JP2012186596A - デジタル放送受信装置 - Google Patents

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【課題】LPFの回路素子に製造上のバラツキが生じた場合でも、個々のLPFの特性によって最適なチャネル帯域幅の制御データを各LPFに設定でき、受信特性のバラツキを抑えて最適動作を実現できること。
【解決手段】デジタル放送受信装置は、直交2相の信号であるI信号及びQ信号を生成するI信号用ミキサ(12)及びQ信号用ミキサ(13)の後段にそれぞれ接続され、遮断周波数特性が設計値に近似するように事前にトリミングされており、外部から与えられる制御データによって帯域幅を制御可能に構成されたLPF(16、17)と、LPF(16、17)の遮断周波数特性をトリミングした際のトリミングデータからなる遮断周波数校正値を記憶したメモリ部(19)と、を備え、LPF(16、17)は、メモリ部(19)に記憶されている遮断周波数校正値の大きさに応じて決定された制御データが外部から与えられて帯域幅が設定される。
【選択図】図2

Description

本発明は、デジタル放送受信装置に関し、例えば、車載用ナビゲーション装置に用いられるデジタル放送受信装置に関する。
この種のデジタル放送受信装置には、例えば、ローパスフィルタ(LPF:Low Pass Filter)を有するチューナブロックが設けられている。IC製造工程においては、LPFを構成するダイ上の回路素子(抵抗やキャパシタ)の素子サイズが、レーザートリミング等のトリミング方法で調整され(例えば、特許文献1)、ローパスフィルタの特性(遮断周波数、帯域外阻止量)が設計値に近付けられる。ローパスフィルタの遮断周波数特性を校正する遮断周波数校正値は、トリミングデータとしてIC内蔵のROM(Read Only Memory)に記憶されて出荷される。また、ICメーカは、ICユーザが使用する放送のチャネル帯域幅に応じて、あるチャネル帯域幅に対応する制御データ(例えば、IF−BW形式のレジスタ値)を推奨する。ICユーザは、ホスト側からIC内のチューナブロックのレジスタに推奨された制御データを書き込み、放送のチャネル帯域幅に対応した周波数特性をローパスフィルタに設定する。
特開平5ー121503号公報
しかしながら、ICのダイ個片単位でみればローパスフィルタの特性のバラツキは比較的小さいが、車載用ナビゲーション装置のように周波数変換系統が多数になってくると、ダイサイズも大きくなるため、ローパスフィルタの特性のバラツキが問題になる。ローパスフィルタの遮断周波数が外側(高域)にずれれば希望波に隣接する妨害波の抑圧が不十分になり、遮断周波数が内側(低域)にずれれば希望波を減衰させる問題が生じる。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、ローパスフィルタの回路素子に製造上のバラツキが生じた場合でも、個々のローパスフィルタの特性によって最適なチャネル帯域幅の制御データを各ローパスフィルタに設定でき、受信特性のバラツキを抑えて最適動作を実現できるデジタル放送受信装置を提供することを目的とする。
本発明のデジタル放送受信装置は、90°位相の異なる局部信号を高周波受信信号と混合して直交2相の信号であるI信号及びQ信号を生成するI信号用ミキサ及びQ信号用ミキサと、前記I信号用ミキサ及びQ信号用ミキサの後段にそれぞれ接続され、遮断周波数特性が設計値に近似するように事前にトリミングされており、外部から与えられる制御データによって帯域幅を制御可能に構成されたローパスフィルタと、前記ローパスフィルタの遮断周波数特性をトリミングした際のトリミングデータからなる遮断周波数校正値を記憶したメモリ部と、を備え、前記ローパスフィルタは、前記メモリ部に記憶されている遮断周波数校正値の大きさに応じて決定された制御データが外部から与えられて帯域幅が設定されることを特徴とする。
この構成によれば、メモリ部に記憶されている遮断周波数校正値の大きさに応じて決定された制御データが外部から与えられて、ローパスフィルタの帯域幅が設定されるので、個々のローパスフィルタの回路素子に製造上のバラツキが生じた場合でも、当該ローパスフィルタの帯域幅が適正に補正されるので、チューナブロックの受信特性の劣化を防止することができる。
また、本発明のデジタル放送受信装置において、前記ローパスフィルタは、前記メモリ部に記憶されている遮断周波数校正値が所定値よりも大きければ相対的に小さな帯域幅の制御データが外部から与えられ、前記遮断周波数校正値が所定値よりも小さければ相対的に大きな帯域幅の制御データが外部から与えられることが好ましい。
また、本発明のデジタル放送受信装置において、前記I信号用ミキサ及びQ信号用ミキサ、前記ローパスフィルタ及び前記メモリ部を有するチューナブロックを複数備える構成としてもよい。
また、本発明のデジタル放送受信装置において、前記各チューナブロック内の前記I信号用ミキサ及びQ信号用ミキサの後段にそれぞれ接続された一対のローパスフィルタに対して、同一の制御データを与える構成としてもよい。
また、本発明のデジタル放送受信装置において、車載用ダイバーシティ受信用の複数アンテナに対応して前記複数のチューナブロックが設けられている構成としてもよい。
本発明によれば、ローパスフィルタの回路素子に製造上のバラツキが生じた場合でも、個々のローパスフィルタの特性によって最適なチャネル帯域幅の制御データを各ローパスフィルタに設定でき、受信特性のバラツキを抑えて最適動作を実現できる。
本実施の形態に係るデジタル放送受信装置を概略的に示した全体構成図である。 本実施の形態に係るチューナブロックの構成を示す回路図である。 トリミングデータからなる遮断周波数校正値を説明するための図である。 ローパスフィルタの帯域幅設定動作を説明するための図である。 本実施の形態に係るチューナブロックの帯域幅設定動作を示すフローチャートである。
以下、本実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本実施の形態に係るデジタル放送受信装置を概略的に示した全体構成図である。図1に示すように、デジタル放送受信装置1は、ダイレクトコンバージョン(Direct Conversion)方式の受信装置であり、アンテナで受信した高周波信号に対して所定の受信処理(増幅処理)を行うアンテナ受信部2と、アンテナ受信部2から入力された高周波信号に対して周波数変換処理を行う複数のチューナブロック3と、複数のチューナブロック3で周波数変換後の信号に対して所定の復調処理を行う復調部4と、これら各部を制御する制御部5と、を備えている。このデジタル放送受信装置1は、4つのチューナブロック3によって4系統の周波数変換系統を構成し、各チューナブロック3は、2つのローパスフィルタ(LPF:Low Pass Filter)16,17を有し、2系統の周波数変換系統を構成している。これら4つのチューナブロック3によって、単一のRF ICのダイが構成される。このデジタル放送受信装置1では、各チューナブロック3に設けられたローパスフィルタ16,17が、ROM(Read Only Memory)19に記憶されたトリミングデータからなる遮断周波数校正値によって決定された制御データに基づいて、ローパスフィルタ16,17の遮断周波数の位置(チャネル帯域幅)が制御可能に構成されている。
図2は、チューナブロック3を概略的に示した回路構成図である。図2に示すように、チューナブロック3は、入力端がRF端子T1に接続された増幅器(LNA:Low Noise Amplifier)11と、増幅器11の後段に設けられた第1のI信号用ミキサ12及び第1のQ信号用ミキサ13と、基準発振信号を発生させる発振器14と、第1のI信号用ミキサ12及び第1のQ信号用ミキサ13に第1のローカル信号を与える第1の発振器15と、第1のI信号用ミキサ12及び第1のQ信号用ミキサ13の後段に設けられたローパスフィルタ16,17と、通信バスI2Cを介して制御部5に接続されたレジスタ18及びROM(Read Only Memory)19と、を有している。また、チューナブロック3は、ローパスフィルタ16,17の後段に設けられた増幅器20,21と、増幅器20,21の後段に設けられた第2のI信号用ミキサ22及び第2のQ信号用ミキサ23と、第2のI信号用ミキサ22及び第2のQ信号用ミキサ23に第2のローカル信号を与える第2の発振器24と、第2のI信号用ミキサ22及び第2のQ信号用ミキサ23からそれぞれ出力された信号を合成する合成器25と、合成器25の後段に設けられたローパスフィルタ26と、を有している。
増幅器11は、RF端子T1を介してアンテナ受信部2から入力された希望周波数帯域の高周波信号を所定レベルにまで増幅し、増幅後の高周波信号を第1のI信号用ミキサ12及び第1のQ信号用ミキサ13にそれぞれ出力する。
発振器14は、基準発振信号の周波数を変更可能に構成されており、この基準発振信号の発振周波数によってチューナブロック3のチャンネルが設定される(選局設定)。発振器14は、基準発振信号を生成して、第1の発振器15及び第2の発振器24にそれぞれ出力する。
第1の発振器15は、発振器14から受けた基準発振信号に基づいて、ダウンコンバート用の第1のローカル信号を生成する。第1の発振器15は、第1のローカル信号の同相成分を第1のI信号用ミキサ12に与え、第1のI信号用ミキサ12に与えられる信号とは90度位相の異なる第1のローカル信号の直交成分を第1のQ信号用ミキサ13に与える。なお、Zero−IF RF チューナブロックの場合には、第1の発振器15で、高周波信号と同一周波数(例えば、479.143MHz)の第1のローカル信号が生成され、高周波信号と混合される。
第1のI信号用ミキサ12は、増幅器11で増幅された高周波信号と、第1の発振器15から入力された第1のローカル信号とを混合して周波数変換し(例えば、0から2.8MHz)、周波数変換された信号(I信号)をローパスフィルタ16に出力する。一方、第2のQ信号用ミキサ23は、増幅器11で増幅された高周波信号と、第1の発振器15から入力された第1のローカル信号の直交成分局部発振信号とを混合して周波数変換し(例えば、0から2.8MHz)、周波数変換された信号(Q信号)をローパスフィルタ17に出力する。
ローパスフィルタ16,17は、レジスタ18に書き込まれた制御データ(IF_BW)に基づいて、チャネル帯域幅(遮断周波数位置)が設定可能に構成されている。ローパスフィルタ16は、第1のI信号用ミキサ12から入力されたI信号に対して、制御データに基づいて設定された遮断周波数(例えば、2.85MHz)よりも高域を阻止帯域とすると共に、遮断周波数よりも低域側で帯域内となる信号を通過可能に構成される。一方、ローパスフィルタ17は、第1のI信号用ミキサ12から入力されたQ信号に対して、制御データに基づいて設定された遮断周波数(例えば、2.85MHz)よりも高域を阻止帯域とすると共に、遮断周波数よりも低域側で帯域内となる信号を通過可能に構成されている。これにより、遮断周波数帯域よりも高域に隣接する妨害波が減衰されて、ローパスフィルタ16,17後段へ隣接妨害波が減衰された信号が出力される。
増幅器20は、ローパスフィルタ16を通過したI信号を所定レベルにまで増幅し、増幅後のI信号を第2のI信号用ミキサ22に出力する。一方、増幅器21は、ローパスフィルタ17を通過したQ信号を所定レベルにまで増幅し、増幅後のQ信号を第2のQ信号用ミキサ23に出力する。
第2の発振器24は、発振器14から受けた基準発振信号に基づいて、アップコンバート用の第2のローカル信号を生成する。第2の発振器24は、第2のローカル信号の同相成分を第2のI信号用ミキサ22に与え、第2のI信号用ミキサ22に与えられる信号とは90度位相の異なる第2のローカル信号の直交成分を第2のQ信号用ミキサ23に与える。
第2のI信号用ミキサ22は、増幅器20で増幅されたI信号と、第2の発振器24から入力された局部発振信号とを混合して周波数変換し(アップコンバート)、周波数変換されたI信号を合成器25に出力する。一方、第2のQ信号用ミキサ23は、増幅器21で増幅されたQ信号と、第2の発振器24から入力された局部発振信号とを混合して周波数変換し(アップコンバート)、周波数変換されたQ信号を合成器25に出力する。
合成器25は、第2のI信号用ミキサ22から入力されたI信号と、第2のQ信号用ミキサ23から入力されたQ信号とを合成し、合成後の信号をローパスフィルタ26に出力する。ローパスフィルタ26は、合成器25から入力された合成後の信号に対して、所定の帯域(例えば、6MHz)よりも高域を阻止帯域とすると共に、所定の帯域内の信号を通過可能に構成されている。ローパスフィルタ26を通過した信号は、出力端子T2を介して後段の復調部4に出力される。
ROM19には、トリミングデータからなる遮断周波数校正値が記憶されている。図3は、トリミングデータからなる遮断周波数校正値を説明するための図である。図3Aに示すように、トリミングデータからなる遮断周波数校正値(Trim_Data)は、ローパスフィルタ16,17の製造の際に、遮断周波数を測定し、その測定した遮断周波数を設計値に近似させるようにトリミング(例えばレーザトリミング)した際のトリミングデータである。図3Aには、「0」から「5」の6つの遮断周波数校正値が示されており、遮断周波数校正値が大きくなるに従い遮断周波数も大きくなる傾向にある(図4B)。すなわち、遮断周波数校正値が大きければ、遮断周波数が大きく(折り返しとなる帯域幅は広い)、遮断周波数校正値が小さければ、遮断周波数が小さい(折り返しとなる帯域幅が狭い)特性を有している。図3Bに示すように、ローパスフィルタ16,17の遮断周波数校正値は、初期状態(出荷時)において、制御データ(IF_BW)はICメーカ推奨のデフォルト値と対応付けられている。図3Bには、制御データ(IF_BW)のデフォルト値として「6」が示されている。IF_BW=6は、地上波デジタル放送受信においてチャネル帯域幅を標準値である6MHzに設定することを意味する。ローパスフィルタ16,17を構成するICの出荷時には、いずれかのトリミングデータからなる遮断周波数校正値(例えば、「3」)がROM19内に記憶されており、レジスタ18には制御データ(「6」)が設定される。なお、トリミングデータ及び制御データの数及び構成は、図3に示すものに限定されるものではなく、使用する放送システムの構成及び用途等に応じて適宜変更可能である。
レジスタ18には、制御部5がROM19の中のトリミングデータから読み出した遮断周波数校正値に応じて決定した制御データが書き込まれる。ローパスフィルタ16,17は、レジスタ18に書き込まれた制御データに対応した帯域幅に設定される。
例えば、レジスタ18が読み出した遮断周波数校正値(例えば、図3に示す「4」)が所定値(例えば、図3に示す「3」)よりも大きい場合、制御部5は、相対的に小さな帯域幅の制御データをレジスタ18に書き込む。上述したように、遮断周波数校正値が大きい場合にはチャネル帯域幅も大きくなる特性を有している(図4B)。そのため、ローパスフィルタ16,17の回路素子に製造上のバラツキがある場合、ローパスフィルタ16,17の遮断周波数の位置が高域側にずれてしまい、周波数通過特性に影響が及ぶことになる。図4Aは、ローパスフィルタ16,17の帯域幅と、希望波及び妨害波との関係を示す図である。図4Aに示すように、ローパスフィルタ16,17のバラツキによって遮断周波数の位置が所望位置から高域側にずれた場合、遮断周波数よりも内側に妨害波N−1のS信号(475.75MHz)が混入するので、妨害波N−1のS信号の抑制が不十分となり、チューナブロック3の受信感度が劣化し、復調信号の妨害特性が劣化する恐れがある。この場合には、制御部5は、読み出した遮断周波数校正値(「4」)に応じて相対的に小さな帯域幅の制御データ(例えば、制御データ「5」)をレジスタ18に書き込む。これにより、ローパスフィルタ16,17には制御データ「5」に対応して6MHzより狭い5MHzの帯域幅が設定されるので、遮断周波数の外側に妨害波N−1のS信号を配置でき、妨害波N−1のS信号を十分に抑制できる。図3Cは、レジスタ18を介して制御データが書き換えられた後の遮断周波数校正値と制御データとの関係を示している。従来は、遮断周波数校正値の大きさによらず相対的に帯域幅の大きな第2の制御データ「6」が書き込まれるが(図3B)、本実施の形態ではROM19から読み出した遮断周波数校正値(「6」)が所定値(「3」)よりも大きいため、遮断周波数校正値「4」に対して、相対的に帯域幅の小さい第1の制御データ「5」がレジスタ18に制御部5から書き込まれる(図3C)。
一方、レジスタ18が読み出した遮断周波数校正値(例えば、図3に示す「2」)が所定値(例えば、図3に示す「3」)よりも小さい場合、ローパスフィルタ16,17の製造上のバラツキによって、遮断周波数の位置が所望位置から低域側にずれていると、ローパスフィルタ16,17の帯域幅が小さくなって、希望波の帯域内のキャリアが削られ(減衰され)てC/Nが劣化する恐れがある。この場合、制御部5は、ROM19から読み出した遮断周波数校正値(「2」)が所定値(図3に示す「3」)よりも小さいので、相対的に大きな帯域幅の制御データ(制御データ「6」)をレジスタ18に書き込む。これにより、ローパスフィルタ16,17の遮断周波数が高域側にずれて折り返しの帯域幅が広くなるので、希望波が削られずに、C/Nの劣化を防止することができる。レジスタ18では、デフォルト値で相対的に帯域幅の小さな第1の制御データ「5」が書き込まれていれば、相対的に帯域幅の大きい第2の制御データ「6」に書き換えられることになるが、デフォルトで第2の制御データ「6」が書き込まれる設定であれば変更は発生しない。なお、ここでは、第1及び第2の制御データを用いてローパスフィルタ16,17のチャネル帯域幅を設定する構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、3つ以上の制御データを用いてローパスフィルタ16,17のチャネル帯域幅を設定することも可能である。
次に、図5を用いて、本実施の形態に係るデジタル放送受信装置1のローパスフィルタ16,17の帯域幅の設定動作について説明する。図5は、本実施の形態に係るデジタル放送受信装置のローパスフィルタ16,17の帯域幅の設定動作を示すフローチャートである。ここでは、図3に示すトリミングデータからなる遮断周波数校正値を用い、所定値が「3」、ROM19に記憶された遮断周波数校正値が「4」である場合を例に挙げて説明する。
まず、制御部5から発振器15,24に対して選局開始の指示が与えられ、制御部5の制御対象となるRF IC(チューナブロック3)が決められ、当該RF ICのスレーブアドレスが指定される(ステップST1)。そして、指定されたチューナブロック3が初期化される(ステップST2)。ここでは、増幅器11,20,21のゲイン、ローパスフィルタ16,17,26のチャネル帯域幅、発振器15のチャージポンプ等が設定される。
次に、制御部5がROM19内に記憶されているトリミングデータからなる遮断周波数校正値を読み込む(ステップST3)。ここでは、ROM19内に記憶された遮断周波数校正値「4」が読み出される。
次に、制御部5は、ROM19から読み出した遮断周波数校正値が所定値以上か否かを判別する(ステップST4)。ここでは、制御部5は、読み出した遮断周波数校正値「4」が所定値「3」以上であると判別し(ステップST4:Yes)、相対的に小さな帯域幅の制御データ「5」をレジスタ18に書き込む。レジスタ18に制御データ「5」が書き込まれると、遮断周波数校正値「4」に対して、相対的に帯域幅の大きい第2の制御データ「6」が初期設定されていた状態から(図3B)、相対的に帯域幅の小さい第1の制御データ「5」が書き込まれた状態に更新される(図3C)。このレジスタ18の制御データの書き込みによって、ローパスフィルタ16,17の帯域幅が小さくなるように変更(補正)される(ステップST5)。これにより、ローパスフィルタ16,17の帯域幅が狭くなり、妨害波の混入が防止される。なお、ステップST4において、読み出した遮断周波数校正値が所定値より小さい場合には(ステップST4:No)、相対的に大きい帯域幅の制御データ「6」をレジスタ18に書き込む(ステップST6)。
そして、発振器14が発振されて選局データが設定され(ステップST7)、次のRF ICの制御が行われる(ステップST8)。
このように、本実施の形態では、デジタル放送受信装置1は、90°位相の異なる局部信号(第1のローカル信号)を高周波受信信号と混合して直交2相の信号であるI信号及びQ信号を生成する第1のI信号用ミキサ12及び第2のQ信号用ミキサ13と、第1のI信号用ミキサ12及び第1のQ信号用ミキサ13の後段にそれぞれ接続され、遮断周波数特性が設計値に近似するように事前にトリミングされており、外部から与えられる制御データによって帯域幅を制御可能に構成されたローパスフィルタ16,17と、ローパスフィルタ16,17の遮断周波数特性をトリミングした際のトリミングデータからなる遮断周波数校正値を記憶したROM19と、を備えている。そして、ローパスフィルタ16,17は、ROM19に記憶されている遮断周波数校正値の大きさに応じて決定された制御データが制御部5から与えられて帯域幅が設定される。これにより、ROM19に記憶されている遮断周波数校正値の大きさに応じて決定された制御データが制御部5から与えられて、ローパスフィルタ16,17の帯域幅が設定されるので、ローパスフィルタ16,17の回路素子に製造上のバラツキが生じた場合でも、ローパスフィルタ16,17の帯域幅が補正されるので、チューナブロック3の受信特性の劣化を防止することができる。
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態にいて、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
以上説明したように、本発明は、ローパスフィルタに製造上のバラツキが生じた場合でも、チューナブロックの受信感度の劣化を防止することができるという効果を有し、例えば、ダイバーシティ受信を行う車載用ナビゲーション装置等の移動体端末装置として有用である。
1 デジタル放送受信装置
2 アンテナ受信部
3 チューナブロック
4 復調部
5 制御部
11、20、21 増幅器
12 第1のI信号用ミキサ(I信号用ミキサ)
13 第1のQ信号用ミキサ(Q信号用ミキサ)
14 発振器
15 第1の発振器
16、17、26 ローパスフィルタ
18 レジスタ
19 ROM(メモリ部)
22 第2のI信号用ミキサ
23 第2のQ信号用ミキサ
24 第2の発振器
25 合成器
I2C 通信バス
T1 RF端子
T2 出力端子

Claims (5)

  1. 90°位相の異なる局部信号を高周波受信信号と混合して直交2相の信号であるI信号及びQ信号を生成するI信号用ミキサ及びQ信号用ミキサと、
    前記I信号用ミキサ及びQ信号用ミキサの後段にそれぞれ接続され、遮断周波数特性が設計値に近似するように事前にトリミングされており、外部から与えられる制御データによって帯域幅を制御可能に構成されたローパスフィルタと、
    前記ローパスフィルタの遮断周波数特性をトリミングした際のトリミングデータからなる遮断周波数校正値を記憶したメモリ部と、を備え、
    前記ローパスフィルタは、前記メモリ部に記憶されている遮断周波数校正値の大きさに応じて決定された制御データが外部から与えられて帯域幅が設定されることを特徴とするデジタル放送受信装置。
  2. 前記ローパスフィルタは、前記メモリ部に記憶されている遮断周波数校正値が所定値よりも大きければ相対的に小さな帯域幅の制御データが外部から与えられ、前記遮断周波数校正値が所定値よりも小さければ相対的に大きな帯域幅の制御データが外部から与えられることを特徴とする請求項1記載のデジタル放送受信装置。
  3. 前記I信号用ミキサ及びQ信号用ミキサ、前記ローパスフィルタ及び前記メモリ部を有するチューナブロックを複数備えたことを特徴とする請求項1又は請求項2記載のデジタル放送受信装置。
  4. 前記各チューナブロック内の前記I信号用ミキサ及びQ信号用ミキサの後段にそれぞれ接続された一対のローパスフィルタに対して、同一の制御データを与えることを特徴とする請求項3記載のデジタル放送受信装置。
  5. 車載用ダイバーシティ受信用の複数アンテナに対応して前記複数のチューナブロックが設けられていることを特徴とする請求項3又は請求項4記載のデジタル放送受信装置。
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