JP2008533839A - 広帯域同調回路 - Google Patents

Abstract

いくつかの実施例は、チューナーで使用するために信号を所望の周波数で生成する発振器を提供する。発振器は、フィルターと、１つ以上の周波数分割器を連続して備える周波数分割回路とを備え、各周波数分割器は受信周波数を所定の割合だけ低減する。発振器の周波数は、フィルターに適用される微同調コードおよび周波数分割回路に適用される粗同調コードから成る、同調コードによって制御される。フィルターは、微同調コードに従って最初の周波数を生成するために使用され、周波数分割回路は粗同調コードに従って最初の周波数を逓降して、発振器の最後の周波数を生成する。いくつかの実施例は、所望の周波数で信号を生成するために、発振器を同調させる自動化された方法および装置を提供し、そこでは粗同調コードは微同調コードの前に決定される。
【選択図】 図３

Description

（関連出願に対する相互参照）
本出願は、「広帯域同調回路」という名称の２００５年３月１１日に提出の米国仮特許願第６０／６６１１１２号の利益を請求する。
（技術分野）
本出願は同調回路で用いられる発振器の分野に関する。

広帯域受信器は広範囲の入力搬送周波数を有する入力信号を処理するように設計される。例えば、テレビ受像機は、搬送周波数が５５ＭＨｚから８８０ＭＨｚにおよぶ入力テレビ信号を処理できなければならない。通常、受信器は入力信号および内部的に発生した基準信号の両方を調整するためにフィルターを用いる。例えば、帯域通過、ノッチ、および低域通過は、受信器で用いられるフィルターの型である。フィルターの周波数応答は、フィルターへの信号入力を調整するフィルターの特性を意味する。例えば、帯域通過フィルターは、フィルターの中心周波数の上下の所定の周波数帯域を越えた入力信号を減衰させる。フィルターは１つ以上の回路パラメータに基づいて周波数応答を示すように設計される。フィルターの周波数応答を規定するために用いる１つの回路パラメータは入力信号の搬送周波数である。また、受信器は、調整された入力信号と混合して搬送信号を中間周波数で生成する信号を生成するために局部発振器を用いる。

このようなものとして、広帯域受信器が広範囲の入力搬送周波数を有する入力信号を処理するので、広帯域受信器は、広帯域の入力周波数を処理する同調可能なフィルター、ならびに広範囲（広帯域）の周波数を有する混合信号を生成することが可能である局部発振器を必要とする。通常、局部発振器は、このような広範囲の周波数を有する混合信号を生成するために、２つ以上の発振器（例えば、電圧制御発振器）を備える。しかしながら、２つ以上の発振器を備える従来の局部発振器は広い回路スペースを必要とする。通常電圧制御発振器（ＶＣＯ）が複数の大きいサイズのインダクタを備えるので、それは特に大きい面積を占める。
従って、より狭い回路スペースを必要とするけれども、広帯域の周波数を有する混合信号を生成することが可能である局部発振器が必要である。

いくつかの実施例は、同調回路で使用するために混合信号を所望の周波数で生成する局部発振器を提供する。局部発振器は広範囲の周波数を有する混合信号を生成することが可能である。局部発振器は、同調可能なフィルター、フィルター発振器、および周波数分割回路を備える。局部発振器の周波数は、同調可能なフィルターに適用される微同調コードおよび周波数分割回路に適用される粗同調コードから成る、同調コードによって制御される。同調可能なフィルターおよびフィルター発振器は、局部発振器用の最初の周波数で信号を生成するために使用される。フィルターは同調させられて、微同調コードを用いて或る範囲の最初の周波数を生成することができる。周波数分割回路は最初の周波数を有する信号を受信し、最初の周波数を逓降／低減して、局部発振器用の最後の周波数を有する信号を生成する。周波数分割回路による最初の周波数の周波数低減の量（最初の周波数が周波数分割回路によって逓降される回数）は粗同調コードによって決定される。

いくつかの実施例では、周波数分割回路は１つ以上の周波数分割器を連続して備え、各周波数分割器は受信した周波数を所定の割合だけ低減する。各周波数分割器は選択スイッチを含む。信号が各周波数分割器を連続して通過するとき、信号が周波数分割器の起動された選択スイッチに達するまで、信号の周波数は各周波数分割器と関連する割合だけ低減され続け、その結果局部発振器の最後の周波数が生成される。最初の周波数は、特定の周波数分割器を選択する（そして特定の周波数分割器の選択スイッチを起動する）粗同調コードを用いて、最後の周波数に逓降される。

いくつかの実施例は、局部発振器を同調させて混合信号を所望の周波数で生成する、自動化された方法および装置を提供する。自動化された方法は同調コード（所定のビット数を有する）を決定する工程を含み、同調コードは粗／主同調コードおよび微／副同調コードから成る。同調コードを用いて、局部発振器は（最高可能周波数から最低可能周波数まで）周波数範囲全体にわたって同調することができる。粗同調コード（１つ以上のビットを有する）は、周波数分割回路の特定の周波数分割器を選択することによって局部発振器の粗同調を施す。周波数分割回路の各周波数分割器は局部発振器の周波数範囲全体内に関連する周波数小範囲を有する。このようなものとして、粗同調コードは、実際には、局部発振器１２５の周波数範囲全体内の特定の周波数小範囲を（２つ以上の可能周波数小範囲から）選択する。

粗同調コードが決定かつ設定された（従って所望の周波数を含む周波数範囲が決定された）後に、微同調コード（１つ以上のビットを有する）は、所望の周波数に合致する局部発振器の結果として生じる周波数を生成するように決定される。微同調コードは同調可能なフィルターを同調させて、後で周波数分割回路によって逓降されて所望の周波数に合致する最後の周波数を生成する、局部発振器の最初の周波数を生成する。同調コード（粗同調コードおよび微同調コードから成る）は、局部発振器の結果として生じる周波数が所望の周波数に合致するまで、それを比較かつ調整する、自動化された同調方法および装置を用いて、調整かつ設定される。
いくつかの実施例では、局部発振器は受信されたＲＦ信号を処理する同調回路（例えば、テレビチューナー）で使用される。いくつかの実施例では、局部発振器は同相信号と、所望の周波数を有する直角位相とを出力する。

（図面の簡単な説明）
図１は、いくつかの実施例が実施されるテレビチューナーを示すブロック図である。
図２は、いくつかの実施例の図１の局部発振器および自動同調回路を示すブロック図である。
図３は、例示的な局部発振器の細部を示すブロック図である。
図４は、局部発振器を所望の周波数に同調させる遂次近似方法を示す流れ図である。
図５は、局部発振器を所望の周波数に同調させる代替方法５００を示す流れ図である。
図６は、増加フィルターの発振周波数と微同調コードの値との間の関係の例を示すグラフである。
図７は、減少フィルターの発振周波数と微同調コードの値との間の関係の例を示すグラフである。

「広帯域同調回路」という名称の２００５年３月１１日に提出の米国仮特許願第６０／６６１１１２号、および「遂次近似を用いて同調する方法および回路」という名称の２００３年５月２９日に提出の米国仮特許願第１０／４４８６０５号の開示は、参照することにより本明細書に明確に織り込まれる。
本発明が特定の例示的な実施例について以下に説明されるけれども、当業者は、種々の変更および改変が、本発明の精神および範囲を逸脱せずに、以下の実施例に対して行われることを理解するであろう。例えば、テレビチューナーの局部発振器を以下に説明する。しかしながら、当業者は、局部発振器が他の型のチューナーでも使用できることを理解するであろう。また、いくつかの実施例は特定の型のフィルターに関連している。また一方、これらの実施例は、微同調コードの値が大きくなると単調増加または単調減少の発振周波数を呈する、どんなフィルターにも関連していることがあることを認識すべきである。

以下の説明において、Ｉ節は、いくつかの実施例が実施される一般的な同調回路について説明する。ＩＩ節は、同調回路で用いられる局部発振器、および局部発振器を所望の周波数に同調させるために用いられる自動同調回路について詳細に説明する。ＩＩＩ節は、局部発振器を所望の周波数に同調させるために用いられる自動化された同調方法について説明する。そしてＩＶ節は、局部発振器で使用できる様々な型のフィルターについて説明する。

Ｉ．同調回路
図１は、いくつかの実施例が実施されるテレビチューナー１００を示すブロック図である。テレビチューナー１００は無線周波（「ＲＦ」）テレビ信号を受信し、復調ベースバンドテレビ信号（すなわち、画像信号および音声信号）を発生する。この実施例の場合は、テレビチューナー１００は、第１ＲＦフィルター１０５、自動利得制御回路（ＡＧＣ）１１０、第２ＲＦフィルター１１０、および２次周波数逓降器１１７を含む。ＲＦフィルター１０５および１１５（例えば、誘導性バンクおよび容量性バンクを備えるＬＣフィルター）は所望の周波数（選択されるテレビチャンネルのチャンネル周波数に等しい）に同調させられ、帯域通過フィルター機能をテレビ受像機１００に施すために使用される。ＡＧＣ１１０は第１ＲＦフィルターと第２ＲＦフィルターとの間に結合され、第１ＲＦフィルター１０５から出力される信号を増幅し、第２ＲＦフィルター１１５へ入力する。

２次周波数逓降器１１７は、Ｉミクサ１２０、Ｑミクサ１２２、局部発振器１２５、自動同調回路１２７、画像排除フィルター（ノッチフィルター）１３０、および中間周波（ＩＦ）フィルター（帯域通過フィルター）１３５を備える。いくつかの実施例では、局部発振器１２５は電圧制御発振器（ＶＣО）を備える。２次周波数逓降器１１７は、濾波されたＲＦテレビ信号の周波数を、国の基準によって決定される中間周波（ＩＦ）に変換する。通常、周波数逓降器は入力信号を局部発振器信号と混合して、ＩＦ信号を生成する。２次周波数逓降器の場合は、局部発振器１２５は同相（「Ｉ」）局部発振信号および直角位相（「Ｑ」）局部発振信号を生成する。Ｑ局部発振信号はＩ局部発振信号から９０度位相シフトされる。また２次周波数逓降器の場合は、２次復調器は（入力信号を複製することによって）入力信号を分割し、（Ｉミクサ１２０において）１つの複製入力信号を同相局部発振信号と混合し、そして（Ｑミクサ１２２において）他の複製入力信号を直角位相局部発振信号と混合する。

局部発振器１２５によって発生するＩおよびＱ信号ならびに第２ＲＦフィルター１１５からのＲＦ信号（チャンネル周波数に濾波されるＲＦ信号）は、ミクサ１２０および１２２によってそれぞれ受信される。ここで留意すべきは、９０度位相シフトされるけれども、ＩおよびＱ信号は同じ発振周波数を有することである。ミクサ１２０および１２２は受信信号を混合して、搬送波信号を中間周波数で生成する。いくつかの実施例では、局部発振器１２５が同調させられる所望の周波数（すなわち、発生されるＩおよびＱ信号の所望の周波数）は、チャンネル周波数（すなわち、入力ＲＦ信号からの信号の周波数）プラス中間周波数に等しい。他の実施例では、局部発振器１２５の所望の周波数はチャンネル周波数マイナス中間周波数に等しい。別の実施例では、局部発振器１２５の所望の周波数はその他の周波数に等しい。自動同調回路１２７は、（図２および３に関連して以下に説明するように）局部発振器１２５を所望の周波数に自動的に同調させる。
画像排除ノッチフィルター１３０は、Ｉミクサ１２０およびＱミクサ１２２によって生成される混合信号を受信する。画像排除フィルター１３０は中間周波数に同調させられ、受信信号中の画像を濾波する。ＥＦ帯域通過フィルター１３５は信号を画像排除ノッチフィルター１３０から受信する。ＩＦ帯域通過フィルター１３５は中間周波数に同調させられ、中間周波数（ＩＦ）周り以外の周波数における信号を減衰させる。

ＩＩ．局部発振器および自動同調回路
図２は、いくつかの実施例の図１の局部発振器１２５および自動同調回路１２７を示すブロック図である。自動同調回路１２７は局部発振器１２５を所望の周波数に自動的に同調させる。自動同調回路１２７は、カウンター２２５、比較器２３０、コントローラ２５０、およびフィードバックループにおいて局部発振器１２５に共に結合されるラッチのバンク２５５を備える。

図３は、例示的な局部発振器１２５の細部を示すブロック図である。いくつかの実施例では、局部発振器１２５はＶＣＯを備える。局部発振器１２５は混合信号を所望の周波数で生成し、局部発振器は広範囲の周波数を有する混合信号を生成することが可能である。局部発振器１２５は、同調可能なフィルター３０５、フィルター発振器３１０、および周波数分割回路３１５を備える。局部発振器１２５の周波数は、フィルター３０５に適用される微同調コード（ＣＬＯコード）および周波数分割回路３１５に適用される粗同調コード（ＤＳＥＬコード）から成る、同調コードによって制御される。同調コードを用いて、局部発振器は周波数範囲全体（最高可能周波数から最低可能周波数まで）にわたって同調することができる。

フィルター３０５およびフィルター発振器３１０は、局部発振器用の最初の周波数を有する信号を生成するために使用される。微同調コードを用いて、フィルター３０５は最初の周波数の範囲（最高の可能な最初の周波数から最低の可能な最初の周波数まで）を生成するために同調させられ得る。いくつかの実施例では、微同調コードはフィルターに適用されて、対応する共振周波数を生成する。いくつかの実施例では、微同調コードはフィルター３０５に含まれるスイッチに適用されて、フィルター３０５内の素子（例えば抵抗またはコンデンサなど）を選択または非選択状態にする。フィルター３０５が特定の周波数の共振周波数を有する信号を生成するように、特定の微同調コードはフィルター３０５内の特定の素子を選択または非選択状態にする。例えば、フィルター３０５がＲＣフィルターである場合は、ＲＣフィルター内の抵抗は微同調コードに従ってスイッチによって選択される。フィルター３０５がＬＣフィルターである場合は、ＬＣフィルター内のコンデンサは微同調コードに従ってスイッチによって選択される。フィルター３０５の種々の実施例が図６および７に関連して以下に説明される。
周波数分割回路３１５は、最初の周波数を有する信号をフィルター３０５およびフィルター発振器３１０から受信し、最初の周波数を逓降／低減して、局部発振器用の最後の周波数を有する信号を生成する。周波数分割回路３１５は１つ以上の周波数分割器３２０を連続して備え、各周波数分割器は受信された入力信号の周波数を所定の割合だけ低減する（ここで周波数分割器の出力周波数＝入力周波数×１／Ｎ）。最初の周波数を逓降する周波数分割器の数（従って最初の周波数の周波数低減の全量）は粗同調コードによって決定される。

図３に示す実施例では、周波数分割回路３１５は４つの「１／２」周波数分割器を備え、各周波数分割器は受信周波数を半減させる（Ｎ＝２）。このようなものとして、周波数分割回路は最初の周波数を１／２、１／４、１／８、または１／１６に逓降することができる。他の実施例では、周波数分割回路３１５は、異なる数の周波数分割器および／または受信入力信号の周波数を異なる割合だけ低減する周波数分割器から成る。他の実施例では、周波数分割回路の２つの周波数分割器は受信周波数を異なる割合の量だけ低減する（例えば、１つの周波数分割器は受信周波数を半分に逓降し、別の周波数分割器は受信周波数を１／３に逓降する）。
各周波数分割器３２０は分割器３２５および選択スイッチ３３０を含む。信号が各周波数分割器３２０を次々と通過するとき、信号が周波数分割器の起動された選択スイッチに達するまで、信号の周波数は所定の割合だけ低減され続け、その結果信号は「引き出され」、局部発振器の最後の周波数を有する出力信号を生成する起動された周波数分割器によって出力される。粗同調コードは、周波数分割回路３１５内のすべての周波数分割器から（特定の周波数分割器の選択スイッチを起動させることによって）１つの特定の周波数分割器を選択して、信号を出力する。

いくつかの実施例では、粗同調コードは２ビットの同調コード、すなわち最上位のビット（ＭＳＢ）および２番目の最上位のビットの同調コードから成り、これらの実施例では、２ビットの粗同調コードは、信号を出力するために、周波数分割回路３１５の４つの周波数分割器から１つの周波数分割器を選択するために使用される。例えば、図３の例示的な周波数分割回路３１５に示すように、１１に相当する粗同調コード（ＤＳＥＬコード）は、信号を出力するために左端の第１周波数分割器を選択するのに対して、００に相当する粗同調コードは、信号を出力するために右端の第４周波数分割器を選択する。

粗同調コードは、周波数分割回路の特定の周波数分割器を選択することによって局部発振器の粗同調を施す。これは、実際には、局部発振器１２５の最後の周波数について、局部発振器の全周波数範囲内の特定の周波数小範囲（選択される周波数分割器と関連する）を選択する。例えば、微同調コードを用いて、フィルター３０５およびフィルター発振器３１０は、２０４８ＭＨｚ（微同調コード１１１１１１によって生成される）から１０２４ＭＨｚ（微同調コード００００００によって生成される）におよぶ最初の周波数範囲を生成することができると仮定する。従って、図３の例示的な周波数分割回路３１５では、１０に相当する粗同調コードは、５１２ＭＨｚ〜２５６ＭＨｚの関連する周波数小範囲を有する第２周波数分割器を選択する。これは、どの微同調コードが設定されようとも、局部発振器の最後の周波数は５１２ＭＨｚ〜２５６ＭＨｚの周波数小範囲にあることになることを意味する。これは、微同調コードの最高値（１１１１１１）によって生成される最高周波数は２０４８ＭＨｚであるので本当である。第１周波数分割器によって半分に逓降され、さらに第２周波数分割器によって半分に逓降される場合に、局部発振器の結果として生じる最後の周波数は５１２ＭＨｚになる。同様に、微同調コードの最低値（００００００）によって生成される最低周波数は１０２４ＭＨｚである。第１および第２周波数分割器によって逓降される場合に、局部発振器の結果として生じる最後の周波数は２５６ＭＨｚになる。

周波数分割回路３１５の動作の実施例が図３に示されている。この実施例では、フィルター３０５およびフィルター発振器３１０は、２ＧＨｚの最初の周波数を生成する。第１周波数分割器が選択される（ＤＳＥＬ＝１１）場合は、局部発振器１２５の最後の周波数は１ＧＨｚになる。第２周波数分割器が選択される（ＤＳＥＬ＝１０）場合は、局部発振器１２５の最後の周波数は５ＧＨｚになる。第３周波数分割器が選択される（ＤＳＥＬ＝０１）場合は、局部発振器１２５の最後の周波数は０．２５ＧＨｚになる。第４周波数分割器が選択される（ＤＳＥＬ＝００）場合は、局部発振器１２５の最後の周波数は０．１２５ＧＨｚになる。
周波数分割回路３１５は、局部発振器１２５の最後の周波数を有するＩ信号およびＱ信号を出力する。Ｑ信号はＩ信号から９０度だけ位相シフトされる信号を生成する位相器３４０によって発生する。ここで留意すべきは、９０度だけ位相シフトされても、Ｉ信号およびＱ信号は同じ発振周波数を有し、（以下にさらに説明するように）どちらもカウンター２２５によって測定のために使用できる。

図２に戻って参照すると、自動同調回路１２７は局部発振器１２５を所望の周波数に自動的に同調させる。フィードバックループ（カウンター２２５、比較器２３０、コントローラ２５０、およびラッチのバンク２５５から成る）の各繰り返しにおいて、コントローラ２５０は同調アルゴリズムを用いて同調コードを生成する。同調コードは（上に説明したように）局部発振器１２５の周波数を決定するディジタルコードである。いくつかの実施例では、同調アルゴリズムは遂次近似アルゴリズムである。遂次近似同調アルゴリズムの細部は、参照することにより本明細書に明確に織り込まれる「遂次近似を用いて同調する方法および装置」という名称の２００３年５月２９日に提出の米国仮特許願第１０／４４８６０５号に説明されている。
コントローラ２５０によって生成される同調コードはラッチのバンク２５５へ送られ、そこに格納される。同調コードは、フィルター３０５に適用される微同調コードおよび周波数分割回路３１５に適用される粗同調コードから成る。いくつかの実施例では、微同調コードの値が大きくなると、フィルター３０５は単調増加の発振周波数を呈する（例えばＲＣフィルターなど）。他の実施例では、微同調コードの値が大きくなると、フィルター３０５は単調減少の発振周波数を呈する（例えばＬＣフィルターなど）。

次に同調コードはラッチのバンク２５５から局部発振器１２５へ送られる。次に局部発振器１２５は、同調コードによって決定される発振周波数を有するＩ信号およびＱ信号を生成する。次に局部発振器１２５によって生成されたＩ信号かそれともＱ信号は、Ｉ信号またはＱ信号の発振周波数（Ｆｏｓｃ）を測定するカウンター２２５へ送られる。Ｉ信号またはＱ信号の発振周波数（Ｆｏｓｃ）は比較器２３０へ送られる。比較器２３０はまた、局部発振器１２５が同調されると想定される所望の周波数（Ｆ_Ｄ）を受信し、２つの受信周波数を比較する。
フィルター３０５が、微同調コードの値が大きくなると単調増加の発振周波数を呈するフィルター（例えばＲＣフィルターなど）である場合は、比較器２３０は、発振周波数（Ｆｏｓｃ）が所望の周波数（Ｆ_Ｄ）よりも大きいかどうかを決定する。フィルター３０５が、微同調コードの値が大きくなると単調減少の発振周波数を呈するフィルター（例えばＬＣフィルターなど）である場合は、比較器２３０は、発振周波数（Ｆｏｓｃ）が所望の周波数（Ｆ_Ｄ）よりも小さいかどうかを決定する。比較器２３０は、比較の結果によって肯定信号（例えば、１の値を有する信号）または否定信号（例えば、０の値を有する信号）をコントローラ２５０へ送る。

コントローラ２５０は比較器２３０から肯定信号または否定信号を受信し、肯定信号または否定信号および同調アルゴリズムを用いて変更同調コードを生成する。いくつかの実施例では、同調アルゴリズムは遂次近似を用いて、同調コードの各ビットが決定されるまで同調コードを連続して変更する。ここで想起すべきことは、同調コードは、同調可能なフィルターに適用される微同調コードおよび周波数分割回路に適用される粗同調コードから成ることである。いくつかの実施例では、粗同調コードは同調コードのＭＳＢおよび第２ＭＳＢから成り、微同調コードは同調コードの残りのビットから成る。いくつかの実施例では、同調アルゴリズムは先ず粗同調コードを決定し、設定する。粗同調コードが決定され、設定された（従って、所望の周波数を含む周波数範囲が決定された）後に、微同調コードの各ビット（最上位のビットから最下位のビットまで）は、決定され、設定されて、所望の周波数に一致する、局部発振器の結果として生じる周波数を生成する。

ＩＩＩ．自動同調方法
図４は、局部発振器を所望の周波数に同調させる遂次近似方法４００を示す流れ図であり、局部発振器は、微同調コードの値が大きくなると単調増加の発振周波数を呈するフィルター（例えばＲＣフィルターなど）を有する。いくつかの実施例では、方法４００は、局部発振器を所望の周波数に同調させるために構成されたソフトウェアまたはハードウェアによって実施される。いくつかの実施例では、方法４００の工程はコントローラ２５０によって実行される。
比較器が、局部発振器が同調させられる所望の周波数（Ｆ_Ｄ）を（４０５で）受信する場合に、方法４００は開始される。次にコントローラは同調コードのすべてのビットをゼロに（４１０で）設定する。同調コードは、周波数分割回路に適用される粗同調コード（１つ以上のビットから成る）、およびフィルターに適用される微同調コード（１つ以上のビットから成る）から成る。いくつかの実施例では、同調コードは８ビットから成り、そこでは粗同調コードは同調コードのＭＳＢおよび第２ＭＳＢから成り、微同調コードは同調コードの残りの６ビットから成る。

コントローラはまた、現在のビット数（Ｎ）を同調コードのビットの数（例えば８）に等しいように（４１５で）設定する。同調コードのビットは、最下位のビット（例えば、１の位置番号を有する）から最上位のビット（例えば、８ビットの同調コードについて８の位置番号を有する）まで番号が付けられた同調コード中の位置を有する。次にコントローラは、現在の同調コードを生成するために、現在のビット数（Ｎ）に等しい同調コード中の位置番号を有するビットを１に（４２０で）設定する。
例えば、方法４００の第１繰返しの場合は、８ビットの同調コードについて、Ｎは８に等しい。このようなものとして、８の位置番号（すなわち、同調コードのＭＳＢ）を有する同調コード中のビットは１に等しいように設定される。ここで留意すべきは、いくつかの実施例では、方法４００は、先ずＭＳＢを決定し、設定することによって始まり、次に第２ＭＳＢ、そして次に同調コードの残りのビットを設定することである。このようなものとして、これらの実施例では、方法４００は先ず粗同調コードを決定し、設定して、周波数分割回路の特定の周波数分割器および所望の周波数を含む特定の周波数小範囲を選択する。次に方法４００は微同調コードをビット単位で決定し、設定し続けて、局部発振器の最後の周波数に同調させて所望の周波数に一致させる。

次にコントローラは、格納するために現在の同調コードをラッチのバンクへ（４３０で）送る。次にラッチのバンクは現在の同調コードを局部発振器へ（４３５で）送る。現在の同調コードの微同調コード部分はフィルターに（４４０で）適用されて、最初の周波数を有する信号を生成し、具体的に言えば、フィルター内の素子は、フィルターを現在の最初の発振周波数で発振させる現在の微同調コードに従って選択または非選択状態にされる。同調コードの粗同調コード部分は周波数分割回路に（４４２で）適用されて、最初の周波数を逓降／低減して、局部発振器の現在の最後の発振周波数（Ｆｏｓｃ）を有する信号を生成する。
カウンターは現在の同調コードによって生成された現在の発振周波数（Ｆｏｓｃ）を（４４５で）測定し、現在の発振周波数（Ｆｏｓｃ）の測定値を比較器へ送る。次にコントローラは、現在のビット数（Ｎ）の値が同調コードの最下位のビットの位置番号マイナス１に等しいかどうかを（４５５で）検査する。例えば、コントローラは、最下位のビットの位置番号が１である場合は、現在のビット数（Ｎ）の値が０に等しいかどうかを（４５５で）検査する。そうである場合は、方法４００は終了する。

現在のビット数（Ｎ）の値が０に等しくない（４５５でＮｏ）場合は、比較器は、局部発振器の現在の発振周波数（Ｆｏｓｃ）が所望の周波数（Ｆｐ）よりも大きいかどうかを（４６５で）決定する。そうである場合は、コントローラは、現在のビット数（Ｎ）に等しい同調コード中の位置番号を有するビットを０に（４７０で）設定する。次にコントローラは現在のビット数（Ｎ）を１だけ（４７５で）減らす。すなわちＮはＮ―１に等しく設定される。比較器が、現在の発振周波数（Ｆｏｓｃ）が所望の周波数（ＦＱ）よりも大きくない（４６５でＮｏ）ことを決定する場合は、コントローラは現在のビット数（Ｎ）を１だけ（４７５で）減らす。
方法４００は工程４２０で続き、そこではコントローラは、現在のビット数（Ｎ）に等しい同調コード中の位置番号を有するビットを１に設定して、現在の同調コードを設定する。現在のビット数（Ｎ）が同調コードの最下位のビットの位置番号マイナス１に等しくなるまで、方法は工程４２０〜４７５を繰り返す。従って、方法４００は遂次近似を使用し続けて、同調コードのＭＳＢから最下位のビット（ＬＳＢ）までの各ビットの値を決定する。それを行って、方法４００は、所望の周波数に最も近い局部発振器の発振周波数を（１最下位ビットの最大エラーで）生成する同調コードの値に収束する。

図３の局部発振器１２５は同調方法４００の例を示すために用いることができる。この例では、次のように仮定する。
・８ビットの同調コードが使用され、ＭＳＢおよび第２ＭＳＢは粗同調コードから成り、そして残りの６ビットは微同調コードから成る。
・フィルター３０５およびフィルター発振器３１０を同調させて、２０４８ＭＨｚ〜１０２４ＭＨｚの最初の周波数を生成することが可能であり、そこでは、最高周波数（２０４８ＭＨｚ）が微同調コードの最高値（１１１１１１）によって生成され、最低周波数（１０２４ＭＨｚ）が微同調コードの最低値（００００００）によって生成されるように、微同調コードの値が大きくなると、フィルターは単調増加の発振周波数を呈する。
・最初の周波数が周波数分割回路３１５によって逓降された後に、局部発振器１２５の最後の周波数は１０２４ＭＨｚ〜６４ＭＨｚの全周波数範囲を有する。
・全周波数範囲は、第１周波数分割器（粗同調コード１１によって選択可能）と関連する１０２４ＭＨｚ〜５１２ＭＨｚの周波数小範囲、第２周波数分割器（粗同調コード１０によって選択可能）と関連する５１２ＭＨｚ〜２５６ＭＨｚの周波数小範囲、第３周波数分割器（粗同調コード０１によって選択可能）と関連する２５６ＭＨｚ〜１２８ＭＨｚの周波数小範囲、および周波数分割回路３１５の第４周波数分割器（粗同調コード００によって選択可能）と関連する１２８ＭＨｚ〜６４ＭＨｚの周波数小範囲を有する。そして
・所望の周波数は２１０ＭＨｚである。

従って、現在のビット数（Ｎ）は８に等しく、同調コードのＬＳＢは１と番号付けされた位置を有し、そして同調コードのＭＳＢは８と番号付けされた位置を有する。方法４００はすべてのビットを０に設定し、位置番号８のビットを１に設定して、１０００００００の現在の同調コードを生成する（ここで、粗同調コードは１０に等しく、微同調コードは００００００に等しい）。微同調コード００００００はフィルター３０５に適用され、１０２４ＭＨｚの最初の周波数を有する信号を生成する。１０の粗同調コードは（第２周波数分割器のスイッチを起動することによって）第２周波数分割器を選択する。このようなものとして、信号の最初の周波数は第１周波数分割器によって半分に逓降され、信号が（第２周波数分割器のスイッチを起動させることによって）「引き出される」前に、第２周波数分割器によって再び半分に逓降され、２５６ＭＨｚの最後の発振周波数で局部発振器から出力される。
２５６ＭＨｚの現在の発振周波数が２１０ＭＨｚの所望の周波数よりも大きいので、方法４００は同調コードの位置８のビットを０に設定する。次に方法４００は現在のビット数（Ｎ）を７に減らし、位置番号７のビットを１に設定して、０１００００００の現在の同調コードを生成する（ここで、粗同調コードは０１に等しく、微同調コードは００００００に等しい）。微同調コード００００００はフィルター３０５に適用され、１０２４ＭＨｚの最初の周波数を有する信号を生成する。０１の粗同調コードは第３周波数分割器を選択する。このようなものとして、信号が「引き出され」、１２８ＭＨｚの最後の発振周波数で局部発振器から出力される前に、信号の最初の周波数は第１、第２、および第３周波数分割器の各々によって半分に逓降される。

１２８ＭＨｚの現在の発振周波数が２１０ＭＨｚの所望の周波数よりも小さいので、方法４００は現在のビット数（Ｎ）を６に減らす。この時点で、方法４００は粗同調コードの値を決定し、設定し、そしてすぐに微粗同調コードの値を決定し始める。粗同調コード０１が、２５６ＭＨｚ〜１２８ＭＨｚ（２１０ＭＨｚの所望の周波数を含む）の関連する周波数範囲を有する第３周波数分割器を選択するので、粗同調コードは正しい０１に設定される。
次に方法４００は位置番号６（すなわち、微同調コードのＭＳＢ）のビットを１に設定して、０１１０００００の現在の同調コードを生成する（ここで粗同調コードは０１に等しく、微同調コードは１０００００に等しい）。微同調コード１０００００はフィルター３０５に適用され、例えば、１４００ＭＨｚの最初の周波数を有する信号を生成する。０１の粗同調コードによって最初の周波数は１／８に逓降されて、１７５ＭＨｚの最後の発振周波数を生成する。

１７５ＭＨｚの最後の発振周波数が２１０ＭＨｚの所望の周波数よりも小さいので、方法４００は現在のビット数を５に減らし、位置番号５のビットを１に設定して、０１１１００００の現在の同調コードを生成する（ここで粗同調コードは０１に等しく、微同調コードは１１００００に等しい）。微同調コード１１００００はフィルター３０５に適用され、例えば、１８００ＭＨｚの最初の周波数を有する信号を生成する。０１の粗同調コードによって最初の周波数は１／８に逓降されて、２２５ＭＨｚの最後の発振周波数を生成する。
方法４００が同調コードの各ビットを決定し、設定するまで、方法４００は（図４に示すように）最後の発振周波数を所望の周波数と比較し、比較の結果に応じて同調コードを調整し続ける。この方法によって決定される最後の同調コードにより、局部発振器１２５は、同調コードの１最下位ビットの最大エラーで所望の周波数に最も近い発振周波数である発振周波数を生成する。

図５は、局部発振器を所望の周波数に同調させる方法５００を示す流れ図であり、局部発振器は、同調コードの値が大きくなると単調減少の発振周波数を呈するフィルター（例えばＬＣフィルターなど）を有する。いくつかの実施例では、方法５００は局部発振器を所望の周波数に同調させるように構成したソフトウェアまたはハードウェアによって実施され、いくつかの実施例では、方法５００の工程はコントローラ２５０によって実行される。図５に示す局部発振器を同調させる方法５００は図４に示す方法４００と類似であり、
異なる工程だけがここで詳細に説明される。
比較器が、局部発振器が同調させられる所望の周波数（Ｆ_Ｄ）を（５０５で）受信する場合に、方法５００は開始される。コントローラは同調コードのすべてのビットをゼロに（５１０で）設定し、現在のビット数（Ｎ）を同調コードのビットの数に等しいように（５１５で）設定する。次にコントローラは、現在の同調コードを生成するために、現在のビット数（Ｎ）に等しい同調コード中の位置番号を有するビットを１に（５２０で）設定する。コントローラは格納するために現在の同調コードをラッチのバンクへ（５３０で）送る。

次にラッチのバンクは現在の同調コードを局部発振器へ（５３５で）送る。現在の同調コードの微同調コード部分はフィルターに（５４０で）適用されて、最初の周波数を生成し、同調コードの粗同調コード部分は周波数分割回路に（５４２で）適用されて、局部発振器の現在の最後の発振周波数（Ｆｏｓｃ）を生成する。カウンターは現在の発振周波数（Ｆｏｓｃ）を（５４５で）測定し、現在の発振周波数（Ｆｏｓｃ）の値を比較器へ送る。
次にコントローラは、現在のビット数（Ｎ）の値が０に等しいかどうかを（５５５で）検査する。そうである場合は、方法５００は終了する。そうでない場合は、比較器は、局部発振器の現在の発振周波数（Ｆｏｓｃ）が所望の周波数（Ｆ_Ｄ）よりも小さいかどうかを（５６５で）決定する。そうである場合は、コントローラは、現在のビット数（Ｎ）に等しい同調コード中の位置番号を有するビットを０に（５７０で）設定する。次にコントローラは現在のビット数（Ｎ）を１だけ（５７５で）減らす。比較器が、現在の発振周波数（Ｆｏｓｃ）が所望の周波数（Ｆ_Ｄ）よりも小さくない（５６５でＮｏ）ことを決定する場合は、コントローラは現在のビット数（Ｎ）を１だけ（５７５で）減らす。方法５００は工程５２０で続き、現在のビット数（Ｎ）が０に等しくなるまで、方法は工程５２０〜５７５を繰り返す。

ここで留意すべきは、図４の同調方法４００で、比較器は、局部発振器の現在の発振周波数（Ｆｏｓｃ）が所望の周波数（Ｆ_Ｄ）よりも大きいかどうかを（４６５で）決定することである。これは図５の同調方法５００と対照的であり、そこでは比較器は、局部発振器の現在の発振周波数（Ｆｏｓｃ）が所望の周波数（ＦＱ）よりも小さいかどうかを（５６５で）決定する。発振周波数と所望の周波数との比較の基準を簡単に変更することによって、同調コードの増大とともに増大する発振周波数を生成するフィルターを有する局部発振器を同調させるために使用される図４の方法４００は、同調コードの増大とともに減少する発振周波数を生成するフィルターを有する局部発振器を同調させるために容易に適合され得る。

代替の実施例では、図４の方法４００は、工程４２０後にビット反転工程を単に実行するだけで、同調コードの増大とともに減少する発振周波数を生成するフィルターを有する局部発振器を同調させるために適合される。代替実施例では、コントローラは現在の同調コードを（４２０で）生成し、次に同調コードのビットを反転する。以下に説明するように、局部発振器のフィルター（例えばＬＣフィルターなど）中の素子を選択または非選択状態にするために反転同調コードビットを用いることによって、同調コードが大きくなると、フィルターの発振周波数は低減するよりはむしろ増大する。

ＩＶ．局部発振器に用いられるフィルターの型
局部発振器１２５に用いられるフィルター３０５は、フィルターに適用される微同調コードの値が大きくなると単調増加の発振周波数を呈する任意のフィルターである（このフィルターは「増加フィルター」と称される）。局部発振器１２５に用いられるフィルター３０５はまた、フィルターに適用される微同調コードの値が大きくなると単調減少の発振周波数を呈する任意のフィルターでもある（このフィルターは「減少フィルター」と称される）。

図６は、増加フィルターの発振周波数と微同調コードの値との間の関係の例を示すグラフである。微同調コードの値が増加すると、増加フィルターの発振周波数は発振曲線６０５に沿って増加する。ここで留意すべきは、微同調コードの値が増加すると、増加フィルターの発振周波数は単調に増加する、すなわち発振周波数は常に右上がり斜線である発振曲線６０５に従い、本発明に従って、微同調コードの値が大きくなると単調に増加する発振周波数を有する、どんな型のフィルターも、増加フィルターと同じ方法で同調できることである。
増加フィルターの例は、微同調コードによってその共振周波数を決定する抵抗素子および容量素子を備える抵抗・容量（ＲＣ）フィルターである。微同調コードがＲＣフィルターに適用される場合は、抵抗は、対応するスイッチ（例えば金属酸化半導体トランジスタ）によって抵抗バンクから選択（すなわち追加）または非選択状態（すなわち除去）にされる。微同調コードは、ＲＣフィルターに特定の発振周波数を呈するようにさせる、抵抗バンク中の選択された抵抗と非選択状態の抵抗の特定の組合せを生成する。

図７は、減少フィルターの発振周波数と微同調コードの値との間の関係の例を示すグラフである。微同調コードの値が増加すると、減少フィルターの発振周波数は発振曲線７０５に沿って減少する。ここで留意すべきは、微同調コードの値が増加すると、減少フィルターの発振周波数は単調に減少する、すなわち発振周波数は常に右下がり斜線である発振曲線７０５に従うことである。本発明に従って、微同調コードの値が大きくなると単調に減少する発振周波数を有する、どんな型のフィルターも、減少フィルターと同じ方法で同調できることである。
本発明の方法は、増加フィルターまたは減少フィルターを使用するように容易に適合されることが可能であり、いくつかの実施例では、局部発振器を増加フィルターを用いて自動的に同調させるために使用される方法は、微同調コードのビットを単に反転し、かつ減少フィルター中の素子を選択または非選択状態にするために反転された微同調コードビットを用いることによって、減少フィルターを使用するように適合される。微同調コードのビットを反転することによって、微同調コードの値が増加すると、減少フィルターの発振周波数は反転された発振曲線７１０に沿って増加する。

増加フィルターの例は、微同調コードによってその共振周波数を決定する誘導素子および容量素子を備える誘導・容量（ＬＣ）フィルターである。微同調コードがＬＣフィルターに適用される場合は、コンデンサは、対応するスイッチ（例えば金属酸化半導体トランジスタ）によってコンデンサバンクから選択（すなわち追加）または非選択状態（すなわち除去）にされる。微同調コードは、ＬＣフィルターに特定の発振周波数を呈するようにさせる、コンデンサバンク中の選択されたコンデンサと非選択状態のコンデンサの特定の組合せを生成する。
当業者は、本発明が多くの特定の細部を参照して説明されたけれども、本発明は本発明の精神を逸脱せずに他の特定の形で実現され得ることを認識するだろうし、上記を考慮し、当該技術に熟練した者は、本発明が上に示した細部によって限定されるべきではなく、むしろ添付の特許請求の範囲によって規定されるべきであることを理解するだろう。

いくつかの実施例が実施されるテレビチューナーを示すブロック図である。 いくつかの実施例の図１の局部発振器および自動同調回路を示すブロック図である。 例示的な局部発振器の細部を示すブロック図である。 局部発振器を所望の周波数に同調させる遂次近似方法を示す流れ図である。 局部発振器を所望の周波数に同調させる代替方法５００を示す流れ図である。 増加フィルターの発振周波数と微同調コードの値との間の関係の例を示すグラフである。 減少フィルターの発振周波数と微同調コードの値との間の関係の例を示すグラフである。

符号の説明

１２５ 局部発振器
３０５ フィルター
３１０ フィルター発振器
３１５ 周波数分割回路
３２０ 周波数分割器
３２５ 周波数分割器
３３０ 選択スイッチ
３４０ 位相器

Claims (20)

1. 無線周波（ＲＦ）信号を受信し、処理する同調回路であって、
   最初の周波数を有する最初の信号を生成するフィルターと、前記最初の周波数を受信し、前記最初の信号の前記最初の周波数を逓降して、最後の周波数を有する最後の信号を生成する周波数分割回路とを備える局部発振器と、
   前記最後の信号および前記ＲＦ信号を受信して、中間周波数を有する出力信号を生成する第１ミクサと、
   を備える同調回路。
2. 微同調コードおよび粗同調コードから成る発振器同調コードが前記局部発振器に適用され、
   前記微同調コードは発振器同調コードの１つ以上のビットから成り、前記最初の周波数を有する前記最初の信号を生成するために前記フィルターに適用され、そして
   前記粗同調コードは発振器同調コードの１つ以上のビットから成り、前記最後の周波数を有する前記最後の信号を生成するために前記周波数分割回路に適用される請求項１に記載の同調回路。
3. 前記微同調コードの値が大きくなると単調増加または単調減少の周波数を呈する請求項２に記載の同調回路。
4. 前記フィルターが複数の選択可能な素子から成り、そして
   様々な微同調コードが前記フィルター内の選択された素子の様々な組合せを生成して、前記最初の信号の様々な最初の周波数を生成する請求項２に記載の同調回路。
5. 前記周波数分割回路が連続する複数の周波数分割器から成り、各周波数分割器は入力信号の周波数を所定の割合だけ逓降する請求項２に記載の同調回路。
6. 前記粗同調コードが、前記最後の周波数を有する前記最後の信号を出力するために、前記周波数分割回路内の特定の周波数分割器を選択する請求項５に記載の同調回路。
7. 各周波数分割器がスイッチを備え、
   前記粗同調コードが、前記特定の周波数分割器の前記スイッチを起動させることによって、前記周波数分割回路内の特定の周波数分割器を選択し、そして
   前記最初の信号が起動されたスイッチに達し、前記最後の信号が前記最後の周波数を有するとき出力されるまで、前記周波数分割回路内の前記周波数分割器は、前記最初の信号の前記最初の周波数を逓降し続ける請求項６に記載の同調回路。
8. 前記局部発振器が同相（「Ｉ」）信号および直角位相（「Ｑ」）信号を生成し、各信号は前記最後の周波数を有する請求項１に記載の同調回路。
9. 前記第１ミクサが、前記Ｉ信号および前記ＲＦ信号を受信し、混合して、前記中間周波数を有する出力Ｉ信号を生成するように構成され、
   第２ミクサが前記Ｑ信号および前記ＲＦ信号を受信し、混合して、前記中間周波数を有する出力Ｑ信号を生成する請求項８に記載の同調回路。
10. 前記局部発振器を自動的に同調させて、前記最後の信号を所望の周波数で生成する請求項２に記載の同調回路。
11. 前記同調回路が、前記所望の周波数が生成されるまで前記発振器同調コードの値をビット単位で決定することによって、前記局部発振器を前記所望の周波数に同調させ、前記発振器同調コードの前記粗同調コード部分が、前記発振器同調コードの前記微同調コード部分の前に決定される請求項１０に記載の同調回路。
12. 前記局部発振器が周波数範囲全体にわたって最高可能周波数から最低可能周波数まで同調することが可能であり、前記周波数範囲全体は複数の周波数小範囲から成り、そして
    前記粗同調コードが前記周波数範囲全体内の特定の周波数小範囲を選択し、前記特定の周波数小範囲は前記所望の周波数を含む請求項１１に記載の同調回路。
13. 前記微同調コードが、前記局部発振器を前記所望の周波数に前記微同調コードの１最下位ビットの最大エラーで同調させる請求項１２に記載の同調回路。
14. 遂次近似に基づくアルゴリズムを用いて、前記局部発振器を前記所望の周波数に自動的に同調させる請求項１０に記載の同調回路。
15. 受信した無線周波（ＲＦ）信号を処理する方法であって、
    最初の周波数を有する最初の信号を生成する工程と、
    前記最初の信号の前記最初の周波数を逓降して、最後の周波数を有する最後の信号を生成する工程と、
    前記最後の信号および前記ＲＦ信号を混合して、中間周波数を有する出力信号を生成する工程と、
    を含む方法。
16. 発振器同調コードが微同調コードおよび粗同調コードから成り、
    前記最初の周波数を有する前記最初の信号が、前記発振器同調コードの前記微同調コード部分を用いて生成され、そして
    前記最後の周波数を有する前記最後の信号が、前記発振器同調コードの前記粗同調コード部分を用いて生成される請求項１５に記載の方法。
17. 最後の周波数を所望の周波数で生成する前記発振器同調コードを自動的に決定する工程をさらに含む請求項１６に記載の方法。
18. 前記発振器同調コードを自動的に決定する工程が、前記所望の周波数が生成されるまで前記発振器同調コードの値をビット単位で決定する工程を含み、前記発振器同調コードの前記粗同調コード部分が、前記発振器同調コードの前記微同調コード部分の前に決定される請求項１７に記載の方法。
19. 前記発振器同調コードが最高可能周波数から最低可能周波数までの周波数範囲全体を生成し、前記周波数範囲全体は複数の周波数小範囲から成り、そして
    前記粗同調コードが前記周波数範囲全体内の特定の周波数小範囲を選択し、前記特定の周波数小範囲は前記所望の周波数を含む請求項１８に記載の方法。
20. 前記発振器同調コードが遂次近似に基づくアルゴリズムを用いて決定され、そして
    前記発振器同調コードは、前記最後の周波数を前記所望の周波数に前記発振器同調コードの１最下位ビットの最大エラーで調整する請求項１９に記載の方法。

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