JP2005217685A

JP2005217685A - チューナ

Info

Publication number: JP2005217685A
Application number: JP2004020765A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Ogino; 均荻野
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2004-01-29
Filing date: 2004-01-29
Publication date: 2005-08-11

Abstract

【課題】どのような受信信号条件でも最適性能を得ることができるチューナを提供する。
【解決手段】高周波信号を直接Ｉベースバンド信号及びＱベースバンド信号に変換するダウンコンバータ部（ミキサ５及び６、増幅器７及び８、９０°移相器９、電圧制御発振器１０、ＰＬＬ１１）と、外部から供給されるＡＧＣ制御電圧に応じて前記高周波信号のレベル調整を行う第１利得調整部（ＲＦ減衰器３、可変利得増幅器４）と、前記ＡＧＣ制御電圧から独立した信号を入力する外部入力端子１５と、外部入力端子１５に入力された信号に応じて前記高周波信号のレベル調整を行う第２利得調整部（ＲＦ増幅器２、帰還回路１４）とを備えるチューナ。
【選択図】図１

Description

本発明は、ダイレクトコンバージョン方式のチューナ及びヘテロダイン方式のチューナに関する。

従来のチューナとして、ここではデジタル放送受信用チューナを例に挙げて説明する。ＣＳ (communication satellite)放送、デジタルＢＳ(broadcasting satellite)放送、デジタル地上波放送などの各デジタル放送を受信する受信装置においてデジタル放送受信用チューナが用いられる。

従来のデジタル放送受信用チューナの一構成例を図７に示す。図７のデジタル放送受信用チューナは、ダイレクトコンバージョン方式のデジタル衛星放送受信用チューナであって、ＲＦ（Radio Frequency）入力端子１と、ＲＦ増幅器２と、ＲＦ減衰器３と、可変利得増幅器４と、ミキサ５及び６と、増幅器７及び８と、９０°移相器９と、電圧制御発振器１０と、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）１１と、出力端子１２及び１３とを備えている。通常、可変利得増幅器４と、ミキサ５及び６と、増幅器７及び８と、９０°移相器９とは、ダイレクトコンバージョンＩＣ（Integrated Circuit）として１つのＩＣチップに格納される。

衛星より送信されるＲＦ信号が図示しないアンテナで受信される。そして、アンテナで受信された１２ＧＨｚ帯のＲＦ信号は、図示しないＬＮＢ（Low Noise Block down converter）で適正レベルまで増幅され且つ１ＧＨｚ帯のＲＦ信号にダウンコンバートされたのち、図７のデジタル放送受信用チューナに設けられているＲＦ入力端子１に送出される。ＲＦ入力端子１に入力されたＲＦ信号は、ＲＦ増幅器２で増幅され、ＲＦ減衰器３及び可変利得増幅器４でレベル調整されたのち、２分配されミキサ５とミキサ６とに送出される。なお、ＲＦ減衰器３及び可変利得増幅器４は、外部（復調ＩＣ）から供給されるＡＧＣ制御電圧に応じて利得が変化する。

２分配された一方の信号は、ミキサ５によって電圧制御発振器１０から出力される局部発振信号と混合され、Ｉベースバンド信号に変換され、増幅器７を経由して出力端子１２に送出される。９０°移相器９は、電圧制御発振器１０から出力される局部発振信号を９０°移相する。そして、２分配された他方の信号は、ミキサ６によって９０°移相器９から出力される局部発振信号と混合され、Ｑベースバンド信号に変換され、増幅器８を経由して出力端子１３に送出される。このような動作により、出力端子１２から出力されるＩベースバンド信号と出力端子１３から出力されるＱベースバンド信号とは互いに９０°の位相差を持つ信号になる。なお、ＰＬＬ１１は、電圧制御発振器１０から出力される局部発振信号が所定の周波数（２分配された信号周波数と略同一の周波数）になるように電圧制御発振器１０を制御する。

続いて、従来のデジタル放送受信用チューナの他の構成例を図８に示す。図８のデジタル放送受信用チューナは、ヘテロダイン方式のデジタル地上波放送受信用チューナであって、ＲＦ入力端子２１と、ＲＦ増幅器２２と、ＲＦ減衰器２３と、ミキサ２４と、電圧制御発振器２５と、ＰＬＬ２６と、可変利得増幅器２７と、ミキサ２８と、局部発振器２９と、出力端子３０とを備えている。ミキサ２４は第１ダウンコンバートＩＣの一部または全部として、ミキサ２８は第２ダウンコンバートＩＣの一部または全部として、それぞれ別々の半導体チップに格納される。そして、通常、可変利得増幅器２７は第１ダウンコンバートＩＣ又は第２ダウンコンバートＩＣのいずれかに含まれる。なお、固定の周波数を発振する局部発振器２９の代わりに任意の周波数を発振する電圧制御発振器及びその電圧制御発振器を制御するＰＬＬを設けてもよい。

図示しないアンテナで受信されたＲＦ信号が、図８のデジタル放送受信用チューナに設けられているＲＦ入力端子２１に送出される。

ＲＦ入力端子２１に入力されたＲＦ信号は、ＲＦ増幅器２２で増幅され、ＲＦ減衰器２３でレベル調整され、ミキサ２４に送出される。

ＲＦ減衰器２３から出力されるＲＦ信号は、ミキサ２４によって電圧制御発振器２５から出力される局部発振信号と混合され、第１中間周波信号に変換され、可変利得増幅器２７によってレベル調整されたのちミキサ２８に送出される。なお、ＲＦ減衰器２３及び可変利得増幅器２７は、外部（復調ＩＣ）から供給されるＡＧＣ制御電圧に応じて利得が変化する。また、ＰＬＬ２６は、電圧制御発振器２５から出力される局部発振信号が所定の周波数（ＲＦ信号周波数との差が第１中間周波信号の周波数となる周波数）になるように電圧制御発振器２５を制御する。

可変利得増幅器２７から出力される第１中間周波信号は、ミキサ２８によって局部発振器２９から出力される局部発振信号と混合され、第２中間周波信号に変換され、出力端子３０に送出される。なお、ミキサ２８によって第１中間周波信号がベースバンド信号にダウンコンバートされるように、ミキサ２８に入力される局部発振信号の周波数を設定してもよい。
特開昭６２−１８８０９号公報

一般に、図７又は図８のデジタル放送受信用チューナにＡＧＣ制御電圧を供給する復調ＩＣ（図示せず）は、受信信号レベルに対応するＡＧＣリファレンス値を予め記憶している。しかしながら、図７又は図８のデジタル放送受信用チューナと復調ＩＣを内蔵する受信装置が使用される地域によっては、復調ＩＣによって予め記憶されているＡＧＣリファレンス値が最適値にならない場合がある。このため、図７及び図８のデジタル放送受信用チューナでは、受信信号条件によって最良の性能を確保することができない場合があった。

例えば、図９（ａ）に示すように受信帯域内の受信信号レベルが高いとき等は歪み特性を重視し、図９（ｂ）に示すように受信帯域内の受信信号レベルが低いとき等はＮＦ（Noise Figure）特性を重視すべきであるが、図７及び図８のデジタル放送受信用チューナではＡＧＣ制御電圧のみによってＲＦ信号のレベル調整が成されるために、使用される地域や組み合わされる復調ＩＣによって、受信帯域内の受信信号レベルが高いとき等でも歪み特性が重視されなかったり受信帯域内の受信信号レベルが低いとき等でもＮＦ特性が重視されなかったりする場合があり、かかる場合において最良の性能を確保することができなかった。

本発明は、上記の問題点に鑑み、どのような受信信号条件でも最適性能を得ることができるチューナを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明に係るチューナにおいては、高周波信号をベースバンド信号又は中間周波信号に変換するダウンコンバータ部と、外部から供給されるＡＧＣ制御電圧に応じて前記高周波信号のレベル調整を行う第１利得調整部と、前記ＡＧＣ制御電圧から独立した信号に応じて前記高周波信号のレベル調整を行う第２利得調整部と、を備える構成としている。

上記構成において、ＡＧＣ制御電圧から独立した信号を受信信号条件に対応した信号にすることで、どのような受信信号条件でも最適性能を得ることができるチューナを実現することができる。例えば、受信帯域内の受信信号レベルが高いとき等は第２利得調整部の利得を下げてＩＩＰ３（入力時３次インタセプトポイント）を向上させることによって、チューナ内部歪み特性を重視するようにでき、受信帯域内の受信信号レベルが低いとき等は第２利得調整部の利得を上げてチューナ出力のＣ／Ｎ（Carrier to Noise ratio）を向上させることによって、ＮＦ特性を重視するようにできる。

また、前記ＡＧＣ制御電圧から独立した信号が前記ダウンコンバータ部に設けられる半導体集積回路装置の汎用ポートから出力されるようにしてもよい。

これにより、ダウンコンバータ部に設けられる半導体集積回路装置においてソフトウェア的にＡＧＣ制御電圧から独立した信号を生成することが可能となり、専用の信号生成回路（ハードウェア）が不要となる。

また、前記第２利得調整部の一構成例としては、前記高周波信号を増幅する増幅器と、前記増幅器に帰還をかける帰還回路であって前記ＡＧＣ制御電圧から独立した信号に応じて帰還量が段階的に切り替わる切り換え式帰還回路とを備える回路が挙げられる。また、前記第２利得調整部の他の構成例としては、前記高周波信号を増幅する増幅器と、前記高周波信号を減衰する減衰器であって前記ＡＧＣ制御電圧から独立した信号に応じて減衰量が段階的に切り替わる切り換え式固定減衰器とを備える回路が挙げられる。

前記第２利得調整部を上記構成例のようにすることにより、前記第２利得調整部の回路構成を簡単にすることができる。

本発明によると、どのような受信信号条件でも最適性能を得ることができるチューナを実現することができる。

以下に本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。本発明に係るチューナとして、ここでは、デジタル放送受信用チューナを例に挙げて説明する。本発明の第一実施形態に係るデジタル放送受信用チューナの構成を図１に示す。なお、図１において図７と同一の部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

図１のデジタル放送受信用チューナは、ダイレクトコンバージョン方式のデジタル衛星放送受信用チューナであって、図７のデジタル放送受信用チューナに、スイッチング型の帰還回路１４と、外部入力端子１５とを新たに設けた構成である。スイッチング型の帰還回路１４は、ＲＦ増幅器２に帰還をかける帰還回路であって、外部入力端子１５に供給される外部制御信号に応じて帰還量が段階的に切り替わる。

外部入力端子１５に供給される外部制御信号は、ＡＧＣ制御電圧から独立しており且つ受信信号条件に応じた信号とする。例えば、受信帯域内の受信信号レベルが高いとき等は外部制御信号をＲＦ増幅器２とスイッチング型の帰還回路１４とによって構成される増幅部の利得が下がるような信号にするとよい。これにより、ＩＩＰ３（入力時３次インタセプトポイント）が向上する。一方、受信帯域内の受信信号レベルが低いとき等は外部制御信号をＲＦ増幅器２とスイッチング型の帰還回路１４とによって構成される増幅部の利得が上がるような信号にするとよい。これにより、チューナ出力のＣ／Ｎが向上する。

このような構成により、図９（ａ）に示すように受信帯域内の受信信号レベルが高い場合等は歪み特性を重視し、図９（ｂ）に示すように受信帯域内の受信信号レベルが低い場合等はＮＦ特性を重視することができるので、どのような受信信号条件でも最良の性能を確保することができる。

次に、本発明の第二実施形態に係るデジタル放送受信用チューナの構成を図２に示す。なお、図２において、図１と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。

図２のデジタル放送受信用チューナが図１のデジタル放送受信用チューナと異なる点は、外部入力端子１５を具備せず、その代わりにスイッチング型の帰還回路１４の帰還量がＰＬＬ１１の汎用ポート１１ａから出力される制御信号に応じて段階的に切り替わる点である。ＰＬＬ１１は受信信号条件のデータをＩ２Ｃバス（図示せず）を介して入力し、受信信号条件に応じた制御信号を汎用ポート１１ａから出力する。なお、汎用ポート１１ａから出力される制御信号は、ＡＧＣ制御電圧から独立している信号である。これにより、ＰＬＬ１１によってソフトウェア的にＲＦ増幅器２とスイッチング型の帰還回路１４とによって構成される増幅部の利得を制御することが可能となる。

次に、本発明の第三実施形態に係るデジタル放送受信用チューナの構成を図３に示す。なお、図３において、図１と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。

図３のデジタル放送受信用チューナが図１のデジタル放送受信用チューナと異なる点は、スイッチング型の帰還回路１４を具備せず、その代わりにスイッチング型の固定減衰器１６を入力端子１とＲＦ増幅器２との間に設けた点である。スイッチング型の固定減衰器１６は、ＲＦ信号を減衰する減衰器であって、外部入力端子１５に供給される外部制御信号に応じて減衰量が段階的に切り替わる。なお、スイッチング型の固定減衰器１６とＲＦ増幅器２との配置を入れ換えても構わない。

外部入力端子１５に供給される外部制御信号は、ＡＧＣ制御電圧から独立しており且つ受信信号条件に応じた信号とする。例えば、受信帯域内の受信信号レベルが高いとき等は外部制御信号をＲＦ増幅器２とスイッチング型の固定減衰器１６とによって構成される増幅部の利得が下がるような信号にするとよい。これにより、ＩＩＰ３（入力時３次インタセプトポイント）が向上する。一方、受信帯域内の受信信号レベルが低いとき等は外部制御信号をＲＦ増幅器２とスイッチング型の固定減衰器１６とによって構成される増幅部の利得が上がるような信号にするとよい。これにより、チューナ出力のＣ／Ｎが向上する。

なお、図３のデジタル放送受信用チューナから外部入力端子１５を取り除き、その代わりにスイッチング型の帰還回路１４の帰還量がＰＬＬ１１の汎用ポート１１ａから出力される制御信号に応じて帰還量が段階的に切り替わるようにしても構わない。

次に、本発明の第四実施形態に係るデジタル放送受信用チューナの構成を図４に示す。なお、図４において、図８と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。

図４のデジタル放送受信用チューナは、受信信号をヘテロダイン方式のデジタル地上波放送受信用チューナであって、図８のデジタル放送受信用チューナに、スイッチング型の帰還回路１４と、外部入力端子１５を新たに設けた構成である。スイッチング型の帰還回路１４は、ＲＦ増幅器２に帰還をかける帰還回路であって、外部入力端子１５に供給される外部制御信号に応じて帰還量が段階的に切り替わる。

外部入力端子１５に供給される外部制御信号は、ＡＧＣ制御電圧から独立しており且つ受信信号条件に応じた信号とする。例えば、受信帯域内の受信信号レベルが高いとき等は外部制御信号をＲＦ増幅器２２とスイッチング型の帰還回路１４とによって構成される増幅部の利得が下がるような信号にするとよい。これにより、ＩＩＰ３（入力時３次インタセプトポイント）が向上する。一方、受信帯域内の受信信号レベルが低いとき等は外部制御信号をＲＦ増幅器２２とスイッチング型の帰還回路１４とによって構成される増幅部の利得が上がるような信号にするとよい。これにより、チューナ出力のＣ／Ｎが向上する。

なお、本発明に係る第四実施形態のチューナについても、上述した第一実施形態から第二実施形態又は第三実施形態への変形と同様の変形を実施することができる。

ここで、図１、図２及び図４のデジタル放送受信用チューナが具備するスイッチング型の帰還回路１４の一構成例を図５に示す。図５に示すスイッチング型の帰還回路は、抵抗Ｒ１及びＲ２と、容量Ｃ１及びＣ２と、ダイオードＤ１と、ＮＰＮ型トランジスタＱ１とによって構成される。ＲＦ増幅器２（図５において図示せず）の入力端が容量Ｃ１とＮＰＮ型トランジスタＱ１のベースとの接続ノードに接続され、ＲＦ増幅器２（図５において図示せず）の出力端が容量Ｃ２とＮＰＮ型トランジスタＱ１のコレクタとの接続ノードに接続され、外部入力端子１５又はＰＬＬ１１の汎用ポート１１ａが抵抗Ｒ１の一端に接続される。

また、図３のデジタル放送受信用チューナが具備するスイッチング型の固定減衰器１６の一構成例を図６に示す。図６に示すスイッチング型の固定減衰器は、抵抗Ｒ３〜Ｒ７と、容量Ｃ３〜Ｃ６と、ダイオードＤ２と、ＮＰＮ型トランジスタＱ２とによって構成される。ＲＦ入力端子１（図６において図示せず）及びＲＦ増幅器２（図５において図示せず）の入力端が容量Ｃ３と容量Ｃ５との接続ノード及びＮＰＮ型トランジスタＱ２のコレクタとの接続ノードに接続され、外部入力端子１５又はＰＬＬ１１の汎用ポート１１ａが抵抗Ｒ６の一端に接続される。

なお、上述した実施形態では帰還回路又は固定減衰器をスイッチング型にしているが、本発明はこれに限定されることはなく、帰還回路の帰還量又は減衰器の減衰量が連続可変する形態であっても構わない。

は、本発明の第一実施形態に係るデジタル放送受信用チューナの構成を示す図である。は、本発明の第二実施形態に係るデジタル放送受信用チューナの構成を示す図である。は、本発明の第三実施形態に係るデジタル放送受信用チューナの構成を示す図である。は、本発明の第四実施形態に係るデジタル放送受信用チューナの構成を示す図である。は、図１、図２及び図４のデジタル放送受信用チューナが具備する帰還回路の一構成例を示す図である。は、図３のデジタル放送受信用チューナが具備する固定減衰器の一構成例を示す図である。は、従来のデジタル放送受信用チューナの一構成例を示す図である。は、従来のデジタル放送受信用チューナの他の構成例を示す図である。は、受信信号レベルの周波数特性を示す図である。

符号の説明

１、２１ＲＦ入力端子
２、２２ＲＦ増幅器
３、２３ＲＦ減衰器
４、２７可変利得増幅器
５、６、２４、２８ミキサ
７、８増幅器
９９０°移相器
１０、２５電圧制御発振器
１１、２６ＰＬＬ
１１ａ汎用ポート
１２、１３、３０出力端子
１４帰還回路
１５外部入力端子
１６固定減衰器

Claims

高周波信号をベースバンド信号又は中間周波信号に変換するダウンコンバータ部と、
外部から供給されるＡＧＣ制御電圧に応じて前記高周波信号のレベル調整を行う第１利得調整部と、
前記ＡＧＣ制御電圧から独立した信号に応じて前記高周波信号のレベル調整を行う第２利得調整部と、
を備えることを特徴とするチューナ。
前記ＡＧＣ制御電圧から独立した信号が、前記ダウンコンバータ部に設けられる半導体集積回路装置の汎用ポートから出力される信号である請求項１に記載のチューナ。
前記第２利得調整部が、前記高周波信号を増幅する増幅器と、前記増幅器に帰還をかける帰還回路であって前記ＡＧＣ制御電圧から独立した信号に応じて帰還量が段階的に切り替わる切り換え式帰還回路とを有する請求項１または請求項２に記載のチューナ。
前記第２利得調整部が、前記高周波信号を増幅する増幅器と、前記高周波信号を減衰する減衰器であって前記ＡＧＣ制御電圧から独立した信号に応じて減衰量が段階的に切り替わる切り換え式固定減衰器とを有する請求項１または請求項２に記載のチューナ。