专利名称：接收器及用于接收器中的频率转换方法
技术领域：
本发明涉及一种频率转换方法，特别涉及一种接收器及用于接收器中的频率转换方法，用于电视调谐器中的射频信号的双重或三重降频。
背景技术：
宽频调谐器广泛地应用于多种消费性或商业性系统中，如电视、录放机或其它更复杂的电子设备，如缆线调制解调器及机顶盒等。全世界每年有将近3亿个宽频调谐器的需求量。
广播电视及有线电视业者提供了越来越多种类的服务，使得其市场飞快地发展。将DVD播放、录放机及网络功能整合至一台机顶盒或一部电视机的目标，将是未来家庭媒体中心的主要特色。
调谐器主要是作为宽频信号的射频前端处理电路，用以接收所有频道上的信号、选择频道并滤除其它频道的信号。这些调谐器操作于40至900MHz的频率范围，且与传统电视调谐器有不同的性能要求。体积小、低功率、高可靠度及制造简单是现代调谐器的几项主要性能考虑。
在电视调谐器中，频率转换的方式对调谐器的设计是十分重要的。
图1显示了在美国专利第5,737,035号中公开的高度集成化双重频率转换电视调谐器的单芯片电路。射频信号首先经由天线1402(或缆线)接收，并通过射频低通滤波器1404将所接收的频带信号限制于900MHz以下。过滤后的射频信号接着经由一增益控制低噪声电压放大器1406以20dB的倍率进行放大。
第一本地振荡器1450运行于1200~2100MHz之间，其输出信号在第一混频器1408中与射频信号进行混频而产生第一中频信号，其载波频率为1200MHz。由于图像及谐波的混合，这种处理方式可以将失真降至最小。第一中频信号的谐波成分通过第一混频器1408进行频带限制而大部分滤除。
第一中频信号(1200MHz)再于第二混频器1410中与一第二本地振荡器1412的输出信号进行混频而产生第二中频信号，其中第二混频器1410为一镜像抑制混频器(Image-rejection mixer)，第二本地振荡器1412的输出频率为1180MHz，而第二中频信号的载波频率为20MHz。由于所输入的射频信号在频率上低于振荡信号。如此的信号混频产生了降频的效果。
然而，在上述的电视调谐器中，频带外频道的信号必须使用一外部的射频表面声波滤波器进行消除，如此将需要一个高度线性化且高能耗的表面声波驱动器(SAW driver)。此外，用以产生送至第一混频振荡信号的锁相环电路必须操作在一个较高的频率上，也使得第一混频器的输出噪声十分严重。
发明内容
本发明的目的在于为了解决上述问题而提供一种接收器(或者电视调谐器)，使用较少的组件且具有低能耗及高信噪比的特性。
本发明的第一目的在于提供一种用于接收器中的频率转换方法，包括以下步骤接收一射频信号，该信号包含着承载调变信息的多个频道；选择其中一个频道；将该信号由射频转换为一第一频率，该第一频率可变且依据所选择的频道而定；以及再将该第一频率转换为第二频率。
本发明的第二目的在于提供一种接收器，包括一天线，接收一射频信号，该信号包含着承载调变信息的多个频道；一第一本地振荡器，产生一具有一第一频率的第一振荡信号；一第一混频器，将该射频信号与该第一振荡信号进行混频而产生一中频信号；一第二本地振荡器，产生一具有一第二频率的第二振荡信号；以及一第二混频器，将该中频信号与该第二振荡信号进行混频而产生一基频信号；其中，该中频信号的频率可变且依据所选择的频道而决定。
本发明的第三目的在于提供一种接收器，包括一天线，接收一射频信号，该信号包含着承载调变信息的多个频道；一第一本地振荡器，产生一具有一第一频率的第一振荡信号；一第一混频器，将该射频信号与该第一振荡信号进行混频而产生一第一中频信号；一第二本地振荡器，产生一具有一第二频率的第二振荡信号；一第二混频器，将该第一中频信号与该第二振荡信号进行混频而产生一第二中频信号；一第三本地振荡器，产生一具有一第三频率的第三振荡信号；一第三混频器，将该第二中频信号与该第三振荡信号进行混频而产生一基频信号；其中，该第一中频信号的频率可变且依据所选择的频道而决定。
以下，参考
本发明的一种接收器及用于接收器中的频率转换方法的实施例。
图1显示一传统的电视调谐器；图2显示本发明一实施例中的电视调谐器；图3显示本发明一实施例中电视调谐器所使用的振荡器；图4显示本发明另一实施例中的电视调谐器。
其中，标记说明如下1402、21、41~天线；1404~低通滤波器；1406~电压放大器；1450、1412、23、25、43、45、47~本地振荡器；1408、1410、24、26、44、46、48~混频器；22、42~低噪声放大器；27、49~表面声波驱动器；231、236~频率除法器；232~相位频率检测器；233~电荷泵；234~回路滤波器；235~电压控制振荡器；237~频率乘法器。
具体实施例方式
图2显示了本发明一实施例中的接收器(或者电视调谐器)。接收器(电视调谐器)包括一天线21、一低噪声放大器22、一第一本地振荡器23、一第一混频器24、一第二本地振荡器25、一第二混频器26及一表面声波驱动器27。天线21接收一射频信号，此射频信号承载了所有电视频道中的信息。低噪声放大器22耦接至天线21，用以放大射频信号。第一本地振荡器23产生一频率为FO1的第一振荡信号OS1。第一混频器24将放大后的射频信号与第一振荡信号OS1进行混频而产生一中频信号IS。第二本地振荡器25产生一频率为FO2的第二振荡信号OS2。第二混频器26将中频信号IS与振荡信号OS2进行混频，而产生一基频信号BS。表面声波驱动器27耦接至第二混频器26的输出端，用以驱动一外部表面声波滤波器(图中未显示)。
第一本地振荡器23及混频器24形成一第一频率转换级，将射频信号由射频转换为一中间频率IF，其中，中间频率IF的值依据所选择的频道而决定。中间频率IF的值高于射频信号的频率(升频)，且其频率值的决定使得自其它频道耦合到被选择频道中的噪声量及假信号量最小。中间频率IF的值会随所选择的频道不同而不同。第二本地振荡器25及混频器26形成一第二频率转换级，将信号从中间频率转换至基频(降频)，此基频对所有频道都相同。混频器24及26为镜像抑制混频器，可以将频带内因图像频率造成的噪声消除。频带外的信号是经由混频器24及26中的电感-电容储能电路(LC tank，图中未显示)进行滤除。
图3显示了振荡器23，其包括一第一频率除法器231、相位频率检测器232、电荷泵233、回路滤波器234、电压控制振荡器235、第二频率除法器236及频率乘法器237。第一频率除法器231将一参考信号的参考频率FR除以一除数N。相位频率检测器232具有一第一输入端耦接至第一频率除法器231的输出端。电荷泵233具有一输入端耦接至相位频率检测器232的输出端。回路滤波器234具有一输入端耦接至电荷泵233的输出端。电压控制振荡器235具有一输入端耦接至回路滤波器234的输出端。第二频率除法器236将一来自电压控制振荡器235的信号频率除以一除数P而输出第一振荡信号OS1。频率乘法器237将第一振荡信号OS1乘以一倍数M，并具有一输出端耦接至相位频率检测器232的一第二输入端。N、P及M的值由所选择的频道决定。第一振荡信号OS1的频率FO1由以下公式求得FO1＝FR*M/(P*N)图4显示本发明另一实施例中的电视调谐器，其使用了三重频率转换，包括了天线41、一低噪声放大器42、一第一本地振荡器43、一第一混频器44、一第二本地振荡器45、一第二混频器46、第三本地振荡器47、第三混频器48及一表面声波驱动器49。天线41接收一射频信号，此射频信号承载了所有电视频道中的信息。低噪声放大器42耦接至天线41，用以放大射频信号。第一本地振荡器43产生一频率为FO1的第一振荡信号OS1。第一混频器44将放大后的射频信号与第一振荡信号OS1进行混频而产生一第一中频信号IS1。第二本地振荡器45产生一频率为FO2的第二振荡信号OS2。第二混频器46将第一中频信号IS1与振荡信号OS2进行混频，而产生一第二中频信号IS2。第三本地振荡器47产生一频率为FO3的第三振荡信号OS3。第三混频器48将第二中频信号IS2与振荡信号OS3进行混频，而产生一基频信号BS。表面声波驱动器49耦接至第三混频器48的输出端，用以驱动一外部表面声波滤波器(图中未显示)。
第一本地振荡器43及混频器44形成一第一频率转换级，将射频信号由射频转换为一第一中间频率IF1，其中中间频率IF1的值依据所选择的频道而决定。中间频率IF1的值高于射频信号的频率(升频)，且其频率值的决定使得自其它频道耦合到被选择频道中的噪声量及假信号量最小。中间频率IF1的值会随所选择的频道不同而不同。第二本地振荡器45及混频器46形成一第二频率转换级，将信号从第一中间频率转换至第二中间频率(降频)，其值对所有频道均相同。第三本地振荡器47及混频器48形成一第三频率转换级，将信号从第二中间频率转换至基频(降频)。混频器44、46及48为镜像抑制混频器，可以将频带内因图像频率造成的噪声消除。频带外的信号是经由混频器44、46及48中的电感-电容储能电路(LC tank，图中未显示)进行滤除。
每一个振荡器均可为图3所示的电路。当某一频道被选择后，N、P及M的值便被决定。
必须注意的是，图4中所显示的三重频率转换调谐器使用了两个混频器完成由宽频带至窄频带以及频率降低的转换动作，而图2的调谐器仅使用了一个混频器便达成了相同的功能。
综合上述，本发明提供一具有较少组件、低功率及低噪声的电视调谐器。尤其是与美国专利第5,737,035号比较下，本发明的电视调谐器具有不需使用射频表面声波滤波器的优点，而省去了表面声波驱动器，也因而减少了功率消耗。
虽然本发明已以一较佳实施例公开如上，并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作一些的变动与改进，因此本发明的保护范围以权利要求为准。
权利要求
1.一种用于接收器中的频率转换方法，其特征在于，包括以下步骤接收一射频信号，该信号包含着承载调变信息的多个频道；选择其中一个频道；将该信号的射频转换为一第一频率，该第一频率可变且依据所选择的频道而定；以及再将该第一频率转换为一第二频率。
2.如权利要求1所述的用于接收器中的频率转换方法，其特征在于，该第一频率的决定使得自其它频道耦合至被选择频道中的噪声量及假信号量最小。
3.如权利要求1所述的用于接收器中的频率转换方法，其特征在于，该第一频率高于该射频。
4.如权利要求1所述的用于接收器中的频率转换方法，其特征在于，该第二频率对任何被选择的频道均相同。
5.如权利要求1所述的用于接收器中的频率转换方法，其特征在于，该第二频率为一基频。
6.如权利要求1所述的用于接收器中的频率转换方法，其特征在于，进一步包括以下步骤将该第二频率再转换为一第三频率。
7.如权利要求6所述的用于接收器中的频率转换方法，其特征在于，该第一频率的决定使得自其它频道耦合至被选择频道中的噪声量及假信号量最小。
8.如权利要求6所述的用于接收器中的频率转换方法，其特征在于，该第一频率高于该射频。
9.如权利要求6所述的用于接收器中的频率转换方法，其特征在于，该第二频率对任何被选择的频道均相同。
10.如权利要求6所述的用于接收器中的频率转换方法，其特征在于，该第二频率低于该第一频率。
11.如权利要求6所述的用于接收器中的频率转换方法，其特征在于，该第三频率对任何被选择的频道均相同。
12.如权利要求6所述的用于接收器中的频率转换方法，其特征在于，该第三频率为一基频。
13.一种接收器，其特征在于，包括一天线，接收一射频信号，该信号包含着承载调变信息的多个频道；一第一本地振荡器，产生一具有一第一频率的第一振荡信号；一第一混频器，将该射频信号与该第一振荡信号进行混频而产生一中频信号；一第二本地振荡器，产生一具有一第二频率的第二振荡信号；以及一第二混频器，将该中频信号与该第二振荡信号进行混频而产生一基频信号；其中，该中频信号的频率可变且依据所选择的频道而决定。
14.如权利要求13所述的接收器，其特征在于，该中频信号频率的决定使得自其它频道耦合至被选择频道中的噪声量及假信号量最小。
15.如权利要求13所述的接收器，其特征在于，该第一振荡器包括一第一频率除法器，将一参考信号的参考频率FR除以一除数N；一相位频率检测器，具有一第一输入端耦接至该第一频率除法器的输出端；一电荷泵，具有一输入端耦接至该相位频率检测器的输出端；一回路滤波器，具有一输入端耦接至该电荷泵的输出端；一电压控制振荡器，具有一输入端耦接至该回路滤波器的输出端；一第二频率除法器，将一来自该电压控制振荡器的信号频率除以一除数P而输出该第一振荡信号；以及一频率乘法器，将该第一振荡信号乘以一倍数M，并具有一输出端耦接至该相位频率检测器的第二输入端。
16.如权利要求15所述的接收器，其特征在于，N、P及M由该被选择的频道所决定。
17.如权利要求13所述的接收器，其特征在于，包括一低噪声放大器，耦接于该天线及该第一混频器之间，用以放大该射频信号。
18.如权利要求13所述的接收器，其特征在于，包括一表面声波驱动器，耦接至该第二混频器的一输出端。
19.如权利要求13所述的接收器，其特征在于，该第一及第二混频器为镜像抑制混频器。
20.一种接收器，其特征在于，包括一天线，接收一射频信号，该信号包含着承载调变信息的多个频道；一第一本地振荡器，产生一具有一第一频率的第一振荡信号；一第一混频器，将该射频信号与该第一振荡信号进行混频而产生一第一中频信号；一第二本地振荡器，产生一具有一第二频率的第二振荡信号；一第二混频器，将该第一中频信号与该第二振荡信号进行混频而产生一第二中频信号；一第三本地振荡器，产生一具有一第三频率的第三振荡信号；一第三混频器，将该第二中频信号与该第三振荡信号进行混频而产生一基频信号；其中，该第一中频信号的频率可变且依据所选择的频道而决定。
21.如权利要求20所述的接收器，其特征在于，该第一中频信号频率的决定使得自其它频道耦合至被选择频道中的噪声量及假信号量最小。
22.如权利要求20所述的接收器，其特征在于，第一及第二振荡器均包括一第一频率除法器，将一参考信号的参考频率FR除以一除数N；一相位频率检测器，具有一第一输入端耦接至该第一频率除法器的输出端；一电荷泵，具有一输入端耦接至该相位频率检测器的输出端；一回路滤波器，具有一输入端耦接至该电荷泵的输出端；一电压控制振荡器，具有一输入端耦接至该回路滤波器的输出端；一第二频率除法器，将一来自该电压控制振荡器的信号频率除以一除数P而输出该第或第二振荡信号；以及一频率乘法器，将该第一或第二振荡信号乘以一倍数M，并具有一输出端耦接至该相位频率检测器的第二输入端。
23.如权利要求22所述的接收器，其特征在于，N、P及M由该被选择的频道所决定。
24.如权利要求20所述的接收器，其特征在于，包括一低噪声放大器，耦接于该天线及该第一混频器之间，用以放大该射频信号。
25.如权利要求20所述的接收器，其特征在于，包括一表面声波驱动器，耦接至该第三混频器的一输出端。
26.如权利要求20所述的接收器，其特征在于，该第一、第二及第三混频器为镜像抑制混频器。
全文摘要
本发明涉及一种用于接收器中的频率转换方法，包括以下步骤接收一射频信号，此射频信号包含着承载调变信息的多个频道。选择其中一个频道；将该射频信号的射频转换为一第一频率，第一频率可变且依据所选择的频道而决定；再将第一频率转换为一第二频率。
文档编号H04N21/41GK1674649SQ20041002955
公开日2005年9月28日 申请日期2004年3月22日 优先权日2004年3月22日
发明者曾昭文, 刘炜 申请人:宽达科技股份有限公司