专利名称：电视接收机调频接收用的电视调谐器的固定射频自动增益控制的制作方法
与本申请案共同提出申请，且转让予同一受让人，代理律师案号为RCA 85，975，RCA 85，976，RCA 86，099，RCA 86，108，RCA 86，109，及RCA 85，961等专利申请案与本申请主题相关连。
本申请案系关于包括调频收音机在内之电视接收机。
合乎理想的乃是能有不但能接收电视信号，而且能接收调频广播射频信号之电视接收机。在美国，调频广播带所占之频带由约88MHZ伸展至约108MHZ。此一频带系在分配予广播电视频道6之频率与有线电视频道98之频率之间。具有接收调频广播信号能力之现代载波差拍伴音型电视接收机为先前技术中所已知。但是，在这些已知之装置中，系经相关制造厂商添加具有其本身之调谐器之单独调频收音机。或许这样做是因为电视调谐器通常都含有调谐电路(FM陷波器)，用以分离出FM信号，要不然FM信号会干扰电视信号的接收。
为FM收音机采用独立的调谐器的另一个原因是电视RF放大级的全部增益对于适当地放大接收到的FM射频信号来说太大了。电视接收机的RF放大级的自动增益控制(AGC)是从视频中频(IF)放大级中获得的，在FM无线电模式时这就会提供无意义的信号。使电视调谐器的RF级以最大的增益工作会引起RF级在强信号下过载。为了控制电视接收机的RF级而添加独立的FM收音机AGC系统费用太大且又复杂，不是一个切合实际的解决方案。
根据本发明在电视接收机中采用单调谐器来调谐至少一个电视频带内的电视信号，以及毗邻该电视频带的FM频带内的FM广播射频信号。电视接收机调谐器的RF级在FM接收模式期间是以固定的增益工作的。附图简略说明
图1表示本发明之电视接收机之方块图。
图2A所示为由先有技术中所获知之并联谐振调频陷波器。
图2B所示为图2A中所示类型之并联谐振电路之振幅一频率特性曲线。
图3A所示为根据本发明之调频陷波器。
图3B所示为图3A之调频陷波器与天线输入电路，在调谐器调谐于频道6时之振幅一频率特性曲线。
图4所示为根据本发明所生产之显示屏的一个例示。
图5所示为图1调谐器的其中部份，显示图3A调频陷波器之连接。
图6所示为43.3MHZ带通滤波器与图1之48.65MHZ半中频陷波器之组合。
参阅图1，电视射频(RF)及调频广播射频信号皆施加于总的表示为100之FM陷波器电路之RF输入端子上。参照图3详细说明调频陷波器100于下，出现于FM陷波器100输出上之RF信号施加于调谐器102上。调谐器102包括有用以放大RF信号、且将经过放大的RF信号施加于混频器102b的一个输入上之RF放大器102a。调谐器102亦包括有本机振荡器102c，用以产生本机振荡信号，当此信号施加至混频器102b第二输入上时，与放大了的RF信号外差而产生电视中频(IF频率)输出信号。调谐器102在调谐器控制装置104控制下选定某一特定RF信号。另一方面，调谐器控制装置104亦可包括于调谐器102之内。调谐控制装置104使调谐控制信号经由导线103施加至调谐器102，并经由控制总线103′施加频带转换信号。此调谐控制信号及频带转换信号控制本机振荡器102C的振荡频率，这样来决定哪一种RF信号变频(外差)为IF频率。调谐控制装置104系由控制器110所控制。控制器110可为微处理器或微计算机，包括有中央处理器(CPU)112，只读存储器(ROM)114，及随机存取存储器116。控制器110接收来自本机键盘122及来自红外线(IR)接收器120等使用人输入之控制信号，IR接收器120接收由遥控装置125所发射之遥控信号，并加之解码。
由调谐器102所产生之IR信号施加至表面声波(SAW)滤波器前置放大器105上，前置放大器使IF信号放大而使之经由SAW滤波器106施加至视频信号处理器130。视频信号处理器130包括有视频中频(VIF)放大级，自动增益控制电路(AGC)，自动微调电路(AFT)，视频检波器，及伴音中频(SIF)放大级。处理器130产生基带复合视频信号(TV)及伴音载波信号。伴音载波信号施加至音频信号处理器135，后者包括有TV立体声解码器，矩阵变换电路，及DBX扩展器。音频信号处理器135产生左和右音频信号，并使之施加至音频转换器136的一对输入端上，音频转换器136之输出耦合至音频放大器137。音频放大器137产生放大了的基带左右音频信号，并使之施加至一对扬声器138上，以使伴音重现。
基频带视频信号(TV)耦合至视频处理器155及显象管驱动器放大器156，而最终显示于显示装置158之显示屏幕上。视频信号亦施加至同步信号分离器160，由此同步信号分离器从中获得垂直和水平同步信号。所获得的垂直和水平信号施加至偏转装置170，以产生偏转信号施加于显示装置158之偏转线圈组件上。在控制器110之控制下，屏上显示处理器140产生字符信号，而使之施加至视频信号处理器155的第二输入端，供显示于显示装置158上之用。至目前为止所述的的电路，除图1所示之特殊的FM陷波器外，系由RCA CTC 156彩色电视机底盘所公知。
由调谐器102产生之中频(IF)信号亦经由43.3MHZ带通滤波器及48.65MHZ陷波器装置145，施加至单芯片FM收音机集成电路(IC)180。FM收音机集成电路180系为例如由SONY公司制造之CXA 12338M/S AM/FM立体声收音机电路。FM收音机集成电路180包括有放大器180a，混频器180b，振荡器180c，压控振荡器(VCO)180d，FM中频检波器180e及FM立体声解码器180f。
至此乃可认定电视调谐器102可用以作为FM广播频带双变频调谐器之第一频率变频级，其中之双变频调谐器第二变频级系由FM收音机集成电路180提供。亦即是说，从FM射频频带之一选定特定的FM射频信号并变换为43.3MHZ之第一中频。此43.3MHZ值至为重要，而其选择说明于下。
第一中频信号于是在混频器180b与由固定频率晶控振荡器180c所产生之54.0MHZ振荡信号相外差。经发现理想的是，晶控振荡器180c能避免由于振荡器180c范围内及其周围可能发生之温度变化而引起的频率飘移。虽然可使用54.0MHZ晶体，但发现标准值18MHZ晶体之三次谐波(54MHz)亦可使用。外差过程之结果系为标称FM中频频率为10.7MHZ之FM射频信号，此信号于是在陶瓷谐振器装置(总的标号为182)中滤波。陶瓷谐振器装置182添加第二陶瓷谐振器以提高其选择性。然后，陶瓷谐振器装置182输出上之信号经由FM信号处理装置180d，180e和180f等依正常方式放大，检波和解码。设有电位器VRI用以调整压控振荡器频率。解码后之左(L)右(R)立体声信号施加至音频开关136之第二对输入端子。当音频开关136选定解码后的左(L)右(R)立体声信号时，这些立体声信号被施加至音频放大器137上，以供扬声器装置138重现之用，耦接于FM收音机集成电路180与控制器110间之线路117和118传输分别表示信号是否已予调谐，及信号是否为立体声之信号。
调谐器102系为频率合成(FS)型，这意味着本机振荡器之频率可在控制器100控制下依某一定大小之一系列步级予以变化。在FM接收模式中，控制器100使振荡器102C之频率依31.5KHZ步级变化。这乃表示FM台可能有失谐，最大误差为31.5KHZ/2即15.75KHZ。此项误差可予接受，因FM收音机集成电路180具有约+/-110KHZ范围之可接受解调特性，而且各FM广播频率各分隔200KHZ。
选定43.3MHZ作为双变频FM收音机之第一中频，现说明于下。众所周知，调谐器之幅频特性曲线，其形状大体上像是草堆，其色度载波和图象载波，分别在草堆两侧，约低于最大值3分贝。在此两载波之间的草堆之近乎中心点为44MHZ。本领域的技术人员可能相信此乃为FM收音机系统第一中频之最佳频率。但是，44MHZ几乎恰好为最低FM射频，(88.1MHZ)之频率值一半，而势将引起下述问题。施加于混频器的信号之频率经由混频作用而加倍。大部份因在频带外而被与混频器输出相耦合之调谐电路所滤掉。如44MHZ用以作为第一中频，则本机振荡器102C将以132.1MHZ频率振荡以调谐88.1MHZ之FM载波，在此状况下，将产生下列各种信号，132.1MHZ-88.1MHZ＝44MHZ(所需要信号);及2×88.1MHZ-132.1MHZ＝44.1MHZ(非所要镜象)。此非所要镜象信号系完全在第二中频带宽范围内。这一状况乃使系统音频输出引起干扰及失真。这种状况由于调谐器FM陷波器在88.1MHZ处产生之衰减作用极小使调谐器以较低输入信号电平引起互调失真而更趋复杂，频率大于44MHZ，但小于输图象载波45.75MHZ者势必在较高之FM无线电台引起镜像问题。因此，其最佳量值低于44MHZ，但高于42.17MHZ之彩色载波(因低于彩色载波时势必引起信号沿“草堆”向下迅速下降)。43.3MHZ值与草堆之峰值足够靠近而提供相对称信号，且与44MHZ亦有足够距离以避免镜像干扰问题。当选定43.3MHZ作为第一中频时，本机振荡器102C须受控制以132.4MHZ产生振荡，以能选择88.1MHZ的FM载波。这就会产生出下述之输出信号，132.4MHZ-88.1MHZ＝43.3MHZ(所需要之信号);及2×88.1MHZ-132.4MHZ＝44.8MHZ(非所要镜象信号)。
此非要之镜象信号现在与所需要信号相差1.5MHZ，已完全在第二中频级之300KHZ带宽之外，且不致引起失真。事实上，频率在43.5MHZ与彩色副载波频率间之信号即为上述双变频调谐器第一中频之良好选择。
同样，第二中频(IF)亦有其镜象问题须予避免。详细的说，即频率为48.65MHZ(即43.3MHZ+5.35MHZ(10.7MHZ第二中频之一半))之信号势必以10.7MHZ产生镜象，同样会造成干扰，由于第二中频固定于10.7MHZ上，此一问题在滤波器装置145中即予消除，而不须使用跟踪滤波器。滤波器装置145详示于图6A中。此43.3MHZ带通滤波器包括有电感器L601，及电容器C601和C602之π型装置，增加与电感器L601并联的电容器C603而获得48.65MHZ之陷波器。此装置之增益频率特性曲线示于图6B中，最好是用下列各组件量值L601 101 毫微亨C601 39 微微法C602 120 微微法C603 100 微微法工作时，控制器110经由本机键盘122，或经由红外线接收器120而接受命令，进入FM收音机模式。响应时，控制器110使信号经由电阻器R1施加至晶体管QI基极。晶体管QI接通而提供电源电压予电压调整器电路R2，D2，此电路再提供电源(VCC)以使FM收音机集成电路180工作。经切换之VCC亦施加至立体声开关136之控制端子，而使选择处于FM收音机模式的FM收音音频信号。
良好之FM接收性能之两项障碍为灵敏度低及过载，而必须在此两者之间作慎重选择折中，试回想在电视工作模式中，RF放大器系由从电视视频中频(VIF)电路中所导出之AGC信号实施增益控制。在FM模式中，AGC信号系与RF放大器分离，因为在VIF电路中并未产生有意义之AGC信号。如果电视调谐器系工作于FM接收模式中之最大增益上，则中间至强电平之FM信号会过度驱动调谐器混频器及RF级，而产生非所要之失真结果。配置独立FM AGC装置由于电视接收机添加成本及复杂性关系简直无法接受，解决方法是让调谐器之RF级在FM接收模式期间工作于一固定增益上。此种装置之成本低廉得多，只是添加若干组件而已。增益减小则必须慎重选择，增益减小太多势必产生较差的FM接收灵敏度，而增益减小太少则产生过载状况。对于有助RF级在减小增益功能下工作良好之第二项因素系为增益减小之RF放大器级之噪声指数之退化(变得更高)速率，要比增益减少之速率要缓慢得多，因此保持较佳之信噪比。这就使RF放大器增益减小之补偿设于其后之IF后放大器级内以维持接收机之总灵敏度。
AGC信号之分离系经由二极体DI而使4.7伏特FM收音机切换VCC施加至AGC线102d上而完成。此FM收音机VCC电源之调节良好而足以产生增益减小，此等减小皆在可接受之容许范围内。重要的是注意所选定之FM收音机集成电路具有颇宽的可用工作电压范围。4.7伏电平系经特别选定以适应电视调谐器RF增益减小偏差之需要。电阻器R3使AGC电路与所施加VCC相隔离，切换后之VCC幅值在通过二极管D1后约为4伏。以固定4伏信号施加于RF放大器102a之AGC控制端子上使之依较低增益模式工作。
切换后之FM收音机VCC亦系施加至SAW滤波器前置放大器105之基极上，以使放大器停止，并进一步使视频处理装置130之输入上衰减非所要信号。
让人惊讶的是，经发现FM陷波器在利用单一调谐器接受电视信号及广播FM射频信号的电视接收机内产生有利影响。确切的说乃是，FM陷波器使FM射频信号衰减，否则这种信号在电视调谐器输入上之值幅太大。在此处同时也认识到FM陷波器应展现“裙部”较陡的频率响应，而使受相毗邻电视频道信号之干扰减至最低，并形成大体上平坦之带阻区，而在整个FM广播射频频带内产生振幅大体上均匀一致之FM信号。
图2A所示为由先有技术中所公知之并联谐振FM陷波器。串联谐振FM陷波器，及串并联组合FM陷波器亦已由先有技术中公知。但是在各种情况下，皆未作努力以限制此等先前FM陷波器之衰减。反之，皆曾试图获致可能最深之凹口，因在无FM收音机之电视接收机中并无保留任何FM广播信号频谐之需要。图2B所示为诸如图2A中所示并联谐振电路的幅频特性曲线。这种电路对组合式电视与FM系统来说无法令人满意，其理由如下。如图2A电路之谐振频率定于FM频带之中心时，则相关的个别FM广播台信号之振幅在RF放大器输入上势必变化极大。此亦无法令人满意，因为其特性曲线之滚降(即裙部之斜率)不够急剧而不足以保护其不受到邻近电视频道之干扰。
现请转到图3A，所示为三段式FM陷波器，此陷波器克服了先有技术FM陷波器之上述诸问题。此三段式FM陷波器之第一段包括有电感器L301，电阻器R301，及电容器C301之并联电路。第一段系调谐于97.5MHZ，以使整体电路之频率响应尽可能均匀一致。此三段式FM陷波器之第二段包括有电感器L302与电容器C302之并联电路。第二段系调谐于104.0MHZ以提供保护VHF频道12和13(在美国)。三段式FM陷波器之第三段包括由第一组与第二段间之一点至基准电位点(即信号接地点)配置的串联谐振电路。第三段系调谐于90.5MHZ以保护低频带VHF频道6不致受教育用FM发射之干扰，后者频道发射接近于88.1MHZ。电阻器R301及R303设定陷波深度。应予注意的乃是，第二段不需要附加负载，因跟随其后之天线滤波器电路之负载作用使第二段之陷波深度减小至所需要之程度。上述电路使频道6色度载波在电平上基本上无改变，但欲使频道6伴音载波拉下约3-4分贝，这一点认为尚可予接受，有线频道A-2(即98)之图像(pix)载波减小约1分贝，但这一点亦认为尚可予接受。
下列诸元件量值较为适宜。
第一段 L301 约18.3 毫微亨(可调整)R301 270欧姆C301 150微微法第二段 L302 约16.2毫微亨(可调整)C302 150微微法第三段 L303 约680微亨(可调整)R303 6.8欧姆C303 4.7微微法上述三段式FM陷波器在FM接收模式期间对10+/-4分贝88MHZ至108MHZ范围之信号的抑制程度均匀一致。但是当调谐器调谐于频道6时，因天线输入电路之附加选择性，如图3B中所示FM频带抑制系在18-22分贝之范围，图3B中所示之响应特性曲线系在图5RF放大器之双栅极场效应晶体管Q501的漏极端子上所测得。
上述三段式FM陷波器，展现下列典型性能(根据广播电视频道图像载波)。
频率(MHZ) 响应(分贝)83.25(频道6图像基准) -086.83(频道6色度) -0.287.75(频道6伴音) -2.788.1(最低FM台) -4.688.3 -5.488.5 -6.288.7 -7.188.9 -8.089.1 -9.0
90.1 -12.690.5 -12.291.1 -10.192.1 -8.293.1 -7.694.1 -8.095.1 -9.096.1 -10.397.1 -11.198.1 -10.899.1 -9.9100.1 -9.0101.1 -8.7102.1 -9.2103.1 -10.7104.1 -11.8105.1 -7.8106.1 -3.3107.1 -0.8107.9(最高FM台) -0.4陷波器本身之衰减之所希望最终结果为，在FM频带上获致整个调谐器增益的所需减少。与相邻电视频道6与98之平均功率增益相比较，乃在下列各FM频带率上实现整个谐器增益之减小。
与相邻近诸电视频道(6与98)之平均频率(MHZ) 功率增益相关之典型平均损失(分贝)
88.1 7.590.5 1393.5 1297.5 12100.7 10.5104.1 6.5107.9 0在FM接收模式期间，根本无电视图象可看。因此，当选择FM台时，控制器110使屏上显示处理器140显示信息向使用人表示电视接收机系工作于FM模式，已选定某一特定FM台，以及所接收之FM信号是否为立体声等。此项显示示于图4中，其中有信息显示于电视接收机400之屏幕410上。此项显示出现于使用人面前为时一段预定时间(大概30秒)，过后，即显示空白屏幕。
图5详细表示了图3A的FM陷波器电路与简化调谐器102部份之连接。具体的说，FM陷波器500输出系经由串联电感器耦合至一系列之陷波器，总的标号为510。陷波器510之第一并联陷波器调谐于TV中频上，第二并串联陷波器用以消除在频道2以下之所有信号，而第二并联陷波器亦调谐于TV中频上。各陷波器510之输出系施加于总的标号为520之RF放大器输入上。此类型之调谐器系由MTP-M2016调谐器中所公知，系与由美国印地安纳州印地安纳玻利斯的汤姆逊家电公司(Thomson Consumer Eleetronic)所制造之CTC-156底座相配合使用，而无须详予说明。
在本文中亦可认识到，此装置可用以调谐各种信息服务广播，例如美国国家气象局(NWS)之广播。此等广播分配于下述七个频率上162.400MHZ，162.425MHZ，162.450MHZ，162.475MHZ，162.500MHZ，162.525MHZ，及162.550MHZ等。某一个地区只分配此等频率其中之一。典型之气象无线电接收机设有开关以选定三个晶控制频率之一用以接收广播。
在本文中还可进一步认识到，当选定NWS模式时，只须调谐NWS频带之中心，真正的原因有三个，第一，中频滤波器具有190 KHZ 3分贝带宽，较NWS频带之150 KHZ总频道间隔为大。第二，所使用鉴频器性能良好，即使偏离所调谐频率+/-1000 KHZ亦然。第三，NWS台绝少或完全无重叠(因NWS之频率皆系保留专用，在某一地区只有一部发射机在工作)。
本文中须予特别理解是，本发明亦可于盒式磁带录象机(VCRs)。本文中用的电视接收机一词，系包括设有视频显示装置之电视接收机(通常称为电视机)，以及无视频显示装置之电视接收机，诸如VCRs。
权利要求
1.一种电视接收机，包括调谐装置(102)，用以在第一模式工作时接收电视RF信号，所述调谐器装置(102)响应于控制信号，从多种电视RF信号中选定某一特定电视RF信号；控制装置(104)，用以产生所述控制信号以使该调谐器装置(102)选定所述特定之RF信号；其特征在于，此调谐器装置(102)亦可依第二模式工作而作为双变频FM广播射频信号接收机的第一变频级，而使该FM播射频信号接收机的第一变频级，而使该FM信号变换为第一中频；该双变频FM广播射频信号接收机之第二变频级(180b，180c)，此第二变频级(180b，180c)接收第一中频信号并使之变换为第二中频；及装置(180e)，用以使音频信号由第二中频信号中解调；及用以向所述调谐装置(102)的AGC端子提供预定电平的信号的装置(Rs，Dl，102d)，以便当所述调谐装置(102)工作于所述第二模式时，把所述调谐装置(102)的增益固定在某一预定值。
2.根据权利要求1的电视接收机，其特征在于，所述具有预定电平的信号使所述调谐装置(102)工作于较低增益模式。
3.根据权利要求2的电视接收机，其特征在于，所述具有预定电平的信号是从加于所述双变频FM广播射频信号接收机的所述第二变频级的电源电位获得的。
4.根据权利要求3的电视接收机，其特征在于，所述FM广播射频信号接收机的所述第二变频级(180b，180c)是一个FM无线电接收机集成电路。
5.一种电视接收机，包括工作于第一模式用以接收电视RF信号的调谐装置(102)，所述调谐装置(102)响应于控制信号而从多种电视RF信号中选出一种特定的电视RF信号，所述调谐装置(102)有一个用于接收控制其增益的RF自动增益控制(AGC)信号的输入端;用以响应于所述选出的特定的电视RF信号值而产生所述RF AGC信号以及用以把所述RF AGC信号加于所述调谐装置(102)的装置(130，R3);用以产生所述控制信号，使所述调谐装置选出特定RF信号的控制装置(104);其特征在于，所述调谐器(102)也工作于第二模式，作为FM广播射频信号接收机的第一变频级，用以把所述FM信号变换成第一中频;所述双变频FM广播射频接收机的第二变频级(180b，180c)，所述第二变频级(180b，180c)接收处于所述第一中频的所述信号，并把所述信号变频到第二中频;用以从处于所述第二中频的所述信号调谐音频信号的装置(180e)用以在所述调谐装置工作于所述第二模式时中断把所述RF AGC信号加在所述调谐装置上的装置(D1，102d);以及用以在所述调谐装置工作于所述第二模式时提供固定增益的控制信号把所述调谐装置的增益固定在预定值的装置(Rs，D1，102d)。
6.根据权利要求5的电视接收机，其特征在于，所述固定增益控制信号使所述调谐装置(102)工作在低增益模式。
7.根据权利要求6的电视接收机，其特征在于，所述固定增益控制信号是从加到所述双变频FM广播射频信号接收机的所述第二变频级的电源电位获得的。
8.根据权利要求7的电视接收机，其特征在于，所述双变频FM广播射频信号接收机第二变频级是一个FM无线电接收机集成电路。
全文摘要
一种包括有供调谐电视频道及FM广播台两用之单调谐器(102)之电视接收机。调谐器(102)以调频接收模式设定的增益工作。此调谐器(102)作为双变频调频接收机之第一变频级，其中FM收音机集成电路(180)之混频器(180b)系作为第二变频级。此装置工作于一特定非任意第一中频频率。此调频接收机亦能自动接收信息服务台，例如国家气象局(NWS)七个分配频率中工作于听众区的一个频率之广播，此接收机提供当时所调谐之调频频道编号之屏上显示。
文档编号H04B1/16GK1059246SQ91105419
公开日1992年3月4日 申请日期1991年8月3日 优先权日1990年8月6日
发明者威廉·L·莱曼, 勒鲁瓦·S·韦格诺特 申请人:汤姆森消费电子有限公司