JP2006094274A

JP2006094274A - チューナ回路

Info

Publication number: JP2006094274A
Application number: JP2004279074A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Torii; 俊之鳥居; Koji Nakatsuji; 幸治中辻
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2004-09-27
Publication date: 2006-04-06

Abstract

【課題】発振周波数を分周して混合器に供給する形式の回路において、分周回路で生成された高調波成分や、原発振周波数成分などの不要成分が混合器に入力されることにより種々のビート成分が発生し、これが原因でテレビジョン受像機画面にノイズが入る。
【解決手段】分周回路２１で生成された不要成分が混合器６または１６に供給されるのを防ぐため、分周回路２１と混合器６または１６の間に、遮断周波数変動手段を有するフィルタ回路６１を設け、受信周波数に応じて適切に遮断周波数を変動させて、前記不要成分を除去することにより、ビート成分を抑圧し、テレビジョン受像機画面を鮮明にすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、テレビジョン受像機に用いられるチューナ回路で、特に半導体集積回路に内蔵するのに最適なチューナ回路に関する。

近年、テレビチューナは小型化が進み、また低コスト化を求められていることから部品点数の削減に対する要望が高まってきており、この課題を解決する技術に局部発振器の単一化がある。これは、通常、テレビジョン受像機用のチューナはＶＨＦ放送帯域からＵＨＦ放送帯域までの広い帯域をカバーするため２つまたは３つの局部発振器を使用する必要があるが、低コスト化及び部品点数の削減の要請から、単一の局部発振器の発振信号を分周してＶＨＦ放送帯域からＵＨＦ放送帯域までをカバーする方式のことである。

従来、この種の単一局部発振器テレビチューナとしては、例えば、未公開自社出願の特願２００３−３５３４５４号に記載されるようなものがある。次に図４を用いて上記局部発振器の単一化を説明する。図４は前記公報に記載された従来の単一局部発振器テレビチューナを示している。図４において、１はアンテナである。例えばアメリカ合衆国内では、このアンテナ１には５５．２５ＭＨｚから８０１．２５ＭＨｚまでの高周波信号が入力される。２はＵＨＦ信号受信部で、単同調フィルタ３、高周波増幅器４、複同調フィルタ５及び混合器６から構成されており、３６７．２５ＭＨｚから８０１．２５ＭＨｚまでのＵＨＦ放送帯域の信号を受信するものである。また１２はＶＨＦ信号受信部で、単同調フィルタ１３、高周波増幅器１４、複同調フィルタ１５及び混合器１６から構成されており、５５．２５ＭＨｚから３６１．２５ＭＨｚまでのＶＨＦ放送帯域の信号を受信するものである。ここで、それぞれ、２０は局部発振器、２６は発振部、２１は分周回路、４２はＰＬＬ回路、２３は中間周波フィルタ、２５は中間周波増幅器である。通常１００の実線で囲まれた部分が集積回路内に構成されるが、２０の局部発振器も集積回路内に内蔵で構成される場合もある。

次に図４のチューナ回路の動作について説明する。

まず３は同調周波数がＵＨＦ放送帯域の単同調フィルタで、アンテナ１から入力された高周波信号のうちＵＨＦ放送帯域の信号のみが通過する。高周波増幅器４は単同調フィルタ３の出力が接続されており、このＵＨＦ放送帯域の信号を増幅させるものである。混合器６は複同調フィルタ５を介して高周波増幅器４に接続されており、第１の入力端子には複同調フィルタ５からの出力信号が入力され、第２の入力端子には局部発振器２０の出力信号が分周回路２１を介して入力される。混合器６は、複同調フィルタ５を通過したＵＨＦ放送帯域の信号と、局部発振器２０の発振信号が分周器２１により分周された分周信号とを混合し、中間周波数４５．７５ＭＨｚへ変換するものである。

この場合、局部発振器の発振周波数を４１９ＭＨｚ〜８４７ＭＨｚ、分周比を１として帯域をカバーする。

次に１３は同調周波数がＶＨＦ放送帯域の単同調フィルタで、アンテナ１から入力された高周波信号のうちＶＨＦ放送帯域の信号のみが通過する。高周波増幅器１４は単同調フィルタ１３の出力が接続されており、このＶＨＦ放送帯域の信号を増幅させるものである。混合器１６は複同調フィルタ１５を介して高周波増幅器１４に接続されており、第１の入力端子には複同調フィルタ１５からの出力信号が入力され、第２の入力端子には局部発振器２０の出力信号が分周回路２１を介して入力される。この混合器１６は、複同調フィルタ１５を通過したＶＨＦ放送帯域の信号と、局部発振器２０の発振信号が分周器２１により分周された分周信号とを混合し、中間周波数４５．７５ＭＨｚへ変換するものである。

この場合、局部発振器の前記４１９ＭＨｚ〜８４７ＭＨｚの発振周波数を用いて、分周比を２または４に設定することにより、１７９ＭＨｚ〜４１３ＭＨｚというＶＨＦハイバンドの発振周波数範囲を、さらに、分周比を４または５に設定することにより、１０１ＭＨｚ〜１７３ＭＨｚというＶＨＦローバンドの発振周波数範囲をそれぞれ補うことができ、単一の局部発振器でＶＨＦ帯域がカバーできることになる。

中間周波フィルタ２３は混合器６及び１６の出力が接続され、占有帯域６ＭＨｚで不要信号を減衰させるものである。２４は中間周波フィルタ２３の出力信号が中間周波増幅器２５を介して供給される出力端子である。

発振部２６の入力端子２７及び２８には同調部２９が接続されている。この同調部２９は、可変容量ダイオード３０とキャパシタ３１の直列接続体３２と、この直列接続体３２と並列に接続したインダクタ３３により構成されている。また発振部２６の入力にはスイッチ３４を介してキャパシタ３５と、スイッチ３６を介してキャパシタ３７がそれぞれキャパシタ３１と並列になるように接続され、スイッチ３８を介してキャパシタ３９と、スイッチ４０を介してキャパシタ４１がそれぞれ可変容量ダイオード３０と並行になるように接続される。ここで、スイッチ３４、３６、３８、４０を切り替えることで発振部２６の発振周波数を微調整することができる。

ＰＬＬ回路４２の入力には、発振部２６の出力信号が分周器２１を介して接続されている。そしてこのＰＬＬ回路４２の出力端子４３から出力される同調電圧は、同調部２９の可変容量ダイオード３０に供給される。

次に、従来の高周波受信装置における局部発振器２０及び分周器２１の動作について図５を用いて説明する。図５は局部発振器の特性図であり、横軸４６は混合器６又は１６に加えられる局部発振周波数（ＭＨｚ）であり、縦軸４７はＰＬＬ回路４２の出力電圧（Ｖ）である。

図５において、４８はＵＨＦ信号受信部２の混合器６に供給される局部発振信号の特性である。ＵＨＦ放送帯域の信号受信時には、ＰＬＬ回路４２の出力同調電圧が１Ｖにおいて約３５０ＭＨｚ、同調電圧が２４Ｖにおいて約８５０ＭＨｚの発振信号が得られるように構成されている。

４９は局部発振器２０の出力をそのまま分周器２１で分周する従来の高周波受信装置において、ＶＨＦハイバンド放送帯域の信号受信時の混合器１６へ供給される局部発振信号の特性であり、５０はＶＨＦハイバンド放送帯域の信号受信時に適した局部発振信号の特性である。

５１は局部発振器２０の出力をそのまま分周器２１で分周する従来の高周波受信装置において、ＶＨＦローバンド放送帯域の信号受信時に混合器１６へ供給される局部発振信号の特性であり、５２はＶＨＦローバンド放送帯域の信号受信時に適した局部発振信号の特性である。

４８で示されるような局部発振信号をそのまま分周器２１で分周した場合、混合器１６に供給される波形には、４９のように同調電圧の可変範囲では発振できない周波数範囲が発生するため、５０で示されるような局部発振信号特性が必要となる。そこで、スイッチ３４、３６、３８、４０をそれぞれ適切に動作させて、可変容量ダイオード３０に並行にキャパシタ３９、４１を、またキャパシタ３１に並行にキャパシタ３５、３７を挿入することで、ＶＨＦハイバンド放送帯域の信号受信時は、５０で示されるような局部発振信号特性が得られるよう、またＶＨＦローバンド放送帯域の信号受信時は、５２で示されるような局部発振信号特性が得られるよう、局部発振器の発信周波数を微調整する。

これにより、ＴＶ放送においては、連続するＶＨＦ放送帯域とＵＨＦ放送帯域の広帯域なチャンネルを受信できる高周波受信装置を実現できるようになっている。

しかしながら前記従来の構成では、分周回路で局部発振器の発振出力を分周する際、希望周波数信号の他に、分周回路で生成された高調波成分や、原発振周波数成分が混合器に入力されることにより種々のビート成分が発生する。このビート成分により、アナログ放送用のテレビジョン受像機では受像画面内にノイズが入るという問題が、また、デジタル放送用のテレビジョン受像機ではＢＥＲ（ＢｉｔＥｒｒｏｒＲａｔｅ：ビット誤り率）特性が悪化するという問題が、それぞれ発生し、特に高集積化の進むデジタル放送用の集積回路ではビート成分の抑圧が重要となっている。このビート成分は局部発振器の発振出力成分あるいは受信された放送波信号の高調波成分が、混合器で掛け算されて発生する現象で、特に集積回路内では顕著になる。

本発明は上記課題を解決するために、テレビジョン受像機の画面に発生するノイズの原因となるビート成分を抑圧することで、希望周波数信号のみが混合器に入力され、テレビジョン受像機画面を鮮明にすることを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１のチューナ回路は、発振周波数変化手段を有した１つの局部発振器と、前記局部発振器の発振出力を分周する分周回路と、前記分周回路の出力を入力するフィルタ回路と、前記フィルタ回路の出力とアンテナ同調回路により選択された放送波信号とが供給されて、前記放送波信号を中間周波信号に変換する混合器と、帯域通過型に構成されて前記混合器の出力から前記中間周波信号を取り出す中間周波フィルタと、前記中間周波フィルタにより取り出された中間周波信号を増幅する増幅器とを備えたチューナ回路において、前記フィルタ回路は遮断周波数変動手段を有し、前記分周回路の分周比に応じて遮断周波数を切り替えることを特徴としたものである。

請求項２の発明では、請求項１に記載のチューナにおいて、遮断周波数変化手段は、異なる遮断周波数を有する複数のフィルタ回路から選択的に切り替える切り替え手段とすることを特徴としたものである。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。

（第１の実施形態）
図１は本発明の実施の形態１におけるテレビジョン受像機に用いられるチューナの構成を示すブロック図であり、従来例と同一部分は同一符号を用いている。

本構成では、遮断周波数の異なる３つのフィルタ回路からなるフィルタ回路６１に分周回路２１の出力端子を接続し、第１の入力端子にはアンテナ同調回路により選択された放送波信号が入力される混合器６または１６の第２の入力端子にフィルタ回路６１の出力端子を接続したものであり、従来の分周回路２１の出力端子を混合器６または１６の他端に接続したものから、不要信号成分を抑圧できるようにした回路である。本実施形態に係るアンテナ１、単同調フィルタ３、高周波増幅器４、複同調フィルタ５、混合器６、単同調フィルタ１３、高周波増幅器１４、複同調フィルタ１５、混合器１６、局部発振器２０、分周器２１、中間周波フィルタ２３、出力端子２４、中間周波増幅器２５は、従来のものと同様の構成である。

以上のように構成された本発明のチューナ回路の動作を説明する。なお、フィルタ回路以外の構成や機能は従来と全く同様である。

まず、従来と同様に、１つの局部発振器２０の発振出力を分周する分周回路２１の出力と、アンテナ同調回路４４または４５により選択された放送波信号とが混合器６または１６に供給されて、前記放送波信号を中間周波信号に変換する。しかしながら、前記分周回路２１の出力には、原発振周波数成分や分周成分や高調波成分など、希望周波数信号以外の周波数成分も含まれ、前記混合器６または１６に供給されるため、中間周波帯域には不要成分が発生する。

例えばアンテナ同調回路４５により選択された放送波信号ＲＦがＲＦ＝１８１．２５ＭＨｚ、中間周波数信号ＩＦがＩＦ＝４５．７５ＭＨｚの場合、必要となる発振周波数信号ＬｏはＬｏ＝２２７ＭＨｚであるが、この発振周波数信号Ｌｏを、９０８ＭＨｚという発振信号を４分周して９０８ＭＨｚ/４＝２２７ＭＨｚという形式で取り出す場合を考える。９０８ＭＨｚを分周回路で分周する際、希望波の２２７ＭＨｚ以外にも４５４ＭＨｚ、６８１ＭＨｚ、９０８ＭＨｚなどの周波数成分が生成され、混合器に供給される。一方放送波信号ＲＦは１８１．２５ＭＨｚであるため、その高調波成分の３６２．５ＭＨｚ、５４３．７５ＭＨｚ、７２５ＭＨｚなどが混合器には供給される。ここで例えば６８１ＭＨｚと７２５ＭＨｚの差分である４４ＭＨｚという信号が混合器によって生成され、中間周波数帯域内にビート成分が発生することになる。

この場合、遮断周波数が４５３ＭＨｚ以下の低域通過型または帯域通過型のフィルタ回路を前記分周回路の出力に接続することで、９０８ＭＨｚの４分周成分である２２７ＭＨｚ、４５４ＭＨｚ、６８１ＭＨｚ、９０８ＭＨｚのうち、希望波である２２７ＭＨｚ以外の成分は除去することができ、前記４４ＭＨｚのビート成分は抑圧することができる。

次に例えばＲＦ＝６７．２５ＭＨｚ、ＩＦ＝４５．７５ＭＨｚの場合を同様に考える。Ｌｏ＝１１３ＭＨｚを、６７８ＭＨｚという発振信号を５分周して６７８ＭＨｚ/５＝１１３ＭＨｚという形式で取り出すとすると、２２６ＭＨｚという不要成分が混合器に供給される。一方放送波信号の高調波成分の２６９ＭＨｚも混合器に供給されるため、ここでその差分である４３ＭＨｚという信号が混合器によって生成され、中間周波数帯域内にビート成分が発生することになる。

この場合は、遮断周波数が２２５ＭＨｚ以下の低域通過型または帯域通過型のフィルタ回路を前記分周回路の出力に接続することで、前記４３ＭＨｚのビート成分は抑圧することができる。

ここで、後者例で用いる遮断周波数が２２５ＭＨｚの低域通過型または帯域通過型のフィルタ回路を固定で使用するとすると、前者例の希望波であるＬｏ＝２２７ＭＨｚまで除去されてしまい、これではチューナ回路として正常に動作しないため、局部発振器の発振出力と、分周回路の分周比とに応じてフィルタ回路の遮断周波数を変動させる必要がある。

本発明では上記の通り、局部発振器の発振出力と、分周回路の分周比とに応じて、適正な遮断周波数のフィルタ回路６１を選択的に切り替えることにより、チューナ回路としての正常な動作を保証しつつ、不要成分を抑圧することができる。

次に、図２は図１に記載の請求項２のフィルタ回路６１の部分を詳細に示す回路図である。

ダブルバランス型混合器の入力端子６２、６３、６４及び６５に図１のアンテナ同調回路４４または４５が、入力端子６６及び６７に分周回路２１の出力がそれぞれ接続され、出力端子６８及び６９に中間周波フィルタ２３が接続される。ダブルバランス型混合器は一般的な回路であり、トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６、Ｑ７、Ｑ８、Ｑ９、Ｑ１０、Ｑ１１、Ｑ１２、抵抗Ｒ１、Ｒ２、定電流源Ｉ１、Ｉ２によって構成されている。

入力端子６６と６７の間に３つのキャパシタを並列に挿入し、スイッチ７０により、前記３つのキャパシタを選択的に切り替えることで遮断周波数の異なる低域通過型フィルタを選択することができ、分周回路の分周比に応じて変わる、混合器への発振周波数信号の周波数に合わせて遮断周波数を変えることで、希望周波数信号以外の不要信号成分を抑圧することができる。

図３は図２に記載のキャパシタとスイッチ７０の部分を詳細に示す回路図例である。

同じ容量値の第１のキャパシタＣ１と第２のキャパシタＣ２を極性が反対になるように並列に接続して入力端子６４と６５の間に挿入する。また、前記キャパシタＣ１とは容量値が異なり、同じ容量値の第３、第４のキャパシタＣ３とＣ４も同様に極性が反対になるように並列に接続して入力端子６４と６５の間に挿入する。更に、前記キャパシタＣ１及びＣ３とは容量値が異なり、同じ容量値の第５、第６のキャパシタＣ５とＣ６も同様に極性が反対になるように並列に接続して入力端子６４と６５の間に挿入する。このように極性が反対になるように並列に接続することで、キャパシタ自身の寄生成分を相殺でき、高周波信号を扱うダブルバランス型混合器の入力もバランスをとることができる。

次に、スイッチ７０は一般的なトランスファーゲート回路で構成する。端子７１、７２及び７３はＰＬＬ回路４２に接続しており、局部発振器の発振出力と分周回路の分周比に応じてＰＬＬ回路４２から制御信号が供給され、適当なキャパシタが選択されるようになっている。例えば、端子７１を介してＰＬＬ回路４２からＯＮ信号が供給されると、第１のトランスファーゲート回路Ｑ１３及びＱ１４と、第２のトランスファーゲート回路Ｑ１９及びＱ２０が同時にＯＮし、キャパシタＣ４及びＣ５の並列接続体が選択される。

なお、本発明では映像中間周波数をアメリカ合衆国内の４５．７５ＭＨｚとして説明したが、例えば日本国内では５８．７５ＭＨｚとなることは言うまでもない。

また、本発明では２つのキャパシタからなる並列接続体を３つとして説明したが、必要に応じてその数量は変化させることが可能であることは言うまでもない。

以上のように、本発明のチューナ回路によれば、発振周波数を分周して混合器に供給する構成で、受信周波数に応じて分周比を切り替え、希望の局部発振周波数を得る形式の回路において、分周回路と混合器の間にフィルタ回路を設け、受信周波数に応じて適切にフィルタ回路の遮断周波数を変動させることにより、分周回路で発振周波数を分周する際、希望周波数信号の他に、分周回路で生成された高調波成分や、原発振周波数成分が混合器に入力されることにより種々のビート成分が発生し、これが原因でテレビジョン受像機画面にノイズが入るという問題を解決でき、テレビジョン受像機画面を鮮明にすることができる。

本発明の実施の形態１におけるテレビジョン受像機のチューナ回路の図本発明の請求項２における混合器の回路の図本発明の請求項２におけるフィルタ切り替えスイッチの回路例の図従来のテレビジョン受像機のチューナ回路の図局部発振器の特性の図

符号の説明

１アンテナ
２ＵＨＦ信号受信部
３単同調フィルタ
４高周波増幅器
５複同調フィルタ
６混合器
１２ＶＨＦ信号受信部
１３単同調フィルタ
１４高周波増幅器
１５複同調フィルタ
１６混合器
２０局部発振器
２１分周回路
２３中間周波フィルタ
２４出力端子
２５中間周波増幅器
２６発振部
２７入力端子
２８入力端子
２９同調部
３０可変容量ダイオード
３１キャパシタ
３２直列接続体
３３インダクタ
３４スイッチ
３５キャパシタ
３６スイッチ
３７キャパシタ
３８スイッチ
３９キャパシタ
４０スイッチ
４１キャパシタ
４２ＰＬＬ回路
４３出力端子
４４アンテナ同調回路
４５アンテナ同調回路
４６混合器に加えられる局部発振周波数（ＭＨｚ）
４７ＰＬＬ回路の出力電圧（Ｖ）
４８ＵＨＦ信号受信部の混合器に供給される局部発振器の特性
４９ＶＨＦハイバンド放送用に４８をそのまま分周器で分周した時の特性
５０ＶＨＦハイバンド放送帯域の信号受信時に適した局部発振信号の特性
５１ＶＨＦローバンド放送用に４８をそのまま分周器で分周した時の特性
５２ＶＨＦローバンド放送帯域の信号受信時に適した局部発振信号の特性
６１フィルタ回路
６２入力端子
６３入力端子
６４入力端子
６５入力端子
６６入力端子
６７入力端子
６８出力端子
６９出力端子
７０スイッチ
７１ロジック制御端子
７２ロジック制御端子
７３ロジック制御端子
１００集積回路
Ｑ１〜Ｑ１２トランジスタ
Ｒ１〜Ｒ２抵抗
Ｃ１〜Ｃ３容量
Ｉ１〜Ｉ２定電流源
Ｑ１３〜Ｑ２４トランジスタ
Ｃ４〜Ｃ９容量

Claims

発振周波数変化手段を有した局部発振器と、前記局部発振器の発振出力を分周する分周回路と、前記分周回路の出力を入力するフィルタ回路と、前記フィルタ回路の出力とアンテナ同調回路により選択された放送波信号とが供給されて、前記放送波信号を中間周波信号に変換する混合器と、帯域通過型に構成されて前記混合器の出力から前記中間周波信号を取り出す中間周波フィルタと、前記中間周波フィルタにより取り出された中間周波信号を増幅する増幅器とを備えたチューナ回路において、前記フィルタ回路は遮断周波数変動手段を有し、前記分周回路の分周比に応じて遮断周波数を切り替えることを特徴とするチューナ回路。
遮断周波数変化手段は、異なる遮断周波数を有する複数のフィルタ回路から選択的に切り替える切り替え手段とした請求項１に記載のチューナ回路。