CN1058873A

CN1058873A - 电视接收机内的调频收音机使用的带有固定第二半中频陷的第一中频滤波器

Info

Publication number: CN1058873A
Application number: CN91105418A
Authority: CN
Inventors: 加里·D·格拉布斯; 勒鲁瓦·S·韦格诺特
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: DE69126481D1; EP0470502A2; JPH0514826A; MY105434A; KR100211620B1; KR920005621A; DE69126481T2; US5142369A; JP2797226B2; EP0470502A3; EP0470502B1

Abstract

本机包括供调谐电视频道及调频台两用的单一调谐器。此调谐器在调频接收方式以固定增益工作。此调谐器作为双变换调频接收机的第一转换级，其中FM接收机集成电路的混频器作为第二转换级，此装置以特定而非任意的第一中频工作。此调频接收机亦能自动接收在美国国家气象局在听众区内的七个分配频率中的一个广播的信息服务，此接收机提供荧幕显示以显示当前所调谐的调频频道号。

Description

与本申请案共同提出申请、且已转让给本申请的受让人、代理律师案号RCA 85，975，RCA 85，976，RCA 86，099，RCA 86，108，RCA 86，961，及RCA 86，110等专利申请案含有相关的主题。

本申请涉及内含调频收音机的电视接收机的领域。

人们希望电视接收机不仅能接收电视信号，而且还能接收广播调频（FM）无线电信号。美国广播调频频带占有约88MHZ至约108MHZ的频带。这个频带正好在分配给广播电视频道6与电缆电视频道98两频率之间。能接收广播调频信号的当代内载频伴音型电视接收机可从先有技术中得知。然而，在这些已知的装置里，它们各自的制造商都添加了具有自身调谐器的单独调频收音机。

电视接收机中的单一调谐器，用以调谐至少一个电视频带的电视信号和此电视频带相邻的调频频带的广播调频无线电信号。电视调谐器用以作为双变换FM接收机的第一频率变换级，其内FM收音机集成电路用以作为第二频率变换级。应该承认，在双变换FM接收机中，第二中频（IF）的频率的信号以固定频率产生并且不用可调谐陷波器就可使之消除。

图1示出构成本发明的电视接收机的方块图;

图2A示出先有技术的并联谐振FM陷波器;

图2B示出2A示的那种的类型的并联谐振电路的振幅与频率特性图。

图3A示出本发明的FM陷波器;

图3B示出图3A的FM陷波器与天线输入电路在调谐器调谐于6频道时的振幅与频率特性曲线图;

图4示出本发明所产生的荧幕显示;

图5示出图1调谐器部分，并示出图3A的FM陷波器的连接。

图6A示出图1的组合式43.3MHZ带通滤波器和48.65MHZ半中频陷波器的电路图。

图6B示出图6A所示电路的增益与频率的特性曲线图。

参阅图1，电视射频（RF）及广播调频（FM）射频（RF）信号皆施加到FM陷波器电路100的RF输入接端上。参照图3详细说明FM陷波器100。呈现在FM陷波器100输出端上的RF信号施加于调谐器102上。调谐器102包括一个用以放大RF信号的RF放大器10a，放大后的RF信号施加到混频器102b的一个输入端上。调谐器102亦包括一个本机振荡器102c，用以产生本机振荡器信号，当此信号施加至混频器102b的第二输入端上时，与放大后RF信号超外差而产生电视中频（IF）输出信号。调谐器102在调谐器控制单元104的控制下选择一个特定的RF信号。依替代方式，调谐器控制单元104亦可包括于调谐器102之内。此单元104将调谐控制信号由线103施加到调谐器102上，并由控制总线103′施加频带切换信号。此调谐控制信号和频带切换信号控制本地振荡器102C振荡频率，由此确定哪个RF信号被转换（超外差）为IF频率。调谐器控制单元104受控制器110控制。此控制器110可以是一个微处理器或微计算机，可包括一个中央处理器（CPU）112，一个只读存储器（ROM）114，以及一个随机存储器116。控制器110接受来自本机键盘122和来自红外线（IR）接收器120的用户输入控制信号。IR接收器120接收由遥控单元125发射的遥控信号，并为之编码。

调谐器120产生的IF信号施加到表面声波（SAW）滤波器前置放大器105上，此前置放大器使该IF信号放大，并经SAW滤波器106施加到视频信号处理单元130。此视频信号处理单元130包括一个视频IF（VIF）放大级、一个自动增益控制电路（ACC）、一个自动频率微调电路（AFT）、一个频检波器、以及一个声频IF（SIF）放大级。处理单元130产生基带复合视频信号（TV）和半音载波信号。此伴音载波信号施加到声频信号处理器单元135，此单元135包括一个TV立体解码器、一个矩阵、以及一个DBX扩展器。声频信号处理器单元135产生左和右声道信号，并将它们施加到声道切换单元136的一对输入端上。声道一切换单元136的输出端耦合到声频放大器单元137上。此声频放大器单元137产生经放大的基带左、右两路声道信号，并将它们施加到一对扬声器138上以使声音重放。

基带视频信号（TV）耦合到视频处理单元155、显像管驱动器放大器156上，最后在显示器装置158的显示荧屏上被显示出来。视频信号亦施加到同步分离器单元160上，由此单元160导出垂直和水平同步信号。此所导出的垂直和水平信号施加到偏转单元170以产生偏转信号以施加到显示装置158偏转线圈组合体上。在控制器110的控制下，荧屏显示处理器140产生字符信号，并把这些信号施加到视频处理器155的第二输入端上以显示在显示装置158上。除图1所示的具体的FM陷波器外，所述的这种电路可以RCA CTC 156彩色电视机底盘上获知。

由调谐器102产生的IF信号经43.3MHZ带通滤波器和48.65MHZ陷波器装置145，施加到单芯片FM接收机集成电路180上。FM接收机集成电路180例如是由SONY公司制造的CXA 12338M/S AM/FM立体声接收机电路。FM接收机集成电路180包括一个放大器180a、一个混频器180b、一个振荡器180、一个压控振荡器（VCO）180b、FMIF放大和检波器单元18e以及FM立体声解码器单元180f。

在此认定，电视调谐器102可用作为FM广播频带的双转换调谐器的第一频率转换级，而双转换调谐器的第二频率转换级系由FM接收机集成电路180提供。亦即是说，特定的FM无线电信号经选定并从FM射频频带中的一个频率变换为43.3MHZ的第一IF频率。此43.3MHZ值至为重要，而其选择说明于下。

第一IF频率的信号然后在混频器180b中与由固定频率晶控振荡器180c产生的54.0MHZ振荡器信号相超外差。业已发现，希望晶控振荡器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晶体的第三次谐波（在54MHZ）亦可使用。作为超外差过程的结果是以标称FM IF频率为10.7MHZ的FM接收机信号，此信号然后在陶瓷谐振器装置（统标为182）中滤波。增设陶瓷谐振装置182的第二陶瓷谐振器可改善其选择性。然后，将陶瓷谐振器装置182输出端上的信号由FM信号处理单元180d、180e和180f依正常方式放大，检波和解码。设有电位器VP1来调整VCO频率。解码后的左（L）和右（R）路立体声信号被施加到声道切换单元136的第二对输入端子上。当解码后左（L）和右（R）路立体声信号由声道切换单元136选取时，将它们施加到声频放大器137上，以供扬声器装置138重放。在FM接收机集成电路180与控制器110之间的连线117和118传输分别表示“信号是否已调谐”和“信号是否为立体声的信号”。

调谐器102系为频率合成（FS）型，这意味着本机振荡器的频率可在控制器100的控制需依照一个给定大小的一系列步级变化。在FM接收方式下，控制器100使振荡器102C按31.5KHZ步级改变其频率。这意味着FM台可能失调谐，最大误差为31.5KHZ/2或15.75KHZ。此项误差是可接受的，因为FM接收机集成电路180具有约±110KHZ范围的可接受解调特性，还因为各FM广插频率相隔200KHZ的缘故。

选取43.3MHZ作为双重变换FM接收机的第一中频，兹说明于下。众所周知，调谐器的振幅与频率特性曲线其形状大体上像是一个草堆，其色度载波和图像载波分别在草堆的各自相关边侧的约低于最大值3分贝处。在此两载波中间的该草堆的大致中心点为44MHZ。本技术领域的人士可能相信此乃为FM接收机系统第一IF的最佳频率。但是，44MHZ几乎恰为最低FM接收机频率（88.1MHZ）的频率值的一半，势将引起下述问题。施加到混频器的信号频率经由混频作用而加倍。这些产物中的大部分的在频带之外而被与混波器输出端相耦合的调谐电路滤掉。若44MHZ用作为第一IF频率，则本机振荡器102C将在132.1MHZ用作为第一IF频率，则本机振荡器102C将在132.1MHZ频率上振荡，俾调谐88.1MHZ的FM载波，在此状况下，将产生下列各种信号：

132.1MHZ-88.1MHZ＝44MHZ（需要的信号）;和

2×88.1MHZ-132.1MHZ＝44.1MHZ（不需要的镜像信号）。此不需要的镜像信号系完全在第二IF频带宽范围内。这种情况在系统声频输出端引起干扰和失真。这种情况由于“调谐器FM陷波器在88.1MHZ处给出很小的衰减而使调谐器中的互调失真在相当低的输入信号电平时就会发生”事实，而使情况变得更复杂。大于44MHZ，但小于图像载波45.75MHZ的频率势必在较高FM无线电台引起镜像问题。因此，其最佳量值是低于44MHZ、但高于彩色载波42.17MHZ的一个频率，因低于彩色载波势必引起信号迅速下降至“草堆”之下）。43.3MHZ值与草堆顶近得足以提供对称的信号，却离44MHZ远得以避免产生镜像干扰问题。当选定43.3MHZ作为第一IF频率时，本机振荡器102C须受控于132.4MHZ上产生振荡，俾能选择88.1MHZ的FM载波。这样就产生下述输出信号：

132.4MHZ-88.1MHZ＝43.3MHZ（需要的信号）和

2×88.1MHZ-132.4MHZ＝44.8MHZ（不需要的镜像信号）。

就是此不需要的镜像信号现在与所需的信号相差1.5MHZ，且完全在第二IF级的300KHZ宽带之外，将不致引起失真。实际上，频率在43.5MHZ与彩色副载波频率之间的信号即为上述双变换调谐器第一中频的良好候选频率。

同样，第二IF亦有镜像问题须予避免。具体地说，频率为48.65MHZ（即43.3MHZ+5.35MHZ（10.7MHZ第二IF频率之一半））的信号势必在10.7MHZ上产生镜像，又造成干扰。由于第二IF频率固定于10.7MHZ上，上述问题在滤波器单元145中予以消除，而不须使用追踪滤波器。滤波器单元145的电路详示于图6A中。此43.3MHZ带通滤波器包括电感器L601和电容器C601以及C602的π型电路。增加电容器C603与电感器L601并联乃获得48.65MHZ陷波器。此电路的增益与频率的特性曲线见示于图6B中，经选定下各元件值如下：

L601 101毫微亨利

C601 39微微法拉第

C602 120微微法拉第

C603 100微微法拉第

工作时，控制器110通过本机键盘122或通过IR接收器120接收一个命令以进入FM接收机方式。响应该命令，控制器110将一个信号经电阻器R1施加到晶体管Q1的基极上。晶体管Q1导通而向电压调整器电路R2、D2提供电源电压源，接着，此电路提供电源（VCC）使FM接收机集成电路180工作。被接通的VCC亦施加到立体声切换单元136的控制端子C上，而使FM接收机的声频信号以FM接收机方式来选取。

对于良好的FM接收性能的两项障碍是灵敏度差和超负载，而必须在此两者之间作出审慎选定的折衷，回想一下在电视操作方式下，RF放大器由从电视视频IF（VIF）电路中所导出的ACC信号进行增益控制。在FM方式下，由于在VIF电路中并未产生有意义的ACC信号，因此ACC信号与RF放大器断接。假如电视调谐器在FM接收方式下以最大增益工作，则中等电平到强电平的FM信号会过分驱动调谐器混频器和RF级，而产生不希望的失真产物。设置单独的FM ACC装置由于增加了电视接收机的成本和复杂性而无法接受。解决方案将是，以一个固定增益来工作。此种装置成本低得多，只是添加几个元件而已。增益减小则必须审慎决择，增益减小得太多势必使FM接收灵敏度变差，而增益减小得太少则产生超负载状况。对于有助于RF级在减及增益功能下良好地工作的第二个因素是“增益减小了的RF放大器级的杂声指数以比增益减少的速率更缓慢的速度变坏（变高些），因此保持较好的信噪比”。此乃允许补偿RF放大器增益减小放在其后的IF后置放大器级内，以维持整企接收机的灵敏度。

使ACC信号的断接系通过二极管DI使4.7伏特FM接收机切换VCC施加到ACC线102d上来实现的。此FM接收机VCC电源得到适当调节足以产生皆在可接受的容差范围内的增益减小。重要的是，注意所选的FM收音机集成电路应具有宽范围的可用工作电压。特别选定4.7伏特电平以适应电视调谐器RF增益减小偏差的需要。电阻R3使ACC电路与所施加的VCC相隔离，切换后的VCC的幅度在通过二极管DI后约为4伏特。以固定4伏特信号施加到RF放大器102a的ACC控制端子上以使其以较低增益方式工作。

切换后的FM接收机VCC亦施加到SAW滤波器的前置放大器105的基极上，以使该放大器停止工作，还衰减视频处理单元130的输入端上的不需要信号。

惊奇地发现，FM陷波器在利用单一调谐器以接受电视信号及广播FM无线电信号的电视接收机内产生有益的影响，具体地说，FM陷波器使FM无线电信号衰减，否则此等信号在电视调谐器输入端上的波幅太大。这里还承认，FM陷波器应展现“边缘”相当明确的频率响应，以使相邻电视频道信号的干扰减及至最低限度，并且有大体上平坦的阻带区以，在整个FM无线电广播频率内产生波幅大体上均匀一致的的FM信号。

图2A示出从先有技术可知并联谐振FM陷波器。串联谐振FM陷波器和串并联FM陷波器的组合在先有技术中也是已知的。但是，在每一种情况下皆无法作出努力来限制这些先有技术的FM陷波器的衰减。而是，因在无FM接收机的电视接收机中并无保留任何广播FM信号频谱的必要，所以各自都试图获得可能的最深陷波。图2B示出并联谐振电路（诸如图2A所示的电路）的振幅与频率特性曲线。这种电路对于组合式电视和FM系统是不令人满意的，其理由如下：假如图2A所示电路的谐振频率设定在FM频带的中心，则各自相关的FM广播电台的信号幅度将在RF放大器输入端上变化极大，此亦无法令人满意，因为其特性曲线的跌落（即裙的坡度）不陡峭不足以对邻近电视频道的干扰提供足够的保护。

参照图3A，该图示出三段式FM陷波器，此陷波器克服先有技术的FM陷波器的上述问题。此三段式FM陷波器的第一段包括电感器L301、电阻R301、以及电容器C301的并联电路。第一段调谐于97.5MHZ，以使该整个电路的频率响应尽量均匀。此三段式FM陷波器的第二段包括电感器L302与电容器C302的并联电路。第二段调谐于104.0MHZ以提供对VHF12和13频道（在美国）的保护。三段式FM陷波器的第三段包括从第一段与第二段之间的一个引出和接到基准电位（即信号的地）的一个串联谐振电路。第三段调谐于90.5MHZ以保护低频段的VHF的6频道不致受教育台近于88.1MHZ的FM发射的干扰。电阻器R301及R303设定陷波深度。应予注意，第二段无需附加负载，因随后的天线滤波器电路的负载效应。使第二段的陷波深度减小到所需的数值。上述电路使6频道色度载波基本不改变电平，但是使6频道伴音载波拉下约3-4分贝（这一点认为尚可接受）。电缆频道A-2（即98）的图像载波减小约1分贝，但这亦认为尚可接受。

选择下列诸元件值为宜：

第一段 L301 约18.3毫微亨（可调整）

R301 270 欧姆

C301 150 微微法拉第

第二段 L302 约16.2毫微亨利（可调整）

C302 150微微法拉第

第三段 L303 约680 微亨利（可调整）

R303 6.8 欧姆

C303 4.7 微微法拉第

上述三段式FM陷波器在FM接收方式工作期间对于在88MHZ至108MHZ范围之信号提供均匀的阻带电平约为10±4分贝。但是，当调整调谐器调谐于6频道时，如图3B中所示，由于天线输入电路增加选择性而使FM频带的阻带为18至22分贝的范围。图3B所示的响应特性曲线是在图5的RF放大器的双栅埸效应电晶体管Q501的漏极端子上测量的。

上述三段式FM陷波器呈现下列典型的性能（以广播电视频道图像载波为基准）：

频率（MHZ）响应（分贝）

83.25（频道6图像基准）

86.83（6频道色度） -0.2

87.75（频道声音） -2.7

88.1（最低FM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

91.1 -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FM台） -0.4

陷波器本身衰减所希望的最终结果乃为，在FM频带获得整个调谐器增益所需的衰减。与相邻电视频道6与98的平均功率增益相比较，整个调谐器增益的衰减是在下列各FM频带频率上实现的：

频率（MHZ）与相邻电视频道6与98平均功率增益相关的典型

平均损失（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FM接收方式期间，根本无电视图像可看。因此，当选择FM台时，控制器110使萤幕显示处理器140显示一条消息向用户指示“电视接收机处于FM方式，一个特定FM台已选好，以及所接收的FM信号是否为立体声的”。这样显示示于图4中，其中，消息显示在电视接收机400的萤屏410上。该显示出现于使用人面前为时一段预定时间（也许是30秒），过后，显示一个空白屏幕。

图5详细示出图3A的FM陷波器电路与简化的调谐器102部份的连接。具体地说，FM陷波器500的输出经串联电感器耦合到统标为“510”的一系列的陷波器。陷波器510的第一并联波器调谐于TV IF频率，第二并联串联陷波器消除2频道以下的所有信号，而第二并联陷波器亦调谐于TV IF频率上。陷波器510的输出施加于统标为“520”的RF放大器输入端上。此类型的调谐器由MTP M2016调谐器中得知，系与美国汤姆逊家电公司制造的CTC-156底盘相配合使用，而无须赘述。

这里还认定，此装置可用以调谐诸如美国国家气象局（NWS）的信息业务的广播。这些广播分配于下述七个频率：162.400MHZ、162.425MHZ、162.450MHZ、162.475MHZ、162.500MHZ、162.525MHZ以及162.550MHZ。这些频率中只有一个被指定给一个给定地区。典型的气象接收机设有一个开关，以选定三个晶控频率中的一个，以接收该广播。

这里还认定，当选定NWS方式时只须调谐NWS频带的中心，作此调谐的理由的三，第一，IF滤波器具有190 KHZ 3分贝带宽比NWS频带的150KHZ整个频道间隔大些，第二，所使用的鉴别器性能良好，即使离开所调谐频率±1000 KHZ亦然，第三，NWS台绝少或完全无重叠（因NWS的频率为专用，且在一个给定地区只有一部发射机在工作）。

这里尤其认定，本发明亦可用于盒式录像机（VCR）中。本说明中所用的“电视接收机”一词包括设有视频显示装置的电视接收机（公知为“电视机”）和诸如VCR之类的无视频显示装置的电视接收机。

Claims

1、一种电视接收机，包括：

调谐器装置(102)，用以在第一方式下工作来接收电视RF信号，此调谐器装置响应一个控制信号，从多个电视RF信号中选定一个特定的电视RF信号；

控制装置(104)，用以产生上述控制信号以使该调谐器装置选定上述特定RF信号；其特征在于：

此调谐器装置(102)在第二方式下工作，以作为双变换广播FM射频信号接收机的第一频率转换级，使该FM信号变换为第一中频的信号；

该双变换广播FM射频信号接收的第二频率转换级(180b、180c)，此第二频率转换级接收上述第一中频信号并看之转换为第二中频信号；以及

用以使音频信号从上述第二中频信号中解调出声频信号的装置(108e)；所述的接收机还包括一个调谐电路(600)，该电路包含一个电感(L601)、第一电容器(C601)和第二电容器(C602)构成的π形段滤波器；还包含与上述电感(L601)并联的电容器(C603)，上述调谐电路构成该第一中频的带通滤波器；以及为第二中频用的一个半IF陷波器。

2、根据权利要求1所述的电视接收机，其特征在于，上述第一中频为43.3MHZ;

上述第二中频为10.7MHZ，以及上述半中频陷波器经调谐来衰减48.65MHZ信号。

3、一种电视接收机，包括：

调谐器装置（102），以第一方式工作来接收电视RF信号，上述调谐器装置响应一个控制信号从多个电视RF信号中选出一个特定的电视RF信号;

控制装置（104），产生上述控制信号，以使上述调谐器装置选出上述特定RF信号;其特征在于：

上述调谐器装置（102）还以第二方式工作作为双变换广播FM无线电信号接收机的第一频率转换级，使上述FM信号转换为第一中频频率信号;

上述双变换广播FM无线电信号接收机的第二频率转换级（180b、180c），接收上述第一中频频率的信号并将其转换为第二中频频率的信号;以及

用以从上述第二中频频率信号中解调出声频信号的装置（180e）;

所述的接收机还包括一个调谐电路（600），该调谐电路含有两个带通滤波器供上述第一中频使用，和一个半中频陷波器供上述第二中频使用。

4、根据权利要求3所述的电视接收机，其特征在于：

上述第一中频频率为43.3MHZ;

上述调谐电路（600）包含：由电感（L601）、第一电容器（C601）和第二电容器（C602）构成的π形段滤波器和与上述电感（C601）并联的第三电容器（C603）。

5、根据权利要求4所述的电视接收机，其特征在于：

上述第二中频频率为10.7MHZ，以及上述半中频陷波器经调谐来衰减48.65MHZ信号。