專利名稱：只接收電視信號(hào)接收機(jī)系統(tǒng)等的改進(jìn)的干擾濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及接收寬范圍的衛(wèi)星電視信號(hào)用的只接收電視信號(hào)(TVRO)接收機(jī)，具體涉及一種能減少TVRO接收機(jī)系統(tǒng)中因諸如地面干擾(TI)等之類的干擾信號(hào)引起的失真的、改進(jìn)的濾波裝置。
在TVRO系統(tǒng)中，衛(wèi)星信號(hào)由地面站的天線接收并在天線處下變頻為第一中頻(IF)電平。這個(gè)變換可能要使用一個(gè)下變頻器，只將單一頻道的信號(hào)從全部廣播信號(hào)變換為第一中頻信號(hào)。但更普遍的是，使用一個(gè)塊變換器(block converter)將共極性的所有頻道變換成第一中頻塊的頻率。典型的是，第一中頻塊在950至1750兆赫的頻率范圍內(nèi)分布在大約600至800兆赫的頻帶寬度上。隨后將整個(gè)下變頻率由同軸電纜中繼傳送給接收機(jī)，于是一個(gè)特定的頻道被選取來接收。在接收過程中，該第一中頻信號(hào)再下變頻為第二中頻頻率范圍，這在許多TVRO系統(tǒng)中傳統(tǒng)上是以70兆赫為中心。
在使用傳統(tǒng)的TVRO接收機(jī)接收衛(wèi)星廣播電視信號(hào)的主要問題是由于地面干擾(TI)信號(hào)的存在造成該電視信號(hào)的失真。TI是由于在地面站接收設(shè)備附近有本地地面微波通信鏈路而產(chǎn)生的，它會(huì)使從衛(wèi)星接收的廣播信號(hào)根本變質(zhì)，甚至完全丟失。
過去，在TVRO接收機(jī)中業(yè)已使用各種各樣的濾波器以在干擾區(qū)內(nèi)對(duì)TI信號(hào)進(jìn)行陷波。在傳統(tǒng)上使用的幾十兆赫級(jí)的低的第二中頻頻率上使用TI濾波器用以對(duì)具破壞性的TI信號(hào)陷波既有效又方便。然而新一代的TVRO接收機(jī)越來越多地使用幾百兆赫級(jí)的較高的第二中頻頻率，這有種種原因，其中包括壓控振蕩器(VCO)頻率的實(shí)現(xiàn)，這些VCO頻率根本遠(yuǎn)離第一中頻頻率以防VCO信號(hào)與所接收信號(hào)之間相互干擾。
舉例說，目前在美國(guó)普遍采用480.5兆赫的第二中頻頻率，而在歐洲實(shí)際上以約為480兆赫的第二中頻頻率為標(biāo)準(zhǔn)頻率。在這些較高的第二中頻頻率上，要設(shè)計(jì)出有效消除TI及其它有關(guān)的噪聲信號(hào)而不致使所收到的信號(hào)大幅度衰減的具有高品質(zhì)(Q)因數(shù)和高的溫度穩(wěn)定性以及高的老化穩(wěn)定性的陷波濾波器是困難的。
在各種其它應(yīng)用中，抑制具有高靈敏度和高選擇性的干擾信號(hào)也是非常重要的。例如，在高性能的頻率合成器的設(shè)計(jì)中，虛假信號(hào)是由數(shù)字信號(hào)和表面作為所需載波上的邊帶產(chǎn)生的。在這類應(yīng)用中，重要的是，要有一個(gè)高品質(zhì)因數(shù)且提供準(zhǔn)確抑制干擾信號(hào)的窄帶陷波的濾波器。
本發(fā)明的主要目的是提供一種特別適用于抑制具有高選擇性的高頻干擾信號(hào)的濾波器。
與主要目的有關(guān)的一個(gè)目的是提供一種具有相當(dāng)高的品質(zhì)因數(shù)并且實(shí)現(xiàn)經(jīng)其處理的信號(hào)達(dá)到最小失真量的高頻濾波器。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供上述那種類型頻率響應(yīng)基本上與溫度漂移和老化因素?zé)o關(guān)的濾波器。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種低造價(jià)、特別適用于抑制使用高第二中頻頻率范圍的TVRO接收機(jī)中的地面干擾信號(hào)的高頻濾波器。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合附圖閱讀下面詳細(xì)的描述就會(huì)明了。
簡(jiǎn)單地說，本發(fā)明提供特別適用于TVRO接收機(jī)的一種改進(jìn)的干擾濾波器。TVRO接收機(jī)適宜接收調(diào)頻的視頻信號(hào)，它包括一調(diào)諧器，該調(diào)諧器具有一個(gè)采用壓控振蕩器(VCO)的超外差電路;給VCO提供控制輸入電壓的裝置;以及一個(gè)混頻器，用以將第一預(yù)定中頻頻率范圍內(nèi)的輸入的第一中頻頻率(IF)信號(hào)與所述VCO的輸出進(jìn)行混頻，以使第一中頻信號(hào)的頻率降低，從而在第二預(yù)定中頻頻率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)第二中頻信號(hào)。本改進(jìn)的干擾濾波器能有選擇性地阻擋諸如地面干擾(TI)等之類的干擾信號(hào)。它包括第一和第二陷波裝置，它們分別用以阻擋具有選定的底陷波頻率和選定的頂陷頻率的干擾信號(hào);調(diào)諧裝置用以調(diào)整頂陷波頻率和底陷波頻率;用以提高第一和第二陷波裝置各自的品質(zhì)因數(shù)的裝置;以及用以根據(jù)干擾信號(hào)是否真正干擾所收到的信號(hào)來有選擇性地切換該陷波裝置接到接收機(jī)上或離接收機(jī)。
第一和第二陷波裝置中的每一個(gè)都主要包括一與容性耦合元件串聯(lián)連接的頻率諧振元件，最好是陶瓷諧振器。分立的調(diào)諧裝置以可變電容元件的形式提供給每個(gè)陷波裝置，該可變電容元件與串聯(lián)連接著的頻率諧振元件和容性耦合元件相并聯(lián)。該可變電容元件當(dāng)作根據(jù)干擾信號(hào)的頻率便利地調(diào)整陷波頻率的裝置來使用。
品質(zhì)因數(shù)提高裝置的設(shè)置是本發(fā)明的一個(gè)重要特點(diǎn)，其功能是作為有效地提高對(duì)于第一和第二陷波裝置在底陷波頻率和頂陷波頻率上分別阻擋干擾信號(hào)的衰減電平或“陷波深度”的裝置。按照一最佳實(shí)施例，品質(zhì)因數(shù)提高裝置是以負(fù)電阻有源網(wǎng)路的形式來實(shí)施的，這種網(wǎng)路適宜向各陷波裝置中的諧振元件提供負(fù)電阻，從而有效提高其品質(zhì)因數(shù)。
按照本發(fā)明的另一特點(diǎn)，用于TVRO接收機(jī)中的干擾濾波器還設(shè)有一補(bǔ)償電源，該補(bǔ)償電源給品質(zhì)因數(shù)提高裝置饋電，該電源適合來調(diào)節(jié)由有源網(wǎng)絡(luò)提供的負(fù)電阻，以可控地阻止負(fù)電阻因溫度波動(dòng)和老化漂移所引起的任何變化。因此補(bǔ)償電源的功能是作為使品質(zhì)因數(shù)穩(wěn)定化因而也對(duì)第一和第二陷波裝置的陷波深度和TI抑制效率穩(wěn)定化的裝置。
使第一和第二陷波裝置中的每一個(gè)都能有選擇性地切換到接到電路上或脫離該電路。因此只有當(dāng)發(fā)現(xiàn)干擾信號(hào)存在并且實(shí)際上干擾所收到的信號(hào)時(shí)，才能將干擾陷波器切換到接到接收機(jī)電路上。由于對(duì)底頻陷波使用容性耦合，對(duì)頂頻陷波使用組合耦合，因而可以在干擾濾波器被切換接入到電路時(shí)減少所收到信號(hào)的失真。品質(zhì)因數(shù)提高裝置中的有源網(wǎng)路最好偏置得既給陷波器中的諧振元件提供負(fù)電阻又不致使電路振蕩。


圖1是一傳統(tǒng)的TVRO地面站系統(tǒng)的簡(jiǎn)化方框圖;
圖2是與圖1所示的TVRO系統(tǒng)配用的傳統(tǒng)的調(diào)諧器的方框圖;
圖3是適宜與圖1的TVRO系統(tǒng)配用的解調(diào)器的方框圖;
圖4是適宜用以抑制圖1中所示的那種類型的TVRO系統(tǒng)中的TI信號(hào)的、改進(jìn)的干擾濾波器的一個(gè)最佳實(shí)施例的示意方框圖。
圖5是圖4所示的濾波器的一個(gè)示例性特性響應(yīng)曲線圖;
圖6是與圖4的干擾濾波器配用的最佳陷波裝置的原理圖;
圖7是圖4的Q倍增裝置的一個(gè)最佳實(shí)施例的原理圖;
圖8是與圖4的濾波器配用的一個(gè)最佳的切換裝置的原理圖;
圖9是用以激勵(lì)圖4的Q倍增裝置的一個(gè)最佳補(bǔ)償電源的原理圖。
雖然本發(fā)明易于作出名種修改和采取多種形式，但在附圖中還是以舉例的方式示出了本發(fā)明的一些具體實(shí)施例，并且在下面將對(duì)它們進(jìn)行詳細(xì)地描述。然而，應(yīng)該理解，并不想使本發(fā)明局限于所公開的具體形式，相反，意圖是把所有的修改物、等同物和替代物復(fù)蓋在所附權(quán)利要求規(guī)定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
現(xiàn)在參看附圖，圖1中示出了用以接收由衛(wèi)星典型廣播的調(diào)頻信號(hào)的TVRO地面站系統(tǒng)的功能方框圖。TVRO系統(tǒng)10包括一個(gè)衛(wèi)星天線11，該衛(wèi)星天線11通常是配備有低噪聲塊(LNB)變換器及其有關(guān)附件和定位機(jī)構(gòu)的一個(gè)拋物面天線，用以捕捉從繞著軌道運(yùn)行的衛(wèi)星發(fā)送來的信號(hào)。
經(jīng)由衛(wèi)星廣播和由天線11所捕獲的信號(hào)通常在4千兆赫的頻帶內(nèi)。依序?qū)⒄麎K收到的頻率塊由位于地面站側(cè)的LNB變換器變換成為大約950至1750兆赫的第一中頻頻率范圍。然后這些第一中頻信號(hào)通過同軸電纜傳送到調(diào)諧器12，在那里，選取一個(gè)特定的頻道以使該特定頻道中的信號(hào)變換成第二中頻頻率范圍。第二中頻頻率范圍最好要高得足以使第二中頻VCO頻率基本上不干擾所接收到的信號(hào)。因?yàn)榈谝恢蓄l頻率范圍為950至1750兆赫，所以第二中頻頻率范圍就必需采用約為500兆赫的中心頻率。根據(jù)歐洲TVRO標(biāo)準(zhǔn)，具體優(yōu)選的第二中頻中心頻率為479.5兆赫。
在圖1的系統(tǒng)中，解調(diào)器13通過令第二中頻信號(hào)通過一個(gè)放大器和一個(gè)濾波器傳送到一個(gè)傳統(tǒng)的視頻檢測(cè)器來處理第二中頻信號(hào)，在視頻檢測(cè)器中，調(diào)頻的信號(hào)被解調(diào)成原來的視頻信號(hào)的基帶，借此產(chǎn)生一復(fù)合視頻信號(hào)輸出。濾波器的通帶最好選擇得具有窄的寬度，從而使得只有主要的視頻和聲頻信息通過，而在選定頻道的邊緣上接收到的不需要的噪聲被抑制掉。解調(diào)器13的輸出主要包括基帶信號(hào)，其帶信號(hào)包括被發(fā)送的視頻信息和副載波。
現(xiàn)在參看圖2，圖中示出了適宜與圖1的TVRO系統(tǒng)配用的調(diào)諧器12的簡(jiǎn)化方框圖。調(diào)諧器12包括一個(gè)通帶約為800兆赫寬的帶通濾波器19，于是分布在950至1750兆赫的第一中頻范圍的信號(hào)允許通過。接著將第一中頻信號(hào)通過前置放大器20饋到包括一個(gè)VCO21的超外差電路中。VCO21饋給混頻器23，混頻器23用以將VCO的輸出與放大器20的輸出混頻，借此將第一中頻信號(hào)換成所需的第二中頻頻率范圍內(nèi)的頻率。VCO輸出的頻率由線22上的控制輸入電壓來調(diào)整。在混頻器23的輸出端上產(chǎn)生生第二中頻信號(hào)在變成可供解調(diào)器13處理之前先由一對(duì)放大器24和25放大到所需的電平。
接收機(jī)系統(tǒng)通過調(diào)整線22上的加到VCO21的控制輸入電壓來進(jìn)行基本操作，以使各信號(hào)第一中頻范圍內(nèi)的不同頻道或頻帶集中在混頻器23第二中頻輸出的中心頻率上。
現(xiàn)在參看圖3，圖中示出了用以處理圖1的TVRO系統(tǒng)中的調(diào)諧器12所產(chǎn)生的第二中頻輸出信號(hào)的最佳解調(diào)器13的方框圖。解調(diào)器電路13包括一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)中頻放大器30和31，用以根據(jù)在輸入端子32上收到的自動(dòng)增益控制(AGC)信號(hào)來放大所收接到的中頻信號(hào)。在該放大級(jí)之后，第二中頻信號(hào)通過帶通濾波器33傳送到一個(gè)傳統(tǒng)的視頻檢測(cè)器34，視頻檢波器34通過將調(diào)頻信號(hào)解調(diào)成為原來的視頻信號(hào)的基帶來產(chǎn)生復(fù)合視頻輸出信號(hào)。第二中頻濾波器33最好具有約為20-22兆赫寬的窄通帶，以使僅主要視頻和聲頻信息才能通過。
在解調(diào)器13中，AGC反饋環(huán)路包括一個(gè)中頻放大器36，在這里，濾波后的第二中頻信號(hào)被放大并隨后加到AGC檢測(cè)器37上。檢測(cè)出的AGC輸出由放大器38放大，放大器38在線39上產(chǎn)生表示AGC信號(hào)強(qiáng)度的信號(hào)。此信號(hào)用以驅(qū)動(dòng)通常安置在TVRO接收器前面板上的信號(hào)強(qiáng)度計(jì)(圖中未示出)。
圖示的解調(diào)器13還包括一個(gè)中頻放大器40，中頻放大器40在濾波后的第二中頻信號(hào)通過它到達(dá)窄的帶通濾波器41之前即先將這些信號(hào)放大。來自濾波器41的濾波輸出然后通過以一標(biāo)準(zhǔn)二極管42形式的檢波器，再通過放大器43，以產(chǎn)生可用以檢測(cè)在該接收機(jī)被調(diào)諧到的特定衛(wèi)星頻道的中心頻率附近是否有信號(hào)存在的直流輸出電壓。
圖3中視頻檢測(cè)器34的輸出構(gòu)成解調(diào)器的輸出，該輸出包括含有視頻信息和副載波的基帶信號(hào)。基帶信號(hào)的視頻信息部分在視頻監(jiān)視器或電視機(jī)上顯示之前先由圖1的視頻處理和放大部分14來處理。聲頻信號(hào)由圖1的聲頻調(diào)諧器15來處理，然后傳送到一個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器上以產(chǎn)生可聞的聲音。
通帶濾波器33最好是具有赫斯得克濾波器響應(yīng)的線性相位帶通濾波器，這種濾波器由于其陡直斜率的邊帶邊沿因而抑制TI和所收到的視頻信號(hào)頻譜的兩沿處的其它干擾信號(hào)的大部分。Ma等人的美國(guó)專利4，718，117中詳細(xì)論述了這種TI濾波器的最佳實(shí)施例，該專利也是歸本發(fā)明的受讓人所有。
盡管這種類型赫斯得克濾波器可用以有效地濾除干擾信號(hào)的大部分，但仍然希望能達(dá)到更高的抑制度，特別是在通帶的邊沿處實(shí)現(xiàn)信號(hào)衰減或“陷波深度”的提高電平。還重要的是使濾波器的頻率抑制特性與溫度波動(dòng)和元件老化因素所引起的各種變化無關(guān)。同時(shí)，希望能達(dá)到使所收到的信號(hào)基本上不失真時(shí)那樣高抑制度。
按照本發(fā)明，上述目的是通過設(shè)置一種廉價(jià)、高Q的干擾濾波器來實(shí)現(xiàn)的，該干擾濾波器具有溫度補(bǔ)償陷波特性，并且只在所需信號(hào)與所接收到的視頻信號(hào)之間存在干擾時(shí)才能極其方便地被切換接到接收機(jī)電路(如上述TVRO解調(diào)器)上。
現(xiàn)在參看圖4，圖中示出了本發(fā)明的系統(tǒng)使用的干擾濾波器45的一個(gè)例子的示意圖。濾波器45主要包括一個(gè)底陷波部分46和頂陷波部分47，該兩部分橫跨信號(hào)傳輸線48A的長(zhǎng)度并且與基準(zhǔn)地平面48B并聯(lián)連接。信號(hào)傳輸線48A可以是例如普通50歐型的帶狀傳輸線，傳輸線的兩端連接到基準(zhǔn)地平面上。輸入的中頻信號(hào)48在底陷波部分46處進(jìn)入濾波器45中，已濾波的輸出的中頻信號(hào)49從頂陷波部分47退出濾波器45。
陷波部分46主要包括陷波濾波器50，該濾波器50與接到一標(biāo)準(zhǔn)電源(圖中未示出)的開關(guān)56相連接，以調(diào)整該開關(guān)的動(dòng)作。該開關(guān)56有效地起著作為“切換濾波器45的底陷波部分46接到接收機(jī)電路上或離開接收機(jī)電路的裝置”的作用。頂陷波部分47與底陷波部分46相似，也包括一個(gè)連接到開關(guān)56′的陷波濾波器50′。底陷波部分46，特別是陷濾濾波器50的作用是陷除或除去具有無用的底部頻率的干擾信號(hào)。頂陷波部分47也有類似的作用，但這部分的作用是除去對(duì)應(yīng)于該無用的頂部頻率的干擾信號(hào)。
盡管各陷波部分是為達(dá)到一個(gè)選定的陷波頻率而設(shè)計(jì)的，但是標(biāo)準(zhǔn)的制造中的容差將導(dǎo)致在隨后的整個(gè)濾波器的制造中產(chǎn)生實(shí)際陷波頻率的某些波動(dòng)。因此希望提供用以將實(shí)際頻率與所需的設(shè)計(jì)頻率調(diào)成一致所需的小程度上調(diào)節(jié)陷波頻率的一些裝置。陷波濾波器50和50′在制造完畢后其陷波頻率的這種校準(zhǔn)可以通過配備分別與其關(guān)聯(lián)的頻率調(diào)諧元件52和52′使之成為可能。
雖然陷波頻率可以通過改變陷波濾波器本身內(nèi)部的電感元件直接校準(zhǔn)，但該過程通常既麻煩又費(fèi)時(shí)。配備與陷波濾波器分離的調(diào)諧元件就可以很方便地在制造完畢后校準(zhǔn)所要求的靈敏度精確調(diào)諧其陷波頻率。調(diào)諧元件最好取與裝在有關(guān)聯(lián)的陷波濾波器中的諧振元件并聯(lián)連接的大電感線圈的形式。于是濾波器的陷波頻率通過實(shí)際壓實(shí)或放松電感線圈中的線匝很容易地校準(zhǔn)。
按照?qǐng)D6所示的一個(gè)最佳實(shí)施例，兩陷波部分的陷波濾波器50和50′每個(gè)都包括一耦合電容器C(標(biāo)號(hào)為62)，該電容器的一端連接到接收輸入的中頻信號(hào)的信號(hào)傳輸線上(圖4中的48A)，另一端連接到引到基準(zhǔn)地平面的陶瓷諧振器60上。如上所述，陷波濾波器50的調(diào)諧元件52并聯(lián)連接在陶瓷試振器60的兩端。選擇耦合電容器C、陶瓷試振器60和形成調(diào)諧元件52的調(diào)諧電感元件三者的元件值可以應(yīng)用傳統(tǒng)的諧振分析原理根據(jù)所需的頂陷波頻率和底陷波頻率來選取。制造完畢之后，任何需要進(jìn)行的頻率校準(zhǔn)可以通過物理上調(diào)節(jié)電感線圈來進(jìn)行。
底陷波部分46和頂陷波部分47的結(jié)合提供了所需抑制那些具有與由兩個(gè)陷波部分限定的整個(gè)干擾濾波器45預(yù)選中心頻率或諧振頻率有關(guān)的、給定底陷波頻率和頂陷波頻率和頂陷波頻率的干擾信號(hào)。
在濾波器的使用期間，為使頂陷波部分47和底陷波部分46的陷波頻率可調(diào)，各陷波瀘波器50和50′都配備一個(gè)可變電容元件63跨在串聯(lián)連接著的耦合電容器62和陶瓷諧振器60兩端與其并聯(lián)連接。元件63可以是標(biāo)準(zhǔn)的變?nèi)荻O管，其電容量根據(jù)加到其上的調(diào)諧電壓VT而變化。因此可以調(diào)節(jié)調(diào)諧電壓VT來改變?cè)?3的電容量，從而相應(yīng)改變陷波濾波器諧振電路的總電容量，也改變相關(guān)的陷波頻率。這樣，根據(jù)接收過程中遇到的干擾信號(hào)的頻率范圍很容易地調(diào)整濾波器45部分的頂陷波頻率和底陷波頻率。
圖5以曲線形式圖示了一個(gè)上述類型的干擾濾波器的特性響應(yīng)的一個(gè)例子。如圖所示，濾波器的整個(gè)通帶以被選定相應(yīng)于接收機(jī)系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的第二中頻頻率的諧振頻率fR為中心。兩陷波部分46和47最好設(shè)計(jì)得分別實(shí)現(xiàn)頂陷波頻率fr和底陷波頻率fB，該兩陷波頻率對(duì)稱于諧振頻率fr的兩側(cè)。
按照一個(gè)最佳實(shí)施例，第二中頻頻率選定相應(yīng)于歐洲標(biāo)準(zhǔn)的479.5兆赫。底陷波頻率fB選定為以469.5兆赫為中心。頂陷波頻率fT選定為以489.5兆赫為中心。最好是將切換接入接收機(jī)電路的TI濾波器引起的插入損失限定約為0.5分貝，而最佳實(shí)施例的濾波器裝置滿足這個(gè)準(zhǔn)則。
圖5所示的TI濾波器的特性響的一個(gè)重要方面就是-3分貝的帶寬，這個(gè)帶寬可作為抑制集中于頂陷波頻率或底陷波頻率周圍的不希望信號(hào)所具有的靈敏度的一個(gè)措施，亦即-3分貝帶寬越大，則除集中在頂陷波頻率或底陷波頻率周圍的不希望的TI信號(hào)外，希望的視頻信號(hào)衰減的程度也越大。頂陷波部分和底陷波部分兩者的-3分貝帶寬最好都限制壓3兆赫。應(yīng)該注意到，-3分貝帶寬與耦合電容器Cc的電容值和陶瓷諧振器的品質(zhì)因數(shù)Q成正比例。各陷波器的陷波頻率略低于相應(yīng)的基本諧振頻率，且可按耦合電容器的電容值加以改變。分立的調(diào)諧元件給各陷波濾波器的諧振頻率的調(diào)節(jié)帶來極大便利也給相應(yīng)陷波頻率的調(diào)節(jié)帶來方便。
在圖5所示的響應(yīng)特性中，以頂陷波頻率和底陷波頻率為中心的信號(hào)被抵制的程度也是一個(gè)重要的特征，這可用臨界頻率處的陷波深度T分貝來確定。陷波深度T與各陷波濾波器內(nèi)的耦合量和諧振器的品質(zhì)因數(shù)Q成正比。
按照用以求出圖5所示響應(yīng)特性的近似值的干擾濾波器的一個(gè)具體實(shí)施例，一個(gè)具有品質(zhì)因數(shù)等于350的5毫米陶瓷諧振器被采用。所要求的耦合量可通過采用電容值Cc等于1.5微微法的耦合電容器來實(shí)現(xiàn)。在這種配置的情況下，陷波深度約為10分貝，-3分貝帶寬約為4兆赫?？梢园l(fā)現(xiàn)，所得出的陷波特性不足以實(shí)現(xiàn)所要求的在頂陷波頻率和底陷波頻率處的抑制的程度和準(zhǔn)確度。因此需要提高諧振器的品質(zhì)因數(shù)Q，以減小-3分貝帶寬，并使陷波深度增加到所要求的電平。
按照本發(fā)明的一個(gè)特點(diǎn)，各陷波濾波器諧振電路品質(zhì)因數(shù)的這種提高可以通過設(shè)置分別與兩陷波部分的陷波濾波器50和50′相關(guān)聯(lián)的Q倍增器電路54和54′來實(shí)現(xiàn)。更具體地說，如圖7所示，各Q倍增器電路呈負(fù)電阻有源網(wǎng)路的形式，在其連接到諧振器處形成負(fù)電阻。
如圖7所示，負(fù)電阻網(wǎng)路包括一晶體管T1(標(biāo)號(hào)為64)，其基極通過隔離電容器C1連接到諧振器上。晶體管T1的發(fā)射極通過電容器CF耦合到其基極，并通過電容器C2耦合到其集電極，還由電阻R2接地。網(wǎng)路由一電源(圖中未示出)供電，電源的正極直接饋到晶體管T1的集電極，并經(jīng)由電阻R1饋到晶體管的基極。晶體管T1的集電極還經(jīng)由電容C3接地。
上述配置使晶體管電路具有高的發(fā)射極對(duì)地阻抗，因此從隔離電容器C1遠(yuǎn)端處所確定的端口向里看的電阻會(huì)是負(fù)的。由于有源網(wǎng)路對(duì)振蕩很敏感，因而偏壓電阻R1和隔離電容器C1要選擇得使該網(wǎng)路不致振蕩。在這些情況下，在陶瓷諧振器60與各陷波濾波器中耦合電容器62的連接點(diǎn)處存在已選定的負(fù)電阻值。
按照本發(fā)明，通過采用Q倍增器電路，大大改進(jìn)干擾濾波器的工作情況可以明顯地得到改進(jìn)達(dá)到可實(shí)現(xiàn)陷波深度超過20分貝、-3分貝帶寬小于3兆赫的地步。下面是的數(shù)據(jù)是最佳的元件值表可用于圖7中所示的有源網(wǎng)路以實(shí)現(xiàn)所要求的陷波特性。
C1＝2pfCf＝20pfR1＝100KΩR2＝1.8KΩC2＝1pfC3＝100pf現(xiàn)在參看圖8，圖中示出了可用于圖4的干擾濾波器的開關(guān)56和56′的一個(gè)最佳實(shí)施例的原理圖。該開關(guān)最好由一個(gè)12伏電源供電，電源經(jīng)由電阻R3饋到標(biāo)準(zhǔn)PIN二極管組合件57上，組合件57則包括一將電阻R3連接到隔直流電容器C5的二極管D1，組合件57的輸出則接到有關(guān)聯(lián)的陷波濾波器中的諧振器上。二極管D2將二極管D1串聯(lián)連接到基準(zhǔn)地平面上。開關(guān)56的輸入端還經(jīng)由電容C4和電阻R4構(gòu)成的并聯(lián)組合件連接到基準(zhǔn)地平面上。
當(dāng)開關(guān)的電源保持在正電平時(shí)開關(guān)56主要是通過在PIN二極管D1上保持正偏壓而工作的。在此情況下，PIN二極管起短路作用。因此在干擾濾波器電路內(nèi)，陶瓷諧振器被旁路，相應(yīng)的陷波頻率被降低到非常低的頻率級(jí)(約300兆赫)。于是濾波器就有效地脫離接收機(jī)電路。當(dāng)使開關(guān)56的電源保持負(fù)電平時(shí)，PIN二極管D1反向偏置，從而使陷波濾波器完全起陷波的作用。
下面是實(shí)施本發(fā)明最佳實(shí)施例的開關(guān)電路56的各元件值的例子。
電源＝±12伏C4＝0.1μfC5＝10pfR3＝1.8KΩR4＝10KΩ如上所述，Q倍增器的配備由于給諧振電路提供所要求的負(fù)電阻值而有效地提高了諧振電路的品質(zhì)因數(shù)。然而，有源網(wǎng)路所提供的負(fù)導(dǎo)電性易受溫度波動(dòng)的影響，且隨溫度的提高而下降。因此整個(gè)濾波器電路溫度的任何提高都使陷波深度相應(yīng)減少，因而也使抑制效率相應(yīng)減少。電路延續(xù)工作也會(huì)由于元件老化而產(chǎn)生類似的作用。
按照本發(fā)明的一個(gè)特點(diǎn)，通過配備饋電給各陷波部分中的Q倍增電路的補(bǔ)償電源可以補(bǔ)償干擾濾波器陷波特性的溫度漂移。補(bǔ)償電源主要產(chǎn)生與電路的溫度成正比增加的輸出電壓。
更具體地說，如圖9的最佳配置所示，電源(圖中未示出)經(jīng)由連接到齊納二極管D2的陽極端與電阻R6兩者的連接點(diǎn)的負(fù)荷電阻R5饋電給補(bǔ)償電源58。電阻56與由第二電阻R7和串聯(lián)連接的PIN二極管組D3組成的串聯(lián)電路串聯(lián)連接。二極管組的陰極端連接到齊納二極管的陰極并連接到基準(zhǔn)地平面。齊納二極管Dz最好是可編程型的來接收來自電阻R6和R7兩者的連接點(diǎn)的控制輸入。補(bǔ)償電源的輸出從齊納二極管的陽極端取出饋到各Q倍增器電路54和54′中的晶體管T1的集電極上。隔直流電容器C5和C6跨接在輸出線與基準(zhǔn)地平面上。
補(bǔ)償電源58主要利用齊納二極管DZ作為電壓敏感開關(guān)工作，這個(gè)電壓敏感開關(guān)與硅PIN二極管組D3的溫度特性結(jié)合起來，產(chǎn)生正比于補(bǔ)償電源的工作溫度的輸出電壓?？偟男Ч?，Q倍增器電路有源網(wǎng)路中的集電極電壓隨著溫度的上升而一直上升，從而使提供給諧振電路的負(fù)電阻也相應(yīng)地增加。這樣，盡管溫度波動(dòng)和元件老化因素的存在，整個(gè)干擾濾波器的高品質(zhì)因數(shù)和高陷波深度基本上保持穩(wěn)定。
下面是實(shí)施最佳實(shí)施例的補(bǔ)償電源58用的元件值的例子。
C5＝0.1μfC6＝10μfR5＝270ΩR6＝1.8KΩ
R7＝390Ω從前述可見，本發(fā)明的改進(jìn)的干擾濾波器能夠高靈敏度抑制干擾高頻信號(hào)，且易于調(diào)諧以調(diào)節(jié)頂部和底部的抑制頻率，并使其品質(zhì)因數(shù)和陷波深度最佳化。濾波器可以便利地調(diào)節(jié)以補(bǔ)償頻率穩(wěn)定性與陷波深度因溫度波動(dòng)和元件老化引起的變化。因其簡(jiǎn)單，元件數(shù)目最少，因而能以比傳統(tǒng)的干擾濾波器的造價(jià)低得多的費(fèi)用制造出來，因而它特別適宜作為TVRO調(diào)諧器中的廉價(jià)體積小的TI濾波器電路。
雖然上面已經(jīng)描述了這種改進(jìn)的干擾濾波器特別適用于TV接收機(jī)來抑制TI，但應(yīng)該理解這種濾波器有利于用在其它需要高靈敏度、高選擇性地抑制虛假輸出和其它干擾信號(hào)的各種應(yīng)用中。例如，本干擾濾波器可用于電視接收機(jī)中陷除特定頻道中不希望的調(diào)頻干擾，也可用于電纜電視中，包括那些與付錢看節(jié)目的頻道鎖除裝置等類似設(shè)備，來消除干擾信號(hào)。
權(quán)利要求
1.一種用以接收調(diào)頻視頻信號(hào)的TVRO接收機(jī)，其特征在于它包括一個(gè)調(diào)諧器，該調(diào)諧器包括一個(gè)超外差電路，該超外差電路具有一個(gè)壓控振蕩器(VCO)、用以向所述VCO提供控制輸入電壓的裝置和一個(gè)混頻器，該混頻器將第一預(yù)定中頻頻率(IF)范圍內(nèi)的輸入第一中頻(IF)信號(hào)與所述VCO的輸出進(jìn)行組合，以降低第一中頻信號(hào)的頻率，來產(chǎn)生在第二預(yù)定IF頻率范圍內(nèi)的第二IF信號(hào)；和一個(gè)濾波器，用以有選擇地阻塞干擾信號(hào)，所述濾波器包括第一陷波裝置，用以阻塞具有選定的底陷波頻率的干擾信號(hào)；第二陷波裝置，用以阻塞具有選定的頂陷波頻率的干擾信號(hào)；調(diào)諧裝置，用以調(diào)節(jié)所述第一和第二陷波裝置的所述底部頻率和頂部頻率；和用以提高所述陷波裝置的品質(zhì)因數(shù)的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TVRO接收機(jī)，其特征在于它還包括用以有選擇性地將所述第一和第二陷波裝置切換到接入所述接收機(jī)上或從離開所述接收機(jī)的裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TVRO接收機(jī)，其特征在于所述第一和第二陷波裝置的每一個(gè)都包括一個(gè)頻率諧振元件，該調(diào)諧元件與一容性耦合元件串聯(lián)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TVRO接收機(jī)，其特征在于，為所述第一和第二陷波裝置中的每一個(gè)配備有分立的調(diào)諧裝置，各調(diào)諧裝置都包括一個(gè)可變電容的元件，該元件與由所述頻率諧振元件和所述電容串聯(lián)連接成為所述耦合元件并聯(lián)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的TVRO接收機(jī)，其特征在于所述的諧振元件是一個(gè)陶瓷諧振器。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的TVRO接收機(jī)，其特征在于，所述第一和第二陷波裝置分別以預(yù)定的衰減電平或“陷波深度”阻塞低于所述底陷波頻率的信號(hào)和高于所述頂陷波頻率的信號(hào)，而且所述品質(zhì)因數(shù)提高裝置可有效地提高所述陷波裝置的陷波深度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的TVRO接收機(jī)，其特征在于，所述品質(zhì)因數(shù)提高裝置包括一個(gè)有源負(fù)電阻網(wǎng)路，該網(wǎng)路適宜給所述陷波裝置中的所述諧振元件提供負(fù)電阻，來有效提高其品質(zhì)因數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的TVRO接收機(jī)，其特征在于，所述濾波器還包括補(bǔ)償裝置，用以調(diào)節(jié)所述有源網(wǎng)絡(luò)所提供的負(fù)電阻，以可控地抵消因所述負(fù)電阻的溫度引起的變化和該負(fù)電阻的溫度對(duì)所述第一和第二陷波裝置的品質(zhì)因數(shù)和陷波深度所引起的任何變化。
9.在一種接收機(jī)中所進(jìn)行的改進(jìn)，該接收機(jī)包括一個(gè)調(diào)諧器，而該調(diào)諧器又包括一超外差電路，該超外差電路則具有一個(gè)壓控振蕩器(VCO)、用以將壓控輸入電壓加到所述VCO的裝置和一混頻器，該混頻器將第一預(yù)定中頻頻率范圍內(nèi)的輸入第一中頻(IF)信號(hào)與所述VCO的輸出進(jìn)行組合以降低第一中頻信號(hào)的頻率，來產(chǎn)生在第二預(yù)定中頻頻率范圍內(nèi)的第二中頻信號(hào)，所述的改進(jìn)其特征在于包括一個(gè)濾波器用以有選擇性地抑制干擾信號(hào)等類似物，該濾波器包括第一和第二陷波裝置，用以根據(jù)一個(gè)固定的衰減電平有選擇性地抑制分別集中在所選取的頂陷波頻率和底陷波頻率周圍的信號(hào);調(diào)諧裝置，用以調(diào)節(jié)所述陷波裝置的所述頂部頻率和底部頻率;和一用以提高所述陷波裝置的品質(zhì)因數(shù)的裝置，以此提高抑制干擾信號(hào)的衰減電平。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的改進(jìn)的接收機(jī)，其特征在于，它還包括一個(gè)用以有選擇性地將所述第一和第二陷波裝置切換轉(zhuǎn)接到所述接收機(jī)上或離開所述接收機(jī)的裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的接收機(jī)，其特征在于，各所述第一和第二陷波裝置都包括一個(gè)與容性耦合元件串聯(lián)連接的頻率諧振元件。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的接收機(jī)，其特征在于，各所述第一和第二陷波裝置都設(shè)有分立的調(diào)諧裝置，各調(diào)諧裝置都包括一個(gè)可變電容元件，該元件由所述頻率調(diào)諧元件和所述容性耦合元件串聯(lián)連接電路再并聯(lián)連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的接收機(jī)，其特征在于所述諧振元件是個(gè)陶瓷諧振器。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的接收機(jī)，其特征在于，所述第一和第二陷波裝置分別以預(yù)定的衰減電平或“陷波深度”阻塞干擾信號(hào)，而且所述的品質(zhì)因數(shù)提高裝置可有效地提高所述陷波裝置的陷波深度。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的接收機(jī)，其特征在于，所述的品質(zhì)因數(shù)提高裝置包括一有源負(fù)電阻網(wǎng)路，該網(wǎng)路適宜給所述陷波裝置中的諧振元件提供負(fù)電阻，以有效地提高其品質(zhì)因數(shù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的接收機(jī)，其特征在于，所述濾波器還包括補(bǔ)償裝置，用以調(diào)節(jié)所述有源網(wǎng)路所提供的負(fù)電阻，以可控地抵消因所述負(fù)電阻的溫度引起的變化和由負(fù)電阻的溫度引起對(duì)所述第一和第二陷波裝置的所述品質(zhì)因數(shù)和陷波深度所引起的任何變化。
17.一種改進(jìn)的濾波器，用以抑制集中在特定頻率上的不希望有的信號(hào)，例如干擾信號(hào)等，所述濾波器其特征在于包括第一和第二陷波裝置，用以根據(jù)一固定衰減電平抑制分別集中在所選取的頂陷波頻率和底陷波頻率周圍的信號(hào);調(diào)諧裝置，用以調(diào)節(jié)所述陷波裝置的所述頂部頻率和底部頻率;和用以提高所述陷波裝置的品質(zhì)因數(shù)的裝置，以提高抑制集中在所述頂部頻率和底部頻率周圍的信號(hào)的衰減電平。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的改進(jìn)的抑制濾波器，其特征在于，所述第一和第二陷波裝置的每一個(gè)都包括一個(gè)與容性耦合元件串聯(lián)連接的頻率諧振元件。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的改進(jìn)的抑制濾波器，其特征在于，為所述第一和第二陷波裝置的每一個(gè)都配備有分立的調(diào)諧裝置，每個(gè)調(diào)諧裝置包括一個(gè)可變電容元件，該元件跨在上述串聯(lián)連接著的上述頻率諧振元件與上述容性耦合元件的兩端與之并聯(lián)連接。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的改進(jìn)的抑制濾波器，其特征在于，所述諧振元件是一個(gè)陶瓷諧振器。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的改進(jìn)的抑制濾波器，其特征在于，所述品質(zhì)因數(shù)提高裝置包括一個(gè)源負(fù)電阻網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)路適宜給所述陷波裝置中的所述諧振元件提供負(fù)電阻，以有效地提高其品質(zhì)因數(shù)。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的改進(jìn)的抑制濾波器，其特征在于，所述濾波器還包括補(bǔ)償裝置，用以調(diào)節(jié)所述有源網(wǎng)路所提供的負(fù)電阻，以可控地抵消所述負(fù)電阻的溫度引起的變化以及由負(fù)電阻的溫度對(duì)所述第一和第二陷波裝置的所述品質(zhì)因數(shù)和衰減電平引起的任何變化。
全文摘要
TVRO接收機(jī)包括內(nèi)含超外差電路和干擾濾波器的調(diào)諧器，超外差電路具有VCO、VCO控制輸入電壓供給裝置和混頻器。混頻器將第一預(yù)定IF范圍內(nèi)的輸入第一IF信號(hào)與VCO輸出相組合來產(chǎn)生在第二預(yù)定IF范圍內(nèi)的第二IF信號(hào)。干擾濾波器包括分別阻塞具有選定底和頂陷波頻率的干擾信號(hào)的分立陷波裝置、調(diào)節(jié)底和頂陷波頻率的調(diào)諧裝置、陷波裝置的品質(zhì)因數(shù)提高裝置、和根據(jù)是否存在對(duì)已收信號(hào)干擾的信號(hào)將陷波裝置轉(zhuǎn)接接入或離開接收機(jī)的裝置。
文檔編號(hào)H04N5/44GK1054516SQ91100510
公開日1991年9月11日 申請(qǐng)日期1991年1月24日 優(yōu)先權(quán)日1990年1月24日
發(fā)明者鐘惠昌, 馬約翰 申請(qǐng)人:雅達(dá)電子有限公司