JP2009010604A - 受信装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】周波数変換器を有する半導体集積回路装置を備え、前記半導体集積回路装置の前段に設けられるフィルタを大型化することなく、妨害信号の影響を軽減し、受信性能の改善することができる受信装置を提供する。
【解決手段】半導体集積回路装置201と、半導体集積回路装置201の前段に設けられるUHF固定バンドパスフィルタ1とを備える受信装置であって、半導体集積回路装置201が、周波数変換器3と、周波数変換器3に被周波数変換信号を供給する被周波数変換信号伝送ラインと、周波数変換器3に局部発振信号を供給する局部発振信号伝送ラインと、前記被周波数変換信号伝送ラインに設けられ前記被周波数変換信号伝送ラインを伝送する信号に含まれる不要信号を減衰する不要信号減衰回路7とを備える受信装置。
【選択図】図1
【解決手段】半導体集積回路装置201と、半導体集積回路装置201の前段に設けられるUHF固定バンドパスフィルタ1とを備える受信装置であって、半導体集積回路装置201が、周波数変換器3と、周波数変換器3に被周波数変換信号を供給する被周波数変換信号伝送ラインと、周波数変換器3に局部発振信号を供給する局部発振信号伝送ラインと、前記被周波数変換信号伝送ラインに設けられ前記被周波数変換信号伝送ラインを伝送する信号に含まれる不要信号を減衰する不要信号減衰回路7とを備える受信装置。
【選択図】図1
Description
本発明は、周波数変換器を有する半導体集積回路装置を備えた受信装置に関する。
受信装置は、受信に必要な特性を満たすために様々な構成のものが採用されている。ここでは、従来の受信装置として1セグ放送受信装置を例に挙げて説明する。なお、1セグ放送とは、日本における携帯端末向け地上波デジタル放送サービスのことである。
従来の1セグ放送受信装置の概略構成例を図23に示す。図23に示す従来の1セグ放送受信装置は、受信帯域(UHF帯域)の信号のみを選択するUHF固定バンドパスフィルタ1と、高周波増幅器2と、周波数変換器3と、局部発振信号発生器4と、周波数変換器3から出力されるIF信号又はBB信号の周波数帯域を制限するためのフィルタや増幅器等の信号処部を含むIF/BB信号処理回路5と、復調部6とを備えている。UHF固定バンドパスフィルタ1と、高周波増幅器2と、周波数変換器3と、局部発振信号発生器4と、IF/BB信号処理回路5とによってチューナ部100が構成され、後段の復調部6に信号を供給している。また、高周波増幅器2、周波数変換器3、局部発振信号発生器4、及びIF/BB信号処理回路5が集積化されて半導体集積回路装置200に格納されている。UHF固定バンドパスフィルタ1を半導体集積回路上に設けることは困難であるため、UHF固定バンドパスフィルタ1は半導体集積回路装置200の外付け部品となっている。
なお、チューナ部100の構成が例えば周波数の低い、数MHz以下のIF信号を用いるLow−IF方式であれば、局部発振信号の周波数は受信希望信号に対してIF信号の周波数分だけずれた周波数となるように設定され、IF/BB信号処理回路5の構成を周波数変換器3から出力されるIF信号の周波数帯域を制限するためのフィルタや増幅器等の信号処部を含む構成とする。一方、チューナ部100の構成が例えばZero−IF(ダイレクトコンバージョン)方式であれば局部発振信号の周波数は受信希望信号と同じ周波数に設定され、周波数変換器3の出力信号は中心周波数がゼロのBB信号となり、IF/BB信号処理回路5の構成を周波数変換器3から出力されるBB信号の周波数帯域を制限するためのフィルタや増幅器等の信号処部を含む構成とする。
以下、チューナ部100の構成がLow−IF方式である場合を例にあげて、図23に示す従来の1セグ放送受信装置の動作について図24乃至図25を参照して説明する。
1セグ放送では受信帯域(UHF帯域)が約470MHz〜770MHzと広帯域にわたっているが、チューナ100が入力する信号には受信帯域(UHF帯域)以外の不要な周波数成分の信号(妨害信号)も多く含まれている。UHF固定バンドパスフィルタ1は、チューナ部100の入力信号を入力し、その入力信号に含まれる妨害信号を減衰させる(図24参照)。なお、図24(a)はUHF固定バンドパスフィルタ1に入力される信号、図24(b)はUHF固定バンドパスフィルタ1のフィルタ特性例、図24(c)はUHF固定バンドパスフィルタ1から出力される信号をそれぞれ示している。図24(a)において、S1はチューナ部100の入力信号に含まれる受信帯域の信号であり、S2はチューナ部100の入力信号に含まれる妨害信号である。図2(b)において、FCはUHF固定バンドパスフィルタ1の周波数特性である。図2(c)において、S1’はUHF固定バンドパスフィルタ1から出力される信号に含まれる受信帯域の信号であり、S2’はUHF固定バンドパスフィルタ1で減衰された後UHF固定バンドパスフィルタ1から出力される妨害信号である。
UHF固定バンドパスフィルタ1から出力された信号は、高周波増幅器2によって適切な信号レベルに増幅された後、周波数変換器3に入力される。周波数変換器3は、高周波増幅器2から周波数変換器3へ入力される信号を、局部発振信号発生器4から供給される局部発振信号と混合することにより、周波数変換してIF信号を生成する。図25において、SIFは周波数変換器3から出力されるIF信号であり、SLOCは局部発振信号発生器4から周波数変換器3へ供給される局部発振信号、SINは高周波増幅器2から周波数変換器3へ入力される信号に含まれる受信希望信号である。周波数変換器3から出力されるIF信号は、IF/BB信号処理回路5にてチャンネル選択、信号レベル調整がされ、後段の復調部6へ供給される。
ここで、図23に示す従来の1セグ放送受信装置が例えば携帯電話に搭載された場合について考えると、チューナ部100には受信すべき放送信号のみでなく、携帯電話の通信に使用される信号が比較的大きな信号レベルで入力され、これが妨害信号となるおそれがある。例えば、携帯電話の通信のために1.5GHz帯の信号が使用されている場合、チューナ部100には約1.5GHzの大きな妨害信号が入力される。ここで、例えば中心周波数が503MHzの放送信号をチューナ部100が受信する場合すなわち受信希望信号の中心周波数が503MHzである場合、携帯電話通信に使用される周波数は受信周波数の約3倍に相当することになる。
そして、IF周波数が+500kHzである場合、局部発振周波数は502.5MHz(=503MHz−500kHz)に設定されるが、実際に周波数変換器3に供給される信号には局部発振信号の3次高調波である1507.5MHz(=3×502.5MHz)の信号も含まれている。この3次高調波と上述した1.5GHz帯の妨害信号が周波数変換器3で混合されることにより、周波数変換器3から出力される信号には希望のIF信号同じ又は近い周波数にIF妨害信号が現れることになる(図26参照)。図26において、SIF_Dは周波数変換器3より出力されるIF妨害信号であり、SLOC_THは局部発振信号の3次高調波であり、SIN_Dは周波数変換器3へ入力される1.5GHz帯の妨害信号である。
図23に示す従来の1セグ放送受信装置では、IF妨害信号SIF_Dの発生を抑制するためにUHF固定バンドパスフィルタ1により1.5GHz帯の妨害信号SIN_Dを大幅に減衰する必要がある。しかしながら、UHF固定バンドパスフィルタ1を、1.5GHz帯の妨害信号SIN_Dに対して非常に大きな減衰量を持つフィルタとするためには、UHF固定バンドパスフィルタ1の部品点数の増加が必要となり、実装面積の増加、コストアップ等の問題が発生する。また、受信希望信号SINを全く減衰させずに1.5GHz帯の妨害信号SIN_Dに対して非常に大きな減衰量を持つフィルタを実現することが不可能な場合には、受信性能の劣化が起こる場合もある。さらに、かかる受信性能の劣化を解消するためには高周波増幅器のゲインの増加や高周波増幅器の追加等が必要になる場合がある。
本発明は、上記の状況に鑑み、周波数変換器を有する半導体集積回路装置を備え、前記半導体集積回路装置の前段に設けられるフィルタを大型化することなく、妨害信号の影響を軽減し、受信性能の改善することができる受信装置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受信装置は、半導体集積回路装置と、前記半導体集積回路装置の前段に設けられる固定バンドパスフィルタとを備える受信装置であって、前記半導体集積回路装置が、周波数変換器と、前記周波数変換器に被周波数変換信号を供給する被周波数変換信号伝送ラインと、前記周波数変換器に局部発振信号を供給する局部発振信号伝送ラインと、前記被周波数変換信号伝送ラインに設けられ、前記被周波数変換信号伝送ラインを伝送する信号に含まれる不要信号を減衰する第1の不要信号減衰回路及び前記局部発振信号伝送ラインに設けられ、前記局部発振信号伝送ラインを伝送する信号に含まれる不要信号を減衰する第2の不要信号減衰回路の少なくとも一つとを備える構成としている。
このような構成によると、前記被周波数変換信号伝送ラインに設けられ、前記被周波数変換信号伝送ラインを伝送する信号に含まれる不要信号を減衰する第1の不要信号減衰回路及び前記局部発振信号伝送ラインに設けられ、前記局部発振信号伝送ラインを伝送する信号に含まれる不要信号を減衰する第2の不要信号減衰回路の少なくとも一つを備えるので、半導体集積回路装置内で妨害信号の影響を軽減することができる。これにより、半導体集積回路装置の前段に設けられるフィルタを大型化することなく、妨害信号の影響を軽減し、受信性能を改善することができる。
また、前記第1の不要信号減衰回路及び/又は前記第2の不要信号減衰回路が、抵抗とコンデンサから成るローパスフィルタであってもよい。
このような構成によると、半導体集積回路装置上で前記第1の不要信号減衰回路及び/又は前記第2の不要信号減衰回路の所望の減衰特性が比較的容易に得られる。また、半導体集積回路装置上で大きな面積を占有するインダクタを使用せずに前記第1の不要信号減衰回路及び/又は前記第2の不要信号減衰回路を実現することができる。
また、前記第1の不要信号減衰回路が、一端が前記被周波数変換信号伝送ラインにシャント接続され、他端がグランドに接続されるコンデンサであり、及び/又は、前記第2の不要信号減衰回路が、一端が前記局部発振信号伝送ラインにシャント接続され、他端がグランドに接続されるコンデンサであってもよい。
このような構成によると、前記コンデンサとその前段回路の出力インピーダンスとでローパスフィルタ特性が得られるので、半導体集積回路装置上で前記第1の不要信号減衰回路及び/又は前記第2の不要信号減衰回路の所望の減衰特性を得ることができる。また、半導体集積回路装置上で大きな面積を占有するインダクタを使用せずに前記第1の不要信号減衰回路及び/又は前記第2の不要信号減衰回路を実現することができる。
また、前記第1の不要信号減衰回路及び/又は前記第2の不要信号減衰回路が、インダクタとコンデンサを有するようにしてもよい。
このような構成によると、共振現象を利用することができるので、大幅な妨害耐性改善が期待できる。
ここで、前記第1の不要信号減衰回路、前記第2の不要信号減衰回路の周波数特性としては、妨害信号の減衰量をできるだけ大きくとることが望ましいが、それにより被周波数変換信号或いは局部発振信号も減衰することが考えられる。例えば、中心周波数が503MHzの被周波数変換信号を受信する際には1.5GHzの妨害信号をできるだけ減衰する必要があるが、受信すべき周波数の最大値は約770MHzであり、1.5GHzの信号を減衰して770MHzの信号を全く減衰させない特性を半導体集積回路上に構成することは困難であるという問題がある。
上記問題に対応するために、前記コンデンサを可変容量コンデンサにしてもよい。さらに、前記可変容量コンデンサの容量値を制御する容量値制御回路を備えるようにしてもよい。
また、上記問題に対応するために、前記第1の不要信号減衰回路の有効、無効を切り替える第1のスイッチ及び前記第2の不要信号減衰回路の有効、無効を切り替える第2のスイッチの少なくとも一つを備えるようにしてもよい。また、前記第1のスイッチ及び/又は前記第2のスイッチをMOS電界効果トランジスタにしてもよい。さらに、前記第1の不要信号減衰回路が、前記被周波数変換信号の周波数が低い場合に前記第1のスイッチにより有効となり、前記被周波数変換信号の周波数が高い場合に前記第1のスイッチにより無効となり、及び/又は、前記第2の不要信号減衰回路が、前記局部発振信号の周波数が低い場合に前記第2のスイッチにより有効となり、前記局部発振信号の周波数が高い場合に前記第2のスイッチにより無効となるようにしてもよい。
また、前記第1のスイッチ及び前記第2のスイッチの少なくとも一つを備える上記受信装置において、前記局部発振信号伝送ラインを伝送する局部発振信号を発生させる局部発振信号発生器を備え、前記局部発振信号発生器が、前記被周波数変換信号伝送ラインを伝送する被周波数変換信号である受信希望信号の周波数に応じて発振周波数を変化させる電圧制御発振器を有し、前記第1スイッチ及び/又は前記第2のスイッチが前記電圧制御発振器の周波数制御電圧に応じて制御されるようにしてもよい。なお、局部発振信号発生器全てが前記半導体集積回路装置内にある構成、局部発振信号発生器の一部が前記半導体集積回路装置内にある構成、局部発振信号発生器全てが前記半導体集積回路装置外にある構成のいずれであっても構わない。
また、前記第1のスイッチ及び前記第2のスイッチの少なくとも一つを備える上記受信装置において、前記局部発振信号伝送ラインを伝送する局部発振信号を発生させる局部発振信号発生器を備え、前記局部発振信号発生器が、複数の電圧制御発振器と、前記被周波数変換信号伝送ラインを伝送する被周波数変換信号である受信希望信号の周波数に応じて前記複数の電圧制御発振器から一つを選択する選択回路とを有し、前記選択回路によって選択された電圧制御発振器が受信希望信号の周波数に応じて発振した信号を前記局部発振信号として出力し、前記第1のスイッチ及び/又は前記第2のスイッチが前記選択回路による電圧制御発振器の選択に応じて制御されるようにしてもよい。なお、局部発振信号発生器全てが前記半導体集積回路装置内にある構成、局部発振信号発生器の一部が前記半導体集積回路装置内にある構成、局部発振信号発生器全てが前記半導体集積回路装置外にある構成のいずれであっても構わない。
本発明に係る受信装置によると、被周波数変換信号伝送ラインに設けられ、被周波数変換信号伝送ラインを伝送する信号に含まれる不要信号を減衰する第1の不要信号減衰回路及び局部発振信号伝送ラインに設けられ、局部発振信号伝送ラインを伝送する信号に含まれる不要信号を減衰する第2の不要信号減衰回路の少なくとも一つを備えるので、半導体集積回路装置内で妨害信号の影響を軽減することができる。これにより、半導体集積回路装置の前段に設けられるフィルタを大型化することなく、妨害信号の影響を軽減し、受信性能を改善することができる。
本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。ここでは、本発明に係る受信装置として1セグ放送受信装置を例に挙げて説明する。
図1に本発明の第一実施形態に係る1セグ放送受信装置の概略構成を示す。なお、図1において図23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に示す本発明の第一実施形態に係る1セグ放送受信装置は、図23に示す従来の1セグ放送受信装置において、高周波増幅器2と周波数変換器3との間に不要信号減衰回路7を新たに設けた構成であり、UHF固定バンドパスフィルタ1と、高周波増幅器2と、周波数変換器3と、局部発振信号発生器4と、IF/BB信号処理回路5と、不要信号減衰回路7とによってチューナ部101が構成され、高周波増幅器2、周波数変換器3、局部発振信号発生器4、IF/BB信号処理回路5、及び不要信号減衰回路7が集積化されて半導体集積回路装置201に格納されている。
チューナ部101の構成がLow−IF方式でありIF周波数が+500kHzである場合を例にあげて、図1に示す本発明の第一実施形態に係る1セグ放送受信装置の各部における信号の関係の一例を図2に示す。
図2(a)は、局部発振信号発生器4から周波数変換器3へ供給される502.5MHzの局部発振信号SLOC、高周波増幅器2から不要信号減衰回路7を介して周波数変換器3へ入力される中心周波数が503MHzである受信希望信号SIN、局部発振信号の3次高調波SLOC_TH、及び高周波増幅器2から不要信号減衰回路7へ入力される1.5GHz帯の妨害信号SIN_Dの関係を示している。
図2(b)は、局部発振信号発生器4から周波数変換器3へ供給される502.5MHzの局部発振信号SLOC、高周波増幅器2から不要信号減衰回路7を介して周波数変換器3へ入力される中心周波数が503MHzである受信希望信号SIN、局部発振信号の3次高調波SLOC_TH、及び不要信号減衰回路7から周波数変換器3へ入力される1.5GHz帯の妨害信号SIN_D’の関係を示している。不要信号減衰回路7を設けたことにより、不要信号減衰回路7から周波数変換器3へ入力される1.5GHz帯の妨害信号SIN_D’は高周波増幅器2から不要信号減衰回路7へ入力される1.5GHz帯の妨害信号SIN_Dに比べて減衰する。このように、高周波増幅器2から出力される信号に含まれる1.5GHz帯の妨害信号SIN_Dが不要信号減衰回路7によって減衰するため、周波数変換器3から出力される信号に含まれるIF妨害信号の信号レベルは小さくなる。したがって、図1に示す本発明の第一実施形態に係る1セグ放送受信装置が備える半導体集積回路装置201は、入力側に外付けされるフィルタを大型化することなく、妨害信号の影響を軽減し、受信性能を改善することができる。
図3に本発明の第二実施形態に係る1セグ放送受信装置の概略構成を示す。なお、図3において図23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に示す本発明の第二実施形態に係る1セグ放送受信装置は、図23に示す従来の1セグ放送受信装置において、局部発振信号発生器4と周波数変換器3との間に不要信号減衰回路8を新たに設けた構成であり、UHF固定バンドパスフィルタ1と、高周波増幅器2と、周波数変換器3と、局部発振信号発生器4と、IF/BB信号処理回路5と、不要信号減衰回路8とによってチューナ部102が構成され、高周波増幅器2、周波数変換器3、局部発振信号発生器4、IF/BB信号処理回路5、及び不要信号減衰回路8が集積化されて半導体集積回路装置202に格納されている。
チューナ部102の構成がLow−IF方式でありIF周波数が+500kHzである場合を例にあげて、図3に示す本発明の第二実施形態に係る1セグ放送受信装置の各部における信号の関係の一例を図4に示す。
図4(a)は、局部発振信号発生器4から不要信号減衰回路8を介して周波数変換器3へ供給される502.5MHzの局部発振信号SLOC、高周波増幅器2から周波数変換器3へ入力される中心周波数が503MHzである受信希望信号SIN、局部発振信号発生器4から不要信号減衰回路8へ入力される局部発振信号の3次高調波SLOC_TH、及び高周波増幅器2から周波数変換器3へ入力される1.5GHz帯の妨害信号SIN_Dの関係を示している。
図4(b)は、局部発振信号発生器4から不要信号減衰回路8を介して周波数変換器3へ供給される502.5MHzの局部発振信号SLOC、高周波増幅器2から周波数変換器3へ入力される中心周波数が503MHzである受信希望信号SIN、不要信号減衰回路8から周波数変換器3へ入力される局部発振信号の3次高調波SLOC_TH’、及び高周波増幅器2から周波数変換器3へ入力される1.5GHz帯の妨害信号SIN_Dの関係を示している。不要信号減衰回路8を設けたことにより、不要信号減衰回路8から周波数変換器3へ入力される局部発振信号の3次高調波SLOC_TH’は局部発振信号発生器4から不要信号減衰回路8へ入力される局部発振信号の3次高調波SLOC_THに比べて減衰する。このように、局部発振信号発生器4から出力される信号に含まれる局部発振信号の3次高調波SLOC_THが不要信号減衰回路8によって減衰するため、周波数変換器3から出力される信号に含まれるIF妨害信号の信号レベルは小さくなる。特に、高周波増幅器2から周波数変換器3へ入力される1.5GHz帯の妨害信号SIN_Dと不要信号減衰回路8から周波数変換器3へ入力される局部発振信号の3次高調波SLOC_TH’との周波数変換器3での混合に関し、周波数変換器3の変換利得が図5における線形領域となっている場合、不要信号減衰回路8による減衰量だけ、周波数変換器3から出力される信号に含まれるIF妨害信号の信号レベルは小さくなる。したがって、図3に示す本発明の第二実施形態に係る1セグ放送受信装置が備える半導体集積回路装置202は、入力側に外付けされるフィルタを大型化することなく、妨害信号の影響を軽減し、受信性能を改善することができる。
図6に本発明の第三実施形態に係る1セグ放送受信装置の概略構成を示す。なお、図6において図23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6に示す本発明の第三実施形態に係る1セグ放送受信装置は、図23に示す従来の1セグ放送受信装置において、高周波増幅器2と周波数変換器3との間に不要信号減衰回路7を、局部発振信号発生器4と周波数変換器3との間に不要信号減衰回路8を、それぞれ新たに設けた構成であり、UHF固定バンドパスフィルタ1と、高周波増幅器2と、周波数変換器3と、局部発振信号発生器4と、IF/BB信号処理回路5と、不要信号減衰回路7と、不要信号減衰回路8とによってチューナ部103が構成され、高周波増幅器2、周波数変換器3、局部発振信号発生器4、IF/BB信号処理回路5、不要信号減衰回路7、及び不要信号減衰回路8が集積化されて半導体集積回路装置203に格納されている。
チューナ部103の構成がLow−IF方式でありIF周波数が+500kHzである場合を例にあげて、図6に示す本発明の第三実施形態に係る1セグ放送受信装置の各部における信号の関係の一例を図7に示す。
図7(a)は、局部発振信号発生器4から不要信号減衰回路8を介して周波数変換器3へ供給される502.5MHzの局部発振信号SLOC、高周波増幅器2から不要信号減衰回路7を介して周波数変換器3へ入力される中心周波数が503MHzである受信希望信号SIN、局部発振信号発生器4から不要信号減衰回路8へ入力される局部発振信号の3次高調波SLOC_TH、及び高周波増幅器2から不要信号減衰回路7へ入力される1.5GHz帯の妨害信号SIN_Dの関係を示している。
図7(b)は、局部発振信号発生器4から不要信号減衰回路8を介して周波数変換器3へ供給される502.5MHzの局部発振信号SLOC、高周波増幅器2から不要信号減衰回路7を介して周波数変換器3へ入力される中心周波数が503MHzである受信希望信号SIN、不要信号減衰回路8から周波数変換器3へ入力される局部発振信号の3次高調波SLOC_TH’、及び不要信号減衰回路7から周波数変換器3へ入力される1.5GHz帯の妨害信号SIN_D’の関係を示している。不要信号減衰回路7を設けたことにより、不要信号減衰回路7から周波数変換器3へ入力される1.5GHz帯の妨害信号SIN_D’は高周波増幅器2から不要信号減衰回路7へ入力される1.5GHz帯の妨害信号SIN_Dに比べて減衰し、不要信号減衰回路8を設けたことにより、不要信号減衰回路8から周波数変換器3へ入力される局部発振信号の3次高調波SLOC_TH’は局部発振信号発生器4から不要信号減衰回路8へ入力される局部発振信号の3次高調波SLOC_THに比べて減衰する。このように、高周波増幅器2から出力される信号に含まれる1.5GHz帯の妨害信号SIN_Dが不要信号減衰回路7によって減衰し、局部発振信号発生器4から出力される信号に含まれる局部発振信号の3次高調波SLOC_THが不要信号減衰回路8によって減衰するため、周波数変換器3から出力される信号に含まれるIF妨害信号の信号レベルは本発明の第一実施形態及び第二実施形態の場合よりもさらに小さくなる。したがって、図6に示す本発明の第三実施形態に係る1セグ放送受信装置が備える半導体集積回路装置203は、入力側に外付けされるフィルタを大型化することなく、本発明の第一実施形態及び第二実施形態の場合よりもさらに妨害信号の影響を軽減し、受信性能を改善することができる。
本発明の第一実施形態に係る1セグ放送受信装置の一例を図8に示す。図8では、不要信号減衰回路7(図1参照)として抵抗とコンデンサからなるローパスフィルタ7Aを用いている。ローパスフィルタ7Aの周波数特性を、中心周波数が503MHzである受信希望信号SIN(図2(a)参照)をできるだけ減衰させずに通過させ、1.5GHz帯の妨害信号SIN_D(図2(a)参照)をできるだけ減衰させるように設計することにより、周波数変換器3から出力される信号に含まれるIF妨害信号の信号レベルを抑制することができる。
本発明の第二実施形態に係る1セグ放送受信装置の一例を図9に示す。図9では、不要信号減衰回路8(図3参照)として抵抗とコンデンサからなるローパスフィルタ8Aを用いている。ローパスフィルタ8Aの周波数特性を、502.5MHzの局部発振信号SLOC(図4(a)参照)をできるだけ減衰させずに通過させ、局部発振信号の3次高調波SLOC_TH(図4(a)参照)をできるだけ減衰させるように設計することにより、周波数変換器3から出力される信号に含まれるIF妨害信号の信号レベルを抑制することができる。
図8又は図9に示す構成例を採用した場合、半導体集積回路装置上で不要信号減衰回路の所望の減衰特性が比較的容易に得られるが、ローパスフィルタを構成する抵抗によって受信希望信号の伝送損失が発生するため、これを考慮してシステム全体の設計を行う必要がある。
本発明の第一実施形態に係る1セグ放送受信装置の他の例を図10に示す。図10では、不要信号減衰回路7(図1参照)として、高周波増幅器2と周波数変換器3との間に一端がシャント接続され、他端がグランドに接続されるコンデンサ7Bを用いている。これにより、高周波増幅器2の出力インピーダンスとコンデンサ7Bの容量値とによって決まるローパスフィルタ特性を得ることができ、このローパスフィルタ特性を、中心周波数が503MHzである受信希望信号SIN(図2(a)参照)をできるだけ減衰させずに通過させ、1.5GHz帯の妨害信号SIN_D(図2(a)参照)をできるだけ減衰させるように設計することにより、周波数変換器3から出力される信号に含まれるIF妨害信号の信号レベルを抑制することができる。
本発明の第二実施形態に係る1セグ放送受信装置の他の例を図11に示す。図11では、不要信号減衰回路8(図3参照)として、局部発振信号発生器4と周波数変換器3との間に一端がシャント接続され、他端がグランドに接続されるコンデンサ8Bを用いている。これにより、局部発振信号発生器4の出力インピーダンスとコンデンサ8Bの容量値とによって決まるローパスフィルタ特性を得ることができ、このローパスフィルタ特性を、502.5MHzの局部発振信号SLOC(図4(a)参照)をできるだけ減衰させずに通過させ、局部発振信号の3次高調波SLOC_TH(図4(a)参照)をできるだけ減衰させるように設計することにより、周波数変換器3から出力される信号に含まれるIF妨害信号の信号レベルを抑制することができる。
図8〜図11のいずれかに示す構成例を採用した場合、半導体集積回路装置上で大きな面積を占有するインダクタを使用せずに不要信号減衰回路を実現することができる。
本発明の第一実施形態に係る1セグ放送受信装置の更に他の例を図12に示す。図12では、不要信号減衰回路7(図1参照)として、インダクタとコンデンサからなるローパスフィルタ7Cを用いている。ローパスフィルタ7Cの周波数特性を、中心周波数が503MHzである受信希望信号SIN(図2(a)参照)をできるだけ減衰させずに通過させ、1.5GHz帯の妨害信号SIN_D(図2(a)参照)をできるだけ減衰させるように設計することにより、周波数変換器3から出力される信号に含まれるIF妨害信号の信号レベルを抑制することができる。
本発明の第二実施形態に係る1セグ放送受信装置の更に他の例を図13に示す。図13では、不要信号減衰回路8(図3参照)としてインダクタとコンデンサからなるローパスフィルタ8Cを用いている。ローパスフィルタ8Cの周波数特性を、502.5MHzの局部発振信号SLOC(図4(a)参照)をできるだけ減衰させずに通過させ、局部発振信号の3次高調波SLOC_TH(図4(a)参照)をできるだけ減衰させるように設計することにより、周波数変換器3から出力される信号に含まれるIF妨害信号の信号レベルを抑制することができる。
本発明の第一実施形態に係る1セグ放送受信装置の更に他の例を図14に示す。図14では、不要信号減衰回路7(図1参照)として、インダクタとコンデンサからなる並列共振回路7Dを用いている。並列共振回路7Dの共振周波数を、1.5GHz帯の妨害信号SIN_D(図2(a)参照)の周波数に合わせることにより、1.5GHz帯の妨害信号の影響を大幅に抑制することができる。また、インダクタとコンデンサからなる直列共振回路の一端を高周波増幅器2と周波数変換器3との間にシャント接続し、前記直列共振回路の他端をグランドに接続することにより、同様の効果を得ることも可能である。
本発明の第二実施形態に係る1セグ放送受信装置の更に他の例を図15に示す。図15では、不要信号減衰回路8(図3参照)として、インダクタとコンデンサからなる並列共振回路8Dを用いている。並列共振回路8Dの共振周波数を、局部発振信号の3次高調波SLOC_TH(図4(a)参照)の周波数に合わせることにより、局部発振信号の3次高調波の影響を大幅に抑制することができる。また、インダクタとコンデンサからなる直列共振回路の一端を局部発振信号発生器4と周波数変換器3との間にシャント接続し、前記直列共振回路の他端をグランドに接続することにより、同様の効果を得ることも可能である。
図14又は図15に示す構成例を採用した場合、半導体集積回路装置上にインダクタを形成する必要があるため半導体集積回路装置のチップ面積が増加するが、大幅な妨害耐性改善が期待できる。
本発明の第一実施形態に係る1セグ放送受信装置の更に他の例を図16に示す。図16では、不要信号減衰回路7(図1参照)として、高周波増幅器2と周波数変換器3との間に一端がシャント接続され、他端がグランドに接続される可変容量コンデンサ7Eを用いている。これにより、高周波増幅器2の出力インピーダンスと可変容量コンデンサ7Eの容量値とによって決まるローパスフィルタ特性を得ることができ、可変容量コンデンサ7Eの容量値を受信希望信号の周波数に応じて適切に制御することにより、高周波増幅器2の出力信号に含まれる妨害信号を減衰する際に、受信希望信号をできるだけ減衰させないようにすることができる。例えば、受信希望信号が比較的低周波数である場合には可変容量コンデンサ7Eの容量値を大きくして高周波領域にある妨害信号の減衰量をできるだけ大きくすることにより、IF妨害信号を小さくできる。一方、受信希望信号が比較的高周波数である場合には可変容量コンデンサ7Eの容量値を小さくして受信希望信号の減衰量を抑え、受信性能を確保する。例えば、半導体集積回路装置201が可変容量コンデンサ7Eの容量値を制御する容量値制御回路(図16において不図示)を有するようにし、その容量値制御回路が、受信希望信号の中心周波数が予め定められている閾値より大きければ受信希望信号が比較的低周波数であると判定して、可変容量コンデンサ7Eの容量値を標準値よりも所定値だけ大きくし、受信希望信号の中心周波数が予め定められている閾値より大きくなければ受信希望信号が比較的高周波数であると判定して、可変容量コンデンサ7Eの容量値を標準値よりも所定値だけ小さくするようにすればよい。
なお、図16は図10のコンデンサを可変容量コンデンサに置換したものであるが、図8、図12、図14(図14の並列共振回路7Dと同様の効果を奏する直列共振回路を用いる場合も含む)に対して同様の置換を行った場合にも同様の効果が期待できる。
本発明の第二実施形態に係る1セグ放送受信装置の更に他の例を図17に示す。図17では、不要信号減衰回路8(図3参照)として、局部発振信号発生器4と周波数変換器3との間に一端がシャント接続され、他端がグランドに接続される可変容量コンデンサ8Eを用いている。これにより、局部発振信号発生器4の出力インピーダンスと可変容量コンデンサ8Eの容量値とによって決まるローパスフィルタ特性を得ることができ、可変容量コンデンサ8Eの容量値を局部発振信号の周波数に応じて適切に制御することにより、局部発振信号の3次高調波を減衰する際に、局部発振信号をできるだけ減衰させないようにすることができる。例えば、比較的低周波数の局部発振信号が必要な場合には可変容量コンデンサ8Eの容量値は大きくして高周波領域にある局部発振信号の3次高調波の減衰量をできるだけ大きくすることにより、IF妨害信号を小さくできる。また、比較的高周波数の局部発振信号が必要な場合には可変容量コンデンサ7Eの容量値を小さくして局部発振信号の減衰量を抑え、受信性能を確保する。なお、図17は図11のコンデンサを可変容量コンデンサに置換したものであるが、図9、図13、図15(図15の並列共振回路8Dと同様の効果を奏する直列共振回路を用いる場合も含む)に対して同様の置換を行った場合にも同様の効果が期待できる。
本発明の第三実施形態に係る1セグ放送受信装置の一例を図18に示す。図18では、不要信号減衰回路7(図6参照)として、高周波増幅器2と周波数変換器3との間に一端がシャント接続され、他端がグランドに接続されるコンデンサ7Bを用い、不要信号減衰回路8(図6参照)として、局部発振信号発生器4と周波数変換器3との間に一端がシャント接続され、他端がグランドに接続されるコンデンサ8Bを用いている。
これにより、高周波増幅器2の出力インピーダンスとコンデンサ7Bの容量値とによって決まるローパスフィルタ特性を得ることができ、このローパスフィルタ特性を、中心周波数が503MHzである受信希望信号SIN(図7(a)参照)をできるだけ減衰させずに通過させ、1.5GHz帯の妨害信号SIN_D(図7(a)参照)をできるだけ減衰させるように設計することにより、周波数変換器3から出力される信号に含まれるIF妨害信号の信号レベルを抑制することができる。また、局部発振信号発生器4の出力インピーダンスとコンデンサ8Bの容量値とによって決まるローパスフィルタ特性を得ることができ、このローパスフィルタ特性を、502.5MHzの局部発振信号SLOC(図7(a)参照)をできるだけ減衰させずに通過させ、局部発振信号の3次高調波SLOC_TH(図7(a)参照)をできるだけ減衰させるように設計することにより、周波数変換器3から出力される信号に含まれるIF妨害信号の信号レベルを抑制することができる。
なお、図18のように不要信号減衰回路としてコンデンサのみを使用する場合、一般的には不要信号減衰回路7の前段回路(高周波増幅器2)と不要信号減衰回路8の前段回路(局部発振信号発生器4)とでは出力インピーダンスが異なるため、最適な容量値はコンデンサ7Bとコンデンサ8Bとで異なった値となると考えられる。
図19に本発明の第四実施形態に係る1セグ放送受信装置の概略構成を示す。なお、図19において図6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19に示す本発明の第四実施形態に係る1セグ放送受信装置は、図6に示す本発明の第三実施形態に係る1セグ放送受信装置において、高周波増幅器2の出力信号に対して不要信号減衰回路7の有効、無効を切り替えるスイッチ9と、局部発振器4の出力信号に対して不要信号減衰回路8の有効、無効を切り替えるスイッチ10とを新たに設けた構成であり、UHF固定バンドパスフィルタ1と、高周波増幅器2と、周波数変換器3と、局部発振信号発生器4と、IF/BB信号処理回路5と、不要信号減衰回路7と、不要信号減衰回路8と、スイッチ9と、スイッチ10とによってチューナ部104が構成され、高周波増幅器2、周波数変換器3、局部発振信号発生器4、IF/BB信号処理回路5、不要信号減衰回路7、不要信号減衰回路8、スイッチ9、及びスイッチ10が集積化されて半導体集積回路装置204に格納されている。
ここで、高周波増幅器2の出力信号に含まれる妨害信号が高周波増幅器2の出力信号に含まれる受信希望信号に対して常に高周波側に存在する場合、不要信号減衰回路7の構成として、高周波増幅器2の出力信号に対して高周波側の信号を減衰する特性、すなわちローパスフィルタ特性を有する構成(例えば、図18参照)を採用することがある。かかる構成を採用した場合には、受信希望信号が低周波数である場合にスイッチ9によって不要信号減衰回路7を有効にして妨害信号を減衰させ、受信希望信号が比較的高周波数である場合にスイッチ9によって不要信号減衰回路7を無効にして受信希望信号の減衰を抑制することができる。
また、局部発振信号発生器4の出力信号に含まれる局部発振信号の3次高調波が高周波増幅器2の出力信号に含まれる局部発振信号に対して常に高周波側に存在する場合、不要信号減衰回路8の構成として、局部発振信号発生器4の出力信号に対して高周波側の信号を減衰する特性、すなわちローパスフィルタ特性を有する構成(例えば、図18参照)を採用することがある。かかる構成を採用した場合には、局部発振信号が低周波数である場合にスイッチ10によって不要信号減衰回路8を有効にして局部発振信号の3次高調波を減衰させ、局部発振信号が比較的高周波数である場合にスイッチ10によって不要信号減衰回路8を無効にして局部発振信号の減衰を抑制することができる。
なお、図19において、スイッチ9、10は互いに若干構成の異なるスイッチとして図示されているが、スイッチ9、10は必ずしも図19において図示された構成そのものである必要はなく、周辺回路の構成に応じてそれぞれに要求される特性に応じて最適な構成を選択すればよい。
本発明の第四実施形態に係る1セグ放送受信装置の一例を図20に示す。図20では、スイッチ9(図19参照)として電界効果トランジスタ9Aを用い、スイッチ10(図19参照)として電界効果トランジスタ10Aを用い、不要信号減衰回路7(図19参照)として、高周波増幅器2と周波数変換器3との間に電界効果トランジスタ9Aを介して一端がシャント接続され、他端がグランドに接続されるコンデンサ7Bを用い、不要信号減衰回路8(図19参照)として、局部発振信号発生器4と周波数変換器3との間に電界効果トランジスタ10Aを介して一端がシャント接続され、他端がグランドに接続されるコンデンサ8Bを用いている。
このような構成とすることにより、半導体集積回路上で不要信号減衰回路及び不要信号減衰回路の有効、無効の切り替えを効率的に実現することができる。また、電界効果トランジスタ9Aとコンデンサ7Bの直列接続体を複数並列に接続し、電界効果トランジスタ10Aとコンデンサ8Bの直列接続体を複数並列に接続し、各電界効果トランジスタのオン/オフを受信希望信号の周波数に応じて細かく制御することにより、受信希望信号を減衰させずに不要信号をできるだけ大きく減衰させることが可能となる。なお、受信希望信号の周波数に応じて各電界効果トランジスタのオン/オフを制御する制御回路(図20において不図示)は半導体集積回路装置14の内に配置されても外に配置されてもよい。
図20に示す構成の一具体例を図21に示す。図21では、局部発振信号発生器4(図20参照)として、電圧制御発振器11と、電圧制御発振器11と組み合わさってPLLを構成するPLL用回路12とからなる局部発振信号発生器4Aを用いている。また、図21では、半導体集積回路装置14内に制御回路13が設けられ、PLL用回路12から電圧制御発振器11に供給される制御電圧VCNTが制御回路13にも供給され、制御回路13は制御電圧VCNTに応じて電界効果トランジスタ9Aのオン/オフ、電界効果トランジスタ10Aのオン/オフをそれぞれ制御する。半導体集積回路に適したLow−IF方式やZero−IF方式の受信装置の場合、受信希望信号の周波数に応じて電圧制御発振器11に供給される制御電圧を変化させ、その制御電圧によって局部発振信号の周波数が制御されることから、図21のような構成をとることにより、不要信号減衰回路の有効、無効を切り替えるスイッチを受信希望信号の周波数に応じて制御することができる。
図20に示す構成の他の具体例を図22に示す。図22では、局部発振信号発生器4(図20参照)として、電圧制御発振器11A〜11Cと、VCO選択回路14と、VCO選択スイッチ15と、電圧制御発振器11A〜11C及びVCO選択スイッチ15と組み合わさってPLLを構成するPLL用回路12とからなる局部発振信号発生器4Bを用いている。VCO選択回路14は、例えばチューナ部104の外部から入力される選局信号に応じて、VCO選択スイッチ15を制御して、電圧制御発振器11A〜11Cのうちの一つを選択する。また、図22では、半導体集積回路装置14内に制御回路13が設けられ、制御回路13はVCO選択回路14から出力される電圧制御発振器の選択情報に応じて電界効果トランジスタ9Aのオン/オフ、電界効果トランジスタ10Aのオン/オフをそれぞれ制御する。半導体集積回路に適したLow−IF方式やZero−IF方式の受信装置で、受信帯域(図24のS1及びS1’参照)が広帯域にわたっている場合、半導体集積回路上に形成された1つの電圧制御発振器で受信帯域の全域をカバーした局部発振信号を生成することは困難となることから、複数の電圧制御発振器を設けることがある。図22では、受信希望信号の周波数に応じて選択される電圧制御発振器の選択情報に応じて不要信号減衰回路の有効、無効を切り替えるスイッチを制御し、不要信号減衰回路を適切に使用できるようにしている。
なお、上述した実施形態では、局部発振信号発生器全てが半導体集積回路装置内に設けられる構成であったが、局部発振信号発生器の一部又は全部が半導体集積回路装置外に設けられる構成であっても構わない。
1 UHF固定バンドパスフィルタ
2 高周波増幅器
3 周波数変換器
4、4A、4B 局部発振信号発生器
5 IF/BB信号処理回路
6 復調部6
7、7A〜7E 不要信号減衰回路
8、8A〜8E 不要信号減衰回路
9 スイッチ
9A 電界効果トランジスタ
10 スイッチ
10A 電界効果トランジスタ
11、11A〜11C 電圧制御発振器
12 PLL用回路
13 制御回路
14 VCO選択回路
15 VCO選択スイッチ
100〜104 チューナ部
200〜204 半導体集積回路装置
2 高周波増幅器
3 周波数変換器
4、4A、4B 局部発振信号発生器
5 IF/BB信号処理回路
6 復調部6
7、7A〜7E 不要信号減衰回路
8、8A〜8E 不要信号減衰回路
9 スイッチ
9A 電界効果トランジスタ
10 スイッチ
10A 電界効果トランジスタ
11、11A〜11C 電圧制御発振器
12 PLL用回路
13 制御回路
14 VCO選択回路
15 VCO選択スイッチ
100〜104 チューナ部
200〜204 半導体集積回路装置
Claims (11)
- 半導体集積回路装置と、前記半導体集積回路装置の前段に設けられる固定バンドパスフィルタとを備える受信装置であって、
前記半導体集積回路装置が、
周波数変換器と、
前記周波数変換器に被周波数変換信号を供給する被周波数変換信号伝送ラインと、
前記周波数変換器に局部発振信号を供給する局部発振信号伝送ラインと、
前記被周波数変換信号伝送ラインに設けられ、前記被周波数変換信号伝送ラインを伝送する信号に含まれる不要信号を減衰する第1の不要信号減衰回路及び前記局部発振信号伝送ラインに設けられ、前記局部発振信号伝送ラインを伝送する信号に含まれる不要信号を減衰する第2の不要信号減衰回路の少なくとも一つとを備えることを特徴とする受信装置。 - 前記第1の不要信号減衰回路及び/又は前記第2の不要信号減衰回路が、抵抗とコンデンサから成るローパスフィルタである請求項1に記載の受信装置。
- 前記第1の不要信号減衰回路が、一端が前記被周波数変換信号伝送ラインにシャント接続され、他端がグランドに接続されるコンデンサであり、及び/又は、
前記第2の不要信号減衰回路が、一端が前記局部発振信号伝送ラインにシャント接続され、他端がグランドに接続されるコンデンサである請求項1に記載の受信装置。 - 前記第1の不要信号減衰回路及び/又は前記第2の不要信号減衰回路が、インダクタとコンデンサを有する請求項1に記載の受信装置。
- 前記コンデンサが、可変容量コンデンサである請求項2〜4のいずれかに記載の受信装置。
- 前記可変容量コンデンサの容量値を制御する容量値制御回路を備える請求項5に記載の受信装置。
- 前記第1の不要信号減衰回路の有効、無効を切り替える第1のスイッチ及び前記第2の不要信号減衰回路の有効、無効を切り替える第2のスイッチの少なくとも一つを備える請求項1〜6のいずれかに記載の受信装置。
- 前記第1のスイッチ及び/又は前記第2のスイッチがMOS電界効果トランジスタである請求項7に記載の受信装置。
- 前記第1の不要信号減衰回路が、前記被周波数変換信号の周波数が低い場合に前記第1のスイッチにより有効となり、前記被周波数変換信号の周波数が高い場合に前記第1のスイッチにより無効となり、及び/又は、
前記第2の不要信号減衰回路が、前記局部発振信号の周波数が低い場合に前記第2のスイッチにより有効となり、前記局部発振信号の周波数が高い場合に前記第2のスイッチにより無効となる請求項7又は請求項8に記載の受信装置。 - 前記局部発振信号伝送ラインを伝送する局部発振信号を発生させる局部発振信号発生器を備え、
前記局部発振信号発生器が、前記被周波数変換信号伝送ラインを伝送する被周波数変換信号である受信希望信号の周波数に応じて発振周波数を変化させる電圧制御発振器を有し、
前記第1スイッチ及び/又は前記第2のスイッチが前記電圧制御発振器の周波数制御電圧に応じて制御される請求項7〜9のいずれかに記載の受信装置。 - 前記局部発振信号伝送ラインを伝送する局部発振信号を発生させる局部発振信号発生器を備え、
前記局部発振信号発生器が、複数の電圧制御発振器と、前記被周波数変換信号伝送ラインを伝送する被周波数変換信号である受信希望信号の周波数に応じて前記複数の電圧制御発振器から一つを選択する選択回路とを有し、前記選択回路によって選択された電圧制御発振器が受信希望信号の周波数に応じて発振した信号を前記局部発振信号として出力し、
前記第1のスイッチ及び/又は前記第2のスイッチが前記選択回路による電圧制御発振器の選択に応じて制御される請求項7〜9のいずれかに記載の受信装置。
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