專利名稱：可集成的22KHz包絡(luò)檢測及頻帶開關(guān)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種衛(wèi)星數(shù)字電視接收設(shè)備，尤其涉及一種應(yīng)用于Ku波段雙本振高 頻頭控制芯片中的22KHz包絡(luò)檢測電路及頻帶開關(guān)電路。
背景技術(shù)：
目前，衛(wèi)星電視正在向數(shù)字化、Ku波段發(fā)展，而這也是開通直播衛(wèi)星系統(tǒng)的必然選 擇。所謂的Ku波段，其頻率覆蓋10. 7GHz 12. 75GHz，頻寬大于2GHz，超出了接收機(jī)的頻 率范圍。因此，要接收Ku波段衛(wèi)視信號，必須用Ku波段高頻頭。當(dāng)然，其他配套設(shè)備(如 衛(wèi)星接收機(jī)、拋物面天線等)與收視C波段時(shí)相比并沒有特別的要求。為了達(dá)到全頻段接收，Ku雙本振高頻頭把Ku波段頻率分為高低二段，即 10. 7GHz 11.8GHz和11. 7GHz 12. 75GHz,而對應(yīng)的雙本振頻率分別為9. 75GHz和 10.6GHz。該兩個(gè)本振(本地振蕩器)的工作由0/22kHz開關(guān)來切換，且兩個(gè)本振始終只有 一個(gè)在工作，這樣可以把整個(gè)Ku波段頻率轉(zhuǎn)變到接收機(jī)所能接收的950 2150M Hz中頻 范圍內(nèi)。現(xiàn)有技術(shù)多采用分立器件實(shí)現(xiàn)22KHz選頻，輸出驅(qū)動(dòng)級的電平設(shè)置不夠靈活，且開 關(guān)切換速度比較慢，影響正常的電視節(jié)目的快速切換。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種集成度高、成本低、速度快、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)、可靠性高的， 用于Ku波段高頻頭的可集成22KHz包絡(luò)檢測及頻帶開關(guān)電路，從而克服現(xiàn)有技術(shù)中的不 足。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案所述包絡(luò)檢測及頻帶開關(guān)電路包括—有源濾波電路，其對接收的輸入信號進(jìn)行濾波處理，篩選波形為22KHz的信號， 經(jīng)放大后發(fā)送至一峰值檢波電路；一峰值檢波電路，其若連續(xù)接收到有源濾波電路輸出的波形為22KHz的信號，則 輸出電壓逐漸拉升至高電平，而若未接收到有源濾波電路輸出的波形為22KHz的信號，則 輸出為低電平；一電平比較電路，其根據(jù)峰值檢波電路輸出的高電平或低電平轉(zhuǎn)換為輸出數(shù)字高 低電平的“ 1，，和“0”作為輸出驅(qū)動(dòng)電路的使能信號；一輸出驅(qū)動(dòng)電路，其采用電平比較電路輸出的“ 1，，和“0”做為使能信號，使兩個(gè)輸 出根據(jù)不同的情況，分別輸出有效信號。進(jìn)一步的講，所述有源濾波電路包括高增益差分運(yùn)算放大器，高增益差分運(yùn)算放 大器的同相輸入端連接一第一參考電壓，其反向輸入端和輸出端外接無源電阻電容器件。所述無源電阻電容器件包括外圍第一濾波電容、第二濾波電容、第二限流保護(hù)電 阻和第三濾波電阻，第三濾波電阻與高增益差分運(yùn)算放大器的反向輸入端和輸出端跨接； 第一濾波電容與高增益差分運(yùn)算放大器的反向輸入端、第二濾波電容的一端和第二電阻的一端連接；第二濾波電容的另一端與高增益差分運(yùn)算放大器的輸出端連接。所述高增益差分運(yùn)算放大器為一增益70dB、相位裕度75度、_3dB帶寬為3. 5KHz 的全差分二級運(yùn)放。所述第一參考電壓接在高增益差分運(yùn)算放大器的同相輸入端和參考地之間，且所 述第一參考電壓由片內(nèi)帶隙基準(zhǔn)電壓分壓得到，并由一穩(wěn)壓二極管保護(hù)。所述峰值檢波電路包含第一二極管、第一電容以及第三放電電流源，第一二極管 的正端跟前級有源濾波電路輸出相連，其負(fù)端與第一電容一端連接，同時(shí)輸出到后級電平 比較電路，第一電容的另一端連接到參考地上，第三電流源跨接在netl和參考地之間。所述電平比較電路包括一電壓比較器，所述電壓比較器的反向輸入端與峰值檢波 電路的輸出連接，其同相輸入端與一第二參考電壓連接。所述電壓比較器為一遲滯比較器，其上升沿和下降沿翻轉(zhuǎn)點(diǎn)電壓不同，中間存在 一個(gè)電壓窗口。優(yōu)選的，該遲滯比較器閾值電壓Vt = 2. 2V、上升沿翻轉(zhuǎn)點(diǎn)電壓Vtkp+ = 3. 2V、 下降沿翻轉(zhuǎn)點(diǎn)電壓VTKP_ = 1. 2V、遲滯窗口 AV = 2V。所述輸出驅(qū)動(dòng)電路包括第一反向器、第三運(yùn)算放大器、第四運(yùn)算放大器、第一電流 源、第二電流源和一負(fù)電壓源，所述第三、第四運(yùn)算放大器具有使能控制端口，并由使能信 號控制，且第三、第四運(yùn)算放大器的同相輸入端作為參考電壓管腳，根據(jù)應(yīng)用需要外部設(shè) 置其電壓，第一電流源跨接在第三運(yùn)算放大器和負(fù)電壓源之間，第二電流源跨接在第四運(yùn) 算放大器和負(fù)電壓源之間。所述第三、第四運(yùn)算放大器的使能信號是一相反信號，由第一反向器進(jìn)行反向操 作，且第三、第四運(yùn)算放大器的反向輸入端與輸出端直接相連。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了 Ku波段雙本振高頻頭的 22ΚΗζ方波信號檢測電路及頻帶開關(guān)電路與原有控制電路的集成設(shè)計(jì)，集成度高，成本低， 驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，速度快，可靠性高，性能好，有利于數(shù)字衛(wèi)星電視應(yīng)用推廣。


以下集合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明具體實(shí)施方式
中一種22ΚΗζ包絡(luò)檢測電路及頻帶開關(guān)電路結(jié)構(gòu)示意 圖；圖2Α是圖1中第一全差分運(yùn)算放大器的幅頻特性曲線圖；圖2Β是圖1中第一全差分運(yùn)算放大器的相頻特性曲線圖；圖3是圖1所示22ΚΗζ包絡(luò)檢測電路的工作波形圖；圖4是本實(shí)施例中遲滯比較器的傳輸特性曲線圖；圖5是圖1所示22ΚΗζ包絡(luò)檢測電路的一種應(yīng)用狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本實(shí)施例的可集成的Ku波段雙本振高頻頭的22ΚΗζ包絡(luò)檢測電路及 頻帶開關(guān)電路包括一有源濾波電路、一峰值檢波電路、一電平比較電路和輸出驅(qū)動(dòng)電路。所述有源濾波電路包括高增益差分運(yùn)算放大器ΑΜΡ1、第一參考電壓REF1、外圍無 源電阻電容器件(包括第一濾波電容CF1、第二濾波電容CF2、第三濾波電阻R3以及第二限 流保護(hù)電阻R2)，所述高增益差分運(yùn)算放大器AMPl為一增益70dB、相位裕度75度、_3dB帶寬為3. 5KHz的全差分二級運(yùn)放，其運(yùn)放幅頻特性和相頻特性如圖2A、2B所示，所述第一參 考電壓REFl接在高增益差分運(yùn)算放大器AMPl的同相輸入端和參考地之間，該第一參考電 壓由片內(nèi)帶隙基準(zhǔn)電壓分壓得到，同時(shí)通過一穩(wěn)壓二極管保護(hù)，確保第一參考電壓穩(wěn)定在 1. 8V，其主要作用就是抬高輸入信號的直流電平，使得有源濾波電路的輸出Fout的直流電 平也穩(wěn)定在1. 8V，這有利于后級峰值檢波電路正常操作。所述有源濾波電路的外圍器件接法為第三濾波電阻跨接在高增益差分運(yùn)算放大 器AMPl的反向輸入端Fin和輸出端Ftm ；第一濾波電容Cfi接在高增益差分運(yùn)算放大器AMPl 的反向輸入端Fin和第二濾波電容Cf2的一端，以及第二電阻R2的一端；第二濾波電容Cf2的 另一端接在高增益差分運(yùn)算放大器AMPl的輸出端Fott。所述無源電阻、電容的值分別為R2 =10ΚΩ，R3 = 150ΚΩ，CF1 = 470pF，CF2 = 68pF。如此就以高增益差分運(yùn)算放大器AMPl為 主構(gòu)成22KHz的有源帶通濾波網(wǎng)絡(luò)，低于和高于22KHz的波形都會快速衰減，只允許22KHz 的波形通過。所述峰值檢波電路采用二極管檢波，包括第一二極管D1、第一電容Cl和第三電流 源13。第一二極管的正端跟前級有源濾波電路輸出Fout相連，第一二級管的負(fù)端與第一檢 波電容Cl 一端和第三電流源13的一端相連，同時(shí)連到后級電平電路中電壓比較器AMP2的 反向輸入端，第一檢波電容Cl的另一端則連接到參考地上，第三電流源13的另一端同樣接 在參考地上。當(dāng)LNB (高頻頭)輸入疊加了 22KHz波形的時(shí)候，信號通過上述有源帶通濾波 網(wǎng)絡(luò)濾波放大，此時(shí)信號通過第一二極管Dl對第一檢波電容Cl充電，充電電流大于放電電 流源13流過的電流，其中第一二極管Dl有一個(gè)IV左右的檢波壓降。所述峰值檢波電路的工作波形如圖3所示，連續(xù)22KHz信號輸入時(shí)，netl的電壓 逐漸上升到(VDD-Vbe)的值，然后送給后級的電平比較電路進(jìn)行比較操作。當(dāng)沒有22KHz 信號輸入時(shí)，通過第三電流源(放電電流源)13把節(jié)點(diǎn)netl的電壓拉到參考地，那么netl 電壓為參考地的零電位。所述電平比較電路包含一電壓比較器AMP2和一第二參考電壓REF2，電壓比較器 AMP2是一個(gè)可以比較兩個(gè)輸入模擬信號并產(chǎn)生一個(gè)二進(jìn)制輸出的電路，即產(chǎn)生高低的數(shù)字 電平。所述電壓比較器AMP2為一遲滯比較器，其上升沿和下降沿翻轉(zhuǎn)點(diǎn)電壓不同，中間存 在一個(gè)電壓窗口，提高系統(tǒng)抗噪聲的能力，其傳輸曲線如圖4所示，輸入從負(fù)值開始并向正 值變化時(shí)，輸出不變，直到輸入達(dá)到正向轉(zhuǎn)折點(diǎn)Vtkp+時(shí)，比較器輸出才開始改變。一旦輸出 變高，實(shí)際的轉(zhuǎn)折點(diǎn)被改變。當(dāng)輸入向負(fù)值方向減小時(shí)，輸出不變，直到輸入達(dá)到負(fù)向轉(zhuǎn)折 點(diǎn)VTKP_時(shí)，比較器輸出開始翻轉(zhuǎn)。所述電壓比較器的Vtkp+ = 3. 2V，VTKP_ = 1. 2V。所述第二 參考電壓REF2是帶隙基準(zhǔn)電壓分壓得到，其值為2. 2V，且溫度變化系數(shù)很小。通過電壓比 較器AMP2對netl電壓的操作，就得到數(shù)字高低電平“ 1，，和“0”，送到后級作為輸出驅(qū)動(dòng)電 路(輸出驅(qū)動(dòng)級)的控制使能信號。當(dāng)有22KHz波形輸入時(shí)，netl的電壓高于第二參考電 壓REF2，電壓比較器AMP2輸出“0”，即Enable =“0”;當(dāng)沒有22KHz波形輸入時(shí)，netl的電 壓拉低到參考地電位，此時(shí)電壓比較器AMP2輸出“1”，即Enable信號為“1”。所述輸出驅(qū)動(dòng)級包括由第一反向器INV1、第三運(yùn)算放大器AMP3、第四運(yùn)算放大器 AMP4、第一電流源、第二電流源和一負(fù)電壓源VSUB。第一反向器INVl完成使能控制信號的取 反，分別控制第三運(yùn)算放大器AMP3和第四運(yùn)算放大器AMP4的工作狀態(tài)。第三、第四運(yùn)算放 大器都接成單位增益反饋形式，即反向輸入端與輸出端直接相連作為輸出緩沖器。第三、第四運(yùn)算放大器的同相輸入端作為參考電壓管腳，根據(jù)應(yīng)用需要外部設(shè)置其電壓。第一電流 源、第二電流源作為輸出的下拉結(jié)構(gòu)，當(dāng)緩沖器不工作時(shí)就把輸出箝位到負(fù)壓Vsub上。所 述負(fù)壓Vsub為芯片內(nèi)部產(chǎn)生的，值為-3. 2V。所述輸出驅(qū)動(dòng)級的工作輸出緩沖器的使能端Enable是高電平有效的。當(dāng)Enable =0時(shí)，第三運(yùn)放AMP3正常工作，HB輸出與LOV輸入一樣的電平信號；此時(shí)AMP4關(guān)斷，LB 輸出被拉低至Vsub，即輸出大概-3V電壓。當(dāng)Enable = 1時(shí)，第四運(yùn)放AMP4正常工作，LB 輸出跟隨LOV輸入；第三運(yùn)放截止，HB輸出Vsub電壓。其中LOV電壓是有應(yīng)用需要在芯片 外部配置，一般為3V或0V。所述功能為有22KHz輸入時(shí)，HB輸出有效；反之，LB輸出有 效。如圖5所示，本實(shí)施例在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，通過高頻頭的水平天線和垂直天線接收電 視衛(wèi)星信號(包含水平極化信號和垂直極化信號)，送給后面的低噪聲增益級放大，得到 10. 7 12. 75GHz的高頻信號。LB和HB信號就去控制本地振蕩器1和本地振蕩器2的工 作。所述本地振蕩器1的中心頻率為9. 75GHz，本地振蕩器2的中心頻率為10. 6GHz。放大 后的10. 7 12. 75GHz高頻信號通過混頻器與其中一個(gè)本地振蕩器的中心頻率進(jìn)行相減操 作，得到可以處理的中頻信號，中頻信號范圍為950 2150MHz。中頻信號送給解調(diào)器進(jìn)行 解調(diào)最后得到有效的電視數(shù)字信號。需要指出的是，上述實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟 悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范 圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種可集成的22KHz包絡(luò)檢測及頻帶開關(guān)電路，其特征在于，所述包絡(luò)檢測及頻帶開關(guān)電路包括一有源濾波電路，其對接收的輸入信號進(jìn)行濾波處理，篩選波形為22KHz的信號，經(jīng)放大后發(fā)送至一峰值檢波電路；一峰值檢波電路，其若連續(xù)接收到有源濾波電路輸出的波形為22KHz的信號，則輸出電壓逐漸拉升至高電平，而若未接收到有源濾波電路輸出的波形為22KHz的信號，則輸出低電平；一電平比較電路，其根據(jù)峰值檢波電路輸出的高電平或低電平轉(zhuǎn)換為輸出數(shù)字高低電平的“1”和“0”作為輸出驅(qū)動(dòng)電路的使能信號；一輸出驅(qū)動(dòng)電路，其采用電平比較電路輸出的“1”和“0”做為使能信號，使兩個(gè)輸出根據(jù)不同的情況，分別輸出有效信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可集成的22KHz包絡(luò)檢測及頻帶開關(guān)電路，其特征在于所述有源濾波電路包括高增益差分運(yùn)算放大器，高增益差分運(yùn)算放大器的同相輸入端 連接一第一參考電壓，其反向輸入端和輸出端外接無源電阻電容器件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可集成的22KHz包絡(luò)檢測及頻帶開關(guān)電路，其特征在于所述無源電阻電容器件包括外圍第一濾波電容、第二濾波電容、第二限流保護(hù)電阻和第三濾波電阻，第三濾波電阻與高增益差分運(yùn)算放大器的反向輸入端和輸出端跨接；第一 濾波電容與高增益差分運(yùn)算放大器的反向輸入端、第二濾波電容的一端和第二電阻的一端 分別連接；第二濾波電容的另一端與高增益差分運(yùn)算放大器的輸出端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的可集成的22KHz包絡(luò)檢測及頻帶開關(guān)電路，其特征在于 所述高增益差分運(yùn)算放大器為一增益70dB、相位裕度75度、-3dB帶寬為3. 5KHz的全差分 二級運(yùn)放。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可集成的22KHz包絡(luò)檢測及頻帶開關(guān)電路，其特征在于所 述第一參考電壓接在高增益差分運(yùn)算放大器的同相輸入端和參考地之間，且所述第一參考 電壓由片內(nèi)帶隙基準(zhǔn)電壓分壓得到，并由一穩(wěn)壓二極管保護(hù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可集成的22KHz包絡(luò)檢測及頻帶開關(guān)電路，其特征在于所 述峰值檢波電路包含第一二極管、第一電容以及第三放電電流源，第一二極管的正端跟前 級有源濾波電路輸出相連，其負(fù)端與第一電容一端連接，同時(shí)輸出到電平比較電路，第一電 容的另一端連接到參考地上，第三電流源跨接在netl和參考地之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可集成的22KHz包絡(luò)檢測及頻帶開關(guān)電路，其特征在于所 述電平比較電路包括一電壓比較器，所述電壓比較器的反向輸入端與峰值檢波電路的輸出 連接，其同相輸入端與一第二參考電壓連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可集成的22KHz包絡(luò)檢測及頻帶開關(guān)電路，其特征在于所 述電壓比較器為一遲滯比較器，其閾值電壓Vt = 2. 2V、上升沿翻轉(zhuǎn)點(diǎn)電壓Vtkp+ = 3. 2V、下 降沿翻轉(zhuǎn)點(diǎn)電壓VTKP_ = 1. 2V、遲滯窗口 Δ V = 2V。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可集成的22ΚΗζ包絡(luò)檢測及頻帶開關(guān)電路，其特征在于所述輸出驅(qū)動(dòng)電路包括第一反向器、第三運(yùn)算放大器、第四運(yùn)算放大器、第一電流源、第二電流源和一負(fù)電壓源，所述第三、第四運(yùn)算放大器具有使能控制端口，并由使能信號控 制，且第三、第四運(yùn)算放大器的同相輸入端作為參考電壓管腳，根據(jù)應(yīng)用需要外部設(shè)置其電壓，第一電流源跨接在第三運(yùn)算放大器和負(fù)電壓源之間，第二電流源跨接在第四運(yùn)算放大 器和負(fù)電壓源之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的可集成的22KHZ包絡(luò)檢測及頻帶開關(guān)電路，其特征在于所 述第三、第四運(yùn)算放大器的使能信號是一相反信號，由第一反向器進(jìn)行反向操作，且第三、 第四運(yùn)算放大器的反向輸入端與輸出端直接相連。
全文摘要
一種可集成的22KHz包絡(luò)檢測及頻帶開關(guān)電路，其采用一有源濾波電路對接收的輸入信號進(jìn)行濾波處理，篩選出22KHz信號，再放大發(fā)送至一峰值檢波電路；峰值檢波電路若連續(xù)接收到上述22KHz信號，輸出電壓逐漸拉升至高電平，而若未接收到上述信號，則輸出低電平；一電平比較電路根據(jù)峰值檢波電路輸出的高電平或低電平轉(zhuǎn)換為輸出數(shù)字高低電平的“1”和“0”作為輸出驅(qū)動(dòng)電路的使能信號；一輸出驅(qū)動(dòng)電路采用電平比較電路輸出的“1”和“0”作為使能信號，使兩個(gè)輸出根據(jù)不同情況分別輸出有效信號。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了Ku波段雙本振高頻頭的22KHz方波信號檢測電路及頻帶開關(guān)電路與原有控制電路的集成設(shè)計(jì)，集成度高，成本低，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，速度快，可靠性高。
文檔編號H04N5/50GK101895707SQ20101021177
公開日2010年11月24日 申請日期2010年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者杜坦, 江石根, 石萬文, 陳志明, 雷紅軍 申請人:蘇州市華芯微電子有限公司