ES2336437T3 - Control automatico de ganancia para un sintonizador. - Google Patents
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Abstract
Disposición de circuito que tiene un sintonizador (1) que comprende un amplificador de control (B), un control automático de ganancia y un mezclador (C) post-conectado al amplificador de control (B), convirtiendo el mezclador (C) un canal de programa en una gama de frecuencias intermedias para un filtro de frecuencia intermedia (G) posterior, y comprendiendo el control automático de ganancia un detector (F) y un filtro de ponderación (E), utilizando el control automático de ganancia la señal de salida del mezclador (C) para proporcionar a través del detector (F) una señal de control para el amplificador de control (B), caracterizado porque el filtro de ponderación (E) tiene una banda de paso que incluye la banda de paso del filtro de frecuencia intermedia (G) y parcialmente, al menos un canal de programa adyacente.
Description
Control automático de ganancia para un
sintonizador.
La presente invención está basada en una
disposición de circuito con un sintonizador que comprende un
amplificador de control y un mezclador conectado post conectado, y
que también dispone de un control automático de ganancia para el
amplificador de control. Las disposiciones de circuito de este tipo
se utilizan, por ejemplo, en receptores de televisión, a fin de
convertir a una frecuencia intermedia las señales procedentes de una
antena o de un cable, y que contienen programas de televisión.
En los sintonizadores conocidos de este tipo,
las señales de entrada se seleccionan en circuitos preliminares de
acuerdo con bandas específicas, por ejemplo, en función de bandas de
VHF, de banda de UHF y de hiperbanda. Estas bandas seleccionadas,
que incluyen diferentes bandas de frecuencia, son posteriormente
amplificadas mediante un amplificador de control, antes de ser
transferidas a un mezclador. Adicionalmente, el mezclador se
alimenta con una segunda señal procedente de un oscilador, cuya
frecuencia de oscilación se establece en una forma que depende de
un canal de programa seleccionado, a fin de que el canal del
programa deseado se reduzca a una frecuencia intermedia prescrita
en una forma fija.
La señal sometida a la conversión descendente se
suministra posteriormente a un filtro de frecuencia intermedia,
también denominado filtro de canal, que está sintonizado con la
portadora de imagen y la portadora de sonido del programa deseado,
y en el que se separan los canales adyacentes. Generalmente, como
filtro de frecuencia intermedia se utiliza un filtro de ondas
acústicas de superficie. La señal de salida del filtro de frecuencia
intermedia se amplifica posteriormente en un amplificador de
frecuencia intermedia, de forma que disponga de un nivel adecuado
para desmodulación.
Para compensar las distintas tensiones de antena
de los transmisores, y a fin de evitar la sobrecarga del mezclador
y de las etapas posteriores, en el sintonizador se utiliza un
control automático de ganancia (CAG). Para ello, se utiliza la
señal de salida del filtro de frecuencia intermedia cuyo nivel se
corresponde con la tensión de entrada de un canal de programa de un
transmisor correspondiente. A partir de esta señal se obtiene una
tensión de control que se suministra al amplificador de control del
sintonizador. En este caso, el control se selecciona de forma que
se suministre al filtro de frecuencia intermedia una tensión de
señal constante para el canal de programa deseado,
respectivamen-
te.
te.
En los documentos US 5390345 y
EP-A-0602370 se describe una
disposición de circuito acorde con el preámbulo de la
reivindicación 1. En el documento US 5390345 se utiliza un filtro de
paso bajo incorporado al control de ganancia para detectar las
señales de modulación cruzada. En el documento
EP-A-0602370 se describen los
filtros situados en el control de ganancia para detectar las señales
de intermodulación generadas por una señal auxiliar de un oscilador
adicional del sintonizador.
El documento GB 2004428 describe una disposición
de circuito que incluye un sintonizador y un detector configurados
para facilitar una señal representativa del nivel de una señal de
frecuencia intermedia, post-conectado al
mezclador, proporcionada por el sintonizador, y un comparador para
efectuar la comparación de la señal representativa con un nivel de
referencia, a fin de proporcionar al sintonizador una señal
automática de control de ganancia. El control automático de
ganancia es sensible al ruido de señal fuera de banda y reduce la
ganancia del sintonizador en condiciones de ruido.
El objeto de la presente invención consiste en
especificar, para una disposición de circuito del tipo mencionado
anteriormente, un control de ganancia que permite una adecuada
selección de un canal de programas deseado, aun en condiciones de
recepción complicadas, por ejemplo, si en la entrada del
sintonizador se encuentran presentes canales de programa analógicos
y digitales.
Este objeto se consigue para una disposición de
circuito mediante las características definidas en la reivindicación
1. En las reivindicaciones dependientes se especifican ejemplos
ventajosos de realización de la invención.
La configuración del circuito de acuerdo con la
invención comprende un sintonizador con un amplificador de control
y un mezclador post-conectado, así como un control
automático de ganancia. El control automático de ganancia comprende
un filtro de ponderación que se encuentra conectado a la salida del
mezclador, y que a través de un detector suministra la señal de
control al amplificador de control del sintonizador. El filtro de
ponderación tiene una banda de paso que se corresponde con la banda
de paso de un filtro de frecuencia intermedia
post-conectado al sintonizador e incluye la banda de
paso del filtro de frecuencia intermedia y al menos un canal de
programa adyacente.
El filtro de ponderación se puede diseñar, por
ejemplo, como un filtro paso banda que incluya los dos o los cuatro
canales adyacentes más cercanos o incluso como un filtro
paso-alto o un filtro paso-bajo. En
este caso también son posibles configuraciones de filtro superiores
y, si fuese adecuado, puntos polares (trampas de frecuencia). Así
pues, el filtro de ponderación, concretamente, puede adaptarse a las
condiciones dadas del canal adyacente de un sistema de transmisión.
Además, puede construirse de una forma relativamente sencilla
utilizando unos componentes muy económicos.
De este modo, el control automático de ganancia
no utiliza una señal de control cuya derivación se encuentra con
posterioridad al filtro de frecuencia intermedia, sino más bien una
señal de control cuya derivación se encuentra ya más allá del
mezclador. Como resultado de todo ello, el amplificador de control
se sintoniza mejor en condiciones de recepción difíciles, ya que,
mediante el filtro de ponderación, los canales adyacentes, en
relación con la banda de paso del filtro de frecuencia intermedia,
también se encuentran simultáneamente incluidos en la señal de
control.
A modo de ejemplo, si el canal de programa
deseado suministra sólo una señal con una débil tensión y un
programa de otra emisora, con una tensión de señal muy elevada se
encuentra no en el canal adyacente, sino en el siguiente, el canal
de programa adyacente quedará esencialmente deprimido por el filtro
de ponderación, de forma que el canal de programa deseado resulte
suficientemente amplificado en el amplificador de control para
conseguir una buena relación señal/ruido. No obstante, al mismo
tiempo, el elevado nivel del canal de programa situado más allá del
canal adyacente se incorpora simultáneamente a la tensión de control
del amplificador de control, de forma que no se sobrecarguen ni el
mezclador ni las etapas posteriores. Como resultado de ello, el
resultado de la disposición es una mayor linealidad, así como una
mejor relación señal/ruido en un sistema de recepción. Esto es de
aplicación, especialmente, en situaciones de recepción críticas,
cuando se dan grandes diferencias de nivel entre el canal útil y
los canales directamente adyacentes, que pueden representar señales
de interferencia de un nivel elevado.
La invención se explicará a continuación en
mayor detalle mediante ejemplos de realización, como se indica
esquemáticamente en las figuras, las cuales muestran:
- Figura 1: una disposición de circuito con un
sintonizador, una etapa de frecuencias intermedias y un control
automático de ganancia para el sintonizador, y
- Figura 2: Un diagrama de bloques de un módulo
sintonizador para recibir televisión digital terrestre.
La figura 1 muestra esquemáticamente un
sintonizador 1 con una entrada de radiofrecuencia 3 para recibir
canales de programas, y más concretamente, canales de televisión.
La señal de radiofrecuencia es suministrada por ejemplo a través de
una antena terrestre o a través de un cable. La señal de entrada se
selecciona en el sintonizador 1 de forma conocida, en los circuitos
de preselección A en función de unas bandas específicas, por
ejemplo, bandas de VHF la banda de UHF y la hiperbanda, e incluye,
por ejemplo, una gama de frecuencias variable entre 50 y 860 MHz.
Posteriormente, la señal seleccionada se suministra posteriormente a
un amplificador de control B antes de transferirse a un mezclador C
del sintonizador 1. Además, el sintonizador 1 contiene un oscilador
D para convertir a la baja la señal de radiofrecuencia del mezclador
C en una gama de frecuencias intermedia.
La señal de salida del mezclador C se suministra
posteriormente a una etapa de frecuencia intermedia (FI) 2 que
contiene un filtro de frecuencia intermedia G. Este último es un
filtro "steep-edged" (de bordes abruptos) con
una banda de paso fija, que realiza el filtrado de un canal de
programa deseado. Para ello suele utilizarse un filtro de ondas
acústicas de superficie (SAW). En este caso, la frecuencia del
oscilador D se selecciona de forma que un canal de programa deseado
coincida precisamente dentro de la banda de paso del filtro de
frecuencia intermedia G.
La señal de salida del filtro de frecuencia
intermedia G se amplifica posteriormente en un amplificador de
frecuencia intermedia H, de forma que posteriormente se pueda
suministra a un demodulador a través de una salida de IF 4.
El amplificador de control B se controla
mediante un control automático de ganancia, que utiliza la señal de
salida del mezclador C como señal de entrada, es decir, la señal
presenta antes del filtro de frecuencia intermedia G. El control
automático de ganancia incluye, concretamente, un filtro de
ponderación E, que se conecta a la salida del mezclador C y que
proporciona una señal de control al amplificador de control B, para
el control de ganancia mediante un detector F. Por ejemplo, el
detector F es un rectificador de valor medio o de valor de pico que
incluye, por ejemplo, un diodo y un condensador conectadas en un
punto posterior.
El filtro de ponderación E puede ser, por
ejemplo, un mero filtro paso banda, un filtro paso alto o un filtro
paso bajo. También son posibles configuraciones de filtro superiores
y, si fuese adecuado, puntos polares para el filtro de ponderación
E. Un ejemplo ventajoso de realización lo constituye, por ejemplo,
un filtro paso banda que incluya los dos o cuatro canales
adyacentes más cercanos, con respecto a la banda de paso de un
filtro de frecuencia intermedia post conectado al sintonizador. Este
corresponde a uno o dos canales adyacentes situados por encima y
por debajo del filtro de frecuencia intermedia.
El amplificador de control B contiene, por
ejemplo, un transistor MOSFET con un segundo terminal de puerta
para control de ganancia, y el control de ganancia se produce de tal
forma que la ganancia del amplificador de control B es grande si el
detector F suministra una señal baja, y viceversa.
Concretamente, el filtro de ponderación E tiene
una banda de paso que incluye la banda de paso del filtro de
frecuencia intermedia G, e igualmente, y al menos parcialmente,
incluye simultáneamente al menos uno o dos canales de programa
adyacentes. Como resultado de ello, el control automático de
ganancia se adapta a las condiciones dadas del canal adyacente del
filtro de canal G. Otro amplificador y otra etapa intermedia, que
no se muestran en la figura, se encuentran ventajosamente instalados
en un punto anterior al filtro de ponderación E.
La configuración del circuito resulta
especialmente adecuada para situaciones con un nivel de recepción
crítico, cuando se dan interferencias de nivel muy elevado entre el
canal útil y los canales directamente adyacentes, es decir, que los
canales adyacentes suministran señales de interferencia de un
elevado nivel. Considerando que los canales adyacentes son
simultáneamente tenidos en cuenta por el filtro de ponderación E, la
configuración del circuito permite un sistema de recepción con una
mayor linealidad y con una elevada relación señal/ruido. Esto es de
aplicación tanto a la transmisión de señales analógicas como a la de
señales digitales.
La preselección de un canal de programa deseado
también tiene lugar en el circuito de preselección A, que contiene
filtros simultáneos. Por lo tanto, el control automático de ganancia
puede construirse como un circuito analógico sencillo con unos
componentes muy económicos. Concretamente, el control de ganancia
puede integrarse simultáneamente en el propio sintonizador 1 dentro
de la carcasa apantallada, ya que la señal de salida del mezclador
C puede derivarse dentro de la carcasa con fines de control. El
control de ganancia puede también estar parcial o completamente
incorporado a un circuito integrado.
En la figura 2 se muestra un diagrama de bloques
de un módulo de sintonizador para recibir televisión digital
terrestre, que se ajusta a la norma digital terrestre europea ETS
300 744. El módulo sintonizador comprende un sintonizador VHF/UHF,
una función de bucle de antena con una salida para TV y una función
de alimentación de antena 11 para suministrar a la entrada de
antena 12 una tensión de alimentación para una antena interior
activa. El módulo sintonizador comprende asimismo un combinador 13
para alimentar a través de una señal del modulador de RF 4 una
salida de TV 3.
Las bandas de frecuencia VHF III y UHF IV/V del
sintonizador de VHF/UHF se encuentran divididas en dos secciones,
I, II para el ajuste y el filtrado de la ganancia. Cada una de las
dos secciones I, II incluye un primer y un segundo circuito de
preselección A1, A3, y A2, 4, respectivamente, encontrándose
acoplado entre cada uno de ellos un amplificador de control, B1 y
B2, respectivamente, para el control automático de ganancia.
Las salidas de las secciones I, II se encuentran
acopladas a un mezclador/oscilador IC 14, que convierte hacia abajo
baja un programa seleccionado a la frecuencia intermedia estándar
(FI) de 36 MHz. Acoplado al mezclador/oscilador IC 14 se encuentra
una sección G de filtro FI, que se encarga del filtrado del canal
con un ancho de banda conmutable entre 7 u 8 MHz. La salida de la
sección G del filtro FI se encuentra acoplada a un amplificador de
FI H, el cual proporciona un nivel de salida suficiente para su
conexión directa a un convertidor A/D.
El mezclador/oscilador IC 14 ya tiene integrado
un filtro de ponderación y el posterior detector, como se muestra
en la figura 1, y controla los amplificadores de control B1 y B2
directamente a través de una señal CAG 15. El nivel de salida del
amplificador FI H puede ajustarse mediante una señal CAG externa 16.
La sintonización y la conmutación de banda se llevan a cabo con un
sistema de sintonización programable controlado a través de un bus
I^{2}C 17. El módulo se construye en una placa de circuito impreso
de bajas pérdidas que incluye todos los componentes en una carcasa
metálica con cubierta superior y posterior. Como tensiones de
alimentación del módulo sintonizador se utilizan fuentes de
alimentación de 5 voltios y 33 voltios.
Otras configuraciones de la invención se
encuentran al alcance de cualquier persona versada en la materia.
Concretamente, el control automático de ganancia también puede
contener una pluralidad de filtros de ponderación, por ejemplo,
filtros de ponderación con distintos pasos de banda para los
diferentes circuitos de preselección A. El filtro de ponderación E,
por ejemplo, puede construirse como un filtro digital adaptable, que
adapta la señal de control a las condiciones de recepción, teniendo
en cuenta simultáneamente los canales de programa adyacentes. La
configuración del circuito resulta especialmente adecuada para
recibir programas de televisión, pero no se limita a este tipo de
programa.
\vskip1.000000\baselineskip
La lista de referencias citada por el
solicitante lo es solamente para utilidad del lector, no formando
parte de los documentos de patente europeos. Aún cuando las
referencias han sido cuidadosamente recopiladas, no pueden
excluirse errores u omisiones y la OEP rechaza toda responsabilidad
a este respecto.
- \bullet US 5390345 A [0005]
- \bullet GB 2004428 A [0006]
\bullet EP 0602370 A [0005]
Claims (10)
1. Disposición de circuito que tiene un
sintonizador (1) que comprende un amplificador de control (B), un
control automático de ganancia y un mezclador (C)
post-conectado al amplificador de control (B),
convirtiendo el mezclador (C) un canal de
programa en una gama de frecuencias intermedias para un filtro de
frecuencia intermedia (G) posterior, y
comprendiendo el control automático de ganancia
un detector (F) y un filtro de ponderación (E), utilizando el
control automático de ganancia la señal de salida del mezclador (C)
para proporcionar a través del detector (F) una señal de control
para el amplificador de control (B),
caracterizado porque el filtro de
ponderación (E) tiene una banda de paso que incluye la banda de paso
del filtro de frecuencia intermedia (G) y parcialmente, al menos un
canal de programa adyacente.
2. Disposición de circuito de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque el filtro de
ponderación (E) tiene una banda de paso que incluye la banda de
paso del filtro de frecuencia intermedia (G) y al menos dos o
cuatro canales de programa adyacentes.
3. Disposición de circuito de acuerdo con las
reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque el filtro de
ponderación (E) comprende un filtro paso banda que se encuentra
adaptado a las condiciones dadas de canal adyacente de un sistema
de transmisión.
4. Disposición de circuito de acuerdo con las
reivindicaciones 1, 2 o 3, caracterizado porque el detector
(F) contiene un diodo y un condensador y está diseñado como un
rectificador de valor medio o de valor de pico.
5. Disposición de circuito de acuerdo con una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
sintonizador (1) tiene un circuito de preselección (A) para
preseleccionar canales de programa, y un oscilador mezclador (D)
para convertir un canal de programa deseado a la banda de frecuencia
intermedia, como se define por el filtro de frecuencia intermedia
(G).
6. Disposición de circuito de acuerdo con una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una
etapa de amplificación se dispone ante-conectada al
filtro de ponderación (E).
7. Disposición de circuito de acuerdo con una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
control automático de ganancia está integrado con el sintonizador
(1) en un módulo de sintonizador con una carcasa apantallada.
8. Disposición de circuito de acuerdo con una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
filtro de frecuencia intermedia (G) se encuentra
post-conectado al mezclador (C), y porque la señal
para el control automático de ganancia se deriva con anterioridad
al filtro de frecuencia intermedia (G).
9. Disposición de circuito de acuerdo con una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
sintonizador (1) está diseñado para recibir canales de televisión
analógicos y digitales, por ejemplo, para recibir canales de
televisión digital terrestre.
10. Disposición de circuito de acuerdo con una
de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
filtro de frecuencia intermedia (G) es un filtro de canal para
filtrado de un canal del programa deseado.
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