专利名称：广播信号接收机的制作方法
技术领域：
本发明涉及广播信号接收机，具体涉及在调谐器前面设有一个低噪声放大器用以改善接收机的接收灵敏度的广播信号接收机。
在常规的广播信号接收机中，整个系统的噪声指数主要取决于它的调谐器。当系统的噪声指数变得较小时，接收机的灵敏度就得以提高。所以，现在非常希望调谐器具有低的噪声指数。
要降低调谐器噪声指数，需要用高质量的调谐器元件，这会增大制造成本。另一方面，由于调谐器的固有结构，安装在调谐器前端的滤波器插入损耗限制了可得到的噪声指数改善程度。
图1示出一种常规的广播信号接收装置。
参看图1，标号10表示一个调谐器，用以接收来自天线的射频(RF)信号，并调谐于一个所需信道上，输出一个中频(IF)信号;标号12表示一个声表面波(SAW)滤波器，用以限制中频信号带宽;标号14表示一个中频信号处理器，用以输出带宽受限的中频信号，作为一个图像信号。
图1中所示的常规的广播信号接收机的系统噪声指数NFsys可由下式表明NFsys= NFtun+ (NFfil)/(Gtun) + (NFamp- 1)/(Gtun×Gfil) …(1)式中，NFtun为调谐器的噪声指数，NFfil为声表面波滤波器的噪声指数，NFamp为诸中放级(中频信号处理器)的总噪声指数，Gtun为调谐器的增益，Gfil为声表面波滤波器的损耗(负增益)。
由式(1)可以看出，整个系统的噪声指数实际上决定于系统内第一级电路的噪声指数和增益。也就是说，一个常规的总系统的噪声指数(NFsys)决定于调谐器的噪声指数(NFtun)和增益(Gtun)。
这里，在决定整个系统的噪声指数中起最重要作用的调谐器存在这样一个问题，即它的噪声指数和增益在接收广播信号时会变化，随信道而有所不同，因而会使特定信道的灵敏度变坏。
此外，众所周知，调谐于NTSC广播电视信号的常规的调谐器的内部结构包括一些滤波器，以在调谐器的前端用于VHF和UHF波段。因滤波器的插入损耗(负增益)，故使系统的噪声指数不可避免地增大。
同时，对于相当弱的输入信号，在调谐器的前端使用了一个简单的信号升压器级，以对低的输入电平进行补偿。然而，该信号升压器级的噪声指数(8-12dB)通常大于调谐器的噪声指数(4-10dB)，使得接收机的灵敏度受损。在不使用信号升压器级的情况下，可在调谐器的前面安装一个射频放大级，该射频放大级的噪声指数小于信号升压器级的噪声指数;不过，大多数这样的放大级不能覆盖住典型的广播信号接收机的全部接收频带，譬如说50-900MHz。为此，需要一种用于VHF频道的射频放大器和另一种用于UHF频道的射频放大器，这会增加电路的复杂性。
据此，本发明的一个目的是提供一种这样的具有增强了的接收灵敏度的广播信号接收装置，亦即在调谐器级之前设有一个低噪声指数和高增益的放大器，以减小整个系统的噪声指数。
本发明的另一个目的是提供一种简单化的广播信号接收装置，其内在调谐器之前设有一个具有低噪声指数和高增益、能接收全部波段内所有频率的放大器。
为了实现上述的目的，本文公开一种广播信号接收装置，它具有一个视频信号处理器，用以处理例如作为视频信号的中频信号，该中频信号是由调谐于一个外来的输入射频信号的调谐器输出的，作为一个特定频道的信号;该接收装置包括一个低噪声放大器，用以放大射频信号，并将其提供给调谐器，该装置噪声指数小于调谐器的噪声指数。因该低噪声放大级噪声指数低和增益高故改善了接收机的噪声指数，从而提高了接收机的灵敏度。
参照以下附图详细阐读一个优选实施例的细节，将对本发明的上述目的和其它优点更加明了。
图1示出一种常规的广播信号接收装置的方框图;
图2示出本发明的广播信号接收装置的实施例1的方框图;
图3示出本发明的广播信号接收装置的实施例2的方框图;
图4示出图3所示的调谐器的自动增益控制(AGC)特性的曲线图;
图5A和图5B示出图3所示的低噪声放大器(LNA)的自动增益控制(AGC)特性的曲线图;
图6示出本发明的广播信号接收装置的实施例3的方框图;
图2示出本发明的广播信号接收装置的实施例1的方框图。
参看图2，标号18表示一个控制开关，它的固定接点经天线接收广播信号，它还有第一选动接点和第二选动接点，第二选动接点连接到调谐器22的输入端;标号20表示具有高增益的低噪声放大器(LNA)，其噪声指数远优于常规的射频放大器的噪声指数，该LNA的输入端连接到控制开关18的第一选动接点上;标号28表示一个自动增益控制(AGC)电路，根据中频信号处理器26的输出信号电平，输出一个AGC信号;标号30表示一个控制器，用以确定天线上接收的信号相对于基准的AGC信号来说是强还是弱，并依据所确定的结果输出一个控制信号给控制开关18的选动接点控制端。
图2中的标号22、24和26表明的部件其工作与图1中标号10、12和14部件的工作相同。调谐器22包含一个VHF滤波器(未示出)，用以处理由天线来的VHF输入信号;一个射频放大器(未示出)，用以放大VHF滤波器的输出信号;一个本地振荡器(未示出)，用以产生一个比所接收的广播频道信号图像载频高出一个预定频率(在NTSC制场合下为45.75MHz)的振荡信号;一个混频器(未示出)，用以将本地振荡器的输出与射频放大器的输出进行混频，由此输出一个中频信号。调谐器22并不限于是VHF频道的调谐器，还可应用一个VHF频道用的调谐器。
声表面波(SAW)滤波器24是一种带通滤波器，用以限制调谐器22来的中频输出信号的带宽。
众所周知，中频处理器26由多级中频放大器组成，用以放大声表面波滤波器24来的中频输出信号。一个视频信号检波器用来从中频处理器的输出信号中检波出视频信号，还有视频信号放大器用来放大视频信号检波器的输出信号。这里，为了简便起见，仅表明了由中频信号处理器26来实施视频信号处理。并且，还包括有从中频信号中检波出音频信号的部件。
下面，对图2中所示的广播信号接收装置的工作进行说明。
首先，在调谐器22之前安装有低噪声放大器LNA20的整个系统的系统噪声指数NFsys可表示成下面的式子NFsys= NF1+ (NFtun- 1)/(G1) + (NFfil- 1)/(G1Gtun) + (NFamp- 1)/(G1GtunGfil) …(2)式中，NF1和G1分别是LNA20的噪声指数和增益。
如式(2)中所示，整个系统的噪声指数(NFsys)决定于系统中第一级的噪声指数和增益。也就是说，LNA20的噪声指数(NF1)和增益(G1)是确定整个系统噪声指数(NFsys)的决定因素。
为了提高整个系统的灵敏度，整个系统的噪声指数(NFsys)必须数值小。为了使NFsys数值小，必须使LNA20的噪声指数(NF1)即其第一要素数值小，使LNA20的增益(G1)即其第二要素数值大。
据此，在本发明中，在调谐器22的前面安装了具有低噪声指数和高增益的LNA20，以防止所调谐的输入信号上产生信号损失。此外，整个系统的噪声指数变小了，由此提高了整个系统的灵敏度。
LNA20不同于射频放大器，它由一个集成电路构成，在全部接收频段(50MHz至900MHz)上接收信号，并放大所接收的信号。此外，对于全部频段上的多路输入信号来说，LNA20具有优良的IP2和IP3特性(二阶和三阶阻截点)，LNA20还具有优良的阻止干扰波的特性。这样，可以防止交叉调制。
据此，本发明的LNA20的噪声指数大约为2dB，小于调谐器的噪声指数(4dB至8dB)，并且就IP2和IP3特性而言，LNA20的增益调定于一个最大值上。
同时，因天线接收的射频信号可能是强信号也可能是弱信号，故须确定输入信号是强信号还是弱信号。然后，信号处理必须随确定结果而改变。为了避免发生饱和状态，对强的射频信号不需要放大。
据此，接收到强的射频信号时，LNA20不予接入;接收到弱的射频信号时，才接入LNA20。
换句话说，如果接收到的射频信号强，则控制开关18连接到第二选动接点端，使天线来的信号直接输入到调谐器22上。如果接收到的射频信号弱，则控制开关18连接到第一选动接点端，使天线来的信号输入到LNA20上。
同时，一个自动增益控制(AGC)电路28，它根据中频信号处理器26来的图像信号输出电平产生出一个AGC信号，馈送给中频信号处理器26作为IF-AGC信号，用以控制一个中频放大级的增益，并馈送给调谐器22作为RF-AGC信号，用以控制一个射频放大的增益，又馈送给控制器30作为VAGC信号，用以确定接收到的信号是强信号还是弱信号。
这里，利用中频信号处理器26来的图像信号输出内的色同步信号或同步脉冲顶部电平，由AGC电路28产生出一个AGC信号。也就是说，当天线来的输入信号强时，AGC电路28输出的AGC信号数值小;当天线来的输入信号弱时，输出的AGC信号数值大。
控制器30向控制开关18输出一个选动接点控制信号，它依照AGC信号以确定射频信号输入是强信号还是弱信号。如果确定出射频信号是强信号，控制开关18接通第二选动接点;如果确定出射频信号是弱信号，控制开关18接通第一选动接点。例如，如果射频信号的幅度大于70dBμ(dBμ为相对于1μV电压的dB值)，则控制开关18接通第二选动接点;否则，控制开关18接通第一选动接点。
图3是本发明的广播信号接收装置实施例2的方框图。这里，与图2中一样的标号表示同样的部件，因而对它们的详细说明予以省略。
参看图3，这里取代了图2中所示的控制开关18和控制器30，使AGC电路28的输出与LNA20的一个输入端相连接，依照AGC电路28来的AGC信号输出对LNA20的增益进行控制。
图3中所示装置的工作情况如下所述。
AGC电路28根据中频信号处理器26来的视频信号输出电平产生出一个AGC信号，馈送给中频信号处理器26作为增益控制(IF-AGC)信号，用以控制一个中频放大级的增益;馈送给调谐器22作为增益控制(RF-AGC)信号，用以控制一个射频放大级的增益;并馈送给LNA20作为增益控制(LNA-AGC)信号，用以控制LNA20的增益。
调谐器22的AGC特性示于图4中。
参看图4，横轴代表AGC电路28来的AGC信号输出幅度，纵轴代表射频放大级的增益随AGC信号幅度的变化。
例如，如果AGC信号在8V以上，则接收到的是一个极小的射频信号。于是，调谐器22中的射频放大级并不减小其信号增益，以原本的射频放大级增益对信号进行放大。如果AGC信号为0.5V至8V，则调谐器22中的射频放大级将降低其对射频信号的增益。这里，射频放大级并不是均匀地降低其信号增益的。也就是说，该射频放大级的增益受控速度可变，对于强的输入信号，即AGC信号为4V以下时，射频放大级增益随输入信号增大而降低的速度快些，对于弱的输入信号，即AGC信号为4V以上时，射频放大级增益随输入信号增大而降低的速度则较为慢些。此处，例如射频放大级原本的增益为40dB，而最大尺度的增益下降为-50dB。
作为增益控制的操作次序，一种情况是这样的，依照AGC信号的大小，一个中频放大级首先受到增益控制，而后射频放大级和LNA同时地受到增益控制。另一种情况是这样的，依照AGC信号的大小，中频放大级、射频放大级和LNA三者顺序地先后受到增益控制。作为对照，在通常的调谐器中，是依据AGC信号的大小使中频放大级先增益受控，然后高频放大级再增益受控。
当依照AGC信号使中频放大器受到增益控制和射频放大器及LNA同时受到增益控制时，LNA20的AGC特性的图5A所示。
参看图5A，例如，LNA20的增益为20dB，最大尺度的增益下降为-20dB，则当AGC信号在4V至8V范围内时，其AGC特性与图4中调谐器22的AGC特性相同。然而，当AGC信号在0.5V至4V范围内时，增益的下降量保持于-20dB(LNA20的最大增益下降)上。
对于根据AGC信号使中频放大级、射频放大级和LNA顺序地受到增益控制的情况，LNA20的AGC特性如图5B中所示。参看图5B，当AGC信号范围在4V至8V时，在依照AGC信号而调谐器22中射频放大级的增益下降期间，LNA20并不工作。当AGC信号范围在0.5V至4V时，LNA20工作，从而其增益减低到-20dB(LNA20的最大增益下降)。
这里，图5A和图5B所示的LNA20的AGC特性是一个实施例，其中，AGC特性随着增益控制的次序而变化。对此，可根据实验和经验作出各种修变。
同时，当调谐器22的增益依照AGC信号而降低时，调谐器22的阻抗和电压驻波比(VSWR)会改变。作为一个结果，噪声指数改变且灵敏度减小。因此，当LNA20受AGC信号的控制时，必须使调谐器22中阻抗和电压驻波比随AGC信号变化时的改变量保持最小。
图6是本发明的广播信号接收装置另一个实施例的电路方框图，它是由图2和图3中所示的部件组合的。
参看图6，在依照AGC信号即使增益下降而调谐器22的噪声指数不改变和接收灵敏度不减小的范围内，控制开关18接通第一选运接点，使得依照AGC信号对LNA20的增益控制实施控制。否则，控制开关18接通第二选动接点，使得射频信号直接输入到调谐器22，不需使用LNA20。
如上面所述，本发明的广播信号接收装置中有一个具有低噪声指数和高增益的低噪声放大器，它安装在调谐器22的前端，借以提高整个系统的噪声指数。
本发明中，由于调谐器的特性并不很大地影响整个系统的噪声指数，所以对于每个频道即使调谐器的特性有变动，调谐器的影响也是较小的。
并且，本发明中，具有低噪声指数和高增益的、安装在调谐器前端的该低噪声放大器只在弱电场的情况下工作，由此提高了特别是弱电场下的系统灵敏度。
此外，本发明中，安装在调谐器前端里的该低噪声放大器是与中频放大级和射频放大级共同地受控的，由之依照接收到的射频信号电平可实现灵活的控制。
再有，应用了一个用以覆盖住接收信号之全部频段的低噪声放大器，从而借助于一个简化的装置可提高接收灵敏度。
权利要求
1.一种广播信号接收机，它具有一个视频信号处理器，用以处理例如作为视频信号的中频信号，该中频信号是由调谐于一个外来的输入射频(RF)信号的调谐器输出的，作为一个特定频道的信号；其特征在于，所述接收机包括一个低噪声放大器，其噪声指数小于所述调谐器的噪声指数，用以放大所述射频信号，并向所述调谐器输出已放大的射频信号；借此，由于所述低噪声放大器的低噪声指数和高增益，从而提高了对广播信号的接收灵敏度。
2.一种广播信号接收机，其特征在于，包含调谐装置，用以对一个外来的、作为一个特定频道信号的输入射频(RF)信号进行调谐;自动增益控制(AGC)装置，用以根据所述调谐装置的输出电平产生出一个AGC信号，使所述调谐装置的输出电平能维持在一个预定的电平上;确定装置，用以依照所述AGC信号确定所述射频信号的强度，并根据一个预定的阈值输出一个确定控制信号;切换装置，用以控制所述射频信号，依照所述确定控制信号的情况使所述射频信号选择性地输出到所述低噪声放大器或是所述调谐装置去。
3.一种广播信号接收机，其特征在于，包含调谐装置，用以对外来的、作为一个特定频道信号的输入射频(RF)信号进行调谐;自动增益控制(AGC)装置，用以根据所述调谐装置的输出电平产生出一个AGC信号，使所述调谐装置的输出电平能维持在一个预定的电平上;低噪声放大器，其噪声指数小于所述调谐装置的噪声指数，用以放大所述射频信号，向所述调谐装置输出已放大的射频信号，又其增益随所述AGC信号而受控;借此，由于所述低噪声放大器的低噪声指数和高增益，改善了所述接收机的噪声指数，从而提高了接收机灵敏度。
4.按照权利要求3的广播信号接收机，其特征在于，所述调谐装置和所述低噪声放大器是依据所述AGC信号而同时地增益受控的。
5.按照权利要求3的广播信号接收机，其特征在于，依据所述AGC信号，所述调谐装置先受到增益控制，所述低噪声放大器再依次受到增益控制。
6.一种广播信号接收机，其特征在于，包含调谐装置，用以对一个外来的、作为一个特定频道信号的输入射频(RF)信号进行调谐;自动增益控制(AGC)装置，用以根据所述调谐装置的输出电平产生出一个AGC信号，使所述调谐装置的输出电平能维持在一个预定的电平上;低噪声放大器，其噪声指数小于所述调谐装置的噪声指数，用以放大所述射频信号，向所述调谐装置输出已放大的射频信号，又其增益随所述AGC信号而受控;确定装置，用以依照所述AGC信号确定所述射频信号的强度，并根据一个预定的阈值输出一个确定控制信号;切换装置，用以控制所述射频信号，依照所述鉴定控制信号的情况使所述射频信号选择性地输出到所述低噪声放大器或是所述调谐装置。
7.按照权利要求6的广播信号接收机，其特征在于，在依照所述AGC信号即使所述调谐装置的增益下降而其噪声指数并不改变的范围内，所述低噪声放大器是随着所述AGC信号而增益受控的。
8.按照权利要求6的广播信号接收机，其特征在于，当随着所述AGC信号而所述调谐装置的增益下降，因而噪声指数改变时，所述切换装置能选择性地向所述调谐装置输出所述射频信号。
全文摘要
一种具有改善了灵敏度的广播信号接收机，它包括一个调谐器，用以对经由天线来的射频输入信号进行调谐，输出一个特定频道之中频信号；一个中频信号处理器，对调谐器来的中频输出信号进行处理，输出视频信号；一个低噪声放大器，对射频信号进行放大，向调谐器提供出已放大的射频信号，其噪声指数小于调谐器的噪声指数，它安装在调谐器的前端，借此提高了整个系统的噪声指数和接收机的灵敏度。
文档编号H04N5/44GK1112313SQ9510517
公开日1995年11月22日 申请日期1995年4月28日 优先权日1994年4月29日
发明者裴大植, 姜炳硕 申请人:三星电子株式会社