JP2008047948A - 放送受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】周波数誤差変化量を監視し、周波数誤差変化量が大きい場合に制御ゲインを高く、周波数誤差変化量が小さい場合に制御ゲインを低く設定して周波数変動の追従性を高め、受信状態を良好に維持する。
【解決手段】放送受信装置を、基準周波数信号により受信周波数に対応した中間周波数信号を生成する放送受信手段（チューナ２）と、中間周波数信号の所定時間当たりの周波数誤差変化量を監視し、周波数誤差変化量に応じて制御ゲインを割り当て、基準発振周波数信号の変化に追随させる周波数制御手段（ＯＦＤＭデコーダ３および主制御装置５）と、により構成した。
【選択図】図１

Description

この発明は、地上波デジタル放送テレビ受信機等に用いて好適な、放送受信装置に関するものである。

従来、上記した放送受信装置において、周囲温度を判定して基準周波数の温度特性（誤差）を補償するものや、温度に対して学習機能を持つものがあった。
しかしながら、これらの放送受信装置は、その温度での動作中の定常的な周波数誤差を補償するものであったため、発振周波数が所定範囲に収まった後の周波数誤差は小さく抑えられるが、電源投入直後において、その温度による周波数誤差を含んだ周波数に至るまでの周波数変動が考慮されていない。したがって、周波数変動が所定範囲に収まるまでは周波数誤差が生じ、結果的に放送受信装置にエラーが発生し、結果的に安定した受信ができるまでの時間が遅くなるといった問題があった。

図１４は、従来の放送受信装置における、通常受信時、常温起動時、低温・高音受信時の周波数追従特性図を示している。図１４において、横軸に時間（ｔ）、縦軸に基準周波数（破線）および周波数誤差（実線）が目盛られている。

通常受信時、基準周波数信号を生成する発振器（例えば、ＶＣＸＯ）は、発振器そのものが制御値を一定としながらもある範囲で安定しており、自動周波数制御（ＡＦＣ）により発振周波数は一定となる。この状態では上記したエラー発生がない範囲である。また、常温起動時は、起動直後に発振周波数が多少変化するものの、短時間で安定し、ＡＦＣによりエラー発生がない範囲に収束される。
一方、低温・高温起動時は、起動直後に発振周波数が急峻に変化する。この場合、ＡＦＣによっても制御が追従できず、したがって発振周波数の変化が小さくなるまで待機時間を要する。したがって結果的に安定受信までの時間が常温に比較して遅くなる。

従来、上記した問題解決のために、周波数誤差に応じた補正信号を周波数変換部へ出力し、周波数変換部でその周波数誤差を補正する制御ループを持つＡＦＣ（自動周波数制御）により初期制御ゲインを高く設定し、測定された周波数誤差信号にしたがい周波数制御ゲインを徐々に低くする技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特表２００２−５３０９８５号公報

しかしながら、上記した特許文献１に開示された技術によれば、周波数誤差測定値から周波数制御ゲインを決定するため、周波数誤差が大きい場合にその周波数制御ゲインが過大となり、逆方向の周波数誤差を生じることになる。

また、特許文献１に開示された技術によれば、ＡＦＣ制御ループを収束させるため、上記のように逆方向へ転じたことで過大ゲインと判定し、周波数制御ゲインを減少させて徐々に適正値へ近づける。しかしながら、周波数誤差信号の瞬時値により制御を行うため、誤差信号取得のタイミングによっては周波数制御ゲインが過大、もしくは過小となり、したがって、周波数誤差は依然として補正されないことになり、結果的に周波数変化に追従出来ず、受信困難に陥ることがある。

この発明は上記した課題を解決するためになされたものであり、周波数誤差変化量を監視し、この周波数誤差変化量が大きい場合に周波数制御ゲインを高く設定し、周波数誤差変化量が小さい場合に周波数制御ゲインを低く設定することで、周波数変動の追従性を高め、受信状態を良好に維持することのできる放送受信装置を得ることを目的とする。

この発明にかかわる放送受信装置は、基準周波数信号により受信周波数に対応した中間周波数信号を生成する放送受信手段と、中間周波数信号の所定時間当たりの周波数誤差変化量を監視し、この周波数誤差変化量に応じて周波数制御ゲインを割り当て、基準周波数信号の変化に追随させる周波数制御手段と、を備えたものである。

この発明にかかわる放送受信装置は、基準周波数信号により受信周波数に対応した中間周波数信号を生成するチューナと、中間周波数信号を直交変調し、同相信号成分と直交信号成分に変換して出力するとともに、同相信号成分と直交信号成分から、中間周波数信号と基準周波数信号との周波数誤差を検出して出力する直交変調デコーダと、所定時間あたりの周波数誤差変化量を演算し、直交変調デコーダを制御して変化量に応じた周波数制御ゲインを割り当て、基準周波数信号の変化に追随させる主制装置と、割り当てられた周波数制御ゲインに基づきフィードバック制御され、直交変調デコーダにより再度変換出力される前記周波数誤差が補正された同相信号成分と直交信号成分とから符号化データを再生する符号再生装置と、を備えたものである。

この発明にかかわる放送受信装置は、基準周波数信号により受信周波数に対応した中間周波数信号を生成するチューナと、中間周波数信号を直交変調し、同相信号成分と直交信号成分とに変換して出力するとともに、同相信号成分と直交信号成分から、中間周波数信号と基準周波数信号との周波数誤差を検出し、所定時間あたりの周波数誤差変化量を演算し、変化量に応じた周波数制御ゲインを割り当て、基準発振周波数信号の変化に追随させる直交変調デコーダと、割り当てられた周波数制御ゲインによりフィードバック制御され、直交変調デコーダから再度変換出力される周波数誤差が補正された同相信号成分と直交信号成分から符号化データを再生する符号再生装置と、を備えたものである。

この発明によれば、周波数制御手段が、周波数誤差変化量を監視し、この周波数誤差変化量が大きい場合に周波数制御ゲインを高く設定し、周波数誤差変化量が小さい場合に周波数制御ゲインを低く設定することで、周波数変動の追従性を高め、放送受信装置の受信状態を良好に維持することができる。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１にかかわる放送受信装置の内部構成を示すブロック図である。ここでは、放送受信装置として、デジタル放送受信装置が例示されている。
図１に示す放送受信装置は、受信アンテナ１と、チューナ２と、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）デコーダ３と、ＭＰＥＧ（Moving Picture Element Group）デコーダ４と、主制御装置５と、温度センサ６と、テーブルメモリ７とから構成される。

図１において、受信アンテナ１を介して受信される放送波は、放送受信手段としてのチューナ２で所望の中間周波数（ＩＦ）にダウンコンバートされる。このＩＦ信号は、ＯＦＤＭデコーダ３に入力される。ここで、ＩＦ信号は、チューナ２に内蔵される、例えば、ＶＣＸＯ（電圧制御水晶発振器）により生成される基準周波数信号により放送波の受信周波数に対応した信号である。したがって、チューナ２は、基準周波数信号により受信周波数に対応した中間周波数信号を生成する放送受信手段として動作する。
ＯＦＤＭデコーダ３は、上記により入力されるＩＦ信号をＯＦＤＭ復調し、ＭＰＥＧトランスストリーム（ＴＳ）を生成して符号再生装置としてのＭＰＥＧデコーダ４へ出力する。ＯＦＤＭデコーダ３はまた、後述するように、ＩＦ信号を直交変調し、同相信号成分（Ｉ）と直交信号成分（Ｑ）に変換して出力するとともに、このＩ信号成分とＱ信号成分とから、ＩＦ信号と基準周波数信号との周波数誤差を検出して主制御装置５へ出力する。

主制御装置５は、ＯＦＤＭデコーダ３によって出力されるＩ信号成分とＱ信号成分とから所定時間あたりの周波数誤差変化量を演算し、ＯＦＤＭデコーダ３を制御してその変化量に応じた周波数制御ゲインを割り当ててＡＦＣ制御を行い、ＶＣＸＯによる基準周波数信号の変化に追随させる。このことにより、チューナ１のダウンコンバートに用いるＶＣＸＯ、あるいはＯＦＤＭデコーダ３のＶＣＸＯにより出力される基準周波数信号が正確に放送波に合致した周波数となり、周波数誤差がない状態とすることでＯＦＤＭデコーダ３による復調結果をエラーのない状態に設定できる。
このため、主制御装置５は、ＯＦＤＭデコーダ３と協働して、中間周波数信号の所定時間当たりの周波数誤差変化量を監視し、当該周波数誤差変化量に応じて周波数制御ゲインを割り当て、基準周波数信号の変化に追随させる周波数制御手段として動作する。

なお、主制御装置５は、Ｃ／Ｎ（Carrier to Noise Ratio）測定、ビタビ復調でのエラー測定も行い、信号精度を観測可能である。これらについては従来周知であり、この発明とは直接関係しないため詳細な説明は省略する。また、ＯＦＤＭ復調部３０は、ハードワイヤド構成であってもデジタル領域での演算である場合があり、いずれを使用しても構わない。また、上記したように、ＯＦＤＭデコーダ３内蔵のＶＣＸＯを可変とする場合や、チューナ２内蔵のＶＣＸＯを可変とする場合もある。

ＭＰＥＧデコーダ４は、主制御装置５によって割り当てられた制御ゲインによりフィードバック（帰還）制御され、ＯＦＤＭデコーダ４から再度変換出力される周波数誤差が補正されたＩ信号成分とＱ信号成分とから符号化データを再生する。なお、温度センサ６は、放送受信装置の周囲温度を計測して主制御装置５へ出力する。
また、テーブルメモリ７には、後述する、周波数誤差変化量と周波数制御ゲインとの対応関係、あるいは、温度と周波数誤差変化量を演算する際に使用される所定時間情報が対で記憶されるほか、制御ゲイン係数パラメータ、あるいは温度係数パラメータ等、各種制御データが、工場出荷時に初期値として書き込まれており、また、使用段階で書き換え可能な、例えばフラッシュメモリで構成されるものとする。

図２は、図１に示すＯＦＤＭデコーダ３、および主制御装置５周辺の詳細な構成を説明するために引用したブロック図である。
図２において、ＯＦＤＭデコーダ３は、ＯＦＤＭ変調部３０と、周波数誤差検出部３１と、ＡＦＣ（Automatic Frequency Control）制御部３２と、ＯＦＤＭ合成部３３とにより構成される。また、主制御装置５は、周波数誤差変化量演算部５０と、周波数制御ゲイン割り当て制御部５１とにより構成される。

ＯＦＤＭ変調部３０は、例えば、ＶＣＸＯにより生成出力される基準周波数信号により、入力されるＩＦ信号を直交変調し、ベースバンド信号の同相信号成分Ｉと、直交信号成分Ｑとに変換して周波数誤差検出部３１へ出力する。
周波数誤差検出部３１は、入力されたＩ信号成分とＱ信号成分とからＩＦ信号と基準周波数信号との周波数誤差、すなわち、図示せぬ基地局と放送受信装置との周波数誤差（定常位相誤差）を検出した後、主制御装置５の周波数誤差変化量演算部５０へ出力する。

周波数誤差変化量演算部５０は、所定時間当たりの周波数誤差変化量（傾き）を演算して周波数制御ゲイン割り当て制御部５１を制御する。なお、周波数制御ゲイン割り当て制御部５１には、テーブルメモリ７が接続されており、テーブルメモリ７には、後述する、周波数制御ゲインテーブルあるいは周波数制御ゲイン係数パラメータが保持されている。
周波数制御ゲイン割り当て制御部５１は、周波数誤差変化量演算部５０により出力される変化量に応じた周波数制御ゲインを設定し、ＯＦＤＭデコーダ３のＡＦＣ制御部３２を制御してＯＦＤＭ復調部３０内蔵のＶＣＸＯによる基準周波数信号の変動に追随させる。

ＡＦＣ制御部３２は、主制御装置５の周波数制御ゲイン割り当て制御部５１により割り当てられた周波数制御ゲインにしたがい、図示せぬＤ／Ａ（Digital／Analog）変換器経由でＯＦＤＭ変調部３０が内蔵するＶＣＸＯの通常ゲインもしくは起動時ゲイン（いずれも周波数制御ゲイン）による電圧制御を行う。
すなわち、ＡＦＣ制御部３２は、周波数誤差検出部３１で検出された誤差情報に基づきＯＦＤＭ復調部３０が使用する基準周波数を誤差変化量が少なくなるように補正し、誤差変化量を最小に抑えるような制御信号をＯＦＤＭ復調部３０にフィードバックする。この閉ループ制御は通常ＡＦＣループと呼ばれる。このことにより、ＯＤＦＭ復調部３０から出力される、先の周波数誤差が補正されたＩ信号成分とＱ信号成分とがＯＦＤＭ合成部３３へ供給され、このＯＦＤＭ合成部３３にてＴＳストリームを生成し、ＭＰＥＧデコーダ４へ出力する。

図３は、この発明の実施の形態１にかかわる放送受信装置の動作原理を説明するために引用した図である。図３において、横軸に時間（ｔ）、縦軸に基準周波数（破線）および周波数誤差量（実線）が目盛られている。
以下、図３を参照しながらこの発明の実施の形態１にかかわる放送受信装置の動作原理について説明する。

ところで、上記した背景技術の項目で説明した問題は、ＡＦＣ制御ゲイン（時定数）が影響するものである。すなわち、ＡＦＣ制御ゲインは、通常受信時に合わせて設定されており、一時的な周波数変動や受信局の変更による周波数変動に対しては、過剰制御による発振を行わないように比較的低いゲイン（変動に対して緩やかな追従）が設定される。したがって、急激な周波数変化に追随できなかった。
これに対し、この発明の実施の形態１によれば、図３に示されるように、所定時間あたりの基準周波数誤差変化量（図３中、太い矢印で示す傾き）を演算し、変化量が大きい場合にＡＦＣ制御ゲインを通常ゲイン（第２の制御ゲイン）より大きな起動時ゲイン（第１の制御ゲイン）に変更することにより、急激な基準周波数に追従させている。図３中、ハッチングを付して示した部分は周波数制御ゲインを示す。図４に、上記した起動ゲイン（起動時に割当てられる周波数制御ゲイン）の設定動作がフローチャートで示されている。

図４のフローチャートにおいて、主制御装置５は、まず、周波数制御ゲイン割り当て制御部５１を起動し、デフォルトにしたがう通常ゲインを設定する（ステップＳＴ４０１）。このことにより、ＯＦＤＭデコーダ３は、ＡＦＣ制御部３２でその通常ゲインに基づくＡＦＣ制御を実行し、ＯＦＤＭ変調部３０のＶＣＸＯの電圧制御を行なう。
このとき、周波数誤差検出部３１は、ＯＦＤＭ変調部３０から出力されるＩ信号成分とＱ信号成分とを入力として得、周波数誤差（位相差）を検出する（ステップＳＴ４０２）。周波数誤差検出部３１は、所定時間経過後（ステップＳＴ４０３“ＹＥＳ”）、再度、周波数誤差を検出し（ステップＳＴ４０４）、その結果を主制御装置５の周波数誤差変化量演算部５０へ出力する。

主制御装置５の周波数誤差変化量演算部５０は、ＯＦＤＭデコーダ３の周波数誤差検出部３１により出力される周波数誤差から所定時間当たりの周波数誤差変化量（傾き）を演算し（ステップＳＴ４０５）、その変化量が、あらかじめ定義された閾値より大きい場合は（ステップＳＴ４０６“ＹＥＳ”）、周波数制御ゲイン割り当て制御部５１を起動し、第１の周波数制御ゲインである起動ゲインを割り当て（ステップＳＴ４０７）、一方、閾値より小さい場合は（ステップＳＴ４０６“ＮＯ”）、第１の周波数制御ゲインより低い第２の周波数制御ゲインである通常ゲインを割り当て、ＡＦＣループを制御する（ステップＳＴ４０８）。
周波数制御ゲイン割り当て制御部５１により割当てられた周波数制御ゲインは、ＯＦＤＭデコーダ３のＡＦＣ制御部３２に設定され、以降、ここで、設定された周波数制御ゲインに基づくＡＦＣによるフィードバック制御が実行される。

上記したように、実施の形態１によれば、主制御装置５は、 周波数誤差変化量があらかじめ定義された閾値より大きい場合は第１の周波数制御ゲインを割り当て、また、閾値より小さい場合は第１の周波数制御ゲインより低い第２の周波数制御ゲインを割り当てる周波数制御手段として動作する。
このことにより、ＯＦＤＭデコーダ３内蔵のＶＣＸＯによる周波数変動の追従性を高め、放送受信装置の受信状態を良好に維持することができる。

図５は、起動ゲイン設定にかかわる実施の形態１の変形例１の動作を示すフローチャートである。図４に示す実施の形態１との差異は、実施形態１が周波数制御ゲインを一義的に割当てたのに対し、ここでは、周波数誤差変化量に応じて周波数制御ゲインを段階的に割当てる構成としたことにある。
このため、所定時間当たりの周波数誤差変化量と周波数制御ゲインとの対応関係を周波数制御ゲインテーブルとして、あらかじめテーブルメモリ７に保持し、主制御装置５はテーブルメモリ７の周波数制御ゲインテーブルを参照して周波数制御ゲインを割当てる。

図６に、周波数制御ゲインテーブルのデータ構造の一例が示されている。図６に示されるように、周波数制御ゲインテーブルには、周波数誤差変化量（傾き）の大小に応じて周波数制御ゲインが設定されている。ここでは、起動ゲインは、その変動の程度に応じて＋２〜−３までの複数のレベルを持つ（通常ゲインは１種類のみ）。

図５に示すフローチャートにおいて、通常ゲイン設定から所定時間当たりの周波数誤差変化量を判定するまで（ステップＳＴ４０１〜ＳＴ４０６）は、実施の形態１と同様である。ここでは、所定時間当たりの周波数誤差変化量を判定し、この変化量が閾値を超えていた場合に（ステップＳＴ４０６“ＹＥＳ”）、主制御装置５の制御ゲイン割当て制御部５１は、テーブルメモリ７（制御ゲインテーブル）を参照し、周波数誤差変化量演算部５０により出力される周波数誤差変化量に応じた周波数制御ゲイン（起動ゲイン）を取得し、ＯＦＤＭデコーダ３のＡＦＣ制御部３２に設定する（ステップＳＴ５０１）。
そして、所定時間経過後（ステップＳＴ５０２“ＹＥＳ”）、周波数誤差検出部３１は、再度ＯＦＤＭ変調部３０から出力されるＩ信号成分とＱ信号成分とを入力として得、周波数誤差（位相差）を検出し（ステップＳＴ５０３）、その結果を主制御装置５の周波数誤差変化量演算部５０へ出力する。

周波数誤差変化量演算部５０は、周波数誤差検出部３１により出力される周波数誤差から所定時間当たりの変化量（傾き）を算出して周波数制御ゲイン割当て制御部５１へ出力し（ステップＳＴ５０４）、周波数制御ゲイン割当て制御部５１は、その変化量に基づき、テーブルメモリ７（制御ゲインテーブル）を参照して割当てる周波数制御ゲインを、ＯＦＤＭデコーダ３のＡＦＣ制御部３２に段階的に可変設定する。
周波数制御ゲイン割当て制御部５１は、具体的に、以前と比較して変化量が減少した場合（ステップＳＴ５０５“減少”）は、制御ゲインを１段階減じ（ステップＳＴ５０６）、増加した場合（ステップＳＴ５０５“増大”）は、１段階増やし（ステップＳＴ５０７）、また、変化が無い場合（ステップＳＴ５０５“同等”）は何もしない。

周波数制御ゲイン割り当て制御部５１により割当てられた周波数制御ゲインは、ＯＦＤＭデコーダ３のＡＦＣ制御部３２に設定され、ここで、設定された周波数制御ゲインに基づきＡＦＣによるフィードバック制御が実行される。
上記のように段階的に制御ゲイン（起動ゲイン）を減じていき、最終的に通常ゲインに至るまで連続して繰り返される（ステップＳＴ５０８“ＹＥＳ”）。したがって、実施形態１の変形例１によれば、主制御装置５は、所定時間当たりの周波数誤差変化量と周波数制御ゲインとの対応関係が保持されたメモリ（テーブルメモリ７の制御ゲインテーブル）を参照し、周波数制御ゲインを段階的に割り当てる周波数制御手段として動作する。

図７は、起動ゲイン設定にかかわる実施の形態１の変形例２の動作を示すフローチャートである。図５、図６に示す変形例１との差異は、変形例１が起動ゲインを段階的に可変設定したのに対し、ここでは連続的（無段階）に可変設定したことにある。以下に詳細説明を行なう。

図７に示すフローチャートにおいて、通常ゲイン設定から所定時間当たりの周波数誤差変化量を判定するまで（ステップＳＴ４０１〜ＳＴ４０６）は、上記した実施の形態１ならびに変形例１と同様である。
ここでは、周波数誤差変化量を判定し（ステップＳＴ４０６）、この変化量が閾値を超えていた場合に（ステップＳＴ４０６“ＹＥＳ”）、周波数制御ゲイン割り当て制御部５１は、所定時間当たりの周波数誤差変化量によって決まる係数パラメータ（傾き係数σ）をテーブルメモリ７から取得し、当該係数パラメータと先に設定済みの周波数制御ゲイン（ここでは通常ゲイン）とを乗算し、乗算の結果得られる周波数制御ゲインを起動ゲインとして割り当て、ＯＦＤＭデコーダ３のＡＦＣ制御部３２に設定する（ステップＳＴ７０１）。

そして、所定時間経過後（ステップＳＴ７０２“ＹＥＳ”）、周波数誤差検出部３１は、再度ＯＦＤＭ変調部３０から出力されるＩ信号成分とＱ信号成分とを入力として得、周波数誤差（位相差）を検出し（ステップＳＴ７０３）、その結果を主制御装置５の周波数誤差変化量演算部５０へ出力する。
周波数誤差変化量演算部５０は、周波数誤差検出部３１により出力される周波数誤差から所定時間当たりの変化量（傾き）を算出して制御ゲイン割当て制御部５１へ出力し（ステップＳＴ７０４）、制御ゲイン割当て制御部５１は、その変化量に基づき、係数パラメータ（傾き係数σ）をテーブルメモリ７から取得し、当該係数パラメータと先に設定済みの周波数制御ゲイン（ここでは起動ゲイン）とを乗算し、乗算の結果得られる周波数制御ゲインを起動ゲインとして割り当て、ＯＦＤＭデコーダ３のＡＦＣ制御部３２に設定する（ステップＳＴ７０５）。

上記のように連続的に周波数制御ゲイン（起動ゲイン）を減じていき、上記の動作は最終的に通常ゲインに至るまで連続して繰り返される（ステップＳＴ７０６“ＹＥＳ”、ステップＳＴ７０７）。
したがって、変形例２によれば、主制御装置５は、所定時間当たりの周波数誤差変化量によって決まる係数パラメータと周波数制御ゲインとを演算し、演算の結果得られる周波数制御ゲインを割り当てる周波数制御手段として動作する。

上記した実施の形態１によれば、主制御装置５が、周波数誤差変化量があらかじめ定義された閾値より大きい場合は第１の周波数制御ゲイン（通常ゲイン）を割り当て、閾値より小さい場合は第１の周波数制御ゲインより低い第２の周波数制御ゲイン（起動ゲイン）を割り当てることで、周波数変動の追従性を高め、放送受信装置の受信状態を良好に維持することができる。
また、所定時間当たりの周波数誤差変化量と周波数制御ゲインとの対応関係が保持されたメモリ（テーブルメモリ７）を参照して周波数制御ゲインを段階的に割り当て、あるいは、所定時間当たりの周波数誤差変化量によって決まる係数パラメータと周波数制御ゲインとを演算し、演算の結果得られる周波数制御ゲインを連続的に割り当てることで、周波数誤差に基づくＯＦＤＭデコータ３が使用するＶＣＸＯの基準周波数を誤差変化量が少なくなるように修正することができる。

なお、実施の形態１の変形例１において、周波数制御ゲインテーブル（テーブルメモリ７）は、工場出荷時にメモリに保持されているものとして説明したが、周波数制御ゲインテーブルを１段階増加した際、所定時間当たりの周波数誤差変更量（傾き）が、符号変化無しで大きくなった場合は、一律に、あるいはその段階のみの周波数制御ゲインを増加させ、テーブルメモリ７に上書きすることができる。
逆に、１段階減じた際、所定時間当たりの周波数誤差変更量（傾き）が符号有りで大きくなった場合は、一律に、あるいはその段階のみの制御ゲインを減じ、テーブルメモリ７へ上書きすることができる。このことにより、デフォルトで設定される周波数制御ゲインを最適な周波数制御ゲインに更新でき、チューナ２、あるいはＯＦＤＭデコーダ３に内蔵のＶＣＸＯの周波数変動に対して一層高速に追従可能になる。

また、実施の形態１の変形例２において、演算時の傾き係数（σ）についても工場出荷時にメモリに保存されているものとして説明したが、周波数制御ゲインが増加した際に、傾き係数（σ）が符号変化無しで大きくなった場合、傾き係数（σ）を増加させ、周波数制御ゲインを減じた際に、傾き係数（σ）が符号有りで大きくなつた場合は、傾き係数（σ）を減じ、テーブルメモリ７に上書きすることができる。
このことによれば、周波数制御ゲインを連続的に可変できる他に、デフォルトで設定される周波数制御ゲインを最適な周波数制御ゲインに更新でき、チューナ２、あるいはＯＦＤＭデコーダ３内蔵のＶＣＸＯの周波数変動に対して一層高速に追従可能になる。

実施の形態２．
図８は、この発明の実施の形態２にかかわるＯＦＤＭデコーダ３および主制御装置５周辺の詳細な構成を説明するために引用したブロック図である。
図２に示す実施の形態１との差異は、実施の形態１が持つ構成に更に温度検出部５２が付加され、主制御装置５の周波数制御ゲイン割り当て制御部５１に、温度センサ６により測定された温度情報を提供することで、起動時に温度が与える周波数誤差への影響を極力回避している。また、周波数誤差変化量演算部５０にテーブルメモリ７が接続されており、周波数誤差変化量演算部５０は、変化量を演算する際にテーブルメモリ７に保持された時間テーブルを参照することにある。他の構成は実施の形態１と同様である。

図９（ａ）（ｂ）は、この発明の実施の形態２にかかわる放送受信装置の動作原理を説明するために引用した図である。図９（ａ）（ｂ）は、横軸に時間（ｔ）、縦軸に基準発振周波数（破線）および周波数誤差量（実線）が目盛られている。
以下、図９（ａ）（ｂ）を参照しながら、この発明の実施の形態２にかかわる放送受信装置の動作原理について説明する。

起動時の基準周波数変化量は温度により異なる。したがって、比較的変化量の大きな低温、高温時は、所定時間あたりの基準周波数変化量（図９（ａ）（ｂ）中、太い矢印で示す傾き）を演算する際に以下の処理を行うこととした。
すなわち、変化量の大きな常温起動時は、図９（ａ）に示されるように、その所定時間を短く設定して追従性を高め、変化量の小さい常温起動時は、図９（ｂ）に示されるように、初期変動に追従するようＡＦＣ制御ゲインが過大になってしまうのを抑制するために所定時間を長く設定し、収束時間の短縮を図っている。図９（ａ）（ｂ）中、ハッチングを付して示した部分は周波数制御ゲインを示す。図１０に、上記した起動ゲインの設定動作がフローチャートで示されている。

図１０において、主制御装置５は、制御ゲイン割り当て制御部５１を起動し、デフォルトにしたがう通常ゲインを設定し（ステップＳＴ１０１）、ＯＦＤＭデコーダ３は、ＡＦＣ制御部３２でその通常ゲインに基づくＡＦＣ制御を実行し、ＯＦＤＭ変調部３０内蔵のＶＣＸＯの電圧制御を行なう。
このとき、主制御部５は、温度センサ６により測定される放送受信装置の内部温度を温度検出部５２が監視しており、周波数誤差変化量演算部５２へ供給している。周波数誤差変化量演算部５０は、常温のとき、図９（ｂ）で示した常温用の所定時間を用い、低温・高温時、図９（ａ）で示した低／高温用に用意された所定時間を使用して周波数誤差の変化量についての演算を行うものとする。

一方、ＯＦＤＭデコーダ３では、周波数誤差検出部３１が、ＯＦＤＭ変調部３０から出力されるＩ信号成分とＱ信号成分とを入力として得、周波数誤差（位相差）を検出する（ステップＳＴ１０５）。周波数誤差検出部３１は、所定時間経過後（ステップＳＴ１０６“ＹＥＳ”）、再度、周波数誤差を検出し（ステップＳＴ１０７）、その結果を主制御装置５の周波数誤差変化量演算部５０へ出力する。

周波数誤差変化量演算部５０は、周波数誤差検出部３１により出力される周波数誤差から、先の時間間隔を用いて所定時間当たりの変化量（傾き）を算出し（ステップＳＴ１０８）、その変化量が、あらかじめ定義された閾値より大きい場合は（ステップＳＴ１０９“ＹＥＳ”）、周波数制御ゲイン割り当て制御部５１を起動して第１の制御ゲインである起動ゲインを割り当て（ステップＳＴ１１０）、閾値より小さい場合は（ステップＳＴ１０９“ＮＯ”）、第１の周波数制御ゲインより低い第２の周波数制御ゲインである通常ゲインを割り当てる（ステップＳＴ１１１）。
周波数制御ゲイン割り当て制御部５１により割当てられた周波数制御ゲインは、ＯＦＤＭデコーダ３のＡＦＣ制御部３２に設定され、ここで、設定された周波数制御ゲインに基づくＡＦＣによるフィードバック制御が実行される。なお、通常ゲインが設定されて以降（ステップＳＴ１１１）、周波数誤差変化量の演算は、常温用に用意された所定時間が使用される（ステップＳＴ１１２）。

上記した実施の形態２によれば、主制御装置５は、計測される周囲温度に応じて周波数誤差変化量を演算する際に使用される所定時間を可変設定する周波数制御手段として動作する。このことにより、変化量の大きな常温起動時は、その所定時間を短く設定して追従性を高め、変化量の小さい常温起動時は、初期変動に追従するようＡＦＣ制御ゲインが過大になってしまうのを抑制するために所定時間を長く設定し、収束時間の短縮化がはかれる。

図１１は、起動ゲイン設定にかかわる実施の形態２の変形例１の動作を説明するために引用したフローチャートである。
図１０に示す実施の形態２との差異は、実施の形態２では、周波数誤差変化量を演算する際の単位である所定時間を一義的に決めていたのに対し、変形例１では、この所定時間を周囲温度により段階的に変更可能なように、温度と所定時間との対応関係を時間テーブルとしてあらかじめテーブルメモリ７に保持し、参照する構成としたことにある。

図１２に、上記した時間テーブルのデータ構造の一例が示されている。図１２に示されるように、テーブルメモリ７に割当てられ記憶される時間テーブルには、周囲温度の高低に応じた所定時間情報が設定されている。
すなわち、所定時間情報は、常温における所定時間を基点（ここでは短く設定された最小の所定時間にデフォルト温度係数βを乗算して得られる値）に、周囲温度が高低するにつれて値が小さくなっていく温度係数α（但し、β＞α＞１）を各所定時間に乗算して得られる値が周波数誤差量演算を行う際に使用される所定時間情報としてそれぞれ保持されている。

図１１に示すフローチャートにおいて、主制御装置５は、制御ゲイン割り当て制御部５１を起動し、デフォルトにしたがう通常ゲインを設定する（ステップＳＴ１２１）。
主制御装置５は、続いて、周波数誤差変化量演算部５０を起動し、周波数誤差変化量演算部５０は、温度検出部５２により検出された放送受信装置の周囲温度に基づき、テーブルメモリ７を参照することにより、周波数誤差量演算時に用いる所定時間情報を取得する。ここでは、最小の所定時間に温度係数αを乗算して得られる所定時間とする（ステップＳＴ１２２）。

一方、ＯＦＤＭデコーダ３は、ＡＦＣ制御部３２で先に設定された通常ゲインに基づくＡＦＣ制御を実行し、ＯＦＤＭ変調部３０のＶＣＸＯの電圧制御を行なう。
このとき、周波数誤差検出部３１は、ＯＦＤＭ変調部３０から出力されるＩ信号成分とＱ信号成分とを入力として得、周波数誤差（位相差）を検出する（ステップＳＴ１２３）。周波数誤差検出部３１は、所定時間経過後（ステップＳＴ１２４“ＹＥＳ”）、再度、周波数誤差を検出し（ステップＳＴ１２５）、その結果を主制御装置５の周波数誤差変化量演算部５０へ出力する。

周波数誤差変化量演算部５０は、周波数誤差検出部３１により出力される周波数誤差から先に取得した所定時間情報を用いて単位時間当たりの変化量（傾き）を算出し（ステップＳＴ１２６）、その変化量が、あらかじめ定義された閾値より大きい場合は（ステップＳＴ１２７“ＹＥＳ”）、周波数制御ゲイン割り当て制御部５１を起動して起動ゲインを割り当て（ステップＳＴ１２８）、閾値より小さい場合は（ステップＳＴ１２７“ＮＯ”）、通常ゲインを割り当てる（ステップＳＴ１２９）。
周波数制御ゲイン割り当て制御部５１により割当てられた周波数制御ゲインは、ＯＦＤＭデコーダ３のＡＦＣ制御部３２に設定され、ここで、設定された周波数制御ゲインに基づくＡＦＣによるフィードバック制御が実行される。なお、通常ゲインが設定されて以降（ステップＳＴ１２９）、周波数誤差変化量の演算は、最小所定時間に係数βを乗じたデフォルト時に使用する所定時間が使用される（ステップＳＴ１３０）。

このため、上記した実施の形態２の変形例１では、主制御装置５は、周囲温度と、所定時間と常温を基点に周囲温度が高低するにつれて値が小さくなる温度係数とを乗算して得られる所定時間との対応関係が保持されたテーブルメモリ７を参照し、周波数制御ゲインを段階的に割当てる周波数制御手段として動作する。
このことにより、変化量の大きな常温起動時は、その所定時間を短く設定して追従性を段階的に高め、変化量の小さい常温起動時は、初期変動に追従するようＡＦＣ制御ゲインが過大になってしまうのを抑制するために所定時間を長く設定し、収束時間の短縮化がはかれる。

図１３は、起動ゲイン設定にかかわる実施の形態２の変形例２の動作を説明するために引用したフローチャートである。
図１１、図１２に示す変形例１との差異は、変形例１が時間テーブルを用い、周波数誤差変化量を求める際に使用する単位時間である所定時間を段階的に可変としたのに対し、ここでは連続的に可変としたことにある。

すなわち、図１３のフローチャートにおいて、主制御装置５は、周波数制御ゲイン割り当て制御部５１を起動し、デフォルトにしたがう通常ゲインを設定する（ステップＳＴ１３１）。主制御装置５は、続いて、周波数誤差変化量演算部５０を起動し、周波数誤差変化量演算部５０は、温度によって決まる温度係数パラメータ（σ）をテーブルメモリ７から取得し、当該温度係数パラメータ（σ）と、常温で使用される所定時間とを乗算し、当該乗算の結果得られる所定時間を以降使用する演算単位として設定する（ステップＳＴ１３２）。

一方、ＯＦＤＭデコーダ３は、ＡＦＣ制御部３２で先に設定された通常ゲインに基づくＡＦＣ制御を実行し、ＯＦＤＭ変調部３０のＶＣＸＯの電圧制御を行なう。このとき、周波数誤差検出部３１は、ＯＦＤＭ変調部３０から出力されるＩ信号成分とＱ信号成分とを入力として得、周波数誤差（位相差）を検出する（ステップＳＴ１３３）。周波数誤差検出部３１は、所定時間経過後（ステップＳＴ１３４“ＹＥＳ”）、再度、周波数誤差を検出し（ステップＳＴ１３５）、その結果を主制御装置５の周波数誤差変化量演算部５０へ出力する。
周波数誤差変化量演算部５０は、周波数誤差検出部３１により出力される周波数誤差から所定時間当たりの変化量（傾き）を算出し（ステップＳＴ１３６）、その変化量が、あらかじめ定義された閾値より大きい場合は（ステップＳＴ１３７“ＹＥＳ”）、周波数制御ゲイン割り当て制御部５１を起動して起動ゲインを割り当て（ステップＳＴ１３８）、閾値より小さい場合は（ステップＳＴ１３７“ＮＯ”）、通常ゲインを割り当てる（ステップＳＴ１３９）。

周波数制御ゲイン割り当て制御部５１により割当てられた周波数制御ゲインは、ＯＦＤＭデコーダ３のＡＦＣ制御部３２に設定され、ここで、設定された周波数制御ゲインに基づくＡＦＣによるフィードバック制御が実行される。なお、通常ゲインが設定されて以降（ステップＳＴ１３９）、周波数誤差変化量の演算は、常温時の所定時間が使用される（ステップＳＴ１４０）。
このため、実施の形態２の変形例２では、主制御装置５は、常温における所定時間と、周囲温度によって決まる温度係数パラメータとを演算し、当該演算の結果得られる所定時間を単位に中間周波数信号の周波数誤差変化量を監視し、周波数誤差変化量に応じて周波数制御ゲインを割り当てる周波数制御手段として動作する。

上記した変形例１、２を含む実施の形態２によれば、高温／低温時の電源投入時のように、基準周波数の変化量が大きい場合に、周波数制御ゲインを大きく設定し、その後の変化量に応じて通常ゲインに戻すことで、チューナ２、あるいは、ＯＦＤＭデコーダ３に内蔵の基準周波数発信器（ＶＣＸＯ）による周波数変動の追従性を高めることができ、安定した受信までの時間が遅くなる事態を回避することができる。
また、放送受信装置の周囲温度は電源投入時に急峻に変化し、所定時間経過すると徐々に緩やかになるため、この間の放送受信装置の周囲温度を測定し、周波数誤差変化量を求めるための単位時間を変更することは、変化量測定の分解能を高め、正確に動作する効果を得ることができる。

なお、実施の形態２の変形例１において、時間テーブル（テーブルメモリ７）は、工場出荷時にテーブルメモリ７に保持されているものとして説明したが、所定時間を１段階増加させて周波数誤差変化量が大きくなった場合、一律に、もしくはその段階のみ温度係数を減少させテーブルメモリ７に上書きすることができる。また、変形例２においても同様、所定時間における時間幅を増加させ前記周波数誤差変化量が大きくなった場合は、温度係数パラメータを減少させテーブルメモリ７に上書きすることができる。
このように、工場出荷時に、テーブルメモリ７に、周波数誤差変化量を求める際に使用される所定時間情報を設定しておくと共に、実際に使用される所定時間情報を上書きすることでより、実施の形態１同様、高速で安定した結果が得られる。

なお、上記した実施の形態１、実施の形態２によれば、周波数誤差変化量の演算、および制御ゲイン割り当て制御は、主制御装置５に負荷分散され、機能制御されるものとして説明したが、ＯＦＤＭデコーダ３にこれら構成を包含してＬＳＩ化し、ＯＦＤＭデコーダ３に機能分担させても良い。このことにより、主制御装置５の負荷が少なくなる。
また、周波数誤差検出部３１で検出される周波数誤差は、ＯＦＤＭデコーダ３内蔵のＶＣＸＯ、あるいはＯＳＣによる発振周波数のズレだけで無く、ドップラーシフト等、伝搬路によって影響を受けた誤差や、基地局を含む放送局と放送受信装置の発振周波数のズレなどの積和値として検出される。このうち放送局と放送受信装置の発振周波数のズレは固定のオフセットであり、今回の発明で意図するものとは異なる。また、伝搬路の影響は、受信性能が確保できる低い制御ゲインで追従可能な、単位時間当りの変化量が極少ないものである。

この発明の実施の形態１にかかわる放送受信装置の内部構成を示すブロック図である。 図１に示すＯＦＤＭデコーダ３および主制御装置５周辺の詳細な構成を説明するために引用したブロック図である。 この発明の実施の形態１にかかわる放送受信装置の動作原理を説明するために引用した図である。 この発明の実施の形態１の動作を説明するために引用した図であり、起動ゲインの設定動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１の変形例１の動作を説明するために引用した図であり、起動ゲインの設定動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１の変形例２で用いられる制御ゲインテーブルのデータ構造の一例を示す図である。 の発明の実施の形態１の変形例２の動作を説明するために引用した図であり、起動ゲインの設定動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２におけるＯＦＤＭデコーダ３および主制御装置５周辺の詳細な構成を説明するために引用したブロック図である。 この発明の実施の形態１にかかわる放送受信装置の動作原理を説明するために引用した図である。 この発明の実施の形態２の動作を説明するために引用した図であり、起動ゲインの設定動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１の変形例１の動作を説明するために引用した図であり、起動ゲインの設定動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１の変形例２で用いられる時間テーブルのデータ構造の一例を示す図である。 この発明の実施の形態１の変形例２の動作を説明するために引用した図であり、起動ゲインの設定動作を示すフローチャートである。 従来の放送受信装置における、通常受信時、常温起動時、低温・高音受信時の周波数追従特性を示す図である。

符号の説明

１ 放送アンテナ、２ チューナ（放送受信手段）、３ ＯＦＤＭデコーダ（周波数制御手段）、４ ＭＰＥＧデコーダ（符号再生装置）、５ 主制御装置（周波数制御手段）、６ 温度センサ、７ テーブルメモリ、３０ ＯＦＤＭ変調部、３１ 周波数誤差検出部、３２ ＡＦＣ制御部、３３ ＯＦＤＭデコーダ、５０ 周波数誤差変化量演算部、５１ 周波数制御ゲイン割当て制御部、５２ 温度検出部。

Claims (13)

1. 基準周波数信号により受信周波数に対応した中間周波数信号を生成する放送受信手段と、
   前記中間周波数信号の所定時間当たりの周波数誤差変化量を監視し、前記周波数誤差変化量に応じて周波数制御ゲインを割り当て該周波数制御ゲインを前記基準発振周波数信号の変化に追随させる周波数制御手段と、
   を備えたことを特徴とする放送受信装置。
2. 前記周波数制御手段は、
   前記周波数誤差変化量があらかじめ定義された閾値より大きい場合は第１の周波数制御ゲインを割り当て、前記閾値より小さい場合は前記第１の周波数制御ゲインより低い第２の周波数制御ゲインを割り当てることを特徴とする請求項１記載の放送受信装置。
3. 前記周波数制御手段は、
   前記周波数誤差変化量を監視する際、計測される周囲温度に応じて前記所定時間を可変設定することを特徴とする請求項１記載の放送受信装置。
4. 前記周波数制御手段は、
   前記所定時間当たりの周波数誤差変化量と前記周波数制御ゲインとの対応関係が保持されたテーブルメモリを参照し、前記周波数制御ゲインを段階的に割り当てることを特徴とする請求項２記載の放送受信装置。
5. 前記周波数制御手段は、
   前記テーブルメモリを参照して得られる周波数制御ゲインが１段階増加し、前記周波数誤差変化量が符号変化無しで大きくなった場合、一律に、もしくはその段階のみ周波数制御ゲインを増加させて前記テーブルメモリを更新し、前記テーブルメモリを参照して得られる制御ゲインが１段階減少し、前記周波数誤差変化量が符号変化を含めて大きくなった場合、一律に、もしくはその段階のみ周波数制御ゲインを減少させて前記テーブルメモリを更新することを特徴とする請求項４記載の放送受信装置。
6. 前記周波数制御手段は、
   前記所定時間当たりの周波数誤差変化量によって決まる周波数制御ゲイン係数パラメータと前記周波数制御ゲインとを演算し、前記演算の結果得られる周波数制御ゲインを割り当てることを特徴とする請求項２記載の放送受信装置。
7. 前記周波数制御手段は、
   前記周波数誤差変化量が符号変化無しで大きくなった場合、前記周波数ゲイン係数パラメータを増加させ、前記周波数誤差変化量が符号変化を含めて大きくなった場合、前記周波数制御ゲイン係数パラメータを減少させることを特徴とする請求項６記載の放送受信装置。
8. 前記周波数制御手段は、
   前記周囲温度と、前記所定時間と常温を基点に前記周囲温度が高低するにつれて値が小さくなる温度係数とを乗算して得られる所定時間との対応関係が保持されたテーブルメモリを参照し、前記周波数制御ゲインを段階的に割当てることを特徴とする請求項３記載の放送受信装置。
9. 前記周波数制御手段は、
   前記所定時間を１段階増加させて前記周波数誤差変化量が大きくなった場合、一律に、もしくはその段階のみ前記温度係数を減少させることを特徴とする請求項８記載の放送受信装置
10. 前記周波数制御手段は、
    常温における前記所定時間と、前記周囲温度によって決まる温度係数パラメータとを演算し、前記演算の結果得られる所定時間を単位に前記中間周波数信号の周波数誤差変化量を監視し、前記周波数誤差変化量に応じて周波数制御ゲインを割り当てることを特徴とする請求項３記載の放送受信装置。
11. 前記周波数制御手段は、
    前記所定時間における時間幅を増加させ前記周波数誤差変化量が大きくなった場合は、前記温度係数パラメータを減少させることを特徴とする請求項１０記載の放送受信装置
12. 基準周波数信号により受信周波数に対応した中間周波数信号を生成するチューナと、
    前記中間周波数信号を直交変調し、同相信号成分と直交信号成分に変換して出力するとともに、前記同相信号成分と直交信号成分から、前記中間周波数信号と前記基準周波数信号との周波数誤差を検出して出力する直交変調デコーダと、
    所定時間あたりの周波数誤差変化量を演算し、前記直交変調デコーダを制御して前記変化量に応じた周波数制御ゲインを割り当て、前記基準発振周波数信号の変化に追随させる主制装置と、
    前記割り当てられた周波数制御ゲインにより帰還制御され、前記直交変調デコーダから再度変換出力される前記前記周波数誤差が補正された同相信号成分と直交信号成分信号から符号化データを再生する符号再生装置と、
    を備えたことを特徴とする放送受信装置。
13. 基準周波数信号により受信周波数に対応した中間周波数信号を生成するチューナと、
    前記中間周波数信号を直交変調し、同相信号成分と直交信号成分とに変換して出力するとともに、前記同相信号成分と直交信号成分から、前記中間周波数信号と前記基準周波数信号との周波数誤差を検出し、所定時間あたりの周波数誤差変化量を演算し、前記変化量に応じた周波数制御ゲインを割り当て、前記基準周波数信号の変化に追随させる直交変調デコーダと、
    前記割り当てられた周波数制御ゲインによりフィードバック制御され、前記直交変調デコーダから再度変換出力される前記周波数誤差が補正された同相信号成分と直交信号成分とから符号化データを再生する符号再生装置と、
    を備えたことを特徴とする放送受信装置。
    

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