JP2010021682A - 高周波受信部とこれを用いた高周波機器 - Google Patents

Abstract

【課題】短い時間にノイズキャンセルできる高周波受信部を実現する。
【解決手段】この目的を達成するために、複数のノイズ信号源からのノイズ信号をそれぞれ抽出するピックアップ用アンテナ１４７、１５１、１５３と、この複数のピックアップ用アンテナ１４７、１５１、１５３で抽出されたピックアップ用ノイズ信号の内のひとつを選択するスイッチ１３５と、入力端子１０３ａとチューナ部１２５との間に挿入されるとともに入力端子１０３ａからのノイズ信号をピックアップ用ノイズ信号によりノイズキャンセルできるノイズキャンセル部１２３を設け、テレビ受信時の視聴条件に応じてピックアップ用ノイズ信号をスイッチ１３５により選択してノイズキャンセル部１２３に供給する。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯電話、携帯式のゲーム機、携帯式のコンピュータ、携帯式の辞書、カーナビゲーション等のように、画像表示部を有し、その画像表示部に対して画像形成部からの信号で画像を表示する高周波受信部とこれを用いた高周波機器に関するものである。

近年の上記高周波機器は、部品の小型化、半導体素子の集積化がますます進んだことから、非常に軽く、また小型化が進んでいる。このため、高周波機器の機能をますます充実する試みも活発に行われている。

これにより、高周波機器では、携帯電話、携帯式のゲーム機、携帯式のコンピュータ、携帯式の辞書、カーナビゲーション等の機能を有し、さらにテレビ放送を視聴できるようになっている。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００８−２２２９４号公報

しかしながら、従来の高周波機器では、この高周波機器に内蔵された画像表示部、システム制御部等からはクロック信号やその高調波信号であるノイズ信号が輻射され、これらがノイズ信号源となってテレビ用アンテナに飛び込み、特に弱電界における受信品質が劣化した。

この改善のため、テレビ用アンテナに飛び込んだ複数のノイズ信号源からの複数のノイズ信号に対して、同じ複数のノイズキャンセル部によりノイズキャンセルの動作を行った。

ところが、例えばテレビ受信の可能な携帯電話では、テレビ受信時、携帯電話の通話におけるテレビ録画時、カメラ使用におけるテレビ録画時のそれぞれの使用条件においてテレビ受信品質を劣化させるノイズ信号源はそれぞれ異なっていた。

このため、すべての条件においてテレビ受信品質の改善を行うには、ノイズ信号源の数だけノイズキャンセル回路を設けノイズキャンセルを行うことになり長い処理時間が必要とされた。

そこで、短時間にノイズキャンセルの動作が可能な高周波受信部を実現することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明の高周波受信部は、複数のノイズ信号源からのノイズ信号をそれぞれ抽出するピックアップ用アンテナと、この複数のピックアップ用アンテナで抽出されたピックアップ用ノイズ信号の内のひとつを選択するスイッチと、入力端子とチューナ部との間に挿入されるとともに前記入力端子からのノイズ信号を前記ピックアップ用ノイズ信号によりノイズキャンセルできるノイズキャンセル部を設け、テレビ受信時の視聴条件に応じて前記ピックアップ用ノイズ信号を前記スイッチにより選択して前記ノイズキャンセル部に供給する。

これにより所期の目的を達成するものである。

以上のように、本発明の高周波受信部では、複数のノイズ信号源からのノイズ信号をそれぞれ抽出するピックアップ用アンテナと、この複数のピックアップ用アンテナで抽出されたピックアップ用ノイズ信号の内のひとつを選択するスイッチと、入力端子とチューナ部との間に挿入されるとともに前記入力端子からのノイズ信号を前記ピックアップ用ノイズ信号によりノイズキャンセルできるノイズキャンセル部を設け、テレビ受信時の視聴条件に応じて前記ピックアップ用ノイズ信号を前記スイッチにより選択して前記ノイズキャンセル部に供給する。

従って、ノイズ信号源からのノイズ信号によりテレビ受信品質が劣化したとしても、短時間にノイズキャンセル動作を完了し、テレビ受信品質を改善できる。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について、図１を用いて説明する。図１は、高周波機器１０１のブロック図である。本発明の実施の形態１では一実施例として、高周波信号であるＵＨＦ帯のデジタル放送信号を受信でき、携帯電話の機能を備えた高周波機器１０１の構成について説明する。

この高周波機器１０１は、テレビ用アンテナ１０２が入力端子１０３ａに接続される高周波受信部１０３と、携帯電話用アンテナ１０５が入出力端子１０７ａに接続される送受信部１０７と、高周波受信部１０３の出力信号と送受信部１０７からの入出力信号がそれぞれ接続されるデジタル信号処理部１０９と、これら高周波受信部１０３と送受信部１０７とデジタル信号処理部１０９を制御するシステム制御部１１１と、デジタル信号処理部１０９に接続されるカメラ部１１３、映像表示部１１５、音声出力部１１７、音声入力部１１９が設けられている。

高周波受信部１０３は、入力端子１０３ａから出力端子１０３ｂに向かって順に、テレビ用アンテナ１０２との整合損失を小さくするための整合器１２１、ノイズ信号をノイズキャンセルするノイズキャンセル部１２３、テレビ信号を受信するチューナ部１２５、入力信号を復調するとともにＴＳ（トランスポートストリーム）信号を出力する復調回路１２７が接続されている。

また、高周波受信部１０３には、復調回路１２７から出力されるＢＥＲあるいはＣ／Ｎ等の受信品質を予め定められた基準値と比較し判定する受信品質判定回路１２９が設けられている。この受信品質判定回路１２９からの判定信号は、システム制御部１１１に供給されて、全体システムを制御する。

さらに、ノイズキャンセル部１２３は、整合器１２１の出力とチューナ部１２５の入力との間に接続される合成器１３１と、合成器１３１の入力１３１ａに出力が接続される第１のキャンセル信号生成回路１３３と、第１のキャンセル信号生成回路１３３の入力が共通端子１３５ａに接続されるスイッチ１３５と、合成器１３１の入力１３１ｂに出力が接続される第２のキャンセル信号生成回路１３７が設けられている。

送受信部１０７は、入力端子１０７ａに接続されるとともに携帯電話用の送受信信号を信号処理する送受信回路１４１と、送受信回路１４１の出力に接続されるとともに変調信号、復調信号の処理を行う変復調回路１４３と、送受信回路１４１に設けられた送信用電力増幅器（ＰＡ）に電源を供給する電源回路１４５と、電源回路１４５に近接して設けられるとともにノイズ信号を抽出するピックアップ用アンテナ１４７が設けられている。

また、デジタル信号処理部１０９、映像表示部１１５、カメラ部１１３には、ノイズ信号を抽出するピックアップ用アンテナ１４９、１５３、１５１が近接してそれぞれ設けられている。

さらに、ノイズキャンセル部１２３のスイッチ１３５の入力１３５ｂ、１３５ｃ、１３５ｄには、ピックアップ用アンテナ１４７、１５３、１５１がそれぞれ接続されている。

図２は、高周波機器１０１の主要部である各ブロックの配置を表した図であり、携帯電話で通話をするため、或いはテレビを見るために第２のケース１６５を第１のケース１６１上に開いた状態を示している。

図２において、第１のケース１６１には、ヒンジ部１６３を介して第２のケース１６５が開閉自在に設けられている。図２では、第１、第２のケース１６１、１６５を開放した状態を示しており、図示していないが、第２のケース１６５はその下端側のヒンジ部１６３を介して第１のケース１６１上へ閉成され、この状態においては、第１、第２のケース１６１、１６５が重合状態となり、コンパクトで携帯性に優れたものとなる。

第１のケース１６１内には、テレビ用アンテナ１０２、高周波受信部１０３、携帯電話用アンテナ１０５、送受信部１０７、デジタル信号処理部１０９、カメラ部１１３、電源回路１４５が設けられている。

一方、第２のケース１６５の第１のケース１６１への重合面には、映像表示部１１５が表出して設けられている。

このように構成された高周波機器１０１の動作について図１、図２を用いて説明する。

最初に、送受信部１０７を用いて携帯電話を使用する場合について説明する。この場合には、音声入力部１１９からの音声信号がデジタル信号処理部１０９によりデジタル信号とされ、変復調回路１４３により変調され、さらに送受信回路１４１から出力された送信信号が携帯電話用アンテナ１０５から送信される。

一方、受信時においては、携帯電話用アンテナ１０５により受信された受信信号は、送受信回路１４１により選択され周波数変換されたのち、変復調回路１４３により復調され、さらにデジタル信号処理部１０９によりアナログ信号とされ映像表示部１１５、音声出力部１１７により視聴できる。

また、カメラ部１１３からの信号はデジタル信号処理部１０９により信号処理されたのち、記録されあるいは送信される。

このように、携帯電話を使用時において、送受信回路１４１の送信用電力増幅器（ＰＡ）への電源回路１４５、映像表示部１１５、デジタル信号処理部１０９からはクロック信号やその高調波信号であるＵＨＦ帯のノイズ信号が輻射され、これらがノイズ信号源となってテレビ用アンテナ１０２に飛び込み、特に弱電界における受信品質が劣化した。

このノイズ信号をノイズキャンセル部１２３により改善する方法について以下説明する。

テレビ信号とノイズ発生源からのノイズ信号を有する高周波信号がテレビ用アンテナ１０２から整合器１２１に入力される。この整合器１２１により、テレビ用アンテナ１０２とのインピーダンス整合を図ることができ、たとえテレビ用アンテナ１０２を短くした場合においても受信感度を確保することができる。

この整合器１２１から出力されるテレビ信号とノイズ発生源からのノイズ信号を有する高周波信号は、ノイズキャンセル部１２３に入力される。

このノイズキャンセル部１２３では、第２のキャンセル信号生成回路１３７を用いることにより、テレビ用アンテナ１０２に流入したデジタル信号処理部１０９からのノイズ信号をピックアップ用アンテナ１４９で抽出されたノイズ信号を用いてノイズキャンセルすることができる。

また、テレビ用アンテナ１０２に流入した電源回路１４５、映像表示部１１５、カメラ部１１３からのノイズ信号のうちの一つは、スイッチ１３５により選択されて、第１のキャンセル信号生成回路１３３によりノイズキャンセルされる。

なお、スイッチ１３５の入力１３５ｄには、電源回路１４５、映像表示部１１５以外のノイズ信号源に近接して設けたピックアップ用アンテナ１５１を接続することができる。

このノイズキャンセル部１２３からの高周波信号は、チューナ部１２５に入力される。このチューナ部１２５では、システム制御部１１１により、受信チャンネルが選択され、利得制御され、周波数変換された中間周波信号あるいはベースバンド信号が出力される。

このチューナ部１２５からは、周波数変換された中間周波信号あるいはベースバンド信号が出力される。この中間周波信号は、復調回路１２７に入力され、さらに、復調されたＴＳ信号が出力端子１０３ｂより出力される。

このＴＳ信号はデジタル信号処理部１０９に入力される。このデジタル信号処理部１０９からは映像信号と音声信号が出力され、映像表示部１１５、音声出力部１１７により視聴できる。

また、復調回路１２７から出力されるＢＥＲ、Ｃ／Ｎ等の受信品質信号は、受信品質判定回路１２９より予め定められた基準値と比較し判定される。

なお、受信品質判定回路１２９では復調回路１２７からのＢＥＲ、Ｃ／Ｎを用いたが、チューナ部１２５に設けられた増幅器を利得制御するためのＡＧＣ（自動利得制御）電圧を用いてもよい。

すなわち、ノイズ信号源のノイズ信号によるテレビ受信品質が問題となるのは、弱電界での受信感度であり、弱電界信号レベルを判定できるＡＧＣ電圧を用いて判定することが可能となり、このＡＧＣ電圧は応答性が速いので高速に判定できる。

この判定信号は、システム制御部１１１に入力される。このシステム制御部１１１により、第１のキャンセル信号生成回路１３３に設けられた利得制御器、位相制御器（いずれも図示せず）の利得と位相を変化させて最適化し、また第２のキャンセル信号生成回路１３７に設けられた利得制御器、位相制御器（いずれも図示せず）の利得と位相を変化させて最適化する。

このようにして、ノイズキャンセル部１２３、受信品質判定回路１２９、システム制御部１１１により、ノイズ信号源からのノイズ信号をノイズキャンセルすることができる。

このノイズキャンセル部１２３に入力されるノイズ信号源からのノイズ信号レベルは、テレビ受信時の視聴条件によって異なる。

（表１）は、テレビ受信時の視聴条件におけるノイズ信号源からのノイズ信号によるテレビ受信品質の劣化への影響を表している。

この各テレビ受信時の視聴条件とは、例えばテレビ受信時、携帯電話の通話中におけるテレビ録画時、カメラ使用中におけるテレビ録画時等である。

テレビ受信時の視聴条件１では、待ち受け時に、第２のケース１６５を開いてテレビ受信を行う場合であり、デジタル信号処理部１０９、映像表示部１１５からのノイズ信号がテレビ用アンテナ１０２に飛び込んでノイズキャンセル部１２３に入力される。

テレビ受信時の視聴条件２では、待ち受け時に、第２のケース１６５を閉じてテレビ録画を行う場合であり、デジタル信号処理部１０９からのノイズ信号がテレビ用アンテナ１０２に飛び込んでノイズキャンセル部１２３に入力される。

テレビ受信時の視聴条件３とは、待ち受け時に、第２のケース１６５を開いてカメラ部１１３の操作を行い、同時にテレビ録画を行う場合であり、デジタル信号処理部１０９、映像表示部１１５からのノイズ信号がテレビ用アンテナ１０２に飛び込んでノイズキャンセル部１２３に入力される。

テレビ受信時の視聴条件４では、第２のケース１６５を開いて通話時に、テレビ録画を行う場合であり、電源回路１４５、デジタル信号処理部１０９、映像表示部１１５からのそれぞれのノイズ信号がテレビ用アンテナ１０２に飛び込んでノイズキャンセル部１２３に入力される。

なお、送受信部１０７からの送信信号は大きな信号レベルが必要とされるので、電源回路１４５によるノイズ信号が他のノイズ信号に比べて大きくなる。

このように、テレビ受信時の視聴条件１〜４においては、デジタル信号処理部１０９からのノイズ信号は、常にテレビ受信品質の劣化に影響している。これは、デジタル信号処理部１０９からのクロック周波数が他に比べて比較的高いことに起因していることが考えられる。

また、テレビ受信時の視聴条件１、３においては、映像表示部１１５を開いて表示させるので、映像表示部１１５からのノイズ信号によるテレビ受信品質への劣化が発生する。

さらに、テレビ受信時の視聴条件４においては、映像表示部１１５からのノイズ信号によるテレビ受信品質への劣化が発生するが、さらに通話状態となるので、特に電源回路１４５からのノイズ信号によるテレビ受信品質への劣化が発生する。

これらノイズ信号がノイズキャンセル部１２３によりノイズキャンセルされる様子について説明する。

図３（ａ）は、ノイズキャンセル部１２３に入力されるノイズキャンセル前のノイズ信号である。

図３（ａ）において、横軸は周波数２０１であり、縦軸は信号レベル２０３である。受信信号２０５は、５．６ＭＨｚの帯域幅２０７を有し、４ＭＨｚの中心周波数２０９を有している。

また、ノイズ信号２１１は、ボルツマン定数の関係する熱雑音電力と高周波受信部１０３の雑音指数ＮＦを加算したものである。

ノイズ信号２１３は、デジタル信号処理部１０９からのノイズ信号によるものである。このノイズ信号２１３は、テレビ受信時の視聴条件１〜４のすべてにおいて発生している。

また、ノイズ信号２１５は、電源回路１４５あるいは映像表示部１１５からのノイズ信号によるものである。

図３（ｂ）は、ノイズキャンセル部１２３から出力されるノイズキャンセル後のノイズ信号である。

図３（ｂ）では、ノイズ信号２１３、２１５がノイズキャンセルされた状態を表している。

以上のように、ノイズ発生源からのノイズ信号がテレビ用アンテナ１０２に飛び込むことによりテレビ受信品質が劣化したとしても、ノイズキャンセル部１２３に設けられた第１、第２のキャンセル信号生成回路１３３、１３７を用いてノイズ発生源からのノイズ信号をノイズキャンセルできる。

すなわち、第２のキャンセル信号生成回路１３７の入力には、デジタル信号処理部１０９からのノイズ信号がピックアップ用アンテナ１４９から常に入力されているので、テレビ受信時の視聴条件１〜４に関わらずデジタル信号処理部１０９からのノイズ信号はノイズキャンセルされる。

また、第１のキャンセル信号生成回路１３３の入力にはスイッチ１３５を接続し、このスイッチ１３５の入力１３５ｂ、１３５ｃ、１３５ｄには各ノイズ信号源に近接して設けられたピックアップ用アンテナ１４７、１５３、１５１を接続し、テレビ受信時の視聴条件１〜４に合わせてスイッチ１３５を制御できる。

これにより、テレビ受信時の視聴条件１〜４に合わせて、ピックアップ用アンテナ１４７、１５３、１５１で抽出したノイズ信号を選択でき、この選択されたノイズ信号をノイズキャンセルできる。

このように、キャンセル信号生成回路の数量を最低限にしてノイズキャンセルの動作を行うことができるので、短い時間でノイズキャンセルの動作を完了できる。また、キャンセル信号生成回路を少なくできるので、小型化されたＩＣの実現が可能となる。

なお、テレビ信号としてデジタル信号を用いた場合について説明したが、１セグメント信号の受信あるいはアナログ信号の受信においても同様である。

以上の如く本発明は、テレビ信号の受信可能な携帯電話、携帯式のゲーム機、携帯式のコンピュータ、携帯式の辞書、カーナビゲーション等に用いることができる。

本発明の実施の形態１における高周波機器のブロック図 同、高周波機器の各回路ブロックの配置図 （ａ）同、ノイズキャンセル部からの出力信号を示す図、（ｂ）同、ノイズキャンセル部からの出力信号を示す図

符号の説明

１０２ テレビ用アンテナ
１０３ 高周波受信部
１０３ａ 入力端子
１２３ ノイズキャンセル部
１２５ チューナ部
１２７ 復調回路
１２９ 受信品質判定回路
１３５ スイッチ
１４７ ピックアップ用アンテナ
１４９ ピックアップ用アンテナ
１５１ ピックアップ用アンテナ
１５３ ピックアップ用アンテナ

Claims (8)

1. 複数のノイズ信号源が内蔵された高周波受信部であって、前記複数のノイズ信号源からのノイズ信号とテレビ信号からなる高周波信号がテレビ用アンテナから供給される入力端子と、この入力端子からの前記高周波信号を受信できるチューナ部と、このチューナ部からの出力信号が供給されるとともに復調信号を出力する復調回路を備え、前記複数のノイズ信号源からのノイズ信号をそれぞれ抽出する複数のピックアップ用アンテナと、前記複数のピックアップ用アンテナで抽出されたピックアップ用ノイズ信号の内のひとつを選択するスイッチと、前記入力端子と前記チューナ部との間に挿入されるとともに前記入力端子からのノイズ信号を前記ピックアップ用ノイズ信号によりノイズキャンセルできるノイズキャンセル部を設け、テレビ受信時の視聴条件に応じて前記ピックアップ用ノイズ信号を前記スイッチにより選択して前記ノイズキャンセル部に供給する高周波受信部。
2. 前記ノイズキャンセル部によるノイズキャンセルの動作は、ＢＥＲあるいはＣ／Ｎ等の受信品質を判定できる受信品質判定回路からの判定信号により開始する請求項１に記載の高周波受信部。
3. 前記ノイズキャンセル部によるノイズキャンセルの動作は、チューナ部に設けられた増幅器のＡＧＣ（自動利得制御）電圧を用いて弱電界を判定できる受信品質判定回路により開始する請求項１に記載の高周波受信部。
4. 前記ノイズキャンセル部は、入力と出力との間に接続されるとともにノイズ信号をノイズキャンセルする合成器と、前記スイッチの共通端子が入力されるとともに前記合成器の第１の入力に第１のノイズキャンセル用信号を供給する第１のキャンセル信号生成回路からなる請求項１に記載の高周波受信部。
5. ピックアップ用アンテナから抽出されたノイズ信号が入力されるとともに前記合成器の第２の入力に第２のキャンセル用ノイズ信号を供給する第２のキャンセル信号生成回路を設けた請求項２に記載の高周波受信部。
6. 請求項１に記載の高周波受信部が搭載された高周波機器であって、送受信の可能な送受信回路と変復調の可能な変復調回路とからなる送受信部と、前記高周波受信部あるいは前記送受信部の出力に接続されるデジタル信号処理部と、前記高周波受信回路、前記送受信部、デジタル信号処理部を制御するシステム制御部と、前記デジタル信号処理部に接続される映像表示部と音声出力部と音声入力部を備え、前記スイッチの第１の入力に接続される前記第２のピックアップ用アンテナを前記送受信部に設けられた送信用電力増幅器に電源を供給する電源回路に近接して設け、携帯電話を使用時に前記スイッチにより前記第２のピックアップ用アンテナを選択する高周波機器。
7. 前記スイッチの第２の入力に接続される前記第３のピックアップ用アンテナを前記映像表示部に近接して設け、映像表示部を使用時に前記スイッチにより前記第３のピックアップ用アンテナを選択する請求項６に記載の高周波機器。
8. 前記第２のキャンセル信号生成回路の入力に接続される前記第４のピックアップ用アンテナを前記デジタル信号処理部に近接して設けた請求項６に記載の高周波機器。

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