200527914 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 單一鎖相迴路的 本發明係有關於電視調諧器，尤指一種具有一 電視調諧器。 【先前技術】 在電視系統當中，觸器（tuner)的成本通常在整體成本中佔 有不小的比重’而隨著將.電視的功能整合到個人電腦系統（或是 其他的電子裝置）中的需求慢慢增加，對調譜器成本降低的考量 似、員重要_貝上’電視調諧II可以是先製造於電路版上，然後 才被裝设在個人電職統當巾，故個人電腦亦可以具備電視的功 能。此種的觸II可以將-㈣電視訊號轉變成—基頻（或低頻） 視gTUfU虎’然後再將基頻（或低頻）視訊訊號傳送至個人電腦内 的其他元件，以進行後續的視訊處理工作。 第1圖為習知技術的電視調諧器100的示意圖（美國專利第 5,737,035號的專利案）。第1圖中的調諧器1〇〇包含有一晶片化電 路（on-chip circuit) 102以及一位於晶片外的（off_chip)帶通濾波 器104。晶片化電路1〇2包含有一低雜訊放大器（LNA) 1〇6，一 第一混波器108，一第二混波器11()，一第二中頻放大器112，複 200527914 —第二壓控振盪 數個第一壓控振盤器114，一第一鎖相迴路116， 器118，以及一第二鎖相迴路120。 由於使用了日日日料的帶通濾波H刚、特殊崎的鏡像排斥型 混波器（作為第二混波器110)，以及複數個鎖相迴路來控制每一 個振盪訊唬的頻率，上述習知技術的作法會增加電视調諧器⑴0 的整體成本以及系統複雜度。 【發明内容】 故本發明的一個目的在於提供一種具有一單—的鎖相迴路的 電視調諧器。 本發明係揭露了-種電視調諧器，包含有··—第一混波器， 用來將一奴射頻訊號與—第—振盪訊號混波以產生一 7頻二 號；-第二混波器’时將該中頻訊號與—第二麵訊號混波以 ί生:輸„出訊號；以及—鎖相迴路，耦接於該第-混波器以及該 弟:混波II，料產生該第—減爾哺第二紐訊號，其中 該第-振i訊號和該第二振盪訊號係對應於該選定射頻訊號。 ^於本《明所揭露的一種用來處理—接收射頻訊號的方法則 包含有：依據-選定射頻訊號，使用—鎖相迴路中—單一的第一 200527914 電壓控制振盪器產生一第一振逢訊获 盈而虎，使用該鎖相迴路中-單- 的第二電屋控制振盪器產生一第二振 羞成唬，將該選定射頻訊號 與该弟一振盪訊號混波以產生_巾相 ^ 員矾唬；以及將該中頻訊號與 该苐一振盤訊號混波以產生一輸出訊號。 【實施方式】 •請參閱第2圖，第2圖為本發明之電視調譜器的-實施例示意 圖。本實施例中的電視調譜器包含有：一可變增益低雜訊放 大器αΝΑ)2〇2,-第-混波器204，—同相:混波器〇n_phasem㈣ 施’-同相低通濾波器施，-同相可程式化增益放大器（pGA) 210 ’ -正父混波器212 ’ -正交低通濾、波器214 ’ 一正交可程式 化增益放大器216，以及-單-的鎖相迴路(pLL) 218。鎖_ 路218包含有-相位頻率檢測器（pFD)22〇, 一迴路遽波器從， • 一第一電壓控制振盪器224，一第二電壓控制振盪器226，一 9〇 度相位延遲單元228，一第四混波器230，一低通濾波器232，以 及一用來除以Μ的回授除法器234。 可變增益低雜訊放大器202可對一接收射頻訊號RF〜in進行放 大，第一混波器204則將放大後的射頻訊號與一第一振盪訊號L〇 j 混波以產生一中頻訊號IF(以頻率而言，if=L01-RF)。同相混波器 206則將IF訊號與一第二振盪訊號l〇2混波以產生一同相輸出訊 200527914 號207。接下來，由同相低通濾波器208負責對同相輪出訊號2〇7 進行濾波，抑制頻道外的干擾雜訊，再由同相可程式化增益放大 器210放大同相低通濾波器2〇8所輸出的訊號以產生一同相基頻 訊號I。相似的’正交混波器212將IF訊號與一訊號L〇2—9〇。（第 一振盪器訊號L02經過90度相位延遲的結果）混波以產生一正交 輸出訊號213。接下來，由正交低通濾波器214.負責對正交輸出訊 春號213進行濾波，再由正交可程式化增益放大器加放大正交低 通濾波器214所輸出的訊號以產生一正交基頻訊號Q。 在第2圖的實施例中，鎖相迴路2【8係用來產生第一振堡訊號 LO卜第二振盪訊號⑽，以及訊號L〇2—9〇〇。相位頻率檢測器 220則比較-參考訊號F·與一回授訊號&的相位，以產生一相 對應的誤差訊號221。誤差訊號221的脈波寬度（pulsewidth)可 ❿以用來表示參考訊號Fref與回授訊號Ffb之間相位差異的大小。 依據誤差訊號221所表示出之參考訊號F·與回授訊號&之間 的快慢關係，迴路遽波器222中的電容會被充電或是放電。就其 本質而論，迴路濾波器222係類似積分器一般進行運作，而累積 相對應於誤差訊號22!的-淨電荷（neteh零）。由迴職波器^ 產生的迴路濾波益電壓VTUNE則會被用於第一電壓控制振盪器 以及第一電麼控制振盪器226上。第一電虔控制振逯器似與第 二電愿控制振堡器226分別可產生第一與第二振舰號⑺卜 200527914 。而為了要月匕同日寸產生同相以及正交輪出訊號，9〇度相位延 遲單元228則可以延遲訊號l〇2的相位以產生訊號[〇2一9〇。。此 處需注意的是，在實施上，除了第2騎示的作法財，9〇度相 位延遲單元亦可以設置於PLL電路228的外部。 以下的方私式1係用來顯示兩個振盈訊鍊、L〇2以及於 ❿RF戒號中的選定通道之間的關係。於方程式丨中，处係代表在 接收訊號中選定通道的頻率，Lal係、為第—振魏號的頻率，至 於L02則為第二振盪訊號的頻率。 (方程式1) RF^LOl -L02 而第一電壓控制振盪器224與第二電壓控術辰i器]對於迴 春路濾波器電壓VTUNE的變化會具有相反的反應狀況，舉例來說， 右迴路濾、波ϋ電壓VT_變大了，第—減訊紅⑴的頻率就會 立曰加，第—振盪訊號L02的頻率則會下降。以下的方程式2與方 程式3則分別顯示出第一振盪訊號L〇1的頻率變化△ίο〗以及第 二振盘訊號L02的頻率變化勒2相對於迴路濾、波器電壓△%_ 的電壓變化以及一 v C 0增益因數Κ之間的關係。 (方程式2) △L01 叫K| * AVtune 200527914 △L02〜（-|Κ|)氺△▽丁刪 （方程式3 ) 请注意，第一電壓控制振盪器224以及第二電壓控制振盪器 226並不一定會具有相同的vc〇增益因數κ，上述兩個方程式中 使用了相同的符號Κ主要是為了表示出第一電壓控制振盪器 以及第二電壓控制振盪器226對於迴路濾波器電壓Vtune的變化 會有相反的反應方向。然而，在其他的實施例中，亦可以讓第一 黾壓控制振盪為224具有一第一增益因數，第二電壓控制振盪 裔226則具有一第二增益因數κ2。 第四混波器230可將第一與第二振盪訊號L0丨、L〇2混波以產 生一訊號231。訊號231中於頻率（LOl+ L02)處具有一較高的 頻率成分’於頻率（L01—L02)處則具有一較低的頻率成分。低 通濾波器232則負責濾除前述於頻率（L01+L02)處的頻率成 分，至於一回授除法器234則依據接收射頻訊號RFJn中的選定 通道，將於頻率（L01-L02)處的頻率成分除以M。如此_來， 即可產生於閉迴路（cl〇sed-kK)p)鎖相迴路運作中所需的回授訊號
Ffb。方程式4中顯示了接收射頻訊號Rpjn中選定通道的頻率會 等於除數Μ乘上參考訊號Fref。 選定通道的頻率二Fref*M (方裎式4) 12 200527914 接下來，PFD 220會比較訊號Fref，與回授訊號Ffb的相位，而 由迴路濾波器222所產生的迴路滤波器電壓γτυΝΕ就可用來控制 第一與第二電壓控制振盪器224、226。由於鎖相迴路218具有閉 迴路的架構，到達穩定狀態時，第一電壓控制振盪器224與第二 電壓控制振盪器226就會產生出適當的第一振盪訊號l〇1與第二 振盪訊號L02，而（L01 - L02 )則會是參考訊號FREF的Μ倍（此 即對應於訊號RFJn中的選定通道）。然後，第一混波器204、第 二混波器206與第三混波器212就可以將RFjn中的選定通道下 轉換（down-COnvert)成同相基頻訊號1以及正交基頻訊號q。 請參閱第3圖，第3圖為本發明之調諧器的另一實施例示意 圖。電視調諧器300大致上包含有相似於電視調諧器2〇〇的組成 元件，不同處係在於第2圖中的第一混波器204、第二混波器206 以及苐二此波為212在第3圖中分別改成了一第一f皆波混波器 (harmonic mixer) 302、一第二諧波混波器306以及一第三諧波 混波器310。另外，電視調諧器300另包含有一第二9〇度相位延 遲單元304以及一 45度相位延遲單元308。第二90度相位延遲單 元304可產生第一振盪訊號l〇1經過相位延遲9〇度之後的訊號， 而第一振盪訊號L01以及其經過90度相位延遲後的訊號都被耦合 至第一諧波混波器302。另外，在第3圖的實施例中，第二振盪訊 號L02以及其經過90度相位延遲後的訊號L02—90°都被搞合至第 200527914 二諧波混波器306。45度相位延遲單元308所產生第二振盪訊號 L02經過相位延遲45度與135度的訊號則都被耦合至第三諧波混 波器310。
而在實作上，第一、第二、第三諧波混波器302、306、31〇皆 可使用被動谐波混波器（passiveharm〇nicmixer)來實施。關於諧 鲁波混波器的操作、實施方式、以及其特點，請參照申請時間為為 2003年6月的美國第1〇/6〇4〇18號的專利申請案件「被動諧波混 波态」（Passive Harmonic Mixer)。由於使用到了諧波混波器3〇2、 306以及310,鎖相迴路218所提供的第一振盪訊與第二振 盪訊號L02僅需提供正常操作時一半頻率即可。此一特點可以降 低鎖相迴路218在設計上的複雜度。至於具有諧波架構之電視調 諧器的操作方式與特點則請參考申請時間為為2〇〇3年12月的美 ⑩國帛10/707319號的專利申請案件「以諧波混波器為基礎的電視調 伯态與處理接收射頻訊號的方法」（HARm〇nic MIXER TELEVISION TUNER AND METHOD OF PROCESSING A RECEIVED RF SIGNAL )〇 最後請參閱第4圖’第4圖為本發明用來處理一接收射頻訊號 的方法流程圖’以下將詳述第4圖中的各個步驟： 200527914 步驟400 : 使用一單一的鎖相迴路產生一第一及一第二振盪訊 號’其中第一振盪訊號的頻率減去第二振盪訊號的頻率 係等於該接收射頻訊號中一選定通道的頻率。進入步驟 402。 步驟402 :將該接收射頻訊號與第一振盪訊號L01混波以產生 一中頻訊號IF。進入步驟404。 步驟404 :將中頻訊號IF與第二振盪訊號l〇2混波以產生一同 相基頻訊號，並將中頻訊號IF與第二振盪訊號L〇2經過 相位延遲後的訊號混波以產生一正交基頻訊號。 根據上述本發明的實施例，由於第二混波器2〇6、3〇6以及第 二混波裔212、310可以直接將第一中頻訊號压轉換至基頻，故 不需要使用帶通濾波器來將鏡像訊號移除。另外，第二混波器 206、306以及第三混波器212、31〇可為一般混波器。且於本發 明的調諧器中，使用，鎖相迴路218來產生振盪訊號Lm、 L02，可降低調諧器使用的元件數量。 -較佳實施例，由於頻道外的干擾訊號直到低通渡波器观、 214才被抑制，故前面的元件(低雜訊放大器2〇2，第一混波器 204，正交混波器212與同相混波器麻)具有較好的線性度，可 減少干擾訊號的影響。 ^ 200527914 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明巾請專利範 圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。 【圖式簡單說明】 第1圖為習知技術一高度整合的電視調諧器的示意圖。 第2圖為本發明之調諧器的一實施例示意圖。 第3圖為本發明之調諧器的另一實施例示意圖。 第4圖為本發明用來處理一接收射頻訊號的方法流程圖。 【主要元件符號說明】 100、200、300 調諧器 102 晶片化電路 104 帶通濾、波器 106、202 低雜訊放大器 108、110、204、230 混波器 112 中頻放大器 114、118、224、226 壓控振盪器 116、120、218 鎖相迴路 206、212 混波為 208、214、232 低通濾、波器 210、216 增益放大器 16 200527914 220 相位頻率檢測裔 222 迴路滤波器 228 、 304 90度相位延遲單元 234 除法器 302、306、310 譜波混波裔 308 45度相位延遲單元