JP2000152104A - デジタル放送の受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 デジタルテレビジョン放送の受信機におい
て、耐振性を向上し、安定動作を実現する。 【解決手段】 局部発振回路３４は、発振器７１で発振
した信号を分周器７２，７３で分周することによってＵ
ＨＦチャネルの局部発振信号を作成する。したがって、
発振器７１の発振周波数をトラップフィルタのトラップ
周波数、すなわち受信周波数よりも高くシフトし、共振
回路３６の共振素子Ｌに、チップインダクタや誘電体共
振器などの機械的に安定な素子を使用することができ
る。また、受信周波数帯域を複数に分割化して発振器７
１が受け持つことになるので、ＰＬＬ回路３５からの制
御電圧変化に対する発振周波数の変化幅を小さくするこ
とができ、位相ノイズを抑制することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル圧縮され
た映像や音声が、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）方式
等の変調方式で伝送される地上波のテレビジョン放送や
ケーブルテレビジョン（ＣＡＴＶ）の受信に好適に実施
されるデジタル放送の受信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、アナログ放送のテレビジョン受
信機のチューナ部の電気的構成を示すブロック図であ
る。アンテナまたはＣＡＴＶケーブルに接続される入力
端子１から入力される受信高周波信号は、帯域分離フィ
ルタ２において、ＵＨＦ信号成分とＶＨＦ信号成分とに
それぞれ分離され、バンドパスフィルタ（以下、ＢＰＦ
と略称する）１０，２０に与えられる。

【０００３】前記ＵＨＦ信号成分は、ＵＨＦ入力同調回
路となる前記ＢＰＦ１０において選局チャネル付近の信
号成分が選択され、高周波増幅回路１１において所定レ
ベル範囲に制限され、さらにＵＨＦ段間同調回路となる
ＢＰＦ１２において復同調された後、混合回路１３に与
えられる。混合回路１３には、局部発振回路１４からの
局部発振信号が与えられている。前記局部発振信号はま
た、ＰＬＬ回路４に与えられており、該ＰＬＬ回路４
は、マイクロコンピュータなどの図示しない選局回路か
ら与えられる選局信号に応答して、前記局部発振回路１
４に関連して設けられている共振回路１５への制御電圧
を変化し、該共振回路１５の共振周波数を変化する。こ
うして、前記局部発振信号の周波数が受信すべき放送局
の周波数に対応するように、安定的に制御される。

【０００４】同様に、前記ＶＨＦ信号成分は、ＶＨＦ入
力同調回路となる前記ＢＰＦ２０において選局チャネル
付近の信号成分が選択され、高周波増幅回路２１におい
て所定レベル範囲に制限され、さらにＶＨＦ段間同調回
路となるＢＰＦ２２において復同調された後、混合回路
２３に与えられる。混合回路２３には、局部発振回路２
４からの局部発振信号が与えられている。前記局部発振
信号はまた、前記ＰＬＬ回路４に与えられており、該Ｐ
ＬＬ回路４は、前記選局信号に応答して、前記局部発振
回路２４に関連して設けられている共振回路２５への制
御電圧を変化し、該共振回路２５の共振周波数を変化す
る。

【０００５】前記混合回路１３，２３からの中間周波信
号は、中間周波増幅回路３において増幅された後、後段
のＩ，Ｑ復調回路などに与えられる。ＰＬＬ回路４から
はまた、ＢＰＦ１０，１２；２０，２２にも前記制御電
圧が出力されている。この制御電圧の出力を、前記共振
回路１５と共振回路２５とに選択的に切換えることによ
って、ＵＨＦ帯域の受信とＶＨＦ帯域の受信との切換え
を行うことができる。

【０００６】また、ＶＨＦ帯域のｌｏｗチャネルとｈｉ
ｇｈチャネルとの切換えは、たとえば図６で示すよう
に、共振回路２５を、共振容量Ｃｄと、該共振容量Ｃｄ
に並列に接続される直列インダクタＬ１，Ｌ２とによっ
て構成し、インダクタＬ２の端子間を、前記選局回路か
らのバンド切換え信号に応答して、ダイオードなどのス
イッチＳＷが開放または短絡することによって実現され
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のように構成され
るテレビジョン受信機は、いわゆるスーパーヘテロダイ
ン形の受信機であり、ＢＰＦ１０，１２；２０，２２
は、受信周波数帯域の信号成分のみを選択する以外に、
混合回路１３，２３で発生するイメージ妨害を除去する
機能も有している。たとえば我が国の１３チャネル（中
心周波数４７３ＭＨｚ）の受信の際には、局部発振信号
の周波数は、前記４７３ＭＨｚの中心周波数に、中間周
波信号の周波数５７ＭＨｚを加算した５３０ＭＨｚとな
り、これに対して、前記イメージ周波数は、局部発振周
波数に中間周波数を加算した５８７ＭＨｚとなる。した
がって、ＢＰＦ１０，１２には、４７３±３ＭＨｚの成
分は通過し、５８７±３ＭＨｚの成分を阻止する濾波特
性が要求され、この関係はすべてのチャネルで要求され
る。

【０００８】このため、前記ＢＰＦ１０，１２；２０，
２２は、印加電圧に対応して中心周波数を変化すること
ができるＶＣＦ（Voltage Controled Fileter ）となっ
ており、共振回路１５，２５をそれぞれ備える局部発振
回路１４，２４は、前記印加電圧に対応して発振周波数
を変化することができるＶＣＯ（Voltage ControledOsc
illator）となっており、全てが同一の前記制御電圧に
よって制御される。これらのＶＣＦやＶＣＯは、可変容
量ダイオードなどを備えて構成され、それらの中心周波
数と発振周波数との関係は、たとえばＵＨＦ帯域では図
７で示すようになり、前記制御電圧の変化に対して、前
記中間周波数５７ＭＨｚだけ離れた１次関数となる必要
がある。

【０００９】ここで、表１に我が国と欧州と米国とにお
けるチャネル割当てを示す。

【００１０】

【表１】

【００１１】アナログ放送では、相互に隣接するサービ
スエリア間は同一チャネルでの放送を行うことができな
いので、この表１で示すように、テレビジョン放送には
多数のチャネルが割当てられている。このためテレビジ
ョン受信機にも、非常に広い受信帯域幅が要求され、特
にＶＨＦチャネルに対応して、前記共振回路２５には、
図８で示すように、インダクタンスの大きい空芯コイル
を使用する必要がある。この空芯コイルは、銅線などの
導電体を螺旋状に巻回した形状を有しており、巻線の間
隔を機械的に調整することによって、前記図７で示す関
係が満足され、また該空芯コイルや前記可変容量ダイオ
ードのばらつきの調整が行われる。しかしながら、この
空芯コイルは、機械的振動によって、形状に歪みが生じ
易く、インダクタンスが変化し易いという問題がある。

【００１２】たとえば、ＰＬＬ回路４のロック状態で、
受信機に一定の振動を与えたときの局部発振信号の周波
数変動値を測定すると、ｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋで１
２０ｋＨｚも変動してしまうことがあり、ＰＬＬループ
のループ帯域の設定によっては、ロック外れを起こして
しまう可能性もある。デジタル放送の場合、そのような
局部発振周波数の変動による中間周波数の変動は、後段
側のデジタル復調回路に悪影響を及ぼし、場合によって
は、ビットエラーや同期外れによるバーストエラーを引
起し、映像や音声の乱れおよびフリーズを引起こすとい
う問題がある。

【００１３】この点、一般に、発振回路の周波数変動幅
が広くなると、周波数変化に対する応答性を高くしなけ
ればならず、発振信号に位相ノイズが多くなり、たとえ
ばビットエラーレートの悪化を招くという問題がある。
そこで、前記表１で示すような多チャネルのアナログテ
レビジョン放送が、デジタル化による１チャネル当りの
収容番組数の増加や、前記ＯＦＤＭ変調方式の採用によ
る共通チャネル化などによって、周波数帯域の狭小化が
進められるとしても、デジタル放送の開始からアナログ
放送の終了までの移行期間は、従来通りの広い帯域に亘
って受信する必要がある。

【００１４】一方、受信高周波信号を周波数変換して、
直接ベースバンド信号を得る、いわゆるダイレクトコン
バージョン方式は、部品点数が少なく、かつ前述のスー
パーヘテロダイン方式の場合に生じるイメージ妨害が無
いという利点を有しているものの、隣接妨害が多いとい
う問題があり、アナログ放送の受信機には適用できなか
ったが、前記隣接妨害に強いデジタル放送の受信機には
適用可能である。しかしながら、局部発振周波数は、前
述のスーパーヘテロダイン方式の場合には、たとえば我
が国の第１チャネルの場合に、９３＋５７＝１５０ＭＨ
ｚであるのに対して、受信高周波信号の中心周波数に等
しく、９３ＭＨｚとなり、前記共振回路２５に大きなイ
ンダクタンスが必要となり、地上波のデジタルテレビジ
ョン放送の受信機には適用できないという問題がある。

【００１５】本発明の目的は、広い帯域に亘って安定し
た動作を得ることができるデジタル放送の受信装置を提
供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るデ
ジタル放送の受信装置は、入力端からの受信高周波信号
のうち、受信すべき信号の周波数に同調するトラッキン
グフィルタと、前記トラッキングフィルタの出力を直接
ベースバンド信号に変換する周波数変換手段とを含むデ
ジタル放送の受信装置であって、前記周波数変換手段の
局部発振手段に関して、該局部発振手段からの局部発振
信号の周波数を低下させる周波数低下手段を設けること
によって、前記局部発振手段の発振周波数を前記トラッ
キングフィルタの同調周波数よりも高くシフトし、該局
部発振手段における共振素子に機械的に安定な素子を使
用することを特徴とする。

【００１７】上記の構成によれば、周波数低下手段によ
って、局部発振信号の周波数が低下されて、混合手段に
与えられる。したがって、局部発振手段の発振周波数を
トラッキングフィルタの同調周波数よりも高くシフトさ
せることができ、通常の地上波テレビジョン放送やＣＡ
ＴＶで使用される周波数よりも高いＧＨｚ帯程度の周波
数として、局部発振手段における共振素子に、チップイ
ンダクタ、誘電体共振器またはマイクロストリップライ
ンなどの機械的に安定な素子を使用することができる。
こうして、外部からの振動による影響を受けにくくし
て、広い周波数帯域に亘って安定動作を行なわせること
ができ、デジタル放送を良好に受信することができる。

【００１８】さらに、上述のように局部発振手段の発振
周波数が高くても実際に混合手段に与えられる局部発振
信号の周波数を低くすることができ、スーパーヘテロダ
イン方式に比べて局部発振信号の周波数が低いダイレク
トコンバージョン方式を適用することができ、構成を簡
略化し、イメージ妨害を無くすことができる。

【００１９】また、請求項２の発明に係るデジタル放送
の受信装置では、前記周波数低下手段は、分周手段であ
ることを特徴とする。

【００２０】上記の構成によれば、比較的簡単に局部発
振信号の周波数を低下させることができ、上述のような
実際の局部発振手段の発振周波数を同調周波数よりも高
くシフトすることによる機械的に安定な素子の使用を容
易に可能にすることができる。

【００２１】さらにまた、請求項３の発明に係るデジタ
ル放送の受信装置では、前記分周手段は、複数の分周比
を有することを特徴とする。

【００２２】上記の構成によれば、一定の受信周波数範
囲を複数のバンドに分割することができ、局部発振手段
の発振周波数の可変範囲を小さくして、位相ノイズを抑
制することができ、デジタル放送の受信に好適である。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について、
図１〜図４に基づいて説明すれば、以下の通りである。

【００２４】図１は、本発明の実施の一形態のデジタル
放送のテレビジョン受信機のチューナ部の電気的構成を
示すブロック図である。アンテナまたはＣＡＴＶケーブ
ルに接続される入力端子３１から入力される受信高周波
信号は、帯域分離フィルタ３２において、ＵＨＦ信号成
分とＶＨＦ信号成分とにそれぞれ分離され、バンドパス
フィルタ４０，５０に与えられる。

【００２５】前記ＵＨＦ信号成分は、ＵＨＦ入力同調回
路となる前記ＢＰＦ４０において選局チャネル付近の信
号成分が選択され、高周波増幅回路４１において所定レ
ベル範囲に制限され、さらにＵＨＦ段間同調回路となる
ＢＰＦ４２において復同調された後、混合回路４３に与
えられる。混合回路４３には、局部発振回路３４からの
局部発振信号が与えられている。前記局部発振信号はま
た、ＰＬＬ回路３５に与えられており、該ＰＬＬ回路３
５は、マイクロコンピュータなどの図示しない選局回路
から与えられる選局信号に応答して、前記局部発振回路
３４に関連して設けられている共振回路３６への制御電
圧を変化し、該共振回路３６の共振周波数を変化する。
こうして、前記局部発振信号の周波数が受信すべき放送
局の周波数に対応するように、安定的に制御される。

【００２６】同様に、前記ＶＨＦ信号成分は、ＶＨＦ入
力同調回路となる前記ＢＰＦ５０において選局チャネル
付近の信号成分が選択され、高周波増幅回路５１におい
て所定レベル範囲に制限され、さらにＶＨＦ段間同調回
路となるＢＰＦ５２において復同調された後、混合回路
５３に与えられる。混合回路５３には、前記局部発振回
路３４からの局部発振信号が、分周器３７によって１／
２に分周された１／２分周信号と、前記分周器３７に縦
続接続された分周器３８によってさらに１／２に分周さ
れた１／４分周信号とが、切換えスイッチ３９で選択さ
れて与えられる。前記局部発振信号はまた、前述のよう
にＰＬＬ回路３５によって安定的に制御されており、該
ＰＬＬ回路３５は、前記選局信号に応答して、前記局部
発振回路３４に関連して設けられている共振回路３６の
共振周波数および前記切換えスイッチ３９のスイッチイ
ング状態などを変化する。

【００２７】前記混合回路４３，５３からのベースバン
ド信号は、増幅回路３３において増幅された後、後段の
デジタル復調回路に与えられ、Ｉ，Ｑ信号などに復調さ
れる。マイクロコンピュータなどの前記選局回路からは
また、フィルタ制御データが出力されており、このフィ
ルタ制御データはアナログ／デジタル変換器６０，６１
において直流制御電圧に変換されてＢＰＦ４０，４２；
５０，５２に与えられ、該ＢＰＦ４０，４２；５０，５
２のトラッキング周波数が変化される。

【００２８】図２は、局部発振回路３４および共振回路
３６ならびに分周器３７，３８および切換えスイッチ３
９付近を詳細に示すブロック図である。

【００２９】局部発振回路３４は、発振器７１と、分周
器７２，７３と、切換えスイッチ７４とを備えて構成さ
れている。発振器７１は、ＧＨｚ帯域で発振を行い、そ
の発振信号は、分周器７２で１／２分周されて、切換え
スイッチ７４の一方の入力に与えられるとともに、さら
に分周器７３で１／２分周されて、切換えスイッチ７４
の他方の入力に与えられる。切換えスイッチ７４は、た
とえばこの図２で示すように、ダイオードスイッチで実
現され、前記選局信号に応答して、ＰＬＬ回路３５によ
って、前記２つの入力からの出力のいずれか一方が選択
的に前記混合回路４３に出力される。前記分周器７２か
ら出力される発振器７１の１／２分周出力が直接出力さ
れると、ＵＨＦｈｉｇｈチャネルの局部発振信号とな
り、分周器７３から出力される発振器７１の１／４分周
出力は、ＵＨＦｌｏｗチャネルの局部発振信号となる。

【００３０】また、前記１／４分周出力は、前記分周器
３７でさらに１／２分周され、前記切換えスイッチ３９
に与えられる。切換えスイッチ３９も、前記切換えスイ
ッチ７４と同様にダイオードスイッチなどで実現され、
ＰＬＬ回路３５によって切換え制御される。切換えスイ
ッチ３９の一方の出力からは、ＶＨＦｈｉｇｈチャネル
の局部発振信号は出力されて、前記混合回路５３に与え
られ、切換えスイッチ３９の他方の出力は、前記分周器
３８でさらに１／２分周されて、ＶＨＦｌｏｗチャネル
の局部発振信号として、前記混合回路５３に与えられ
る。

【００３１】共振回路３６は、コンデンサＣ１，Ｃ２，
Ｃ３，Ｃ４と、可変容量コンデンサＣｖと、インダクタ
Ｌとを備えて構成されている。可変容量コンデンサＣｖ
は、可変容量ダイオードなどで実現され、前記選局信号
に応答して、その容量値が変化する。

【００３２】このようにして、実際に混合回路４３に入
力されるＵＨＦチャネルの局部発振信号の周波数は、図
３で示すように、２つの帯域に分割され、各帯域毎に、
前記ＰＬＬ回路３５から可変容量コンデンサＣｖへの制
御電圧の変化に対応して変化する。また、図３に前記フ
ィルタ制御データをデジタル／アナログ変換器６０，６
１でアナログ変換して得られる制御電圧と、ＢＰＦ４
０，４２；５０，５２のトラッキング周波数との関係を
示す。この図３から明らかなように、本発明では、トラ
ッキング周波数、すなわち受信周波数の可変範囲を、局
部発振信号は２つの帯域に分割して受持っていることに
なる。

【００３３】このようにトラッキング周波数の可変範囲
を複数の帯域に分割して局部発振信号に受持たせるの
で、発振器７１の発振周波数の可変範囲を小さくして、
周波数変化に対する応答性を低くすることができる。こ
れによって、位相ノイズを抑制することができ、デジタ
ル放送の受信に好適であり、またデジタル放送の開始か
らアナログ放送の終了までの移行期間における広帯域の
受信にも好適である。

【００３４】以上のように本発明に従うデジタル放送の
テレビジョン受信機では、比較的簡単に周波数を低下さ
せることができる分周器７２，７３；３７，３８を用い
て、発振器７１からの局部発振信号を分周して混合回路
４３，５３に入力するので、前記発振器７１の発振周波
数をトラッキングフィルタであるＢＰＦ４０，４２；５
０，５２のトラッキング周波数よりも高くシフトさせる
ことができ、該発振器７１の発振周波数を通常の地上波
テレビジョン放送やＣＡＴＶで使用される周波数よりも
高いＧＨｚ帯程度の周波数として、共振回路３６内の共
振素子であるインダクタＬに、前記図８で示す空芯コイ
ルに代えて、図４で示すようなチップインダクタを使用
することができ、外部からの振動による影響を受けにく
くすることができる。これによって、広い周波数帯域に
亘って安定動作を行なわせることができ、デジタル放送
を良好に受信することができる。

【００３５】さらに、上述のように局部発振回路３４の
発振器７１の発振周波数が高くても、実際に混合手段に
与えられる局部発振信号の周波数を低くすることがで
き、スーパーヘテロダイン方式に比べて局部発振信号の
周波数が低いダイレクトコンバージョン方式を適用する
ことができ、構成を簡略化し、イメージ妨害を無くすこ
とができる。

【００３６】前記インダクタＬには、前記チップインダ
クタ以外にも、誘電体共振器やマイクロストリップライ
ンなどが用いられてもよい。また、分周器の分周比や段
数は、発振器７１の発振周波数や受信周波数帯域幅に応
じて、適宜選ばれてもよい。

【００３７】

【発明の効果】請求項１の発明に係るデジタル放送の受
信装置は、以上のように、入力端からの受信高周波信号
のうち、受信すべき信号の周波数に同調するトラッキン
グフィルタと、前記トラッキングフィルタの出力を直接
ベースバンド信号に変換する周波数変換手段とを含むデ
ジタル放送の受信装置であって、周波数低下手段によっ
て局部発振信号の周波数を低下させて混合手段に与える
ようにし、局部発振手段の発振周波数をトラッキングフ
ィルタの同調周波数よりも高いＧＨｚ帯程度にシフトさ
せて、局部発振手段における共振素子に、チップインダ
クタ、誘電体共振器またはマイクロストリップラインな
どの機械的に安定な素子を使用する。

【００３８】それゆえ、外部からの振動による影響を受
けにくくなり、広い周波数帯域に亘って安定動作を行な
わせることができ、デジタル放送を良好に受信すること
ができる。

【００３９】さらに、上述のように局部発振手段の発振
周波数が高くても実際に混合手段に与えられる局部発振
信号の周波数を低くすることができ、スーパーヘテロダ
イン方式に比べて局部発振信号の周波数が低いダイレク
トコンバージョン方式を適用することができ、構成を簡
略化し、イメージ妨害を無くすことができる。

【００４０】また、請求項２の発明に係るデジタル放送
の受信装置は、以上のように、前記周波数低下手段を、
比較的簡単に局部発振信号の周波数を低下させることが
できる分周手段とする。

【００４１】それゆえ、前記機械的に安定な素子の使用
を容易に可能にすることができる。

【００４２】さらにまた、請求項３の発明に係るデジタ
ル放送の受信装置は、以上のように、前記分周手段に複
数の分周比を持たせ、一定の受信周波数範囲を複数のバ
ンドに分割する。

【００４３】それゆえ、局部発振手段の発振周波数の可
変範囲を小さくして、位相ノイズを抑制することがで
き、デジタル放送の受信に好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態のデジタル放送のテレビ
ジョン受信機のチューナ部の電気的構成を示すブロック
図である。

【図２】図１のチューナ部における局部発振回路および
共振回路ならびに分周器および切換えスイッチ付近を詳
細に示すブロック図である。

【図３】本発明における制御電圧変化に対する局部発振
周波数、および受信周波数の変化を示すグラフである。

【図４】本発明で使用される共振素子の一例であるチッ
プインダクタの斜視図である。

【図５】アナログ放送のテレビジョン受信機のチューナ
部の電気的構成を示すブロック図である。

【図６】図５で示すチューナ部の共振回路における共振
周波数の切換え手法を説明するための電気回路図であ
る。

【図７】図５で示すチューナ部の制御電圧変化に対する
局部発振周波数および受信周波数の変化を示すグラフで
ある。

【図８】従来技術で使用される共振素子の一例である空
芯コイルの斜視図である。

【符号の説明】

３１ 入力端子 ３２ 帯域分離フィルタ ３３ 増幅回路 ３４ 局部発振回路（周波数変換手段） ３５ ＰＬＬ回路 ３６ 共振回路（周波数変換手段） ３７，３８；７２，７３ 分周器 ３９，７４ 切換えスイッチ ４０，４２；５０，５２ ＢＰＦ ４１，５１ 高周波増幅回路 ４３，５３ 混合回路（周波数変換手段、混合手段） ６０，６１ デジタル／アナログ変換器 ７１ 発振器 Ｌ インダクタ（共振素子）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力端からの受信高周波信号のうち、受信
   すべき信号の周波数に同調するトラッキングフィルタ
   と、前記トラッキングフィルタの出力を直接ベースバン
   ド信号に変換する周波数変換手段とを含むデジタル放送
   の受信装置であって、 前記周波数変換手段の局部発振手段に関して、該局部発
   振手段からの局部発振信号の周波数を低下させる周波数
   低下手段を設けることによって、前記局部発振手段の発
   振周波数を前記トラッキングフィルタの同調周波数より
   も高くシフトし、該局部発振手段における共振素子に機
   械的に安定な素子を使用することを特徴とするデジタル
   放送の受信装置。
2. 【請求項２】前記周波数低下手段は、分周手段であるこ
   とを特徴とする請求項１記載のデジタル放送の受信装
   置。
3. 【請求項３】前記分周手段は、複数の分周比を有するこ
   とを特徴とする請求項２記載のデジタル放送の受信装
   置。