JP2012119936A

JP2012119936A - 受信回路、電子機器、受信回路の制御方法

Info

Publication number: JP2012119936A
Application number: JP2010267832A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kumagai; 健熊谷
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2010-11-30
Publication date: 2012-06-21
Also published as: US20120133435A1

Abstract

【課題】信号増幅について消費出力を低減することの可能な増幅回路、電子機器、増幅方法を提供する。
【解決手段】高周波信号が入力されこの高周波信号を増幅して出力するｎ段アンプと、前記ｎ段アンプの消費電力の制御を行う制御回路と、前記制御に対応して前記ｎ段アンプの内の出力の選択を行う切り替え回路とを備えた増幅回路。また、アンテナと、前記アンテナを介して入力された信号を増幅して出力する複数のアンプと、前記複数のアンプのそれぞれに供給される電流を制御する制御回路と、前記制御回路の前記電流制御に対応して、前記複数のアンプの出力を切り替える切り替え回路とを有する増幅回路と、前記増幅回路から出力された信号を復調する復調回路と、を備えた電子機器。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、増幅回路、電子機器、増幅方法に関する。

他の機器と無線通信可能な電子機器では、前記他の機器より無線にて送信された信号を受信することが可能である。電子機器は、この他の機器等からの操作信号を受信すると、増幅回路等によってこの操作信号を増幅する。

この信号増幅について消費電力を低減することが求められている。

特開２００３−２９８４４１号公報

本発明の実施の形態は、信号増幅について消費出力を低減することの可能な増幅回路、電子機器、増幅方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、実施形態によれば増幅回路は、入力される信号を増幅して出力する複数のアンプと、前記複数のアンプのそれぞれに供給される電流を制御する制御回路と、前記制御回路の前記電流の制御に対応して、前記複数のアンプの出力を切り替える切り替え回路とを備えた。

実施形態に関連するアナログ／デジタル兼用チューナの構成を説明するためのブロック図。この発明の一実施形態を示すRF受信回路の機能ブロック構成図。同実施形態の制御回路部の制御を示す低雑音アンプ切り替えフロー図。同実施形態に用いられるＩＩＣインタフェースを説明するための図。他のアナログ／デジタル兼用チューナの構成を説明するためのブロック図。本発明の一実施形態におけるＤＴＶ及びリモートコントローラの内部構成の一例を示すブロック図。

以下、一実施形態を説明する。
（第１の実施形態）
第１の実施形態を図１乃至図４を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に関連するアナログ／デジタル兼用チューナの構成を示す図である。まず構成について説明する。
図１において、アナログ／デジタル兼用チューナ１０は、地上デジタルＩＦ（中間周波数）復調ＩＣ５０と組み合わせて使用される。
アナログ／デジタル兼用チューナ１０は、地上デジタルＩＦ（中間周波数）復調ＩＣ５０や他のノイズ発生源からの飛び込み妨害防止のためシールド金具で覆うことで電波遮蔽されたたモジュールである。

アナログ／デジタル兼用チューナ１０は、地上波アンテナ入力端子１１０と、ＲＦ＿ＡＭＰ（利得可変型）１１３と、ミキサー１１４と、オシレータ（ＯＳＣ）１１４Ａと、ＩＦ＿ＡＭＰ１１４Ｂと、レベル検出部１１４Ｃと、アナログ放送用の映像ＩＦ（Intermediate Frequency：中間周波数）フィルタ１１５と、アナログ放送用の音声ＩＦフィルタ１１６と、デジタル放送用ＩＦ＿ＡＭＰ１２１と、地上アナログＩＦ復調ＩＣ１２０と、アナログ映像信号出力端子１３１と、ＳＩＦ（Sound Intermediate Frequency）信号出力端子１３２等から構成されている。

なお、ＩＩＣバス制御端子１５０はＩＩＣ（Ｉ^２Ｃ、アイスクエアシー）バス経由で地上デジタルＩＦ（中間周波数）復調ＩＣ５０から又は地上デジタルＩＦ（中間周波数）復調ＩＣに接続された図示せぬマイコンからの制御を受けるためのものである。マイコンの制御機能は地上デジタルＩＦ（中間周波数）復調ＩＣが有していてもよい。

さてＲＦ＿ＡＭＰ１１３は、ＲＦ＿ＡＧＣ制御信号により制御され、地上波アンテナ入力端子１１０から入力されたＲＦ信号を増幅してミキサー１１４へ出力する。
ＲＦ＿ＡＭＰ１１３は、利得可変型となっている。ＲＦ＿ＡＭＰ１１３の前段に、利得固定型ＲＦ＿ＡＭＰ及びこのＲＦ＿ＡＭＰの出力を減衰させるアッテネータを設けてもよい。

ミキサー１１４は、ＲＦ＿ＡＭＰ１１３からのＲＦ信号とＯＳＣ１１４Ａからの発振信号とをミックスしてＩＦ（中間周波数）成分を取り出す。
オシレータ１１４Ａは、後述するマイコンによって発振周波数が制御される局部発振回路であり視聴者が選局した番組を視聴するために必要な局部発振周波数を発生する。以上のフロントエンド部のうちＲＦ＿ＡＭＰ等を除いた部分は、フロントエンドＩＣとして一体化されることが多い。

アナログ放送用の映像ＩＦフィルタ１１５およびアナログ放送用の音声ＩＦフィルタ１１６としては、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave：表面弾性波）フィルタが用いられる。

図１の回路はTVやPCでは典型的なものであるが、無線LANに接続される端末でも構成要素は基本的に共通なものが多い。例えば無線LANのWi-Fi（ワイファイ、wireless fidelity）は、通信規格であるIEEE 802.11シリーズ(IEEE 802.11a/IEEE 802.11b)を利用した無線機器間の相互接続であり、VoIP搭載携帯電話などが用いられる。

Voice over Internet Protocol（ボイスオーバーインターネットプロトコル、VoIP（ボイップ））とは、音声を各種符号化方式で圧縮しパケットに変換した上でIP（Internet Protocol: インターネットプロトコル）ネットワークでリアルタイム伝送する技術である。

VoIP専用機器には、通信プロトコルとして、SIP (Session Initiation Protocol) のものとH.323のもの、IPv4のものとIPv6のものとがある。Wi-Fi電話端末とは、無線LANに直結できる携帯型電話機である。

さて図２は本実施形態の実施例を示す機能ブロック図であり、図３は低雑音アンプ切り替えフローである。
図２について、例えば無線LANのアンテナ１に接続されるRF受信回路７は、切り替え回路２、フィルタ３、高利得アンプ４、復調回路５、ｎ段低雑音アンプ６および制御回路８から構成されている（ｎ段のｎは自然数であり、ｎ＝１でも動作可能であるが、本実施形態としてはｎ≧２）。

切り替え回路２は、例えばアナログスイッチで構成されている。制御回路８からの制御信号は２値のデジタル信号でもよいし、必要によってはこのデジタル信号をアナログレベルに変換する変換器を介在させてもよい。

切り替え回路２の後段には、利得可変型ＲＦ＿ＡＭＰ及びこのＲＦ＿ＡＭＰの前後にこの出力を減衰させるアッテネータを設けてもよい。また、利得可変型ＲＦ＿ＡＭＰの出力は、ＩＦ（中間周波数）成分のＰｅａｋレベル検出による他に、後述の実施形態２のように復調回路からのフィードバックによる構成としてもよい。

フィルタ3は、例えば整流回路とBPFとを含む。高利得アンプ４は、中間周波数を増幅するためのものである。復調回路５は、例えばチューナを含みこのチューナで選局されたチャンネルを復調するためのものである。

ｎ段低雑音アンプ６は、図示せぬ電源より給電されていて、制御回路８による後述の電流制御により消費電力を抑制される。制御回路８は、この電流を流しまたは切るために２値の電圧を出力してもよいし、必要によってはこの２値の電圧を電流出力に変換する変換器を介在させてもよい。また復調回路５からの例えば２．４ＧＨz帯の信号において復調を判定するために例えば制御回路８は、この信号の入力部にコンパレータを備えてこのコンパレータの出力を用いて復調を判定してもよい。

以下にRF受信回路７の動作例を示す。
図３のフローに示すようにアンテナ１から導かれる高周波信号の受信を開始するとき、制御回路８はｎ段低雑音アンプ６の電流制御を行い、このうち1段目の低雑音アンプのみ電流を供給する。そして制御回路８は切り替え回路２を制御し、ｎ段低雑音アンプ６のうちこの1段目の低雑音アンプの出力を選択する（ステップＳ１，Ｓ２）。切り替え回路２より出力されたデータはフィルタ３、高利得アンプ４、復調回路５を通して制御回路８に入力される。制御回路８は例えば１秒で受信信号ありと判断できなければ（ステップＳ３のＮｏ）、ｎ段低雑音アンプ６の電流制御を行い、２段目にも電流を供給する。そして切り替え回路２を制御し、２段目の低雑音アンプの出力を選択する（ステップＳ５，Ｓ６）。切り替え回路２より出力されたデータはフィルタ３、高利得アンプ４、復調回路５を通して制御回路８に入力される。制御回路は受信信号ありと判断できなければ（ステップＳ７のＮｏ）、３段目の低雑音アンプにも電流を供給する（ｎ≧３の場合）。

ステップＳ３でＹｅｓと判定された場合には、受信制御を開始する（ステップＳ４）。この制御は例えば、受信不能となるまで或いはユーザによるチャンネル切り替えや装置の電源OFFまで続く。ステップＳ７でＹｅｓ判定された場合も、このステップＳ３の受信制御と同様な処理を行う。

このように１段目から順に電流を供給するように制御することにより、すべての低雑音アンプに電流を供給し続ける場合より、低消費電力化を図ることが出来る。ｎ段目まで電流を供給しても受信できなかった場合には受信制御は行わず、ユーザにこの受信制御は行わない旨のメッセージを出せばよい。

図４は、前述のＩＩＣインタフェースを説明するための図である。ＩＩＣインタフェースのバス（ＩＩＣ‐ＢＵＳ）は、マスタデバイスから出力されるプルアップされたクロックと、マスタデバイスとスレーブデバイスとの双方向通信を行うデータとの２本の通信線から成り立っている。

図４（ａ）は、スレーブアドレスの構成例を示したものである。スレーブアドレスは8 ビット長で、上位4 ビットはデバイスの種類に応じて固定的に決まっている。また下位1 ビットは0

のとき書き込みで、1 のとき読み込みを表す。したがってスレーブアドレスで実際上使えるのはビット1 から3
までになる。
図４（ｂ）は２線のタイミングの概略図であり、上側のようにデータ線の信号のレベル値がＬＯＷになることによってＳｔａｒｔとなり、上位ビットから以下データが送られていき、データ線の信号のレベル値がＨＩＧＨになることによってＳｔｏｐ状態となる。対応するクロック線のタイミングは下側のようである。図４（ｂ）は１バイト転送の例であるが、データとＡＣＫをＳｔｏｐ状態までに複数繰り返せば、最初のバイトはスレーブアドレスだが残りのバイトは通信内容とすることができる。

（第２の実施形態）
本発明による第２の実施形態を図２乃至図５を参照して説明する。実施形態１と共通する部分は説明を省略する。
図５は、他のアナログ／デジタル兼用チューナの構成を示す図である。
アナログ／デジタル共用チューナ部においてアナログ受信時はANT入力信号はRF AMPを介してOSC (局部発信回路)]周波数とMIX(MIXER)され58.75MHz IF信号となりIF AMPをから目的チャンネルのみ通過帯域を確保し隣接したチャンネルは大幅に減衰させるSAWフィルタを介して地上アナログIF復調ICに供される。地上アナログIF復調ICは可変GAINを持つ内蔵IF AMP及びそのGAIN制御を行うIF AGC/RFAGC出力/復調等で構成される。

このAGCシステムはSAWフィルタ通過後の地上アナログIF復調ICでIF AGC/ RFAGC制御電圧を検出する。図１と比べるとSAWフィルタ通過後のIF AMP入力では信号がより低レベルとなり、IF段としては妨害が少なくなるが、RF段での隣接チャンネルレベルによる RF段歪妨害が起こりやすく、又デジタル受信時とアナログ受信時でRF AGCループが異なるためデジタル/アナログRF AGC切換えが必要である。他方で、レベル検出部１１４Ｃは不要となっている。

（第３の実施形態）
本発明による第２の実施形態を図６を参照して説明する。実施形態１、２と共通する部分は説明を省略する。
図６は本実施形態におけるＤＴＶ１１及びリモートコントローラ２０の内部構成の一例を示すブロック図である。
先ずＤＴＶ１１に関する説明を行う。
ＤＴＶ１１は、装置各部の動作を制御する制御部１５６を備えている。制御部１５６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を内蔵している。制御部１５６は、操作部１１６から入力される操作信号や、リモートコントローラ２０から送信され受信部１１８を介して受信される操作信号に応じて、ＲＯＭ（Read Only Memory）１５７に予め記憶されたシステム制御プログラム及び各種処理プログラムを起動させる。制御部１５６は、起動したプログラムに従って、ＲＡＭ（Random Access Memory）１５８をワークメモリとして装置各部の動作を制御する。

入力端子１４４は、ＢＳ／ＣＳデジタル放送受信用のアンテナ１４３が受信した衛星デジタルテレビジョン放送信号を衛星デジタル放送用のチューナ１４５に供給する。チューナ１４５は、受信したデジタル放送信号のチューニングを行い、チューニングしたデジタル放送信号をＰＳＫ（Phase Shift Keying）復調器１４６に送信する。PSK復調器１４６は、ＴＳ（Transport Stream）の復調を行い、復調したＴＳをＴＳ復号器１４７ａに供給し、ＴＳ復号器１４７ａは、TSをデジタル映像信信号、デジタル音声信号、およびデータ信号を含むデジタル信号に復号した後、信号処理部１００にこれを出力する。ここでのデジタル映像信号とはＤＴＶ１１が出力可能な映像に関するデジタル信号であり、音声信号はＤＴＶ１１が出力可能な音声に関するデジタル信号である。またデータ信号とは、例えばＤＴＶ１１が電子番組表であるＥＰＧ（Electronic Program Guide）を生成するときに使用する情報である番組関連情報等を含む、放送波の放送番組に関する情報に関するデジタル信号である。

入力端子１４９は、地上波デジタル放送受信用のアンテナ１４８が受信した地上波デジタルテレビジョン放送信号を地上波デジタル放送用のチューナ１５０に供給する。チューナ１５０は、受信したデジタル放送信号のチューニングを行い、チューニングしたデジタル放送信号をそれぞれのＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）復調

器１５１に送信する。ＯＦＤＭ復調器１５１は、ＴＳの復調を行い、復調したＴＳをそれぞれのＴＳ復号器１４７ｂに供給し、ＴＳ復号器１４７ｂは、ＴＳをデジタル映像信号及び音声信号等に復号した後、信号処理部１００にこれを出力する。チューナ１５０の１１個それぞれのチューナで取得した地上波デジタルテレビジョン放送は、これらの複数個のＯＦＤＭ復調器１５１、ＴＳ復号器１４７ｂによってそれぞれ同時にデジタル映像信号、音デジタル音声信号、及びデータ信号を含むデジタル信号として復号された後に、信号処理部１００に出力されることが可能である。

アンテナ１４８は、地上波アナログ放送信号も受信可能である。受信された地上波アナログ放送信号は、図示しない分配器によって分配されて、アナログチューナ１６８に供給される。アナログチューナ１６８は、受信したアナログ放送信号のチューニングを行い、チューニングしたアナログ放送信号をアナログ復調器１６９に送信する。アナログ復調器１６９はアナログ放送信号の復調を行い、復調したアナログ放送信号を信号処理部１００に出力する。また、ＤＴＶ１１は、一例として、アンテナ１４８が接続される入力端子１４９にＣＡＴＶ（Common Antenna Television）用のチューナを接続することによってＣＡＴＶも視聴することができる。

信号処理部１００は、ＴＳ復号器１４７ａ、１４７ｂ、または制御部１５６から出力されたデジタル信号に、適切な信号処理を施す。より具体的には、信号処理部１００はデジタル信号を映像信号、デジタル音声信号、およびデータ信号に分離する。分離された映像信号はグラフィック処理部１５２に、音声信号は音声処理部１５３に出力される。また信号処理部１００は、アナログ復調器１６９から出力された放送信号を、所定のデジタルフォーマットの映像信号及び音声信号に変換する。デジタルに変換された映像信号はグラフィック処理部１５２に、音声信号は音声処理部１５３に出力される。また信号処理部１００は、ライン入力端子１３７からの入力信号にも所定のデジタル信号処理を施す。

ＯＳＤ（On Screen Display）信号生成部１５４は、制御部１５６の制御に従って、ＵＩ（ユーザ・インタフェース）画面などを表示するためのＯＳＤ信号を生成する。また信号処理部１００においてデジタル放送信号から分離されたデータ信号は、ＯＳＤ信号生成部１５４により適切なフォーマットのＯＳＤ信号に変換され、グラフィック処理部１５２

に出力される。
グラフィック処理部１５２は、信号処理部１００から出力されるデジタルの映像信号のデコード処理を行う。デコードされた映像信号は、ＯＳＤ信号生成部１５４から出力されたＯＳＤ信号と重ね合わせて合成され、映像処理部１５５に出力される。グラフィック処理部１５２は、デコードされた映像信号またはＯＳＤ信号を、映像処理部１５５に選択的に出力することもできる。

映像処理部１５５は、グラフィック処理部１５２から出力された信号を、表示部１２０で表示可能なフォーマットのアナログ映像信号に変換する。アナログに変換された映像信号は、表示部１２０に表示される。

音声処理部１５３は、入力された音声信号を、スピーカ１１０で再生可能なフォーマットのアナログ音声信号に変換する。アナログに変換された音声信号は、スピーカ１１０に出力されて再生される。

カードホルダ１６１は、カードＩ／Ｆ（Interface）１６０を介して制御部１５６に接続されている。メモリカード１１９は、このカードＩ／Ｆ１６０に装着可能である。メモリカード１１９は、例えばＳＤ（Secure Digital）メモリカード、ＭＭＣ（Multimedia Card）及びＣＦ（COMPACTFLASH（登録商標））カード等の記憶媒体である。カードホルダ１６１に装着

されたメモリカード１１９、及び制御部１５６は、カードＩ／Ｆ１６０を介して情報の書込み／読み出しを行うことができる。
ＬＡＮ端子１３１は、ＬＡＮＩ／Ｆ１６４を介して制御部１５６に接続されている。ＬＡＮ端子１３１は、イーサネット（登録商標）を用いた一般的なＬＡＮ対応ポートとして使用される。本実施形態においてＬＡＮ端子１３１にはＬＡＮケーブル（図示しない）が接続されており、インターネットと通信可能となっている。

ＵＳＢ（Universal Serial Bus）端子１３３は、ＵＳＢＩ／Ｆ１６６を介して制御部１５６に接続されている。ＵＳＢ端子１３３は、一般的なＵＳＢ対応ポートとして使用される。ＵＳＢ端子１３３には、例えばハブを介して、携帯電話、デジタルカメラ、各種メモリカードに対するカードリーダ／ライタ、ＨＤＤ、キーボード等が接続される。制御部

１５６は、ＵＳＢ端子１３３を介して接続される機器との間で、情報の通信（送受信）を行うことができる。
ＨＤＤ１７０はＤＴＶ１１に内蔵される磁気記憶媒体（Hard Disk Drive）であってＤＴＶ１１が有する各種情報を記憶する機能を有している。
またRF受信回路７で復調された信号は、ＴＳ復号器１４７ａまたは図示せぬ同等な復号器に導かれこの信号が利用される。RF受信回路とＤＴＶ１１内の他のブロックとの交信は、ＩＩＣインタフェースを用いてもよいし他の手段によってもよい。

次にリモートコントローラ２０に関する説明を行う。
キー２１、タッチパッド２２、及び十字キー２３より出力される検知信号は、リモコン制御部２４に入力される。リモコン制御部２４は入力された信号に基づいて、ＤＴＶ１１を操作するための操作信号を生成し、送信部２５によって外部に送信させる。この送信された操作信号を受信部１１８が受信するとＤＴＶ１１はこの操作信号に応じた所定の処理を実行する。

本実施形態においては、キー２１の押下によってリモートコントローラ２０から送信される信号をキー操作信号、タッチパッド２２をなぞることによって送信される信号をタッチパッド操作信号、十字キー２３を押下することによって送信される信号を十字キー操作信号と呼ぶこととする。

以上説明した実施例によれば、制御回路および切り替え回路を具備することにより、送信機（例えば無線LANのWi-Fiのアクセスポイント）の距離に合わせて低雑音アンプの段数を調整でき、低消費電力化を図ることが可能となる。

即ち複数段のアンプを接続したRF受信回路において、受信信号サーチ時にアンプ段数を切り替えることによりRF受信回路を低消費電力化することが効果である。
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この外その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、ｎ段低雑音アンプ６の各段の増幅率などの特性は異なっていてもよい。また、必ずしも１段目から受信を確認しなくてもよい。山間部など電波が弱いところに居住や滞在をする場合には、例えばリモートコントローラ２０を用いた対話的なユーザ設定により又は装置自体の学習により２段目以降までを初期設定として受信を開始してもよい。

また、上記した実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜に組み合わせることにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良いものである。さらに、異なる実施の形態に係わる構成要素を適宜組み合わせても良いものである。

１アンテナ
２切り替え回路
３フィルタ
４高利得アンプ
５復調回路
６ｎ段低雑音アンプ
７ RF受信回路
８制御回路

Claims

入力される信号を増幅して出力する複数のアンプと、
前記複数のアンプのそれぞれに供給される電流を制御する制御回路と、
前記制御回路の前記電流の制御に対応して、前記複数のアンプの出力を切り替える切り替え回路と、
を備えた増幅回路。
前記複数のアンプは低雑音アンプである請求項１に記載の増幅回路。
請求項２に記載の切り替え回路の出力を用いてフィルタリングを行うフィルタを更に備えた電子回路。
請求項３に記載のフィルタの出力を用いて復調する復調回路を更に備えた受信回路。
アンテナと、
前記アンテナを介して入力された信号を増幅して出力する複数のアンプと、前記複数のアンプのそれぞれに供給される電流を制御する制御回路と、前記制御回路の前記電流制御に対応して、前記複数のアンプの出力を切り替える切り替え回路とを有する増幅回路と、
前記増幅回路から出力された信号を復調する復調回路と、を備えた電子機器。
入力された信号を増幅して出力する複数のアンプのそれぞれに供給される電流を制御し、
前記電流の制御に対応して、前記複数のアンプの出力を切り替える増幅方法。