还提供级联的输出信号。来自于所述低噪声放大器的输出可以被连接到在相同集成电路上的交叉点切换器。所述交叉点切换器可以被配置成能将信号从其信号输入的任何一个上路由到其信号输出任何一个上。所述交叉点信号输出中的每个被连接到频带变换装置。所述频带变换装置也可以配置在相同的集成电路上。所述频带变换装置中的每个被配置成能频率变换或直通输入信号。所述频带变换装置可以对预定输入频带进行频率变换，将其变换到预定输出频带。来自于一个或多个频带变换装置的输出可以被组合，以产生频带堆叠的输出信号。

已经就各种装置或单元描述了电连接、耦合与连接。所述连接和耦合可以是直接或间接的。在第一和第二装置之间的连接可以是直接连接或者可以是间接连接。间接连接可以包括被插入的单元，所述单元可以将所述信号从所述第一装置处理到所述第二装置。

本领域的技术人员应当知道，信息和信号可以使用各种不同的技术和方法中的任何一种来表示。例如，在上面的整个描述中所提及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号以及码片可以通过电压、电流、电磁波、磁场或者粒子、光场或者粒子或者其任意组合来表示。

本领域的技术人员还应当知道，与这里所公开的实施例一起被描述的各种说明性的逻辑块、模块、电路、以及算法步骤可以作为电子硬件、计算机软件或者两者的组合而被实现。为了清楚地说明所述硬件和软件的互换性，各种说明性的部件、块、模块、电路以及步骤一般就其功能而被描述。所述功能是作为硬件还是作为软件而被实现的取决于所述特定的应用以及在整个系统上所施加的设计限制。本领域的技术人员可以通过各种方式来实现所描述的功能性，用于每种特定的应用，但是所述实现的决定不应当被解释为使得脱离本发明的范围。

与这里所公开的实施例一起被描述的各种说明性的逻辑块、模块以及电路可以通过以下装置来实现或者执行：通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立的门或者晶体管逻辑、分立的硬件部件、或者被设计成能实现这里所描述的功能的其任意组合。通用处理器可以是微处理器，但是可选地，所述处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或者状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或者多个结合有DSP内核的微处理器、或者任何其它这种配置。

就这里所公开的实施例而描述的所述方法或者算法的步骤可以直接被体现在硬件中、由处理器所执行的软件模块中、或者所述两者的组合中。软件模块可以在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可拆卸磁盘、CD-ROM、或者任何其它形式的存储媒介中。示例的存储媒介可以被耦合到所述处理器上，这样，所述处理器可以从所述存储媒介上读取信息，并且将信息写到所述存储媒介中。另外，所述存储媒介可以被集成到所述处理器中。所述处理器和所述存储媒介可以位于ASIC中。

所公开的实施例的前面的描述被提供，以使得本领域内的任何技术人员能够制造或者使用本发明。对于本领域内的技术人员来说，对这些实施例的各种修改将会是显而易见的，并且这里所定义的一般原理可以被应用于其它的实施例，而不脱离本发明的精神或者范围。因此，本发明并不意味着被限制为这里所示的实施例，而是符合与这里所公开的原理以及新颖性特征相一致的最广泛的范围的。

Claims (50)

1.一种具有频带变换的集成切换器，包括：

第一输入，其被配置成能接收第一输入频带中的第一信号，所述第一输入频带是从多个预定频带中选择的；

第二输入，其被配置成能接收第二输入频带中的第二信号，所述第二输入频带是从所述多个预定频带中选择的；

交叉点切换器，其被连接到所述第一输入和第二输入，所述交叉点切换器被配置成能将所述第一信号有选择地路由到从多个切换器输出中所选择的第一切换器输出上，以及还被配置成能将所述第二信号路由到从所述多个切换器输出中所选择的第二切换器输出上；

第一频带变换装置，其被连接到所述第一切换器输出，所述第一频带变换装置被配置成能进行频率变换，将所述第一信号变换到从所述多个预定频带中所选择的第一输出频带上；以及

第二频带变换装置，其被连接到所述第二切换器输出，所述第二频带变换装置被配置成能进行频率变换，将所述第二信号变换到从所述多个预定频带中所选择的第二输出频带上。

2.根据权利要求1的具有频带变换的集成切换器，还包括介于所述第一输入和所述交叉点切换器的第一输入之间的第一放大器，所述放大器包括被连接到所述第一输入的输入和被连接到所述交叉点切换器的所述第一输入的输出，所述放大器的输出还被连接到级联的输出。

3.根据权利要求1的具有频带变换的集成切换器，还包括：

具有输入和输出的第一滤波器，所述第一滤波器的所述输入被连接到所述第一频带变换装置的输出，以及

具有输入和输出的第二滤波器，所述第二滤波器的所述输入被连接到所述第二频带变换装置的输出。

4.根据权利要求3的具有频带变换的集成切换器，其中，所述第一滤波器包括带通滤波器，所述带通滤波器具有包括所述第一输出频带的通频带。

5.根据权利要求1的具有频带变换的集成切换器，还包括具有被连接到所述第一频带变换装置的输出的第一输入的信号加法器，所述信号加法器具有被连接到所述第二频带变换装置的第二输入。

6.根据权利要求1的具有频带变换的集成切换器，其中，所述多个预定频带包括所述第一输入频带和所述第二输入频带。

7.根据权利要求1的具有频带变换的集成切换器，其中，所述第一输入还被配置成能接收从所述多个预定频带里所选择的第三输入频带中的第三信号，以及其中，所述第二输入还被配置成能接收从所述多个预定频带里所选择的第四输入频带中的第四信号。

8.根据权利要求7的具有频带变换的集成切换器，其中，所述第二输入频带基本上包括所述第三输入频带。

9.根据权利要求7的具有频带变换的集成切换器，其中，所述第一输入频带基本上包括所述第四输入频带。

10.根据权利要求1的具有频带变换的集成切换器，其中，所述第一输入频带基本上包括所述第一输出频带。

11.根据权利要求1的具有频带变换的集成切换器，其中，所述第一输入频带包括与所述第一输出频带不同的频带。

12.根据权利要求1的具有频带变换的集成切换器，还包括具有被连接到所述第一输入的输出的块变频器，所述块变频器被配置成能从卫星转发器组接收信号，以及将来自于所述卫星转发器组的所述信号块转换到所述第一输入频带。

13.一种频带变换切换器，包括：

多个放大器，每个放大器具有放大器输入和放大器输出，每个放大器被配置成能接收输入信号，所述输入信号具有从多个预定频带中所选择的至少两个频带；

交叉点切换器，其包括N个输入和M个输出，所述交叉点切换器被配置成能将所述N个输入中的任何一个有选择地连接到所述M个输出中的任何一个上，所述N个输入中的每个被连接到至少一个放大器输出上；以及

M个频带变换装置，所述M个频带变换装置中的每个具有被连接到所述交叉点切换器的所述M个输出中的一个输出上的输入，所述M个频带变换装置中的每个被配置成能进行频率变换，将来自于所述交叉点切换器的所述M个输出中的所述输出的信号从第一频带变换到第二频带。

14.根据权利要求13的频带变换切换器，其中，所述多个放大器中的每个包括低噪声放大器，所述低噪声放大器具有与所述放大器输出并行的所述频带变换切换器的输出。

15.根据权利要求13的频带变换切换器，其中，所述多个放大器的每个包括：

第一缓冲放大器，其具有被连接到所述放大器输入的输入和被连接到所述放大器输出的输出；以及

第二缓冲放大器，其具有被连接到所述放大器输入的输入，所述缓冲放大器的所述输出包括所述频带变换切换器的输出。

16.根据权利要求13的频带变换切换器，其中，所述多个放大器中的每个包括：

功率分配器，其具有被连接到所述放大器输入的输入、第一分配器输出和第二分配器输出，其中所述第二分配器输出包括所述频带变换切换器的输出；以及

缓冲放大器，其具有被连接到所述第一分配器输出的输入，所述缓冲放大器还具有被连接到所述放大器输出的输出。

17.根据权利要求13的频带变换切换器，其中，从所述多个放大器中所选择的第一放大器被配置成能接收频带堆叠的信号，所述信号具有在低频带中的信号和在高频带中的信号，所述低频带和所述高频带是从所述多个预定频带中所选择的。

18.根据权利要求17的频带变换切换器，其中，第一频带变换装置被配置成能进行频率变换，将所述低频带信号内的信号变换为所述高频带内的输出信号。

19.根据权利要求17的频带变换切换器，其中，第一频带变换装置被配置成能进行频率变换，将所述高频带信号内的信号变换为所述低频带内的输出信号。

20.根据权利要求13的频带变换切换器，其中，所述M个频带变换装置中的每个包括：

频率变换信号路径；以及

与所述频率变换路径并行的直通信号路径；

其中，所述M个频带变换装置中的每个是被独立控制的，以选择所述频率变换信号路径或者所述直通信号路径的其中一个。

21.根据权利要求13的频带变换切换器，还包括本地振荡器(LO)，并且其中，所述M个频带变换装置中的每个包括具有被连接到所述LO的LO端口的混频器。

22.根据权利要求21的频带变换切换器，其中，所述LO是可编程频率的LO。

23.根据权利要求21的频带变换切换器，其中，所述LO是固定频率的LO。

24.根据权利要求13的频带变换切换器，其中，所述第一频带和所述第二频带是从所述多个预定频带中所选择的。

25.一种频带变换切换器，包括：

在基片上的第一输入放大器，所述第一放大器具有输入和输出，所述第一放大器被配置成能接收从多个预定频带里所选择的第一频带中的第一信号；

在所述基片上的第二输入放大器，所述第二放大器具有输入和输出，所述第二放大器被配置成能接收从所述多个预定频带里所选择的第二频带中的第二信号；

在所述基片上的切换器，所述切换器具有分别被连接到所述第一放大器输出和所述第二放大器输出的第一和第二输入，所述切换器还具有第一切换器输出和第二切换器输出，所述切换器被配置成能将来自于所述第一切换器输入的信号有选择地路由到所述第一切换器输出或者所述第二切换器输出中的一个上；

在所述基片上的第一频带变换装置，所述第一频带变换装置具有被连接到所述第一切换器输出的输入，所述第一频带变换装置被配置成能进行频率变换，将来自于所述第一频带的所述第一信号有选择地变换到所述第二频带上；以及

在所述基片上的第二频带变换装置，所述第二频带变换装置被连接到所述第二切换器输出，所述第二频带变换装置被配置成能进行频率变换，将来自于所述第二频带的所述第二信号有选择地变换到所述第一频带。

26.根据权利要求25的频带变换切换器，其中，所述基片包括从以下的组中所选择的材料，所述组包括：硅、硅-锗、锗、蓝宝石和金刚石。

27.根据权利要求25的频带变换切换器，还包括：第一块变频器，其被配置成能从第一卫星转发器接收输入信号，所述第一块变频器还被配置成能进行频率变换，将所述输入信号变换为所述第一频带内的所述第一信号。

28.一种集成的频带变换的方法，所述方法包括：

从卫星转发器组接收输入信号，所述输入信号在从多个预定频带里所选择的第一频带内；

在放大器内放大所述输入信号；

将级联的输出耦合到放大器输出；

将信号从与所述级联的输出无关的所述放大器输出路由到从多个频带变换装置里所选择的第一频带变换装置中；

将来自于所述放大器输出的所述信号进行频率变换，从所述第一频带变换到第二频带，所述第二频带是从所述多个预定频带中所选择的。

29.根据权利要求28的方法，其中，接收所述输入信号的所述过程包括：

从所述卫星转发器组接收第一下行链路信号；以及

将所述下行链路信号块转换到所述第一频带上。

30.根据权利要求29的方法，其中，接收所述输入信号的所述过程还包括：

从另外的卫星转发器组中接收第二下行链路信号；以及

将所述第二下行链路信号块转换到所述第二频带上。

31.一种集成的频带变换的方法，所述方法包括：

接收一个或多个输入信号；

使用交叉点切换器，将所述一个或多个输入信号中的每个路由到一个或多个频带变换装置的任意组合上；以及

使用所述一个或多个频带变换装置，对所述输入信号中的至少一个进行频率变换。

32.根据权利要求31的方法，其中，接收一个或多个输入信号包括从第一频带接收输入信号。

33.根据权利要求31的方法，其中，接收一个或多个输入信号包括从卫星转发器接收输入信号。

34.根据权利要求31的方法，其中，接收一个或多个输入信号包括接收具有已知极化的输入信号。

35.根据权利要求31的方法，其中，接收一个或多个输入信号包括：

在第一输入接收第一输入频带内的第一输入信号；以及

在第二输入接收第二输入频带内的第二输入信号。

36.根据权利要求35的方法，其中，所述第一输入频带与所述第二输入频带无关。

37.根据权利要求35的方法，其中，所述第一输入频带与所述第二输入频带至少部分地重叠。

38.根据权利要求31的方法，还包括在没有频率变换的情况下将至少一个输入信号传递到频带变换装置的输出上。

39.根据权利要求31的方法，其中，对所述输入信号中的至少一个进行频率变换包括：

在第一频带变换装置内，对第一频带内的第一输入信号进行频率变换，将其变换为第一输出频带内的第一输出信号；以及

在第二频带变换装置内，对第二频带内的第二输入信号进行频率变换，将其变换为第二输出频带内的第二输出信号。

40.根据权利要求39的方法，还包括将所述第一输出信号与所述第二输出信号合并。

41.根据权利要求31的方法，其中，对所述输入信号中的至少一个进行频率变换包括对所述至少一个输入信号进行下变频。

42.根据权利要求31的方法，其中，对所述输入信号中的至少一个进行频率变换包括对所述至少一个输入信号进行上变频。

43.根据权利要求31的方法，其中，对所述输入信号中的至少一个进行频率变换包括：

对所述至少一个输入信号进行至少一次下变频；以及

对所述至少一个输入信号进行至少一次上变频。

44.根据权利要求31的方法，其中，对所述输入信号中的至少一个进行频率变换包括：

将所述至少一个输入信号下变频为至少一个基带信号；以及

将所述至少一个基带信号上变频到输出频带。

45.根据权利要求31的方法，其中，对所述输入信号中的至少一个进行频率变换包括：

在第一混频器内将所述至少一个输入信号与第一本地振荡器(LO)频率进行混频；以及

在第二混频器内将所述至少一个输入信号与第二LO频率进行混频。

46.根据权利要求45的方法，其中，所述第一LO包括频率可调的LO。

47.根据权利要求45的方法，其中，所述第一LO包括所述第二LO。

48.根据权利要求31的方法，还包括在频率变换之前输出所述一个或多个输入信号中的至少一个。

49.根据权利要求31的方法，还包括对所述一个或多个输入信号进行放大。

50.一种频带变换装置，所述装置包括：

一个或多个输入，每个输入被配置成能接收一个或多个输入信号；

交叉点切换器，其被耦合到所述一个或多个输入上，并且其被配置成能将所述一个或多个输入信号中的每个路由到一个或多个交叉点切换器输出的任意组合上；以及

一个或多个频带变换装置，其具有被耦合到所述一个或多个交叉点切换器输出中的至少一个上的输入，所述一个或多个频带变换装置中的至少一个被配置成能对所述一个或多个输入信号进行频率变换。

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