JP2010141921A - 高周波増幅装置 - Google Patents

Abstract

【課題】実信号での確認が不要で作業効率を大幅に改善でき、かつ作業者の主観に左右されない定量的な調整を可能とする。
【解決手段】高周波増幅装置１２は、アンテナ１１で受信した信号を信号レベル調整器１４で調整した後、高周波増幅器１５で増幅し、ハイパスフィルタ１６を介して出力端子１７から出力する。高周波増幅器１５の出力信号のうち、設定帯域内に発生する歪み成分と相関のある歪み成分を含む設定帯域外の信号をローパスフィルタ２１を介して取り出し、増幅器２２で増幅した後、検波器２３で検波して電圧比較器２６に入力する。電圧比較器２６は、検波器２３の出力信号と基準電圧とをコンパレータ２７により比較し、その比較出力信号により高周波増幅器１５の入力信号のレベルを適正入力レベルに調整する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えばテレビ放送電波の受信機器、無線通信機等に用いられる高周波増幅器で発生する歪みを検知する歪検知機能を備えた高周波増幅装置に関する。

従来、一般家庭におけるテレビ受像機あるいは共聴用テレビ受信システムにおいては、受信信号の信号レベルが低い場合、高周波増幅装置（ブースタ）を使用して受信信号を増幅している（例えば、特許文献１参照。）。

上記高周波増幅装置では、増幅する受信信号レベルが高く、増幅後の出力レベルが増幅器の性能以上になると非直線歪みによって歪み成分が発生し、自チャンネルまたは他チャンネルに映像または音声、デジタル信号への妨害を与えることになる。このような歪み発生に伴う妨害を防止するため、従来の高周波増幅装置は、信号レベル調整器を備え、入力信号のレベルを調整できるようにしている。

図９は、従来の高周波増幅装置の構成例を示したものである。図９において、１はテレビ放送電波を受信するアンテナで、このアンテナ１で受信した信号を高周波増幅装置２の入力端子３に入力する。上記高周波増幅装置２は、信号レベル調整器４及び増幅器５を備え、上記入力端子３に入力された信号を信号レベル調整器４で調整して増幅器５に入力する。増幅器５は、信号レベル調整器４で調整された信号を増幅し、出力端子６よりテレビ受像機に出力する。

上記高周波増幅装置２を設置した場合、作業者はテレビ受像機における映像及び音声に妨害が出ていないことや出力レベルを確認しながら信号レベル調整器４を手動調整する。

上記のように信号レベル調整器４を手動調整し、高周波増幅装置２の出力信号のレベルを最適値に設定することにより、歪み成分の発生を防止することができる。

特許第３２３９１０５号明細書

上記高周波増幅装置２における信号レベル調整器４を調整する場合、発生している妨害波を確認できる測定器（スぺクトラムアナライザなど）を用意するか、実際のテレビ受像機や測定機器など映像や音声または信号波形、ビットエラーレートなどを確認できる機器で、映像や音声または信号波形、ビットエラーレートを確認しながら調整を行なわなければならない。

しかし、テレビ受信機器の設置場所は、一般的に屋根の上や高所などが多く、確認するための機器と調整しなければならない増幅装置が近くにない場合など、調整がきわめて困難な場合が多い。更に、作業者の技能レベルにも左右されることの多い作業であるが、テレビ受信において高周波増幅装置２の出力レベルを調整する作業は重要な作業の一つである。

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、高周波増幅器における歪みの発生を検知し、高周波増幅器に入力される信号のレベルを自動的に調整して歪みの発生を回避でき、高価な測定機器やテレビ受像機などの実信号での確認が不要であり、かつ面倒な調整作業を必要としない高周波増幅装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、テレビアンテナと共に屋根の上或いは高所に設置され、入力されたテレビアンテナからの受信信号を増幅して後段の電子機器に出力する高周波増幅器を有する高周波増幅装置において、前記高周波増幅装置は、以下の（１）〜（５）からなる歪回避手段を具備することを特徴とする。

（１）前記高周波増幅器の出力信号から前記テレビ放送波帯域内に発生する３次歪み成分と相関のある２次歪成分を含むテレビ放送波帯域外の信号を選択するフィルタ、
（２）前記フィルタにより選択されたテレビ放送波帯域外の信号を増幅する増幅器、
（３）前記増幅器で増幅された信号を検波し直流レベル信号に変換する検波器、
（４）前記検波器の出力信号を基準電圧レベルと比較するコンパレータ、
（５）前記コンパレータの出力に基づいて前記高周波増幅器の入力部において入力される受信信号のレベルを電子的に調整する信号レベル調整器。

第２の発明は、上記第１の発明に係る高周波増幅装置において、上記歪回避手段は、上記基準電圧レベルの設定により、上記高周波増幅器に入力される受信信号のレベルを減衰方向に自動制御することでテレビ放送波帯域内に発生する３次歪み成分を抑制することを特徴とする。

第３の発明は、上記第１の発明又は第２の発明に係る高周波増幅装置において、上記検波器の出力に基づいて歪みの発生を報知する報知手段を更に具備したことを特徴とする。

上記高周波増幅器により例えばテレビ放送波を増幅している場合、高周波増幅器への入力が適正レベルを超えて過入力になると、映像キャリアと音声キャリア、あるいは複数のテレビ信号の間で、２次歪み、３次歪み等の多次の歪み成分が発生し、当該テレビ放送波帯域のテレビ信号に妨害を与える。２次歪み成分の一つである２波の差信号成分はテレビ放送波帯より低い帯域に発生するので実質的にはテレビ信号への妨害とならないが、前記妨害波成分とレベル的に相関を持って発生する。

上記高周波増幅器から出力される信号のうち、設定帯域外の歪み成分例えば２次歪み成分をフィルタで選択して検波器に入力する。この検波器は上記フィルタで選択された２次歪み成分を検波し、直流成分に変換して歪回避手段に出力する。この歪回避手段は、前記検波器の出力信号と基準電圧とをコンパレータにより比較し、その比較出力信号により前記高周波増幅器の入力信号のレベルを適正入力レベルに調整する。

上記のように歪回避手段は、検波器の出力信号に基づいて高周波増幅器への入力信号のレベルを常に適正レベルに保持しており、これにより高周波増幅器における歪みの発生を回避することができる。従って、他に測定機などの機器やテレビ受像機などの実信号での確認が不要になると共に面倒な調整作業が不要となり、高品質な受信システムとすることができる。

本発明によれば、高周波増幅器の出力信号に含まれる設定帯域内に発生する歪み成分と相関のある歪み成分を含む設定帯域外の信号を検知することにより、帯域内で発生する妨害波の有無を判断でき、この結果、他チャンネルの影響を受けることなく、歪み成分を確実に検知でき、その検知信号に基づいて高周波増幅器の入力信号レベルを自動的に調整して歪みの発生を回避することができる。

従って、他に測定機などの機器やテレビ受像機などの実信号での確認が不要となり、作業効率を大幅に改善できる上、作業者の主観に左右されない定量的な調整が可能となり、高品質な受信システムとすることができる。

本発明の一実施形態に係る歪検知機能を備えた高周波増幅装置の構成を示すブロック図。 本発明の一実施形態に係る歪検知自動調整機能を備えた高周波増幅装置の全体の構成を示すブロック図。 同実施形態における信号レベル調整器及び歪検知自動調整回路の詳細を示す回路構成図。 同実施形態における歪み検知動作を説明するための図。 テレビ受信増幅器の２波入力時の３次歪み特性を示す図。 テレビ受信増幅器の２波入力時の２次歪み特性を示す図。 テレビ受信増幅器への入力周波数が６１１ＭＨｚ、６１７ＭＨｚの場合における出力レベルと３次及び２次歪みの関係を測定した結果を示す図。 図７における測定結果をグラフ化して示す図。 従来の高周波増幅装置の構成例を示すブロック図。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る歪検知機能を備えた高周波増幅装置の構成を示すブロック図である。
図２は、本発明の一実施形態に係る歪回避機能を備えた高周波増幅装置の構成を示すブロック図である。

図１において、１１はテレビ放送電波を受信するアンテナで、このアンテナ１１で受信した信号を高周波増幅装置１２の入力端子１３に入力する。上記高周波増幅装置１２は、手動操作によってレベル調整が可能な信号レベル調整器１４及び高周波増幅器１５を備え、上記入力端子１３に入力された信号を信号レベル調整器１４で調整して高周波増幅器１５に入力する。この高周波増幅器１５は、例えばＡ級増幅回路を使用したもので、信号レベル調整器１４で調整された信号例えば図２に示すようにＦＭ放送（７６〜９０ＭＨｚ）、１〜１２チャンネルのＶＨＦテレビ放送（９０〜１０８ＭＨｚ、１７０〜２２２ＭＨｚ）、更にＵＨＦテレビ放送の信号を増幅し、フィルタ例えば７０ＭＨｚ以上の周波数の信号を通過させるハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１６を介して出力端子１７より後段の電子機器、例えばテレビ受像機等に出力する。

上記高周波増幅器１５とハイパスフィルタ１６との間には、歪検知回路２０が接続される。この歪検知回路２０は、高周波増幅器１５から出力される信号のうち、設定帯域内に発生する歪み成分と相関のある歪み成分を含む設定帯域外の信号を例えば４０ＭＨｚ以下の周波数の信号を通過させるローパスフィルタ（ＬＰＦ）２１を介して取り出す。更に、このローパスフィルタ２１の出力信号を増幅器２２で増幅した後、検波器２３で検波して表示駆動回路２４に入力する。この表示駆動回路２４は、検波器２３の出力信号に基づいて例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）等の表示灯２５を表示駆動する。

次に図２の実施例においては、高周波増幅器１５の出力側に歪検知自動調整回路２０Ａが接続される。この歪検知自動調整回路２０Ａは、高周波増幅器１５から出力される信号のうち、設定帯域内に発生する歪み成分と相関のある歪み成分を含む設定帯域外の信号をフィルタ例えば４０ＭＨｚ以下の周波数の信号を通過させるローパスフィルタ（ＬＰＦ）２１を介して取り出す。上記ハイパスフィルタ１６及びローパスフィルタ２１により分波器を構成している。

更に、上記ローパスフィルタ２１の出力信号を増幅器２２で増幅した後、検波器２３で検波して電圧比較器２
６に入力する。この電圧比較器２６は、例えばコンパレータ２７及び基準電圧源２８からなり、検波器２３の出力信号と基準電圧源２８から与えられる基準電圧とをコンパレータ２７で比較し、その比較出力信号により信号レベル調整器１４を制御する。上記信号レベル調整器１４及び電圧比較器２６については詳細を後述する。

上記の構成において、アンテナ１１によりテレビ放送信号が受信され、高周波増幅装置１２に入力される。高周波増幅装置１２は、アンテナ１１で受信された信号を信号レベル調整器１４で調整した後、高周波増幅器１５で増幅し、ハイパスフィルタ１６を介して出力端子１７からテレビ受像機等に出力する。

上記高周波増幅器１５の非直線歪みによって例えば２波のテレビ受信信号による３次歪みが発生し、映像または音声の妨害が発生している場合には、この３次歪みと相関関係にある２次歪みが発生する。上記３次歪みはテレビ信号の帯域内で発生するが、２次歪みはテレビ信号の帯域より低い周波数、例えば４０ＭＨｚ以下の帯域に発生するものがある。

歪検知自動調整回路２０Ａは、上記高周波増幅器１５から出力される信号のうち、所定のレベルを超える４０ＭＨｚ以下の歪み成分例えば２次歪み成分をローパスフィルタ２１を介して取り出し、増幅器２２で増幅した後、検波器２３で検波して直流成分に変換し、電圧比較器２６に入力してコンパレータ２７で基準電圧源２８から与えられる基準電圧と比較し、その比較出力信号を信号レベル調整器１４にフィードバックする。

この場合、高周波増幅器１５から出力される２次歪み成分のレベルが予め設定したレベルより小さければ、電圧比較器２６は２次歪み成分のレベルが予め設定した設定レベルになるまで、信号レベル調整器１４を駆動するための電圧信号レベルを上昇させる。しかし、高周波増幅器１５から出力される２次歪み成分のレベルが予め設定したレベル以上であれば、電圧比較器２６は上記２次歪み成分によって信号レベル調整器１４を駆動するための電圧信号を下降させる。
上記のように高周波増幅器１５の出力信号に含まれる歪み成分を検出して信号レベル調整器１４を自動的に制御し、高周波増幅器１５における歪みの発生を回避する。

次に上記信号レベル調整器１４及び電圧比較器２６の詳細について図３を参照して説明する。
電圧比較器２６は、上記したようにコンパレータ２７及び基準電圧源２８を備えている。コンパレータ２７の−端子には、検波器２３で検波された信号が直流直流成分に変換されて入力端子３１より入力される。また、コンパレータ２７の＋端子には、基準電圧源２８から基準電圧が与えられる。

上記基準電圧源２８は、＋Ｅの電源ラインと接地間にコンデンサ３２が接続されると共に、抵抗３３、可変抵抗３４、抵抗３５の直列回路が接続され、上記可変抵抗３４の摺動端子から取り出される電圧が抵抗３６を介してコンパレータ２７の＋端子に供給される。また、コンパレータ２７の＋端子と接地間にコンデンサ３７が接続される。

上記のように基準電圧源２８は、電源ラインの＋Ｅの電圧を抵抗３３、可変抵抗３４、抵抗３５の直列回路によって分圧し、可変抵抗３４の摺動端子から取り出される分圧電圧を基準電圧として抵抗３６を介してコンパレータ２７の＋端子に供給する。上記基準電圧の値は、可変抵抗３４によって任意に調節することができ、それにより信号レベル調整器１４の動作を適正な状態に設定することができる。

また、上記コンパレータ２７の−端子と出力端子との間には、抵抗３８及びコンデンサ３９が並列に接続される。更に、コンパレータ２７の出力端子と接地間にコンデンサ４０が接続される。上記コンパレータ２７は、検波器２３により検波された信号と基準電圧源２８から与えられる基準電圧とを比較し、その比較出力電圧を抵抗４２を介して信号レベル調整器１４へ出力する。

信号レベル調整器１４は、例えばＮＰＮ型のトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２と、信号レベル調整用のＰＩＮダイオードＤ１〜Ｄ６を主体として構成される。上記トランジスタＴｒ１のベースには、高周波信号が入力端子５１よりコンデンサ５２を介して入力される。また、トランジスタＴｒ１のベースには、電源ラインの＋Ｅの電圧が抵抗５３、５４で分圧されて与えられる。トランジスタＴｒ１のエミッタは、抵抗５５、５６を介して接地されると共に、抵抗５６にコンデンサ５７が並列に接続される。

上記トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２は、カスケード接続されており、トランジスタＴｒ１のコレクタが高周波コイル５８、５９、抵抗６０を介してトランジスタＴｒ２のエミッタに接続される。上記高周波コイル５８と５９の接続点は、コンデンサ６１を介して接地され、高周波コイル５９と抵抗６０の接続点はコンデンサ６２を介して接地される。

そして、トランジスタＴｒ１のコレクタから取り出される高周波信号は、コンデンサ６４、６５、逆方向接続のＰＩＮダイオードＤ１、コンデンサ６６、６７を介してトランジスタＴｒ２のベースに入力される。上記コンデンサ６４、６５の中点とトランジスタＴｒ１のベースとの間には、抵抗６８、６９の直列回路が設けられ、抵抗６９に高周波コイル７０が並列に接続される。

上記ＰＩＮダイオードＤ１のカソード側は、抵抗７１を介して接地されると共に、抵抗７２、逆方向接続のＰＩＮダイオードＤ２及びコンデンサ７３を介して接地される。また、コンデンサ６６、６７の中点は、抵抗７４、順方向接続のＰＩＮダイオードＤ３及びコンデンサ７５を介して接地されると共に、高周波コイル７６及びコンデンサ７７を介して接地される。そして、上記ＰＩＮダイオードＤ２のアノードとＰＩＮダイオードＤ３のカソードが接続される。

上記トランジスタＴｒ２のベースは、抵抗７８を介して接地される。上記トランジスタＴｒ２のコレクタには、電源ラインから＋Ｅの電圧が抵抗７９及び高周波コイル８０を介して供給される。上記抵抗７９と高周波コイル８０の接続点は、コンデンサ９０を介して接地される。そして、上記トランジスタＴｒ２で増幅された高周波信号は、高周波コイル８０の中間タップから取り出され、コンデンサ８１、逆方向接続のＰＩＮダイオードＤ４及びコンデンサ８２、８３を介して出力端子１００に出力される。

更に、上記トランジスタＴｒ２のベースと高周波コイル８０の中間タップとの間には、抵抗８４、８５、８６が直列に設けられると共に、抵抗８４に対して高周波コイル８７が並列に接続され、抵抗８５に対してコンデンサ８８が並列に接続される。また、ＰＩＮダイオードＤ１のアノードとＰＩＮダイオードＤ４のカソードとの間に高周波コイル９１、９２が直列に接続されると共に、高周波コイル９１、９２の中点と接地間にコンデンサ９３が設けられる。

上記ＰＩＮダイオードＤ４のカソード側は、コンデンサ９４、逆方向接続のＰＩＮダイオードＤ５、抵抗９５及びコンデンサ９６の直列回路を介して接地される。上記ＰＩＮダイオードＤ５のカソード側は、高周波コイル９７及びコンデンサ９８を介して接地される。上記高周波コイル９７とコンデンサ９８との接続点は、上記高周波コイル７６とコンデンサ７７との接続点に接続される。

上記出力端子１００は、抵抗１０１を介して接地されると共に、抵抗１０２、順方向接続のＰＩＮダイオードＤ６及びコンデンサ１０３を介して接地される。上記ＰＩＮダイオードＤ６のカソード側は、上記抵抗９５とコンデンサ９６との接続点に接続される。

また、上記出力端子１００には、電源ラインより＋Ｅの電圧が抵抗１０４、１０５を介して供給される。上記抵抗１０４と１０５の接続点は、コンデンサ１０６を介して接地される。

そして、上記ＰＩＮダイオードＤ４のアノードに上記電圧比較器２６の比較出力電圧、すなわちコンパレータ２７から抵抗４２を介して出力される電圧が高周波コイル１０７を介して供給される。上記高周波コイルと１０１と抵抗４２との接続点は、コンデンサ１０８を介して接地される。

上記のように構成された信号レベル調整器１４は、ＰＩＮダイオードＤ１〜Ｄ３、ＰＩＮダイオードＤ４〜Ｄ６によってそれぞれπ型の可変減衰器を構成し、通過する信号のレベルを調整している。なお、信号の減衰分については、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２で増幅して補っている。

上記ＰＩＮダイオードＤ１〜Ｄ６は、ピンダイオードＤ４→高周波コイル９２、９１→ピンダイオードＤ１→抵抗７２→ピンダイオードＤ２、Ｄ３→抵抗７４→高周波コイル７６、９７→ピンダイオードＤ５→抵抗９５ピンダイオードＤ６→抵抗１０２、１０５、１０４の順に直流的に接続されており、電圧比較器２６から高周波コイル１０７を介して与えられる比較出力電圧によってバイアスが制御され、それによってインピーダンスが変化して通過する信号レベルが調整される。

この場合、ＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ４は、電圧比較器２６から高周波コイル１０７を介して与えられる比較出力電圧によって順方向バイアスが与えられ、それに応じてインピーダンスが制御される。また、ＰＩＮダイオードＤ２、Ｄ３、Ｄ５、Ｄ６は、電源ラインから抵抗１０４、１０５及び抵抗１０２を介してピンダイオードＤ６のアノード側に与えられる一定の順方向バイアス、及び電圧比較器２６から上記ＰＩＮダイオードＤ４、Ｄ１を介してカソード側に与えられる逆方向バイアスによってインピーダンスが制御される。

すなわち、高周波増幅器１５から出力される２次歪み成分のレベルが小さく、検波器２３で検出された信号のレベルが基準電圧源２８から与えられる基準電圧より小さければ、コンパレータ２７の出力電圧が高くなる。このコンパレータ２７の出力電圧が高くなると、信号レベル調整器１４のＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ４のインピーダンスが小さくなると共にＰＩＮダイオードＤ２、Ｄ３、Ｄ５、Ｄ６のインピーダンスが増大し、信号レベル調整器１４における信号減衰量が小さくなる。この結果、高周波増幅器１５から出力される信号のレベルが増大する。

しかし、高周波増幅器１５から出力される２次歪み成分のレベルが予め設定したレベル以上になると、すなわち、検波器２３で検出された信号のレベルが基準電圧源２８から与えられる基準電圧より大きくなると、コンパレータ２７の出力電圧が低下する。コンパレータ２７の出力電圧が低下すると、信号レベル調整器１４のＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ４のインピーダンスが大きくなると共にＰＩＮダイオードＤ２、Ｄ３、Ｄ５、Ｄ６のインピーダンスが減少し、信号レベル調整器１４における信号減衰量が大きくなる。この結果、高周波増幅器１５から出力される信号のレベルが減少する。

上記のようにして高周波増幅器１５の出力信号に含まれる歪み成分が常に一定となるように、電圧比較器２６の出力信号により信号レベル調整器１４が自動的に調整される。

次に、上記高周波増幅器１５における歪みの発生について、図４を参照して更に詳細に説明する。ここでは例えばＶＨＦテレビの８、１０、１２のチャンネルにおける歪み発生について考察する。

８、１０、１２チャンネルの映像周波数ｆ_８、ｆ_１０、ｆ_１２は、
ｆ_８ ：１９３．２５ＭＨｚ
ｆ_１０：２０５．２５ＭＨｚ
ｆ_１２：２１７．２５ＭＨｚ
である。

上記８チャンネルと１０チャンネルにおける３次歪み成分Ｈ３は、
Ｈ３＝２×ｆ_１０−ｆ_８
＝２×２０５．２５（ＭＨｚ）−１９３．２５（ＭＨｚ）
＝２１７．２５（ＭＨｚ）
＝ｆ_１２
となる。上記のように８チャンネルと１０チャンネルにおける３次歪み成分Ｈ３は、２１７．２５ＭＨｚとなり、１２チャンネルの映像周波数ｆ_１２に一致し、１２チャンネルの映像信号に妨害を与える。

また、上記８チャンネルと１０チャンネルにおける２次歪み成分Ｈ２は、
Ｈ２＝ｆ_１０−ｆ_８
＝２０５．２５（ＭＨｚ）−１９３．２５（ＭＨｚ）
＝１２（ＭＨｚ）
となる。

上記のように８チャンネルと１０チャンネルにおける２次歪み成分Ｈ２は、１２ＭＨｚで４０ＭＨｚ以下、すなわち、テレビ放送チャンネルの帯域外となり、かつ、３次歪み成分Ｈ３との相関関係を持っている。

図５は、実際のテレビ受信増幅器の２波入力時の３次歪み特性を表した図で、横軸に信号の出力レベル（ｄＢμ）をとり、縦軸に３次歪み（ｄＢ）をとって示した。図中ａの部分は入力信号対３次歪みが１：３で変化しているリニア（直線）領域、ｂの部分は入力信号対３次歪みが１：３で変化しなくなっているリニア領域外を示している。上記測定したテレビ受信増幅器の性能では、受信時、歪みによる妨害信号の影響を受けずに出力できる性能を示す規格３次歪み（相互変調歪み）が−５２ｄＢ確保できる最大出力レベルは、上記図５の歪み特性から１０５ｄＢμであることが分かる。

図６は、上記テレビ受信増幅器の２波入力時の２次歪み特性を表した図で、横軸に信号の出力レベル（ｄＢμ）をとり、縦軸に２次歪み（ｄＢ）をとって示した。図中ｃの部分は入力信号対２次歪みが１：２で変化しているリニア領域、ｄの部分は入力信号対２次歪みが１：２で変化しなくなっているリニア領域外を示している。上記図５における３次歪みのａ領域と図６における２次歪みのｃ領域は、ともにリニア領域となっており、相関関係を保っている。

テレビ用高周波増幅装置の標準的な３次歪み（相互変調歪み）は−５２ｄＢ程度であり、この−５２ｄＢ程度を確保できる増幅装置の最大出力レベルは、１０５〜１１０ｄＢμ程度である。そして、この３次歪みに相当する増幅装置の２次歪みの出力レベルは５０ｄＢμ程度である。従って、歪検知自動調整回路２０Ａでは、高周波増幅器１５の出力信号から５０ｄＢμを超える２次歪み成分をローパスフィルタ２１で抽出し、検波器２３で検波して電圧比較器２６に入力し、その比較出力により信号レベル調整器１４を制御する。

通常、テレビ受信増幅器において、歪みが妨害を与えテレビ画像に妨害を与える出力レベルの点は２次歪みと３次歪みの相関がとれている、図５のａ領域及び図６のｃ領域の線形領域内にあり、その線形領域内の歪み成分のレベルを検知すれば良いことが分かる。

しかし、３次歪みがテレビチャンネルの帯域内にある場合は、３次歪みを検知すると、他チャンネルの信号も検知してしまう可能性がある。このため本実施形態では、テレビチャンネルの帯域外において、３次歪みと相関関係にある２次歪みを検知することにより、帯域内で発生する妨害波を検知している。この結果、他チャンネルの影響を受けることなく歪み成分を確実に検知し、その検知信号に基づいて信号レベル調整器１４を自動的に調整することが可能になる。

従って、高周波増幅装置１２の他に測定機などの機器やテレビ受像機などの実信号での確認が不要になると共に面倒な調整作業が不要となり、高品質な受信システムとすることができる。

上記図５、図６では、テレビ受信増幅器のＶＨＦテレビチャンネルにおける歪み特性について示したが、ＵＨＦテレビチャンネルにおいても、３次歪みと２次歪みの間で相関関係を有している。

図７（ａ）、（ｂ）はテレビ受信増幅器への入力周波数が６１１ＭＨｚ（ＵＨＦ３６チャンネルの中心周波数）、６１７ＭＨｚ（ＵＨＦ３７チャンネルの中心周波数）の場合における出力レベルと３次及び２次歪みの関係を測定した結果を示している。また、図８は、同測定結果をグラフ化して示したものである。

テレビ受信増幅器は、図８からも明らかなようにＵＨＦテレビチャンネルにおいても、３次歪みと２次歪みの間で相関関係を有していることが分かる。

上記のように増幅器で発生する多次歪み例えば２次歪みと３次歪みとの間に相関関係があることは、従来から刊行物例えば昭和４９年９月２０日に日本放送出版協会によって出版された「テレビ共同受信技術」、ｐ３８〜４３の「２．３．５ 非直線ひずみの数式的説明」等により知られている。

なお、上記実施形態では、歪検知自動調整回路２０Ａにより２次歪み成分を検知して信号レベル調整器１４を調整する場合について示したが、検知する歪み成分は２次歪み成分は勿論のこと、３次、４次をはじめ多次に亘り、使用用途に応じて検知する歪み成分を選択することにより、正確な判断をさせることができ、適切な処理を行なうことができる。すなわち、テレビ放送チャンネルの帯域外で発生する歪み成分を検知することにより、他チャンネルの影響を受けることなく、歪み成分を確実に検知して信号レベル調整器１４を調整することができる。

検知する歪み成分が小さい場合は、図２に示したように検波器２３の前に検知する周波数帯域の増幅器２２を挿入することにより、歪み成分の検知を確実に行なわせることができる。また、逆に検知する歪み成分が大きい場合は、増幅器２２が不要であり、かつ、減衰回路を挿入することも考えられる。

また、上記実施形態では、妨害波が発生しないように信号レベルを自動制御しているが、妨害波が発生した場合に同時に例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）等の表示灯や、ブザー、音声、あるいは振動等により作業者に報知するようにしても良い。

また、上記実施形態では、妨害波が発生した場合に信号レベルを自動的に制御しているが、高周波増幅回路の半導体素子などへの過入力による破壊を防止するための保護回路としても本願発明は応用できる。その場合は、歪みによる画像妨害の抑制が目的でないので、実施例のコンパレータ２７の基準電圧レベルを当該目的に適うレベルに設定する。

また、上記実施形態における歪検知自動調整回路２０Ａは、高周波増幅器１５の出力信号から設定レベルを超える設定帯域外の歪み成分をローパスフィルタ２１で抽出するようにしたが、その他、例えばローパスフィルタ２１で低レベルの歪み成分まで抽出し、その後、検波器２３の検波出力から設定レベル以上の歪み成分を電圧比較器２６で検出して信号レベル調整器１４の調整を行なうようにしても良い。

更に上記実施形態では、テレビ放送電波を受信して増幅する場合について示したが、その他、例えば無線通信機に用いられる増幅器に対しても、上記実施形態と同様にして実施し得るものである。
本発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できるものである。

１１…アンテナ、１２…高周波増幅装置、１３…入力端子、１４…信号レベル調整器、１５…高周波増幅器、１６…ハイパスフィルタ、１７…出力端子、２０…歪検知回路、２０Ａ…歪検知自動調整回路、２１…ローパスフィルタ、２２…増幅器、２３…検波器、２４…表示駆動回路、２５…表示灯、２６…電圧比較器、２７…コンパレータ、２８…基準電圧源、Ｔｒ１、Ｔｒ２…トランジスタ、Ｄ１〜Ｄ６…ＰＩＮダイオード。

Claims (3)

1. テレビアンテナと共に屋根の上或いは高所に設置され、入力されたテレビアンテナからの受信信号を増幅して後段の電子機器に出力する高周波増幅器を有する高周波増幅装置において、前記高周波増幅装置は、以下の（１）〜（５）からなる歪回避手段を具備することを特徴とする。
   （１）前記高周波増幅器の出力信号から前記テレビ放送波帯域内に発生する３次歪み成分と相関のある２次歪成分を含むテレビ放送波帯域外の信号を選択するフィルタ、
   （２）前記フィルタにより選択されたテレビ放送波帯域外の信号を増幅する増幅器、
   （３）前記増幅器で増幅された信号を検波し直流レベル信号に変換する検波器、
   （４）前記検波器の出力信号を基準電圧レベルと比較するコンパレータ、
   （５）前記コンパレータの出力に基づいて前記高周波増幅器の入力部において入力される受信信号のレベルを電子的に調整する信号レベル調整器。
2. 上記歪回避手段は、上記基準電圧レベルの設定により、上記高周波増幅器に入力される受信信号のレベルを減衰方向に自動制御することでテレビ放送波帯域内に発生する３次歪み成分を抑制することを特徴とする請求項１に記載の高周波増幅装置。
3. 上記検波器の出力に基づいて歪みの発生を報知する報知手段を更に具備したことを特徴とする請求項１又は２に記載の高周波増幅装置。

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