[发明专利]电视调谐器

说明书

技术领域

本发明涉及一种电视调谐器(Television Tuner)，特别涉及一种制作于单衬底(single substrate)上的高集成电视调谐器。

背景技术

一般来说，甚高频(Very High Frequency，简称VHF)与超高频(Ultra high Frequency，简称UHF)的射频(Radio Frequency，简称RF)电视信号的频谱(Spectrum)位于48MHz至860MHz之间。而在48MHz至860MHz之间的频谱包含有多个频道(Channel)，每个频道的带宽(Bandwidth)为6MHz(或8MHz)，距离低频率边缘高1.25MHz的频率为视频载波频率(Video Carrier Frequency)，距离视频载波频率高3.58MHz的频率为彩色载波频率(Color Carrier Frequency)，距离视频载波频率高4.5MHz的频率为音频载波频率(Audio Carrier Frequency)。举例来说，第二频道(Channel 2)的6MHz带宽是由54Mhz至60MHz，而视频载波频率为55.25MHz，彩色载波频率为58.83MHz，而音频载波频率为59.75MHz。

上述的射频电视信号可通过天线(Antenna)及电缆线(Cable)传送至电视调谐器，而电视调谐器可选择特定的一个或者多个频道并转换成为一中频(Intermediate Frequency，简称IF)信号或者基频(Base-band Frequency)信号后，传送至处理器(Processor)进行后续中频信号或者基频信号的处理。

早期的电视调谐器为单一下转(Single Down-Conversion)调谐器，此调谐器是由多个独立的电子组件所组合而成，所以体积庞大，又可称之为金属壳调谐器(CAN Tuner)。单一下转调谐器中包括一混频器(Mixer)，该混频器的主要功能就是将射频电视信号直接下转成为中频信号或者基频信号。请参照图1，其为单一下转调谐器的频率转换示意图。射频电视信号(I)中包括多个频道，通过混频器乘上一参考频率(f_LO)的参考信号(II)后，射频电视信号中位于参考频率(f_LO)的频道A会被下转至基频。

以开关型混频器(Switching Mixer)为例，参考信号实际上是占空比为50％的方波(Square Wave)，也就是说，参考信号中会包括许多谐振频率(Harmonic Frequency)，例如3f_LO、5f_LO、7f_LO等等的谐振频率。因此，如图所示射频电视信号中载波为3倍参考频率(3f_LO)的频道B、载波为5倍参考频率(5f_LO)的频道C、载波为7倍参考频率(7f_LO)的频道D，均会被下转至基频。因此，至少同时有频道A、B、C、D的信号会出现于基频，如信号(III)所示。

假设射频电视信号中频道B、C、D的能量强度(Power)比频道A的强度高出30dB，为了要降低由谐振频率所导致的信号信噪比劣化(SNR degradation)，并使得频道B、C、D中基频的强度要比频道A的强度小30dB，因此，必须提供一谐振抑制比(Harmonic Rejection Ratio)高于60dB的组件。

因此，公知的单一下转调谐器中会预先利用多个射频跟踪滤波器(RF tracking filter)于射频电视信号进入混频器之前先降低射频电视信号中谐振频道的强度，并解决混频器于基频产生的谐振问题。然而，射频跟踪滤波器的体积庞大并且需要由高电压来进行频带的调整，因此成本相对的提高，并且不利于集成于单衬底的集成电路之中。

由于半导体硅芯片的制作过程技术日益进步，为了有效地降低电视调谐器的成本，集成于单一硅芯片基板的电视调谐器已经被开发出来，例如美国专利US5,737,035所公开的集成于单衬底的上下双转(Up-Down Dual Conversion)的电视调谐器。