專(zhuān)利名稱(chēng)：載頻信號(hào)帶通濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及濾波器，該濾波器具有一調(diào)諧電路，該電路與一個(gè)調(diào)諧電容器相連接，并由控制變量來(lái)控制，該控制變量代表諧振頻率與所需頻率值的偏差。特別地說(shuō)，所述濾波器能夠用于彩色電視接收機(jī)中的、已調(diào)制的SECAM彩色載頻信號(hào)。
在彩色電視接收機(jī)中，復(fù)合彩色信號(hào)或VCBS信號(hào)必須以選頻方式被分解成為亮度信號(hào)Y和色度信號(hào)C。因而需要一種用于亮度信號(hào)的濾波器，就SECAM彩色載頻信號(hào)來(lái)說(shuō)，這種濾波器稱(chēng)為Bell(鐘形)濾波器。這種濾波器必須具有比較高的品質(zhì)因數(shù)，Q＝16和4.286MHz±10KHz的通常頻率精度，因而實(shí)現(xiàn)起來(lái)是困難的。鑒于嚴(yán)格的要求和與溫度有關(guān)的偏差，制造一種象“自調(diào)諧濾波器”那樣的濾波器是十分有益的。眾所周知，可提供一種常規(guī)的LC諧振電路，調(diào)諧的中心頻率高出大約5%，并在垂直回掃期間，利用設(shè)置在集成電路(IC)電路中的二進(jìn)制步進(jìn)電容器，調(diào)諧在校正頻率上。為了這一目的，在垂直回掃期間，該LC諧振電路被接通，作為一個(gè)振蕩器中的確定頻率的部件，于是該振蕩器以Bell濾波器的中心頻率振蕩。一個(gè)邏輯裝置把LC振蕩器的振蕩頻率與彩色解調(diào)器的4.25MHz中心頻率相比較，該頻率偏低為36KHz。二進(jìn)制步進(jìn)電容器網(wǎng)絡(luò)失諧，在每個(gè)垂直回掃期間精度為一步，直到該頻率充分地與所需頻率相吻合為止。由于步進(jìn)電容器和這種不連續(xù)的性質(zhì)，上述解決方案的缺點(diǎn)在于要想精確地調(diào)諧到所要求的頻率是不可能的。其結(jié)果是，因這種電路需要采用2μ工藝的大約2mm2的面積而使這種解決方案的費(fèi)用昂貴。
本發(fā)明的目的在于提出一種具有連續(xù)調(diào)諧而沒(méi)有不連續(xù)性質(zhì)的自調(diào)諧電路，該電路特別適于集成電路，并且僅需要一個(gè)用于調(diào)諧的非可變電容器。上述目的通過(guò)這樣的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，即提供一種載頻信號(hào)帶通濾波器，它具有一個(gè)并聯(lián)諧振電路與一電容器連接，所述帶通濾波器受一控制變量(Us)控制，該控制變量(Us)代表諧振頻率與所需頻率值的偏差，其特征在于提供有一調(diào)諧電容器，它的一個(gè)電極(A)被連接到調(diào)諧電路，而它的另一電極(B)與一電壓源連接，電壓源由控制變量(Us)控制所述調(diào)諧電容器的電壓為調(diào)諧電路上的電壓(U1)。本發(fā)明有利的改進(jìn)結(jié)構(gòu)在于調(diào)諧電路上的電壓(U1)被傳送到具有傳輸常數(shù)的第二電極(B)，該傳輸常數(shù)受控制變量(Us)控制;
傳輸常數(shù)可以在0和2之間變化;
該調(diào)諧電路被連接到一個(gè)振蕩器，在循環(huán)時(shí)間區(qū)段作為一個(gè)確定頻率的部件，所述振蕩器的輸出電壓與一參考頻率電壓一起被施加給一個(gè)相位比較單元的輸入端，該相位比較單元提供控制變量(Us);
時(shí)間區(qū)段與垂直回掃時(shí)間或垂直回掃時(shí)間的一部分相對(duì)應(yīng);
一個(gè)受控制變量(Us)控制的放大器單元(Q1-Q7)被連接在調(diào)諧電容器的第一電極(A)和第二電極(B)之間;
控制變量(Us)和參考電壓(Vref)被施加給一個(gè)第一差分放大器(Q8，Q9)的輸入端，第一差分放大器的輸出對(duì)從調(diào)諧電容器的第一電極A到第二電極B的電壓(U1)的傳輸常數(shù)進(jìn)行控制;
第一差分放大器(Q8，Q9)的輸出端與第二差分放大器的兩個(gè)晶體管(Q3，Q4)的基極連接，并同時(shí)還與第三差分放大器的兩個(gè)晶體管(Q5，Q6)的基極連接;調(diào)諧電容器的第一電極經(jīng)放大器單元(Q1，Q2)連接到第二差分放大器的晶體管(Q3，Q4)的互連的發(fā)射極，第二和第三差分放大器的兩個(gè)晶體管(分別為Q3，Q5和Q4，Q6)的集電極兩兩互連并且一個(gè)接點(diǎn)與工作電壓(Vcc)連接，而另一接點(diǎn)被連接到一個(gè)放大器單元(Q7)的輸入端，放大器單元(Q7)的輸出端與調(diào)諧電容器的第二電極(B)相連。
放大器單元(Q1，Q2，Q7)被構(gòu)造成射極跟隨器;
在調(diào)諧電路的中心頻率與參考頻率(fref)之間存在一個(gè)差值;
在控制變量(Us)通路中設(shè)置有一個(gè)可控放大器單元，在圖象掃描和圖象回掃之間，利用垂直回掃脈沖(v)，放大器單元的增益被轉(zhuǎn)換為不同的增益因數(shù)(分別為1或0.99)。
為此，在本發(fā)明的情況下，不需要使用電容二極管，也不需要使用步進(jìn)方式接通的其它各電容器。僅為調(diào)諧電路的調(diào)諧提供一個(gè)小的電容器，該電容器的一個(gè)電極與調(diào)諧電路連接。在調(diào)諧電路上為實(shí)現(xiàn)調(diào)諧目的的電容器的效果以這樣的方式(即在第一電極上的AC(交流)電壓通過(guò)可變傳輸常數(shù)被傳送到該電容器的第二電極的方式)來(lái)改變。在這種情況中的傳輸常數(shù)由一個(gè)控制變量控制，該控制變量是通過(guò)把調(diào)諧電路的各自諧振頻率與該調(diào)諧電路的通常的通帶頻率進(jìn)行比較來(lái)獲得。由于這種向所述電容器的第二電極耦合AC電壓的結(jié)果，使得在調(diào)諧電路上的電容器的作用能夠改變。這樣就構(gòu)成了一種電氣上可變的電容器。它的主要優(yōu)點(diǎn)在于，使得連續(xù)模擬地調(diào)諧而消除不連續(xù)的性質(zhì)成為可能，這樣濾波器的所需通帶頻率能夠被很精確地控制。此外，僅需要一個(gè)小電容器。這種電容器不需要是可變的。由于從電容器的第一電極到第二電極電壓的傳輸常數(shù)在0和2之間變化的結(jié)果，則在該電容器中的電流的極性能夠被反轉(zhuǎn)。這意味著該電容器呈現(xiàn)出負(fù)電容，也就是說(shuō)呈現(xiàn)為調(diào)諧電路的電感。由于該電容器的有效值能夠在零值周?chē)淖儯簿褪钦f(shuō)，它能夠變?yōu)槿菪缘暮透行缘模哉{(diào)諧電路自己能夠精確地調(diào)諧到所需的頻率上。然后，該電容器僅僅產(chǎn)生一種調(diào)諧電路中心頻率的校正，基本上不會(huì)導(dǎo)致調(diào)諧電路的失諧。由于這種解決方案的結(jié)果，整個(gè)電路對(duì)于相位漂移尤其是不敏感的。
下面將參考實(shí)施例的附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，其中

圖1示出本發(fā)明解決方案的簡(jiǎn)易電路圖;
圖2示出便于解釋圖1的工作方式的表格;
圖3示出與圖1相關(guān)被擴(kuò)展了的電路圖，和圖4示出用于集成電路的一個(gè)特別測(cè)試的電路。
圖1示出一個(gè)調(diào)諧電路1，它是SECAM彩色載頻信號(hào)鐘形濾波器的一部分。調(diào)諧電路1與集成電路2的引腳P1相接。P1又與內(nèi)部調(diào)諧電容器Ci的第一電極A相接。電容器Ci的第二電極B連接到電壓源3?？刂谱兞縐s代表調(diào)諧電路1的諧振頻率與所需頻率fref的偏差，用于控制傳輸常數(shù)g。通過(guò)該傳輸常數(shù)g，電極A上的電壓U1被傳送到電容器Ci的電極B。這些用箭頭5和可控電壓源3象征性地表示。電壓源3在電極B上產(chǎn)生一個(gè)電壓，該電壓與電極A上的電壓具有相同的頻率和相位，但它具有一個(gè)能夠由Us改變的幅度。
下面參考圖2對(duì)其工作方式進(jìn)行說(shuō)明。當(dāng)傳輸常數(shù)g＝0時(shí)，則電極B上的電壓U(B)為零。于是電極B被接地。這意味著電容器Ci把它的全部電容C(P1)作用在調(diào)諧電路1上，于是它的諧振頻率被減到最小值fo-Df。當(dāng)傳輸常數(shù)g＝1時(shí)，電壓U(B)等于U(A)。這樣，在兩電極A和B上均出現(xiàn)了一個(gè)電壓，該電壓在頻率、相位和幅度上是相同的。這意味著電容器Ci的等效電容C(P1)等于零。這時(shí)調(diào)諧電路1具有它的中心頻率f0，并且完全不會(huì)由電容器Ci造成失諧。當(dāng)g＝2時(shí)，也就是說(shuō)電極B上的電壓U(B)是電極A上的電壓的兩倍，這時(shí)U(B)仍具有U(A)的相位，但幅度是U(A)的兩倍。結(jié)果，與g＝0的情況相比，電流被電容器Ci變換了180°。這意味著電容器Ci的作用就象一個(gè)電感器，準(zhǔn)確地說(shuō)象一個(gè)負(fù)電容器。這時(shí)，一個(gè)電感器以并聯(lián)的方式與調(diào)諧電路1連接。由于這一結(jié)果，調(diào)諧電路1總的有效電感被減小，而其諧振頻率被增加到f0+_f的值。不難看出，利用這種電路，通過(guò)可變電容器或可變電感器的連接，能夠使調(diào)諧電路1的諧振頻率圍繞所需值f0變化。
圖3示出了圖1中電路簡(jiǎn)圖的一種放大形式。調(diào)諧電路1作為一個(gè)確定頻率的部件被連接到振蕩器5。該振蕩器由晶體管QA和QB構(gòu)成，并僅在垂直回掃時(shí)間期間由垂直回掃脈沖v經(jīng)開(kāi)關(guān)6接通起作用。在垂直回掃時(shí)間期間，振蕩器5產(chǎn)生一個(gè)電壓，它的頻率取決于調(diào)諧電路1的諧振頻率。該電壓與具有諧振頻率fref的電壓一起傳送到相位比較器單元4，相位比較器單元4在與引腳P3連接的濾波器部件7上產(chǎn)生一個(gè)在垂直掃描時(shí)間期間保持的平滑的控制變量Us。通過(guò)可控放大器單元8使該控制變量按照在圖象掃描期間的值1和圖象回掃期間的值0.99之間的增益進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并且該控制變量被用于控制如圖1中的傳輸常數(shù)g。在垂直回掃時(shí)間期間，校正電容器Ccor通過(guò)脈沖v經(jīng)開(kāi)關(guān)9被附加地并聯(lián)連接在調(diào)諧電路上。Ccor的作用與單元8中按照增益的轉(zhuǎn)換作用是相同的。這兩種用于在圖象掃描和圖象回掃之間轉(zhuǎn)換的可能性能夠被交替地使用。或者也可輔助地使用。同樣也由垂直回掃脈沖v閉合的開(kāi)關(guān)12表示，相位比較器單元4僅在包括有調(diào)諧電路1的振蕩器5由脈沖v接通起作用的時(shí)間期間才被接通起作用。
圖4示出了按照?qǐng)D3的一個(gè)特別測(cè)試電路。電極A上的電壓U1經(jīng)晶體管Q1和Q2(起著兩個(gè)射極跟隨器的作用)傳送到具有晶體管Q3和Q4的差分放大器，并經(jīng)晶體管Q7(起著射極跟隨器的作用)傳送到電極B。作為相位比較器單元的電路10提供有控制變量Us，它與一比較電壓Vref一起被提供給由晶體管Q8和Q9組成的差分放大器。差分放大器Q8、Q9的輸出傳送到差分放大器Q3、Q4的輸入端，同時(shí)也傳送到差分放大器Q5、Q6的輸入端。如圖1和3所示，控制變量Us把從電極A到電極B的電壓的傳輸常數(shù)g控制在值g＝0和g＝2之間。振蕩器5仍然通過(guò)晶體管QA和QB構(gòu)成。在圖4中，相應(yīng)于圖3中的相位比較器單元4，執(zhí)行一種特定的相位比較。晶體管QA和QB構(gòu)成一個(gè)乘法器。開(kāi)關(guān)11它由參考電壓Vref操縱，假使是這種情況則有著一個(gè)在調(diào)諧電路1的電壓U1與參考電壓Vref之間的相位比較輸入。開(kāi)關(guān)12，它由垂直回掃脈沖v打開(kāi)，表示僅在垂直回掃時(shí)間期間相位比較再一次發(fā)生。
權(quán)利要求
1.一種載頻信號(hào)帶通濾波器，它具有一個(gè)與一電容器(Ci)連接的并聯(lián)調(diào)諧電路(1)，所述帶通濾波器受一控制變量(Us)控制，該控制變量(Us)代表諧振頻率與所需頻率值的偏差，其特征在于提供一個(gè)調(diào)諧電容器(Ci)，它的一個(gè)電極A被連接到調(diào)諧電路(1)，而它的另一電極B與一電壓源(3)連接，電壓源(3)由控制變量(Us)控制，所述調(diào)諧電容器(Ci)的電壓為調(diào)諧電源(1)上的電壓(U1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器，其特征在于，上述的調(diào)諧電路(1)上的電壓(U1)被傳送到具有傳輸常數(shù)(g)的第二電極(B)，該傳輸常數(shù)(g)受控制變量(Us)控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的濾波器，其特征在于，傳輸常數(shù)(g)可以在0和2之間變化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器，其特征在于，上述的調(diào)諧電路(1)被連接到一個(gè)振蕩器(5)上，在循環(huán)時(shí)間區(qū)段作為一個(gè)確定頻率的部件，所述振蕩器的輸出電壓與一參考頻率電壓(Vref)一起被施加給一個(gè)相位比較單元(4)的輸入端，該相位比較單元(4)提供控制變量(Us)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的濾波器，其特征在于，上述的時(shí)間區(qū)段與垂直回掃時(shí)間，或垂直回掃時(shí)間的一部分相對(duì)應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器，其特征在于，一個(gè)受控制變量(Us)控制的放大器單元(Q1-Q7)被連接在調(diào)諧電容器(Ci)的第一電極(A)和第二電極(B)之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的濾波器，其特征在于，上述的控制變量(Us)和參考電壓(Vref)被施加給一個(gè)第一差分放大器(Q8，Q9)的輸入端，第一差分放大器的輸出對(duì)從調(diào)諧電容器(Ci)的第一電極A到第二電極(B)的電壓(U1)的傳輸常數(shù)進(jìn)行控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的濾波器，其特征在于，第一差分放大器(Q8、Q9)的輸出端與一個(gè)第二差分放大器的兩個(gè)晶體管(Q3、Q4)的基極連接，并同時(shí)還與一個(gè)第三差分放大器的兩個(gè)晶體管(Q5、Q6)的基極連接;調(diào)諧電容器(Ci)的第一電極經(jīng)一個(gè)放大器單元(Q1、Q2)連接到第二差分放大器的晶體管(Q3，Q4)的互連的發(fā)射極;第二和第三差分放大器的兩個(gè)晶體管(分別為Q3、Q5和Q4、Q6)的集電極兩兩互連，并且一個(gè)接點(diǎn)與工作電壓(Vcc)連接，而另一接點(diǎn)被連接到一個(gè)放大器單元(Q7)的輸入端，放大器單元(Q7)的輸出端與調(diào)諧電容器(Ci)的第二電極(B)相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的濾波器，其特征在于，上述的放大器單元(Q1，Q2，Q7)被構(gòu)造成射極跟隨器。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的濾波器，其特征在于，在調(diào)諧電路(1)的中心頻率與參考頻率(fref)之間存在一個(gè)差值。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的濾波器，其特征在于，在控制變量(Us)通路中設(shè)置有一個(gè)可控制放大器單元(8)，在圖象掃描和圖象回掃之間，利用垂直回掃脈沖(v)，放大器單元(8)的增益被轉(zhuǎn)換為不同的增益因數(shù)(分別為1或0.99)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種適于集成電路的自調(diào)諧電路，它具有連續(xù)的調(diào)諧功能并僅需要一個(gè)固定的電容器。調(diào)諧電容(C
文檔編號(hào)H04N9/78GK1077580SQ9310388
公開(kāi)日1993年10月20日 申請(qǐng)日期1993年4月6日 優(yōu)先權(quán)日1992年4月6日
發(fā)明者魯?shù)婪颉た撇祭? 帕斯卡爾·德巴梯 申請(qǐng)人:德國(guó)索姆森-布蘭特有限公司