專利名稱：射頻調諧器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明與射頻調諧器有關。這種調諧器可以用來例如從兩個或更多個射頻源接收和選擇信號。
背景技術：
附圖中的圖1例示了一種用來從一個電纜傳輸網(wǎng)絡和一個地面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡接收信號和從其中任何一個網(wǎng)絡選擇一個頻道接收的調諧器。這種調諧器稱為“即插即用”型。這樣一個調諧器同時接到兩個(或更多個)網(wǎng)絡上。兩個網(wǎng)絡都含有一些頻道，這些頻道都處在一個通常從47MHz左右到1100MHz左右的頻率范圍內(nèi)。通常，頻道的頻率分配在網(wǎng)絡與網(wǎng)絡之間基本上是相同的，因此一個網(wǎng)絡內(nèi)的這些頻道與另一個網(wǎng)絡內(nèi)的那些頻道占用相同的頻率。
在電纜分配網(wǎng)絡的情況下，接收頻譜一般充斥著大量頻道，被控制成使分配給一個用戶的功率范圍為-64到-34dBm。在地面分配網(wǎng)絡的情況下，通常存在較少的頻道。然而，頻道的功率范圍通常沒有象在電纜分配網(wǎng)絡的情況下控制得那樣好，使得頻道的功率可以從熱噪聲基底電平到例如0dBm。通常，一個網(wǎng)絡內(nèi)所占用的頻道頻率分配中至少有一些在另一個網(wǎng)絡內(nèi)也被占用，從而必須提供充分的隔離以避免在一個網(wǎng)絡的所選頻道上出現(xiàn)另一個網(wǎng)絡的可能干擾頻道。具體地說，必須要有充分的隔離，以防止干擾調諧器的接收和污染分配給其他用戶的網(wǎng)絡信號。
如圖1所示，機盒1(例如呈現(xiàn)為法拉第籠或“馬口鐵罐”形)具有射頻輸入端2和3，用來連接兩個不同的但含有一些頻率分配在相同的頻率范圍內(nèi)相同的頻道的分配網(wǎng)絡。輸入端2和3分別接到射頻(RF)繼電器4的相應輸入端上。RF繼電器4被控制成起著一個單刀轉換電子開關的作用，有選擇地將其中一個分配網(wǎng)絡接到調諧器5的輸入端上。調諧器5可以是任何適當結構的，用來將任何所選的輸入頻道變換到所希望的中頻后加到調諧器輸出端6上。
RF繼電器4是一個較為不經(jīng)濟的組件，必需做得體積大，以便提供為滿足接到輸入端2和3上的分配網(wǎng)絡之間的隔離要求所需的物理分離和提供繼電器的非所選輸入端與繼電器輸出端之間的充分隔離。此外，由于在通達調諧器5的輸入端的信號通路內(nèi)接有繼電器4，因此存在插入損耗，從而惡化了調諧器5可達到的噪聲系數(shù)。
雖然典型的繼電器4可以在分配網(wǎng)絡的頻率范圍內(nèi)的低頻段達到80dB量級的隔離，但隨著頻率的提高隔離性能降低，導致載波與噪聲之比減小。在實踐中，雖然在高頻段性能不夠理想，但還是可以接受的。
繼電器4的另一個缺點是，由于它是一個機械構件，因此它的性能隨著時間由于反復轉接而惡化。這樣的惡化可能包括例如由接觸電阻增大而引起的插入損耗的增大。這導致噪聲系數(shù)惡化和阻抗匹配惡化。此外，由于在繼電器觸點上表面污染程度的增大，互調性能就可能隨時間下降，因為這樣的污染可以具有引起非線性畸變的半導體特性。這樣一些使性能惡化的影響還可能摻雜著通常將這樣的調諧器用作“機頂盒”時所遭到的溫度變化的影響。
用RF繼電器的又一個缺點是，這種器件通常是只能用作轉換或雙路開關，因此只能在兩個分配網(wǎng)絡之間切換。如果有兩個以上的分配網(wǎng)絡，就必需再配置一些這樣的繼電器。例如，如附圖中的圖2所示，為了從三個接到相應輸入端2、3和8的分配網(wǎng)絡中進行選擇，必需再配置一個繼電器7。除了添加這樣一些繼電器需要增大成本和體積之外，有些信號還要受到通過幾個繼電器的累積影響。例如，在圖2所示的具有三個輸入端的情況下，來自輸入端2和3的信號必須通過兩個繼電器4和7才能到達調諧器5。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明，所提供的射頻調諧器包括多個接收處在多個頻率范圍內(nèi)的信號的輸入端，在這些頻率范圍中至少有兩個頻率范圍至少部分重疊；多個被配置成任何時間只有其中一個被激活的第一變頻器，每個第一變頻器接到一個所述輸入端上，被配置成在被激活時將一個所選的頻道變換到一個處在所有頻率范圍外的第一中頻；以及第二變頻器，被配置成將來自當前所激活的第一變頻器的所選頻道變換到第二中頻。
該調諧器可以包括單個第二變頻器。
第二中頻對于所有的第一變頻器可以是相同的。
第二中頻可以低于所有的頻率范圍。第二中頻可以是零中頻或接近零中頻。
第一中頻可以對于所有的第一變頻器是相同的。
第一中頻可以高于所有的頻率范圍。
至少兩個頻率范圍可以是相同的。
至少兩個頻率范圍可以有它們重疊的相同頻道頻率分配。
至少有兩個第一變頻器可以具有一個公共的鎖相環(huán)。
至少有兩個第一變頻器可以具有一個公共的本機振蕩器。
被去活的第一變頻器可以被配置成得不到供電。
該調諧器可以包括一個配置在第一變頻器與第二變頻器之間的電子開關，用來選擇當前被激活的第一變頻器的輸出信號。
該調諧器可以包括一個配置在第一變頻器與第二變頻器之間的第一中頻濾波器。
該調諧器可以包括一個承載第一變頻器中第一個和第二變頻器的第一基片。該調諧器可以包括一個承載第一變頻器中第二個的第二基片。
這樣就能提供一種不需要用任何RF繼電器就可以實現(xiàn)在來自不同分配網(wǎng)絡的信號之間有可接受的隔離的調諧器。因此，可以避免與這樣的繼電器關聯(lián)的受諸如插入損耗和性能隨時間惡化之類的影響。于是可以提供一種比較經(jīng)濟、結構更為緊湊的配置。


圖1為一個已知的調諧器的原理方框圖；圖2為另一個已知的調諧器的原理方框圖；圖3為一個構成本發(fā)明的一個實施例的調諧器的原理方框圖；以及圖4為圖3所示的調諧器的電路方框圖。
在這些附圖中相同的標注數(shù)字所標的是相同的部件。
具體實施例方式
圖3所示的調諧器包括外殼1、射頻輸入端2和3和調諧器輸出端6，如以上結合圖1所說明的。圖3這個調諧器還包括第一變頻器10和11，它們的輸入端分別接到RF輸入端2和3上。變頻器10和11的輸出端分別接到第二變頻器12的相應輸入端上，第二變頻器12的輸出端接到調諧器輸出端6上。
雖然圖3所示的調諧器用來與兩個分配網(wǎng)絡連接，但這樣一個調諧器可以被配置成從任意數(shù)量的分配網(wǎng)絡接收信號。具體地說，每個網(wǎng)絡需要一個RF輸入端接到一個相應的變頻器上，而這個變頻器的輸出端接到第二變頻器12的一個相應輸入端上。
如圖4所示，第一變頻器10包括一個混頻器或乘法器15，它的第一輸入端接到RF輸入端2上而它的第二輸入端接到本機振蕩器(LO)16上。振蕩器16由鎖相環(huán)(PLL)合成器17控制，而PLL合成器17的工作受以任何適當方式實現(xiàn)的控制器18的控制。受PLL合成器控制的振蕩器的工作情況是眾所周知的，因此不再說明。
第二變頻器11也包括一個混頻器19，它的第一輸入端接到RF輸入端3上。在這個實施例中，變頻器10和11共用一個公共的本機振蕩器和PLL合成器，因此本機振蕩器16的輸出端接到混頻器19的第二輸入端上。然而，在另一些實施例中，每個變頻器可以具有各自的本機振蕩器和/或PLL合成器。
變頻器10和11被配置成在控制器18的控制下任何時間只有一個是被激活的，控制器18也控制調諧，以從接到輸入端2和3上的任何一個網(wǎng)絡選擇一個希望接收的頻道。在這個實施例中，未激活的混頻器得不到供電。因此，控制器18控制電子開關20，使得電源線Vcc任何時間只對混頻器15和19中的一個混頻器供電?？刂破?8同時控制一個轉換型開關裝置21，以選擇混頻器15或19的輸出，使得被激活的混頻器的輸出加到一個帶通型的第一高中頻濾波器22的輸入端上。
濾波器22的輸出加到形成第二變頻器12的一部分的混頻器23的第一輸入端上。第二變頻器12還包括一個本機振蕩器24，它的輸出加到混頻器23的第二輸入端上并由PLL合成器25控制，PLL合成器25受控制器18控制。混頻器23的輸出提供給第二中頻濾波器26，第二中頻濾波器26的輸出端接到調諧器輸出端6上。
調諧器形成或安裝在配置在外殼1內(nèi)的兩個基片30和31上。這兩個基片可以呈現(xiàn)為單片式集成電路，濾波器22和26其中之一或者兩個可以形成在基片30上，也可以單獨配置在例如承載基片30和31的印刷電路板上。在這個實施例中，基片31只承載變頻器11的混頻器19，而所有其余組件形成在基片30上。在變頻器11具有它自己的本機振蕩器和PLL合成器的實施例中，這些可以也形成在基片31上。在要求接到兩個以上的分配網(wǎng)絡上的實施例中，31所示類型的承載一個混頻器可能還有一個本機振蕩器和合成器的其他基片可以配置在相應的RF輸入端和基片30上的相應輸入端之間，而電子開關裝置20和21是多于雙路的。
RF輸入端2和3接到諸如電纜和地面分配網(wǎng)絡之類的分配網(wǎng)絡上，這些分配網(wǎng)絡提供相同頻率范圍內(nèi)頻道頻率分配相同的信號。這樣一些網(wǎng)絡可以提供頻率范圍例如在47MHz左右到1100MHz左右的數(shù)字和/或模擬電視和/或無線電和/或數(shù)據(jù)頻道。頻道選擇和網(wǎng)絡選擇請求提供給控制器18，控制器18選擇適當?shù)淖冾l器予以激活并控制合成器17和/或合成器25，以便調諧到所選的頻道頻率。變頻器10和11都是上變頻器，執(zhí)行和變頻，將所選的頻道變換到高于分配網(wǎng)絡所提供的信號的頻率范圍的第一高中頻。例如，合成器17控制本機振蕩器，以執(zhí)行高側混頻，將頻道變換到1.2GHz左右的標稱第一中頻(IF)。濾波器22具有帶通特征，標稱中心頻率在第一IF，通帶寬到足以通過所選的頻道可能還有在被激活的變頻器內(nèi)變頻得到的一個或多個相鄰頻道。
第二變頻器12是一個下變頻器，執(zhí)行差變頻。具體地說，合成器25控制本機振蕩器24，使得變頻器執(zhí)行低側混頻，將所選的頻道變換到第二IF。這個IF可以是一個傳統(tǒng)的IF，例如在30MHz左右到50MHz左右之間，濾波器26可以是一個帶通濾波器，通帶中心在第二IF，帶寬足以通過基本上只是所選的頻道。或者，第二變頻器可以是零IF或接近零IF型的，以將所選頻道變換到基帶，在這種情況下濾波器26可以是低通型的，其交岔或截止頻率適合正在接收的頻道。在其他實施例中，第二變頻器可以是鏡頻抑制型的，或者可以包括兩個混頻器，由本機振蕩器對其提供正交的信號，給出在基帶或與基帶有一個頻偏的同相(I)和正交(Q)信號。
雖然示出的是一個雙變頻調諧器，但其他實施例可以包括兩個以上的變頻級。
在調諧器工作期間，兩個分配網(wǎng)絡永久性地接到RF輸入端2和3上。第一變頻器10和11其中的一個被激活以接收所選的處在所分配的RF頻率的頻道，而同一個頻道在另一個分配網(wǎng)絡內(nèi)經(jīng)常會被占用，會出現(xiàn)在RF輸入端。輸入端2和3以及所關聯(lián)的接到第一變頻器上的電路在物理上被配置成提供分配網(wǎng)絡之間的充分隔離，以防止可能的干擾信道引起對在另一個網(wǎng)絡上所選頻道的干擾。具體地說，這隔離足以防止不希望的頻道泄漏入另一個分配網(wǎng)絡和泄漏入被激活的變頻器。
所希望或所選的頻道由被激活的變頻器變換到第一IF，而不希望的或可能的干擾頻道不會變換到第一IF，因為接收這個頻道的混頻器未激活，在圖4這個實施例中是得不到供電的。不希望的頻道通過未激活的變頻器到濾波器22或混頻器23輸入端的任何泄漏處在頻道頻率，而所希望的頻道已經(jīng)變換到第一IF。因此，在第一變頻器后，所希望的和不希望的頻道處在不同的頻率，只要第二變頻器12的互調性能適當，就可以避免可能的干擾機制。此外，不希望的頻道通過被激活的變頻器的反向泄漏電平很低，使得提供所希望的頻道的分配網(wǎng)絡基本上不會被不希望的頻道污染。
通過將第一IF設置成高于所有分配網(wǎng)絡的頻率范圍，基本上避免了可能的干擾機制。在調諧器外殼1內(nèi)不需要采取特別的技術措施就可以提供必要的RF隔離度。
各個第一變頻器10、11可以基本上是相互相同的，也可以針對它們所連接的分配網(wǎng)絡優(yōu)化。例如，變頻器10可以通過輸入端2接到一個電纜分配網(wǎng)絡上，混頻器15針對信號處理優(yōu)化，而變頻器11可以通過輸入端3接到一個地面分配網(wǎng)絡上，混頻器19針對噪聲系數(shù)優(yōu)化。因此，調諧器性能可以得到提高。由于不需要用一個不經(jīng)濟和大體積的RF繼電器就可以獲得足夠的隔離，因此可以避免這樣的繼電器對調諧器性能的有害影響。這樣的調諧器適合高度集成，從而可以得到形狀系數(shù)小和沒有機械老化影響的比較緊湊的配置。
權利要求
1.一種射頻調諧器，所述調諧器包括多個用于接收在多個頻率范圍內(nèi)的信號的輸入端，所述多個頻率范圍中至少有兩個頻率范圍至少部分重疊；多個第一變頻器，被配置成在任何時間只有其中一個被激活，每個第一變頻器接到一個所述輸入端上，并被配置成在被激活時將一個所選的頻道變換到一個處在所有的所述頻率范圍外的第一中頻；以及第二變頻器，被配置成將來自所述第一變頻器中一個當前被激活的第一變頻器的所述所選頻道變換到第二中頻。
2.一種如在權利要求1中所述的調諧器，其中所述第二變頻器包括單個第二變頻器。
3.一種如在權利要求1中所述的調諧器，其中所述第二中頻是一個對于所有的所述第一變頻器都相同的中頻。
4.一種如在權利要求1中所述的調諧器，其中所述第二中頻低于所有的所述頻率范圍。
5.一種如在權利要求4中所述的調諧器，其中所述第二中頻是零中頻和接近零中頻之一。
6.一種如在權利要求1中所述的調諧器，其中所述第一中頻是一個對于所有的所述第一變頻器都相同的中頻。
7.一種如在權利要求1中所述的調諧器，其中所述第一中頻高于所有的所述頻率范圍。
8.一種如在權利要求1中所述的調諧器，其中所述至少兩個頻率范圍是相同的頻率范圍。
9.一種如在權利要求1中所述的調諧器，其中所述至少兩個頻率范圍具有在其處它們重疊的相同的頻道頻率分配。
10.一種如在權利要求1中所述的調諧器，其中所述第一變頻器具有一個公共的鎖相環(huán)。
11.一種如在權利要求1中所述的調諧器，其中所述第一變頻器具有一個公共的本機振蕩器。
12.一種如在權利要求1中所述的調諧器，其中所述第一變頻器被配置成在被去活時得不到供電。
13.一種如在權利要求1中所述的調諧器，所述調諧器還包括一個在所述第一變頻器與所述第二變頻器之間的電子開關，用來選擇所述第一變頻器中一個當前被激活的第一變頻器的輸出信號。
14.一種如在權利要求1中所述的調諧器，所述調諧器還包括一個在所述第一變頻器與所述第二變頻器之間的第一中頻濾波器。
15.一種如在權利要求1中所述的調諧器，所述調諧器還包括一個承載所述第一變頻器中的第第一變頻器和所述第二變頻器的第一基片。
16.一種如在權利要求15中所述的調諧器，所述調諧器還包括一個承載所述第一變頻器中的第二個第一變頻器的第二基片。
全文摘要
本發(fā)明所提供的射頻調諧器具有一些用來從一些分配網(wǎng)絡接收處在共同或交疊的頻率范圍內(nèi)的信號的輸入端。每個輸入端接到一個用來執(zhí)行例如上變換到高于輸入信號的RF頻率范圍的第一中頻的上變頻的相應第一變頻器上。這些第一變頻器被配置成任何時間只有其中一個被激活。這些第一變頻器的輸出加到第二變頻器上，由第二變頻器對被激活的第一變頻器的輸出信號執(zhí)行下變頻，將來自其中一個分配網(wǎng)絡的一個所選頻道變換到第二中頻。因此可以提供充分的RF隔離而不需要諸如RF繼電器之類的機械開關構件。
文檔編號H03J5/24GK101043210SQ20061000547
公開日2007年9月26日 申請日期2006年1月16日 優(yōu)先權日2005年1月17日
發(fā)明者尼古拉斯·P.·考利, 彼得·科 申請人:英特爾公司