CN1058872A

CN1058872A - 采用等于或低于43.5兆赫第一中频的调谐器

Info

Publication number: CN1058872A
Application number: CN91105323A
Authority: CN
Inventors: 加里·D·格拉布斯
Original assignee: Thomson Consumer Electronics Inc
Current assignee: Technicolor USA Inc
Priority date: 1990-08-06
Filing date: 1991-08-03
Publication date: 1992-02-19
Also published as: JP2909785B2; JPH05252466A; KR920005622A; MY110935A; US5146337A

Abstract

一种电视接收机，包括用以调谐电视频道及调频广播电台的单一调谐器。该调谐器在调频接收方式下工作于固定的增益调节位置上。该调谐器用作双变频调频接收机的第一变频级，其中，调频收音机集成电路的混频器用作第二变频级，该装置工作于特定的、非任意的第一中频频率上，该调频接收机还能够自动接收信息业务，例如，美国国家气象局的广播，该广播的频率为听众区域内使用的七个固定频率之一。接收机提供当前所调谐的调频(FM)频道号的屏幕显示。

Description

本申请涉及带调频（FM）收音机的电视接收机。

设计一种不仅能够接收电视信号而且能够接收调频（FM）无线电广播信号的电视接收机是十分理想的。在美国，广播调频（FM）频段占有从约88MHz到约108MHz的频率波段。该频段位于分配给广播电视第6频道及有线电视第98频道的频率之间。具有能够接收广播调频信号能力的电视接收机，可从先有技术中知道。然而，在这些已知的配置中，有关生产厂家都加入了具有自己的调谐器的、分立的调频（FM）收音机。

在电视接收器中，利用单一的调谐器来调谐至少是一个电视频段的电视信号，以及与该电视频段相邻的调频（FM）频段的调频（FM）无线电广播信号。这种电视调谐器用做双变频调频（FM）接收机中的第一变频级，其中，调频（FM）收音机集成电路用做第二变频级。这里公认，在双变频调频（FM）接收机中，必须认真选择第一中频（IF）的频率，以避免相对于调频（FM）广播频段最低频率的镜象频率。

图1以方框图形式示出本发明的电视接收机;

图2A示出从先有技术所知道那样的并联谐振调频（FM）陷波电路;

图2B示出图2A所示那类并联谐振电路的幅频特性曲线;

图3A示出根据本发明的调频（FM）陷波电路;

图3B示出在调谐器调谐于第6频道时，图3A的调频陷波电路与天线输入电路的幅-频特性曲线;

图4示出根据本发明而产生的显示屏幕;

图5示出与图3A调频陷波电路连接的图1的谐调器一部分;

图6示出43.3MHz带通滤波器与图1的48.65MHz半中频陷波电路的组合。

参照图1，电视射频（RF）信号及广播调频射频信号施加于总体标为100的调频陷波电路射频输入端。下面将根据图3A详细说明调频陷波电路100。出现于调频陷波电路100输出端上的射频信号施加于调谐器102上。调谐器102包括放大射频信号并且把已放大的射频信号施加于混频器102b的一个输入端上的射频放大器102a。调谐器102还包括产生本机振荡信号的本机振荡器102c。当该本机振荡信号施加于混频器102b第二输入端上时，它与已放大的射频信号外差并且产生电视中频的输出信号。调谐器102在调谐器控制单元104控制下选择某一特定射频信号。换言之，调谐器控制单元104也可包括于调谐器102中，调谐器控制单元104通过线103把调谐控制信号施加于调谐器102上，同时通过控制总线103′施加频段转换信号。调谐控制信号及频段转换信号控制本机振荡器102c的振荡频率，这样来决定把哪一个射频信号变换（外差）为中频频率。调谐器控制单元104由控制器110控制。控制器110可为一微处理器或微机，它包括一中央处理单元（CPU）112、一个只读存储器（ROM）114、以及一个随机存取存储器116、控制器110接受由用户从本机键盘122及红外线接收器120输入的控制信号。红外线接收器120接收由遥控装置125发射的遥控信号，同时对这种控制信号加以解码。

由调谐器102产生的中频信号施加于声表面波（SAW）滤波器的前置放大器105上。该前置放大器105放大中频信号，并通过声表面波（SAW）滤波器106施加于视频信号处理单元130上。视频信号处理装置130由视频中频（VIF）放大级、自动增益控制电路（AGC）、自动微调电路（VFT）、视频检波器及伴音中频（SIF）放大级组成。处理单元130产生基带复合视频信号，及一伴音载波信号。该伴音载波信号施加于音频信号处理单元135上，该装置包括电视立体声解码器、矩阵变换电路及DBX扩展器。音频信号处理单元135产生左、右音频信号，并且把这些音频信号施加于音频开关单元136的一对输入端上。音频开关单元136的输出耦合到音频放大器单元137上，音频放大单元137产生已放大的基带左、右音频信号，并且把这些音频信号施加于一对使声音重现的扬声器138上。

基带视频信号耦合到一视频处理单元155及显象管驱动放大器156上，最终显示于显示装置158的显示屏幕上。视频信号还施加于同步分离器单元160上。该单元从中得出垂直和水平同步信号。所得出的垂直和水平信号施加于偏转单元170上，以产生应用于显示装置158的偏转系统组件上的偏转信号。在控制器110控制下，屏幕显示处理器140产生字符信号，并且把这些字符信号施加于视频信号处理器155的第二输入端，以显示于显示装置158上。到目前为止，所描述的电路，除图1所示的特定调频陷波电路以外，均可从RCA CTC 156彩色电视机底板上知道。

调谐器102所产生的中频信号还通过43.3MHz带通滤波器和48.65MHz陷波电路145施加于一单片调频收音机集成电路180上。调频收音机集成电路180诸如是SONY公司生产的CXA12338M/S调幅/调频立体声收音机电路。调频收音机集成电路180包括：一个放大器180a、一个混频器180b、一个振荡器180c、一个压控振荡器（VCO）180d、一个调频中频和检波单元180e以及一个调频立体声解码单元180f。

这里公认，电视调谐器102可用作调频广播波段双变频调谐器的第一变频级，其中，双变频调谐器的第二变频级由调频收音机集成电路180提供。也就是说，一个特定的调频无线电信号被选定，并且把它从调频无线电频段中的一个频率变换到第一中频43.3MHz。43.3MHz这个值很重要，下面将讨论对它的选定。

然后，在混频器180b中，第一中频信号与由晶体控制固定频率振荡器180c所产生的54.0MHz振荡信号外差。已经发现，为了避免因振荡器180c内部及其周围的温度变化而引起的频率飘移，对于振荡器180c进行晶体控制是理想的。虽然可以使用54.0MHz的晶体，但是发现，标准值18MHz晶体的第三次谐波（54MHz）也可使用。外差处理的结果是有在10.7MHz的额定调频中频的调频无线电信号，该信号随之在陶瓷谐振装置（总地标为182）内被滤波。加入陶瓷谐振装置182的第二陶瓷谐振器，以提高选择性。然后，把陶瓷谐振装置182输出端上的信号利用调频信号处理单元180d、180e及180f以常规方式进行放大、检波和解码。电位器VRI用以调整压控振荡器的频率。已解码的左（L）、右（R）立体声信号施加于音频开关136的第二对输入端上。当已解码的左（L）、右（R）立体声信号由音频开关单元136选定时，把这些信号施加于音频放大器137，以便在扬声器装置138中重现。耦合于调频收音机集成电路180与控制器110之间的线117和118分别传输指示出信号是否已调谐准，信号是否为立体声信号的信号。

调谐器102为频率合成型的，这意味着，本机振荡器的频率可在控制器110控制下以某一给定大小的步长作一系列变化。在调频接收方式下，控制器110使振荡器102c以步长31.5KHz改变其频率。这意味着，对于调频台的失谐最大误差为31.5KHz/2或者是15.75KHz。这是可以接受的，因为调频收音机集成电路180在约+/-110KHz的范围内具有可以接受的解调特性，还因为调频广播的频率间隔为200KHz。

选择43.3MHz作为双变频调频无线电接收机第一级中频频率，下面将要加以说明。如所周知，调谐器的幅频特性曲线基本上象草堆状，色度载波和图象载波在草堆的相应两侧约低于最大值3db.在这两个载波之间草堆的近似中心点为44MHz、熟悉这种技术的人可以确信，这将是调频收音机系统第一中频的最佳频率。然而，44MHz几乎严格等于最低调频无线电频率（88.1MHz）值的一半，并会引起如下问题。施加于混频器上信号的频率因混频作用而加倍。这种产物的大部分成分落在频带以外，并且被耦合到混频器输出端上的调谐电路滤掉。若44MHz用作第一中频频率，那么，为了调谐88.1MHz的调频载波，本机振荡器102c将在132.1MHz上振荡。在此情况下，将有如下信号产生：

132.1MHz-88.1MHz＝44MHz（所需信号）;及

2×88.1MHz-132.1MHz＝44.1MHz（非所需的镜像）。这个非所需的镜象信号完全在第二中频的带宽内。这一状况在系统音频输出上引起干扰及失真。下述事实使这种状况进一步复杂化了，即调谐器的调频陷波电路在88.1MHz处给出很小的衰减，当输入信号电平较低时，将在调谐器中引起互调失真。大于44MHz，但小于图象载波45.75MHz的频率，在较高的调频收音台上将引起镜象问题。因此，最佳值应低于44MHz，但高于彩色载波42.17MHz。（因为比彩色载波还低时，将使信号迅速下降而低于“草堆”）。43.3MHz这个值足够接近于草堆的顶峰，以便提供对称的信号，并且与44MHz也有足够的距离，以避免镜象干扰问题。当选定43.3MHz作为第一中频频率时，为了选定88.1MHz的调频载波，将把本机振荡器102c控制在132.4MHz振荡，故产生如下输出信号：

132.4MHz-88.1MHz＝43.3MHz（所需信号）;和

2×88.1MHz-132.4MHz＝44.8MHz（非所需的镜象）。该非所需镜象信号与所需信号相差1.5MHz，已完全在第二中频级的300KHz带宽以外，且不引起失真。事实上，具有频率为43.5MHz与彩色副载波频率之间的信号，可作为上述双变频调谐器第一中频的良好选择。

同样地，第二中频也有要避免的镜象问题。具体地说，频率48.65MHz（即：43.3MHz+5.35MHz（第二中频10.7MHz的一半））的信号将引起镜象出现在10.7MHz上，再度引起干扰。因为第二中频频率固定于10.7MHz。这一问题在滤波单元145中消除，且不必需使用跟踪滤波器。滤波单元145的电路详细地示于图6A中。该43.3MHz带通滤波器由电感器L601及电容器C601、C602的π型电路结构组成。48.65MHz的陷波电路是与电感器L601并联地增加电容器C603而得到的。图6B示出这一装置的增益频率特性曲线。优选如下的元件值：

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通过本机键盘122或通过红外线接收器120接受命令，以进入调频收音方式。作为响应，控制器110使信号通过电阻R1施加于晶体管Q₁的基极。晶体管Q₁导通并且对于稳压电路R₂，D₂提供电源电压，稳压电路R₂、D₂本身又提供电源（VCC），以使调频收音机集成电路180工作。经此转换的VCC还施加于立体声开关136的控制端上，并且在调频收音方式下选择调频收音机的音频信号。

对于接收性能良好的调频来说，有两项障碍：灵敏度不高和超负载，必须在这两者之间认真地选择折衷。回忆一下在电视工作方式下，由在电视视频中频（VIF）电路中得出的AGC信号对射频放大器进行增益控制。在调频方式下，AGC信号与射频放大器断开了，因为在VIF电路中无有意义的AGC信号产生出来。若电视调谐器在FM接收方式下工作于最大增益，那么，中至强电平的调频信号将过激励该调谐混频器以及射频等级，从而产生出非所需的失真产物。提供分开的调频AGC电路是不可接受的，因为价格和复杂性将加到电视接收机上。解决的方法是，在调频接收方式期间内，使调谐器的射频级工作于固定增益。这一电路装置的价格低得多，它只增加了几个元件。该增益的减少量必须认真选定。增益减少过多将使调频接收的灵敏度不高;而增益减少过少会出现超负载状况。帮助使射频级在减少的增益下工作功能良好的第二因素是这样的，即增益减少的射频放大级噪声系数的劣化（变高）速度，比增益减少的速度慢得多，这样，可保持较好的信噪比。这允许在以后的中频后置放大级中来补偿射频放大器增益的减少，以维持整个接收机的灵敏度。

AGC信号的断开是由通过二极管D₁将4.7伏调频收音机转换电源施加于AGC线102d上来完成的。很好地调整调频收音机的V_CC电源，使之足以获得在可以接受的容限范围内的增益减少量。重要的是，所选用的调频收音机集成电路具有范围大的、可用的工作电压。特别选择4.7伏的电平，以适应电视调谐器射频增益减少时偏置的需要。电阻R₃将AGC电路与所施加的电压（VCC）隔离开。转换电压V_CC的幅度在经过二极管D₁后约为4伏。施加固定的4伏信号于射频放大器102a的AGC控制端，则使其工作于低增益方式下。

转换的调频收音机电压Vcc还施加于声表面波滤波器前置放大器105的基极上，以禁止该放大器放大，并进一步衰减在视频处理单元130输入端上的非所需信号。

意外的是，已经发现调频陷波电路在利用单一调谐器来接收电视信号及广播调频无线电信号的电视接收器中产生了有利的影响。尤其是，调频陷波电路衰减调频无线电信号，否则该信号在电视调谐器输入端会有过大的幅度。这里还公认，调频陷波电路应该呈现出这样的频率响应，即具有比较陡的“边沿”，以使与相邻电视通道信号的干扰为最小，并且具有基本上平坦的频带衰减区域，以提供在调频无线电广播频段内具有基本上均匀的幅度的调频信号。

图2A示出从先有技术中知道的并联谐振调频陷波电路。串联谐振调频陷波电路及串、并联调频陷波电路的组合在先有技术中也知道。然而，在每种情况下，对限制这些先有调频陷波电路的衰减均未作任何努力。相反地，每一次都试图获得最深的凹陷。因为在电视接收机中没有调频收音机，不需保留任何广播调频信号的频谱。图2B示出例如图2A所示并联谐振电路的幅频特性曲线。这一电路装置对组合的电视及调频系统无法令人满意的原因如下：若把图2A电路的谐振频率设定于调频频段的中心，那么，各个调频广播台信号的幅度在射频放大器的输入端上就会很不相同。还有不能令人满意的是，因为该特性曲线的滚降部分（即，边沿的斜率）不够陡，不足以对相邻电视频道调频干扰提供足够的保护。

下面转到图3A，该图示出三段调频陷波电路。该陷波电路克服了先有技术中调频陷波电路的上述问题。三段调频陷波电路的第Ⅰ段包括一电感器L301、电阻器R301及电容器C301的并联电路装置。第Ⅰ段调谐于97.5MHz，以使整个电路装置的频率响应尽可能均匀。三段调频陷波电路的第Ⅱ段包括一个电感器L302及电容器C302的并联电路装置。第Ⅱ段调谐于104.0MHz，以便对美国的VHF第12或第13频道提供保护。三段调频陷波电路的第Ⅲ段包括从第Ⅰ、Ⅱ段之间的那一点配置到基准电位（即，信号地）那一点的串联谐振电路。第Ⅲ段调谐于90.5MHz，以便对低频带VHF第6频道提供保护，不受接近于88.1MHz的教育调频传输的干扰。电阻器R301及R303设定陷波深度。应该注意的是，第Ⅱ段因为其后的天线滤波电路的负载作用已把第Ⅱ段的陷波深度减少到所需程度而不需附加负载。上述装置使第6频道彩色载波的电平基本不变，但使第6频道的伴音载波下降3-4分贝，这好像是可以接受的。有线频道A-2（即，98）的图象（Pix）载波减少约1分贝，而这好像也是可以接受的。

优选下列元件值：

第Ⅰ段 L301 约18.3毫微亨（可调）

R301 270欧姆

C301 150微微法

第Ⅱ段 L302 约16.2毫微亨（可调）

C302 150微微法

第Ⅲ段 L303 约680微亨（可调）

R303 6.8欧姆

C303 4.7微微法

上述三段调频陷波电路于调频接收工作方式期间内，对于88MHz至108MHz范围内的信号提供约10+/-4分贝的、均匀的电平衰减。然而，当调谐器调谐于第6频道时，如图3B所示，因天线输入电路增加了选择性，调频频段的衰减是在12-22分贝的范围内。图3B所示的响应特性曲线在图5的射频放大器双棚极场效应管（FET）Q501的漏极端子上测得。

上述三段式调频陷波电路呈现出下列典型性能（以广播电视频道的图象载波为基准）：

频率（MHz）响应（分贝）

83.25（第6频道图象基准） -0

86.83（第6频道彩色） -0.2

87.75（第6频道伴音） -2.7

88.1（最低调频台） -4.6

88.3 -5.4

88.5 -6.2

88.7 -7.1

88.9 -8.0

89.1 -9.0

90.1 -12.6

90.5 -12.2

90.1 -10.1

92.1 -8.2

93.1 -7.6

94.1 -8.0

95.1 -9.0

96.1 -10.3

97.1 -11.1

98.1 -10.8

99.1 -9.9

100.1 -9.0

101.1 -8.7

102.1 -9.2

103.1 -10.7

104.1 -11.8

105.1 -7.8

106.1 -3.3

107.1 -0.8

107.9（最高调频台） -0.4

陷波电路本身衰减所需的最终结果是，实现在调频频段上整个调谐器增益所要求的减少量。与相邻的第6和第98电视频道的平均功率增益相比，实现了在如下调频频段上整个调谐器增益的减少。

频率（MHz）相对于相邻的第6和第98电视频道

的平均功率增益，典型的平均损耗

（分贝）

88.1 7.5

90.5 13

93.5 12

97.5 12

100.7 10.5

104.1 6.5

107.9 0

在调频接收方式期间内，无电视图象可观看。因此，当选定调频台时，控制器110使屏幕显示处理器140显示信息，向用户指示出电视接收机处于调频方式下，已选定某一特定调频台以及所接收的调频信号是否为立体声。这种显示示于图4，其中，信息显示于电视接收机400的屏幕410上。该显示呈现给用户一段预定的时间（约30秒），之后，屏幕呈现为空白。

图5详细示出图3A调频陷波电路到调谐器102一部分简化形式的连接，具体地说，调频陷波电路500的输出端通过串联电感耦合到总地标为510的一系列陷波电路上。陷波电路510具有调谐于电视中频频率上的第一并联陷波电路，去掉低于第2频道的所有信号的第二并联串联陷波电路;以及也调谐于电视中频频率的第二并联陷波电路。陷波电路510的输出施加到总地标为520的射频放大器的输入端上。这种类型的调谐器从用于CTC-156底板上的调谐器MTP-M2016可知并且不需详述了，该底板由印第安那州印第安纳波利斯Thomson Consumer Electrics.Inc.公司生产。

这里还公认，本装置可用于调谐信息业务的广播，例如，美国国家气象局（NWS）的信息业务广播。对这些广播分配了如下7个频率：162.400MHz、162.425MHz、162.450MHz、162.475MHz、162.500MHz、162.525MHz及162.550MHz.对于某一给定地区，只指配这些频率之一。典型的气象收音机提供了一个选择三个晶体控制的频率之一的开关，以接收这种广播。

这里需进一步认可，当选定NWS方式时，只需调谐NWS频段的中心。这样作有三个原因：第一、中频滤波器具有190KHz的3db带宽，它大于NWS频段150KHz的整个频道间隔;第二，即使偏离调谐频率+/-1000KHz，所用鉴频器的性能仍良好;第三、NWS台几乎无或完全无重叠（因为NWS频率是专用的，并且在某一给定区域内，仅有一部发射机在工作）。

这里需特别认可，本发明也适用于盒式录象机（VCR），当电视接收机一词在这里使用时，它所包括的是具有视频显示装置的电视接收机（通常称为电视机）及无视频显示装置的电视接收机，例如，VCR。

Claims

1、一种电视接收机，包括：

调谐装置(102)，用以按第一方式工作以接收电视射频信号，所述调谐装置(102)根据控制信号，从许多电视射频信号中选择某一特定的电视射频信号；

控制装置(104)，用以产生所述控制信号，以使所述调谐装置能选择所述特定的射频信号；其特征在于：

所述调谐装置(102)还按第二方式工作，作为双变频广播调频无线电信号接收机的第一变频级，用以将所述调频信号变频为第一中频；

所述双变频广播调频无线电信号接收机的第二变频级(180b、180c)，所述第二变频级(180b、180c)接收在所述第一中频上的所述信号，并且将所述信号变频为第二中频，以及从所述第二中频的所述信号中解调音频信号的装置(180e)；并且其中所述的第一中频为43.3MHz。

2、一种电视接收机，包括：

调谐装置（102），用以按第一方式工作以接收电视射频信号，所述调谐装置（102）根据控制信号，从许多电视射频信号中选择某一特定的电视射频信号;

控制装置（104），用以产生所述控制信号，以使所述调谐装置能选择所述特定的射频信号;其特征在于：

所述调谐装置（102）还按第二方式工作，作为双变频广播调频无线电信号接收机的第一变频级，用以将所述调频信号变频为第一中频;

所述双变频广播调频无线电信号接收机的第二变频级（180b、180c），所述第二变频级（180b、180c）接收所述第一中频的所述信号，并且将所述信号变频为第二中频，以及

从所述第二中频上的所述信号中解调出音频信号的装置（180e）;并且其中所述第一中频低于或等于43.5MHz。

3、根据权利要求2的电视接收机，其特征在于：所述第二中频高于彩色载波频率。

4、根据权利要求3的电视接收机，其特征在于：所述第二中频高于42.17MHz。