JP2833540B2 - ディジタル放送用衛星放送受信機 - Google Patents

ディジタル放送用衛星放送受信機

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JP2833540B2
JP2833540B2 JP26245595A JP26245595A JP2833540B2 JP 2833540 B2 JP2833540 B2 JP 2833540B2 JP 26245595 A JP26245595 A JP 26245595A JP 26245595 A JP26245595 A JP 26245595A JP 2833540 B2 JP2833540 B2 JP 2833540B2
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博章 本山
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  • Television Receiver Circuits (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はディジタル放送用衛
星放送受信機に関し、特に同期確立を行うための周波数
掃引方式を改善した受信機に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、ディジタル放送用衛星放送受信
機にはAFC回路(自動周波数制御回路)が設けられて
受信周波数を保持しているが、このAFC回路は復調回
路が同期状態にならないと動作しないため、衛星のトラ
ンスポンダや受信アンテナの局部発信器の周波数の偏差
やドリフトがあった場合でも復調回路を同期させる必要
がある。このため、例えば、テレビジョン学会技術報告
Vol.17,No13,PP.13〜18(Feb.
1993)に示されるように、電源投入時あるいは受信
周波数変更時等の非同期状態において、周波数変換回路
あるいは検波回路の電圧制御型発振周波数を一定の範囲
で強制的に掃引させて同期確立を行う方式が提案されて
いる。
【0003】図6は従来のディジタル放送用衛星放送受
信システムの一例を示すブロック図である。MSKやQ
PSK等でディジタル変調された信号が図外のRF部で
受信され、その第1IF信号がF型コネクタ1に入力さ
れると、アンプ2で増幅され、ミキサ3により第2IF
信号に変換される。このミキサ3では、VCO(電圧制
御発振器)4、ループフィルタ5、周波数シンセサイザ
6、基準周波数発振器7からなるPLL(Phase
Locked Loop)により発生される局部信号が
利用される。また、第2IF信号は分配器9により2分
配され、それぞれミキサ10,14、ローパスフィルタ
11,15を経てベースバンド信号となり、A/Dコン
バータ12,16によりデジタルデータとされ、QPS
K/MSK復調器13により元信号データとされる。
【0004】このように、MSKやQPSK等でディジ
タル変調されたデータを復調するには、一定の位相に固
定された基準信号を再生する(これをキャリア再生とい
う)必要がある。ここではそのキャリア再生方式とし
て、送信信号との相対位相差の情報(キャリア位相誤差
信号)を抽出して、それをもとに送信信号との相対位相
差(キャリア位相誤差)が零の基準信号を再生するコス
タスループと呼ばれる方式を採用している。同期状態で
は、VCO18がコスタスループの基準信号となる。非
同期状態では、同期検出回路25の出力を受けてアナロ
グマルチプレクサ39が三角波発生器38(周波数は
0.1Hzから10Hz程度で発振源がアナログのもの
とディジタル信号をA/D変換して得られるものとを含
む)からの入力を選択し、キャリア位相誤差抽出回路2
6およびコスタスループのループフィルタ27から得ら
れるキャリア位相誤差信号との加算器22に入力するこ
とにより、VCO18の周波数は掃引される。
【0005】そして、VCO18の発振がキャプチャレ
ンジ内に入り同期状態になると、同期検出回路25の出
力は反転しアナログマルチプレクサ39がアンプ37か
らの入力を選択し、キャリア位相誤差信号との加算器2
2に入力することにより、VCO18の周波数は掃引を
停止される。キャリア位相誤差信号をローパスフィルタ
36を通過後、アンプ37により増幅した信号はAFC
信号となり、VCO18はキャリア位相誤差が零になる
ように動作するとともにAFC動作も行う。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この従来のディジタル
放送用衛星放送受信機では、非同期状態からできるだけ
早く同期を確立させるためには、掃引を制御する三角波
発生器の発振周波数を上げなければならないが、その場
合はコスタスループのループフィルタが追従出来ず、特
に受信状況が悪い(低C/N)時に同期そのものが確立
し難くなる。また、掃引する周波数の範囲は、狭すぎる
と衛星のトランスポンダや受信アンテナの局部発振器の
周波数の偏差やドリフトにより復調回路が同期できなく
なり、広すぎると同期を確立させるまでの時間が長くな
るため、適正な範囲に限定する必要があり、そのため三
角波の波高値を調整してやる必要がある。本発明の目的
は、短時間で同期確立を実現することが可能なディジタ
ル放送用衛星放送受信機を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のディジタル放送
用衛星放送受信機は、受信周波数を設定するための周波
数信号を出力する電圧制御発振器と、復調回路が同期状
態が否かを検出する同期検出手段と、前記同期検出手段
の検出出力に基づいて前記電圧制御発振器を制御し、同
期状態では一定の位相に固定された基準信号を出力さ
せ、非同期状態では周波数掃引信号を出力させる制御手
段とを備えており、これに同期状態における電圧制御発
振器の発振周波数に関するデータを記憶する手段を備
え、制御手段は非同期状態における電圧制御発振器の掃
引開始周波数を記憶されたデータに対応する周波数の近
傍に設定するように機能される。
【0008】ここで、電圧制御発振器は周波数シンセサ
イザを含んで位相同期回路が構成され、制御手段がこの
周波数シンセサイザに与える設定値により電圧制御発振
器の発振周波数が制御される構成とされる。また、周波
数シンセサイザに与えられる設定値が記憶手段に記憶さ
れ、かつ制御手段はこの記憶された値を読み出してその
近傍の値を周波数シンセサイザに与える構成とされる。
また、記憶手段には、周波数シンセサイザに与える設定
値が周期的に更新されながら記憶される。
【0009】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施例を
示すブロック図である。F型コネクタ1はチューナユニ
ットの入力端子であり、図外の受信アンテナのローノイ
ズコンバータ(LNC)により第1中間周波数に変換さ
れた電波(第1IF信号)が同軸ケーブルを介して入力
される。第1IF信号はアンプ2で増幅されたのち、ミ
キサ3に入力され、VCO4の信号とミキシングされる
ことにより、第2IF信号へダウンコンバートされる。
VCO4は周波数シンセサイザ6,基準周波数発振器
7,ループフィルタ5とともにPLLを構成し、マイク
ロコンピュータ8のディジタル信号により受信機が受信
しようとする周波数毎に発振周波数が決定され、制御さ
れる。
【0010】一方、前記第2IF信号は分配器9により
分配されたのち、ミキサ10とミキサ14にそれぞれ入
力され、VCO18の信号を90度移相器17にて相対
位相差90度に分配した信号とそれぞれミキシングされ
る。ミキサ10とミキサ14の出力はそれぞれローパス
フィルタ11及びローパスフィルタ15を通過して後、
ベースバンド信号となり、A/Dコンバータ12及びA
/Dコンバータ16によりディジタルデータに変換さ
れ、QPSK/MSK復調器13により、元信号データ
となる。
【0011】また、ベースバンド信号はキャリア位相誤
差抽出回路26へも入力され、コスタスループのループ
フィルタ27を経てキャリア位相誤差信号が得られる。
キャリア位相誤差信号は加算器22によりループフィル
タ19の出力と加算され、VCO18の制御電圧とな
る。VCO18はこの加算器22を含んで、周波数シン
セサイザ20,基準周波数発振器21,加算器22とと
もにPLLを構成し、マイクロコンピュータ8が周波数
シンセサイザ20に与えるディジタルデータにより発振
周波数及び位相が制御される。
【0012】マイクロコンピュータ8は復調回路の同期
検出回路25の出力を受けて周波数シンセサイザ20に
与えるディジタルデータを非同期時は周波数掃引用に、
また同期時はAFC用に切替える。AFC用のディジタ
ルデータはキャリア位相誤差信号をコンパレータ23に
より増幅し、ディジタル信号へ変換した信号をもとに生
成される。メモリ24は周波数シンセサイザ20に与え
るディジタルデータを保持するためのもので、不揮発性
のもの、あるいはバックアップ用の電源を備えてあれば
揮発性でもよい。
【0013】次に、図1の回路の動作について説明す
る。同期検出回路25は、復調回路が同期状態では“ロ
ウ”レベルを、また非同期状態では“ハイ”レベルを出
力する(アクティブはこの逆でも構わない)。マイクロ
コンピュータ8は同期検出回路25のこの出力を見て、
復調回路が同期状態であるか非同期状態であるのかを判
断し、同期状態の時はコンパレータ23の出力信号を2
0ms毎に読み込む。コンパレータ23の出力信号はキ
ャリア位相誤差信号を増幅し、ディジタル信号化したも
ので、送信信号に対してVCO18の位相が遅れている
場合は“ハイ”レベルを、進んでいる場合は“ロウ”レ
ベルを出力する(アクティブは逆にもなりうる)。
【0014】マイクロコンピュータ8はコンパレータ2
3の出力が“ハイ”レベルの時は、周波数シンセサイザ
20に対してVCO18の周波数が前回設定時より6.
25kHzだけ高くなるようなディジタルデータを与
え、逆に“ロウ”レベルの時は、前回設定時より6.2
5kHz低くなるようなディジタルデータを与えること
により、AFC動作が行われる。マイクロコンピュータ
8は周波数シンセサイザ20に与える設定値を、周期的
(例えば500ms毎)にメモリ24に対して更新しな
がら書込むことにより、VCO18の発振周波数が記憶
される。
【0015】電源投入時あるいは受信周波数変更時等の
初期状態において、マイクロコンピュータ8が同期検出
回路25より非同期状態である“ハイ”レベルを検出す
ると、割込み処理によりVCO18が掃引するよう周波
数シンセサイザ20に対してディジタルデータを与え
る。この時、コンパレータ23の出力信号は無視する。
掃引する周波数範囲は、第1IF信号に重畳される衛星
のトランスポンダや受信アンテナの局部発振器の周波数
の偏差やドリフト量等を考慮して決められ、本実施例で
は、VCO18は第2IF信号の中心周波数である47
9.5MHzを中心として±3MHzの範囲を、1mS
毎に6.25kHzずつステップしながら掃引する。但
し、同期検出回路25より同期状態である“ロウ”レベ
ルを検出すると割込み処理により直ちに掃引は停止さ
れ、前述のAFC動作に移行する。VCO18が掃引を
開始する周波数は、メモリ24に保持されたデータ、す
なわちAFC動作時において周波数シンセサイザ20に
与える設定値を周期的に書き込んだデータをもとに決定
される。
【0016】図2は本実施形態による掃引の様子を示
す。本実施形態ではメモリ24に保持されたデータから
1MHz離れた周波数を掃引開始周波数とし、これをメ
モリ24に保持されたデータに向けて掃引し、最大で前
記した−3MHzまでの範囲の掃引を1回目の掃引とす
る。これは衛星トランスポンダや受信アンテナの局部発
振周波数の偏差は個体差によるもので、短期的にはほと
んど変化しないとみなし、またドリフト量についても短
期的な変動要因のみを考慮したもので、受信状況が劣悪
な場合を除いてほとんどの場合に1回目の掃引で復調回
路は同期を確立し、しかも前回同期時の周波数を参考に
して掃引を開始するため、短時間で同期する。仮に1回
目の掃引で復調回路が同期しなかった場合、以降は第2
IF信号の中心周波数を中心として±3MHzの範囲に
わたって掃引する。
【0017】図3は、前記周波数シンセサイザ20の構
成例を示すブロック図である。周波数シンセサイザ20
はシフトレジスタ31、データラッチ30、スワローカ
ウンタ32、プログラマブルカウンタ33、2モジュラ
スプリスケーラ35、位相比較器34、基準分周期40
から構成される。VCO18の発振周波数fOSCは次
式で与えられる。 fOSC=〔(M×N)+A〕×fR÷R ここで、 M:2モジュラスプリスケーラ35の分周値のうちの小
さい方の値 N:プログラマブルカウンタ33の設定値 A:スワローカウンタ32の設定値 fR:基準周波数発振器21の発振周波数 R:基準分周器40の分周値
【0018】この実施形態では、Mの値を128、fR
の値を12.8MHz、Rの値を4096とし、またN
の値は128から2047までの値を設定でき、Aの値
は0から127までの値を設定できる。マイクロコンピ
ュータ8は周波数シンセサイザ20に対しA値及びN値
のバイナリ値をシリアルデータとして与える。A値及び
N値はシフトレジスタ31によりパラレルデータに変換
され、データラッチ30を経てスワローカウンタ32あ
るいはプログラマブルカウンタ33に設定される。
【0019】まず、fOSCを2モジュラスプリスケー
ラ35で1/129分周したものをスワローカウンタ3
2にてA回カウントした後、今度はfOSCを2モジュ
ラスプリスケーラ35で1/128分周したものをプロ
グラマブルカウンタ33にて(N−A)回カウントする
ことによりfOSCは1/(128N+A)分周され、
位相比較器34にてfRを1/40分周した基準発振波
と位相比較することにより得られる電圧により、fOS
Cは〔3125(128N+A)〕Hzで発振するよう
制御される。また、A値が“1”変化するとfOSCは
3.125kHz変化し、すなわちマイクロコンピュー
タ8は最小ステップ幅3.125kHzでVCO18の
周波数を設定できる。
【0020】また、掃引開始周波数をメモリ24に保持
されたデータから1MHz離れた周波数とするために
は、掃引開始時にメモリ24のデータからN値を
“2”,A値を“64”増やした値をマイクロコンピュ
ータ8に計算させ、その値を周波数シンセサイザ20に
対して設定すればよい。
【0021】図4は本発明のメモリ24のメモリマップ
の一例を示す図である。ここでは、衛星のトランスポン
ダ毎の局部発振周波数の偏差の違いを無視できるよう、
受信周波数毎にマイクロコンピュータ8がメモリ24内
にデータを格納する領域を分けている。衛星のトランス
ポンダは有限で、受信するトランスポンダの数は衛星放
送受信機の仕様により異なるので、その仕様に合わせて
メモリ領域の数を設ければよい。同期検出回路25が
“ハイ”レベルであることをマイクロコンピュータ8が
検出すると、受信機が受信しようとする周波数と合致す
るデータ領域のデータをもとに掃引開始周波数が決定さ
れる。
【0022】図5は本発明の周波数掃引方法に関する別
の実施形態を示す。周波数をステップさせる時間間隔が
同じであれば、ステップの周波数間隔は狭くするほうが
ループフィルタ27のカットオフ周波数を下げられ、等
価雑音帯域幅が狭まるため、低C/N時におけるキャリ
ア再生能力が高まる。そこで本実施形態では、1回目の
掃引のみ、1mS毎に3.125kHzずつステップし
ながらメモリ24に記憶された周波数の±1MHzの範
囲で掃引させ、仮にそこで同期が確立しなければ、以降
は1mS毎に6.25kHzずつステップしながら第2
IF信号の中心周波数を中心に±3MHzの範囲で掃引
させるものとしている。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、同期状態
における電圧制御発振器の発振周波数に関するデータを
記憶する手段を備えており、電源投入時や受信周波数変
更時等の非同期状態における電圧制御発振器の掃引開始
周波数を、この記憶手段に記憶されたデータに対応する
周波数の近傍に設定して周波数掃引を行うため、短時間
で同期を確立することが可能となる。また、電圧制御発
振器を含む位相同期回路に周波数シンセサイザを有し、
この周波数シンセサイザの設定値により電圧制御発振器
の発振周波数を制御するため、周波数掃引の範囲やその
ステップ幅を任意に設定でき、その調整が不要となり、
掃引速度や低C/N時のキャリア再生能力の調節が可能
になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の受信機の一実施形態のブロック図であ
る。
【図2】図1の実施形態における周波数の掃引を示すタ
イムチャートである。
【図3】図1の実施形態における周波数シンセサイザの
ブロック図である。
【図4】本発明におけるメモリのメモリマップ図であ
る。
【図5】本発明の他の実施形態における周波数の掃引を
示すタイムチャートである。
【図6】従来の受信機の一例のブロック図である。
【符号の説明】
3 ミキサ 9 分配器 10,14 ミキサ 13 QPSK/MSK復調器 17 90度移相器 18 VCO 20 周波数シンセサイザ 21 基準周波数発振器 23 コンパレータ 24 メモリ 25 同期検出回路 26 キャリア位相誤差抽出回路 27 ループフィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H04N 7/20 H04N 7/00 Z 7/24 7/13 Z

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 受信周波数を設定するための周波数信号
    を出力する電圧制御発振器と、復調回路が同期状態が否
    かを検出する同期検出手段と、前記同期検出手段の検出
    出力に基づいて前記電圧制御発振器を制御し、同期状態
    では一定の位相に固定された基準信号を出力させ、非同
    期状態では周波数掃引信号を出力させる制御手段とを備
    えるディジタル放送用衛星放送受信機において、同期状
    態における前記電圧制御発振器の発振周波数に関するデ
    ータを記憶する手段を備え、前記制御手段は非同期状態
    における前記電圧制御発振器の掃引開始周波数を前記記
    憶されたデータに対応する周波数の近傍に設定すること
    を特徴とするディジタル放送用衛星放送受信機。
  2. 【請求項2】 電圧制御発振器は周波数シンセサイザを
    含んで位相同期回路が構成され、制御手段がこの周波数
    シンセサイザに与える設定値により電圧制御発振器の発
    振周波数が制御される請求項1のディジタル放送用衛星
    放送受信機。
  3. 【請求項3】 周波数シンセサイザに与えられる設定値
    が記憶手段に記憶され、かつ制御手段はこの記憶された
    値を読み出してその近傍の値を周波数シンセサイザに与
    える請求項2のディジタル放送用衛星放送受信機。
  4. 【請求項4】 記憶手段には、周波数シンセサイザに与
    える設定値が周期的に更新されながら記憶される請求項
    3のディジタル放送用衛星放送受信機。
  5. 【請求項5】 位相同期回路には前記電圧制御発振器の
    周波数を分周する手段が設けられ、その分周比が記憶手
    段に記憶される請求項2ないし4のいずれかのディジタ
    ル放送用衛星放送受信機。
  6. 【請求項6】 制御手段は電圧制御発振器による1回目
    の掃引周波数範囲を2回目以降の掃引周波数範囲よりも
    狭く設定する請求項1ないし5のいずれかのディジタル
    放送用衛星放送受信機。
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