JP3832643B2 - 高周波受信装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は集積回路上に配置された局部発振回路と低域濾過フィルタとを制御する高周波受信装置に関するものであり、特にデジタル衛星放送受信装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図6は、従来の高周波受信装置の構成例を示す回路ブロック図である。アンテナ1で受信された高周波信号は、LNB(Low Noise Block down converter)2、可変利得増幅回路3を通過した後、ミキサ回路4・5でベースバンド信号に周波数変換される。その後、可変利得増幅回路8・9を通過し、信号に含まれる不必要な高周波信号成分を低域濾過フィルタ(以下、LPFと称す)10・11でそれぞれ取り除いた後、増幅回路13・14によって再び増幅されて出力される。
【0003】
ミキサ回路4・5に入力される局部発振信号は、局部発振回路15から供給される(ミキサ回路5には移相回路6を介して局部発振信号が供給される。)。ここでフェーズロックトループ(以下、PLLと称す)16は、いわゆるPLLと、このPLLを制御する信号をコントローラとやり取りする通信手段とを含む回路として説明する。PLL16は、局部発振回路15の出力信号(電圧制御発振回路の発振信号(以下、VCO発振信号と称す))を分周し、基準発振回路19の出力信号と比較し、発振周波数制御信号として局部発振回路15に供給する。これにより、局部発振回路15において、電圧制御発振回路(以下、VCOと称す)21あるいはVCO22の発振周波数が制御される。PLL16とコントローラ17との通信信号には、発振周波数設定情報とVCO切り替え情報との両方が含まれる。
【0004】
局部発振回路15を複数のVCOを用いて構成する場合、それぞれのVCOの素子定数による周波数のばらつきを考慮すると、できるだけ少ない数のVCOで、かつ広帯域に可変できるように構成することが望ましい。
【0005】
そのため、従来の高周波受信装置によれば、2つのVCO(VCO21・22)を用い、それらの切り替えポイント(切り替え周波数)を受信装置の受信帯域の中央付近に設定していた。さらに、それぞれのVCOの発振周波数範囲は、素子のバラツキによって各VCOの発振周波数がずれてもVCO切り替えポイントの周波数をお互いにカバーできるように決めておくことによって、どちらのVCOを使うかは受信周波数で一義的に決められていたため、VCOの切り替えに関しては、制御方法について特に問題にはならなかった。
【0006】
一方、LPF10・11において素子のバラツキに起因して生ずるカットオフ周波数のずれを補正するために、実際の信号が通過するLPF10・11と同等の特性を有するリファレンスフィルタ回路20を備え、その位相特性を利用してカットオフ周波数のずれを検出し、その結果に基づいてLPF10・11のカットオフ周波数がカットオフ周波数制御回路12によって制御され、それぞれ調整されていた。この方式では、受信中、常にカットオフ周波数調整動作が行われるので、あえて調整動作の制御を行う必要はなかった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術は、大略、2つの問題点を有している。1つは、従来の高周波受信装置においては、VCOの周波数可変範囲を広く取るために、発振周波数制御電圧に約30Vの高電圧を必要としたことである。最近の電子機器では、動作電圧は低電圧化が進んでいるため、この約30Vの電圧を用いるには専用の電源が必要となり、これはコストアップの要因となるという不具合を招来する。
【0008】
他の1つは、次のとおりである。即ち、従来の高周波受信装置においては、LPFがリファレンスフィルタ回路を用いて常にカットオフ周波数の調整を行うので、回路規模や消費電流が増大したり、リファレンスフィルタ回路の信号がベースバンド信号に回り込んだりしていた。
【0009】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、動作電圧の単一化と回路規模削減によりコストダウンを図ると共に、カットオフ周波数の調整に係る信号のベースバンド信号への回り込みを回避する高周波受信装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の高周波受信装置は、上記の課題を解決するために、複数の電圧制御発振回路からなる局部発振回路と、複数の上記電圧制御発振回路のうち1つを選択する選択回路と、上記局部発振回路からの局部発振信号と、高周波受信信号とを入力する周波数変換回路と、上記周波数変換回路の出力信号の周波数を変換して復調信号として出力する低域濾過フィルタ回路と、上記低域濾過フィルタ回路のカットオフ周波数を制御するカットオフ周波数制御回路と、上記電圧制御発振回路を制御して上記局部発振信号の発振周波数のずれを補正すると共に上記カットオフ周波数制御回路を間欠的に制御してその特性ずれを補正し、上記選択回路を制御して電圧制御発振回路を選択する制御回路とを備えている。
【0011】
上記の発明によれば、選択回路は制御回路によって制御され、局部発振回路における複数の電圧制御発振回路のうち一つが選択される。選択された電圧制御発振回路は、その発振周波数で発振する局部発振信号を周波数変換回路へ供給する。周波数変換回路には、高周波受信信号が供給されており、ここで、局部発振信号と高周波受信信号とが混合され、更に、低域濾過フィルタ回路によって周波数変換回路の出力信号の周波数が変換されて復調信号として出力される。
【0012】
上記局部発振回路において複数の電圧制御発振回路を用いた場合、それぞれの電圧制御発振回路の素子定数に起因する周波数のバラツキが存在し、このために各電圧制御発振回路の発振周波数がずれてしまう。
【0013】
そこで、上記の発明によれば、上記電圧制御発振回路は制御回路によって制御されて、各電圧制御発振回路の発振周波数のずれが補正される。加えて、一つ当たりの電圧制御発振回路の発振周波数可変幅は小さくなるが、局部発振回路の電圧制御発振回路の数を増やすことによって、発振周波数制御電圧として従来必要であった高電圧を発生するための専用の電源が不要となり、高周波受信装置の電源電圧を発振周波数制御電圧として共用できる。つまり、高周波受信装置の電源電圧の単一化を図ることが可能となる。
【0014】
また、上記低域濾過フィルタ回路においては、素子のバラツキにより、そのカットオフ周波数がずれてしまう。従来技術によれば、このカットオフ周波数のずれは、上記低域濾過フィルタ回路と同等の特性を有するリファレンスフィルタ回路の位相特性を利用して検出され、この検出結果に基づいて低域濾過フィルタ回路が調整されていた。しかしながら、上記従来技術は、カットオフ周波数のずれの調整が常時行われるので、回路規模及び消費電流が増大したり、リファレンスフィルタ回路の信号がベースバンド信号に回り込んだりするという不具合を招来していた。
【0015】
そこで、上記の発明によれば、低域濾過フィルタ回路のカットオフ周波数はカットオフ周波数制御回路によって制御されるが、このカットオフ周波数制御回路は、制御回路の間欠的な制御によって、その特性ずれが補正される。このように、上記低域濾過フィルタ回路の機能を用いてカットオフ周波数制御回路の特性ずれが間欠的に補正されるので、カットオフ周波数制御回路の回路規模及び消費電流を確実に削減できる。加えて、従来のリファレンスフィルタ回路が不要となるので、リファレンスフィルタ回路の信号がベースバンド信号に回り込むことを確実に回避できると共にコスト低減化が可能となる。
【0016】
上記制御回路は、上記選択回路および上記カットオフ周波数制御回路を独立して制御する構成でもよい。この場合、選択回路とカットオフ周波数制御回路とは、制御回路によって、それぞれ独立して制御される。これにより、上記選択回路の選択タイミングと、上記低域濾過フィルタ回路のカットオフ周波数制御のタイミングとが異なる場合でも、確実にそれぞれの制御を制御回路によって行うことができる。
【0017】
上記制御回路は、上記選択回路および上記カットオフ周波数制御回路を同時に制御する構成でもよい。この場合、両回路は一つの回路によって制御されるので、その分、回路規模を確実に小さくできる。
【0018】
上記制御回路は、上記局部発振信号の発振周波数を制御するフェーズロックトループ回路と、このフェーズロックトループ回路の動作を制御する制御情報のやりとりを行う通信回路とを備え、上記制御情報に基づいて、上記選択回路および上記カットオフ周波数制御回路を制御すると共に上記局部発振信号の発振周波数を設定する構成であってもよい。
【0019】
この場合、局部発振信号の発振周波数は、フェーズロックトループ回路によって制御される。このフェーズロックトループ回路の動作は、通信回路を介してやりとりされる制御情報に基づいて行われる。このように、フェーズロックトループ回路と通信回路とを用い、制御情報を介して、局部発振信号の発振周波数の設定、選択回路の制御、及びカットオフ周波数制御回路の制御等をソフトウェア的に容易に行うことができる。それゆえ、回路規模の増大を確実に回避できる。
【0020】
上記制御回路は、上記局部発振信号の発振周波数に応じて上記選択回路を制御する構成であってもよい。これは、局部発振信号の発振周波数の設定に係る情報を制御情報に含めることによって実現できる。この場合、局部発振信号の発振周波数の設定に係る情報を制御情報に含めることは、ソフトウェアを変更することによって行える。したがって、別途、ハードウェアを追加することが不要となり、構成を簡素化できる。
【0021】
上記カットオフ周波数制御回路は、カットオフ周波数を調整するための基準周波数に設定したときのみ自動的に制御を行う構成としてもよい。この場合、カットオフ周波数制御回路内のロジック回路部に簡単な変更を加えることによって、素子バラツキが少なくカットオフ周波数制御の頻度が少ない場合において、コントローラによる制御回数を減らすことができる。
【0022】
また、上記基準周波数は、上記フェーズロックトループ回路の基準発振回路の周波数と等しくしてもよい。この場合、改めて調整用の周波数を用意する必要がなくなる。
【0023】
また、上記基準周波数は、上記カットオフ周波数制御回路の制御可能周波数範囲に含まれている構成としてもよい。この場合、上記基準周波数専用の回路を別途設けることが不要となり、回路の簡素化を図ることが可能となる。
【0024】
上記制御回路は、上記低域濾過フィルタ回路のカットオフ周波数に応じて上記カットオフ周波数制御回路を制御する構成であってもよい。これは、上記低域濾過フィルタ回路のカットオフ周波数に係る情報を制御情報に含めることによって実現できる。この場合、カットオフ周波数に係る情報を制御情報に含めることは、ソフトウェアを変更することによって行える。したがって、別途、ハードウェアを追加することが不要となり、構成を簡素化できる。
【0025】
上記制御回路は、上記局部発振信号の発振周波数を制御するフェーズロックトループ回路と、このフェーズロックトループ回路の動作を制御する制御情報のやりとりを行う通信回路と、上記制御情報のうち上記発振周波数の設定に係る情報に基づいて上記発振周波数の変化を検出する検出回路とを備え、上記検出回路の出力に応じて上記選択回路および上記カットオフ周波数制御回路を制御する構成であってもよい。
【0026】
この場合、局部発振信号の発振周波数は、フェーズロックトループ回路によって制御される。このフェーズロックトループ回路の動作は、通信回路を介してやりとりされる制御情報に基づいて行われる。この制御情報のうち、発振周波数の設定に係る情報に基づいて、上記発振周波数の変化が検出回路によって検出される。この検出回路は、例えば、あるタイミングの発振周波数の設定に係る情報と、その単位時間前の発振周波数の設定に係る情報とを比較する回路によって実現できる。このように、簡単な構成の検出回路を設けるだけでよいので、ソフトウェアを変更することが不要となる。
【0027】
上記高周波受信装置は、半導体集積回路上に形成することが好ましい。この場合、個別素子を用いて高周波受信装置を構成する場合よりも、半導体集積回路上で形成される分、特性のバラツキを確実に抑えることができると共に、安価に高周波受信装置を実現できる。
【0028】
上記高周波受信装置は、デジタル衛星放送に用いられるダイレクトコンバージョン受信装置であることが好ましい。この場合、上記高周波受信装置は、デジタル衛星放送に用いられるダイレクトコンバージョン受信装置に求められる望ましい機能を有することが可能となる。
【0029】
【発明の実施の形態】
本発明に係る高周波受信装置について、図1、図4及び図5を参照しながら以下に説明する。
【0030】
図1は、本発明に係る高周波受信装置の構成例を示す回路ブロック図である。図1中、図6と同じ機能を有する回路には同じ参照番号を付記し、詳細な説明を省略する。
【0031】
本高周波受信装置によれば、アンテナ1で受信された高周波信号(以下、高周波受信信号と称する。)は、LNB(Low Noise Block down converter)2、可変利得増幅回路3を通過した後、ミキサ回路4・5でベースバンド信号に周波数変換される。その後、可変利得増幅回路8・9を通過し、信号に含まれる不必要な高周波信号成分を低域濾過フィルタ(以下、LPFと称す)10・11でそれぞれ取り除いた後、増幅回路13・14によって再び増幅されて出力される。
【0032】
ミキサ回路4・5に入力される局部発振信号(電圧制御発振回路の発振周波数(以下、VCO発振信号と称す))は、局部発振回路15から供給される(ミキサ回路5には移相回路6を介して局部発振信号が供給される。)。ここで、フェーズロックトループ(以下、PLLと称する)16は、いわゆるPLLと、このPLLを制御する信号をコントローラ17との間でやり取りする通信手段(通信回路)とを含む回路として説明する。
【0033】
上記PLL16は、局部発振回路15の出力信号(つまり、VCO選択回路7の出力信号であるVCO発振信号)を分周して基準発振回路19の出力信号と比較し、発振周波数制御信号を局部発振回路15に供給する。これにより、局部発振回路15において、VCO11〜VCO1nの発振周波数が制御される。PLL16とコントローラ17との通信信号には、少なくとも発振周波数設定情報とVCO切り替え情報との両方が含まれる。上記PLL16は、VCO選択回路7にロック検出信号を供給する。
【0034】
本発明に係る実施の形態においては、従来例(図6の構成を有する高周波受信装置)と比べてコストダウン及び電源の単一化を図るために、高周波受信装置の電源電圧の範囲内で発振周波数を変化させるVCOを複数個(VCO11〜VCO1nのn個)用いて局部発振回路15を構成している。
【0035】
上記コントローラ17は、▲1▼VCO11〜VCO1nの発振周波数の設定、▲2▼LPF10・11のカットオフ周波数の設定、▲3▼VCO選択回路7の制御、▲4▼LPF10・11のカットオフ周波数を制御するカットオフ周波数制御回路12の制御に係る情報をもつ信号をPLL16との間でなされるやり取りをそれぞれ行う。ここで、上記▲3▼、▲4▼に係る制御情報は、素子のバラツキによるVCOの発振周波数のずれ及びカットオフ周波数制御回路12の特性ずれを修正する情報を指す。
【0036】
上記▲1▼〜▲4▼に係る制御情報は、それぞれコントローラ17からPLL16に送られ、PLL16は上記情報に基づいてVCO選択回路7及びカットオフ周波数制御回路12をそれぞれ制御する。VCO選択回路7の制御のフローチャートを図4に、カットオフ周波数制御回路12の制御のフローチャートを図5にそれぞれ示す。
【0037】
ここで、図4のフローチャートを説明する。コントローラ17によってPLL16の分周比及びVCO選択の設定が行われると(S41)、PLL16は、VCO発振信号を分周した信号の周波数と基準発振回路19の出力信号の周波数とを比較し、両者を一致させようとVCOの制御電圧を掃引する(S42)。掃引の結果、両者が一致すなわちループがロックしたか否かが判断される(S43)。ループがロックしたと判断された場合、PLL16は上記ロック検出信号をVCO選択回路7に供給し、VCO選択回路7の制御は終了する。一方、ループがロックしていないと判断された場合は他のVCOを選択し(S44)、S42へ移行して掃引がやり直され、ロックするまでこれが繰り返される。
【0038】
上記PLL16は、発振周波数制御信号の発振周波数に応じて上記VCO選択回路7を制御する構成が好ましい。この場合、VCO選択回路7は、VCOの発振周波数の設定が変わると、自動的に選択を行う。これは、発振周波数制御信号の発振周波数の設定に係る情報を上記制御情報に含めることによって実現できる。発振周波数制御信号の発振周波数の設定に係る情報を制御情報に含めることは、ソフトウェアを変更することによって容易に行える。したがって、別途、ハードウェアを追加することが不要となり、高周波受信装置の構成を簡素化できる。
【0039】
以上のように、VCO選択回路7はPLL16によって制御され、局部発振回路15における複数のVCOであるVCO11〜VCO1nのうちの一つが選択される。選択された電圧制御発振回路は、その発振周波数で発振するVCO発振信号(局部発振信号)をミキサ回路4・5(周波数変換回路)へそれぞれ供給する。ミキサ回路4・5には、上記高周波受信信号が上記LNB2及び上記可変利得増幅回路3を介して供給されており、ここで、上記VCO発振信号と高周波受信信号とが混合され、更に、LPF10・11によってミキサ回路4・5の出力信号の周波数が変換されて増幅回路13・14を介して復調信号として出力される。
【0040】
従来、局部発振回路において複数のVCOを用いた場合、それぞれのVCOの素子定数に起因する周波数のバラツキが存在し、このために各VCOの発振周波数がずれてしまう。
【0041】
そこで、本実施の形態によれば、上記VCO11〜VCO1nがPLL16によって制御されて、各VCO11〜VCO1nの発振周波数のずれが補正される。加えて、各VCO11〜VCO1nの発振周波数可変幅は小さくなるが、局部発振回路15のVCO11〜VCO1nの数を増やすことによって、発振周波数制御電圧として従来必要であった高電圧(例えば、約30Vの電圧)を発生するための専用の電源が不要となり、最近の傾向である電源の低電圧化に対応できると共に、高周波受信装置の電源電圧を発振周波数制御電圧として共用できる。つまり、高周波受信装置における電源電圧の単一化を図ることが可能となる。
【0042】
ここで、図5のフローチャートを説明する。カットオフ周波数制御回路12の特性調整時(LPF10・11のカットオフ周波数(fc)の調整時)には、スイッチSW(図1参照)を介してカットオフ周波数制御回路12に基準発振回路19の出力信号(基準発振信号)が供給される。カットオフ周波数制御回路12は、基準発振回路19の出力信号の参照を開始する(S51)と共に、カットオフ周波数切り替え信号(fc切り替え信号)に基づいてカットオフ周波数(fc)を調整し(S52)、調整後は上記PLL16によって上記スイッチSWが開状態に制御されて、上記基準発振回路19からカットオフ周波数制御回路12への出力信号の供給が停止される。その結果、カットオフ周波数制御回路12による上記基準発振信号の参照は終了する(S53)。
【0043】
このように、カットオフ周波数制御回路12の特性調整がスイッチSWを介して間欠的に行われ、その特性ずれが補正される。つまり、上記LPF10・11を用いてカットオフ周波数制御回路12の特性ずれ(LPF10・11のカットオフ周波数のずれ)が間欠的に補正されるので、カットオフ周波数制御回路12の回路規模及び消費電流を確実に削減できる。このように、素子のバラツキによるカットオフ周波数のずれの補正は、実際には常時行う必要はなく、間欠的に行うことで十分である。
【0044】
加えて、従来必要であったリファレンスフィルタ回路(例えば、図6のリファレンスフィルタ回路20参照)が不要となるので、リファレンスフィルタ回路の信号がベースバンド信号に回り込むことを確実に回避できると共にコスト低減化が可能となる。カットオフ周波数制御回路12の特性調整に係る上記制御は動作に影響を与えない短時間で行われる。
【0045】
上記カットオフ周波数制御回路12は、カットオフ周波数を調整するための基準周波数に設定したときのみ自動的に制御を行う構成としてもよい。この場合、カットオフ周波数制御回路12内のロジック回路部(図示しない)に簡単な変更を加えることによって、素子バラツキが少なくカットオフ周波数制御の頻度が少ない場合において、コントローラによる制御回数を減らすことができる。
【0046】
また、上記基準周波数は、上記PLL16の基準発振回路19の周波数と等しくしてもよい。この場合、改めて調整用の周波数を用意する必要がなくなる。
【0047】
また、上記基準周波数は、上記カットオフ周波数制御回路12の制御可能周波数範囲に含まれている構成としてもよい。この場合、上記基準周波数専用の回路を別途設けることが不要となり、回路の簡素化を図ることが可能となる。
【0048】
上記PLL16は、上記LPF10・11のカットオフ周波数(fc)に応じて上記カットオフ周波数制御回路を制御する構成が好ましい。この場合、上記カットオフ周波数制御回路12は、カットオフ周波数の設定が変わると自動的に制御を行う。これは、上記LPF10・11のカットオフ周波数に係る情報を制御情報に含めることによって実現できる。この場合、カットオフ周波数に係る情報を制御情報に含めることは、ソフトウェアを変更することによって容易に行える。それゆえ、別途、ハードウェアを追加することが不要となり、構成を確実に簡素化できる。
【0049】
図1の構成の場合、VCO選択回路7およびカットオフ周波数制御回路12は、以上のように独立して制御される。この場合、VCO選択回路7とカットオフ周波数制御回路12とは、PLL16によって、それぞれ独立して制御され、これにより、上記VCO選択回路7の選択タイミングと、上記LPF10・11のカットオフ周波数制御のタイミングとが異なる場合でも、確実にそれぞれの制御をPLL16によって行うことができる。
【0050】
ここで、本発明に係る高周波受信装置の他の構成例について、図2を参照しながら説明する。なお、図2中、図1と同じ機能を有する回路については同じ参照番号を付記し、詳細な説明を省略する。
【0051】
本構成例においては、PLL16は上記▲3▼、▲4▼の情報にしたがってVCO選択回路7とカットオフ周波数制御回路12の両方を同時に制御する構成となっており、この点において図1の構成と異なっている。カットオフ周波数制御回路12の制御は、スイッチSWを介して基準発振回路19からの出力信号に基づいて行われる。
【0052】
この場合、上記PLL16は、上記VCO選択回路7および上記カットオフ周波数制御回路12を同時に制御することができるので、その分、回路規模を確実に小さくできる。
【0053】
ここで、図3を参照しながら、本発明に係る高周波受信装置の更に他の構成例を説明する。図3中、図1と同じ機能を有する回路には図1と同じ参照番号を付記し、詳細な説明を省略する。
【0054】
本構成例においては、コントローラ17は、前述の▲1▼と▲2▼(▲1▼:VCO11〜VCO1nの発振周波数の設定、▲2▼:LPF10・11のカットオフ周波数の設定)に係る制御情報のみをPLL16に送り、発振周波数変化検出回路18はPLL16内の信号から上記▲1▼に係る情報を検出し、▲1▼の情報に変化があった場合にVCO選択回路7とカットオフ周波数制御回路12とを同時に制御するものであり、この点において、図2の構成と異なっている。
【0055】
図3の構成例においては、上記制御情報のうち上記▲1▼に係る情報(発振周波数の設定に係る情報)に基づいて上記発振周波数の変化を検出する発振周波数変化検出回路18を備え、この発振周波数変化検出回路18の出力に応じて上記VCO選択回路7および上記カットオフ周波数制御回路12が同時に制御される。
【0056】
この場合、発振周波数制御信号の発振周波数は、PLL16によって制御される。このPLL16の動作は、通信回路を介してやりとりされる制御情報に基づいて行われる。この制御情報のうち、発振周波数の設定に係る情報に基づいて、上記発振周波数の変化が発振周波数変化検出回路18によって検出される。この発振周波数変化検出回路18は、例えば、あるタイミングの発振周波数の設定に係る情報と、その単位時間前の発振周波数の設定に係る情報とを比較する回路によって実現できる。このように、本構成例においては、簡単な構成の発振周波数変化検出回路18を設けるだけでよいので、ソフトウェアを変更することが不要となる。
【0057】
図2及び図3の例でも、VCO選択回路7とカットオフ周波数制御回路12の制御は、動作に影響を与えないほどの短時間で行われるため、制御時以外はVCO選択回路7及びカットオフ制御回路12の動作電流が確実に削減できる。また、従来の高周波受信装置において用いられていたリファレンスフィルタ回路(図6のリファレンスフィルタ回路20参照)が不要となるので、リファレンスフィルタ回路の信号がベースバンド信号に回り込むということもなくなる。
【0058】
本実施の形態において説明した上記高周波受信装置は、図示しない半導体集積回路上に形成することが好ましい。この場合、個別素子を用いて高周波受信装置を構成する場合よりも、半導体集積回路上で形成される分、特性のバラツキを確実に抑えることができると共に、安価に高周波受信装置を実現できる。
【0059】
また、上記高周波受信装置は、デジタル衛星放送に用いられるダイレクトコンバージョン受信装置であることが好ましい。この場合、上記高周波受信装置は、デジタル衛星放送に用いられるダイレクトコンバージョン受信装置に求められる望ましい機能を有することが可能となる。
【0060】
本発明の第1高周波受信装置は、以上のように、複数のVCOから1つのVCOを選択するVCO選択手段を備える局部発振回路と、前記局部発振回路からの局部発振信号と高周波受信信号を入力するミキサ回路と、前記ミキサ回路の出力信号から所望の変換出力信号を選択するLPFと、前記LPFのカットオフ周波数を制御するカットオフ周波数制御手段とを備え、高周波受信信号から安定かつ高品位の復調信号を得る構成を有している。
【0061】
これにより、素子ばらつきによってVCOの発振周波数がずれても所望の発振周波数で発振するVCOを選択することができる。また、同様にLPFのカットオフ周波数がずれてもその調整を行うことができる。
【0062】
本発明の第2高周波受信装置は、以上のように、上記第1高周波受信装置において、前記高周波受信装置が、コントローラからの要求により、前記VCO選択手段の制御と、前記カットオフ周波数制御手段の制御を独立して行う構成を有している。
【0063】
これにより、VCOの選択タイミングと、LPFのカットオフ周波数制御のタイミングとが異なる場合でも、VCOの選択動作及びカットオフ周波数制御手段の制御をそれぞれ行うことができる。
【0064】
本発明の第3高周波受信装置は、以上のように、上記第1高周波受信装置において、コントローラからの要求により、前記VCO選択手段の制御と、前記カットオフ周波数制御手段の制御とを同時に行う構成を有している。これにより、両手段の制御回路を共通にすることができ、回路規模が削減できる。
【0065】
本発明の第4高周波受信装置は、以上のように、上記第1又は第2高周波受信装置において、前記局部発振回路のVCOの発振周波数を制御するPLLと、PLLの動作を制御する信号をコントローラとやり取りする通信手段とを備え、コントローラは前記通信手段を用いてPLLとの通信信号に専用の制御信号を設け、前記VCO選択手段と前記カットオフ周波数制御手段を独立して制御する構成を有している。
【0066】
PLLと前記通信手段とを用いることで、コントローラはVCOの発振周波数の設定、LPFカットオフ周波数の設定、VCO選択手段の制御及びカットオフ周波数制御手段の制御をソフトウェアで簡単に行うことができるようになる。
【0067】
本発明の第5高周波受信装置は、以上のように、上記第4高周波受信装置において、前記VCO選択手段が、VCOの発振周波数の設定が変わると自動的に選択を行う構成を有している。
【0068】
これは、コントローラのソフトウェアを、VCO発振周波数の設定情報と共にVCO選択手段制御の情報を送るようにしておいて、独立した信号情報としてVCOの発振周波数の設定、カットオフ周波数の設定、及びカットオフ周波数制御手段の制御の3つをPLLとやり取りする構成とすることで実現でき、回路を追加せずにソフトウェアの変更のみでできるという利点がある。
【0069】
本発明の第6高周波受信装置は、以上のように、上記第4高周波受信装置において、前記カットオフ周波数制御手段が、カットオフ周波数の設定が変わると自動的に制御を行う構成を有している。
【0070】
これは、コントローラのソフトウェアを、カットオフ周波数の設定情報と共にカットオフ周波数制御手段の制御の情報を送るようにしておいて、独立した信号情報としてVCOの発振周波数の設定、カットオフ周波数の設定、及びVCO選択手段の制御の3つをPLLとやり取りする構成とすることで実現でき、回路を追加せずにソフトウェアの変更のみでできるという利点がある。
【0071】
本発明の第7高周波受信装置は、以上のように、上記第1又は第3高周波受信装置において、前記局部発振回路のVCOの発振周波数を制御するPLLとPLLの動作を制御する信号をコントローラとやり取りする通信手段とを備え、コントローラは前記通信手段を用いてPLLとの通信信号に専用の制御信号を設け、前記VCO選択手段と前記カットオフ周波数制御手段とを同時に制御する構成を有している。
【0072】
本発明の第8高周波受信装置は、以上のように、上記第7高周波受信装置において、前記局部発振回路のVCOの発振周波数を制御するPLL及び、コントローラとPLLとの通信信号において、VCOの発振周波数設定信号の変化を検出する検出手段を備え、検出手段の状態により、前記VCO選択手段と前記カットオフ周波数制御手段とを同時に制御する構成を有している。
【0073】
前記検出手段は、PLLにおける、あるタイミングのVCO発振周波数設定情報と、その単位時間前のVCO発振周波数設定情報とを比較する回路を追加することで実現できる。この構成は、ソフトウェアを変更せずに回路の追加のみでできるという利点がある。
【0074】
本発明の第9高周波受信装置は、以上のように、上記第1から第8高周波受信装置までのいずれか一つの高周波受信装置を半導体集積回路上に実現したものである。
【0075】
このように半導体集積回路上に高周波受信装置を実現することによって、個別素子を用いて構成するより、特性ばらつきが抑えられ、しかも安価となりうるという利点がある。
【0076】
上記第9高周波受信装置は、以上のように、デジタル衛星放送用ダイレクトコンバージョン受信装置であることが好ましい。
【0077】
【発明の効果】
本発明の高周波受信装置は、以上のように、複数の電圧制御発振回路からなる局部発振回路と、複数の上記電圧制御発振回路のうち1つを選択する選択回路と、上記局部発振回路からの局部発振信号と、高周波受信信号とを入力する周波数変換回路と、上記周波数変換回路の出力信号の周波数を変換して復調信号として出力する低域濾過フィルタ回路と、上記低域濾過フィルタ回路のカットオフ周波数を制御するカットオフ周波数制御回路と、上記電圧制御発振回路を制御して上記局部発振信号の発振周波数のずれを補正すると共に上記カットオフ周波数制御回路を間欠的に制御してその特性ずれを補正し、上記選択回路を制御して電圧制御発振回路を選択する制御回路とを備えている。
【0078】
上記の発明によれば、選択回路は制御回路によって制御され、局部発振回路における複数の電圧制御発振回路のうち一つが選択される。選択された電圧制御発振回路は、その発振周波数で発振する局部発振信号を周波数変換回路へ供給する。周波数変換回路には、高周波受信信号が供給されており、ここで、局部発振信号と高周波受信信号とが混合され、更に、低域濾過フィルタ回路によって周波数変換回路の出力信号の周波数が変換されて復調信号として出力される。
【0079】
上記局部発振回路において複数の電圧制御発振回路を用いた場合、それぞれの電圧制御発振回路の素子定数に起因する周波数のバラツキが存在し、このために各電圧制御発振回路の発振周波数がずれてしまう。
【0080】
そこで、上記の発明によれば、上記電圧制御発振回路は制御回路によって制御されて、各電圧制御発振回路の発振周波数のずれが補正される。加えて、一つ当たりの電圧制御発振回路の発振周波数可変幅は小さくなるが、局部発振回路の電圧制御発振回路の数を増やすことによって、発振周波数制御電圧として従来必要であった高電圧を発生するための専用の電源が不要となり、高周波受信装置の電源電圧を発振周波数制御電圧として共用できる。つまり、高周波受信装置の電源電圧の単一化を図ることが可能となる。
【0081】
また、上記低域濾過フィルタ回路においては、素子のバラツキにより、そのカットオフ周波数がずれてしまう。従来技術によれば、このカットオフ周波数のずれは、上記低域濾過フィルタ回路と同等の特性を有するリファレンスフィルタ回路の位相特性を利用して検出され、この検出結果に基づいて低域濾過フィルタ回路が調整されていた。しかしながら、上記従来技術は、カットオフ周波数のずれの調整が常時行われるので、回路規模及び消費電流が増大したり、リファレンスフィルタ回路の信号がベースバンド信号に回り込んだりするという不具合を招来していた。
【0082】
そこで、上記の発明によれば、そのカットオフ周波数はカットオフ周波数制御回路によって制御されるが、このカットオフ周波数制御回路は、制御回路の間欠的な制御によって、その特性ずれが補正される。このように、上記低域濾過フィルタ回路の機能を用いてカットオフ周波数制御回路の特性ずれが間欠的に補正されるので、カットオフ周波数制御回路の回路規模及び消費電流を確実に削減できる。加えて、従来のリファレンスフィルタ回路が不要となるので、リファレンスフィルタ回路の信号がベースバンド信号に回り込むことを確実に回避できると共にコスト低減化が可能となるという効果を併せて奏する。
【0083】
上記制御回路は、上記選択回路および上記カットオフ周波数制御回路を独立して制御する構成でもよい。この場合、選択回路とカットオフ周波数制御回路とは、制御回路によって、それぞれ独立して制御される。これにより、上記選択回路の選択タイミングと、上記低域濾過フィルタ回路のカットオフ周波数制御のタイミングとが異なる場合でも、確実にそれぞれの制御を制御回路によって行うことができるという効果を併せて奏する。
【0084】
上記制御回路は、上記選択回路および上記カットオフ周波数制御回路を同時に制御する構成でもよい。この場合、両回路は一つの回路によって制御されるので、その分、回路規模を確実に小さくできるという効果を併せて奏する。
【0085】
上記制御回路は、上記局部発振信号の発振周波数を制御するフェーズロックトループ回路と、このフェーズロックトループ回路の動作を制御する制御情報のやりとりを行う通信回路とを備え、上記制御情報に基づいて、上記選択回路および上記カットオフ周波数制御回路を制御すると共に上記局部発振信号の発振周波数を設定する構成であってもよい。
【0086】
この場合、局部発振信号の発振周波数は、フェーズロックトループ回路によって制御される。このフェーズロックトループ回路の動作は、通信回路を介してやりとりされる制御情報に基づいて行われる。このように、フェーズロックトループ回路と通信回路とを用い、制御情報を介して、局部発振信号の発振周波数の設定、選択回路の制御、及びカットオフ周波数制御回路の制御等をソフトウェア的に容易に行うことができる。それゆえ、回路規模の増大を確実に回避できるという効果を併せて奏する。
【0087】
上記制御回路は、上記局部発振信号の発振周波数に応じて上記選択回路を制御する構成であってもよい。これは、局部発振信号の発振周波数の設定に係る情報を制御情報に含めることによって実現できる。この場合、局部発振信号の発振周波数の設定に係る情報を制御情報に含めることは、ソフトウェアを変更することによって行える。したがって、別途、ハードウェアを追加することが不要となり、構成を簡素化できるという効果を併せて奏する。
【0088】
上記カットオフ周波数制御回路は、カットオフ周波数を調整するための基準周波数に設定したときのみ自動的に制御を行う構成としてもよい。この場合、カットオフ周波数制御回路内のロジック回路部に簡単な変更を加えることによって、素子バラツキが少なくカットオフ周波数制御の頻度が少ない場合において、コントローラによる制御回数を減らすことができるという効果を併せて奏する。
【0089】
また、上記基準周波数は、上記フェーズロックトループ回路の基準発振回路の周波数と等しくしてもよい。この場合、改めて調整用の周波数を用意する必要がなくなるという効果を併せて奏する。
【0090】
また、上記基準周波数は、上記カットオフ周波数制御回路の制御可能周波数範囲に含まれている構成としてもよい。この場合、上記基準周波数専用の回路を別途設けることが不要となり、回路の簡素化を図ることが可能となるという効果を併せて奏する。
【0091】
上記制御回路は、上記低域濾過フィルタ回路のカットオフ周波数に応じて上記カットオフ周波数制御回路を制御する構成であってもよい。これは、上記低域濾過フィルタ回路のカットオフ周波数に係る情報を制御情報に含めることによって実現できる。この場合、カットオフ周波数に係る情報を制御情報に含めることは、ソフトウェアを変更することによって行える。したがって、別途、ハードウェアを追加することが不要となり、構成を簡素化できるという効果を併せて奏する。
【0092】
上記制御回路は、上記局部発振信号の発振周波数を制御するフェーズロックトループ回路と、このフェーズロックトループ回路の動作を制御する制御情報のやりとりを行う通信回路と、上記制御情報のうち上記発振周波数の設定に係る情報に基づいて上記発振周波数の変化を検出する検出回路とを備え、上記検出回路の出力に応じて上記選択回路および上記カットオフ周波数制御回路を制御する構成であってもよい。
【0093】
この場合、局部発振信号の発振周波数は、フェーズロックトループ回路によって制御される。このフェーズロックトループ回路の動作は、通信回路を介してやりとりされる制御情報に基づいて行われる。この制御情報のうち、発振周波数の設定に係る情報に基づいて、上記発振周波数の変化が検出回路によって検出される。この検出回路は、例えば、あるタイミングの発振周波数の設定に係る情報と、その単位時間前の発振周波数の設定に係る情報とを比較する回路によって実現できる。このように、簡単な構成の検出回路を設けるだけでよいので、ソフトウェアの変更を不要とすることが可能となるという効果を併せて奏する。
【0094】
上記高周波受信装置は、半導体集積回路上に形成することが好ましい。この場合、個別素子を用いて高周波受信装置を構成する場合よりも、半導体集積回路上で形成される分、特性のバラツキを確実に抑えることができると共に、安価に高周波受信装置を実現できるという効果を併せて奏する。
【0095】
上記高周波受信装置は、デジタル衛星放送に用いられるダイレクトコンバージョン受信装置であることが好ましい。この場合、上記高周波受信装置は、デジタル衛星放送に用いられるダイレクトコンバージョン受信装置に求められる望ましい機能を有することが可能となるという効果を併せて奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る高周波受信装置の構成例を示す回路ブロック図である。
【図2】本発明に係る高周波受信装置の他の構成例を示す回路ブロック図である。
【図3】本発明に係る高周波受信装置の更に他の構成例を示す回路ブロック図である。
【図4】上記高周波受信装置のVCO選択回路の制御例を示すフローチャートである。
【図5】上記高周波受信装置のLPFカットオフ周波数制御回路の制御例を示すフローチャートである。
【図6】従来の高周波受信装置の構成例を示す回路ブロック図である。
【符号の説明】
1 アンテナ
2 LNB(Low Noise Block down converter)
3 可変利得増幅回路
4・5 ミキサ回路
6 移相回路
7 VCO選択回路
8・9 可変利得増幅回路
10・11 LPF
12 カットオフ周波数制御回路
13・14 増幅回路
15 局部発振回路
16 PLL
17 コントローラ
18 発振周波数変化検出回路
19 基準発振回路
Claims (9)
- 複数の電圧制御発振回路からなる局部発振回路と、
複数の上記電圧制御発振回路のうち1つを選択する選択回路と、
上記局部発振回路からの局部発振信号と、高周波受信信号とを入力する周波数変換回路と、
上記周波数変換回路の出力信号の周波数を変換して復調信号として出力する低域濾過フィルタ回路と、
上記低域濾過フィルタ回路のカットオフ周波数を制御するカットオフ周波数制御回路と、
上記電圧制御発振回路を制御して上記局部発振信号の発振周波数のずれを補正すると共に上記カットオフ周波数制御回路を間欠的に制御してその特性ずれを補正し、上記選択回路を制御して電圧制御発振回路を選択する制御回路とを備えた高周波受信装置。 - 上記制御回路は、上記選択回路および上記カットオフ周波数制御回路を独立して制御することを特徴とする請求項1に記載の高周波受信装置。
- 上記制御回路は、上記選択回路および上記カットオフ周波数制御回路を同時に制御することを特徴とする請求項1に記載の高周波受信装置。
- 上記制御回路は、上記局部発振信号の発振周波数を制御するフェーズロックトループ回路と、このフェーズロックトループ回路の動作を制御する制御情報のやりとりを行う通信回路とを備え、上記制御情報に基づいて、上記選択回路および上記カットオフ周波数制御回路を制御すると共に上記局部発振信号の発振周波数を設定することを特徴とする請求項1、2、または3に記載の高周波受信装置。
- 上記制御回路は、上記局部発振信号の発振周波数に応じて上記選択回路を制御することを特徴とする請求項4に記載の高周波受信装置。
- 上記制御回路は、上記低域濾過フィルタ回路のカットオフ周波数に応じて上記カットオフ周波数制御回路を制御することを特徴とする請求項4に記載の高周波受信装置。
- 上記制御回路は、上記局部発振信号の発振周波数を制御するフェーズロックトループ回路と、このフェーズロックトループ回路の動作を制御する制御情報のやりとりを行う通信回路と、上記制御情報のうち上記発振周波数の設定に係る情報に基づいて上記発振周波数の変化を検出する検出回路とを備え、上記検出回路の出力に応じて上記選択回路および上記カットオフ周波数制御回路を制御することを特徴とする請求項1または3に記載の高周波受信装置。
- 半導体集積回路上に形成したことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の高周波受信装置。
- デジタル衛星放送に用いられるダイレクトコンバージョン受信装置であることを特徴とする請求項8に記載の高周波受信装置。
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