JP2009088618A - 受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ミキサの歪特性の劣化を十分に抑制することが可能な受信装置を提供する。
【解決手段】この受信装置では、ＡＧＣ回路５は、ミキサ７の出力信号、すなわちＢＰＦ９によって不要な周波数成分を除去される前の中間周波信号に基づいて、高周波増幅器４の利得を制御する。したがって、ＢＰＦ９を通過して中間周波増幅器１０で増幅された中間周波信号に基づいて高周波増幅器４の利得を制御していた従来よりも、ミキサ７の歪特性の劣化を効果的に抑制することができる。
【選択図】図１

Description

この発明は受信装置に関し、特に、デジタルテレビ放送を受信する受信装置に関する。

従来より、アナログテレビ放送を受信する受信装置では、アンテナによって受信された高周波信号を高周波増幅器によって増幅し、増幅した高周波信号をミキサによって中間周波信号に変換し、生成した中間周波信号のうちの不要な周波数成分をＢＰＦ（Band Pass Filter：帯域通過フィルタ)で減衰させ、ＢＰＦを通過した中間周波信号を中間周波増幅器で増幅し、増幅した中間周波信号のうちの所望の周波数成分を弾性表面波フィルタによって取り出し、取り出した中間周波信号を復調器によって復調し、復調器の入力信号に基づき、ＡＧＣ（Auto Gain Control：自動利得制御）回路によって高周波増幅器の利得を制御している。この受信装置では、復調器の入力信号に基づいて高周波増幅器の利得制御を行なうので、希望波に対して精度の良い利得制御を実現できる。

また、デジタルテレビ放送を受信する受信装置におけるＡＧＣ回路は、弾性表面波フィルタ前段の中間周波増幅器によって増幅された中間周波信号に基づいて、高周波増幅器の利得を制御している。この受信装置では、希望チャンネル近傍に希望波よりも高レベルの妨害波が存在する場合には、その妨害波を検知して高周波増幅器の利得を下げるので、ミキサの歪特性の劣化を抑制することができる（たとえば、特許文献１参照）。
特開２００５−１３６７９０号公報

しかし、従来の受信装置では、中間周波用のＢＰＦによって希望チャンネル近傍の妨害波成分が減衰されてしまうので、その後段で妨害波成分が十分に検知されず、ＡＧＣ回路による利得制御が十分でなかった。このため、ミキサの歪特性の劣化を十分に抑制することができず、希望チャンネル近傍の妨害波が中間周波数帯域の近傍に発生し、ミキサの歪により発生した高調波が所望の中間周波信号に対して干渉を起こすという問題があった。

それゆえに、この発明の主たる目的は、ミキサの歪特性の劣化を十分に抑制することが可能な受信装置を提供することである。

この発明に係る受信装置は、デジタルテレビ放送を受信する受信装置であって、アンテナによって受信された高周波信号を増幅する高周波増幅器と、高周波増幅器によって増幅された高周波信号を中間周波信号に変換するミキサと、ミキサによって生成された中間周波信号のうちの不要な周波数成分を減衰させる第１のフィルタと、第１のフィルタを通過した中間周波信号を増幅する中間周波増幅器と、中間周波増幅器によって増幅された中間周波信号のうちの所望の周波数成分を取り出す第２のフィルタと、第１のフィルタによって不要な周波数成分が減衰される前の中間周波信号に基づいて高周波増幅器の利得を制御する利得制御回路とを備えたものである。

また、この発明に係る他の受信装置は、デジタルテレビ放送を受信する受信装置であって、アンテナによって受信された高周波信号を増幅する高周波増幅器と、高周波増幅器によって増幅された高周波信号を中間周波信号に変換するミキサと、ミキサによって生成された中間周波信号のうちの不要な周波数成分を減衰させるための第１のフィルタと、第１のフィルタを通過した中間周波信号を増幅する中間周波増幅器と、中間周波増幅器によって増幅された中間周波信号のうちの所望の周波数成分を取り出すための第２のフィルタと、受信特性に基づいて、第１のフィルタによって不要な周波数成分が減衰される前の中間周波信号と中間周波増幅器によって増幅された中間周波信号とのうちのいずれか一方の中間周波信号を選択する選択回路と、選択回路によって選択された中間周波信号に基づいて高周波増幅器の利得を制御する利得制御回路とを備えたものである。

また、この発明に係るさらに他の受信装置は、デジタルテレビ放送を受信する受信装置であって、アンテナによって受信された高周波信号を増幅する高周波増幅器と、高周波増幅器によって増幅された高周波信号を中間周波信号に変換するミキサと、ミキサによって生成された中間周波信号のうちの不要な周波数成分を減衰させるための第１のフィルタと、第１のフィルタを通過した中間周波信号を増幅する中間周波増幅器と、中間周波増幅器によって増幅された中間周波信号のうちの所望の周波数成分を取り出すための第２のフィルタと、第２のフィルタによって取り出された中間周波信号を復調するとともに、正常に復調できない場合にエラー信号を出力する復調器と、第１のフィルタによって不要な周波数成分が減衰される前の中間周波信号と中間周波増幅器によって増幅された中間周波信号とのうちのいずれか一方の中間周波信号を選択し、復調器からエラー信号が出力されたことに応じて他方の中間周波信号を選択する選択回路と、選択回路によって選択された中間周波信号に基づいて高周波増幅器の利得を制御する利得制御回路とを備えたものである。

この発明に係る受信装置では、利得制御回路は、第１のフィルタによって不要な周波数成分が減衰される前の中間周波信号に基づいて高周波増幅器の利得を制御する。したがって、中間周波増幅器の出力信号に基づいて高周波増幅器の利得を制御していた従来よりも、ミキサの歪特性の劣化を効果的に抑制することができる。

また、この発明に係る他の受信装置では、受信特性に基づいて、第１のフィルタによって不要な周波数成分が減衰される前の中間周波信号と中間周波増幅器によって増幅された中間周波信号とのうちのいずれか一方の中間周波信号を選択する選択回路を設け、選択回路によって選択された中間周波信号に基づいて高周波増幅器の利得を制御する。この場合は、第１のフィルタによって不要な周波数成分が減衰される前の中間周波信号に基づいて高周波増幅器の利得を制御した場合と、中間周波増幅器によって増幅された中間周波信号に基づいて高周波増幅器の利得を制御した場合とのうちの、受信特性の良好な方を選択することができる。

また、この発明に係るさらに他の受信装置では、第１のフィルタによって不要な周波数成分が減衰される前の中間周波信号と中間周波増幅器によって増幅された中間周波信号とのうちのいずれか一方の中間周波信号を選択し、復調器からエラー信号が出力されたことに応じて他方の中間周波信号を選択する選択回路を設け、選択回路によって選択された中間周波信号に基づいて高周波増幅器の利得を制御する。この場合は、第１のフィルタによって不要な周波数成分が減衰される前の中間周波信号に基づいて高周波増幅器の利得を制御した結果、高周波増幅器の利得を下げ過ぎた場合は、中間周波増幅器によって増幅された中間周波信号に基づいて高周波増幅器の利得を制御することにより、高周波増幅器の利得を上げることができる。逆に、中間周波増幅器によって増幅された中間周波信号に基づいて高周波増幅器の利得を制御した結果、ミキサの歪特性が劣化した場合は、第１のフィルタによって不要な周波数成分が減衰される前の中間周波信号に基づいて高周波増幅器の利得を制御することにより、ミキサの歪特性の劣化を効果的に抑制することができる。

図１は、この発明の一実施の形態による受信装置の構成を示すブロック図である。図１において、この受信装置は、デジタルテレビ放送を受信する受信装置であって、アンテナ１、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier：低雑音増幅器）２、周波数可変型ＢＰＦ３，６、高周波増幅器４、ＡＧＣ回路５、ミキサ７、局部発振器８、中間周波ＢＰＦ９、中間周波増幅器１０，１２、弾性表面波フィルタ１１、および復調器１３を備える。

デジタルテレビ放送局から送信された電波（高周波信号）は、アンテナ１によって受信され、ＬＮＡ２によって低雑音増幅される。ＬＮＡ２によって低雑音増幅された高周波信号のうちの不要な周波数成分は、周波数可変型ＢＰＦ３によって減衰される。ＢＰＦ３を通過した高周波信号は、高周波増幅器４によって増幅される。高周波増幅器４の利得は、ＡＧＣ回路５の検波結果に基づいて制御される。

高周波増幅器４によって増幅された高周波信号のうちの不要な周波数成分は、周波数可変型ＢＰＦ６によって減衰される。ＢＰＦ６を通過した高周波信号は、ミキサ７によって中間周波信号に変換される。ミキサ７は、局部発振器８で生成された局部発振信号と高周波信号とを混合して中間周波信号を生成する。ＡＧＣ回路５は、ミキサ７で生成された中間周波信号に基づいて、高周波増幅器４の利得を制御する。

ミキサ７で生成された中間周波信号のうちの不要な周波数成分は、中間周波ＢＰＦ９によって減衰される。ＢＰＦ９を通過した中間周波信号は、中間周波増幅器１０によって増幅される。中間周波増幅器１０によって増幅された中間周波信号のうちの所望の周波数成分は、弾性表面波フィルタ１１によって取り出される。弾性表面波フィルタ１１によって取り出された中間周波信号は、中間周波増幅器１２によって増幅されて復調器１３に与えられる。復調器１３は、中間周波増幅器１２からの中間周波信号を復調して、画像信号などを生成する。テレビ受信機には、画像信号に応じた番組が表示される。

なお、ＢＰＦ３，６の通過帯域は広く、ＢＰＦ９の通過帯域は狭く、弾性表面波フィルタ１１の通過帯域は極狭く設定されている。また、フィルタ３，６の通過帯域は、テレビ受信機の視聴者によって選択されたチャンネルに応じてシフトされる。また、局部発振回路８の発振周波数も、選択されたチャンネルに応じてシフトされる。

この実施の形態では、近傍チャンネルに希望波よりも高レベルの妨害波が存在する場合には、その妨害波を検知して高周波増幅器４の利得を下げるので、ミキサ７の歪特性の劣化を抑制することができる。また、ＢＰＦ９によって不要な周波数成分が減衰される前の中間周波信号に基づいて高周波増幅器４の利得を制御するので、中間周波増幅器１０の出力信号に基づいて高周波増幅器４の利得を制御していた従来よりも、ミキサ７の歪特性の劣化を効果的に抑制することができる。

なお、近傍チャンネルに希望波よりも高レベルの妨害波が存在する場合は、妨害波のレベルを基準として利得制御を行なうので、希望波の信号レベルが低くなってＳ／Ｎ特性が悪化するが、デジタル放送信号はノイズに対する耐性が強いため、Ｓ／Ｎ特性の多少の悪化によって画質が低下することはない。

次に、この受信装置の効果について、より詳細に説明する。図２は、この実施の形態の比較例となる受信装置の構成を示すブロック図であって、図１と対比される図である。図２において、この受信装置が図１の受信装置と異なる点は、ＡＧＣ回路５が中間周波増幅器１０によって増幅された中間周波信号に基づいて高周波増幅器４の利得を制御する点である。

この比較例では、ＢＰＦ９によって妨害波のレベルが低減され、ＡＧＣ回路５の検波レベルが低下する。これに応じてＡＧＣ回路５が高周波増幅器４の利得を上げるので、ミキサ７の入力される高周波信号のレベルが高くなり、ミキサ７の歪特性が劣化する。

これに対して図１の受信装置では、ＢＰＦ９の前で検波するので、ＡＧＣ回路５の検波レベルは高くなる。これに応じてＡＧＣ回路５が高周波増幅器４の利得を下げるので、ミキサ７の入力される高周波信号のレベルが低くなり、ミキサ７の歪特性の劣化が抑制される。

なお、ミキサ７は半導体素子で構成されているので、入力信号のレベルが高くなると、出力信号に歪が発生する。また、ミキサ７に歪が発生すると、受信妨害が発生する。たとえば、１００ＭＨｚの高周波信号を受信し、その高周波信号を４４ＭＨｚの中間周波信号に変換する場合、局部発振器８では１４４ＭＨｚの局部発振信号が生成される。１００ＭＨｚの希望波から５チャンネルずれた１３０ＭＨｚの妨害波が存在する場合、この妨害波はミキサ７によって１４４−１３０＝１４ＭＨｚの中間周波信号に変換される。１４ＭＨｚの信号はフィルタ９，１１で減衰されるので、受信妨害を起こさない。しかし、ミキサ７に歪がある場合は、１４ＭＨｚの中間周波信号の３倍の周波数（４２ＭＨｚ）の高調波が発生する。この高調波は、上記４４ＭＨｚの中間周波信号に重なり、受信妨害を起こす。

そこで、ミキサ７の歪を抑制する必要がある。ミキサ７の歪を抑制するためには、ミキサ７の入力信号のレベルを下げることが効果的である。高周波増幅器４と弾性表面波フィルタ１１の間では、妨害波のレベルが希望波のレベルよりも高くなっているので、ＡＧＣ回路５の検波レベルは、妨害波のレベルによって決定される。したがって、妨害波のレベルが高い位置でＡＧＣ回路５が検波する方がミキサ７の入力信号のレベルが低減され、ミキサ７の歪が抑制される。したがって、図１の受信装置の方が図２の受信装置よりもミキサ７の歪に関して有利になる。

図３は、ＢＰＦ９の減衰特性を示す図である。図３の横軸は周波数（ＭＨｚ）であり、１目盛は８ＭＨｚに相当し、周波数の中心値は上記４４ＭＨｚになっている。図３の縦軸は信号強度（ｄＢ）であり、１目盛は５ｄＢに相当する。今、ＢＰＦ９の入力信号は、図３中の上側の曲線Ａで示されような波形を有するものとする。この信号がＢＰＦ９を通過すると、図３中の下側の曲線Ｂで示されるような波形になる。図３から、ミキサ７の出力信号のうちの希望チャンネル（４４ＭＨｚ）の周波数成分はほとんど減衰されず、希望チャンネルからずれた周波数成分ほど大きく減衰されることが分かる。たとえば、５チャンネルずれた１４ＭＨｚの周波数成分は１８ｄＢ減衰される。図１の受信装置では、この１８ｄＢ分だけＡＧＣ回路５の検波レベルが図２の受信装置よりも高くなるので、ミキサ７に入力される信号のレベルが下がり、ミキサ７の歪に対して有利になる。

また、図４（ａ）（ｂ）は、受信装置の妨害波特性を示す図である。図中の数値（ｄＢ）は、希望波のレベルを基準とし、妨害波のレベルをどれだけ上げることができるかを示している。妨害波が許容されるか否かの判断基準は、復調器１３で正確に復調できるか否かである。したがって、数値が低いほど（数値の絶対値が大きいほど）、妨害波による受信妨害が発生し難いことになる。

図中の左欄に示すように、米国においては希望チャンネルＮを基準とし、Ｎ＋１〜Ｎ＋１５，Ｎ−１〜Ｎ−１５の各チャンネルにおける妨害波特性値の規格が定められている。図中の中央欄に示すように、比較例では、Ｎ＋５以外の全てのチャンネルで規格を満たしているが、Ｎ＋５チャンネルでは規格値（−５６）よりも高い値（−５４．５）になっている。Ｎ＋５チャンネルの妨害波によって受信妨害が発生し易いことは上述の通りである。これに対して本願発明では、図中の右欄に示すように、全チャンネルにおいて規格を満たしており、Ｎ＋５チャンネルにおいても規格値（−５６）よりも十分に低い値（−６５）になっている。

図５は、この実施の形態の変更例を示すブロック図であって、図１と対比される図である。図５において、この受信装置が図１の受信装置と異なる点は、スイッチ１４が追加されている点である。スイッチ１４の一方切換端子１４ａはミキサ７の出力ノードに接続され、その他方切換端子１４ｂは中間周波増幅器１０の出力ノードに接続され、その共通端子１４ｃはＡＧＣ回路５の入力ノードに接続される。スイッチ１４は、復調器１３から出力されるエラー信号φＥが非活性化レベルの「Ｌ」レベルから活性化レベルの「Ｈ」レベルに立ち上げられる毎に切換えられる。

今、スイッチ１４の端子１４ａ，１４ｃ間が導通しているものとする。この場合は、ミキサ７で生成された中間周波信号がスイッチ１４を介してＡＧＣ回路５に与えられる。これにより、高周波増幅器４の利得が低く維持され、ミキサ７の歪特性の劣化が抑制される。

高周波増幅器４の利得を低く設定した結果、希望波のレベルが低くなり過ぎて正確に復調できなくなった場合、復調器１３はエラー信号φＥを活性化レベルの「Ｈ」レベルに立ち上げる。これに応じて、スイッチ１４が切換えられて端子１４ｂ，１４ｃ間が導通し、中間周波増幅器１０の出力信号がスイッチ１４を介してＡＧＣ回路５に与えられる。これにより、高周波増幅器４の利得が上げられて希望波のレベルが上がり、正確な復調が可能となる。正確な復調が可能となると、エラー信号φＥは非活性化レベルの「Ｌ」レベルに立ち下げられる。

高周波増幅器４の利得を上げた結果、ミキサ７の歪特性が劣化して受信妨害が発生した場合、復調器１３はエラー信号φＥを活性化レベルの「Ｈ」レベルに立ち上げる。これに応じて、スイッチ１４が切換えられて端子１４ａ，１４ｃ間が導通し、ミキサ７の出力信号がスイッチ１４を介してＡＧＣ回路５に与えられる。これにより、高周波増幅器４の利得が低く維持され、ミキサ７の歪特性の劣化が抑制される。ミキサ７の歪特性の劣化が抑制されて受信妨害が解消されると、エラー信号φＥは非活性化レベルの「Ｌ」レベルに立ち下げられる。

つまり、この変更例では、エラー信号φＥの立上りエッジに応答して、図１の状態と図２の状態とが交互に切換えられる。したがって、実施の形態よりも、安定に復調を行なうことができる。

なお、上記実施の形態およびその変更例では、アンテナ１の後段にＬＮＡ２を設けたが、本願発明は、ＬＮＡ２が設けられていない受信装置にも適用可能であることは言うまでもない。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の一実施の形態による受信装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態の比較例を示すブロック図である。 図１および図２に示したＢＰＦの減衰特性を示す図である。 図１および図２に示した受信装置の妨害波特性を示す図である。 実施の形態の変更例を示すブロック図である。

符号の説明

１ アンテナ、２ ＬＮＡ、３，６，９ ＢＰＦ、４ 高周波増幅器、５ ＡＧＣ回路、７ ミキサ、８ 局部発振器、１０，１２ 中間周波増幅器、１１ 弾性表面波フィルタ、１３ 復調器、１４ スイッチ。

Claims (3)

1. デジタルテレビ放送を受信する受信装置であって、
   アンテナによって受信された高周波信号を増幅する高周波増幅器と、
   前記高周波増幅器によって増幅された高周波信号を中間周波信号に変換するミキサと、
   前記ミキサによって生成された中間周波信号のうちの不要な周波数成分を減衰させる第１のフィルタと、
   前記第１のフィルタを通過した中間周波信号を増幅する中間周波増幅器と、
   前記中間周波増幅器によって増幅された中間周波信号のうちの所望の周波数成分を取り出す第２のフィルタと、
   前記第１のフィルタによって前記不要な周波数成分が減衰される前の中間周波信号に基づいて前記高周波増幅器の利得を制御する利得制御回路とを備える、受信装置。
2. デジタルテレビ放送を受信する受信装置であって、
   アンテナによって受信された高周波信号を増幅する高周波増幅器と、
   前記高周波増幅器によって増幅された高周波信号を中間周波信号に変換するミキサと、
   前記ミキサによって生成された中間周波信号のうちの不要な周波数成分を減衰させるための第１のフィルタと、
   前記第１のフィルタを通過した中間周波信号を増幅する中間周波増幅器と、
   前記中間周波増幅器によって増幅された中間周波信号のうちの所望の周波数成分を取り出すための第２のフィルタと、
   受信特性に基づいて、前記第１のフィルタによって前記不要な周波数成分が減衰される前の中間周波信号と前記中間周波増幅器によって増幅された中間周波信号とのうちのいずれか一方の中間周波信号を選択する選択回路と、
   前記選択回路によって選択された中間周波信号に基づいて前記高周波増幅器の利得を制御する利得制御回路とを備える、受信装置。
3. デジタルテレビ放送を受信する受信装置であって、
   アンテナによって受信された高周波信号を増幅する高周波増幅器と、
   前記高周波増幅器によって増幅された高周波信号を中間周波信号に変換するミキサと、
   前記ミキサによって生成された中間周波信号のうちの不要な周波数成分を減衰させるための第１のフィルタと、
   前記第１のフィルタを通過した中間周波信号を増幅する中間周波増幅器と、
   前記中間周波増幅器によって増幅された中間周波信号のうちの所望の周波数成分を取り出すための第２のフィルタと、
   前記第２のフィルタによって取り出された中間周波信号を復調するとともに、正常に復調できない場合にエラー信号を出力する復調器と、
   前記第１のフィルタによって前記不要な周波数成分が減衰される前の中間周波信号と前記中間周波増幅器によって増幅された中間周波信号とのうちのいずれか一方の中間周波信号を選択し、前記復調器から前記エラー信号が出力されたことに応じて他方の中間周波信号を選択する選択回路と、
   前記選択回路によって選択された中間周波信号に基づいて前記高周波増幅器の利得を制御する利得制御回路とを備える、受信装置。

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