JP2008512922A

JP2008512922A - 複合チューナのための切換可能バンドトラッキング入力フィルタ

Info

Publication number: JP2008512922A
Application number: JP2007530817A
Authority: JP
Inventors: ヨウ、ティー．トー; カム、シー．クォン
Original assignee: Koninklijke Philips NV; Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2004-09-08
Filing date: 2005-09-02
Publication date: 2008-04-24
Also published as: EP1792406A1; US8155609B2; US20090215415A1; CN101010884A; KR20070050464A; WO2006027733A1; TW200627820A

Abstract

本発明は、ＦＭ無線帯域およびＴＶ帯域から信号を受信できる複合ＲＦチューナに関する。従来技術の複合チューナは質の点で妥協しなければならず、その結果、ＦＭ信号受信動作およびＴＶ信号受信動作のいずれもが高性能を示さない複合チューナとなっている。切換可能同調入力フィルタ（４４０）を備え、ＦＭ無線信号タイプおよびＴＶ信号タイプを最適に受信できる複合ＲＦチューナが提案されている。入力フィルタ（４４０）の１つの応答は、ＴＶ信号タイプの受信を可能にするための十分大きい帯域幅を与える。本発明の入力フィルタ（４４０）は、ＦＭ無線信号タイプの受信を行なえる小さい帯域幅を有する第２の応答を与えるように切り換えることができる。第２の応答は、実質的に入力フィルタ（４４０）の１０誘導素子（４５０）（例えば、制動抵抗Ｒ３と直列なインダクタＬ２１を備える）をバイパスすることにより実現できる。

Description

本発明は、第１のタイプの受信信号、例えばＴＶ信号と、第２のタイプの受信信号、例えばＦＭ無線信号とを受信するためのＲＦチューナに関する。また、本発明は、そのような受信器を組み込んだマルチメディア装置に関する。

また、本発明は、ＲＦ帯域の異なる部分を受けるために切換可能ＲＦ入力フィルタが設けられたＲＦ（無線周波数）入力回路に関する。本発明は、良好な画像拒絶を伴う高い選択性および感度を与えるとともに、複合チューナモジュールの更なる小型化を図ることができる。

特に、本発明は、マルチメディアＴＶとＦＭチューナとの複合モジュールおよびそれらを使用する装置に関するものである。マルチメディア装置は、アドオンカードが差し込まれるスロットを有するパーソナルコンピュータ（ＰＣ）の形態を成していても良い。受信器は、これらのアドオンカードのうちの１つに実装されても良い。したがって、ＰＣは、ＦＭラジオ局およびＴＶ局により送信される情報にアクセスすることができる。

ＴＶ・ＦＭ無線信号を受信できる受信器は米国特許第５，１４８，２８０号に記載されている。従来技術の受信器は、ＴＶ受信およびＦＭ無線受信の両方のための単一のチューナを備えている。単一のチューナは、選択されたＦＭ無線信号および選択されたＴＶ信号の両方を約４０ＭＨｚの所定の中間周波数（ＩＦ）信号へ周波数変換する。約４０ＭＨｚのＩＦはＴＶ受信においては一般的である。

チューナによって生成されるＩＦ信号は、ＴＶ受信またはＦＭ無線受信においては異なって処理される。ＴＶ受信の場合、ＩＦ信号は、極最近のＴＶ受信器におけるＩＦ信号処理と非常に類似する態様で処理される。ＩＦ信号は、弾性表面波（ＳＡＷ）フィルタを介してＴＶＩＦ復調ユニットに対して印加される。ＴＶＩＦ復調ユニットは、ベースバンド複合ビデオ信号およびＴＶ音声搬送波信号を供給する。ＴＶ音声搬送波信号はＴＶ音声チャンネルで更に処理され、それに応じてＴＶ音声チャンネルはベースバンド音声信号を供給する。

ＦＭ受信の場合、ＩＦ信号は、４３．３ＭＨｚ帯域通過フィルタおよび４８．６５ＭＨｚトラップを含むフィルタユニットを介して、シングルチップＦＭ無線集積回路（ＩＣ）に対して供給される。ＦＭ無線ＩＣにおいては、ＩＦ信号が周波数変換されて、公称１０．７ＭＨｚのＦＭＩＦ信号が得られる。ＦＭＩＦ信号は、セラミックフィルタ装置によってフィルタ処理され、増幅され、検出され、ＦＭ無線ＩＣでデコードされる。したがって、ＦＭ受信において、従来技術の受信器はダブル変換方式を使用する。チューナは第１の周波数変換を行ない、ＦＭ無線ＩＣは第２の周波数変換を行なう。

チューナとＦＭ無線ＩＣとの間に結合されるフィルタユニットは、受信されるべきＦＭ無線信号の過度な歪みを回避するために比較的厳しい要件を満たさなければならない。第１に、フィルタユニットの通過帯域は４３．３ＭＨｚに十分に近くなければならない。この要件は、特に、ハイスタック（干し草の山）状のチューナの周波数特性および受信されるべき信号の特性から得られる。第２に、フィルタユニット内に含められる４６．８５ＭＨｚトラップは、第２の周波数変換での画像受信問題を避けるためにその周波数に正確に同調される必要がある。

米国特許第５，１４８，２８０号に記載された受信器はＴＶ受信およびＦＭ無線受信の両方のための単一のチューナを使用するが、従来技術の受信器の実施は比較的広範である。チューナとＦＭ無線ＩＣとの間に結合されるフィルタユニットは、別個のキャパシタおよびインダクタを用いて形成される。フィルタユニットが前述した要件を満たすように、インダクタは特定のサイズを有している必要がある。そうでない場合、インダクタは、適切な選択性および精度を得るために非常に低い線質係数を有する。

米国特許第６，１２５，２６９号に記載されたものと同様の、より最近の従来技術の‘１つの概念におけるＦＭ＋ＴＶ無線’入力ステーションは、一般に、スイッチングダイオードを使用する可能なアンテナ入力切り換えとは別に、２つのスイッチング素子を有している。第１に、オシレータが低いＩＦ（１０．７ＭＨｚ）に切り換えられ、第２に、帯域通過フィルタが〜１０ＭＨｚ帯域幅のＴＶ帯域から更に低い２ＭＨｚ帯域幅へ切り換えられる。しかしながら、入力信号自体は切り換えられない。選択性および画像拒絶は、帯域通過フィルタで達成され、例えばＣＥＮＥＬＥＣを満たすために２つの特定の周波数のための入力の２つのトラップにより増大される。しかしながら、ＦＭチャンネルの帯域幅は、６，７または８ＭＨｚのＶＨＦのＴＶチャンネルと比べると、たった２００ｋＨｚである。

図１は、現在の最先端の複合ＦＭ入力・ＴＶＶＨＦ低帯域入力のブロック図を示している。

図２はＦＭ無線入力・ＴＶ−ＶＨＦ−低入力のための等価回路を示しているが、ＴＶ−ＶＨＦ低入力とＦＭ無線入力との間を分離するために必要なスイッチングダイオード（図１のスイッチ１３０）が排除されている。ＦＭアンテナ入力端子の後側の２つのトラップ（１１９ＭＨｚおよび１３０ＭＨｚで同調される）は、ＦＭ無線チャンネルにおいて十分な画像拒絶を行なおうとする。図１のＭＯＳＦＥＴ増幅器１５０およびＭＯＳＦＥＴ増幅器の後側の同調フィルタ１６０，１７０は図２には示されていない。

図３は、ＦＭアンテナにおけるＴＶＶＨＦ低帯域フィルタの典型的な応答を示している。

従来技術のＴＶ信号およびＦＭ無線信号を受信できるＲＦチューナにおけるＦＭ概念は、前述したフィルタの帯域幅および使用される制動抵抗に起因して選択性が乏しい。このように選択性が乏しいと、ＦＭアンテナ入力端子でオシレータ放射（ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｒａｄｉａｔｉｏｎ）が引き起こされる可能性がある。ＦＭ入力トラップは劣悪な画像拒絶のみを与える。

したがって、本発明の目的は、ＴＶ信号およびＦＭ無線信号を受信できるＲＦチューナの改良された入力セクションを提供することである。

本発明の他の目的は、選択性が向上し、ＦＭに関する良好な画像拒絶を伴い、ＦＭアンテナ端子でのオシレータが僅かな、ＴＶ信号およびＦＭ無線信号を受信できるＲＦチューナのための入力セクションを提供することである。

本発明の更なる他の目的は、選択性が向上し、ＦＭに関する良好な画像拒絶を伴い、ＦＭアンテナ端子でのオシレータが僅かな、ＴＶ信号およびＦＭ無線信号を受信するための装置を提供することである。

１つの実施形態においては、ＴＶ入力信号またはＦＭ入力信号が選択されるかどうかに応じて信号帯域幅を制御できるようにするＴＶ／ＦＭ入力セクションの共有部分に、切り換え可能なコイル制動抵抗結合体が加えられる。

他の実施形態において、切換可能同調入力フィルタ（４４０）を備え、ＦＭ無線信号タイプおよびＴＶ信号タイプを受信できる複合ＲＦチューナが提案される。入力フィルタ（４４０）の１つの応答は、ＴＶ信号タイプの受信を可能にするための十分大きい帯域幅を与える。入力フィルタ（４４０）は、ＦＭ無線信号タイプの受信を行なえる小さい帯域幅を有する第２の応答を与えるように切り換えることができる。第２の応答は、実質的に入力フィルタ（４４０）の１０誘導素子（４５０）をバイパスすることにより実現できる。

本発明のこれらの態様および他の態様は、以下に説明される実施形態から明らかであり、これらの実施形態を参照して前記態様について説明する。

ここで、添付図面を参照しながら、一例として本発明を更に詳しく説明する。

図面の全体にわたって、同じ参照符号は、同じ要素または略同一の機能を果たす要素を示している。

図１は、従来技術のＦＭ入力・ＴＶＶＨＦ低帯域入力セクションのブロック図を示している。図１は、ＦＭ信号入力端子と、ＴＶ信号入力端子と、ミキサー段階への出力と、第１のトラップ１１０と、第２のトラップ１２０と、ＦＭ／ＴＶ選択スイッチ１３０と、第１のチューナフィルタ１４０と、ＭＯＳＦＥＴ増幅器１５０と、第２のチューナフィルタ１６０と、第３のチューナフィルタ１７０とを備えている。第１のトラップおよび第２のトラップは、１１９ＭＨｚおよび１３０ＭＨｚの周波数でほぼ起こり得るＦＭ画像信号拒絶のためのトラップを備えている。

図２は、従来技術のＦＭ入力・ＴＶＶＨＦ低帯域入力セクションの回路２００を示している。図２は、ＦＭ信号入力端子と、画像拒絶回路２１０のための２つのトラップ（図１のトラップ１１０，１２０に相当する）と、ＴＶ信号入力端子と、ＦＭ／ＴＶ選択スイッチ２３０と、ＦＭ無線およびＴＶＶＨＦ低帯域のための共有入力フィルタ２４０（図１の第１のチューナフィルタ１４０に相当する）と、ＭＯＳＦＥＴ増幅器への出力端子とを含む回路図を備えている。共有入力フィルタ２４０は可変容量ダイオードＤ１，Ｄ２を使用して調整することができる。フィルタ２４０は、ＴＶＶＨＦ低帯域信号の受信のためだけに必要とされる制動抵抗Ｒ２を含んでいる。制動抵抗Ｒ２は、実際には、大きな帯域幅のＦＭ信号におけるリターンロスの制御を妨げる。ＦＭ／ＴＶ選択スイッチ２３０は、ＦＭ入力またはＴＶ入力からくるＲＦ入力信号を選択するとともに、２つの入力間の分離を行なう。

図３は、図２の回路２００を使用するＦＭアンテナにおける従来技術のＴＶＶＨＦ低帯域フィルタの一般的な応答３００を示している。図から分かるように、約８７〜１０８ＭＨｚの範囲のＦＭ帯域において約１４．４ｄＢの画像拒絶を回路２００で達成することができる。また、応答３００においては、回路２００が必要以上の約１０ＭＨのＦＭ信号を受信するための典型的な帯域幅を与えることも示されている。

本発明の１つの実施形態は、新たな帯域幅制御要素（例えばコイルを使用する）の導入を含むと同時に、非常に大きな所要帯域幅にわたってリターンロスを制御するためにＦＭ帯域受信モードにおいて制動素子Ｒ２を除去する。制動抵抗Ｒ２は一般にＴＶＶＨＦ低帯域受信において必要とされる。図４は、そのような実施形態の実用的な実施を示している。

図４は、本発明に係る複合ＦＭ入力・ＴＶＶＨＦ低帯域入力セクション４００における改良された回路の回路図を示している。図４は、ＦＭ信号入力端子と、画像拒絶回路４１０のための２つのトラップ（図１のトラップ１１０，１２０に類似する）と、ＴＶ信号入力端子と、ＦＭ信号入力端子と、ＦＭ／ＴＶ選択スイッチ４３０と、ＦＭ無線およびＴＶＶＨＦ低帯域のための（ＴＶ−ＶＨＦ低帯域およびＦＭ無線帯域）共有入力フィルタ４４０（図１の第１のチューナフィルタ１４０を改良して置き換えている）と、ＦＭスイッチ入力端子と、ＭＯＳＦＥＴ増幅器への出力端子とを含む回路図を備えている。共有入力フィルタ４４０は、ＦＭフィルタスイッチ４３５と、誘導素子４５０と、インダクタＬ１１，Ｌ２２と、キャパシタＣ２２，Ｃ２４と、容量ダイオードＤ１，Ｄ２とを備えている。共有入力フィルタ４４０は、可変容量ダイオードＤ１，Ｄ２を使用して調整することができる。ＦＭ／ＴＶ選択スイッチ４３０は、ダイオードＤ３と、抵抗Ｒ２と、キャパシタＣ３２とを備えている。ＦＭ／ＴＶ選択スイッチ４３０は、ＦＭ入力（下側位置）またはＴＶ入力（上側位置）からくるＲＦ入力信号を選択するとともに、２つの入力間の適切な分離を行なう。一般的な実施形態においては、例えば係属中の特許出願「ＲＦｓｅｌｅｃｔｉｏｎｓｗｉｔｃｈｆｏｒｍｕｌｔｉｐｌｅＡｎｔｅｎｎａｉｎｐｕｔ」代理人整理番号ＰＨＦＲ０４０１４４（優先日：２００４年８月２５日）に記載されるように（ピン−）ダイオードベースのスイッチを使用することができる。

ここで、以下では、ＦＭ信号が与えられ（スイッチ４３０が下側位置）且つ入力セクション４００によってＦＭ信号を処理する必要がある状況に関して説明する。高電位がＦＭスイッチ入力端子に対して与えられる。これにより、ダイオードＤ３のアノードがプラスになり且つＤ３のカソードが誘導素子４５０（一般的には制動のために使用される小さな抵抗Ｒ３をコイルＬ２１と直列に備えている）およびコイルＬ２２を介してグランドに対して実質的に接続されるため、ダイオードＤ３が導通するようになる（ＲＦ信号において含む）。キャパシタＣ３２は、比較的大きく、高電位を遮断するが、実質的にＦＭ帯域のＲＦ信号を通過させる。そのため、実際には、誘導素子４５０は、関連する（ＦＭ）ＲＦ信号に関してショートカットされる。そうすることにより、ＦＭ無線入力において高い選択性および感度が得られる。残りの要素コイルＬ２２は高いＦＭ帯域信号選択性を得る。コイルＬ２２は、実際のトラッキング問題に応じて、例えば帯域幅と入力フィルタ−オシレータトラッキングとの間の妥協に関する実用上の問題に応じて、５ｎＨ〜３０ｎＨとなり得る。抵抗Ｒ３は、受信システムに応じて１０オーム程度の高さになり得る。無論、入力セクション４００に対しては本発明の思想の範囲内で様々な変更を行なうことができる。例えば、抵抗Ｒ３およびコイルＬ２１の場所を置き換えることができる。

ここで、以下では、ＴＶＶＨＦ低帯域信号が与えられ（スイッチ４３０が上側位置）且つ入力セクション４００によってＴＶＶＨＦ低帯域信号を処理する必要がある状況に関して説明する。ＴＶモードにおいては、ＦＭスイッチ入力端子が低電位に設定され、それにより、ダイオードＤ３が非導通状態となる（ＲＦ信号において含む）。ＴＶ入力信号は、１６０ｎＨ（１３０＋３０）に達するコイルＬ２１，Ｌ２２を合わせた全体のインダクタンスにより幅広い帯域幅を得ることができる。これは、帯域幅全体に対する影響が非常に小さいため重要ではない。これによりインダクタンスが増大し、選択性に対するその影響を、抵抗Ｒ３における対応する変化により打ち消すことができる。

図５は、図４により示される回路を使用するＦＭ無線帯域信号のための改良された複合ＦＭ入力・ＴＶＶＨＦ低帯域フィルタの応答を示している。図４から容易に分かるように、画像拒絶が３２．７ｄＢよりも大きくなっており、また、入力フィルタ選択性が更に高くなり、ＦＭ入力信号が大きな信号利得を示している。ＦＭ帯域信号受信において結果として得られる幾つかの向上は、以下のように定量化できる。
− 入力フィルタ選択性の比率（１０ＭＨｚ／２ＭＨｚ）：５倍向上
− 全体にわたって画像拒絶変化（３２．７６−１４．３６ｄＢ）＝１８．４ｄＢ向上
− 一般に、＋３〜＋５ｄＢ以上の信号利得

当業者であれば分かるように、切換可能バンドトラッキングフィルタの設計に関しては他の方式を考え出すことができる。例えば、この発明に示されたフィルタ特性とほぼ同様のフィルタ特性を伴って実行する他の部品配置を考え出すことができる。また、本発明は、例えばＴＶチューナを有するケーブル−モデム、ＦＭチューナを有するケーブル−モデム、ＦＭチューナを有するアナログ＆デジタルＴＶチューナなどの、ＦＭとＴＶとの組み合わせチューナ以外においても有用である。

以上は本発明の単なる原理を示しているにすぎない。したがって、当業者であれば、ここで明示的に説明され或いは図示されていないが本発明の原理を具現化し従って本発明の範囲内および思想に含まれる様々な構成を案出できることは言うまでもない。また、当業者であれば分かるように、切り換え回路を越える設計または特定の設計および性能基準に応じて、結合キャパシタまたはデカップリングキャパシタなどの特定の部品を加え或いは取り除くことができる。

従来のＦＭ入力・ＴＶＶＨＦ低帯域入力セクションのブロック図を示している。従来のＦＭ入力・ＴＶＶＨＦ低帯域入力セクションの回路図を示している。ＦＭアンテナにおける従来のＴＶＶＨＦ低帯域フィルタの典型的な応答を示している。本発明に係る複合ＦＭ入力・ＴＶＶＨＦ低帯域入力セクションにおける改良された回路の回路図を示している。ＦＭアンテナにおける改良された複合ＦＭ入力・ＴＶＶＨＦ低帯フィルタの応答を示している。

Claims

第１のタイプおよび第２のタイプの受信信号を受けるためのＲＦチューナであって、
− 第１のタイプの第１の受信信号の入力（ＦＭ−入力）および第２のタイプの第２の受信信号の入力（ＴＶ−入力）に応じて切り換えることができる切換可能同調入力フィルタを備え、前記入力フィルタは、
− ＲＦ信号入力端子と、
− ＲＦ信号出力端子と、
− スイッチと、
− 可変キャパシタと直列な第１のキャパシタを含む第１の同調可能部分と、
− 第１のコイルと誘導素子とを含み、前記第１のコイルの第１の脚部が前記誘導素子の第１の脚部に対して接続された第２の部分と、
を備え、
前記スイッチは、前記誘導素子と並列な十分に大きい第２のキャパシタを切り換えることにより前記誘導素子を実質的にＲＦショートカットすることができるＲＦチューナ。
前記誘導素子が第２のコイルを備え、前記第２のキャパシタの第１の脚部が前記第１のコイルの第１の極部と前記誘導素子の第１の脚部との接続部に対して接続され、前記スイッチは、
− アノードが前記第２のキャパシタの第２の脚部に対して接続され、カソードが前記誘導素子の第２の脚部に対して接続されたダイオードと、
− 前記ダイオードのアノードに対して接続されたＦＭスイッチ入力コネクタと、
を備え、
前記第１のコイルの第２の脚部が低電位に接続されている、請求項１に記載のＲＦチューナ。
ＦＭスイッチ入力信号に対する高電位がダイオードを導通状態にし、それにより、実質的に第１のタイプの受信信号が前記誘導素子をバイパスする、請求項２に記載のＲＦチューナ。
前記誘導素子が直列制動抵抗を更に含んでいる、請求項２に記載のＲＦチューナ。
第１のタイプの受信信号がＦＭ無線信号を含み、第２のタイプの受信信号がＴＶＶＨＦ低帯域信号を含んでいる、請求項３に記載のＲＦチューナ。
請求項１から５のいずれか一項に記載のＲＦチューナを備える、マルチメディア装置。
ＦＭ無線信号タイプおよびＴＶ信号タイプを受信できる複合ＲＦチューナであって、切換可能同調入力フィルタを備え、
前記入力フィルタの第２の応答がＴＶ信号タイプの受信において十分大きい帯域幅を与え、前記フィルタは、ＦＭ無線信号タイプの受信において小さい帯域幅を有する第１の応答を与えるように切り換えることができ、前記第１の応答は、誘導素子を実質的にバイパスすることによって実現できる、複合ＲＦチューナ。
第１のタイプの受信信号および第２のタイプの受信信号を受けるためのチューナであって、
− 第１のセクション入力と第１のセクション出力とを備え、少なくとも１つのノッチフィルタを与える第１の入力セクションと、
− 第１のタイプの受信信号を前記第１のセクション入力に対して結合するための第１のＲＦ入力と、
− 第２セクション入力と第２のセクション出力とを備え、切換可能同調帯域通過フィルタを与える第２の入力セクションと、
−第１のスイッチと、
を備え、
前記第１のスイッチは、
前記第１のセクション出力を前記第２のセクション入力に対して結合して第１のタイプの受信信号を受信する状態と、
第２のＲＦ入力を前記第２のセクション入力に対して結合する状態と、
の間で切り換え可能であり、
前記第２の入力セクションの第２の応答が第２のタイプの信号の受信において十分大きい帯域幅を与え、前記第２の入力セクションは、第１のタイプの信号の受信において小さい帯域幅を有する第１の応答を与えるように切り換えることができるチューナ。
前記第１の応答は、誘導素子を実質的にバイパスすることによって実現できる、請求項８に記載のチューナ。
第１のタイプの受信信号がＦＭ信号を含み、第２のタイプの受信信号がＴＶ信号を含んでいる、請求項８に記載のチューナ。
請求項８に記載のチューナを備える、マルチメディア装置。