專利名稱：載頻信號帶通濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及濾波器，該濾波器具有一調(diào)諧電路，該電路與一個調(diào)諧電容器相連接，并由控制變量來控制，該控制變量代表諧振頻率與所需頻率值的偏差。特別地說，所述濾波器能夠用于彩色電視接收機中的、已調(diào)制的SECAM彩色載頻信號。
在彩色電視接收機中，復(fù)合彩色信號或VCBS信號必須以選頻方式被分解成為亮度信號Y和色度信號C。因而需要一種用于亮度信號的濾波器，就SECAM彩色載頻信號來說，這種濾波器稱為Bell(鐘形)濾波器。這種濾波器必須具有比較高的品質(zhì)因數(shù)，Q＝16和4.286MHz±10KHz的通常頻率精度，因而實現(xiàn)起來是困難的。鑒于嚴格的要求和與溫度有關(guān)的偏差，制造一種象“自調(diào)諧濾波器”那樣的濾波器是十分有益的。眾所周知，可提供一種常規(guī)的LC諧振電路，調(diào)諧的中心頻率高出大約5%，并在垂直回掃期間，利用設(shè)置在集成電路(IC)電路中的二進制步進電容器，調(diào)諧在校正頻率上。為了這一目的，在垂直回掃期間，該LC諧振電路被接通，作為一個振蕩器中的確定頻率的部件，于是該振蕩器以Bell濾波器的中心頻率振蕩。一個邏輯裝置把LC振蕩器的振蕩頻率與彩色解調(diào)器的4.25MHz中心頻率相比較，該頻率偏低為36KHz。二進制步進電容器網(wǎng)絡(luò)失諧，在每個垂直回掃期間精度為一步，直到該頻率充分地與所需頻率相吻合為止。由于步進電容器和這種不連續(xù)的性質(zhì)，上述解決方案的缺點在于要想精確地調(diào)諧到所要求的頻率是不可能的。其結(jié)果是，因這種電路需要采用2μ工藝的大約2mm2的面積而使這種解決方案的費用昂貴。
本發(fā)明的目的在于提出一種具有連續(xù)調(diào)諧而沒有不連續(xù)性質(zhì)的自調(diào)諧電路，該電路特別適于集成電路，并且僅需要一個用于調(diào)諧的非可變電容器。上述目的通過這樣的方式來實現(xiàn)，即提供一種載頻信號帶通濾波器，它具有一個并聯(lián)諧振電路與一電容器連接，所述帶通濾波器受一控制變量(Us)控制，該控制變量(Us)代表諧振頻率與所需頻率值的偏差，其特征在于提供有一調(diào)諧電容器，它的一個電極(A)被連接到調(diào)諧電路，而它的另一電極(B)與一電壓源連接，電壓源由控制變量(Us)控制所述調(diào)諧電容器的電壓為調(diào)諧電路上的電壓(U1)。本發(fā)明有利的改進結(jié)構(gòu)在于調(diào)諧電路上的電壓(U1)被傳送到具有傳輸常數(shù)的第二電極(B)，該傳輸常數(shù)受控制變量(Us)控制;
傳輸常數(shù)可以在0和2之間變化;
該調(diào)諧電路被連接到一個振蕩器，在循環(huán)時間區(qū)段作為一個確定頻率的部件，所述振蕩器的輸出電壓與一參考頻率電壓一起被施加給一個相位比較單元的輸入端，該相位比較單元提供控制變量(Us);
時間區(qū)段與垂直回掃時間或垂直回掃時間的一部分相對應(yīng);
一個受控制變量(Us)控制的放大器單元(Q1-Q7)被連接在調(diào)諧電容器的第一電極(A)和第二電極(B)之間;
控制變量(Us)和參考電壓(Vref)被施加給一個第一差分放大器(Q8，Q9)的輸入端，第一差分放大器的輸出對從調(diào)諧電容器的第一電極A到第二電極B的電壓(U1)的傳輸常數(shù)進行控制;
第一差分放大器(Q8，Q9)的輸出端與第二差分放大器的兩個晶體管(Q3，Q4)的基極連接，并同時還與第三差分放大器的兩個晶體管(Q5，Q6)的基極連接;調(diào)諧電容器的第一電極經(jīng)放大器單元(Q1，Q2)連接到第二差分放大器的晶體管(Q3，Q4)的互連的發(fā)射極，第二和第三差分放大器的兩個晶體管(分別為Q3，Q5和Q4，Q6)的集電極兩兩互連并且一個接點與工作電壓(Vcc)連接，而另一接點被連接到一個放大器單元(Q7)的輸入端，放大器單元(Q7)的輸出端與調(diào)諧電容器的第二電極(B)相連。
放大器單元(Q1，Q2，Q7)被構(gòu)造成射極跟隨器;
在調(diào)諧電路的中心頻率與參考頻率(fref)之間存在一個差值;
在控制變量(Us)通路中設(shè)置有一個可控放大器單元，在圖象掃描和圖象回掃之間，利用垂直回掃脈沖(v)，放大器單元的增益被轉(zhuǎn)換為不同的增益因數(shù)(分別為1或0.99)。
為此，在本發(fā)明的情況下，不需要使用電容二極管，也不需要使用步進方式接通的其它各電容器。僅為調(diào)諧電路的調(diào)諧提供一個小的電容器，該電容器的一個電極與調(diào)諧電路連接。在調(diào)諧電路上為實現(xiàn)調(diào)諧目的的電容器的效果以這樣的方式(即在第一電極上的AC(交流)電壓通過可變傳輸常數(shù)被傳送到該電容器的第二電極的方式)來改變。在這種情況中的傳輸常數(shù)由一個控制變量控制，該控制變量是通過把調(diào)諧電路的各自諧振頻率與該調(diào)諧電路的通常的通帶頻率進行比較來獲得。由于這種向所述電容器的第二電極耦合AC電壓的結(jié)果，使得在調(diào)諧電路上的電容器的作用能夠改變。這樣就構(gòu)成了一種電氣上可變的電容器。它的主要優(yōu)點在于，使得連續(xù)模擬地調(diào)諧而消除不連續(xù)的性質(zhì)成為可能，這樣濾波器的所需通帶頻率能夠被很精確地控制。此外，僅需要一個小電容器。這種電容器不需要是可變的。由于從電容器的第一電極到第二電極電壓的傳輸常數(shù)在0和2之間變化的結(jié)果，則在該電容器中的電流的極性能夠被反轉(zhuǎn)。這意味著該電容器呈現(xiàn)出負電容，也就是說呈現(xiàn)為調(diào)諧電路的電感。由于該電容器的有效值能夠在零值周圍改變，也就是說，它能夠變?yōu)槿菪缘暮透行缘?，所以調(diào)諧電路自己能夠精確地調(diào)諧到所需的頻率上。然后，該電容器僅僅產(chǎn)生一種調(diào)諧電路中心頻率的校正，基本上不會導(dǎo)致調(diào)諧電路的失諧。由于這種解決方案的結(jié)果，整個電路對于相位漂移尤其是不敏感的。
下面將參考實施例的附圖對本發(fā)明進行描述，其中

圖1示出本發(fā)明解決方案的簡易電路圖;
圖2示出便于解釋圖1的工作方式的表格;
圖3示出與圖1相關(guān)被擴展了的電路圖，和圖4示出用于集成電路的一個特別測試的電路。
圖1示出一個調(diào)諧電路1，它是SECAM彩色載頻信號鐘形濾波器的一部分。調(diào)諧電路1與集成電路2的引腳P1相接。P1又與內(nèi)部調(diào)諧電容器Ci的第一電極A相接。電容器Ci的第二電極B連接到電壓源3?？刂谱兞縐s代表調(diào)諧電路1的諧振頻率與所需頻率fref的偏差，用于控制傳輸常數(shù)g。通過該傳輸常數(shù)g，電極A上的電壓U1被傳送到電容器Ci的電極B。這些用箭頭5和可控電壓源3象征性地表示。電壓源3在電極B上產(chǎn)生一個電壓，該電壓與電極A上的電壓具有相同的頻率和相位，但它具有一個能夠由Us改變的幅度。
下面參考圖2對其工作方式進行說明。當傳輸常數(shù)g＝0時，則電極B上的電壓U(B)為零。于是電極B被接地。這意味著電容器Ci把它的全部電容C(P1)作用在調(diào)諧電路1上，于是它的諧振頻率被減到最小值fo-Df。當傳輸常數(shù)g＝1時，電壓U(B)等于U(A)。這樣，在兩電極A和B上均出現(xiàn)了一個電壓，該電壓在頻率、相位和幅度上是相同的。這意味著電容器Ci的等效電容C(P1)等于零。這時調(diào)諧電路1具有它的中心頻率f0，并且完全不會由電容器Ci造成失諧。當g＝2時，也就是說電極B上的電壓U(B)是電極A上的電壓的兩倍，這時U(B)仍具有U(A)的相位，但幅度是U(A)的兩倍。結(jié)果，與g＝0的情況相比，電流被電容器Ci變換了180°。這意味著電容器Ci的作用就象一個電感器，準確地說象一個負電容器。這時，一個電感器以并聯(lián)的方式與調(diào)諧電路1連接。由于這一結(jié)果，調(diào)諧電路1總的有效電感被減小，而其諧振頻率被增加到f0+_f的值。不難看出，利用這種電路，通過可變電容器或可變電感器的連接，能夠使調(diào)諧電路1的諧振頻率圍繞所需值f0變化。
圖3示出了圖1中電路簡圖的一種放大形式。調(diào)諧電路1作為一個確定頻率的部件被連接到振蕩器5。該振蕩器由晶體管QA和QB構(gòu)成，并僅在垂直回掃時間期間由垂直回掃脈沖v經(jīng)開關(guān)6接通起作用。在垂直回掃時間期間，振蕩器5產(chǎn)生一個電壓，它的頻率取決于調(diào)諧電路1的諧振頻率。該電壓與具有諧振頻率fref的電壓一起傳送到相位比較器單元4，相位比較器單元4在與引腳P3連接的濾波器部件7上產(chǎn)生一個在垂直掃描時間期間保持的平滑的控制變量Us。通過可控放大器單元8使該控制變量按照在圖象掃描期間的值1和圖象回掃期間的值0.99之間的增益進行轉(zhuǎn)換，并且該控制變量被用于控制如圖1中的傳輸常數(shù)g。在垂直回掃時間期間，校正電容器Ccor通過脈沖v經(jīng)開關(guān)9被附加地并聯(lián)連接在調(diào)諧電路上。Ccor的作用與單元8中按照增益的轉(zhuǎn)換作用是相同的。這兩種用于在圖象掃描和圖象回掃之間轉(zhuǎn)換的可能性能夠被交替地使用。或者也可輔助地使用。同樣也由垂直回掃脈沖v閉合的開關(guān)12表示，相位比較器單元4僅在包括有調(diào)諧電路1的振蕩器5由脈沖v接通起作用的時間期間才被接通起作用。
圖4示出了按照圖3的一個特別測試電路。電極A上的電壓U1經(jīng)晶體管Q1和Q2(起著兩個射極跟隨器的作用)傳送到具有晶體管Q3和Q4的差分放大器，并經(jīng)晶體管Q7(起著射極跟隨器的作用)傳送到電極B。作為相位比較器單元的電路10提供有控制變量Us，它與一比較電壓Vref一起被提供給由晶體管Q8和Q9組成的差分放大器。差分放大器Q8、Q9的輸出傳送到差分放大器Q3、Q4的輸入端，同時也傳送到差分放大器Q5、Q6的輸入端。如圖1和3所示，控制變量Us把從電極A到電極B的電壓的傳輸常數(shù)g控制在值g＝0和g＝2之間。振蕩器5仍然通過晶體管QA和QB構(gòu)成。在圖4中，相應(yīng)于圖3中的相位比較器單元4，執(zhí)行一種特定的相位比較。晶體管QA和QB構(gòu)成一個乘法器。開關(guān)11它由參考電壓Vref操縱，假使是這種情況則有著一個在調(diào)諧電路1的電壓U1與參考電壓Vref之間的相位比較輸入。開關(guān)12，它由垂直回掃脈沖v打開，表示僅在垂直回掃時間期間相位比較再一次發(fā)生。
權(quán)利要求
1.一種載頻信號帶通濾波器，它具有一個與一電容器(Ci)連接的并聯(lián)調(diào)諧電路(1)，所述帶通濾波器受一控制變量(Us)控制，該控制變量(Us)代表諧振頻率與所需頻率值的偏差，其特征在于提供一個調(diào)諧電容器(Ci)，它的一個電極A被連接到調(diào)諧電路(1)，而它的另一電極B與一電壓源(3)連接，電壓源(3)由控制變量(Us)控制，所述調(diào)諧電容器(Ci)的電壓為調(diào)諧電源(1)上的電壓(U1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器，其特征在于，上述的調(diào)諧電路(1)上的電壓(U1)被傳送到具有傳輸常數(shù)(g)的第二電極(B)，該傳輸常數(shù)(g)受控制變量(Us)控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的濾波器，其特征在于，傳輸常數(shù)(g)可以在0和2之間變化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器，其特征在于，上述的調(diào)諧電路(1)被連接到一個振蕩器(5)上，在循環(huán)時間區(qū)段作為一個確定頻率的部件，所述振蕩器的輸出電壓與一參考頻率電壓(Vref)一起被施加給一個相位比較單元(4)的輸入端，該相位比較單元(4)提供控制變量(Us)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的濾波器，其特征在于，上述的時間區(qū)段與垂直回掃時間，或垂直回掃時間的一部分相對應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器，其特征在于，一個受控制變量(Us)控制的放大器單元(Q1-Q7)被連接在調(diào)諧電容器(Ci)的第一電極(A)和第二電極(B)之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的濾波器，其特征在于，上述的控制變量(Us)和參考電壓(Vref)被施加給一個第一差分放大器(Q8，Q9)的輸入端，第一差分放大器的輸出對從調(diào)諧電容器(Ci)的第一電極A到第二電極(B)的電壓(U1)的傳輸常數(shù)進行控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的濾波器，其特征在于，第一差分放大器(Q8、Q9)的輸出端與一個第二差分放大器的兩個晶體管(Q3、Q4)的基極連接，并同時還與一個第三差分放大器的兩個晶體管(Q5、Q6)的基極連接;調(diào)諧電容器(Ci)的第一電極經(jīng)一個放大器單元(Q1、Q2)連接到第二差分放大器的晶體管(Q3，Q4)的互連的發(fā)射極;第二和第三差分放大器的兩個晶體管(分別為Q3、Q5和Q4、Q6)的集電極兩兩互連，并且一個接點與工作電壓(Vcc)連接，而另一接點被連接到一個放大器單元(Q7)的輸入端，放大器單元(Q7)的輸出端與調(diào)諧電容器(Ci)的第二電極(B)相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的濾波器，其特征在于，上述的放大器單元(Q1，Q2，Q7)被構(gòu)造成射極跟隨器。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的濾波器，其特征在于，在調(diào)諧電路(1)的中心頻率與參考頻率(fref)之間存在一個差值。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的濾波器，其特征在于，在控制變量(Us)通路中設(shè)置有一個可控制放大器單元(8)，在圖象掃描和圖象回掃之間，利用垂直回掃脈沖(v)，放大器單元(8)的增益被轉(zhuǎn)換為不同的增益因數(shù)(分別為1或0.99)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種適于集成電路的自調(diào)諧電路，它具有連續(xù)的調(diào)諧功能并僅需要一個固定的電容器。調(diào)諧電容(C
文檔編號H04N9/78GK1077580SQ9310388
公開日1993年10月20日 申請日期1993年4月6日 優(yōu)先權(quán)日1992年4月6日
發(fā)明者魯?shù)婪颉た撇祭? 帕斯卡爾·德巴梯 申請人:德國索姆森-布蘭特有限公司