JP2012134925A - 受信回路、半導体集積回路装置、テレビチューナ、およびテレビ受信機 - Google Patents

Abstract

【課題】ノイズの少ないテレビ映像を得ることが可能な受信回路を提供する。
【解決手段】この受信回路は、アナログテレビ放送用のＲＦ信号を増幅するデジタル制御型利得可変増幅器２と、増幅器２の出力信号のレベルを検出し、検出した信号レベルが所定レベルになるように増幅器２の利得を制御する検波回路３と、垂直同期信号に応答して垂直ブランキング期間において制御信号ＣＮＴを「Ｈ」レベルにする信号検出回路９とを備える。検波回路３は、制御信号ＣＮＴが「Ｈ」レベルの期間内に増幅器２の利得を制御し、それ以外の期間では増幅器２の利得制御を停止する。したがって、利得変動に伴うノイズは、垂直ブランキング期間内でのみ発生し、テレビ映像に現れない。
【選択図】図１

Description

この発明は受信回路、半導体集積回路装置、テレビチューナ、およびテレビ受信機に関し、特に、アンテナで受信されたテレビ放送用の高周波信号を復調してビデオ信号を生成する受信回路、半導体集積回路装置、テレビチューナ、およびテレビ受信機に関する。

図７は、従来の地上波テレビ放送受信用チューナの構成を示す回路ブロック図である。図７において、このチューナは、入力端子３１、入力フィルタ３２、利得可変増幅器３３、段間フィルタ３４、ミキサー回路３５、ローカル発振回路３６、ＩＦ（Intermediate Frequency：中間周波）フィルタ３７、検波回路３８、および復調回路３９を備える。

入力端子３１は、地上波テレビ放送局から送信されてアンテナ（図示せず）で受信されたＲＦ（Radio Frequency：高周波）信号を受ける。入力フィルタ３２は、ＲＦ−ＢＰＦ（Band-pass filter：バンドパスフィルタ）であり、ＲＦ信号のうちの、受信しようとする希望波を中心とする周波数成分を通過させる。

入力フィルタ３２を通過したＲＦ信号は、利得可変増幅器３３によって増幅される。利得可変増幅器３３の利得は、検波回路３８からのアナログ信号によって線形に制御される。段間フィルタ３４は、ＲＦ−ＢＰＦであり、利得可変増幅器３３で増幅されたＲＦ信号のうちの、受信しようとする希望波を中心とする周波数成分を通過させる。段間フィルタ３４は、入力フィルタ３２によって除去される妨害信号よりも、希望波に近い周波数の妨害信号を除去する。

ミキサー回路３５は、ローカル発振回路３６からのローカル発振信号を用いて、段間フィルタ３４を通過したＲＦ信号を一定の中間周波数（たとえば、５７ＭＨｚなど）のＩＦ信号に変換する。狭帯域のＩＦフィルタ３７は、ＩＦ−ＢＰＦであり、ＩＦ信号から隣接信号を除去する。復調回路３９は、ＩＦフィルタ３７を通過したＩＦ信号を復調してＣＶＢＳ（Composite Video, Blank, and Sync）信号を生成する。

検波回路３８は、ＩＦフィルタ３７を通過したＩＦ信号のレベルを検出し、検出した信号レベルが所定レベルになるように利得可変増幅器３３の利得を制御する。また、検波回路３８の代わりに復調回路３９内の検波回路によって利得可変増幅器３３の利得を制御するチューナもある。

また、非特許文献１には、デジタル制御型の利得可変増幅器を備えたチューナが開示されている（たとえば、非特許文献１参照）。この文献１では、従来型のテレビチューナをＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）化する場合、ＲＦ−ＶＧＡ（Variable Gain Amplifier： 利得可変増幅器)部としてデジタル制御型利得可変増幅器を用いることにより、線形性の劣化を低減できることが示されている。また、この文献１におけるデジタル制御型利得可変増幅器は、テレビチューナのように弱入力から強入力までの広いダイナミックレンジを要求されるシステムにおいて、非常に有用なものとなっている。

RF Variable-Gain Amplifiers and AGC Loops for Digital TV−IEICE TRANS.ELECTRON., VOL.E91-C,NO.6 JUNE 2008

上記デジタル制御型利得可変増幅器は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調のＩＳＤＢ−Ｔ（Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial）、ＤＶＢ−Ｔ（Digital Video Broadcasting - Terrestrial）、８ＢＶＳＢ変調のＡＴＳＣ（ Advanced Television Systems Committee）などのデジタルテレビ放送の受信に用いると有効な結果が得られる。

しかし、上記デジタル制御型利得可変増幅器の利得はステップ状に変化するので、上記デジタル制御型利得可変増幅器をアナログテレビ放送の受信に使用すると、受信中に利得が急激に変動し、テレビ映像にノイズが現れると言う問題がある。

それゆえに、この発明の主たる目的は、ノイズが少ないテレビ映像を得ることが可能な受信回路、半導体集積回路装置、テレビチューナ、およびテレビ受信機を提供することである。

この発明に係る受信回路は、アンテナで受信されたテレビ放送用の高周波信号を増幅するデジタル制御型の利得可変増幅器と、利得可変増幅器の出力信号のレベルを検出し、検出した信号レベルが所定レベルになるように利得可変増幅器の利得を制御する検波回路と、利得可変増幅器の出力信号を中間周波信号に変換する周波数変換回路と、中間周波信号からビデオ信号の同期信号を検出する信号検出回路とを備えたものである。検波回路は、信号検出回路で検出された同期信号に応答して、ビデオ信号のブランキング期間内に利得可変増幅器の利得を制御し、ブランキング期間以外の期間では利得可変増幅器の利得制御を停止する。

また、この発明に係る他の受信回路は、アンテナで受信されたテレビ放送用の高周波信号を増幅するデジタル制御型の利得可変増幅器と、利得可変増幅器の出力信号のレベルを検出し、検出した信号レベルが所定レベルになるように利得可変増幅器の利得を制御する検波回路と、利得可変増幅器の出力信号を復調してビデオ信号を生成する復調回路と、ビデオ信号から同期信号を検出する信号検出回路とを備えたものである。検波回路は、信号検出回路で検出された同期信号に応答して、ビデオ信号のブランキング期間内に利得可変増幅器の利得を制御し、ブランキング期間以外の期間では利得可変増幅器の利得制御を停止する。

好ましくは、同期信号は垂直同期信号であり、ブランキング期間は垂直ブランキング期間である。

また好ましくは、同期信号は水平同期信号であり、ブランキング期間は水平ブランキング期間である。

また、この発明に係る半導体集積回路装置は、上記受信回路を含む。
また、この発明に係るテレビチューナは、上記受信回路を含む。

また、この発明に係るテレビ受信機は、上記受信回路を含む。

この発明に係る受信回路では、検波回路は、信号検出回路で検出された同期信号に応答して、ビデオ信号のブランキング期間内に利得可変増幅器の利得を制御し、ブランキング期間以外の期間では利得可変増幅器の利得制御を停止する。したがって、ブランキング期間以外の期間では利得制御に伴うノイズが発生しないので、ノイズが少ないテレビ映像を得ることができる。

この発明の一実施の形態による受信回路の構成を示す回路ブロック図である。 図１に示したＣＶＢＳ信号と垂直同期信号の波形を示す図である。 図２に示した垂直ブランキング期間におけるＣＶＢＳ信号と垂直同期信号の波形を示す図である。 実施の形態の比較例におけるＣＶＢＳ信号の波形を示す図である。 実施の形態の変更例を示す回路ブロック図である。 実施の形態の他の変更例を示す回路ブロック図である。 従来の受信回路の構成を示す回路ブロック図である。

この発明の一実施の形態による受信回路は、図１示すように、入力端子１、デジタル制御型利得可変増幅器２、検波回路３、ローカル発振回路４、ミキサー回路５，６、ＩＦフィルタ７、アナログ制御型利得可変増幅器８、信号検出回路９、復調回路１０、およびビデオ処理ＩＣ１１を備える。

入力端子１は、アンテナ（図示せず）で受信されたアナログテレビ放送用のＲＦ信号を受ける。このＲＦ信号は、デジタル制御型利得可変増幅器２によって増幅される。デジタル制御型利得可変増幅器２の利得は、検波回路３からのデジタル制御信号によってステップ状に変更される。

ローカル発振回路４は、実数軸ローカル信号と虚数軸ローカル信号を生成する。ミキサー回路５は、ローカル発振回路４で生成された実数軸ローカル信号および虚数軸ローカル信号を用いて、デジタル制御型利得可変増幅器２で増幅されたＲＦ信号をＩＦ信号に周波数変換する。

ミキサー回路５，６から出力されたＩＦ信号は、ＩＦフィルタ７によって周波数制限され、アナログ制御型利得可変増幅器８によって増幅される。アナログ制御型利得可変増幅器８の利得は、復調回路１０からのアナログ制御信号によって制御される。復調回路１０は、利得可変増幅器８によって増幅されたＩＦ信号のレベルを検出し、検出した信号レベルが所定レベルになるようにアナログ制御信号を生成して利得可変増幅器８の利得を制御する。また、復調回路１０は、ＩＦ信号を復調してＣＶＢＳ信号を生成する。ビデオ処理ＩＣ１１は、ＣＶＢＳ信号に種々の処理を施す。

また、信号検出回路９は、アナログ制御型利得可変増幅器８で増幅されたＩＦ信号に含まれる垂直同期信号Ｖ＿ｓｙｎｃの立ち上がりエッジを検出し、検出した垂直同期信号Ｖ＿ｓｙｎｃの立ち上がりエッジに応答して制御信号ＣＮＴを所定時間だけ活性化レベルの「Ｈ」レベルにする。これにより、制御信号ＣＮＴは、垂直同期信号Ｖ＿ｓｙｎｃの立ち上がりエッジから、その垂直同期信号Ｖ＿ｓｙｎｃを含む垂直ブランキング期間の終了点までの期間だけ活性化レベルにされ、その他の期間は非活性化レベルの「Ｌ」レベルにされる。

検波回路３は、デジタル制御型利得可変増幅器２で増幅されたＲＦ信号のレベルを検出し、検出した信号レベルが所定レベルになるようにデジタル制御信号を生成する。すなわち、検波回路３は、検出した信号レベルが所定レベルよりも低い場合は、利得可変増幅器２の利得が増大するようにデジタル制御信号を生成し、検出した信号レベルが所定レベルよりも高い場合は、利得可変増幅器２の利得が減少するようにデジタル制御信号を生成する。

また、検波回路３は、制御信号ＣＮＴが活性化レベルの「Ｈ」レベルにされている期間内だけデジタル制御信号を変更し、制御信号ＣＮＴが非活性化レベルの「Ｌ」レベルにされている期間は、デジタル制御信号を変更せずに固定する。これにより、デジタル制御型利得可変増幅器２の利得は、垂直ブランキング期間内で必要に応じて変更され、その他の期間では変更されず固定される。したがって、利得の急激な変動によってＣＶＢＳ信号にノイズが発生した場合でも、そのノイズがテレビ映像に表示されることはない。

図２（ａ）は本実施の形態の受信回路によって生成されたＣＶＢＳ信号を示す波形図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）に示したＣＶＢＳ信号に含まれる垂直同期信号Ｖ＿ｓｙｎｃを示す波形図である。図２（ａ）（ｂ）において、ＣＶＢＳ信号は垂直同期信号Ｖ＿ｓｙｎｃを含む。垂直同期信号Ｖ＿ｓｙｎｃは、所定周期で所定時間だけ「Ｈ」レベルに立ち上げられる信号である。垂直同期信号Ｖ＿ｓｙｎｃが「Ｈ」レベルにされる期間およびその前後の一定期間は、垂直ブランキング期間Ｔｖｂとされている。

２つの垂直ブランキング期間Ｔｖｂの間の信号が１画面分のテレビ映像を表示するために使用される。垂直ブランキング期間Ｔｖｂの信号は、１画面分のテレビ映像の開始のタイミングを設定するために使用され、画面には表示されない。本実施の形態では、デジタル制御型利得可変増幅器２の利得を垂直ブランキング期間Ｔｖｂでのみ制御し、他の期間では利得制御を停止する。このため図２（ａ）（ｂ）に示すように、利得変動に伴うノイズは、垂直ブランキング期間Ｔｖｂ内だけで発生し、利得変動に伴うノイズがテレビ映像に表示されることはない。

また、図３（ａ）（ｂ）は図２（ａ）（ｂ）の横軸（時間軸）を拡大した図である。特に、図３（ａ）は垂直ブランキング期間ＴｖｂにおけるＣＶＢＳ信号の波形を示す図であり、図３（ｂ）は垂直ブランキング期間Ｔｖｂにおける垂直同期信号Ｖ＿ｓｙｎｃの波形を示す図である。図３（ａ）（ｂ）において、時刻ｔ０〜ｔ３が垂直ブランキング期間Ｔｖｂである。垂直同期信号Ｖ＿ｓｙｎｃは、時刻ｔ０〜ｔ３間の時刻ｔ１〜ｔ２で活性化レベルの「Ｈ」レベルにされ、その他の期間では非活性化レベルの「Ｌ」レベルにされる。制御信号ＣＮＴは時刻ｔ１〜ｔ３で活性化レベルの「Ｈ」レベルにされ、デジタル制御型利得可変増幅器２の利得は時刻ｔ１〜ｔ３の間で制御される。したがって、デジタル制御型利得可変増幅器２の利得変動に伴うノイズは、時刻ｔ１〜ｔ３の期間でのみ発生する。

図４は、比較例となる受信回路で生成されたＣＶＢＳ信号の波形を示す図であって、図２（ａ）と対比される図である。この比較例の受信回路が図１の受信回路と異なる点は、信号検出回路９が除去され、検波回路３がデジタル制御型利得可変増幅器２の利得を常時制御する点である。このため図４に示すように、利得変動に伴うノイズは全期間で発生し、ノイズがテレビ映像に現れる。

図５は、実施の形態の変更例を示す図であって、図１と対比される図である。この変更例では、信号検出回路９が除去され、復調回路１０内の信号検出部１０Ａによって制御信号ＣＮＴを生成する。信号検出部１０Ａは、復調回路１０内のＩＦ信号に含まれる垂直同期信号Ｖ＿ｓｙｎｃの立ち上がりエッジを検出し、検出した垂直同期信号Ｖ＿ｓｙｎｃの立ち上がりエッジに応答して制御信号ＣＮＴを所定時間だけ活性化レベルの「Ｈ」レベルにする。この変更例でも、実施の形態と同じ効果が得られる。

図６は、実施の形態の他の変更例を示す図であって、図１と対比される図である。この変更例では、信号検出回路９が除去され、ビデオ処理ＩＣ１１内の信号検出部１１Ａによって制御信号ＣＮＴを生成する。信号検出部１１Ａは、ビデオ処理ＩＣ１１内のＣＶＢＳ信号に含まれる垂直同期信号Ｖ＿ｓｙｎｃの立ち上がりエッジを検出し、検出した垂直同期信号Ｖ＿ｓｙｎｃの立ち上がりエッジに応答して制御信号ＣＮＴを所定時間だけ活性化レベルの「Ｈ」レベルにする。この変更例でも、実施の形態と同じ効果が得られる。

なお、この実施の形態では、垂直同期信号Ｖ＿ｓｙｎｃに応答して垂直ブランキング期間Ｔｖｂ内にデジタル制御型利得可変増幅器２の利得を制御したが、水平同期信号に応答して水平ブランキング期間内にデジタル制御型利得可変増幅器２の利得を制御してもよい。

すなわち、ＣＶＢＳ信号は水平同期信号を含む。水平同期信号は、所定周期で所定時間だけ「Ｌ」レベルに立ち下げられる信号である。水平同期信号が「Ｌ」レベルにされる期間およびその前後の一定期間は、水平ブランキング期間とされている。

２つの水平ブランキング期間の間の信号が１ライン分のテレビ映像を表示するために使用される。１画面分のテレビ映像は、数百本のラインで構成されている。水平ブランキング期間の信号は、１ライン分のテレビ映像の開始のタイミングを設定するために使用され、画面には表示されない。この変更例では、デジタル制御型利得可変増幅器２の利得を水平ブランキング期間でのみ制御し、他の期間では利得制御を停止する。このため、利得変動に伴うノイズは、水平ブランキング期間内だけで発生し、利得変動に伴うノイズがテレビ映像に現れることはない。

この場合、たとえば図１の信号検出回路９は、ＩＦ信号に含まれる水平同期信号の前縁である立ち下がりエッジを検出し、検出した水平同期信号の立ち下がりエッジに応答して制御信号ＣＮＴを所定時間だけ活性化レベルの「Ｈ」レベルにする。これにより、制御信号ＣＮＴは、水平同期信号の立ち下がりエッジから、その水平同期信号を含む水平ブランキング期間の終了点までの期間だけ活性化レベルにされ、その他の期間は非活性化レベルの「Ｌ」レベルにされる。この変更例でも、実施の形態と同じ効果が得られる。

なお、図１、図５、図６に示した受信回路のうちの入力端子１から復調回路１０までの部分（ビデオ処理ＩＣ１１以外の部分）は、１つのＩＣとして形成される。また、図１、図５、図６に示した受信回路は、テレビチューナに搭載される。また、図１、図５、図６に示した受信回路は、テレビ受信機に搭載される。

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。

１，３１ 入力端子、２ デジタル制御型利得可変増幅器、３，３８ 検波回路、４，３６ ローカル発振回路、５，６，３５ ミキサー回路、７，３７ ＩＦフィルタ、８，３３ アナログ制御型利得可変増幅器、９ 信号検出回路、１０，３９ 復調回路、１０Ａ，１１Ａ 信号検出部、１１ ビデオ処理ＩＣ、３４ 段間フィルタ、３９ 復調回路。

Claims (7)

1. アンテナで受信されたテレビ放送用の高周波信号を増幅するデジタル制御型の利得可変増幅器と、
   前記利得可変増幅器の出力信号のレベルを検出し、検出した信号レベルが所定レベルになるように前記利得可変増幅器の利得を制御する検波回路と、
   前記利得可変増幅器の出力信号を中間周波信号に変換する周波数変換回路と、
   前記中間周波信号からビデオ信号の同期信号を検出する信号検出回路とを備え、
   前記検波回路は、前記信号検出回路で検出された同期信号に応答して、前記ビデオ信号のブランキング期間内に前記利得可変増幅器の利得を制御し、前記ブランキング期間以外の期間では前記利得可変増幅器の利得制御を停止する、受信回路。
2. アンテナで受信されたテレビ放送用の高周波信号を増幅するデジタル制御型の利得可変増幅器と、
   前記利得可変増幅器の出力信号のレベルを検出し、検出した信号レベルが所定レベルになるように前記利得可変増幅器の利得を制御する検波回路と、
   前記利得可変増幅器の出力信号を復調してビデオ信号を生成する復調回路と、
   前記ビデオ信号から同期信号を検出する信号検出回路とを備え、
   前記検波回路は、前記信号検出回路で検出された同期信号に応答して、前記ビデオ信号のブランキング期間内に前記利得可変増幅器の利得を制御し、前記ブランキング期間以外の期間では前記利得可変増幅器の利得制御を停止する、受信回路。
3. 前記同期信号は垂直同期信号であり、前記ブランキング期間は垂直ブランキング期間である、請求項１または請求項２に記載の受信回路。
4. 前記同期信号は水平同期信号であり、前記ブランキング期間は水平ブランキング期間である、請求項１または請求項２に記載の受信回路。
5. 請求項１から請求項４までのいずれかに記載の受信回路を含む、半導体集積回路装置。
6. 請求項１から請求項４までのいずれかに記載の受信回路を含む、テレビチューナ。
7. 請求項１から請求項４までのいずれかに記載の受信回路を含む、テレビ受信機。