JP3450960B2 - 周波数変換器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、周波数多重伝送シ
ステムにおいて使用される周波数コンバータであって、
所定帯域の中間周波信号を伝送路上の送信を希望する所
定帯域の高周波信号に変換するためのアップコンバー
タ、及び、逆に、伝送路上の受信を希望する所定帯域の
高周波信号を所定帯域の中間周波信号に変換するための
ダウンコンバータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の周波数多重伝送システムにおける
アップコンバータは、図６に示す構成をしている。即
ち、テレビジョン信号における58.75MHzの映像中間周波
信号と54.25 の音声中間周波信号( 以下、これらの信号
を合わせて 6MHz 帯域の信号を「中間周波信号」とい
う）Ｓ２０は、周波数変換器５０に入力する。その周波
数変換器５０には、位相ロックドループ回路（ＰＬＬ）
５２により位相制御される電圧制御発振器（ＶＣＯ）５
１の出力する554MHzの搬送波ｆ２０が入力しており、5
8.75MHzの中間周波信号Ｓ２０（以下、各チャネルを示
す周波数は、映像搬送波の周波数で表示する）は、495.
25MHz と612.75MHz の両側帯波信号Ｓ２１に変換され
る。そして、帯域通過フィルタ５３により、612.75MHz
の上側帯波信号が第２中間周波信号Ｓ２２として抽出さ
れる。

【０００３】その第２中間周波信号Ｓ２２は増幅器５４
で増幅され、帯域通過フィルタ５５を介して、周波数変
換器５６に入力する。その周波数変換器５６には、ＰＬ
Ｌ５７により位相制御されるＶＣＯ５７の出力する搬送
波ｆ２１を入力している。搬送波ｆ２１は伝送路上の広
帯域のある１つのチャネルに対応した周波数であり、そ
の周波数の可変範囲は、704 〜1064MHz である。612.75
MHz の中間周波信号Ｓ２２は周波数変換器５６により周
波数変換されて、（f21-612.75)MHzの下側帯波だけ帯域
通過フィルタ（図示略）で抽出され、高周波信号Ｓ２３
として伝送路に送出される。

【０００４】多重伝送路システムの送信端局では、この
ようなアップコンバータが各チャネル毎に多数設けられ
ており、各チャネルの信号が伝送路に周波数多重化され
て送出される。一方、伝送路上の広帯域における所定帯
域の高周波信号を所定帯域の中間周波信号に変換するダ
ウンコンバータも、アップコンバータと信号の伝送され
る方向が逆だけで、同様な構成である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】搬送波ｆ２１の周波数
可変範囲が704 〜1064MHz であるアップコンバータ又は
ダウンコンバータは、図７にＡで示すように、91.25 〜
451.25MHz の範囲が送信又は受信が可能な帯域となる。
ところが、伝送路の益々の広帯域化にともなって、上記
構成のアップコンバータ又はダウンコンバータでは、帯
域の拡張性がなく、１種類の装置で、より広帯域の周波
数多重伝送に対応できるアップコンバータ又はダウンコ
ンバータが必要となってきている。

【０００６】そこで、本願発明の目的は、アップコンバ
ータの送信帯域、ダンウコンバータの受信帯域をより広
帯域化することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】請求項１
の発明は、周波数多重伝送システムにおいて、所定帯域
の中間周波信号を第１段搬送波により所定帯域の副中間
周波信号に周波数変換し、さらに、第２段搬送波により
伝送路上の広帯域における所定帯域の高周波信号に周波
数変換するアップコンバータである。

【０００８】第１段搬送波発振器は、第１周波数の第１
第１段搬送波と、第１周波数に対して伝送路上の広帯域
を拡張する周波数幅だけ異なる第２周波数の第２第１段
搬送波とを、設定値に応じて選択的に発生する。第１段
周波数変換器は、中間周波信号と第１段搬送波発振器の
出力する第１第１段搬送波又は第２第１段搬送波とを入
力して、中間周波信号を第１第１段搬送波により変換さ
れる第１副中間周波信号又は第２第１段搬送波により変
換される第２副中間周波信号に変換する。第１増幅回路
と第２増幅回路とは並列接続されており、第１増幅回路
は、第１副中間周波信号を選別して増幅し、第２増幅回
路は、第２副中間周波信号を選別して増幅する。

【０００９】又、第２段搬送波発振器は、広帯域におい
て送出を希望する帯域域と、第１段搬送波発振器におい
て選択的に設定される前記第１第１段搬送波の第１周波
数と前記第２第１段搬送波の第２周波数とのいずれか一
方の周波数とに応じた周波数の設定値により第２段搬送
波を発生し、第２段周波数変換器は、第１増幅回路又は
第２増幅回路により増幅された信号と第２段搬送波発振
器の出力する第２段搬送波とを入力して、広帯域におけ
る所定帯域の高周波信号に変換する。上記の構成のアッ
プコンバータによれば、１種類の装置において、広帯域
の拡張幅だけ分離した２つの帯域のそれぞれに存在する
第１副中間周波信号又は第２副中間周波信号が生成可能
である。従って、第２段搬送波の周波数の可変範囲に対
して、この２つの副中間周波信号を周波数変換すること
ができるので、第１副中間周波信号と第２副中間周波信
号の周波数間隔だけ、伝送路に送出することのできる帯
域が拡大されることになる。

【００１０】又、請求項２の発明は、周波数多重伝送シ
ステムにおいて、伝送路上の広帯域における所望の高周
波信号を第１段搬送波により周波数変換した後、所定帯
域の副中間周波信号を抽出し、さらに、抽出された副中
間周波信号を第２段搬送波により周波数変換して、所定
帯域の中間周波信号に周波数変換するダウンコンバータ
である。

【００１１】第１段搬送波発振器は、広帯域における所
望の高周波信号の帯域に対応した周波数の第１段搬送波
を設定値に応じて発生する。そして、第１段周波数変換
器は、高周波信号と第１段搬送波発振器の出力する第１
段搬送波とを入力して、周波数変換された信号を生成す
る。第１増幅回路は、第１段周波数変換器により変換さ
れた信号のうち第１所定帯域の第１副中間周波信号を抽
出して増幅する。第１増幅回路と並列に接続された第２
増幅回路は、第１段周波数変換器により変換された信号
のうち第２所定帯域の第２副中間周波信号を抽出して、
その第２副中間周波信号を増幅する。

【００１２】又、第２段搬送波発振器は、第１周波数の
第１第２段搬送波と、第１周波数に対して伝送路上の広
帯域を拡張する周波数幅だけ異なる第２周波数の第２第
２段搬送波とを、前記所望の高周波信号の帯域に応じて
選択的に発生する。そして、第２段周波数変換器は、第
１増幅回路又は第２増幅回路により増幅された信号と、
第２段搬送波発振器の出力する第１第２段搬送波又は第
２第２段搬送波とを入力して、所定帯域の中間周波信号
に変換する。

【００１３】以上のように、２つの異なる帯域にある第
１副中間周波信号と第２副中間周波信号から中間周波信
号への変換が可能である。一方、第１段搬送波の可変範
囲に対して、各副中間周波信号へ変換可能な伝送路上の
高周波信号の存在する広帯域がある。その２つの広帯域
は、第１副中間周波信号と第２副中間周波信号の周波数
間隔だけ、変位していることになる。その結果、その２
つの広帯域を重畳した帯域は、その変位量だけ広帯域の
境界が低域側又は高域側に拡大されたのと等価となる。
よって、受信可能な伝送路上の高周波信号の帯域が、第
１第２段搬送波と第２第２段搬送波との周波数差だけ、
受信可能な高周波信号の帯域が拡大されたことになる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的な実施例に
基づいて説明する。図１は、本発明の具体的な実施例に
かかるアップコンバータの構成を示している。このアッ
プコンバータは周波数多重化ＣＡＴＶ伝送路の端局装置
に使用され、その伝送路に多数のチャネルのテレビジョ
ン信号を送出するために使用される。

【００１５】本装置の入力端子１１には、搬送波58.75M
Hzの中間周波信号Ｓ１が入力される。中間周波信号Ｓ１
は、上述したように、58.75MHzを映像搬送波とする映像
中間周波信号と54.25MHzを音声搬送波とする音声中間周
波信号からなる6MHz帯域の信号を意味する。

【００１６】第１段搬送波発振器３０は、ＶＣＯ１３と
ＰＬＬ１４と設定器１５とで構成されている。ＰＬＬ１
４はＶＣＯ１３の出力する搬送波の位相がＰＬＬ１４に
内蔵された基準発振器の発振信号と位相同期させるため
の回路で、ＶＣＯ１３はＰＬＬ１４から出力される位相
差信号に基づいて発振周波数を可変する回路である。Ｐ
ＬＬ１４とＶＣＯ１３とによって、設定器１５に設定さ
れた値に基づいて、基準発振器の発振周波数の整数倍の
搬送波を安定して出力することができる。第１段搬送波
発振器３０のＶＣＯ１３は、設定器１５の設定される異
なる２つの値に応じて、400MHzの搬送波ｆ１と600MHzの
搬送波ｆ２とを出力することができる。搬送波ｆ１が第
１第１段搬送波であり、搬送波ｆ２が第２第１段搬送波
である。

【００１７】周波数変換器（第１段周波数変換器）１２
は、中間周波信号Ｓ１と搬送波ｆ１又は搬送波ｆ２を入
力して、所定帯域の第２中間周波信号に変換する。即
ち、図２に示すように、400MHzの搬送波ｆ１を用いるこ
とにより、中間周波信号Ｓ１は458.75MHz の第２中間周
波信号に周波数変換され、600MHzの搬送波ｆ２を用いる
ことにより、658.75MHz の第２中間周波信号に周波数変
換される。但し、図２では、上側帯波だけ示されてい
る。

【００１８】このように、本発明では第２中間周波信号
が２種類発生するので、第２中間周波信号を副中間周波
信号とし、458.75MHz の第２中間周波信号を第１副中間
周波信号Ｍ１、658.75MHz の第２中間周波信号を第２副
中間周波信号Ｍ２と定義する。

【００１９】帯域通過フィルタ（以下、「ＢＰＦ」とい
う）１６、増幅器１８、ＢＰＦ２０は、第１増幅回路３
１を構成し、ＢＰＦ１７、増幅器１９、ＢＰＦ２１は、
第２増幅回路３２を構成する。第１増幅回路３１は458.
75MHz の第１副中間周波信号Ｍ１だけを選別して増幅す
る回路であり、第２増幅回路３２は658.75MHz の第２副
中間周波信号Ｍ２だけを選別して増幅する回路である。

【００２０】周波数変換器（第２段周波数変換器）２２
は、第１副中間周波信号Ｍ１又は第２副中間周波信号Ｍ
２を入力して、伝送路上の広帯域の所定帯域の高周波信
号ＲＦに変換する。その周波数変換器２２には、第２段
搬送波発振器３３の出力する搬送波ｆ３が入力してい
る。第２段搬送波発振器３３は、ＶＣＯ２３とＰＬＬ２
４と設定器２５とで構成されている。ＰＬＬ２４はＶＣ
Ｏ２３の出力する搬送波の位相がＰＬＬ２４に内蔵され
た基準発振器の発振信号と位相同期させるための回路
で、ＶＣＯ２３はＰＬＬ２４から出力される位相差信号
に基づいて発振周波数を可変する回路である。ＰＬＬ２
４とＶＣＯ２３とによって、設定器２５に設定された値
に基づいて、基準発振器の発振周波数の整数倍の搬送波
を安定して出力することができる。この第２段搬送波発
振器３３は、設定器２５に設定される多数の異なる値に
応じて、750MHz〜1230MHz の範囲の周波数の搬送波ｆ３
の出力が可能である。この搬送波ｆ３が第２段搬送波で
ある。

【００２１】周波数変換器２２により、第１副中間周波
信号Ｍ１は 750MHz 〜1230MHz の範囲で可変の搬送波ｆ
３により、図３に示すように、291.25MHz 〜771.25MHz
の範囲の高周波信号ＲＦに変換され得るが、周波数変換
元の458.75MHz の第１副中間周波信号Ｍ１がこの帯域内
に存在するので、この変換後の周波数帯域から第１副中
間周波信号Ｍ１の帯域は除去する必要がある。このため
に、変換後の帯域を第１副中間周波信号Ｍ１の帯域を越
える領域の461.25MHz 〜771.25MHz に設定すれば、第２
段搬送波ｆ３の可変範囲は920MHz〜1230MHz となる。同
様に、第２副中間周波信号Ｍ２は 750MHz 〜1230MHz の
範囲で可変の搬送波ｆ３により、図４に示すように、9
1.25MHz〜571.25MHz の範囲の高周波信号ＲＦに変換さ
れる。658.75MHz の第２副中間周波信号Ｍ２は、変換後
の帯域に存在しないので、第２段搬送波ｆ３の可変範囲
は、 750MHz 〜1230MHz の全範囲とすることができる。

【００２２】このように、第１副中間周波信号Ｍ１と第
２副中間周波信号Ｍ２とを用いることで、91.25MHzから
771.25MHz の広帯域の高周波信号ＲＦを得ることができ
る。即ち、伝送路へ高周波信号として送出可能な帯域幅
は、680MHzとなり、第１副中間周波信号Ｍ１だけを用い
た場合の送出可能の帯域幅は480MHzであるので、第１第
１段搬送波ｆ１と第２第１段搬送波ｆ２の周波数差200M
Hzだけ、帯域が拡大されたことになる。

【００２３】尚、高周波信号ＲＦのうち461.25MHz 〜57
1.25MHz は搬送波ｆ１と搬送波ｆ２によるものと帯域が
重複するが、いずれか一方のほうを用いれば良い。例え
ば、第１副中間周波信号Ｍ１に対しては、搬送波ｆ３を
1010MHz 〜1230MHz の範囲とすることで、551.25MHz 〜
771.25MHz の範囲の高周波信号ＲＦを得ることができ、
搬送波ｆ３を750MHz〜1204MHz の範囲とすることで、9
1.25MHz〜545.25MHz の範囲の高周波信号ＲＦを得るこ
とができる。

【００２４】このように、本発明の装置では、設定器１
５の設定値により、第１段搬送波発振器３０の出力する
搬送波を第１第１段搬送波ｆ１とするか、第２第１段搬
送波ｆ２とするかを選択し、第２段搬送波発振器３３の
出力する第２段搬送波ｆ３の周波数を設定器２５で選択
することで、上述のように送出可能な周波数帯域を拡大
することができる。

【００２５】本発明によれば、各チャネルに対して、同
一の上記装置を用いて、設定器１５、２５の設定値だけ
で、高周波信号の送出可能な帯域幅が拡大されるので、
設備利用効率が高くなる共に、本装置の製造が簡単とな
る。

【００２６】次に、ダウンコンバータについて説明す
る。図５において、入力端子６１から高周波信号ＲＦが
入力し、出力端子７６から中間周波信号Ｓ１が出力され
る。周波数変換器６２は第１段周波数変換器であり、周
波数変換器７２は第２段周波数変換器である。第１搬送
波発振器８０は、上記のアップコンバータの第２段搬送
波発振器３３と同様に、ＶＣＯ６３、ＰＬＬ６４、設定
器６５とで構成されており、設定器６５に設定される多
数の異なる値に応じて、750MHz〜1230MHz の範囲の周波
数の搬送波ｆ３の出力が可能である。この搬送波ｆ３が
第１段搬送波である。

【００２７】第２段搬送波発振器８３は、上記のアップ
コンバータの第１段搬送波発振器３０と同様に、ＶＣＯ
７３、ＰＬＬ７４、設定器７５とで構成されており、設
定器７５に設定される異なる２つの値に応じて、400MHz
の搬送波ｆ１と600MHzの搬送波ｆ２とを出力することが
できる。搬送波ｆ１が第１第２段搬送波であり、搬送波
ｆ２が第２第２段搬送波である。

【００２８】第１増幅回路８１と第２増幅回路８２は、
それぞれ、上記のアップコンバータの第１増幅回路３１
と第２増幅回路３２と同一であり、第１増幅回路８１は
458.75MHz の第１副中間周波信号Ｍ１だけを選別して増
幅する回路であり、第２増幅回路８２は658.75MHz の第
２副中間周波信号Ｍ２だけを選別して増幅する回路であ
る。

【００２９】アップコンバータと同様に、91.25MHz〜77
1.25MHz の範囲の高周波信号ＲＦは、周波数変換器６２
により、750MHz〜1230MHz の範囲で可変の搬送波ｆ３を
用いて、458.75MHz の第１副中間周波信号Ｍ１と658.75
MHz の第２副中間周波信号Ｍ２を得ることができる。
尚、アップコンバータで述べたように、高周波信号ＲＦ
のうち291.25MHz 〜571.25MHz の高周波信号は上記範囲
の搬送波ｆ３によって第１副中間周波信号Ｍ１と第２副
中間周波信号Ｍ２とを生じるが、周波数変換器７２で搬
送波ｆ１と搬送波ｆ２のいずれかで周波数変換されるた
め、得られる中間周波信号Ｓ１は１チャネル分となる。

【００３０】尚、第１副中間周波信号Ｍ１と第２副中間
周波信号Ｍ２とを重複して生成されることを防止するに
は、１つの第１段搬送波ｆ３に対して、第１副中間周波
信号Ｍ１と第２副中間周波信号Ｍ２とが同時に生成され
ないように、帯域通過フィルタを用いて変換対象の帯域
を制限すれば良い。そして、その制限された帯域に対し
て、91.25MHz〜545.25MHz の範囲の高周波信号ＲＦの周
波数変換では、搬送波ｆ３を750MHz〜1204MHz の範囲と
し、551.25MHz 〜771.25MHz 〜の範囲の高周波信号ＲＦ
の周波数変換では、搬送波ｆ３を1010MHz 〜1230MHz の
範囲とすれば良い。

【００３１】上記のように得られた第１副中間周波信号
Ｍ１又は第２副中間周波信号Ｍ２は周波数変換器７２に
入力する。そして、第１副中間周波信号Ｍ１に対して
は、400MHzの搬送波ｆ１を用い、第２副中間周波信号Ｍ
２に対しては、600MHzの搬送波ｆ２を用いることで、5
8.75MHzの中間周波信号Ｓ１を得ることができる。

【００３２】上記の実施例では、周波数を高域に変換す
るアップコンバータ、周波数を低域に変換するダウンコ
ンバータについて説明したが、ダウンコンバータとアッ
プコンバータを従続接続させることで、任意帯域の高周
波信号を任意帯域の高周波信号に周波数変換することも
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の具体的な実施例にかかるアップコンバ
ータの構成を示したブロック図。

【図２】アップコンバータの第１第１段搬送波又は第２
第１段搬送波による中間周波信号の周波数変換の様子を
示した説明図。

【図３】アップコンバータの第２段搬送波による第１副
中間周波信号の周波数変換の様子を示した説明図。

【図４】アップコンバータの第２段搬送波による第２副
中間周波信号の周波数変換の様子を示した説明図。

【図５】本発明の具体的な他の実施例にかかるダウンコ
ンバータの構成を示したブロック図。

【図６】従来のアップコンバータの構成を示したブロッ
ク図。

【図７】従来のアップコンバータによる周波数変換の様
子を示した説明図。

【符号の説明】

１２…周波数変換器（第１段周波数変換器） ３０…第１段搬送波発振器 ３１…第１増幅回路 ３２…第２増幅回路 ２２…周波数変換器（第２段周波数変換器） ３３…第２段搬送波発振器 ６２…周波数変換器（第１段周波数変換器） ８０…第１段搬送波発振器 ８１…第１増幅回路 ８２…第２増幅回路 ７２…周波数変換器（第２段周波数変換器） ８３…第２段搬送波発振器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−6927（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−75495（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−231273（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−259934（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−216803（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−85707（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−226888（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−110446（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−139628（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−204906（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−31377（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04J 1/00 - 1/20 H04B 1/00 - 1/30 H04N 5/38 - 5/45

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】周波数多重伝送システムにおいて、所定帯
   域の中間周波信号を第１段搬送波により所定帯域の副中
   間周波信号に周波数変換し、さらに、第２段搬送波によ
   り伝送路上の広帯域における所定帯域の高周波信号に周
   波数変換するアップコンバータにおいて、 前記第１段搬送波に関して、第１周波数の第１第１段搬
   送波と、第１周波数に対して前記伝送路上の前記広帯域
   を拡張する周波数幅だけ異なる第２周波数の第２第１段
   搬送波とを、設定値に応じて選択的に発生する第１段搬
   送波発振器と、 前記中間周波信号と前記第１段搬送波発振器の出力する
   前記第１第１段搬送波又は前記第２第１段搬送波とを入
   力して、前記中間周波信号を前記第１第１段搬送波によ
   り変換される第１副中間周波信号又は前記第２第１段搬
   送波により変換される第２副中間周波信号に変換する第
   １段周波数変換器と、 前記第１副中間周波信号を選別して増幅する第１増幅回
   路と、 前記第２副中間周波信号を選別して増幅し、前記第１増
   幅回路と並列接続された第２増幅回路と、 前記広帯域において送出を希望する帯域と、前記第１段
   搬送波発振器において選択的に設定される前記第１第１
   段搬送波の第１周波数と前記第２第１段搬送波の第２周
   波数とのいずれか一方の周波数とに応じた周波数の設定
   値により第２段搬送波を発生する第２段搬送波発振器
   と、 前記第１増幅回路又は前記第２増幅回路により増幅され
   た信号と前記第２段搬送波発振器の出力する第２段搬送
   波とを入力して、広帯域における所定帯域の高周波信号
   に変換する第２段周波数変換器とを有することを特徴と
   するアップコンバータ。
2. 【請求項２】周波数多重伝送システムにおいて、伝送路
   上の広帯域における特定の高周波信号を第１段搬送波に
   より周波数変換した後、所定帯域の副中間周波信号を抽
   出し、さらに、抽出された前記副中間周波信号を第２段
   搬送波により周波数変換して、所定帯域の中間周波信号
   に周波数変換するダウンコンバータにおいて、 前記広帯域における所望の高周波信号の帯域に対応した
   周波数の第１段搬送波を設定値に応じて発生する第１段
   搬送波発振器と、 前記高周波信号と前記第１段搬送波発振器の出力する前
   記第１段搬送波とを入力して、周波数変換された信号を
   生成する第１段周波数変換器と、 前記第１段周波数変換器により変換された信号のうち第
   １所定帯域の第１副中間周波信号を抽出して、その第１
   副中間周波信号を増幅する第１増幅回路と、 前記第１増幅回路と並列に接続され、前記第１段周波数
   変換器により変換された信号のうち第２所定帯域の第２
   副中間周波信号を抽出して、その第２副中間周波信号を
   増幅する第２増幅回路と、 前記第２段搬送波に関して、第１周波数の第１第２段搬
   送波と、第１周波数に対して前記伝送路上の前記広帯域
   を拡張する周波数幅だけ異なる第２周波数の第２第２段
   搬送波とを、前記特定の高周波信号の帯域に応じて選択
   的に発生する第２段搬送波発振器と、 前記第１増幅回路又は前記第２増幅回路により増幅され
   た信号と、前記第２段搬送波発振器の出力する前記第１
   第２段搬送波又は前記第２第２段搬送波とを入力して、
   所定帯域の前記中間周波信号に変換する第２段周波数変
   換器とを有することを特徴とするダウンコンバータ。