JP2010183257A - デジタル放送用受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２系統の選局回路を有し、各乗算回路間で局部発振信号が干渉することによる相互変調歪みの発生を抑えるデジタル放送用受信装置を提供すること。
【解決手段】第１、第２の選局回路２ａ，２ｂは、入力した第１、第２の高周波信号を、それぞれ、第１、第２の局部発振信号を用いて第１、第２の中間周波数信号に変換する。その際、第１の局部発振信号の周波数ｆ_Ｌ１を受信チャネルの周波数よりも中間周波数ｆ_ＩＦだけ高い値に、また第２の局部発振信号の周波数ｆ_Ｌ２を受信チャネルの周波数よりも中間周波数ｆ_ＩＦだけ低い値に設定する。その結果、第１、第２の中間周波数信号の中心周波数は互いに等しくなる。さらに、一方の中間周波数信号に対して、その中心周波数を反転の軸として周波数反転処理を行なう。
【選択図】図２

Description

本発明は地上デジタル放送などのデジタル放送を受信する装置に関し、特に選局回路と復調回路を２系統備え、出力される２系統の信号をダイバーシチ合成するデジタル放送用受信装置に関する。

国内における地上デジタル放送は２００３年に開始され、家庭用テレビジョン受信装置だけでなく、車載用や携帯電話などの移動体受信装置向けのサービスが開始されている。これは、移動体受信に優れたＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調方式を採用していることと、移動体向けにチャネル帯域の一部分のみを用いる１セグメント放送を採用し、受信機の低消費電力化を可能としているからである。

移動体用受信装置では、受信信号の信号強度が一定ではないため、アンテナと選局回路と復調回路を２系統または複数系統備えるダイバーシチ受信方式が知られている。ダイバーシチ受信では、最も受信状態の良いアンテナからの受信信号を選択したり、各系統の受信信号を用いて最大比合成などの処理を行ない受信感度の向上を図るものである。

ダイバーシチ受信技術に関し、例えば特許文献１には、低廉なダイバーシチ受信装置を提供するために、構成部品の中でコスト比率の高いＰＬＬ回路と電圧制御発振回路（ＶＣＯ）とを１つのチューナ（受信回路）にのみ設けて他のチューナ（受信回路）とで共有する構成が開示されている。

特開２００５−１３０２７９号公報

ダイバーシチ受信方式では、複数の選局回路においてそれぞれ乗算回路（ミキサ）を有し、それぞれのアンテナからの高周波受信信号を中間周波数に変換している。乗算回路では、電圧制御発振回路（ＶＣＯ）などから供給される局部発振信号を用いて周波数変換を行なう。その際、乗算回路で使用する局部発振信号の電力は強大であるため、電力の一部は他の乗算回路にまで漏洩して干渉しやすい。通常、各乗算回路で使用する局部発振信号の周波数は等しく設定されるが、２つの局部発振信号の周波数がずれると相互変調により多数のビート成分が発生し、乗算回路から出力される信号の品質が劣化することになる。

特許文献１に記載されるようにＶＣＯを共有する構成では、２つの乗算回路で使用する局部発振信号には周波数のずれがないことが期待される。しかし実際の回路では、温度変動や経年劣化が原因で２つの乗算回路に入力される局部発振信号には微小な周波数差が発生し、乗算回路の出力信号に相互変調歪みが生じる場合がある。

また従来の構成では、２つの乗算回路に対する局部発振器（ＶＣＯなど）を共有せずに個別に設ける場合がある。この場合、各乗算回路間の距離を大きく配置すれば、各局部発振信号の相互干渉を低減することができる。しかしながらこの場合も各局部発振器の発振周波数を完全に等しくすることは困難であり、また受信装置の小型化を困難にするものである。

また、移動体用受信装置に限らず、２系統の選局回路を備えた受信装置が実用化されている。これにより、画面上に２つの番組を同時に表示する機能や、ハードディスクなどの記録装置を内蔵して２つの番組の視聴と記録を同時に行なう機能が実現できる。この場合にも、２つの乗算回路で使用する局部発振信号に微小な周波数差が存在すると、出力信号に相互変調歪みが生じることになる。

本発明の目的は、２系統の選局回路を有し、各乗算回路間で局部発振信号が干渉することによる相互変調歪みの発生を抑えるデジタル放送用受信装置を提供することである。

本発明は、２系統のデジタル放送信号を受信可能なデジタル放送用受信装置であって、第１の高周波信号を入力して第１の中間周波数信号に変換して出力する第１の選局回路と、第２の高周波信号を入力して第２の中間周波数信号に変換して出力する第２の選局回路と、上記第１の中間周波数信号を復調処理する第１の復調回路と、上記第２の中間周波数信号を復調処理する第２の復調回路と、上記第１、第２の選局回路と上記第１、第２の選局回路を制御する制御回路とを備える。上記第１、第２の選局回路は、それぞれ、第１、第２の局部発振信号を生成する第１、第２の局部発振回路と、入力した第１、第２の高周波信号と第１、第２の局部発振信号との乗算を行ない両者の周波数の差分周波数の信号から上記第１、第２の中間周波数信号を生成する第１、第２の乗算回路とを有し、上記制御回路は、上記第１、第２の局部発振信号の周波数を互いに異なる値に設定するとともに、上記第１、第２の中間周波数信号の中心周波数を互いに等しい値に設定する。

好ましくは、前記制御回路は、前記第１の局部発振信号の周波数を受信チャネルの周波数よりも前記第１の中間周波数信号の中心周波数だけ高い値に設定し、前記第２の局部発振信号の周波数を受信チャネルの周波数よりも前記第２の中間周波数信号の中心周波数だけ低い値に設定する。

また前記第１、第２の復調回路の一方は、前記第１または第２の中間周波数信号に対して、該中間周波数信号の中心周波数を反転の軸として周波数反転処理を行ない、その後復調処理を行なう。さらに、前記第１、第２の復調回路が出力する第１、第２の復調信号をダイバーシチ合成し、１系統の復調信号を出力するダイバーシチ合成回路を備える。

本発明のデジタル放送用受信装置によれば、２系統の選局回路における相互変調歪みの発生を抑え、受信信号の品質の劣化を防止できる。

本発明によるデジタル放送用受信装置の第１の実施例を示すブロック図。 第１、第２の選局回路２ａ，２ｂの内部構成を示す図。 本実施例における中間周波数への変換動作を説明する図。 本実施例におけるイメージ周波数に対する動作を説明する図。 本発明によるデジタル放送用受信装置の第２の実施例を示すブロック図。 第１、第２の局部発振周波数が等しくなる一例とその回避方法を説明する図。

以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。

図１は、本発明によるデジタル放送用受信装置の第１の実施例を示すブロック図である。デジタル放送用受信装置１０は、第１、第２の受信回路を備え、これらの信号をダイバーシチ合成して１つの信号を得る構成である。

第１の受信回路は、第１の高周波信号入力端子１ａ、第１の選局回路２ａ、第１の復調回路３ａを有し、第２の受信回路は、第２の高周波信号入力端子１ｂ、第２の選局回路２ｂ、第２の復調回路３ｂを有する。第１の選局回路２ａは第１の局部発振回路２３ａを、第２の選局回路２ｂは第２の局部発振回路２３ｂを含む。第１、第２の選局回路２ａ、２ｂでは、受信したデジタル放送信号から同一のチャンネルを選局して第１、第２の中間周波数信号に変換して出力する。第１の復調回路３ａは、第１のＡＤ（Analog to Digital）コンバータ３１ａ、第１のデジタル復調回路３２ａを含み、第２の復調回路３ｂは、第２のＡＤコンバータ３１ｂ、第２のデジタル復調回路３２ｂ、及び周波数反転回路３３を含む。第１、第２の復調回路３ａ，３ｂでは、第１、第２の選局回路２ａ，２ｂから出力された第１、第２の中間周波数をデジタル復調処理するが、第２の復調回路３ｂでは、さらに周波数反転回路３３により中間周波数の周波数反転処理を行なう。

ダイバーシチ合成回路４は、第１の復調回路３ａからの復調信号と第２の復調回路３ｂからの復調信号をダイバーシチ合成し１つの信号とする。合成後の信号は、誤り訂正回路５、バックエンド（Ｂ／Ｅ）処理回路６、映像音声（Ａ／Ｖ）処理回路７を経て、映像音声出力端子８から出力される。中央演算処理部（ＣＰＵ）９は、第１、第２の選局回路２ａ，２ｂの選局動作をはじめ、各部の動作の制御を行なう。

以下、本実施例の動作について説明する。まず、第１の受信回路について説明する。
放送局から送信された放送信号は図示しない第１のアンテナで受信され、第１の高周波信号入力端子１ａを介し第１の選局回路２ａに供給される。デジタル放送システムは周波数分割された複数の放送チャネルがあり、アンテナは通常全ての放送チャネルの信号を受信する。日本における地上デジタル放送はＵＨＦ帯の４７０ＭＨｚから７７０ＭＨｚの周波数の信号が用いられ、１つのチャネルは６ＭＨｚの帯域があり、合計５０本の周波数チャネルが存在する。第１の選局回路２ａは、入力する複数のチャネルの中からユーザが視聴を所望するチャネルを選局し、後段の第１の復調回路３ａの動作に適した所定の周波数（中間周波数）の信号（第１の中間周波数信号）に変換する。周波数変換のために、第１の局部発振回路２３ａから供給される第１の局部発振信号を用いる。視聴チャネル以外の周波数はテレビ視聴の障害となる可能性があるため、選局回路２ａにおいて周波数変換動作と合わせてフィルタ回路などにより除去する。第１の選局回路２ａにおける周波数変換動作については後述する。

第１の復調回路３ａは、第１の選局回路２ａから出力される第１の中間周波数信号にデジタル復調を施す。ＡＤコンバータ３１ａは、第１の選局回路２ａからの第１の中間周波数信号をデジタル信号に変換する。デジタル復調回路３２ａはデジタル信号処理をもって復調する。なお、アンテナで受信する放送信号の電力が変動しても、第１の復調回路３ａに入力する信号電力が一定になるように、図示しない自動利得制御（ＡＧＣ）機能を備える。具体的には、第１の復調回路３ａに入力する中間周波数信号の電力を検波回路で計測し、計測した電力が一定値になるように第１の選局回路２ａ内の増幅回路の利得を制御するものである。

一方、第２の受信回路について説明する。第２の高周波信号入力端子１ｂには、図示しない第２のアンテナで受信した放送信号が入力される。第２の選局回路２ｂは前記第１の選局回路２ａと同様に、ユーザが視聴を所望する同一のチャネルの選局と、中間周波数への変換を行なう（第２の中間周波数信号）。周波数変換のために第２の局部発振回路２３ｂから供給される第２の局部発振信号を用いるが、第２の局部発振信号の周波数は、前記第１の局部発振回路２３ａの供給する局部発振信号の周波数と異なるように設定している。第２の選局回路２ｂにおける周波数変換動作については後述する。

また第２の復調回路３ｂは、前記第１の復調回路３ａと同様にデジタル復調の処理を行なう。ただし、第２のＡＤコンバータ３１ｂの後段に周波数反転回路３３を設けている。この周波数反転回路３３は、第２のＡＤコンバータ３１ｂが出力するデジタル化された第２の中間周波数信号に対して、その中間周波数信号の中心周波数を反転の軸としてデジタル変調されている中間周波数信号の周波数スペクトルを反転する。その後、第２のデジタル復調回路３２ｂにおいて、周波数反転された信号に対してデジタル復調処理を行なう。

第１、第２の選局回路２ａ，２ｂと第１、第２の復調回路３ａ，３ｂは、ＣＰＵ９により制御され、電源投入後の初期化設定と動作状態安定化などの処理を受ける。そしてユーザがリモコンなどにより視聴したいチャンネル番号を入力すると、ＣＰＵ９はこの操作信号を受けて、第１、第２の選局回路２ａ，２ｂを制御し所望の周波数チャネルを選局させ、第１、第２の復調回路３ａ，３ｂで復調させる。

ここでＣＰＵ９からの制御信号は、制御バスを介して各選局回路２ａ，２ｂや各復調回路３ａ，３ｂに送られる。ただし選局回路２ａ，２ｂは高周波回路を含むため、制御バスからのノイズを避ける必要がある。そのような場合、選局回路は制御バスに直接接続せず、復調回路３ａ，３ｂを介して制御バスに接続するのが良い。そして復調回路は、選局回路が選局動作を行なうときのみ、制御バスをスイッチングして選局回路と接続させ、選局動作が終了すると制御バスを選局回路から切り離すようにする。

第１の復調回路３ａと第２の復調回路３ｂから出力される第１、第２の復調信号は、ダイバーシチ合成回路４に入力する。ダイバーシチ合成回路４では、最も受信状態の良い復調信号を選択したり、２つの復調信号を用いて最大比合成などの処理を行ない受信信号の品質を向上させる。誤り訂正回路５では、合成後の信号に誤り訂正等の処理を行なう。バックエンド処理回路６では、多重化されたトランスポートストリーム信号を映像信号と音声信号に分離し、伸張処理を行なう。さらに映像音声処理回路７は画質・音質・字幕処理を行ない、映像音声出力端子８から図示しないモニタやスピーカへ出力する。

ここで、ダイバーシチ合成について説明する。アナログ放送では受信信号の品質が劣化するに従い映像や音声が徐々に劣化していくが、デジタル放送は受信信号の品質が一定の値以上であれば、信号品質の劣化を受けずにノイズのない映像と音声をユーザに提供できる。一方で、デジタル放送の受信信号の品質が一定の値を下回ると、映像と音声が突然再生されなくなる性質がある。選局回路と復調回路は１系統だけでも通常の映像音声の再生には問題ないが、車載用受信装置のように移動しながらデジタル放送を視聴する場合、受信信号の品質が安定せず、映像と音声が視聴中に途切れてしまうことにある。ダイバーシチ合成は、このような１系統のみの受信回路での受信信号の不安定性を改善するものである。ダイバーシチ合成回路５により、第１の復調回路３ａと第２の復調回路３ｂからの信号を合成（最大比合成処理）することで、１系統のみの受信回路に比較して受信信号の品質を向上させ、映像音声が視聴中に途切れることを防止できる。

次に、第１、第２の選局回路２ａ，２ｂの選局動作について説明する。
図２は、第１、第２の選局回路２ａ，２ｂの内部構成を示す図である。（ａ）は第１の選局回路２ａについて、（ｂ）は第２の選局回路２ｂについて示す。各選局回路２ａ，２ｂは、フィルタ回路２１ａ，２１ｂ、乗算回路（ミキサ）２２ａ，２２ｂ、局部発振回路２３ａ，２３ｂ、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路２４ａ，２４ｂ、基準発振回路２５ａ，２５ｂ、ＬＰＦ（Low Pass Filter）２６ａ，２６ｂを有する。

選局回路２ａ，２ｂには、高周波信号入力端子１ａ，１ｂを介し受信した高周波信号が入力し、ユーザが視聴を所望するチャネルの周波数をｆ_ＲＦとする。初段のフィルタ回路２１ａ，２１ｂでは、高周波信号入力端子に入力した信号のうちユーザが視聴を所望するチャネル以外の周波数成分を除去する。

乗算回路（ミキサ）２２ａ，２２ｂは、高周波信号入力端子１ａ，１ｂから供給された高周波信号と局部発振回路２３ａ，２３ｂが生成する局部発振信号との乗算を行なう。局部発振信号の周波数をｆ_ＬＯとすると、乗算の結果、乗算回路２２ａ，２２ｂからはｆ_ＲＦとｆ_ＬＯの差成分の周波数の信号が出力される。この信号が中間周波数信号ｆ_ＩＦであり、ｆ_ＩＦ＝｜ｆ_ＬＯ−ｆ_ＲＦ｜の関係が成り立つ。なお、２信号の乗算の結果では周波数の和成分であるｆ_ＬＯ＋ｆ_ＲＦの周波数の信号も生成されるが、この周波数成分はＬＰＦ２６ａ，２６ｂで除去し、選局回路２ａ，２ｂからは差成分のみが出力される。局部発振信号の周波数ｆ_ＬＯを変えることで、任意の周波数ｆ_ＲＦを所定の周波数ｆ_ＩＦに周波数変換することができる。つまり、局部発振周波数ｆ_ＬＯを選択して設定することで、ユーザが視聴を所望するチャネルの信号をｆ_ＩＦに周波数変換することができる。

局部発振回路２３ａ，２３ｂは一般には電圧制御発振回路（ＶＣＯ）で構成され、ＰＬＬ回路２４ａ，２４ｂの制御により発振周波数が安定化される。ユーザがリモコンなどにより視聴チャネルを選択すると、ＣＰＵ９は局部発振回路２３ａ，２３ｂの局部発振周波数ｆ_ＬＯを切り替えて設定する。具体的には、ＣＰＵ９はＰＬＬ回路２４ａ，２４ｂを制御し、ＰＬＬ回路２４ａ，２４ｂは局部発振回路２３ａ，２３ｂの局部発振周波数を制御する。ＰＬＬ回路２４ａ，２４ｂの制御動作に必要な基準発振信号は、基準発振回路２５ａ，２５ｂから供給される。基準発振回路２５ａ，２５ｂは水晶振動子などにより構成される。

本実施例では、第１の選局回路２ａの局部発振周波数ｆ_ＬＯ（＝ｆ_Ｌ１）と、第２の選局回路２ｂの局部発振周波数ｆ_ＬＯ（＝ｆ_Ｌ２）とを異なる周波数に設定する。すなわち、第１の局部発振周波数ｆ_Ｌ１は視聴チャネルの周波数ｆ_ＲＦよりも中間周波数ｆ_ＩＦだけ高い周波数（上側周波数）に設定し、第２の局部発振周波数ｆ_Ｌ２は視聴チャネルの周波数ｆ_ＲＦよりも中間周波数ｆ_ＩＦだけ低い周波数（下側周波数）に設定する。すなわち、第１、第２の局部発振周波数ｆ_Ｌ１、ｆ_Ｌ２には、選局回路が出力する中間周波数ｆ_ＩＦの２倍の差を持たせる。
ｆ_Ｌ１＝ｆ_ＲＦ＋ｆ_ＩＦ
ｆ_Ｌ２＝ｆ_ＲＦ−ｆ_ＩＦ
ｆ_Ｌ１−ｆ_Ｌ２＝２×ｆ_ＩＦ

その結果、第１の選局回路２ａから出力される第１の中間周波数信号ｆ_ＩＦ１と、第２の選局回路２ｂから出力される第２の中間周波数信号ｆ_ＩＦ２は次のようになる。
ｆ_ＩＦ１＝ｆ_Ｌ１−ｆ_ＲＦ＝ｆ_ＩＦ
ｆ_ＩＦ２＝ｆ_ＲＦ−ｆ_Ｌ２＝ｆ_ＩＦ

すなわち、周波数変換後の中間周波数信号ｆ_ＩＦ１とｆ_ＩＦ２はその中心周波数が一致する。ただし、ｆ_ＩＦ１とｆ_ＩＦ２ではｆ_ＲＦが逆極性で加算されるので、周波数軸上での大小関係（周波数スペクトル）が逆になる。これについては、後段の復調回路にて一方の中間周波数信号（ここでは第２の中間周波数信号ｆ_ＩＦ２）について反転処理を施すことで、周波数軸上での大小関係を一致させる。

このように本実施例では、２つの局部発振周波数ｆ_Ｌ１，ｆ_Ｌ２を中間周波数ｆ_ＩＦの２倍だけ離れた値に設定したので、両者が干渉して中間周波数信号に相互変調歪みが発生することがなくなる。また、反転処理により２つの中間周波数信号の周波数成分が同一となるので、後段のダイバーシチ合成を支障なく行なうことができる。

なお、第１、第２の選局回路２ａ，２ｂはそれぞれ基準発振回路２５ａ，２５ｂを有しているが、これらを１つの基準発振回路で共用することもできる。その際、基準発振回路の出力信号を一方の選局回路に供給し、その選局回路内の分配回路とバッファ回路を経由して他方の選局回路に基準信号を供給する構成としてもよい。これにより回路構成が簡素化し、第１の局部発振信号と第２の局部発振信号とを同期して動作させることができる。

図３は、本実施例における中間周波数への変換動作を説明する図である。横軸は周波数を表し、縦軸が各信号の電力を表す。

（ａ１）（ａ２）は、第１の選局回路２ａにおける周波数変換を示す。
（ａ１）は変換前の状態で、高周波信号ｆ_ＲＦと第１の局部発振周波数ｆ_Ｌ１の関係を示す。符号１０１は受信した高周波信号である。地上デジタル放送は１つのチャネルが６ＭＨｚの帯域幅を持つ変調された信号であるため、中心周波数をｆ_ＲＦとした台形の形で示している。符号１０２は局部発振信号である。局部発振信号は変調がかけられていない単一周波数の信号であり、周波数ｆ_Ｌ１に上向きの矢印で示している。ここでは、第１の局部発振周波数ｆ_Ｌ１を、視聴チャネルの周波数ｆ_ＲＦより中間周波数ｆ_ＩＦだけ高い上側周波数に設定している。具体例として、ｆ_ＲＦ＝５５７ＭＨｚ、ｆ_ＩＦ＝５７ＭＨｚの場合、ｆ_Ｌ１＝５５７＋５７＝６１４ＭＨｚに設定する。符号１０３の短い矢印は、受信した高周波信号１０１に含まれる１つの周波数成分の信号を示す。これは、後述の周波数反転動作の説明に用いるもので、ここでは中心周波数ｆ_ＲＦの右側（ｆ_ＲＦ＋Δｆ）の成分を示す。

（ａ２）は変換後の状態で、第１の選局回路２ａから出力する第１の中間周波数信号ｆ_ＩＦ１を示す。符号１０４は第１の中間周波数信号を示す。乗算回路２２ａでは、高周波信号１０１と局部発振信号１０２との乗算を実行する。乗算処理では両者の周波数の差成分を生成し、ｆ_Ｌ１＞ｆ_ＲＦであるので、ｆ_ＩＦ１＝ｆ_Ｌ１−ｆ_ＲＦ＝ｆ_ＩＦとなる中間周波数信号を出力する。この場合、中間周波数信号１０４の中心周波数はｆ_ＩＦ＝５７ＭＨｚとなる。

ここで変換後の周波数成分の位置に注目する。（ａ１）の符号１０３で示した周波数成分は、（ａ２）の変換後では、符号１０５で示すように中心周波数ｆ_ＩＦの左側に周波数変換されている。すなわち、受信した高周波信号の周波数成分（ｆ_ＲＦ＋Δｆ）は、乗算回路２２ａにおける乗算の結果、中間周波数信号の周波数成分（ｆ_ＩＦ−Δｆ）に変換される。

次に（ｂ１）（ｂ２）（ｂ３）は、第２の選局回路２ｂと第２の復調回路３ｂにおける周波数変換を示す。
（ｂ１）は変換前の状態で、高周波信号ｆ_ＲＦと第２の局部発振周波数ｆ_Ｌ２の関係を示す。符号２０１は受信した高周波信号で、上記（ａ１）の符号１０１の高周波信号と同一である。符号２０２は局部発振信号である。第２の局部発振信号の周波数ｆ_Ｌ２は、視聴チャネルの周波数ｆ_ＲＦより中間周波数ｆ_ＩＦだけ低い下側周波数に設定している。具体例として、ｆ_ＲＦ＝５５７ＭＨｚ、ｆ_ＩＦ＝５７ＭＨｚの場合、ｆ_Ｌ１＝５５７−５７＝５００ＭＨｚに設定する。符号２０３の短い矢印は、上記（ａ１）の符号１０３と同様に、高周波信号２０１に含まれる中心周波数ｆ_ＲＦの右側（ｆ_ＲＦ＋Δｆ）の成分である。

（ｂ２）は変換後の状態で、第２の選局回路２ｂから出力する第２の中間周波数信号ｆ_ＩＦ２を示す。符号２０４は第２の中間周波数信号を示す。乗算回路２２ｂでは、高周波信号２０１と局部発振信号２０２との乗算を実行する。乗算処理では、両者の周波数の差成分を生成し、ｆ_Ｌ２＜ｆ_ＲＦであるので、ｆ_ＩＦ２＝ｆ_ＲＦ−ｆ_Ｌ２＝ｆ_ＩＦとなる中間周波数信号を出力する。この場合も、中間周波数信号２０４の中心周波数はｆ_ＩＦ＝５７ＭＨｚとなる。

ここで変換後の周波数成分の位置に注目する。（ｂ１）の符号２０３で示した周波数成分は、（ｂ２）の変換後では、符号２０５で示すように中心周波数ｆ_ＩＦの右側に周波数変換されている。すなわち、受信した高周波信号の周波数成分（ｆ_ＲＦ＋Δｆ）は、乗算回路２２ｂにおける乗算の結果、中間周波数信号の周波数成分（ｆ_ＩＦ＋Δｆ）に変換される。

このように、（ａ２）で示した第１の中間周波数信号１０４と（ｂ２）で示した第２の中間周波数信号２０４は、いずれもその中心周波数はｆ_ＩＦに等しいが、それぞれの周波数成分１０５，２０５を比較すると、中心周波数ｆ_ＩＦを対象軸として、周波数の大小関係が逆転した位置（＋Δｆ、−Δｆ）に移動している。

（ｂ３）は、（ｂ２）の第２の中間周波数信号２０４に対する周波数反転処理を示す。符号２０６は、反転処理後の中間周波数信号を示す。第２の選局回路２ｂから出力される第２の中間周波数信号２０４は、第２の復調回路３ｂのＡＤコンバータ３１ｂでデジタル信号に変換された後、周波数反転回路３３にて周波数スペクトルの反転処理を行なう。周波数反転処理は、周波数ｆ_ＩＦを反転の軸として周波数の大小関係（周波数スペクトルの左右関係）を反転するもので、デジタル信号処理による。この結果、反転前の中間周波数信号２０４に含まれる符号２０５で示す周波数成分（ｆ_ＩＦ＋Δｆ）は、反転後の中間周波数信号２０６に含まれる符号２０７で示す周波数成分（ｆ_ＩＦ−Δｆ）に移動する。この操作により、（ａ２）で示した第１の中間周波数信号１０４と（ｂ３）で示す第２の中間周波数信号２０６との周波数軸上での大小関係を一致させることができる。

以上説明したように本実施例では、２系統の選局回路の局部発振周波数として、視聴チャネル周波数よりも中間周波数だけ高い上側周波数ｆ_Ｌ１と、中間周波数だけ低い下側周波数ｆ_Ｌ２とを組合わせて使用することで、２つの局部発振信号の干渉による相互変調歪みを抑えることができる。このとき得られる２系統の中間周波数信号の周波数スペクトルは逆転することになる。これに対して、中心周波数を反転の軸とした周波数反転処理により周波数スペクトルを揃えることで、２系統の信号は同一の復調動作が行なわれ正常な受信動作が可能となる。

本実施例によれば、２つの異なる局部発振周波数を用いることでイメージ周波数による妨害回避性能も向上する。以下、この効果について説明する。
選局回路の乗算回路において、局部発振周波数を軸として視聴チャネルの周波数と軸対称の位置の周波数もまた、同じ中間周波数信号に周波数変換されてしまう。この周波数をイメージ周波数といい、イメージ周波数に妨害信号が存在した場合にイメージ妨害を受ける。妨害となるイメージ周波数の信号は、選局回路の初段に設けられるフィルタ回路（図２の２１ａ，２１ｂ）で除去されるが、その信号が強い場合には残存して受信動作に影響を与えることになる。

図４は、本実施例におけるイメージ周波数に対する動作を説明する図である。横軸が周波数を表し、縦軸が各信号の電力を表している。

（ａ１）（ａ２）は第１の選局回路２ａにおけるイメージ妨害発生を示す。
（ａ１）は周波数変換前の状態で、イメージ周波数との関係を示す。受信を所望するチャネルの周波数をｆ_ＲＦ（符号３０１）とし、第１の局部発振信号の周波数をｆ_Ｌ１（符号３０２）とする。ここではｆ_Ｌ１をｆ_ＲＦの上側周波数、すなわちｆ_Ｌ１＝ｆ_ＲＦ＋ｆ_ＩＦに設定している。このとき、ｆ_Ｌ１＋ｆ_ＩＦの周波数位置にあるｆ_ＩＭ（符号３０３）がイメージ周波数となる。ここでは、この周波数位置に信号が存在し、その信号が中間周波数に変換されて妨害信号になるものとする。

（ａ２）は周波数変換後の状態で、イメージ妨害発生を示す。受信所望周波数３０１は周波数変換（ｆ_Ｌ１−ｆ_ＲＦ＝ｆ_ＩＦ）により、符号３０４で示す中間周波数に、またイメージ周波数３０３は周波数変換（ｆ_ＩＭ−ｆ_Ｌ１＝ｆ_ＩＦ）により、符号３０５で示す中間周波数に変換される。変換後のこれらの周波数は同一周波数ｆ_ＩＦであり重複する。符号３０５の信号は符号３０４の信号に対するイメージ妨害信号であり、通常のフィルタ回路では分離して除去することはできない。

（ｂ１）（ｂ２）は第２の選局回路２ｂにおけるイメージ妨害の回避動作を示す。
（ｂ１）は周波数変換前の状態で、イメージ周波数との関係を示す。受信所望周波数をｆ_ＲＦ（符号４０１）とし、第２の局部発振信号の周波数をｆ_Ｌ２（符号４０２）とする。ここではｆ_Ｌ２をｆ_ＲＦの下側周波数、すなわちｆ_Ｌ２＝ｆ_ＲＦ−ｆ_ＩＦに設定している。また符号４０３は、上記（ａ１）におけるイメージ周波数ｆ_ＩＭの位置に存在する妨害信号３０３と同一である。ただし、イメージ妨害信号４０３の周波数ｆ_ＩＭと局部発振周波数ｆ_Ｌ２との周波数差は３×ｆ_ＩＦであり、十分離れたものとなる。

（ｂ２）は周波数変換後の状態で、イメージ妨害回避を示す。受信所望周波数４０１は周波数変換（ｆ_ＲＦ−ｆ_Ｌ２＝ｆ_ＩＦ）により、符号４０４で示す中間周波数に、またイメージ周波数４０３は周波数変換（ｆ_ＩＭ−ｆ_Ｌ２＝ｆ_ＩＦ’）により、符号４０５で示す中間周波数に変換される。ここで変換後のイメージ周波数ｆ_ＩＦ’は３ｆ_ＩＦであるから、変換後の受信所望周波数ｆ_ＩＦとは重複せず離れた位置に存在する。よって、通常のフィルタ回路で周波数的にこれを分離することで、受信特性へのイメージ妨害を回避できる。

なお、第２の選局回路２ｂに対するイメージ周波数は第２の局部発振周波数ｆ_Ｌ２の下側周波数（ｆ_Ｌ２−ｆ_ＩＦ）である。この周波数位置に妨害信号が存在する場合は、同様に第１の選局回路において妨害を回避できることは言うまでもない。このようにして、異なる局部発振周波数を用いる第１、第２の選局回路のいずれかを選択、または２つの出力信号を合成することで、イメージ妨害に対しても耐性を向上させる効果がある。

上記実施例では、第１の選局回路２ａにおける第１の局部発振信号の周波数ｆ_Ｌ１を受信所望周波数ｆ_ＲＦよりも上側の周波数に、第２の選局回路２ｂにおける第２の局部発振信号の周波数ｆ_Ｌ２を受信所望周波数ｆ_ＲＦよりも下側の周波数に設定したが、これらを逆に設定しても良いことは言うまでもない。すなわち、第１の局部発振周波数を受信所望周波数よりも下側の周波数に、第２の局部発振周波数を受信所望周波数よりも上側の周波数に設定する。そして、第１の復調回路３ａに周波数反転回路３３を設けて反転処理を行えば、得られる信号は全く同様の結果となる。

さらには、周波数反転回路３３は第１、第２の復調回路３ａ，３ｂのいずれに設けても良い。すなわち、第１の中間周波数信号ｆ_ＩＦ１または第２の中間周波数信号ｆ_ＩＦ２のいずれか一方を周波数反転することで、両者の周波数スペクトルを合わせることができる。あるいは、周波数反転回路３３を第１、第２の復調回路３ａ，３ｂの両方に設けて、一方のみで周波数反転動作を行なうよう制御しても良い。

図５は、本発明によるデジタル放送用受信装置の第２の実施例を示すブロック図である。本実施例でも２系統の受信回路を備えるが、２つのチャネル（番組）を受信して２系統の番組信号を得ることを前提とする。装置構成は実施例１（図１）を基本としており、同一の要素については同一の符号を記することによりその説明を省略する。本実施例では、前記図１におけるダイバーシチ合成回路４を削除し、誤り訂正回路５を第１、第２の誤り訂正回路５ａ，５ｂに分離した構成とする。また、第１、第２の高周波信号入力端子１ａ，１ｂには、同一のアンテナにて受信した高周波信号が分配して供給されるものとする（なお、異なるアンテナから供給しても良い）。

以下、本実施例の動作について説明するが、基本的な動作は前記図１の動作と同一である。本実施例においても、第１の選局回路２ａでは、第１の視聴チャネル周波数よりも中間周波数だけ高い局部発振周波数ｆ_Ｌ１を、第２の選局回路２ｂでは、第２の視聴チャネル周波数よりも中間周波数だけ低い局部発振周波数ｆ_Ｌ２を使用する。また、このとき得られる第１、第２の中間周波数信号の周波数スペクトルは逆転することになるが、第２の復調回路３ｂの周波数反転回路３３にて周波数反転処理を行なうことで、両者の周波数スペクトルを合わせることができる。

その後、第１の復調回路３ａが出力する信号と第２の復調回路３ｂが出力する信号を合成することはなく、第１、第２の誤り訂正回路５ａ，５ｂにおいてそれぞれ個別に誤り訂正を行なう。誤り訂正後の信号は第１、第２のトランスポートストリーム信号として出力される。バックエンド処理回路６は多重化された第１、第２のトランスポートストリーム信号を映像信号と音声信号に分離し、伸張処理を行なう。映像音声処理回路７は画質・音質・字幕処理を行ない、映像音声出力端子８から図示しないモニタやスピーカへ出力する。本実施例では第１、第２のトランスポートストリーム信号をもとに、２番組を同時に扱うことができる。例えば、１つのモニタ上に２番組を同時に表示したり、一方の番組を視聴しつつ他方の番組を図示しないハードディスクなどの記録装置に記録することが可能である。

通常、異なる番組は異なる周波数チャネルで放送される。よって、従来の局部発振周波数の設定方法でも、異なる２つの番組を受信する際に第１の局部発振信号と第２の局部発振信号が同じ周波数になることはない。しかし、同じ番組を１つのモニタ上に２番組として同時に表示する場合や、ある番組を視聴しつつ同一番組を記録する場合などには、従来の設定方法では第１の局部発振信号と第２の局部発振信号とが同じ周波数となり、干渉による相互変調歪みの問題が生じてしまう。また、デジタル放送においては１つの周波数チャネルに複数の番組を多重化することが可能であるため、ユーザが視聴を所望する番組が同時に２つあり、それらが同一の周波数チャネルに含まれる場合は第１の選局回路２ａと第２の選局回路２ｂとで同一の周波数チャネルが選局されることが起こりうる。

このように第１の選局回路２ａと第２の選局回路２ｂが同一の周波数チャネルを選局する場合には、本実施例の局部発振周波数の設定方法が有効となる。すなわち、第１の局部発振周波数ｆ_Ｌ１は受信希望周波数に対して上側の周波数に、第２の局部発振周波数ｆ_Ｌ２は下側の周波数に設定する。第１、第２の局部発振信号を異なる周波数とすることで、局部発振信号同士の干渉による相互変調歪みの発生を抑えることができる。また、異なる局部発振周波数を使用することでイメージ周波数が同一になることもなくなり、イメージ周波数による妨害回避性能も向上する。このとき得られる２系統の中間周波数信号の周波数スペクトルは逆転するが、周波数反転回路３３により周波数スペクトルの反転処理を行なうことで、２系統の復調部での動作が同一となり正常な受信動作を実現する。

ここで、第１の選局回路２ａと第２の選局回路２ｂが異なる周波数チャネルを選局する場合に、本実施例の局部発振周波数の設定方法の有効性を説明する。第１、第２の受信希望周波数ｆ_ＲＦ１，ｆ_ＲＦ２に対し、第１、第２の局部発振周波数ｆ_Ｌ１，ｆ_Ｌ２を次のように設定する。
ｆ_Ｌ１＝ｆ_ＲＦ１＋ｆ_ＩＦ
ｆ_Ｌ２＝ｆ_ＲＦ２−ｆ_ＩＦ

通常の場合、ｆ_ＲＦ１とｆ_ＲＦ２が異なることに伴い、ｆ_Ｌ１とｆ_Ｌ２も異なる値となるので問題になることはない。しかしながら、特殊な条件ではｆ_Ｌ１とｆ_Ｌ２が等しくなる場合がある。この条件は、第１、第２の受信希望周波数の差が、次のように中間周波数ｆ_ＩＦの２倍になるときである。
｜ｆ_ＲＦ１−ｆ_ＲＦ２｜＝２ｆ_ＩＦ

本実施例では、ＣＰＵ９は第１、第２の局部発振周波数ｆ_Ｌ１，ｆ_Ｌ２の設定を制御する。そしてＣＰＵ９は、ｆ_Ｌ１，ｆ_Ｌ２が等しくなる場合には一方の値、あるいは両方の値を変更して、互いに異なる値に設定する。

以下、この特殊条件が発生する一例と、これに対する対策を述べる。
図６は、第１、第２の局部発振周波数が等しくなる一例とその回避方法を説明する図である。

（ａ）は、第１の選局回路２ａでの周波数関係を示す。符号６０１はユーザが視聴を所望する第１チャネルでその中心周波数ｆ_ＲＦ１は５５７ＭＨｚとする。符号６０２は第１の局部発振信号で、その周波数ｆ_Ｌ１は受信信号より中間周波数ｆ_ＩＦ（＝５７ＭＨｚ）だけ上側の６１４ＭＨｚを選んでいる。

（ｂ１）は、第２の選局回路２ｂでの周波数関係を示す。符号６０３はユーザが視聴を所望する第２チャネルでその中心周波数ｆ_ＲＦ２は６７１ＭＨｚとする。この第２チャネルは地上デジタル放送において、前記第１チャネルと１９チャネル（１９×６＝１１４ＭＨｚ）だけ離れた位置である。符号６０４は第２の局部発振信号で、その周波数ｆ_Ｌ２は受信信号より中間周波数ｆ_ＩＦ（＝５７ＭＨｚ）だけ下側の６１４ＭＨｚを選んでいる。

これらの結果、第１、第２の局部発振周波数ｆ_Ｌ１，ｆ_Ｌ２が等しい値となる。これは、第１、第２の受信希望周波数の差（６７１−５５７＝１１４ＭＨｚ）が中間周波数の２倍（５７×２＝１１４ＭＨｚ）となるときに生じる。既に説明したように、第１、第２の局部発振周波数に微小な周波数差がある場合、２つの発振信号が乗算回路に入力されて相互変調歪みが発生してしまう。

（ｂ２）は、第２の選局回路２ｂでの相互変調歪みの回避方法を示す。ここでは、第２の局部発振信号を、符号６０５で示す周波数ｆ_Ｌ２’に変更して受信信号より中間周波数ｆ_ＩＦ（＝５７ＭＨｚ）だけ上側の７２８ＭＨｚを選ぶ。すなわち、第１の局部発振周波数ｆ_Ｌ１と同様に受信信号周波数の上側周波数を選んでいる。この結果、第１、第２の局部発振周波数ｆ_Ｌ１，ｆ_Ｌ２’は離れた値となり、乗算回路での相互変調歪み発生を回避することができる。

この場合、第２の局部発振信号は（ｂ１）で設定したｆ_Ｌ２＝６１４ＭＨｚを用いて、（ａ）の符号６０２で示す第１の局部発振周波数ｆ_Ｌ１を受信信号周波数の下側、すなわちｆ_Ｌ１’＝５５７−５７＝５００ＭＨｚに変更しても同様に回避できる。

なお、これらの場合には第１の中間周波数信号と第２の中間周波数信号において、中心周波数に対する周波数スペクトルは互いに等しい関係となるため、復調部における周波数反転回路３３は不要となる。
あるいは他の方法として、受信周波数に対して第１の局部発振周波数は上側に、第２の局部発振周波数は下側に設定すると言う基本ルールを維持しながら、中間周波数ｆ_ＩＦを５７ＭＨｚ以外の値に変更することでも回避できる。

いずれの場合でも、ＣＰＵ９は第１、第２の局部発振周波数ｆ_Ｌ１，ｆ_Ｌ２を監視し、両者の値が等しくなる場合には一方の値あるいは両方の値を変更して、互いに異なる値に設定するよう制御する。これにより、異なる２つのチャネル（番組）を受信する場合でも、２つの局部発振信号の干渉による相互変調歪みを抑えることができ、安定した品質の信号が得られる。

以上のように本発明による受信装置は、ダイバーシチ機能を備えた携帯端末用デジタル放送用受信装置や車載用デジタル放送用受信装置のほか、２画面を同時に表示できるデジタル放送用受信装置や記録装置を内蔵し２番組の同時受信録画を行なうデジタル放送用受信装置に適用できる。

１ａ，１ｂ…高周波信号入力端子
２ａ，２ｂ…選局回路
３ａ，３ｂ…復調回路
４…ダイバーシチ合成回路
５…誤り訂正回路
６…バックエンド処理回路
７…映像音声処理回路
９…ＣＰＵ
１０…デジタル放送用受信装置
２２ａ，２２ｂ…乗算回路
２３ａ，２３ｂ…局部発振回路
２４ａ，２４ｂ…ＰＬＬ回路
２５ａ，２５ｂ…基準発振回路
２６ａ，２６ｂ…ＬＰＦ
３１ａ，３１ｂ…ＡＤコンバータ
３２ａ，３２ｂ…デジタル復調回路
３３…周波数反転回路。

Claims (5)

1. ２系統のデジタル放送信号を受信可能なデジタル放送用受信装置において、
   第１の高周波信号を入力して第１の中間周波数信号に変換して出力する第１の選局回路と、
   第２の高周波信号を入力して第２の中間周波数信号に変換して出力する第２の選局回路と、
   上記第１の中間周波数信号を復調処理する第１の復調回路と、
   上記第２の中間周波数信号を復調処理する第２の復調回路と、
   上記第１、第２の選局回路と上記第１、第２の選局回路を制御する制御回路とを備え、
   上記第１、第２の選局回路は、それぞれ、第１、第２の局部発振信号を生成する第１、第２の局部発振回路と、入力した第１、第２の高周波信号と第１、第２の局部発振信号との乗算を行ない両者の周波数の差分周波数の信号から上記第１、第２の中間周波数信号を生成する第１、第２の乗算回路とを有し、
   上記制御回路は、上記第１、第２の局部発振信号の周波数を互いに異なる値に設定するとともに、上記第１、第２の中間周波数信号の中心周波数を互いに等しい値に設定することを特徴とするデジタル放送用受信装置。
2. 請求項１に記載のデジタル放送用受信装置において、
   前記制御回路は、前記第１の局部発振信号の周波数を受信チャネルの周波数よりも前記第１の中間周波数信号の中心周波数だけ高い値に設定し、前記第２の局部発振信号の周波数を受信チャネルの周波数よりも前記第２の中間周波数信号の中心周波数だけ低い値に設定することを特徴とするデジタル放送用受信装置。
3. 請求項２に記載のデジタル放送用受信装置において、
   前記第１、第２の復調回路の一方は、前記第１または第２の中間周波数信号に対して、該中間周波数信号の中心周波数を反転の軸として周波数反転処理を行ない、その後復調処理を行なうことを特徴とするデジタル放送用受信装置。
4. 請求項３に記載のデジタル放送用受信装置において、
   前記第１、第２の復調回路が出力する第１、第２の復調信号をダイバーシチ合成し、１系統の復調信号を出力するダイバーシチ合成回路を備えたことを特徴とするデジタル放送用受信装置。
5. 請求項２に記載のデジタル放送用受信装置において、
   前記制御回路は、設定した前記第１、第２の局部発振信号の周波数の値を監視し、両者の値が等しいとき、該第１および第２の局部発振信号の周波数を各受信チャネルの周波数よりも前記第１および第２の中間周波数信号の中心周波数だけ両方とも高い値、または両方とも低い値に再度設定することを特徴とするデジタル放送用受信装置。

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