JP4288557B2 - Tv放送受信装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、TV放送受信装置に関し、詳しくはデンジタル放送専用のデジタル放送受信装置に、RF信号を受信する受信部分を共通化してアナログ放送を受信できるアナログ放送受信装置を備えたTV放送受信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来技術におけるアナログ地上波を受信するTV放送受信装置を構成するアナログ地上波チューナは、図7示すように、RF信号のVHF−L帯、VHF−H帯、UHF帯の放送を受信する受信部110と、受信部110で受信した信号を切替えるスイッチSW(120)と、スイッチSW(120)で切替えた信号を通過させる出力段フィルタ121と、出力段フィルタ121を通過した信号を増幅する増幅器122と、増幅したIF信号を入力し、その圧電効果によって、くし電極の間隔を1周期とする振動が表面弾性波になって、他方のくし電極に伝播し、電気信号となって出力するSAWF(Surface Acoustic Wave Filter;表面弾性波フィルタ)123と、SAWF123で得られた信号の利得制御をするAGC増幅器124と、AGC増幅器124を制御するAGC制御コントローラ127と、90度位相する90度位相器125と、この90度位相器125により90度位相された信号を生成する混合器126と、90度位相した信号と電圧制御発振器(VCO)128からの信号とを混合する混合器130と、混合器126からの信号を減衰させてドット妨害を軽減させるトラップ131と、トラップされた信号を増幅してビデオ信号を出力する増幅器132と、混合器126からの信号の所定の帯域を通過するバンドパスフィルタBPF(133)と、バンドバスフィルタBPF(133)を通過した信号をFM復調してサウンド信号を出力するFMデモジュレータ134とからなる。
【0003】
90度位相する90度位相器125には、AGC増幅器124からの利得制御された信号に加えて電圧制御発振器(VCO)128で制御され、フィルタ129を通過した信号が混合器130で混合され、90度位相器125に重畳される構成になっている。
【0004】
受信部110は、RF信号を受信する初段フィルタ111と、この初段フィルタ111でフィルタリングされた信号の利得制御をするAGC増幅器112と、所定の信号を通過させる段間フィルタ113と、段間フィルタ113を通過した信号をオシレータ115からの同期信号に同期させる混合器114とからなり、混合器114からの出力信号がスイッチSW(120)に出力される。
【0005】
このような構成からなるアナログ地上波チューナにおいては、RF信号を増幅した後にIF信号にしてから利得制御等の処理をしてビデオ信号及びサウンド信号を生成する構成になっており、その処理を行うに際し、様々なフィルタ、例えば、初段フィルタ111、段間フィルタ113、出力段フィルタ121、フィルタ129、バンドパスフィルタ133等が存在する。
【0006】
一方、デジタル地上波チューナは、図8に示すように、RF信号のVHF−L帯、VHF−H帯、UHF帯の放送を受信する受信部141と、受信部141で受信した信号を切替えるスイッチSW(147)と、スイッチSW(147)で切替えた信号を通過させる出力段フィルタ148と、出力段フィルタ148を通過した信号を増幅する増幅器149と、増幅したIF信号を入力し、その圧電効果によって、くし電極の間隔を1周期とする振動が表面弾性波になって、他方のくし電極に伝播し、電気信号となって出力する第1のSAWF(SurfaceAcoustic Wave Filter;表面弾性波フィルタ)150と、第1のSAWF150で得られた信号をAGCコントローラ154の制御信号により利得制御をする第1のAGC増幅器151と、利得制御された信号を再度表面弾性波にして電気信号を出力する第2のSAWF152と、第2のSAWF152で得られた信号をAGCコントローラ154の制御信号により利得制御をする第2のAGC増幅器153と、第2のAGC増幅器153で増幅された信号をオシレータの同期信号に同期させる混合器155と、同期した信号を増幅する増幅器157と、増幅した信号を復調するデジタル復調器158とからなる。
【0007】
デジタル復調器158は、増幅した信号をオシレータ166の同期信号に同期させる第1の混合器159と、増幅した信号を90度位相器165により90度位相させるようにする第2の混合器160と、第1の混合器159からの同期された信号をデジタル信号に変換する第1のA/D変換器161と、デジタル信号を増幅してI信号として出力する第1の増幅器162と、第2の混合器160からの90度位相された信号をデジタル信号に変換する第2のA/D変換器163で変換されたデジタル信号を増幅してQ信号として出力する第2の増幅器164とからなる。
【0008】
受信部141は、RF信号を受信する初段フィルタ142と、初段フィルタ142でフィルタリングされた信号の利得制御をするAGC増幅器143と、所定の信号を通過される段間フィルタ144と、段間フィルタ144を通過した信号をオシレータ146からの同期信号に同期させる混合器145とからなり、混合器145からの出力信号がスイッチSW(147)に出力される。
【0009】
このような構成からなるデジタル地上波チューナにおいては、RF信号をIF変調した後に、このIF信号を直交復調してI、Q信号を生成し、このI、Q信号による検波を行う。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術におけるアナログ信号受信装置、例えば、TV放送受信装置は、希望の信号を良好に受信するため、復調の際に妨害となって現れやすい近傍の不要な受信しない信号成分を十分に減衰させる必要があった。
このため、受信機ではいろいろなフィルタを何種類も使用しなくてはならなかった。又、これらのフィルタの中には受信周波数に連動して特性の変化するようなものや、単純なLC、RC等で構成不可能な特殊なものが必要であるという問題がある。
【0011】
又、アナログTV信号の復調は一端IF周波数に変換し、その信号をAM検波する方式が周知である。このような背景で使われているRFコネクタは単にRFケーブルと機器の接続のためにのみ使用されていた関係で単にメカ構造のみで特殊な機能は何も付加されていないという問題もある。
【0012】
従って、デジタル放送受信装置であっても、回路が共通に使え、且つRF信号を復調できるアナログ放送受信装置を備えることができるTV放送受信装置に解決しなければならない課題を有する。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、本発明に係るTV放送受信装置は、次に示す構成にすることである。
【0014】
(1)TV放送受信装置は、初段フィルタを内蔵させたRFコネクタと、前記RFコネクタに接続してRF信号を周波数変換する周波数変換手段と、該周波数変換手段により得られた信号を90度の位相を持った2つのI、Q信号にして出力する直交復調手段と、該直交復調手段により得られたI,Q信号の直交波周波数を多重分割して復調するデジタル復調手段とを備えたデジタル放送受信装置であって、
前記直交復調手段により得られたI、Q信号を入力してアナログ復調するアナログ放送受信装置を備えたことである。
【0015】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係るTV放送受信装置の実施形態について、図面を参照して説明する。
【0016】
本願発明の実施例を説明する前に、時代的背景を説明すると、世界各国でサービスが始まっているデジタル放送の場合は変調されている信号が0、1のデータであるため、アナログ信号の復調より妨害に強いといった性質があり、一般的にデジタル方法の検波にはI、Q出力を伴う、直交復調方式が用いられている。
このI、Q出力をする直交復調方式の特徴は今までのアナログ復調時初段の復調前に必要であった様々なフィルタを検波後にベースバンド上でデジタルフィルタを使用して構成することが可能になるというものである。
【0017】
このため、チューナは今まで沢山あったフィルタを著しく簡略化することが可能になる。現時点ではまだ始まったばかり、多少のフィルタ関係はまだ使用されたままになっているが、最終的な形態ではRF段のフィルタはバンドパスのようなもの1つで十分機能するようになることが容易に予想できる。即ち、このような背景化においては、RF初段のフィルタリングが簡略化されていくことが容易に予想できるのである。
【0018】
しかし、RFコネクタはケーブルとの接続上取り去ることができない。従って、RFコネクタ内に必要最小限のフィルタを構成して組み合わせることでチューナの回路規模、コストを削減することが可能となる。
このRFコネクタ内に内蔵するフィルタは初段で必要とされる簡易的なもの、例えば、ローパスフィルタ(LPF;Low Pass Filter)、バンドパスフィルタ(BPF;Band Pass Filter)などがある。
BPFの場合は、図5に示すように、A及びBの部分に特殊な誘電率の物質を使うことで容量を形成し、芯線側は途中に抵抗或いは積層コイル等を挿入することによりBPFが形成できる。
【0019】
次に、アナログ放送受信機の現状では、IF信号に変化して、その後にアナログ信号のAM検波を行っている。この方式では他信号の妨害を受けないようにするために非常に多くのフィルタが必要である。
従って、この方式のままではフィルタ内蔵RFコネクタを利用するメリットがないだけでなく、これから始まる地上波デジタル放送用チューナ(受信機)との共通設計ができない。
【0020】
そこで、アナログ放送受信用チューナは90度の位相差を付けた2つの信号(I、Q信号)を利用してアナログ復調させる方式とすることで、上記の欠点が解消され、更に、▲1▼アナログ放送受信機でもフィルタを簡略化することが可能となり、▲2▼デジタル、アナログ共用チューナを1つのチューナで実現することが可能になるというメリットがある。
【0021】
I、Q信号の直交復調方式を用いて、アナログ、デジタル共用チューナを構成する場合のRFアナログ部の回路例は、図4に示すように、RF信号を周波数変換する周波数変換器106と、その周波数変換器106の出力側を90度の位相を持って混合する混合器107の出力をI信号とし、周波数変換器106からの出力をオシレータ108からの同期信号に同期させる混合器109の出力をQ信号とする回路構成である。
【0022】
尚、このI、Q信号を生成する直交復調は既存の技術であり、この特徴はRFの信号を周波数変換すると同時に90度の位相差を持った2つの出力信号(I、Q信号)を出力することができる。こうすることにより、I、Q信号の出力にデジタル復調器、アナログ復調器をつなぐことで、デジタル、アナログ放送を同一回路で処理することが可能になる。以下、その具体例を説明する。
【0023】
図1は、デジタル放送及びアナログ放送共用のTV放送受信装置の構成をイメージ的に示したものであり、RF信号を入力して周波数変換及び直交復調をする共通受信部11と、共通受信部11からのI、Q信号を入力してデジタル復調するデジタル放送受信部21と、共通受信部11からのI、Q信号を入力してアナログ復調するアナログ放送受信部31とからなる。
【0024】
共通受信部11は、RF信号を周波数変換する周波数変換部12と、周波数変換された信号をI、Q信号に復調する直交復調部15とから構成されている。
周波数変換部12は受信したRF信号を周波数変換するチューナ13と、周波数変換された信号を増幅する増幅器14とからなる。
直交復調部15は、増幅された信号をオシレータOSC(16)からの同期信号に同期し且つ90度位相させる90度位相器17により位相させてI信号を出力する第1の混合器18と、増幅された信号をオシレータOSC(16)の同期信号に同期させQ信号として出力する第2の混合器19とからなる。
【0025】
デジタル放送受信部21は、共通受信部11からのI信号のうち所定の周波数を通過させる第1のローパスフィルタLPF(22)と、この第1のローパスフィルタLPF(22)からの信号を増幅する第1の増幅器23と、共通受信部11からのQ信号のうち所定の周波数を通過させる第2のローパスフィルタLPF(24)と、この第2のローパスフィルタLPF(24)からの信号を増幅する第2の増幅器25と、第1及び第2の増幅器23、25からの信号をデジタル値に変換するA/D変換器26と、デジタル値にされた信号を低速で狭帯域なデータ信号に変換し周波数軸上で並列にし、更に直交性を利用して周波数軸上でのオーバーラップを許容してデジタル信号を出力する直交周波数多重分割(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)部27とからなる。
【0026】
アナログ放送受信部31は、共通受信部11で得られたI、Q信号を入力し、その信号をプログラマブルフィルタ32を通過させてFM/AM33の復調及びその他のアナログ放送を復調する構成になっている。
【0027】
このような構成によるTV放送受信装置においては、共通受信部11でRF信号を受信し、その信号を先ずI、Q信号に復調し、デジタル放送受信部21がその復調された信号を取り込んで復調し、且つアナログ放送受信部31も同様に復調されたI、Q信号を取り込んで復調するようにしたことにより、デジタル放送受信部21の機能に現存のアナログ放送を取り込みことが単体のユニットで実現することが可能になる。
【0028】
又、RF信号をI、Q信号にしてアナログ及びデジタル放送の復調に使用するようにすると、アナログ放送を受信する際に必要であった様々なフィルタが不要になる。具体的には、RF信号を受信するところの初段フィルタのみでよくなる。そうすると、この初段フィルタのみが放送を受信する際に必ず必要とするフィルタとなる。
一方、TV放送受信装置は必ずRFコネクタが必要であるから、この単純化した初段フィルタをRFコネクタに内蔵した構成にすれば、装置の設計段階で初段フィルタを取り付ける必要性がなくなり、その分小型化やスペースを確保することが可能になり設計し易くなるという大きなメリットがある。
初段フィルタをRFコネクタに内蔵するためには、フィルタの構造を考慮する必要がある。上述したように、このRFコネクタ内に構成するフィルタは初段で必要とされる簡易的なもの、例えば、ローパスフィルタ(LPF:Low Pass Filter)、バンドパスフィルタ(BPF:Band Pass Filter)などがある。
バンドパスフィルタBPFの場合は、図5に示すように、A及びBの部分に特殊な誘電率の物質を使うことで容量を形成し、芯線側は途中に抵抗或いは積層コイル等を挿入することによりバンドパスフィルタが形成できる。
又、その他の例として、図6に示すコイル(L)及び抵抗(R)、コンデンサ(C)を組み合わせた等価回路によるフィルタも考えられる。
【0029】
図2は、RFコネクタに初段フィルタを内蔵させた構成のTV放送受信装置を示したものであり、その構成は、RF信号を入力するRFコネクタ41と、このRFコネクタ41に接続し、RF信号の利得制御して増幅するAGC増幅器43と、増幅した信号を直交復調する直交復調器45とからなる共通受信部46と、共通受信部46からのI、Q信号を入力してデジタル復調するデジタル放送受信部61と、共通受信部46からのI、Q信号を入力してアナログ復調するアナログ放送受信部71とからなる。
ここで、初段フィルタ42を内蔵したRFコネクタ41が接続されることにより初段フィルタ41とAGC増幅器43が接続されて周波数変換器44を構成する。
【0030】
共通受信部46の直交復調器45は、前段のAGC増幅器43で増幅された信号をオシレータOSC(47)の同期信号に同期させI信号として出力する第1の混合器48と、同じく前段のAGC増幅器43で増幅された信号を90度位相させる90度位相器49により位相させてQ信号を出力する第2の混合器50と、第1の混合器48からの信号をデジタル信号に変換する第1のA/D変換器51と、第2の混合器50からの信号をデジタル信号に変換する第2のA/D変換器52とから構成されている。
【0031】
デジタル放送受信部61は、デジタル復調器62を備えており、このデジタル復調器62は、共通受信部46からのI信号のうち所定の周波数を通過させる第1のローパスフィルタLPF(63)と、この第1のローパスフィルタLPF(63)からの信号を増幅する第1の増幅器64と、共通受信部46からのQ信号のうち所定の周波数を通過させる第2のローパスフィルタLPF(65)と、この第2のローパスフィルタLPF(65)からの信号を増幅する第2の増幅器66と、第1及び第2の増幅器64、66からの信号をデジタル値に変換するA/D変換器67と、デジタル値にされた信号を低速で狭帯域なデータ信号に変換し周波数軸上で並列にし、更に直交性を利用して周波数軸上でのオーバーラップを許容してデジタル信号を出力する直交周波数多重分割(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)部68とからなる。
【0032】
アナログ放送受信部71は、共通受信部46で得られたI、Q信号を入力し、その信号をプログラマブルフィルタ72を通過させてビデオ信号とサウンド信号を出力する構成になっている。
このプログラマブルフィルタ72は、共通受信部46からのI信号のうち所定の周波数を通過させる第1のローパスフィルタLPF(73)と、この第1のローパスフィルタLPF(73)からの信号を増幅する第1の増幅器74と、共通受信部46からのQ信号のうち所定の周波数を通過させる第2のローパスフィルタLPF(75)と、この第2のローパスフィルタLPF(75)からの信号を増幅する第2の増幅器76と、第1及び第2の増幅器74、76からの信号をデジタル値に変換するA/D変換器77と、デジタル値にされた信号を所定の帯域のみ通過させてビデオ信号とサウンド信号を出力するフィルタ78とからなる。
【0033】
このような構成からなるRFコネクタ41を接続することによりRF信号を受信して周波数変換する周波数変換器44を構成するTV放送受信装置は、既述したように、初段フィルタ42をRFコネクタ41に内蔵させた構成にしたことにより、その分コンパクト化し、且つ小型化にすることができると共に、回路設計においてもフィルタの構成を考慮する必要がなくなるため簡略化することができる。
【0034】
図3は、RF信号をIF変調した後に、このIF信号を直交復調して、デジタル放送受信とアナログ放送受信で使用するようにしたTV放送受信装置であり、その構成は、RF信号のVHF−L帯、VHF−H帯、UHF帯の放送を受信する受信部81と、受信部81で受信した信号を切替えるスイッチSW(87)と、スイッチSW(87)で切替えた信号を通過させる出力段フィルタ88と、出力段フィルタ88を通過した信号を増幅する増幅器89と、増幅したIF信号を入力し、I、Q信号を生成する直交復調器90と、IF変調されたI、Q信号を入力してデジタル復調するデジタル放送受信部97と、IF変調されたI、Q信号を入力してアナログ復調するアナログ放送受信部105とからなる。
【0035】
受信部81は、RF信号を受信する初段フィルタ82と、初段フィルタ82でフィルタリングされた信号の利得制御をするAGC増幅器83と、所定の信号を通過させる段間フィルタ84と、段間フィルタ84を通過した信号をオシレータ85からの同期信号に同期させる混合器86とからなり、混合器86からの出力信号がスイッチSW(87)に出力される。
【0036】
直交復調器90は、IF信号をオシレータOSC(91)の同期信号に同期させI信号として出力する第1の混合器92と、同じくIF信号を90度位相させる90度位相器93により位相させてQ信号を出力する第2の混合器94と、第1の混合器92からの信号をデジタル信号に変換する第1のA/D変換器95と、第2の混合器94からの信号をデジタル信号に変換する第2のA/D変換器96とから構成されている。
【0037】
デジタル放送受信部97は、デジタル復調器98を備えており、このデジタル復調器98は、直交復調器90からのI信号のうち所定の周波数を通過させる第1のローパスフィルタLPF(99)と、この第1のローパスフィルタLPF(99)からの信号を増幅する第1の増幅器100と、直交復調器90からのQ信号のうち所定の周波数を通過させる第2のローパスフィルタLPF(101)と、この第2のローパスフィルタLPF(101)からの信号を増幅する第2の増幅器102と、第1及び第2の増幅器100、102からの信号をデジタル値に変換するA/D変換器103と、デジタル値にされた信号を低速で狭帯域なデータ信号に変換し周波数軸上で並列にし、更に直交性を利用して周波数軸上でのオーバーラップを許容してデジタル信号を出力する直交周波数多重分割(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)部104とからなる。
【0038】
アナログ放送受信部105は、直交復調器90で得られたI、Q信号を入力し、その信号をプログラマブルフィルタ106を通過させてビデオ信号とサウンド信号を出力する構成になっている。
【0039】
このように構成されたTV放送受信装置において、先ず、選局の部分の受信部81は従来の回路をそのまま採用することができ、IF変調した後に、そのIF信号をI、Q信号にしてデジタル放送及びアナログ放送で使用することができる。このようにすると、IF信号を生成するまでの回路は既存の回路構成を利用することが可能で、そのぶん回路設計は簡略化することができる。
【0040】
【発明の効果】
上記説明したように、本発明に係るTV放送受信装置は、RF信号を直交復調し、その直交復調したI、Q信号を使用してデジタル放送及びアナログ放送を同一回路構成で処理することが可能になり、アナログ及びデジタルのチューナ部分を単体構成にすることができるという効果がある。
【0041】
又、RF信号を直交復調する構成にして共有化を図ることにより、アナログ放送の受信で必要であった様々なフィルタが不要になり、特に初段フィルタはRFコネクタに内蔵させるようにすると、その分回路に搭載する必要がなくなり、小型化及び回路構成の簡略化を図ることができるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るTV放送受信装置の概念図である。
【図2】同初段フィルタをRFコネクタに内蔵させた構成にしたTV放送受信装置の概念図である。
【図3】 同IF信号までの回路を既存の回路構成にして、アナログとデジタルを共有にしたTV放送受信装置の概念図である。
【図4】 同直交復調する際の回路の概念図である。
【図5】同誘電率の異なる物質でバンドパスフィルタを形成する説明図である。
【図6】 同抵抗、コンデンサ、コイルで構成するフィルタを示した等価回路を示す説明図である。
【図7】従来技術におけるアナログ地上波チューナの構成を示す説明図である。
【図8】従来技術におけるデジタル地上波チューナの構成を示す説明図である。
【符号の説明】
11;共通受信部、12;周波数変換部、13;チューナ、14;増幅器、15;直交復調部、16;オシレータ、17;90度位相器、18;混合器、19;混合器、21;デジタル放送受信部、22;第1のローパスフィルタ(LPF)、23;第1の増幅器、24;第2のローパスフィルタ(LPF)、25;第2の増幅器、26;A/D変換器、27;直交周波数多重分割(OFDM)部、31;アナログ放送受信部、32;プログラマブルフィルタ、33;FM/AM、41;RFコネクタ、42;初段フィルタ、43;AGC増幅器、44;周波数変換器、45;直交復調器、46;共通受信部、47;オシレータ(OSC)、48;混合器、49;90度位相器、50;混合器、51;第1のA/D変換器、52;第2のA/D変換器、61;デジタル放送受信部、62;デジタル復調器、63;第1のローパスフィルタ、64;第1の増幅器、65;第2のローパスフィルタ、66;第2の増幅器、67;A/D変換器、68;直交周波数多重分割(OFDM)部、71;アナログ放送受信部、72;プログラマブルフィルタ、73;第1のローパスフィルタ、74;第1の増幅器、75;第2のローパスフィルタ、76;第2の増幅器、77;A/D変換器、78;フィルタ、81;受信部、82;初段フィルタ、83;AGC増幅器、84;段間フィルタ、85;オシレータ、86;混合器、87;スイッチ(SW)、88;出力段フィルタ、89;増幅器、90;直交復調器、91;オシレータ、92;第1の混合器、93;90度位相器、94;第2の混合器、95;第1のA/D変換器、96;第2のA/D変換器、97;デジタル放送受信部、98;デジタル復調器、99;第1のローパスフィルタ(LPF)、100;第1の増幅器、101;第2のローパスフィルタ(LPF)、102;第2の増幅器、103;A/D変換器、104;直交周波数多重分割(OFDM)部。
Claims (1)
- 初段フィルタを内蔵させたRFコネクタと、前記RFコネクタに接続してRF信号を周波数変換する周波数変換手段と、該周波数変換手段により得られた信号を90度の位相を持った2つのI、Q信号にして出力する直交復調手段と、該直交復調手段により得られたI,Q信号の直交波周波数を多重分割して復調するデジタル復調手段とを備えたデジタル放送受信装置であって、
前記直交復調手段により得られたI、Q信号を入力してアナログ復調するアナログ放送受信装置を備えたことを特徴とするTV放送受信装置。
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