JP2002290942A - ケーブルモデム用チューナ - Google Patents
ケーブルモデム用チューナInfo
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03D—DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
- H03D7/00—Transference of modulation from one carrier to another, e.g. frequency-changing
- H03D7/16—Multiple-frequency-changing
- H03D7/161—Multiple-frequency-changing all the frequency changers being connected in cascade
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- Power Engineering (AREA)
- Superheterodyne Receivers (AREA)
- Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)
- Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)
Abstract
したケーブルモデム用チューナを提供する。 【解決手段】 CATV局へのデータ信号とCATV局
からの下り信号とをデュプレクサ2,3で分波し、デー
タ信号をリターンパス増幅回路5を介してデュプレクサ
3に出力し、デュプレクサ2で分波された下り信号をア
ップコンバータ用IC7で第1中間周波信号に変換し、
ダウンコンバータ用IC9で第2中間周波信号に変換し
て出力する。
Description
ジョン(以下、CATVと称する)の空きチャネルを利
用して家庭において高速データ通信を行なわせるために
用いられるケーブルモデムに搭載されるケーブルモデム
用チューナに関する。
ブルのままにしておき、幹線ネットワークを光ファイバ
化したHFC(Hybrid Fiber/Coaxの略)の導入が進め
られている。家庭に数Mビット/秒の広帯域データ通信
サービスを提供しようとしているためで、もはや先端技
術ではない64QAM(Quadrature Amplitude Modulat
ionの略)でも帯域幅6MHzで伝送速度30Mビット
/秒の高速データラインを作ることができる。これにケ
ーブルモデムが使用される。CATVの空きチャンネル
を利用して4Mビット/秒〜27Mビット/秒の高速デ
ータ通信が実現できる。
ブロック図である。CATV信号においてケーブルモデ
ム用チューナから図示されないCATV局側に向けて送
信される上り信号は5MHz〜42MHzにて運用さ
れ、CATV局側よりケーブルモデム用チューナに向け
て送信される下り信号は54MHz〜860MHzにて
運用されて、該チューナのCATV入力端子101を介
してケーブルの回線に送出される。ケーブルモデムより
送信された上り信号はCATV局(システムオペレー
タ)のデータレシーバにて受信され、センターのコンピ
ュータに入る。また、ケーブルモデムの内部では、上り
信号はデータ端子129に図示されないQPSK送信機
からの直交位相変位変調(QPSK)されたデータ信号
が導入される。このデータ信号は、アップストリーム回
路103とデータ端子101を介してCATV局に送信
される。
2MHzを減衰域とし、54MHz以上を通過域とする
IF(中間周波数の略)フィルタであるHPF(ハイパ
スフィルタの略)102からバッファ増幅器104に与
えられて、以降の各回路に与えられる。
有するUHFバンド(B3バンド)、170〜470M
Hzを有するVHF HIGHバンド(B2バンド)お
よび54〜170MHzを有するVHF LOWバンド
(B1バンド)のそれぞれについて受信回路を構成す
る。ただし、バンド分割はこれに特定されない。
た受信回路のほかに、IF増幅回路124および12
6、SAWフィルタ125、IF出力端子127および
PLL選局回路128を含む。
いての受信回路は、スイッチングダイオードによる切替
方法または帯域分割によるフィルタを用いた方法が適用
される入力切替回路105、106および107のそれ
ぞれとUHF高周波増幅入力同調回路108、VHF
HIGH BAND高周波増幅入力同調回路109およ
びVHF LOW BAND高周波増幅入力同調回路1
10のそれぞれと、UHF高周波増幅器111、VHF
HIGH BAND高周波増幅器112およびVHF
LOW BAND高周波増幅器113のそれぞれと、
UHF高周波増幅出力同調回路115、VHF HIG
H BAND高周波増幅出力同調回路116およびVH
F LOW BAND高周波増幅出力同調回路117の
それぞれと、UHF混合回路118、VHF HIGH
BAND混合回路119およびVHF LOW BA
ND混合回路120のそれぞれと、前述の混合回路のそ
れぞれに対応したUHF発振回路121、VHF HI
GH BAND発振回路122およびVHF LOW
BAND発振回路123のそれぞれとを含む。
にはデュアルゲート型のMOSFETの素子が一般的に
使用されてAGC端子114からのAGC電圧はこの素
子のゲート電極に印加されるので、これら増幅器におけ
る利得はAGC電圧により制御される。
は、B1〜B3バンドの受信信号を入力して所定周波数
帯域の受信信号のみ選択的に出力する。
よび110は、入力切替回路105、106および10
7で選択出力された各受信信号を各バンドにおいて同調
コイルなどを用いてそれぞれ所望の周波数(希望チャン
ネルの周波数)に同調させて出力する。
のそれぞれは、高周波増幅入力同調回路108、109
および110からの出力信号を各バンドにおいてAGC
(自動利得制御)電圧が供給されるAGC端子114の
電圧レベルに基づいて信号歪などのSN比の劣化を防止
するように増幅し出力する。AGC端子114に供給さ
れるRF(高周波)AGC電圧は、高周波増幅器11
1、112および113のデュアルゲート型のMOSF
ETのゲート電極に供給されて、高周波増幅器の電力利
得を入力信号レベルが60dBμ以下においてはフルゲ
インにて動作し、また60dBμ以下の入力信号レベル
においては該チューナの出力レベルが常に一定レベルと
なるように作用して、信号に関して歪などのSN比の劣
化が防止される。
6および117のそれぞれは、高周波増幅器111、1
12および113のそれぞれの出力信号を各バンドにお
いて同調コイルなどを用いて所望の周波数に同調させて
出力する。
のそれぞれは、各バンドに対応の所定の中間周波数を作
るために安定発振し、混合回路118、119および1
20のそれぞれは高周波増幅出力同調回路115、11
6および117のそれぞれから出力された信号を対応の
局部発振回路からの発振信号により所望の中間周波数信
号に変換するので、局部発振回路121、122および
123と混合回路118、119および120とにより
各バンドについての周波数変換回路が形成される。
回路124にて所定レベルに増幅後、SAWフィルタ1
25およびIF増幅回路126により所定レベルに周波
数変換され、IF出力端子127を介して出力される。
ーナの動作について詳細に説明する。下り信号はHPF
102を通過して、入力切替回路105、106および
107に与えられるので、3つの受信回路のうち下り信
号の周波数が該回路の動作周波数に該当する受信回路の
みが動作し、他の受信回路は動作しない。なお、各受信
回路の動作は共通である。
る。CATV信号は入力切替回路105、106および
107ならびに高周波増幅入力同調回路108、10
9、および110を介して高周波増幅器111、112
および113にて増幅された後、高周波増幅出力同調回
路115、116および117を介して受信信号として
導出される。
9および120ならびに局部発振回路121、122お
よび123により所望中間周波数信号に変換されて、I
F増幅回路124と126およびSAWフィルタ125
にてLOW IF変換されて出力端子127に導出され
る。
CPUよりPLL選局回路128に選局データが送出さ
れてこれに基づいてチャンネル選局が行なわれると同時
にバンド特性に応じバンド切替の入力切替回路が動作し
て、各バンドの電源供給の切替が行なわれることで実現
される。
も、同様な構成を有したケーブルモデム用チューナが示
されている。
ルモデム用チューナでは、受信した信号を周波数変換し
た後、中間周波信号として取出されるシングルコンバー
ジョン方式が一般的である。しかしながら、デジタル信
号であるQAM信号をQAM復調回路に中間周波信号と
して導出するには、次に述べるように種々の問題点を有
している。
113に高周波AGCの機能をもたせているため、特
に、−10〜−20dBの利得減衰量におけるCSO
(Composit system order be
at),CTB(Composit triple b
eat)の歪IM(Inter Modulatio
n)が−50dBc程度であり、改善の余地があった。
よび110と高周波増幅出力同調回路115,116お
よび117を有しているため、受信帯域内感度偏差が1
0dB以上となるのが一般的であり、改善する余地があ
る。また、同調回路方式であるため、影像信号除去比が
−50dBc以上であり、改善する必要性がある。
よび110が入力回路にあるため、受信帯域全帯域に渡
り、入力リターンロスを補償することは困難である。さ
らに、ローカルリーケージが−10〜20dBmVであ
り、DOCSIS要求基準の−40dBmVを満足して
いない。
よび110と高周波増幅出力同調回路115,116お
よび117と局部発振回路121,122および123
の共振回路に空芯コイルを使用しており、また各同調回
路と局部発振回路との間でトラッキング調整を行なう必
要がある。また、空芯コイルを使用しているため、IC
化のメリットが少なく小型化が困難となっていた。
ブルコンバージョン方式を採用することにより、シング
ルコンバージョン方式の問題点を改善したケーブルモデ
ム用チューナを提供することである。
(ケーブルテレビジョン)局へデータ信号を送出するた
めのアップストリーム回路を備えたケーブルモデム用チ
ューナであって、アップストリーム回路は、その利得が
制御可能であって、データ信号を受ける利得制御手段
と、利得制御手段によって利得の制御されたデータ信号
を電力増幅する電力増幅手段と、データ信号の送出遮断
を制御するための制御手段とを備えたことを特徴とす
る。
ョン)局からの下り信号を受信するための受信部を備え
たケーブルモデム用チューナであって、受信部は、下り
信号をその周波数よりも高い第1の中間周波信号に変換
するアップコンバータと、アップコンバータから出力さ
れた第1の中間周波信号を選択するためのフイルタと、
フイルタで選択された第1の中間周波信号をそれよりも
低い第2の中間周波信号に変換して出力するダウンコン
バータを備えたことを特徴とする。
域を有し、下り信号を増幅する広帯域高周波増幅回路
と、その利得が可変にされ、広帯域高周波増幅回路から
の下り信号を受ける広帯域可変利得増幅回路と、下り信
号の周波数よりも高い周波数の局部発振信号を出力する
局部発振回路と、広帯域可変利得増幅回路から出力され
た下り信号と、局部発振回路から出力された局部発振信
号とを混合する混合回路とを含む。
って選択された第1の中間周波信号を増幅する第1の中
間周波増幅回路と、第1の中間周波信号よりも周波数の
低い局部発振信号を出力する局部発振回路と、第1の中
間周波増幅回路から出力された第1の中間周波信号と局
部発振回路から出力された局部発振信号とを混合して第
2の中間周波信号を出力する混合回路と、混合回路から
出力された第2の中間周波信号を増幅する第2の中間周
波増幅回路と、第2の中間周波増幅回路から出力された
前記第2の中間周波信号を選択するフイルタとを含む。
の中間周波増幅回路からの第2の中間周波信号を受ける
中間周波利得増幅回路を含む。
プリントコイルまたは空芯コイルを含む共振回路からな
るバンドパスフイルタを含む。
テレビジョン)局へデータ信号を送出するためのアップ
ストリーム回路と、CATV局からの下り信号を受信す
るための受信部を備えたケーブルモデム用チューナであ
って、CATV局へのデータ信号とCATV局からの下
り信号との分波を行なうためのデュプレクサと、デュプ
レクサにデータ信号を出力するリターンパス回路と、デ
ュプレクサで分波された下り信号を受ける受信部を含
む。
ロック図である。図1において、CATV信号は、上り
信号が5〜42MHz、下り信号が54〜860MHz
にて運用され、入出力端子1はケーブル回線に接続され
る。一方、上り信号はリターンパス信号入力端子10に
入力される。この上り信号は、図示しないQPSK送信
機からの直交位相偏位変調(QPSK)された平衡なデ
ータであり、このデータは平衡型帯域フイルタ4によっ
て帯域制限された後、リターンパス増幅回路IC5に入
力される。
器51と、デジタル利得制御回路52と、電力増幅回路
53および54とを含む。このリターンパス増幅回路I
C5は、パワーロスを低減し、スプリアスエミッション
を低減するために設けられている。デジタル利得制御回
路52の制御信号入力端子56には、利得を制御するた
めの制御信号が入力される。また、電力増幅回路53,
54の制御信号入力端子57には、データの送出遮断の
制御を行うための制御信号が与えられる。
たデータは、平衡不平衡変換回路6により不平衡信号に
変換され、ローパスフイルタからなるデュプレクサ3を
介して入出力端子1に出力される。
れ、ハイパスフイルタからなるデュプレクサ2を介して
アップコンバータ用IC7に入力される。アップコンバ
ータ用IC7は、帯域増幅回路71と、広帯域高周波A
GC増幅回路72と、平衡型混合回路73と、緩衝増幅
回路74と、第1PLL回路75、と電圧可変型第2局
部発振回路76とを含み、下り信号をそれよりも高い周
波数の第1の中間周波信号に変換する。RF AGC端
子77にはRF AGC制御信号が入力される。
第1の中間周波信号は、SAWフイルタ8を介してダウ
ンコンバータ用IC9に与えられる。ダウンコンバータ
用IC9は第1IF増幅回路91と、混合回路92と、
第2PLL回路93と、電圧可変型第2局部発振回路9
4と、第2IF増幅回路95と、第2IF AGC増幅
回路96とを含み、第1の中間周波信号をそれよりも低
い周波数の第2の中間周波信号に変換する。IF AG
C端子97にはIF AGC制御信号が入力される。第
2IF AGC増幅回路96の出力は出力端子98から
図示しないQAMの復調回路にIF信号として与えられ
る。
ナの具体的な動作について説明する。
は、リターンパス入力端子10に入力され、平衡型帯域
フイルタ4によってn次高調波成分が除去され、リター
ンパス増幅回路IC5によって約30dBの電力増幅が
行なわれる。デジタル利得制御回路52は、+58dB
mV〜+5dBmVの出力レベルを1dBごとに可変す
る。この制御のために、デジタル利得制御回路52の制
御信号入力端子56には3Wire Busの制御方式
で制御信号が入力される。なお、電力増幅回路53,5
4は、制御入力端子57に入力される制御信号によりデ
ータの送出遮断の制御が行なわれる。
変換回路6によってインピーダンス変換されるとともに
不平衡な信号に変換され、デュプレクサ3によって下り
信号と合成されて入出力端子1から出力される。
てアップコンバータ用IC7に入力され、広帯域増幅回
路71で増幅された後、広帯域高周波AGC増幅回路7
2によって、RF AGC端子77に与えられるQAM
の復調回路からのAGC制御信号により、広帯域のRF
AGC制御が行なわれる。そして、下り信号は平衡型
混合回路73により、第1PLL回路と電圧可変型第1
局部発振回路76と緩衝増幅回路74で発生される局部
発振信号と混合されて周波数変換が行なわれ、第1中間
周波信号に変換される。受信信号がたとえば54〜86
0MHzの場合は、第1中間周波信号は1100MHz
前後に選定される。
通過した後、ダウンコンバータ用IC9に与えられる。
そして、第1中間周波信号は第1IF増幅回路91によ
って増幅された後、混合回路92によって、第2PLL
回路93と電圧可変型第2局部発振回路94とによって
発生された局部発振信号と混合されて周波数変換が行な
われ、第2中間周波信号に変換される。この第2中間周
波信号は第2IF増幅回路95によって増幅された後、
デジタルSAWフイルタ10に与えられて帯域外妨害信
号が除去され、第2IF AGC増幅回路96に与えら
れる。そして、第2中間周波信号は、IF AGC端子
97に与えられているQAM復調回路からのAGC制御
信号に基づいて利得制御が行なわれ、出力端子98から
出力される。
示す図である。SAWフイルタ8は図2(a)に示すよ
うな集中定数型フイルタまたは図2(b)に示すストリ
ップラインによる共振回路で構成される。すなわち、図
2(a)に示す集中定数型フイルタは空芯コイルからな
る共振用インダクタL1,L2と共振用コンデンサC
1,C2とからなり、共振用インダクタL1,L2は誘
導結合(M)されている。
リップラインまたはプリントコイルからなる共振用イン
ダクタL3,L4と共振用コンデンサC3,C4とから
構成され、共振用インダクタL3,L4は誘導結合
(M)されている。
ブルコンバージョン方式の選局回路を採用し、しかも平
衡型混合回路73は伝送歪に対して有効であるため、従
来のシングルミキサに比べて6dB以上の伝送歪の改善
が得られる。また、IMであるCSO,CTBを−57
dB以上に改善できる。
路を採用し、しかも受信帯域内偏差は平衡型混合回路7
3の性能である変換利得の周波数特性によっているた
め、従来に比べて感度偏差を−3dB以内に改善でき
る。
8の伝送特性によって決定され、従来に比べて60dB
以上に改善できる。
を採用したことにより、入力リターンロスを受信帯域全
帯域に渡り6dB以上に改善できる。
76の発振周波数を受信帯域外にしているため、スプリ
アスエミッションを−40dBmV以下に改善できる。
また、リターンパス回路を内蔵しているため、パワーロ
スを低減でき、スプリアスエミッションを−50dBm
V以下に改善できる。
バータ部とをIC化することにより、また第1中間周波
増幅部にSAWフイルタ9を用いることにより、従来の
デスクリート部品による回路構成に比べて、面積比の面
で大幅に改善でき、30%以上の実装面積の低減が可能
になる。
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
プストリーム回路は、その利得が制御可能な利得制御手
段によって利得の制御されたデータ信号を電力増幅し、
データ信号の送出遮断を制御するようにしたので、パワ
ーロスを低減でき、スプリアスエミッションを改善でき
る。
ータでその周波数よりも高い第1の中間周波信号に変換
し、アップコンバータから出力された第1の中間周波信
号をフイルタで選択し、フイルタで選択された第1の中
間周波信号をダウンコンバータでそれよりも低い第2の
中間周波信号に変換して出力ようにしたので、従来のシ
ングルコンバータに比べて伝送歪を改善できる。
帯域を有し、下り信号を広帯域高周波増幅回路で増幅
し、その利得が可変にされた広帯域可変利得増幅回路で
下り信号を受け、下り信号の周波数よりも高い周波数の
局部発振信号と、広帯域可変利得増幅回路から出力され
た下り信号とを混合するようにしたので、スプリアスエ
ミッションを改善できる。
バータ部とをIC化することにより、従来のデスクリー
ト部品による回路構成に比べて、面積比の面で大幅に改
善でき、実装面積の低減が可能になる。
ある。
図である。
域フイルタ、5 リターンパス増幅回路、6 平衡不平
衡変換回路、7 アップコンバータ用IC、8SAWフ
イルタ、9 ダウンコンバータ用IC、10 出力端
子、51 前置増幅器、52 デジタル利得制御回路、
53 電力増幅器、56,57 制御信号入力端子、7
1 帯域増幅回路、72 広帯域高周波AGC増幅回
路、73平衡型混合回路、74 緩衝増幅回路、75
第1PLL回路、76 電圧可変型第1局部発振回路、
77 AGC端子、91 第1IF増幅回路、92 混
合回路、93 第2PLL回路、94 電圧可変型第2
局部発振回路、95 第2IF増幅回路、96 AGC
増幅回路、97 IF AGC端子、98 出力端子。
Claims (7)
- 【請求項1】 CATV(ケーブルテレビジョン)局へ
データ信号を送出するためのアップストリーム回路を備
えたケーブルモデム用チューナであって、 前記アップストリーム回路は、 その利得が制御可能であって、前記データ信号を受ける
利得制御手段、 前記利得制御手段によって利得の制御されたデータ信号
を電力増幅する電力増幅手段、および前記データ信号の
送出遮断を制御するための制御手段を備えた、ケーブル
モデム用チューナ。 - 【請求項2】 CATV(ケーブルテレビジョン)局か
らの下り信号を受信するための受信部を備えたケーブル
モデム用チューナであって、 前記受信部は、 前記下り信号をその周波数よりも高い第1の中間周波信
号に変換するアップコンバータ、 前記アップコンバータから出力された第1の中間周波信
号を選択するためのフイルタ、および前記フイルタで選
択された第1の中間周波信号をそれよりも低い第2の中
間周波信号に変換して出力するダウンコンバータを備え
た、ケーブルモデム用チューナ。 - 【請求項3】 前記アップコンバータは、 受信周波数帯域を有し、前記下り信号を増幅する広帯域
高周波増幅回路、 その利得が可変にされ、前記広帯域高周波増幅回路から
の下り信号を受ける広帯域可変利得増幅回路、 前記下り信号の周波数よりも高い周波数の局部発振信号
を出力する局部発振回路、 前記広帯域可変利得増幅回路から出力された下り信号
と、前記局部発振回路から出力された局部発振信号とを
混合する混合回路を備えた、請求項2に記載のケーブル
モデム用チューナ。 - 【請求項4】 前記ダウンコンバータは、 前記フイルタによって選択された第1の中間周波信号を
増幅する第1の中間周波増幅回路、 前記第1の中間周波信号よりも周波数の低い局部発振信
号を出力する局部発振回路、 前記第1の中間周波増幅回路から出力された第1の中間
周波信号と前記局部発振回路から出力された局部発振信
号とを混合して第2の中間周波信号を出力する混合回
路、 前記混合回路から出力された第2の中間周波信号を増幅
する第2の中間周波増幅回路、および前記第2の中間周
波増幅回路から出力された前記第2の中間周波信号を選
択するフイルタを備えた、請求項2に記載のケーブルモ
デム用チューナ。 - 【請求項5】 さらに、その利得が可変にされ、前記第
2の中間周波増幅回路からの第2の中間周波信号を受け
る中間周波利得増幅回路を含む、請求項4に記載のケー
ブルモデム用チューナ。 - 【請求項6】 前記フイルタは、ストリップライン,プ
リントコイルまたは空芯コイルを含む共振回路からなる
バンドパスフイルタを含む、請求項2に記載のケーブル
モデム用チューナ。 - 【請求項7】 CATV(ケーブルテレビジョン)局へ
データ信号を送出するためのアップストリーム回路と、
前記CATV局からの下り信号を受信するための受信部
を備えたケーブルモデム用チューナであって、 前記CATV局へのデータ信号と前記CATV局からの
下り信号との分波を行なうためのデュプレクサ、 前記デュプレクサに前記データ信号を出力するリターン
パス回路、および前記デュプレクサで分波された下り信
号を受ける受信部を備えた、ケーブルモデム用チュー
ナ。
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