專利名稱：信號輸入電路的制作方法
背景技術：
信號處理設備通常具有信號輸入端，施加到信號輸入端的信號從信號輸入端傳送至信號處理電路。如果可將信號輸入端斷開，在從信號輸入端到信號處理電路的信號路徑上通常有一個開關。當這個開關打開時，斷開信號路徑的開關通常在隔離的信號路徑間形成去耦，隨著頻率升高所述去耦降低。這就意味著盡管信號路徑被開關中斷，但相對高頻率的信號仍能到達開關下游的組件。傳播路徑可包括例如電容性或電感性耦合。為了在信號處理裝置的信號輸入端與信號處理電路之間產生更好的絕緣，斷開信號路徑的開關裝置經常是級聯的。隨著頻率增加絕緣降低的問題以同樣的方式存在于具有多個轉換的信號輸入端的電路中。斷開信號路徑或轉換信號輸入端的級聯開關裝置與不需要的相對較高程度的信號復雜性相關聯。因此需要為斷開信號路徑或為在信號輸入端之間進行轉換降低電路復雜性。同時，需要在開關裝置或較高頻率的選擇裝置的輸入端與輸出端之間得到改進的絕緣性能。
具有理想特性的信號輸入電路在權利要求1中限定。本發明有利的改進和發展在從屬權利要求中限定。
發明內容
基于本發明的信號輸入電路具有由第一控制信號控制的第一開關裝置。第一開關裝置設置在電路的輸入端和輸出端之間的信號路徑上。當第一開關裝置閉合時，施加到該電路的信號從該電路的輸出端傳送至信號處理電路。在第一開關裝置的上游設置濾波器，其濾波特性可在第二控制信號的基礎上轉換。此濾波器可以是例如低通濾波器或帶通濾波器。
在本發明的另一實施例中，第一有用信號通過電路的輸入端傳送至所連接的信號處理電路。在本發明電路的一個實施例中，不但傳輸第一有用信號，而且傳輸另一信號。所述信號即使在信號路徑已中斷時，也被傳送至另一電路以進行信號處理。此另一信號在下文中稱作帶外(out-of-band)或OOB信號，其具有例如比有用信號低的頻率。例如，已知的用于電視電纜連接的OOB信號的頻率范圍在70兆赫至130兆赫之間。如上所述，設置在開關裝置上游的濾波器的濾波特性可以轉換。在這種情況下，隨著信號路徑閉合，所選擇的濾波器特性例如在傳送至信號處理電路的整個頻率范圍上是線性的。隨著第一開關裝置打開和由此信號路徑中斷，濾波器特性對應于例如低通濾波器或帶通濾波器的特性。當信號路徑中斷時選擇濾波器的頻率范圍，使得帶外信號通過，而其它頻率，特別是高頻率，則被抑制。取決于第一有用信號和帶外信號的性質，頻率范圍還可重疊。在任何情況下，濾波器被設計為使帶外信號通過。在此情形下，也可以想到濾波器的上截止頻率在帶外信號的最大頻率之下，使得帶外信號處在下降的濾波邊沿的區域內并以衰減的形式傳送。在頻率增加時斷開信號路徑的第一開關裝置的絕緣降低因而由在更高頻率時增加濾波器的信號衰減而補償或過補償。
在本發明電路的另一實施例中，第一開關裝置是由第一控制信號控制的選擇裝置。除了第一輸入端，該電路還有第二輸入端，選擇裝置從第一輸入端或第二輸入端選擇信號，并將其傳送至所連接的信號處理電路。在第一輸入端和第二輸入端的信號例如是廣播無線電信號，其通過天線或電纜連接提供。輸入端中的第一個，例如電視電纜連接，用于施加除了第一有用信號外也被傳送的帶外信號至該設備。即使將例如通過天線施加到第二輸入端的第二有用信號傳送至信號處理電路，通過第一輸入端提供的附加帶外信號也需要傳送至另一電路部分。為此目的，帶外信號從濾波器的下游流出并施加到另一電路部分。在帶外信號之上的頻率由濾波器抑制。因而對于相應未選擇的信號對更高頻率上的選擇裝置的絕緣降低進行補償或過補償。
在本發明電路的一個實施例中，在選擇相應輸入端或閉合信號路徑的情況下，濾波器被由第二控制信號控制的第二開關裝置旁路。濾波器因而停止運行，并且整個頻率范圍傳送至所連接的信號處理電路。
在本發明電路的一個實施例中，第二控制信號對應于第一控制信號，即在本發明的另一實施例中，第二控制信號由與第一開關裝置或選擇裝置一樣的控制信號相應地控制。，在本發明另一改進中，濾波器的下游連接著放大器。在另一進一步的改進中，放大器的最大工作頻率是可選擇的。按照本發明，選擇放大器的最大工作頻率，使得當信號路徑閉合或已選擇信號時，設置整個需要的工作頻率，并且當信號路徑打開或未選擇信號時，減小最大工作頻率，使得只把帶外信號放大到足夠的程度。此放大器包含例如晶體管。可利用放大器的工作點來控制決定放大器的最大工作頻率的晶體管的最大變換頻率(maximum transitfrequency)。晶體管的工作點使用例如基極電流的設定進行選擇。在這種情況下，基極電流由第三控制信號控制，這樣當信號路徑閉合或已選擇信號時，選擇較高的最大工作頻率。
在本發明的環境下，第一、第二和第三控制信號可以相同，或可從單一的控制信號導出。開關裝置是利用例如繼電器、二極管或RF晶體管設計的開關裝置，也包含集成開關。
下面通過參考附圖，對本發明進行更詳細的說明。附圖中圖1示出中斷信號路徑的公知電路的示意圖；圖2示出選擇兩個信號中的一個的公知選擇電路的示意圖；圖3示出典型開關裝置和低通濾波器依頻率變化的衰減曲線的概括表示；圖4示出中斷信號路徑的第一發明電路；圖5示出中斷信號路徑的發明電路的又一實施例；圖6示出選擇兩個信號中的一個的發明電路的第一實施例；圖7示出選擇兩個信號中的一個的發明電路的第二實施例；圖8示出選擇兩個信號中的一個的發明電路的第三實施例；以及圖9示出可旁路的低通濾波器的示范性的詳細電路。
在這些圖中，相同或類似的元件用相同的參考符號給出。
具體實施例方式
圖1示出處理信號的設備的示意圖，其中信號路徑可中斷。現有技術中公知的電路具有輸入端1和第一信號處理電路4。為選擇性地中斷信號路徑的目的，把由控制信號SEL1控制的開關裝置2設置于輸入端1與第一信號處理電路4之間。依據控制信號SEL1，輸入端1與第一信號處理電路4相連，或者中斷信號路徑。輸入端1與第一信號處理電路4的絕緣由開關裝置2的特性確定。這點特別適用于絕緣對信號頻率的依賴。
圖2示出選擇兩個輸入端之一的電路，如現有技術中所公知的。同圖1一樣，也具有第一輸入端1和第一信號處理電路4。在這種情況下，圖1中的開關裝置2是在第一輸入端1與第二輸入端7之間選擇的選擇裝置2。控制信號SEL1判斷兩個輸入端1和7中的哪一個連接到第一信號處理電路4。第一輸入端1不但用于提供第一有用信號，而且提供另一信號OOB。另一信號OOB施加給第二信號處理電路6。OOB信號用于提供例如額外的服務。此額外的服務需要永久有效，而與選擇裝置2的當前開關位置無關。由于此原因，信號OOB永久地施加到第二信號處理電路6，而與選擇裝置2的選擇無關。圖中示意性地示出的布置有這樣的風險除了另一信號OOB外也施加到第一輸入端1的第一有用信號將通過電路中的線或導電軌道傳播，并將被耦合到其它電路部分中。例如，通過電容性或電感性耦合或通過對其它組件的電磁輻射實現傳播。另外，隨著頻率的增加，在未選輸入端與輸出端之間選擇裝置2的絕緣降低。施加到第一輸入端的第一有用信號的相對高的頻率可在這種情況下像干擾信號一樣到達選擇裝置3的輸出端，并可能干擾來自選擇裝置其他輸入端的所選擇的第二有用信號。當連接到輸入端的信號源傳遞具有很大差異的電平的信號時，這些干擾是特別有害的。
圖3示出一個頻率范圍內的開關裝置SW和低通濾波器TP的衰減的示范性頻率響應。當低通濾波器和開關裝置串聯連接時，對于圖中所示的特性曲線得到依頻率變化保持不變的衰減。作為低通濾波器TP和開關裝置SW串聯連接的結果而得到的總的衰減如點劃線TP+SW所示。
圖4示出中斷信號路徑的本發明電路的第一實施例。此電路具有輸入端1和信號處理裝置4。另外，還具有由控制信號SEL1控制的第一開關裝置2。在輸入端1與第一開關裝置2之間設置其特性可由控制信號SEL2轉換的濾波器10。當第一開關裝置2閉合時，選擇濾波器10的頻率特性，使得施加到輸入端1的所需信號不衰減地到達信號處理電路4。當開關裝置2打開時，設置濾波器10的頻率特性，使得隨著頻率增加而減少的開關裝置2的衰減至少得到補償。在本發明電路的另一實施例中，放大器9連接到濾波器10的下游。
圖5示出中斷信號路徑的本發明電路的第二實施例。圖中所示電路基本上對應于圖4的電路。與前面所描述的電路不同，濾波器10的頻率特性不能轉換，但可使用第二開關裝置8旁路。第二開關裝置8由控制信號SEL2控制。當第一開關裝置2閉合時，啟動第二開關裝置8，使得濾波器10被旁路。施加到輸入端1的信號現在不衰減地到達信號處理電路4。在圖5所示的電路中，一個實施例也具有放置于濾波器10與第一開關裝置2之間的放大器9。
圖6示出選擇兩個信號輸入端中的一個的本發明電路的第一實施例。在這種情況下，第一輸入端1和第二輸入端7連接到選擇裝置2。來自相應所選擇的輸入端的信號，從由控制信號SEL1控制的選擇裝置2傳送至信號處理電路4。在第一輸入端1與選擇裝置2的對應輸入端之間設置其頻率特性可轉換的濾波器10。濾波器10由控制信號SEL2控制。當選擇裝置2已選擇第一輸入端1時，選擇濾波器10的頻率特性，使得來自輸入端1的信號不衰減地到達信號處理電路4。與有用信號一起傳輸的另一OOB信號從選擇裝置2的輸入端的上游分出，并被施加到第二信號處理電路6。當選擇裝置2已選擇第二輸入端7時，選擇濾波器10的頻率特性，使得與有用信號一起傳輸的另一OOB信號可以通過濾波器10。由于信號OOB從選擇裝置2輸入端的上游分出，因此即使在未選擇輸入端時它也能到達另一信號處理裝置6。如果濾波器10是低通濾波器，信號OOB的信號頻率以上的頻率被衰減。OOB信號的頻率在例如70MHz至130MHz的波段內。采用適當設計的濾波器，130MHz以上的頻率因而被衰減。如果濾波器10是適當設計的帶通濾波器，信號OOB的信號頻率以下的頻率也可被衰減。在本發明電路的一個實施例中，在濾波器10的下游提供放大器9。
圖7示出選擇兩個信號輸入端中的一個的本發明電路的第二實施例。此電路基本上對應于圖6的電路。與圖6中所示電路不同，濾波器10的頻率特性不能轉換，但可使用第二開關裝置8旁路。第二開關裝置8由控制信號SEL2控制。當選擇第一信號輸入端1時，啟動第二開關裝置8，使得濾波器10被旁路。然后施加到輸入端1的信號不衰減地到達信號處理電路4。在圖7所示的電路中，一個實施例也具有放置于濾波器10與第一選擇裝置2之間的放大器9。
圖8示出選擇兩個信號輸入端中的一個的本發明電路的第三實施例。此電路基本上對應于圖7的電路。除了圖7中所描述的特性外，在此電路中還可使用控制信號SEL3來選擇放大器9的最大工作頻率。在這種情況下，選擇放大器的最大工作頻率，使得它在選擇第一輸入端1時對應于有用信號的最大頻率。當選擇第二輸入7時，最大工作頻率對應于另一信號OOB的最大工作頻率是足夠的。
將放大器9放置于濾波器10的下游和開關裝置2的上游的優點是要放大的信號的頻率范圍已經減小了。這就允許進一步減少不需要的信號耦合。但是從原理上講在濾波器10的上游放置放大器9也是可能的。
圖9示出可旁路的低通濾波器的示范性的詳細電路。來自信號輸入端1的信號首先傳送到耦合電容器11。電感12和電容13組成實際的低通濾波器。通過耦合電容器14輸出并在輸出端15得到濾波后的信號。開關二極管16與電感12通過電容20并聯連接。如果電容20足夠大，二極管16與電感12并聯，并在二極管16導通時將電感12旁路。電壓U通過電阻器17施加到開關二極管16的陰極。電阻器18和電阻器17形成可用于設置開關二極管16的陰極電位的分壓器。控制電壓SEL通過電阻器19施加到開關二極管16的陽極。電容21使控制電壓SEL平滑。取決于控制電壓SEL的幅度，開關二極管正向或反向偏置。當開關二極管正向偏置時，即，導通時，電感被旁路，而低通濾波器不工作。信號現在通過開關二極管16和耦合電容14到達輸出端。當開關二極管16反向偏置時，即，不導通時，電感12在信號路徑中，而低通濾波器工作。
權利要求
1.具有第一開關裝置(2)的信號輸入電路，該第一開關裝置(2)由控制信號(SEL)控制并放置于該電路的第一輸入端(1)與第一輸出端(3)之間的信號路徑中，所述第一輸出端與第一信號處理電路(4)相連，其特征在于在所述信號路徑中，在所述第一開關裝置(2)的上游放置基于控制信號(SEL)而在兩種濾波特性之間轉換的濾波器10。
2.根據權利要求1所述的電路，其特征在于所述電路具有第二輸入端(7)，并且所述第一開關裝置(2)是由所述控制信號(SEL)控制的選擇裝置，相應的所選擇信號施加到所述電路的第一輸出端(3)。
3.根據權利要求1或2所述的電路，其特征在于為旁路所述濾波器(10)提供第二開關裝置(8)。
4.根據權利要求3所述的電路，其特征在于所述控制信號(SEL)提供給所述第一開關裝置(2)和所述第二開關裝置(8)。
5.根據權利要求1至4中之一所述的電路，其特征在于將放大器(9)連接于所述濾波器(10)。
6.根據權利要求5所述的電路，其特征在于所述放大器(9)的最大工作頻率是可選擇的。
7.根據權利要求6所述的電路，其特征在于為所述放大器(9)提供用于選擇所述最大工作頻率的控制信號(SEL)。
8.根據權利要求1至7中之一所述的電路，其特征在于施加到所述第一輸入端(1)的信號可從所述濾波器(10)的下游分出，并在所述電路的第二輸出端(00B)提供。
9.調制RF信號的接收機，具有根據權利要求1至8中之一所述的電路。
全文摘要
用于中斷信號路徑的電路不但具有開關裝置，還具有其頻率特性可轉換或可旁路的低通或帶通濾波器。通過后來連接的濾波器，補償在普通開關裝置的情況下，當開關裝置打開時隨頻率增加而減少的輸入端和輸出端之間的絕緣。在本電路的一個實施例中，除了有用信號外，還有帶外信號施加給該電路。與開關裝置的開關位置無關，打算將帶外信號永久地提供給估計電路。為此目的，帶外信號在濾波器的下游分出，設計濾波器使得帶外信號可通過此濾波器。在選擇兩個輸入端中的一個的電路的情況下，至少一個輸入端配備有可轉換或可旁路的濾波器，并且開關裝置是選擇裝置。即使在未選擇輸入端時，仍傳送帶外信號至估計電路。如上所述，為此目的，帶外信號從濾波器的下游和選擇裝置的上游分出。
文檔編號H03K17/687GK101069348SQ200580041286
公開日2007年11月7日 申請日期2005年9月9日 優先權日2004年10月1日
發明者克勞斯·克萊門斯, 赫伯特·普森斯, 維特·安布拉斯特 申請人:湯姆森特許公司