CN1756327A - 自动频率调谐系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动频率调谐系统。本发明的自动频率调谐系统，包括：天线、调谐电路、视频SAW滤波器、图像中频放大器、视频检波器、视频放大器、视频锁相环电路、自动频率调谐控制电路、微电脑以及存储器。本发明的自动频率调谐系统还包括：用以减少视频电压控制振荡电路的自激频率的偏差的基准锁相环电路；判别接收了的图像频率和规格值的图像频率的大小关系的比较器；将视频电压控制振荡电路的输出信号和基准电压控制振荡电路的输出信号混合起来，再取出该频率的和信号、差信号的混频器；以及只将频率的差信号供到后一级的混频低通滤波器。

Description

自动频率调谐系统

技术领域

本发明涉及一种自动频率调谐(AFT)系统，特别涉及一种具有对自动频率调谐系统内的本机振荡电路的振荡频率进行控制的数字方式自动频率调谐控制电路的装置。例如，涉及电视接收机、内装有电视调谐器的图像重放设备的领域。

背景技术

近年来，在电视接收机中，为了正确地接收视频信号和声频信号而使用数字方式自动频率调谐控制电路的趋势越来越明显。

自动频率调谐控制电路是，测量输入到图像中频信号处理电路(VIF电路)中的图像中频，再通过微电脑将该值和规格值的图像中频之差的值发送给前一级本机振荡器，然后将图像中频自动修改为规格值的频率的电路。例如在日本国内，一直将图像中频设为58.75MHz这一固定的频率；例如在美国国内，一直将图像中频设为45.75MHz这一固定的频率。

常常成为问题的是，在变换广播频道利用电缆重新发送的电缆电视(CATV)等中，有时候图像载频本身偏离了基准频率，图像中频也就偏离规格值的频率。

在模拟方式自动频率调谐控制电路中，因为根据模拟处理对图像中频进行测量，所以很容易受到电源电压的影响、周围温度的影响以及晶体管、电容及电阻等电路元件的偏差的影响。因此，为了将频率的分辨度控制到一般所需要的10kHz左右，电路结构变得复杂了，而且，因为在对集成电路进行最终检查时进行微调，所以导致成本升高。

然而，在数字方式自动频率调谐控制电路中，因为对接收的图像中频进行数字频率计数，所以不会受到电源电压的影响、集成电路的周围温度的影响及电路元件的影响。因而，虽然还要看电路规模，但是能比较容易地将频率的测量分辨度设在10kHz左右。

在现有数字方式自动频率调谐控制电路中，对接收的图像中频直接进行计数，再将结果发送给前一级本机振荡器，然后对图像中频实施自动调整。然而，58.75MHz的图像中频所需要的频率分辨度为10kHz左右，需要精度非常高的频率计。虽然不通过分频器而对图像中频直接进行计数，频率分辨度会提高，但是频率计电路的规模会非常大，成本也升高；虽然通过分频器对图像中频进行计数，频率计的电路规模会变小，但是在某些分频比下频率分辨度会恶化。

市场当然要求提供提高了自动频率调谐的精度且很便宜的集成电路，但是根据现有方法难以同时实现这两点。

下面，参照图11说明现有数字自动频率调谐控制电路的工作情况。图11是显示现有自动频率调谐系统的结构的电路图。

如图11所示，大体来说，现有的对数字自动频率调谐控制电路进行控制的系统包括：天线10；从用天线10接收了的电视高频信号中选出所希望的频道频率，再将该频道频率变换成图像中频信号的调谐电路100；以及从图像中频信号中检波视频信号的图像中频信号处理电路101。

接着，说明图11所示的数字自动频率调谐控制电路的工作情况。首先，在天线10中接收了超高频(UHF)段或甚高频(VHF)段电视高频信号后，在高频放大器11中选出电视高频信号中的所希望的频道频率并放大它。在第一混频电路12中混合来自高频放大器11的信号和来自本机振荡器13的信号，在把它变换成图像中频信号。例如在日本国内，该图像中频信号为58.75MHz。

视频SAW滤波器(声表面波滤波器)14，具有作为图像中频信号的带通滤波器的特性。因此，在视频SAW滤波器14中只鉴别图像中频信号并让它通过。图像中频信号由图像中频放大器20放大后，施加在视频检波器21中。图像中频放大器20的输出信号，也施加在由视频相位检波器25、视频低通滤波器(LPF)27、视频电压控制振荡电路(VCO)28以及移相器26构成的视频锁相环电路102中。

在该视频锁相环电路102中，从视频电压控制振荡电路28输出了的信号由移相器26进行移相后，输入在视频相位检波器25中(信号a)。图像中频放大器20的输出信号(信号b)也输入在视频相位检波器25中。在视频相位检波器25中检测出信号a和信号b的频率差(相位差)，该频率差输入在视频低通滤波器27中。该频率差在视频低通滤波器27中被平滑化而成为频率控制电压，被反馈到视频电压控制振荡电路28中。之后工作，视频电压控制振荡电路28的频率成为图像中频，并且使信号a和信号b的相位差为90度。

另一方面，在移相器26中生成相对信号a相位移动了90度的信号c，信号c输入在视频检波器21中。因为该信号c的相位和来自图像中频放大器20的输出信号的相位相同，所以视频检波器21同步检波视频信号，再输出视频信号。

与图像中频同步的视频电压控制振荡电路28的输出，由1/L分频器90分频，输入在具有数字方式自动频率调谐之功能的自动频率调谐控制电路91中。图像中频由设在自动频率调谐控制电路91中的频率计(未示)直接计数。不过，在此也可以是这样的，对移相器26的输出信号(在图11中所示的信号a或信号c)进行计数这一做法，来代替对视频电压控制振荡电路28的输出信号进行计数这一做法。

该频率计数根据正确的基准频率实施，通常利用晶体振荡器(XtalOSC)33的振荡频率。该频率例如为3.58MHz、4.00MHz，精度比较高，为几千赫兹。

数字方式自动频率调谐控制电路91的输出特性是，以数字信号显示规格值的图像中频和接收了的图像中频的频率差，其规格根据安装厂家、调谐器封装厂家的不同而不同。鉴别频率的阈值根据频率差分成几个阶段，例如：0kHz、±50kHz、±100kHz及±150kHz。该阈值的交界频率需要10kHz左右的频率分辨度。图像中频在日本为58.75MHz，与此相比就可知需要的频率分辨度非常高。自动频率调谐控制电路91的输出特性即数字信号，通过微电脑15反馈到本机振荡器13中，即使在接收频率变化了的情况下也工作，使图像中频受到自动调整，使该图像中频成为规格值的频率即58.75MHz。

如上所述，在现有技术中，根据图11的数字自动频率调谐控制电路91的输出特性进行控制，使第一混频电路12的输出即图像中频固定不变。

在所述现有结构中，与所接收的图像中频同步的视频电压控制振荡电路28的输出信号由1/L分频器90进行分频，再由数字方式自动频率调谐控制电路91进行频率计数。如上说明，在此需要以10kHz左右的分辨度对图像中频58.75MHz进行频率计数的系统。假定使1/L分频器90的分频比大一些，频率的分辨度就提高，但是频率计的电路规模会非常大，导致成本升高。反过来说，在使1/L分频器90的分频比小一些的情况下，虽然频率计的电路规模会变小，但是频率的分辨度会恶化。

这样，因为提高频率分辨度和缩小频率计的电路规模是相反的，所以在现有技术中设定1/L分频器90的分频比，使频率分辨度为所需要的最低限度的10kHz左右，使电路规模尽可能小一些，避免成本升高。然而，在这种情况下，有不能充分地缩小电路规模的问题。

发明内容

本发明正是为解决上述问题而研究开发出来的。其目的在于：提供一种自动频率调谐系统，该自动频率调谐系统通过采取使频率分辨度不下降且大幅度地缩小电路规模的方法，同时实现了性能的提高和成本的下降。

本发明的第一实施例中的自动频率调谐系统，包括：具有第一电压控制振荡电路、对所述第一电压控制振荡电路的输出信号和接收了的图像中频信号的相位进行比较的第一相位检波电路以及将所述相位检波电路的输出平滑化，将第一频率控制电压反馈给所述第一电压控制振荡电路的第一低通滤波器的第一相位同步电路；还包括：第二电压控制振荡电路，与来自外部的高稳定频率源的频率同步，以规格值的图像中频振荡，混频器，输出将从所述第一电压控制振荡电路输出的频率和从所述第二电压控制振荡电路输出的频率混合起来的混合成分，第二低通滤波器，使从所述混频器输出的所述混合成分中频率低的成分通过，比较器，判别所述第一电压控制振荡电路的振荡频率即所述接收了的图像中频和所述规格值的图像中频的大小关系，以及自动频率调谐控制电路，被输入所述比较器的输出信号和所述第二低通滤波器的输出信号，而对所述规格值的图像中频和所述接收了的图像中频的频率差进行计数，并且根据比较器的输出信号决定极性，再输出对应于所述频率差的数字信号。

也可以是这样的，在本发明的第一实施例的自动频率调谐系统中，设所述第一电压控制振荡电路和所述第二电压控制振荡电路的振荡频率实质上是相等的频率。补充说明一下，“实质上是相等的频率”是指与和图像中频之差相比，第一电压控制振荡电路和第二电压控制振荡电路的频率差是可以忽视的、极小的值。

也可以是这样的，在本发明的第一实施例的自动频率调谐系统中，所述第一频率控制电压与所述接收了的图像中频成正比，所述比较器，通过对所述第一频率控制电压和事先设定的基准电压的大小关系进行比较，判别所述接收了的图像中频和所述规格值的图像中频的大小关系。

也可以是这样的，在本发明的第一实施例的自动频率调谐系统中，事先设定所述比较器中的所述基准电压，以便在所述接收了的图像中频是所述规格值的图像中频时与所述第一频率控制电压相等。

在本发明的第一实施例的自动频率调谐系统中，也可以所述比较器相对所述第一频率控制电压具有滞后特性。

也可以是这样的，在本发明的第一实施例的自动频率调谐系统中，所述第二电压控制振荡电路，具有实质上与所述第一电压控制振荡电路相同的结构；所述自动频率调谐系统还包括：第二相位同步电路，包括：对所述第二电压控制振荡电路的输出信号进行分频的第一分频器，对所述外部的高稳定频率源的输出信号进行分频的第二分频器，对来自所述第一分频器的输出信号和来自所述第二分频器的输出信号的相位进行比较的第二相位检波电路，以及将所述第二相位检波电路的输出信号平滑化，将对应于第二频率控制电压的信号反馈给所述第二电压控制振荡电路的第三低通滤波器；所述第一电压控制振荡电路的自激频率，通过将所述第二频率控制电压也供给所述第一电压控制振荡电路被自动调整，而与所述规格值的图像中频相等。

也可以是这样的，在本发明的第一实施例的自动频率调谐系统中，还包括：接收来自所述自动频率调谐控制电路的输出信号的本机振荡电路；所述本机振荡电路，根据来自所述自动频率调谐控制电路的输出信号产生用以将从天线接收了的电视信号即接收信号频率变换成规格值的图像中频的高频信号。

本发明的第二实施例中的自动频率调谐系统，包括：具有第一电压控制振荡电路，对所述第一电压控制振荡电路的输出信号和接收了的图像中频信号的相位进行比较的第一相位检波电路以及将所述相位检波电路的输出平滑化，将第一频率控制电压反馈给所述第一电压控制振荡电路的第一低通滤波器的第一相位同步电路；还包括：第二电压控制振荡电路，与来自外部的高稳定频率源的频率同步，以规格值的图像中频振荡，混频器，输出将从所述第一电压控制振荡电路输出的频率和从所述第二电压控制振荡电路输出的频率混合起来的混合成分，第二低通滤波器，使从所述混频器输出的所述混合成分中频率低的成分通过，以及自动频率调谐控制电路，被输入所述第二低通滤波器的输出信号，而对规格值的图像中频和所述接收了的图像中频的频率差进行计数，输出对应于所述频率差的数字信号；设定了从所述第一电压控制振荡电路输出的振荡频率和从所述第二电压控制振荡电路输出的振荡频率的值之差，做到：即使所述接收了的图像中频最大限度地变化，所述第一电压控制振荡电路和所述第二电压控制振荡电路的振荡频率的大小关系也不变。

也可以是这样的，在本发明的第二实施例的自动频率调谐系统中，所述第二电压控制振荡电路，具有能够输出类似于所述第一电压控制振荡电路的振荡频率的振荡频率的结构；所述自动频率调谐系统还包括：第二相位同步电路，包括：对所述第二电压控制振荡电路的输出信号进行分频的第一分频器，对所述外部的高稳定频率源的输出信号进行分频的第二分频器，对来自所述第一分频器的输出信号和来自所述第二分频器的输出信号的相位进行比较的第二相位检波电路，以及将所述第二相位检波电路的输出信号平滑化，将对应于第二频率控制电压的信号反馈给所述第二电压控制振荡电路的第三低通滤波器；所述第一电压控制振荡电路的自激频率，通过将所述第二频率控制电压也供给所述第一电压控制振荡电路被自动调整，以便与所述规格值的图像中频相等。在此，具体来说，“第二电压控制振荡电路的振荡频率类似于第一电压控制振荡电路的振荡频率”是指第二电压控制振荡电路的振荡频率实质上与第一电压控制振荡电路的振荡频率相等，或者是指第二电压控制振荡电路的振荡频率相对第一电压控制振荡电路的振荡频率的差总是固定不变，为几兆赫兹。

也可以是这样的，在本发明的第二实施例的自动频率调谐系统中，还包括：接收来自所述自动频率调谐控制电路的输出信号的本机振荡电路；所述本机振荡电路，根据来自所述自动频率调谐控制电路的输出信号产生用以将从天线接收了的电视信号即接收信号频率变换成规格值的图像中频的高频信号。

-发明的效果-

根据本发明的自动频率调谐系统，因为能在使频率分辨度毫不下降的情况下大幅度地缩小电路规模，所以能够提供一种性能的提高和成本的下降两立的自动频率调谐系统。

附图说明

图1是显示本发明的第一实施例中的自动频率调谐系统的结构的电路图。

图2是详细显示第一实施例中的自动频率调谐控制电路36的结构的电路图。

图3是详细显示第一实施例中的自动频率调谐控制电路36的结构的电路图。

图4是显示第一实施例中的输出特性之例的图表。

图5是显示输出入在图2和图3所示的电路中的主要部分的信号的时刻的时序图。

图6是显示第一实施例中的比较器35的两个输入信号的曲线图。

图7是显示本发明的第二实施例中的自动频率调谐系统的结构的电路图。

图8是详细显示第二实施例中的自动频率调谐控制电路72的结构的电路图。

图9是显示第二实施例中的输出特性之例的图表。

图10是显示输出入在图8所示的电路中的主要部分的信号的时刻的时序图。

图11是显示现有自动频率调谐系统的结构的电路图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施例。

(第一实施例)

图1是显示本发明的第一实施例中的自动频率调谐系统的结构的电路图°因为本实施例所涉及的天线10、调谐电路100、视频SAW滤波器14、图像中频放大器20、视频检波器21、视频放大器22、视频锁相环电路102、微电脑15以及存储器16具有众所周知的结构，所以省略了其详细说明。

在本实施例的自动频率调谐系统中设有基准锁相环电路103，以减少视频电压控制振荡电路28的自激频率(free-running frequency)的偏差。

在本实施例的自动频率调谐系统中还设有：判别接收了的图像中频和规格值的图像中频的大小关系的比较器35；将视频电压控制振荡电路28的输出信号和基准电压控制振荡电路30的输出信号混合起来，再取出该频率的和信号、差信号的混频器37；除去频率的和信号，只将频率的差信号供到后一级的混频低通滤波器38；以及接收来自比较器35的输出信号和来自混频低通滤波器38的输出信号，再输出接收了的图像中频和规格值的图像中频的频率差的自动频率调谐控制电路36。

接着，说明本实施例的自动频率调谐系统的工作情况。首先，说明用以减少视频电压控制振荡电路28的自激频率的偏差的基准锁相环电路103的工作情况。基准锁相环电路103生成规格值的图像中频即58.75MHz，为得到正确的基准频率利用晶体振荡器33的振荡频率。该振荡频率例如为3.58MHz或4.00MHz，频率精度比较高，为几千赫兹。

首先，基准电压控制振荡电路30的输出由1/N分频器31分频，分为1/N，再输入在基准相位检波器32中。晶体振荡器33的输出由1/M分频器34分频，分为1/M，再输入在基准相位检波器32中。基准相位检波器32，检测出来自1/N分频器31的输出和来自1/M分频器34的输出的频率差(相位差)，再输出到基准低通滤波器29中。该基准相位检波器32的输出，在基准低通滤波器29中平滑化成为频率控制电压，被供到基准电压控制振荡电路30中而反馈。基准电压控制振荡电路30的频率，通过上述工作成为规格值的图像中频即58.75MHz，实现了作为锁相环电路的功能。

同时，在基准低通滤波器29中平滑化了的基准相位检波器32的输出电压，也作为频率控制电压t供到视频电压控制振荡电路28中，视频电压控制振荡电路28的自激频率成为规格值的图像中频即58.75MHz。另一方面，对应于所接收的图像中频的频率控制电压s，被从视频低通滤波器27供到视频电压控制振荡电路28中。因此，视频电压控制振荡电路28中的工作情况是这样的，自激频率受控制电压t的控制成为规格值的图像中频即58.75MHz，受控制电压s的控制与接收了的图像中频同步。

在此，视频电压控制振荡电路28和基准电压控制振荡电路30，是以实质上相同的电路结构、实质上相同的元件以及实质上相同的掩模平面布置构成的，在基准低通滤波器29中，向视频电压控制振荡电路28输出频率控制电压的电路和向基准电压控制振荡电路30输出频率控制电压的电路，是使用实质上相同的电路结构、实质上相同的元件构成的。

在这样的结构下，视频电压控制振荡电路28的振荡频率，就由具有实质上与基准电压控制振荡电路30的振荡频率一样的温度依赖性和偏差依赖性的控制电压加以控制。因为基准电压控制振荡电路30的振荡频率在锁相环电路103的作用下与规格值的图像中频相等，温度依赖性和对元件偏差的依赖性极少，所以能够避免由同一个控制电压所控制的视频电压控制振荡电路28的自激频率随温度变动或者大批生产时产生元件偏差之忧。这样，视频电压控制振荡电路28和基准电压控制振荡电路30的频率差就小了。由此看来，视频锁相环电路102具有无失步的优良特性。

在此，如上所述，晶体振荡器33的振荡频率根据安装厂家、调谐器封装厂家的不同而不同，例如：3.58MHz、4.00MHz。在此，设想图像中频为日本的，即58.75MHz。也可以设定美国的即45.75MHz等其他频率。1/N分频器31和1/M分频器34的分频比，分别对应于各种情况来决定出最佳值。

接着，说明本实施例中的自动频率调谐系统。首先，混频器37将与接收了的图像中频同步的视频电压控制振荡电路28的输出信号和正确地根据规格值的图像中频振荡的基准电压控制振荡电路30的输出信号混合起来，再抽出这两个电压控制振荡电路28、30的频率的和成分、差成分。在混频器37的后一级即混频低通滤波器38中对过滤常数进行了设定，以除去振荡频率高的和成分，只使振荡频率低的差成分通过。补充说明一下，该两个振荡器的频率差，是视频电压控制振荡电路28和基准电压控制振荡电路30的频率差的绝对值，不能用该电路判断出从视频电压控制振荡电路28输出的频率和从基准电压控制振荡电路30输出的频率的大小关系。

接着，视频低通滤波器27的输出电压，作为视频电压控制振荡电路28的控制电压工作，同时也输入在比较器35中，用于判别规格值的图像中频和接收了的图像中频的大小关系。图6是显示第一实施例中的比较器35的两个输入信号的曲线图。如图6所示，来自视频电压控制振荡电路28的输出电压40随接收了的图像中频而变化。来自视频低通滤波器27的基准电压41是事先设定的，保证在接收了的图像中频与规格值的图像中频相等时基准电压41与输出电压40相等。

该比较器35，是输出“0”和“1”这两个值的比较器。例如，若与规格值的图像中频相比接收了的图像中频更低，输出电压40就低于基准电压41，比较器35输出“0”。相反，若与规格值的图像中频相比接收了的图像中频更高，输出电压40就高于基准电压41，比较器35输出“1”。比较器35的输出电压提供给后一级数字方式自动频率调谐控制电路36。补充说明一下，在本实施例中说明的是，在比较器35中对输出电压40和基准电压41进行比较的情况。也可以不是对输出电压，而是对双方的交流信号进行比较。

补充说明一下，因为在接收了的图像中频与规格值的图像中频完全相等的情况下，有可能比较器35的输出不稳定，所以最好是这样的，使比较器35相对相当于视频电压控制振荡电路28所输出的频率中的几千赫兹的频率的输出电压40具有滞后特性。

因为相当于来自该视频电压控制振荡电路28的输出中的几千赫兹的频率的输出电压40的电压非常小，为几毫伏～几十毫伏，所以最好是比较器35还具有放大器的功能。

如上所述，视频电压控制振荡电路28的输出和基准电压控制振荡电路30的输出的频率差的绝对值由混频器37判别，其大小关系由比较器35判别。利用这两个结果决定接收了的图像中频和规格值的图像中频之差。

接着，说明对该频率具有计数功能的自动频率调谐控制电路36。图2和图3是详细显示自动频率调谐控制电路36的结构的电路图，图4是显示输出特性之例的图表。

如图2所示，自动频率调谐控制电路36，由接收来自晶体振荡器33的输出的分频器54、接收混频低通滤波器38的输出和来自分频器54的输出(RESET1)的异步计数器53、接收来自异步计数器53的输出(D1’～D3’)和来自分频器54的输出(RESET2)的锁存电路52、接收来自锁存电路52的输出(D1～D3)、来自分频器54的输出(KEEP)及来自比较器的输出(D4)的译码器51以及接收来自译码器51的输出的并串行变换电路50构成。

如图3所示，异步计数器53由延迟式触发器F0～F6和门G1～G3构成。锁存电路52由延迟式触发器F7～F9构成。补充说明一下，在图3的电路结构中进行了设定，使晶体振荡器33的频率为4.00MHz，由分频器54对频率计数的基准信号即RESET1进行分频，分成11个。如图4所示，设定了频率鉴别的阈值为0kHz、±50kHz、±100kHz及±150kHz。

接着，参照图5说明本实施例中的自动频率调谐控制电路36等的工作情况。图5是显示输出入在图2和图3所示的电路中的主要部分的信号的时刻的时序图。补充说明一下，在图2所示的电路中，图5所示的输出信号A0～A2通过并串行变换电路50和微电脑15输入在本机振荡器13中。于是，本机振荡器13的工作使图像中频为规格值的频率。首先，晶体振荡器33的频率由分频器54分频，输出信号RESET1。异步计数器53，在该信号RESET1为“1”的那一段时间内，对通过了混频低通滤波器38的混频器37的输出信号进行异步计数。异步计数器53这样工作，即随着来自混频器37的输出频率的增加，门电路的信号D1’～D3’中相当于50kHz的D1’成为“1”，然后相当于100kHz的D2’成为“1”，最后相当于150kHz的D3’成为“1”。

信号D1’、D2’及D3’一旦成为“1”，锁存电路52就工作，保持该值，再输出信号D1’、D2’及D3’作为D1、D2及D3。该数据的保持，在到从分频器54输出的RESET2如图5所示成为“0”为止的那一段时间内持续进行。

在图4所示的例子中，从比较器35发送来的D4是最高有效位(MSB)，由译码器51将D4与D1～D3的数据合起来并变换成所希望的信号A0～A2。之后，通过并串行变换电路50反馈到微电脑15中。在此，如图5所示，分频器54，在输出使锁存电路52复位的信号RESET2之前向后一级的译码器51发送信号KEEP，在信号D1～D3根据图像中频变化前，由该译码器51保持信号A0～A2。

在本实施例的系统中，与现有技术相比电路规模大幅度地减小了。具体来说，首先能够大幅度地减少异步计数器53。就是说，在现有例中，在不通过1/L分频器90(在图11中显示)的情况下，对58.75MHz的信号(或是说，即使通过例如1/4分频器，也要对14.6875MHz(＝58.75MHz/4)的信号)进行频率计数。但是在本发明中，最大也是对几百千赫兹的信号进行频率计数就足够了。这样，就能够大幅度地减少相当于F0～F6、具有1/2分频器功能的触发器。具体来说，在现有电路中需要的触发器是十五个左右，而在本发明中需要的是七个左右，减少八个左右(58.75MHz/150kHz＝392＞28)，电路规模减小到一半左右。

还能够减少门电路G1～G3。就是说，门电路G1～G3对所希望的某个频率进行计数，再输出D1’～D3’。在现有技术中，输入到门电路G1～G3中的频率为58.75MHz±150kHz左右，若要以10kHz左右的分辨度对所希望的频率进行计数，则相当于F0～F6、具有分频器功能的触发器数量增加，从而门电路中的每一个门电路的输入口数量也增加了，电路规模也增大了。然而，在本发明中，因为计数数量为150kHz左右，所以门电路中的每一个门电路的输入口数量减少，门电路的规模也缩小了。具体来说，在现有技术中，门电路的输入口数量最多也是与触发器数量一样的十五个左右，而在本发明中最多是七个左右，随着门电路中的各个门电路的输入口的缩小，电路规模缩小了。在现有例中，因为所接收的图像中频相对规格值的图像中频具有大和小这两种极性，所以需要对该两种极性进行计数。但是在本发明中，因为从比较器35发送来大、小的极性判定信号，所以只对频率差的绝对值进行计数就足够了，门G1～G3数量减少到一半。具体来说，在现有技术中一共有七种频率进行计数，就是：0kHz、±50kHz、±100kHz及±150kHz。但是在本发明中，因为对绝对值为0kHz、50kHz、100kHz及150kHz的四种频率进行计数就足够了，所以门数量大约减少到一半左右。

就是说，触发器数量减少了一半，门电路中的每一个门电路的输入口数量也跟着减少了一半。因为只对频率差的绝对值进行计数就足够了，所以门电路数量也减少了一半。因此，综合起来看，门电路规模减小到1/4左右。

再说，因为异步计数器53的输出信号(D1’～D3’)减少了一半，所以锁存电路52的电路规模也减小了一半。

再说，因为从比较器35发送来极性，所以在译码器51中也减少了一个用于译码的位。因此，译码器51的电路规模也减小了。

在本实施例中，如上所述电路规模减小，结果是，与现有技术相比，大体能够将电路规模减小到1/4左右(减少量75％左右)。就是说，因为能够在使频率分辨度毫不下降的情况下大幅度地减小电路规模，所以能够提供性能的提高和成本的下降两立的自动频率调谐系统。

补充说明一下，因为在本发明中假定了图像中频为日本国内的即58.75MHz，所以说明了设视频电压控制振荡电路28的振荡频率和基准电压控制振荡电路30的振荡频率为58.75MHz的情况。图像中频例如在美国国内为45.75MHz，不言而喻，在该情况下，也设视频电压控制振荡电路28的振荡频率和基准电压控制振荡电路30的振荡频率为45.75MHz。

(第二实施例)

图7是显示本发明的第二实施例中的自动频率调谐系统的结构的电路图。因为本实施例所涉及的天线10、调谐电路100、视频SAW滤波器14、图像中频放大器20、视频检波器21、视频放大器22、视频锁相环电路102、微电脑15以及存储器16具有众所周知的结构，所以省略了其详细说明。

在本实施例的自动频率调谐系统中设有与第一实施例一样的基准锁相环电路104，以减少视频电压控制振荡电路28的自激频率的偏差。不过，在第一实施例中，设视频电压控制振荡电路28的振荡频率和基准电压控制振荡电路30的振荡频率实质上是相等的频率，而在第二实施例中，设两个频率互相不同。

在本自动频率调谐系统中设有将视频电压控制振荡电路28的输出信号和基准电压控制振荡电路70的输出信号混合起来，再取出该频率的和信号和差信号的混频器37；除去频率的和信号，只将频率的差信号供到后一级的混频低通滤波器38；以及根据混频低通滤波器38的输出信号输出接收了的图像中频和规格值的图像中频的频率差的自动频率调谐控制电路72。补充说明一下，在第一实施例中设置了判别所接收的图像中频和规格值的图像中频的大小关系的比较器35，而在第二实施例中来设。

接着，说明本实施例的自动频率调谐系统。补充说明一下，在本自动频率调谐系统中，基准锁相环电路104以外的结构和功能与现有例一样。

首先，说明用以减少视频电压控制振荡电路28的自激频率的偏差的基准锁相环电路104的工作情况。在基准锁相环电路104中，生成与规格值的图像中频即58.75MHz相差几兆赫兹的基准振荡频率。在基准锁相环电路104中利用晶体振荡器33的振荡频率，以得到正确的基准频率。该振荡频率例如为3.58MHz或4.00MHz，频率精度比较高，为几千赫兹。

基准电压控制振荡电路70的输出由1/Q分频器71分频，分为1/Q，再输入在基准相位检波器32中。晶体振荡器33的输出由1/M分频器34分频，分为1/M，再输入在基准相位检波器32中。在基准相位检波器32中，检测出这两个输出的频率差(相位差)，该基准相位检波器32的输出，在基准低通滤波器29中平滑化成为频率控制电压后，被供到基准电压控制振荡电路70中而反馈。通过上述工作，基准电压控制振荡电路70的频率，成为与规格值的图像中频即58.75MHz相差几兆赫兹的基准振荡频率，实现了作为锁相环电路的功能。

同时，在基准低通滤波器29中平滑化了的基准相位检波器32的输出电压，也作为考虑到基准电压控制振荡电路70和视频电压控制振荡电路28的振荡频率差的频率控制电压t供到视频电压控制振荡电路28中，视频电压控制振荡电路28的自激频率成为规格值的图像中频即58.75MHz。另一方面，对应于接收了的图像中频的频率控制电压s，被从视频低通滤波器27供到视频电压控制振荡电路28中。因此，视频电压控制振荡电路28中的工作情况是这样的，自激频率受控制电压t的控制成为规格值的图像中频即58.75MHz，受控制电压s的控制与接收了的图像中频同步。

在此，视频电压控制振荡电路28和基准电压控制振荡电路70，是以实质上相同的电路结构、实质上相同的元件以及实质上相同的掩模平面布置构成的，在基准低通滤波器29中，向视频电压控制振荡电路28输出频率控制电压的电路和向基准电压控制振荡电路70输出频率控制电压的电路，是使用实质上相同的电路结构、实质上相同的元件构成的。不过，为了使双方振荡器的控制电压为实质上相等且振荡频率不同，进行变更。例如，若是多谐振荡器，该变更就是负载的电容值等。然而，变更是所需要的最小限度下进行的，两个电路还是极为类似。

在这样的结构下，视频电压控制振荡电路28的振荡频率，就由具有实质上与基准电压控制振荡电路70的振荡频率一样的温度依赖性和偏差依赖性的控制电压加以控制。因为基准电压控制振荡电路70的振荡频率在锁相环电路的作用下与基准频率相等，温度依赖性和对元件偏差的依赖性极少，所以能够避免由同一个控制电压所控制的视频电压控制振荡电路28的自激频率随温度变动或者大批生产时产生元件偏差之忧。由此看来，视频锁相环电路102具有无失步的优良特性。

在此，如上所述，晶体振荡器33的振荡频率根据安装厂家、调谐器封装厂家的不同而不同，例如：3.58MHz、4.00MHz。在此，设想图像中频为日本的，即58.75MHz。也可以设定美国的即45.75MHz等其他频率。1/Q分频器71和1/M分频器34的分频比，分别对应于各种情况来决定出最佳值。

接着，说明本实施例中的自动频率调谐系统。首先，混频器37将与接收了的图像中频同步的视频电压控制振荡电路28的输出信号和正确地根据规格值的频率振荡的基准电压控制振荡电路70的输出信号混合起来，再抽出这两个电压控制振荡电路的频率的和成分、差成分。在混频器37的后一级即混频低通滤波器38中对过滤常数进行了设定，以除去振荡频率高的和成分，只使振荡频率低的差成分通过。补充说明一下，因为设该两个振荡器的频率差较大，为几兆赫兹，所以视频电压控制振荡电路28和基准电压控制振荡电路70的频率的大小关系不基于接收了的图像中频而自然决定，不用判断频率的大小关系。

这样，视频电压控制振荡电路28和基准电压控制振荡电路70的频率差只由混频器37的输出信号来判别。就是说，决定出所接收的图像中频相对基准频率之差。

接着，说明对该频率具有计数功能的自动频率调谐控制电路72。图8是详细显示该自动频率调谐控制电路72的结构的电路图，图9是显示输出特性之例的图表。图10是显示输出入在图8所示的电路中的主要部分的信号的时刻的时序图。补充说明一下，在图10中所示的输出信号A0～A2，通过并串行变换电路80和微电脑15输入在本机振荡器13中。于是，本机振荡器13的工作使图像中频为规格值的频率。本机振荡器13，产生用以将从天线接收了的电视信号即接收信号频率变换成图像中频的高频信号。

在图8中显示自动频率调谐控制电路72的详细情况。具体来说，自动频率调谐控制电路72，由接收来自晶体振荡器33的输出的分频器84、接收来自混频低通滤波器38的输出和来自分频器84的输出(RESET1)的异步计数器83、接收来自异步计数器83的输出(D1’～D7’)和来自分频器84的输出(RESET2)的锁存电路82、接收来自锁存电路82的输出(D1～D7)和来自分频器84的输出(KEEP)的译码器81以及接收来自译码器81的输出的并串行变换电路80构成。

补充说明一下，与第一实施例一样，异步计数器83由延迟式触发器和门构成，锁存电路82由延迟式触发器构成，省略图示。

接着，参照图9说明本实施例中的自动频率调谐控制电路72等的工作情况。首先，晶体振荡器33的频率由分频器84分频，输出信号RESET1。异步计数器83，在该信号RESET1为“1”的那一段时间内，对通过了混频低通滤波器38的混频器37的输出信号进行异步计数。自动频率调谐控制电路72这样工作，即随着来自混频器37的输出频率的增加，门电路的信号D1’～D3’中相当于-150kHz的D1’成为“1”，再相当于-100kHz的D2’成为“1”，然后D3’、D4’、D5’及D6’依次成为“1”，最后相当于+150kHz的D7’成为“1”。

信号D1’～D7’一旦成为“1”，锁存电路82就工作，保持该值，再输出该信号D1’～D7’作为D1～D7。该数据的保持，在到从分频器84输出的RESET2如图10所示成为“0”为止的那一段时间内持续进行。

接着，由译码器81将D7～D1的数据变换成所希望的信号A0～A2。之后，通过并串行变换电路80反馈到微电脑15中。在此，如图10所示，分频器84，在输出使锁存电路82复位的信号RESET2之前向后一级的译码器81发送信号KEEP，在信号D1～D7根据图像中频变化前，由译码器81保持信号A0～A2。

在本实施例的系统中，与现有技术相比电路规模大幅度地减小了。具体来说，首先能够大幅度地减少异步计数器83。就是说，在现有例中，在不通过1/L分频器90(在图11中显示)的情况下，对58.75MHz的信号(或是说，即使通过例如1/4分频器，也要对14.6875MHz(＝58.75MHz/4)的信号)进行频率计数。但是在本发明中，最大也是对两个振荡器的频率差即几兆赫兹左右的信号进行频率计数就足够了。这样，就能够大幅度地减少触发器。具体来说，在现有电路中需要的触发器是十五个左右，而在本发明中需要的是十个左右，减少五个左右(58.75MHz/几兆赫兹＞2⁵)，电路规模减小了30％左右。

还能够减少异步计数器83内的门电路。就是说，门电路对所希望的某个频率进行计数，再输出D1’～D7’。在现有技术中，输入到门电路中的频率为58.75MHz±150kHz左右，若要以10kHz左右的分辨度对所希望的频率进行计数，则具有分频器功能的触发器数量增加，从而门电路中的每一个门电路的输入口数量也增加了，电路规模也增大了。然而，在本发明中，因为计数数量为几兆赫兹左右，所以门电路的规模缩小了。具体来说，在现有技术中，门电路的输入口数量最多也是与触发器数量一样的十五个左右，而在本发明中最多是十个左右，随着门电路中的各门电路的输入口的缩小，电路规模缩小了。

再说，因为异步计数器83的输出信号(D1’～D7’)减少了30％左右，所以锁存电路82的电路规模也减小了30％左右。

在本实施例中，如上所述电路规模减小，结果是，与现有技术相比，大体能够将电路规模减小30％左右。就是说，因为能够在使频率分辨度毫不下降的情况下大幅度地减小电路规模，所以能够提供性能的提高和成本的下降两立的自动频率调谐系统。

补充说明一下，因为在本发明中假定了图像中频为日本国内的即58.75MHz，所以也假定视频电压控制振荡电路28的振荡频率和基准电压控制振荡电路70的振荡频率为类似于58.75MHz的频率而进行了说明。图像中频例如在美国国内为45.75MHz，不言而喻，在这种情况下，视频电压控制振荡电路28的振荡频率也为45.75MHz，基准电压控制振荡电路70的振荡频率也为类似于45.75MHz的频率。

Claims (10)

1.一种自动频率调谐系统，包括：具有第一电压控制振荡电路、对所述第一电压控制振荡电路的输出信号和接收了的图像中频信号的相位进行比较的第一相位检波电路以及将所述相位检波电路的输出平滑化，将第一频率控制电压反馈给所述第一电压控制振荡电路的第一低通滤波器的第一相位同步电路，其特征在于：还包括：

第二电压控制振荡电路，与来自外部的高稳定频率源的频率同步，以规格值的图像中频振荡，

混频器，输出将从所述第一电压控制振荡电路输出的频率和从所述第二电压控制振荡电路输出的频率混合起来的混合成分，

第二低通滤波器，使从所述混频器输出的所述混合成分中频率低的成分通过，

比较器，判别所述第一电压控制振荡电路的振荡频率即所述接收了的图像中频和所述规格值的图像中频的大小关系，

以及自动频率调谐控制电路，被输入所述比较器的输出信号和所述第二低通滤波器的输出信号，而对所述规格值的图像中频和所述接收了的图像中频的频率差进行计数，并且根据所述比较器的输出信号决定极性，再输出对应于所述频率差的数字信号。

2.根据权利要求1所述的自动频率调谐系统，其特征在于：

设所述第一电压控制振荡电路和所述第二电压控制振荡电路的振荡频率实质上是相等的频率。

3.根据权利要求1所述的自动频率调谐系统，其特征在于：

所述第一频率控制电压与所述接收了的图像中频成正比，

所述比较器，通过对所述第一频率控制电压和事先设定的基准电压的大小关系进行比较，判别所述接收了的图像中频和所述规格值的图像中频的大小关系。

4.根据权利要求3所述的自动频率调谐系统，其特征在于：

事先设定所述比较器中的所述基准电压，以便在所述接收了的图像中频是所述规格值的图像中频时与所述第一频率控制电压相等。

5.根据权利要求3所述的自动频率调谐系统，其特征在于：

所述比较器，相对所述第一频率控制电压具有滞后特性。

6.根据权利要求1所述的自动频率调谐系统，其特征在于：

所述第二电压控制振荡电路，具有实质上与所述第一电压控制振荡电路相同的结构；

所述自动频率调谐系统还包括：第二相位同步电路，包括：

对所述第二电压控制振荡电路的输出信号进行分频的第一分频器，

对所述外部的高稳定频率源的输出信号进行分频的第二分频器，

对来自所述第一分频器的输出信号和来自所述第二分频器的输出信号的相位进行比较的第二相位检波电路，

以及将所述第二相位检波电路的输出信号平滑化，将对应于第二频率控制电压的信号反馈给所述第二电压控制振荡电路的第三低通滤波器；

所述第一电压控制振荡电路的自激频率，通过将所述第二频率控制电压也供给所述第一电压控制振荡电路被自动调整，而与所述规格值的图像中频相等。

7.根据权利要求1所述的自动频率调谐系统，其特征在于：还包括：

接收来自所述自动频率调谐控制电路的输出信号的本机振荡电路；

所述本机振荡电路，根据来自所述自动频率调谐控制电路的输出信号产生用以将从天线接收了的电视信号即接收信号频率变换成规格值的图像中频的高频信号。

8.一种自动频率调谐系统，包括：具有第一电压控制振荡电路、对所述第一电压控制振荡电路的输出信号和接收了的图像中频信号的相位进行比较的第一相位检波电路以及将所述相位检波电路的输出平滑化，将第一频率控制电压反馈给所述第一电压控制振荡电路的第一低通滤波器的第一相位同步电路，其特征在于：还包括：

第二电压控制振荡电路，与来自外部的高稳定频率源的频率同步，以规格值的图像中频振荡，

混频器，输出将从所述第一电压控制振荡电路输出的频率和从所述第二电压控制振荡电路输出的频率混合起来的混合成分，

第二低通滤波器，使从所述混频器输出的所述混合成分中频率低的成分通过，

以及自动频率调谐控制电路，被输入所述第二低通滤波器的输出信号，而对规格值的图像中频和所述接收了的图像中频的频率差进行计数，输出对应于所述频率差的数字信号；

设定了从所述第一电压控制振荡电路输出的振荡频率和从所述第二电压控制振荡电路输出的振荡频率的值之差，做到：即使所述接收了的图像中频最大限度地变化，所述第一电压控制振荡电路和所述第二电压控制振荡电路的振荡频率的大小关系也不变。

9.根据权利要求8所述的自动频率调谐系统，其特征在于：

所述第二电压控制振荡电路，具有能够输出类似于所述第一电压控制振荡电路的振荡频率的振荡频率的结构；

所述自动频率调谐系统还包括：第二相位同步电路，包括：

对所述第二电压控制振荡电路的输出信号进行分频的第一分频器，

对所述外部的高稳定频率源的输出信号进行分频的第二分频器，

对来自所述第一分频器的输出信号和来自所述第二分频器的输出信号的相位进行比较的第二相位检波电路，

以及将所述第二相位检波电路的输出信号平滑化，将对应于第二频率控制电压的信号反馈给所述第二电压控制振荡电路的第三低通滤波器；

所述第一电压控制振荡电路的自激频率，通过将所述第二频率控制电压也供给所述第一电压控制振荡电路被自动调整，而与所述规格值的图像中频相等。

10.根据权利要求8所述的自动频率调谐系统，其特征在于：还包括：

接收来自所述自动频率调谐控制电路的输出信号的本机振荡电路；

所述本机振荡电路，根据来自所述自动频率调谐控制电路的输出信号产生用以将从天线接收了的电视信号即接收信号频率变换成规格值的图像中频的高频信号。

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