專利名稱：相位同步電路以及電視信號接收電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能對與產(chǎn)生與控制電壓相應(yīng)的局部振蕩信號的電壓控制振蕩電路以及通過控制電壓來切換頻率特性的RF濾波器電路連接的調(diào)諧線路施加控制電壓的相位同步電路以及電視信號接收電路。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，存在經(jīng)由調(diào)諧線路來對設(shè)置于接收系統(tǒng)中的RF濾波器電路施加控制電壓、且對RF濾波電路設(shè)定與接收頻道對應(yīng)的頻率特性的電視信號接收電路(例如，參照專利文獻(xiàn)I以及專利文獻(xiàn)2)。在上述電視信號接收電路中，對設(shè)于RF濾波器電路的后級的混頻電路輸入由電壓控制振蕩電路將接收RF信號變換成中頻信號的局部振蕩信號。并通過從PLL電路提供的控制電壓來控制電壓控制振蕩電路。
圖4是電視信號接收電路中所具備的PLL電路以及調(diào)諧線路部分的概略構(gòu)成圖。 圖4所示的PLL電路將由水晶振蕩器101生成的振蕩信號輸入到分頻器102來變換成基準(zhǔn)振蕩信號。另一方面，通過控制電壓來控制振蕩頻率的電壓控制振蕩電路(UHF/VHF振蕩器)100將向混頻電路輸出的局部振蕩信號向可編程分頻器103反饋來進(jìn)行分頻。對可編程分頻器103設(shè)定與接收頻率對應(yīng)的分頻比。相位比較器104輸出與由分頻器102輸出的基準(zhǔn)振蕩信號和由可編程分頻器103輸出的反饋信號的相位誤差相應(yīng)的相位誤差信號。電荷泵105將從相位比較器104輸入的相位誤差信號變換成脈沖信號并向低通濾波器106輸出。低通濾波器106對脈沖信號進(jìn)行積分來變換成直流的控制電壓，并經(jīng)由控制電壓提供線路L向電壓控制振蕩電路100 (例如，UHF用VC0/VHF用VC0)提供。
如圖4所示，在從低通濾波器106的輸出端向電壓控制振蕩電路100 (UHF用VC0) 施加控制電壓的線路上設(shè)置有由低通濾波器構(gòu)成的線路濾波器107。線路濾波器107不僅確保良好的相位噪聲特性，還有減少在PLL電路中生成的基準(zhǔn)頻率(相當(dāng)于水晶振子的基波振蕩頻率的I/η)的泄漏等級的作用。線路濾波器107由串聯(lián)連接的電阻Rl以及R2、連接于電阻Rl，R2的中間連接點(diǎn)和接地間的電容器C構(gòu)成。
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開2009-164745號公報(bào)
專利文獻(xiàn)2 :日本特開2001-203594號公報(bào)
然而，連接于電阻Rl，R2的中間連接點(diǎn)和接地間的電容器C不僅具有根據(jù)施加于端子間的直流電壓(控制電壓)的不同而電容發(fā)生變化的特性，還具有因機(jī)械性的沖擊而電容發(fā)生變化的特性(壓電特性)。在施加于電容器C的端子間的直流電壓的變化和機(jī)械性的沖擊同時(shí)產(chǎn)生的情況下，還會引起大的電容變化。其結(jié)果是，存在線路濾波器因電容器 C的電容變化而不能充分發(fā)揮設(shè)計(jì)預(yù)想的功能的問題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于該點(diǎn)而提出，其目的在于，提供一種能防止設(shè)置于調(diào)諧線路上的線路濾波器的濾波器特性的下降的相位同步電路以及電視信號接收電路。
本發(fā)明的相位同步電路，生成用于對電壓控制振蕩電路的振蕩頻率進(jìn)行控制的控 制電壓，并對所述電壓控制振蕩電路提供控制電壓，所述相位同步電路具備電荷泵，其輸 出與相位誤差量成正比的脈沖信號；低通濾波器，其對從所述電荷泵輸出的脈沖信號進(jìn)行 積分來生成控制電壓；和線路濾波器，其設(shè)置于從所述低通濾波器對所述電壓控制振蕩電 路提供控制電壓的控制電壓提供線路上，所述低通濾波器具有第I電容器，其一端與所述 電荷泵的輸出端子連接；并聯(lián)連接電路，其一端與所述第I電容器的另一端連接，另一端與 所述控制電壓提供線路連接，且具備彼此并聯(lián)連接的第I電阻和第2電容器，所述線路濾波 器具有第2電阻，其一端與所述并聯(lián)連接電路的另一端連接，另一端與所述控制電壓提供 線路連接；和第3電容器，其連接于所述第2電阻的另一端和所述并聯(lián)連接電路的一端之 間，所述第3電容器的一端經(jīng)由所述第I電容器從所述電荷泵的輸出端子而與接地高頻連 接。
根據(jù)本發(fā)明的相位同步電路，由于經(jīng)由作為低通濾波器的構(gòu)成要素的第I電阻和 作為線路濾波器的構(gòu)成要素的第2電阻來將作為線路濾波器的構(gòu)成要素的第3電容器的兩 端直流連接，因此第3電容器的兩電極大致電位相等，從而，即使控制電壓(調(diào)諧電壓)因 接收頻道的不同而變化，對該第3電容器施加的電位差也無變化(幾乎為零)，因施加電壓 而引起的電容變化不會發(fā)生。
本發(fā)明在上述相位同步電路中，具備電荷泵電流切換電路，其具有連接于所述電 荷泵的輸出端子和接地之間的第3電阻，并切換所述第3電阻的電阻值來控制在所述電荷 泵中流動的電荷泵電流，所述第3電容器的一端經(jīng)由所述電荷泵電流切換電路的所述第3 電阻而與接地高頻連接。
根據(jù)該構(gòu)成，由于在將第3電容器視作線路濾波器使用的情況下，經(jīng)由配置為低 通濾波器用的高電容的第I電容器，進(jìn)而經(jīng)由CP電流切換電路的第3電阻來接地，因此能 發(fā)揮作為線路濾波器的功能。
本發(fā)明在上述相位同步電路中，對應(yīng)于電壓控制振蕩電路的振蕩頻率來選擇所述 第3電阻的電阻值。
根據(jù)該構(gòu)成，由于對應(yīng)于接收頻道來由多個(gè)開關(guān)對流入到低通濾波器的輸入端子 的脈沖信號(DC電流)進(jìn)行切換，因此，還能產(chǎn)生對應(yīng)于接收頻道來優(yōu)化線路濾波器的設(shè)定 的疊加效應(yīng)。
可以構(gòu)成具備上述相位同步電路的電視信號接收電路。
根據(jù)本發(fā)明，能提供一種能防止設(shè)置于調(diào)諧線路上的線路濾波器的濾波器特性的 下降的相位同步電路以及電視信號接收電路。


圖1是具備本實(shí)施方式所涉及的相位同步電路的電視信號接收電路的構(gòu)成圖。
圖2是本實(shí)施方式中的PLL電路以及線路濾波器的具體的構(gòu)成圖。
圖3是本實(shí)施方式中的線路濾波器的概念圖。
圖4是現(xiàn)有的PLL電路以及調(diào)諧線路部分的概略構(gòu)成圖。
符號說明
10…電視信號接收電路
11…天線
12···天線調(diào)諧電路
13…高頻放大器
14... RF 調(diào)諧電路·
15…混頻電路
16…IF濾波器電路
17A, 17B···電壓控制振蕩電路
18 …PLL 電路
19，106…低通濾波器
20，107…線路濾波器
21…變?nèi)荻O管
22…電容器
23…電感器
24…輸出電路
25…電阻(第I電阻)
26···電容器(第2電容器)
27…并聯(lián)電路
31，101…水晶振蕩器
32，102…分頻器
33,103…可編程分頻器
34，104…相位比較器
35,105…電荷栗
36··· CP電流切換電路(電荷泵電流切換電路)
37…運(yùn)算放大器
38…晶體管
41…開關(guān)群
42…電流設(shè)定用電阻群
CO…電容器(第I電容器)
Rl…電阻(第2電阻)
Cl···電容器(第3電容器)
r…電阻(第3電阻)具體實(shí)施方式
以下，參照附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的一實(shí)施方式。
圖1是具備本實(shí)施方式所涉及的相位同步電路的電視信號接收電路的構(gòu)成圖。本實(shí)施方式所涉及的電視信號接收電路10具備天線11，其接收作為電視信號的廣播波；天線調(diào)諧電路12，其從由天線11輸出的接收信號(RF)中提取電視接收信號(RF信號)；高頻放大器13，其對提取出的電視接收信號(RF信號)進(jìn)行放大；RF調(diào)諧電路14，其從放大后的電視接收信號(RF信號)中提取包含接收頻道的期望頻帶；混頻電路15，其將由RF調(diào)諧電 路提取出的電視接收信號(RF信號)頻率變換成中頻信號(IF信號)；IF濾波器電路16， 其從混頻電路15的輸出信號中提取IF信號；以及后級電路，其對提取出的IF信號進(jìn)行處 理來得到電視信號。
另外，本實(shí)施方式的電視信號接收電路10具備電壓控制振蕩電路17A，其對混頻 電路15提供UHF接收用的局部振蕩信號；電壓控制振蕩電路17B，其對混頻電路15提供 VHF接收用的局部振蕩信號；PLL電路18，其對調(diào)諧線路Ltu生成用于控制電壓控制振蕩電 路17A，17B的振蕩頻率、天線調(diào)諧電路12以及RF調(diào)諧電路14的調(diào)諧電壓的直流的控制電 壓；以及低通濾波器19，其對從PLL電路18輸出的脈沖信號進(jìn)行積分來輸出直流的控制電 壓。
電壓控制振蕩電路17A具備LC諧振電路，其由陽極接地的作為可變電容元件的 變?nèi)荻O管21、一端與變?nèi)荻O管21陰極連接的電容器22、以及與變?nèi)荻O管21和電容 器22并聯(lián)連接的電感器23構(gòu)成，并通過控制電壓來使諧振頻率變化；以及輸出電路24，其 通過LC諧振電路的諧振頻率來振蕩，并輸出局部振蕩信號。在LC諧振電路的變?nèi)荻O管 21的陰極連接有電壓提供線路Lraff的一端。另一方的電壓控制振蕩電路17B也與電壓控制 振蕩電路17A同樣地構(gòu)成。此外，盡管電壓提供線路Luhf是調(diào)諧線路Ltu的一部分，但在本 例中在對一方的電壓控制振蕩電路17A提供控制電壓的線路上設(shè)置有線路濾波器20，因此 與Ltu調(diào)諧線路的叫法不同。
低通濾波器19具有電容器CO (第I電容器)；以及由彼此并聯(lián)連接的電阻25 (第 I電阻)和電容器26(第2電容器)構(gòu)成的并聯(lián)電路27。將電容器CO的一端與PLL電路 18的電荷泵輸出端子CP連接，并將電容器CO的另一端與并聯(lián)電路27的一端連接。將并聯(lián) 電路27的另一端與電壓提供線路Luhf連接。
在本實(shí)施方式中，對于從低通濾波器19向電壓控制振蕩電路17A的LC諧振電路 提供控制電壓的電壓提供線路Lraff設(shè)置有線路濾波器20。線路濾波器20具備串聯(lián)插入到 電壓提供線路Luhf中的電阻Rl (第2電阻)、電阻R2 ；以及一方的端子與電阻Rl和電阻R2 的中間連接點(diǎn)連接的電容器Cl (第3電容器)。此外，將電容器Cl的電容值設(shè)定為比低通 濾波器19的電容CO小很多的值。由于將設(shè)置于線路濾波器20中的電容器Cl的兩端子串 聯(lián)地經(jīng)由線路濾波器20的電阻Rl以及低通濾波器19的電阻25來直流地連接，因此將電 容器Cl的兩端子維持為等電壓。而且，如后所述，盡管是電容器Cl的一端，即與電容器CO 連接的一側(cè)的端子，但構(gòu)成為經(jīng)由電容器CO與PLL電路18的電荷泵輸出端子CP連接，并 從此處起經(jīng)由PLL電路18內(nèi)的開關(guān)以及電阻來與接地連接。
圖2是PLL電路18以及線路濾波器20的具體的構(gòu)成圖。PLL電路18具有水晶 振蕩器31，其從設(shè)于IC外部的水晶振子Xtal取入基波振蕩信號，來振蕩基準(zhǔn)信號；分頻器 32，其對基準(zhǔn)信號進(jìn)行1/M分頻；以及可編程分頻器33，其能從外部CPU設(shè)定分頻比(1/N)， 并對從電壓控制振蕩電路17A/17B(UHF/VHF振蕩器)反饋來的局部振蕩信號進(jìn)行1/N分 頻。另外，PLL電路18具有相位比較器34，其檢測從分頻器32輸入的基準(zhǔn)信號(1/M分 頻)和從可編程分頻器33輸入的局部振蕩信號(1/N分頻)的相位誤差，并輸出表示相位 誤差量的信號；電荷泵35，其將上述信號變換成與相位誤差量成正比的正或負(fù)的電流脈沖 序列；CP電流切換電路36，其對應(yīng)于接收頻率來切換在電荷泵35中流動的電荷泵電流；運(yùn)算放大器37，其對電荷泵35的輸出信號進(jìn)行放大；以及晶體管38，其基極連接有運(yùn)算放大 器37的輸出端子，且將陰極接地。將電荷泵35的輸出端子與電荷泵輸出端子CP連接，并 將晶體管38的集電極與輸出端子VTU連接。在電荷泵輸出端子CP連接有設(shè)于IC外部的 低通濾波器19的輸入端子，在輸出端子VTU連接有設(shè)于IC外部的調(diào)諧線路LTU。
CP電流切換電路36由以下構(gòu)成由并聯(lián)設(shè)置的多個(gè)開關(guān)SWl SW_N組成的開關(guān) 群41 ；由設(shè)于各開關(guān)SWl SW_N的一端和接地之間的多個(gè)電阻rl r_N組成的電流設(shè)定 用電阻群42。將開關(guān)SWl SW_N的另一方的端子與電荷泵輸出端子CP連接。電荷泵35 為了以從低頻帶起到高頻帶為止的寬頻帶來實(shí)現(xiàn)良好的選臺特性，對應(yīng)于接收頻率來切換 在電荷泵35中流動的電流(電荷泵電流)。CP電流切換電路36是用于對應(yīng)于接收頻率來 切換在電荷泵35中流動的電荷泵電流的控制電路。在CP電流切換電路36中，由于多個(gè)開 關(guān)41中的任意的開關(guān)對應(yīng)于接收頻率而接通(ON)動作，并經(jīng)由與接通后的開關(guān)SW連接的 電阻r (第3電阻)來通電荷泵電流，因此通過選擇接通動作的開關(guān)SW，能切換電荷泵電流。
接下來，針對以上構(gòu)成的本實(shí)施方式所涉及的電視信號接收電路的動作來進(jìn)行說 明。
首先，針對電視信號接收電路的整體的動作進(jìn)行說明。在電視信號接收電路10 中，使用天線11來接收電視廣播波，并將作為接收信號的RF信號經(jīng)由天線調(diào)諧電路12、高 頻放大器13、RF調(diào)諧電路14向混頻電路15輸入。對天線調(diào)諧電路12以及RF調(diào)諧電路14 經(jīng)由調(diào)諧線路Ltu來輸入與接收頻率相應(yīng)的控制電壓，從而設(shè)定頻率特性。在混頻電路15 中，對由RF調(diào)諧電路14提取出的接收頻道的RF信號乘以局部振蕩信號來變換成IF信號。 在UHF帶接收時(shí)對混頻電路15提供了局部振蕩信號的電壓控制振蕩電路17A經(jīng)由設(shè)置了 線路濾波器20的電壓提供線路Luhf來施加對振蕩頻率進(jìn)行控制的控制電壓。在VHF帶接 收時(shí)，從電壓控制振蕩電路17B對混頻電路15提供局部振蕩信號。將在混頻電路15中變 換成IF信號的接收頻道的電視廣播信號經(jīng)由IF濾波器電路16而向后級電路輸出。
接下來，針對與PLL電路18以及線路濾波器20相關(guān)的動作進(jìn)行說明。
將從電壓控制振蕩電路17A向混頻電路15輸出的局部振蕩信號向可編程分頻器 33反饋。在可編程分頻器33中隨時(shí)設(shè)定與接收頻率相應(yīng)的分頻比(1/N)，并將局部振蕩信 號分頻為1/N的信號輸入到相位比較器34。在分頻器32中設(shè)定針對基準(zhǔn)頻率的分頻比，以 在混頻電路15中提供能將期望波的接收頻率頻率變換成中間頻率的局部振蕩信號。分頻 器32將以與期望波的接收頻率對應(yīng)的分頻比來對基本頻率分頻而得到的頻率信號輸入到 相位比較器34。由相位比較器34檢測對基本頻率分頻后的頻率信號和當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的局部 振蕩信號(1/N分頻)之間的相位差，并將表示相位誤差量的相位誤差信號向電荷泵35輸 出。電荷泵35接受相位誤差信號并輸出與相位誤差量相應(yīng)的脈沖信號。
此時(shí)，電荷泵35為了使電路動作(選臺動作)穩(wěn)定，通與接收頻率聯(lián)動的大小的 電荷泵電流。即，CP電流切換電路36對應(yīng)于接收頻率來使預(yù)先所決定的開關(guān)(SWl SW_N 的組合)為接通，并經(jīng)由與進(jìn)行了接通動作的開關(guān)(SWl SW_N的組合)連接的電流設(shè)定 用的電阻(rl r_N的組合)來對接地通電荷泵電流。在本例中，同時(shí)通過與接地連接的 電阻r的組合來切換電荷泵電流。
將從電荷泵35輸出的脈沖信號從電荷泵輸出端口 CP輸入到低通濾波器19，并經(jīng) 積分而變換成直流的控制電壓。其結(jié)果是，將與接收頻率對應(yīng)的電壓值的控制電壓從低通濾波器19施加到調(diào)諧線路Ltu以及電壓提供線路LraF。此外，通過在低通濾波器19中并聯(lián) 地構(gòu)成運(yùn)算放大器37以及晶體管38，使其具有有源環(huán)路濾波器的功能。因此，通過低通濾 波器19的各常數(shù)的設(shè)定，不僅進(jìn)行截止頻率的決定，還決定用于穩(wěn)定地進(jìn)行相位同步電路 (PLL)的控制的時(shí)間常數(shù)/相位裕度、傳輸特性(時(shí)間常數(shù)/相位裕度)。通過如上所述使 低通濾波器19具有有源環(huán)路濾波器的功能，能對輸出端子VTU提供足夠大的控制電壓。
例如，在UHF帶接收時(shí)，將對電壓提供線路Luhf施加的控制電壓經(jīng)由線路濾波器20 輸入到電壓控制振蕩電路17A。電壓控制振蕩電路17A通過對電壓提供線路Luhf施加的控 制電壓來使變?nèi)荻O管21的電容變化，從而切換局部振蕩信號的頻率。將從電壓控制振蕩 電路17A向混頻電路15輸入的局部振蕩信號向可編程分頻器33反饋。
根據(jù)本實(shí)施方式，由于將設(shè)置于線路濾波器20中的電容器Cl的一端與電壓提供 線路Lraff連接，另一端與低通濾波器19中的并聯(lián)電路27的輸入側(cè)端子(電容器CO側(cè))連 接，因此該電容器Cl經(jīng)由配置于IC內(nèi)部的CP電流切換電路36的電流設(shè)定用的電阻r而 接地。由此，由于將電容器Cl的一端高頻接地，因此構(gòu)成圖3所示那樣的T型的低通濾波 器，能維持線路濾波器本來的功能。
另外，由于將設(shè)置于線路濾波器20中的電容器Cl的兩端間經(jīng)由電阻25以及電阻 Rl而直流地直接連接，因此將對電容器Cl的兩端施加等電位，從而起到抑制因電位差的大 小而引起的噪聲產(chǎn)生的作用。如圖4所示，盡管在調(diào)諧線路和GND間存在電位差的情況下， 接地電容(電容器C)需要使用壓電耐性好的高價(jià)的電容器，但在本實(shí)施方式中由于不需要 使用壓電耐性好的高價(jià)的電容器，因此能謀求降低成本。
另外，根據(jù)本實(shí)施方式，基于CP電流切換電路36的電流切換功能，能通過電荷泵 電流的切換來對配置于IC外部的低通濾波器19/線路濾波器20、與IC內(nèi)部所構(gòu)成的包含 運(yùn)算放大器37以及晶體管38的放大部之間的連接進(jìn)行優(yōu)化，從而謀求電路動作的穩(wěn)定化。 此時(shí)，針對經(jīng)由了電流設(shè)定用的電阻r的電容器Cl的接地，設(shè)定為電流設(shè)定用的電阻r為 了使電路動作(選臺動作)穩(wěn)定化而具有與接收頻率聯(lián)動而變化的性質(zhì)，能在使用了該電 阻r的線路濾波器20的濾波器功能中提供能對頻率特性進(jìn)行微調(diào)整的新功能。
本發(fā)明不限于上述的實(shí)施方式。例如，盡管在以上的說明中針對電視信號接收電 路進(jìn)行了說明，但在具備PLL電路的高頻設(shè)備中也能同樣地應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種相位同步電路，生成用于對電壓控制振蕩電路的振蕩頻率進(jìn)行控制的控制電壓，并對所述電壓控制振蕩電路提供控制電壓， 所述相位同步電路的特征在于，具備 電荷泵，其輸出與相位誤差量成正比的脈沖信號； 低通濾波器，其對從所述電荷泵輸出的脈沖信號進(jìn)行積分來生成控制電壓；和線路濾波器，其設(shè)置于從所述低通濾波器對所述電壓控制振蕩電路提供控制電壓的控制電壓提供線路上， 所述低通濾波器具有第I電容器，其一端與所述電荷泵的輸出端子連接；和并聯(lián)連接電路，其一端與所述第I電容器的另一端連接，另一端與所述控制電壓提供線路連接，并具備彼此并聯(lián)連接的第I電阻和第2電容器， 所述線路濾波器具有第2電阻，其一端與所述并聯(lián)連接電路的另一端連接，另一端與所述控制電壓提供線路連接；和第3電容器，其連接于所述第2電阻的另一端和所述并聯(lián)連接電路的一端之間， 所述第3電容器的一端經(jīng)由所述第I電容器從所述電荷泵的輸出端子而與接地高頻連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相位同步電路，其特征在于， 所述相位同步電路具備 電荷泵電流切換電路，其具有連接于所述電荷泵的輸出端子與接地之間的第3電阻，并切換所述第3電阻的電阻值來控制在所述電荷泵中流動的電荷泵電流， 所述第3電容器的一端經(jīng)由所述電荷泵電流切換電路的所述第3電阻而與接地高頻連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的相位同步電路，其特征在于， 對應(yīng)于電壓控制振蕩電路的振蕩頻率來選擇所述第3電阻的電阻值。
4.一種電視信號接收電路，其特征在于，具備權(quán)利要求2或3所述的相位同步電路。
全文摘要
本發(fā)明提供一種相位同步電路，其目的在于防止設(shè)置于調(diào)諧線路上的線路濾波器的濾波特性的下降。該相位同步電路具備低通濾波器(19)，其對從電荷泵(35)輸出的脈沖信號進(jìn)行積分；以及線路濾波器(20)，其設(shè)置于從低通濾波器(19)對電壓控制振蕩電路(17A)提供控制電壓的控制電壓提供線路(LUHF)上，將線路濾波器(20)的電容器(C1)的一端從電荷泵(35)的輸出端子經(jīng)由CP電流切換電路(36)的電阻(r)而與接地高頻連接。
文檔編號H04N5/50GK103001630SQ20121008382
公開日2013年3月27日 申請日期2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月8日
發(fā)明者樋田將典 申請人:阿爾卑斯電氣株式會社