JP4306091B2 - 信号受信装置および信号受信方法、並びに記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号受信装置および信号受信方法、並びに記録媒体に関し、特に、衛星が送信する信号の受信時に発生する周波数ドリフトを補正する局部発振器の制御速度を変化させることにより、低ビットレートで、狭帯域な信号の受信時に発生するエラーを抑制するようにした信号受信装置および信号受信方法、並びに記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
衛星を利用した、デジタルテレビジョン放送が一般に普及しつつある。衛星のトランスポンダから送信された信号（以下、衛星信号と称する）は、12GHz帯域の信号であるが、パラボラアンテナにより受信されると、その中央部（パラボラの焦点位置）に取り付けられているLNB（Low Noise Block）と呼ばれる変換器により12GHz帯域の信号から１乃至２GHz帯域の第1中間周波信号に変換される。IRD（Integrated Receiver/Decoder）などの受信装置は、供給された第1中間周波信号からIQ（In Phase−Quadrant Phase）信号（I信号とQ信号）を生成し、各種の処理を施した後、映像信号としてテレビジョン受像機などに出力し、表示させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このデジタル放送やデジタルデータ通信には、低ビットレート伝送の場合、１つのトランスポンダに割り当てるキャリアを複数のキャリアに分割し、分割された１キャリア当たりの占有帯域が、例えば6MHz（１個のトランスポンダに割り当てられるキャリアの帯域が36MHzの場合、全部で６チャンネル確保することができる）といった狭帯域とされるSCPC（Single Channel per Carrier）と呼ばれる伝送方式がある。このSCPC伝送方式は、高画質や高音質が要求されない、例えば企業内のニュースデータのダウンロードや、各種学校の講義などの低ビットレートの番組の放送に使用されている。
【０００４】
これに対して、例えば、スカイパーフェクTV（商標）などのCS（Communication Satellite）放送では、MCPC（Multi Channel per Carrier）方式が採用され、１トランスポンダで多チャンネルの信号を多重化した1キャリアが伝送される。その結果、この衛星信号は、高ビットレートで広帯域な信号（例えば、27MHz帯の信号）となる。LNBが受信した衛星信号から第1中間周波信号を生成する際に、気象条件や経年変化などに起因して周波数ドリフトが生じることがある。
【０００５】
LNBにより生じる周波数ドリフトは、±１MHz乃至±３MHz（一般的な望ましい性能としては±３MHz、メーカの規格では±２MHz、実力的には±１MHz）程度であり、MCPC方式の場合、その帯域幅と比べると小さなものである。このため、受信装置は、その内部の、第１中間周波信号を、さらに低い周波数の第２中間周波信号に変換するための局部発振器を調整して、周波数ドリフトを補正するAFC（Automatic Frequency Control）処理を施すようにしている。
【０００６】
これに対して、SCPC伝送方式の信号を、上記と同じアンテナを使用して受信すると、例えば、1チャンネルが6MHzの帯域であった場合、LNBにより生じる周波数ドリフト量は、受信チャンネルの帯域に対して大きなものとなってしまう。
【０００７】
すなわち、従来の受信装置の内部にある局部発振器では、6MHz帯の信号の引き戻しが可能な周波数ドリフト量は、±200kHz程度であるため、±１MHz乃至±３MHz程度に周波数ドリフトした周波数帯域の信号を元の周波数帯域に引き戻すことが不可能となってしまう。このとき、信号受信装置で生成されるIQ信号の出力周波数帯域は、本来出力されるべきIQ信号の周波数帯域からずれ込んでしまう。すなわち、本来、図１（Ａ）に示すように出力されるべきIQ信号の周波数帯域が、例えば、図１（Ｂ）または、図１（Ｃ）に示されるように、高周波数帯域側にずれ込むことになる（図１では、右上がりの斜線部が、搬送波周波数と第２中間周波数を合わせた周波数を示し、右下がりの斜線部が、局部発振器の発振周波数を示している。本来は、図１（Ａ）に示すように、両者の周波数は、重なり合うようになるが、周波数がずれると、図１（Ｂ），（Ｃ）に示すように、両者の重なる部分がずれて、いずれかの周波数がリミットＬを越えてしまう）。
【０００８】
このため、特にC/N（Carrier per Noise）が低い時にAFC操作を行うと番組受信中に、画像が静止画となってしまうといったエラーが発生し易くなってしまうという課題があった。
【０００９】
また、この課題に対応するために、SCPC伝送方式の信号を受信する場合、LNBにクォーツロック型局部発振器を採用することで、その周波数ドリフト量を±30kHz程度に抑制する方式も提案されている。しかしながら、この方式では、LNBに使用される局部発振器として、水晶を用いた11GHz帯域の発振器が必要となるうえ、既存のMCPC方式のためのアンテナが存在する場合、これをSCPC方式を考慮したアンテナに交換する必要が生じるため、いずれにしても高コストとなってしまうという課題があった。
【００１０】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、SCPC伝送方式の信号を受信する場合、周波数ドリフトが生じたとき、PLL（Phase Locked Loop）の時定数を長くし、周波数を低速で調整することにより、低ビットレートで狭帯域の信号の受信時に発生するエラーを抑制し、リードソロモンエラー訂正出力後でエラーを皆無にするようにするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の信号受信装置は、第１の中間周波信号を第２の中間周波信号に変換する変換手段と、変換手段により変換された第２の中間周波信号を復調する復調手段と、第１の中間周波信号を第２の中間周波信号に変換するのに用いられる局部発振信号を生成するPLLの構成を有する生成手段と、第１の中間周波信号、または、第２の中間周波信号の周波数ドリフトを検出するドリフト検出手段と、ドリフト検出手段により周波数ドリフトが検出されたとき、PLLの調整速度を遅くして、第２の中間周波信号の周波数を調整する調整手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
前記調整手段には、周波数ドリフトの調整が終了したとき、前記PLLの調整速度を速くさせるようにすることができる。
【００１３】
前記調整手段には、PLLが有するチャージポンプ回路が出力する電流値を制御することで、調整速度を調整させるようにすることができる。
【００１４】
前記調整手段は、PLL回路が有するコンデンサの容量を制御することで、調整速度を調整させるようにすることができる。
【００１５】
本発明の信号受信方法は、第１の中間周波信号、または、第２の中間周波信号の周波数ドリフトを検出するドリフト検出ステップと、ドリフト検出ステップの処理で周波数ドリフトが検出されたとき、PLLの調整速度を遅くして、第２の中間周波信号の周波数を調整する調整ステップとを含むことを特徴とする。
【００１６】
本発明の記録媒体のプログラムは、第１の中間周波信号、または、第２の中間周波信号の周波数ドリフトの検出を制御するドリフト検出制御ステップと、ドリフト検出制御ステップの処理で周波数ドリフトが検出されたとき、PLLの調整速度を遅くして、第２の中間周波信号の周波数の調整を制御する調整制御ステップとを含むことを特徴とする。
【００１７】
本発明の信号受信装置および信号受信方法、並びに記録媒体においては、第１の中間周波信号が第２の中間周波信号に変換され、変換された第２の中間周波信号が復調され、第１の中間周波信号を第２の中間周波信号に変換するのに用いられる局部発振信号がPLLにより生成され、第１の中間周波信号、または、第２の中間周波信号の周波数ドリフトが検出され、周波数ドリフトが検出されたとき、PLLの調整速度が遅くされて、第２の中間周波信号の周波数が調整される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明を適用した信号受信装置の一実施の形態の構成を示す図である。通信衛星１は、地上局から送信されてきた電波の周波数を内蔵するトランスポンダで返還し、衛星信号として各家庭に送信する。パラボラアンテナ２は、パラボラ型のアンテナであり、通信衛星１より送信されたデジタル放送やデジタルデータ通信などの衛星信号を反射させ、その焦点部分に設けられたLNB３に受信させる。
【００１９】
LNB３は、パラボラアンテナ２により集中された通信衛星１からの12GHz帯域の衛星信号を受信し、これを低雑音アンプにより増幅した後、局部発振器（いずれも図示せず）により1GHz乃至２GHz帯域程度の第1中間周波信号に変換して、信号受信装置４のチューナ１１の入力端子１１ａに出力する。
【００２０】
信号受信装置４のチューナ１１は、マイクロコンピュータ１５により制御され、入力端子１１ａより入力された信号から、指定されたチャンネルの信号を抽出し、各種の処理を行い、IQ信号を生成して、QPSK（Quadrature-Phase Shift Keying）誤り訂正部１２に出力する。尚、チューナ１１については、図３を参照して詳細を後述する。
【００２１】
QPSK誤り訂正部１２は、チューナ１１より入力されるIQ信号をQPSK復調処理し、さらに、復調した信号の誤り訂正処理を行った後、デマルチプレクサ１３に出力する。また、QPSK誤り訂正部１２は、入力されたIQ信号から周波数ドリフトの発生を検出し、検出結果をマイクロコンピュータ１５に出力する。
【００２２】
デマルチプレクサ１３は、QPSK誤り訂正処理部１２より入力された多重化信号から、所望のチャンネルデータを分離し、MPEG（Moving Picture Experts Group）デコーダ１４に出力する。デマルチプレクサ１３は、SCPC方式の信号を受信する場合、入力された信号をそのまま出力する。MPEGデコーダ１４は、入力されたMPEG方式の所望のチャンネルデータをそれぞれデコード処理し、映像データと音声データを生成する。映像データは、D/Aコンバータ（図示せず）によりRGB（Red Green Blue）アナログ信号となり、NTSC（National Television Standards Committee）映像信号またはPAL（Phase Alternation by Line）映像信号に変換される。音声データは、D/Aコンバータ（図示せず）によりアナログ音声信号に変換される。これらの信号が、図示せぬテレビジョン受像機などに出力される。
【００２３】
マイクロコンピュータ１５は、CPU（Central Processing Unit）、ROM（Reaｄ Only Memory）、および、RAM（Random Access Memory）からなり、信号受信装置４の動作の全体を制御している。マイクロコンピュータ１５は、操作部１６により選択されたチャンネルを選局するようにチューナ１１を制御する。また、マイクロコンピュータ１５は、QPSK誤り訂正部１２が周波数ドリフトを検出した場合、チューナ１１のPLLブロック２７（図３）のI2C（Inter−IC：フィリップス社の開発した機器内バスの規格）トランシーバ４７（図４）にシリアル信号を送り、チャージポンプ回路４５（図４）の出力電流値を制御する。
【００２４】
尚、PLLブロック２７については、図４を参照して詳細を後述する。
【００２５】
さらに、マイクロコンピュータ１５は、I2Cトランシーバ４７に信号を送る際、チューナ１１が複数あるとき、いずれのチューナであるのかを指定するアドレス信号、および、送信したタイミングを示すシリアルクロック信号も同時に送信する。
【００２６】
マイクロコンピュータ１５は、バス１０１に接続されたHDD（Hard Disk Drive）１０２に記録された各種のプログラムを読み込んで実行する。また、マイクロコンピュータ１５は、ドライブ１０３を介して、磁気ディスク１１１、光ディスク１１２、光磁気ディスク１１３、および、半導体メモリ１１４に記録された各種のプログラムを読み込んで実行する。
【００２７】
操作部１６は、例えば、ボタン、スイッチ、あるいは、リモートコマンダなどからなり、ユーザが、所望のチャンネルを切り替えるとき操作され、指定されたチャンネルに対応する信号をマイクロコンピュータ１５に出力する。
【００２８】
次に、図３を参照して、チューナ１１の詳細について説明する。
【００２９】
第1中間周波増幅器２１は、入力端子１１ａを介してLNB３より入力された第1中間周波信号を所定の比率で増幅し、BPF（Band Pass Filter）２２に出力する。BPF２２は、第1中間周波増幅器２１より入力された第1中間周波信号のうち、指定されたチャンネルに対応する周波数帯域のみを通過させ、可変アッテネータ２３に出力する。可変アッテネータ２３は、BPF２２より入力された第1中間周波信号のレベルを所定のレベルにまで減衰させ、第1中間周波増幅器２４に出力する。第1中間周波増幅器２４は、可変アッテネータ２３より入力された第1中間周波信号を、所定の比率で増幅し、ミキサ２５に出力する。
【００３０】
ミキサ２５は、第1中間周波増幅器２４より入力された第1中間周波信号と、局部発振器２６より入力される所定の周波数の信号を乗算することで指定されたチャンネルのより低い周波数の第２中間周波信号を生成して、第２中間周波増幅器２８に出力する。
【００３１】
局部発振器２６は、PLLブロック２７より出力されるバリキャップ制御電圧により発振周波数が制御されて、所定の周波数の信号をミキサ２５に出力する、いわゆる、電圧制御発振器（VCO：Voltage Controlled Oscillator）である。PLLブロック２７は、局部発振器２６により帰還信号として入力される発振モニタ信号に基づいて、局部発振器２６に出力するバリキャップ制御電圧を発生し、局部発振器２６の発振周波数を制御する。局部発振器２６は、ミキサ２５に入力された信号の周波数がドリフトしていても、一定の周波数に直して、第２中間周波信号を生成する。尚、PLLブロック２７の詳細については、図４を参照して後述する。
【００３２】
第２中間周波増幅器２８は、ミキサ２５より入力された第２中間周波信号を所定の比率で増幅し、SAW（Surface Acoustic Wave）フィルタ２９に出力する。SAWフィルタ２９は、第２中間周波増幅器２８より入力された信号から、予め設定されている第２中間周波数の信号だけを抽出して第２中間周波増幅器３０に出力する。第２中間周波増幅器３０は、SAWフィルタ２９より入力された第２中間周波信号を所定の比率で増幅し、可変アッテネータ３１に出力する。
【００３３】
可変アッテネータ３１は、第２中間周波増幅器３０より入力された信号を所定のレベルにまで減衰させ、IQ検波器３２に出力する。IQ検波器３２は、可変アッテネータ３１より入力された信号からI信号とQ信号を生成し、それぞれ出力端子１１ｂ，１１ｃよりQPSK誤り訂正部１２に出力する。
【００３４】
次に、PLLブロック２７の詳細について、図４のブロック図を参照して説明する。
【００３５】
プリアンプ４１は、局部発振器２６がミキサ２５に供給する信号の一部を、発振モニタ信号として入力し、所定の比率で増幅し、プログラマブル分周器４２に出力する。プログラマブル分周器４２は、I2Cトランシーバ４７により制御され、プリアンプ４１より入力された信号の周波数を所定の周波数に分周し、位相比較器４３に出力する。
【００３６】
位相比較器４３は、プログラマブル分周器４２より入力される信号と、基準分周器４４より入力される信号との位相を比較し、その位相差に対応した電流値の極性とレベルを示す信号をチャージポンプ回路４５に出力する。基準分周器４４は、水晶発振器５１より入力される基準となる周波数の信号を、I2Cトランシーバ４７により指定される所定の周波数に分周し、位相比較器４３に出力する。
【００３７】
チャージポンプ回路４５は、一種の電源として機能するものであり、位相比較器４３から入力された電流値の極性とレベルに基づいて、電流を発生させ、積分器４６に出力する。また、QPSK誤り訂正部１２により周波数ドリフトが検出された場合、チャージポンプ回路４５は、I2Cトランシーバ４７により制御され、出力電流値を最小にして積分器４６に出力する。
【００３８】
積分器４６は、オペアンプ４６ａ、NPNトランジスタＱ１、コンデンサＣ１，Ｃ２、および、抵抗Ｒ１より構成されている。すなわち、オペアンプ４６ａの出力は、NPNトランジスタＱ１のベースに接続されている。NPNトランジスタＱ１のエミッタは設置されており、そのコレクタには、抵抗Ｒ２を介して電源５２から所定の電圧が印加されている。また、NPNトランジスタＱ１のコレクタは、コンデンサＣ２と抵抗Ｒ１の直列回路とコンデンサＣ１の並列回路よりなる時定数回路を介して、オペアンプ４６ａの入力に接続されている。
【００３９】
チャージポンプ回路４５の動作速度は、供給される電流値が大きいほど高速になり、電流値が小さいほど低速になる。また、積分器４６の動作速度は、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ１の時定数に対応して設定され、Ｃ１の容量が小さいほど高速になり、逆にコンデンサＣ１の容量が大きいほど低速になる。チャージポンプ回路４５の電流を最大にしたとき最も高速な調整速度（選局時や受信中の速度）が得られるように、コンデンサＣ１の容量が設定されている。
【００４０】
抵抗Ｒ３，Ｒ４およびコンデンサＣ３は、ローパスフィルタ（LPF）を構成しており、NPNトランジスタＱ１のコレクタより供給されるバリキャップ制御電圧を平滑化して、局部発振器２６に出力する。
【００４１】
I2Cトランシーバ４７は、局部発振器２６が、マイクロコンピュータ１５により指定されたチャンネルに対応する周波数を発生するように、プログラマブル分周器４２および基準分周器４４を制御する。また、I2Cトランシーバ４７は、マイクロコンピュータ１５からの指令に基づいてチャージポンプ回路４５の出力電流を制御する。
【００４２】
さらに、I2Cトランシーバ４７には、address（アドレス）端子４７ａ、SDA（シリアルデータ）端子４７ｂ、および、SCL（シリアルクロック）端子４７ｃが設けられている。アドレス端子４７ａには、複数のチューナが併設されている場合、マイクロコンピュータ１５よりチューナ１１を識別するアドレス信号が入力される。シリアルデータ端子４７ｂには、例えば、マイクロコンピュータ１５より周波数ドリフトが検出されたことなどを通知するシリアルデータが入力される。シリアルクロック端子４７ｃには、マイクロコンピュータ１５よりクロック信号が入力される。
【００４３】
次に、信号受信装置４が、ＣＳ放送を受信するときの動作について説明する。通信衛星１より送信されてくる衛星信号が、パラボラアンテナ２により反射され、これをLNB３が受信する。
【００４４】
LNB３は、受信した衛星信号を12GHz帯域の信号から、１GHz乃至２GHz帯域の第１中間周波信号に変換し、入力端子１１ａを介してチューナ１１に出力する。チューナ１１は、マイクロコンピュータ１５より入力された操作部１６により指定されたチャンネルの周波数帯域のIQ信号を抽出する。
【００４５】
ここで、このときのチューナ１１の動作について説明する。チューナ１１の第１中間周波増幅器２１は、入力端子１１ａを介して入力された第１中間周波信号を所定の比率で増幅し、BPF２２に出力する。BPFは、第１中間周波信号のうち、指定されたチャンネルの周波数帯域の信号を抽出し、可変アッテネータ２３に出力する。可変アッテネータ２３は、入力された信号を所定のレベルにまで減衰させ、第１中間周波増幅器２４に出力する。第１中間周波増幅器２４は、可変アッテネータ２３より入力された信号を所定の比率で増幅し、ミキサ２５に出力する。ミキサ２５は、第１中間周波増幅器２４より入力された信号と局部発振器２６より入力される指定されたチャンネルに対応する周波数の信号とを乗算し、指定されたチャンネルの第２中間周波信号を生成し、第２中間周波増幅器２８に出力する。
【００４６】
ここで、このときのPLLブロック２７の動作について説明する。PLLブロック２７のI2Cトランシーバ４７は、マイクロコンピュータ１５より入力された、指定のチャンネルの周波数に対応するようにプログラマブル分周器４２および基準分周器４４の分周率を制御する。プリアンプ４１は、発振モニタ信号として帰還する局部発振器２６の出力信号を増幅し、プログラマブル分周器４２に出力する。プログラマブル分周器４２は、プリアンプ４１より入力された信号を、I2Cトランシーバ４７により指定された所定の分周率で分周し、位相比較器４３に出力する。基準分周器４４は、水晶発振器５１より入力された信号を、I2Cトランシーバ４７により指定された所定の分周率で分周し、位相比較器４３に出力する。
【００４７】
位相比較器４３は、プログラマブル分周器４２より入力された信号と、基準分周器４４より入力された信号とを、位相比較し、その位相差に基づいて、チャージポンプ回路４５の出力電流の極性とレベルを指定する信号を出力する。
【００４８】
チャージポンプ回路４５は、位相比較器４３より入力された電流値のレベルと極性の電流値を積分器４６に出力する。積分器４６は、入力された信号を、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ１の字定数に対応して積分し、抵抗Ｒ３，Ｒ４、およびコンデンサＣ３により構成されるLPFを介して、バリギャップ制御電圧として局部発振器２６に供給する。局部発振器２６は、このようにして、指定されたチャンネルの第２中間周波信号を生成するのに必要な周波数の信号を生成し、ミキサ２５に供給する。
【００４９】
ここで、チューナ１１の動作の説明に戻る。
【００５０】
第２中間周波増幅器２８は、ミキサ２５より入力された第２中間周波信号を増幅し、SAWフィルタ２９に出力する。SAWフィルタ２９は、第２中間周波増幅器２８より入力された信号から、不要な周波数帯域の信号を除去し、第２中間周波増幅器３０に出力する。第２中間周波増幅器３０は、入力された信号を所定の比率で増幅し、可変アッテネータ３１に出力する。可変アッテネータ３１は、入力された信号を所定のレベルにまで減衰し、IQ検波器３２に出力する。IQ検波器３２は、入力された信号からI信号とQ信号を検波処理し、それぞれ、出力端子１１ｂ，１１ｃを介して、QPSK誤り訂正部１２に出力する。
【００５１】
ここで、信号受信装置４の動作の説明に戻る。
【００５２】
QPSK誤り訂正部１２は、チューナ１１より入力されたIQ信号をQPSK復号処理し、さらに、誤り訂正処理を施した後、デマルチプレクサ１３に出力する。デマルチプレクサ１３は、QPSK誤り訂正処理部１２より入力された多重化された信号から所望のチャンネルデータを抽出し、MPEGデコーダ１４に出力する。MPEGデコーダ１４は、入力された所望のチャンネルデータをデコード処理し、映像データ、または、音声信号を生成する。この映像データは、図示せぬD/AコンバータによりRGBアナログ信号に変換され、NTSC映像信号またはPAL映像信号に変換される。また、音声データは、図示せぬD/Aコンバータによりアナログ音声に変換される。これらの信号が、図示せぬテレビジョン受像機に出力される。
【００５３】
以上の動作においては、スカイパーフェクTVなどの広帯域で、かつ、高ビットレートなMCPC伝送方式の衛星信号を、特に、問題を生ずることなく受信することが可能となる。
【００５４】
すなわち、QPSK誤り訂正部１２により周波数ドリフトが検出される場合、マイクロコンピュータ１５は、I2Cトランシーバ４７を介してプログラマブル分周器４２と基準分周器４４の少なくとも一方を制御し、所定の分周比を設定させ、いわゆるAFC（Automatic Frequency Control）動作により、20ms程度の時間で周波数を調整させる。
【００５５】
しかしながら、SCPC伝送方式の狭帯域で、かつ、低ビットレートの衛星信号を受信する場合MCPC伝送方式における場合と同様のAFC動作をさせると調整速度が速過ぎるため、オーバーシュートやアンダーシュートにより多大なデータエラーが発生し、結果的にAFC動作を実行することが困難になる。
【００５６】
すなわち、広帯域で、かつ、高ビットレートな信号を受信している場合、発生する周波数ドリフトは、通常AFCにより20ms程度の間に補正（ロックアップ）される。このAFCの制御速度は、バリキャップ制御電圧の制御速度に依存する。
【００５７】
広帯域で、かつ、高ビットレートの衛星信号を受信するためのバリキャップ制御電圧の制御速度により、狭帯域で、かつ、低ビットレートな信号のAFCを実施した場合、図５（Ａ）に示すように、20msの間に所定の周波数に補正されず、所定の周波数帯域を示すレンジＲ１，Ｒ２をオーバーしてしまう。尚、図５のｆce nterは、局部発振器２６が発生すべき信号の周波数を示している。図５（Ａ）に示すように、狭帯域で、かつ、低ビットレートな衛星信号に対しては、上記の設定ではエラーの発生が無い十分なAFCが施せない。
【００５８】
そこで、このバリキャップ制御電圧の制御速度を抑えることにより、AFCを低速で行わせた場合の例が、図５（Ｂ）に示されている。図５（Ｂ）に示すように、AFCがなされるまでの時間は、200ms程度費やすこととなるが、この処理により極端なオーバーシュートや急峻な動きが防止されて、エラーの発生が無いAFCが可能となる。
【００５９】
従って、SCPC伝送方式の衛星信号を受信した場合、バリギャップ制御電圧の制御速度を低速にすれば、周波数ドリフトを補正するAFCを施すことができる。
【００６０】
バリギャップ制御電圧の制御速度は、上述のようにチャージポンプ回路４５から、積分器４６に供給される電流値、または、積分器４６の時定数に依存する。さらに、積分器４６の時定数は、コンデンサＣ１の容量に依存する。
【００６１】
そして、チャージポンプ回路４５から積分器４６に供給される電流値が大きいほど、バリキャップ制御電圧の制御速度は高速になり、電流値が小さいほど低速になる。また、積分器４６の時定数は、Ｃ１の容量が小さいほど、小さくなり、バリキャップ制御電圧の制御速度が高速になり、Ｃ１の容量が大きいほど、その時定数は大きくなり、バリキャップ制御電圧の制御速度が低速になる。
【００６２】
そこで、この特性を利用して、チャージポンプ回路４５が出力する電流値が最大の状態の時、広帯域で、かつ、高ビットレートな衛星信号を受信するのに必要とされるバリギャップ制御電圧の制御速度を確保できるように、コンデンサＣ１の容量が決定される。さらに、この状態で、SCPC伝送方式の衛星信号を受信し、周波数ドリフトが検出された場合、チャージポンプ回路４５から積分器４６に供給する電流値を最小にするように制御すると、バリギャップ制御電圧の制御速度は低速になるので、図５（Ｂ）に示すようにAFCを施すことができる。
【００６３】
信号受信装置４が実行するAFCの処理について、図６のフローチャートを参照して説明する。尚、AFCは、上記の衛星信号の受信処理が実行されている状態で行われる。
【００６４】
ステップＳ１において、マイクロコンピュータ１５は、QPSK誤り訂正部１２が周波数ドリフトを検出したか否かを判定し、周波数ドリフトを検出していないと判定した場合、その処理は、再びステップＳ１に戻り、周波数ドリフトが検出されるまで、ステップＳ１の処理が繰り返される。
【００６５】
ステップＳ１において、QPSK誤り訂正部１２により周波数ドリフトが検出されたと判定された場合、ステップＳ２において、マイクロコンピュータ１５は、PLLブロック２７のI2Cトランシーバ４７にチャージポンプ回路４５の電流値を最小に制御するように指令を送る。このとき、I2Cトランシーバ４７は、チャージポンプ回路４５を制御して、チャージポンプ回路４５の出力電流を最小にさせる。この処理により、バリキャップ制御電圧の制御速度は低速となるので、図５（Ｂ）に示すように、SCPC伝送方式の衛星信号の受信が可能となる。そこで、マイクロコンピュータ１５は、MCPC伝送方式の衛星信号受信時における場合と同様に、AFC動作を実行する。
【００６６】
ステップＳ３において、マイクロコンピュータ１５は、QPSK誤り訂正部１２が、周波数ドリフトを検出しなくなったか否かを判定し、周波数ドリフトが検出されるまで、AFC処理を繰り返す。ステップＳ３において、周波数ドリフトが検出されなくなったと判定された場合、ステップＳ４において、マイクロコンピュータ１５は、I2Cトランシーバ４７にチャージポンプ回路４５の出力電流を最大にするように指令する（元の設定電流に戻すように指令する）。このとき、I2Cトランシーバ４７は、チャージポンプ回路４５を制御して、チャージポンプ回路４５の出力電流を最大に戻す。
【００６７】
ステップＳ４の処理が終了した後、処理は、再びステップＳ１に戻りそれ以降の処理が繰り返される。
【００６８】
以上においては、チャージポンプ回路４５の出力電流値を変化させて、バリキャップ制御電圧の制御速度を変化させた場合について説明してきたが、例えば、チャージポンプ回路４５が出力する電流値を一定にして、積分器４６の時定数をコンデンサＣ１の容量を調整することで変化させるようにして、バリキャップ制御電圧の制御速度を制御させるようにしても良い。
【００６９】
図７は、この場合の構成例を表している。この例では、コンデンサＣ１に対して並列に、コンデンサＣ１'とスイッチ６１が設けられている。この場合、スイッチ６１が、開放された状態で、高帯域で、かつ、高ビットレートな衛星信号のAFCが施せるような容量Ｃ１を設定する。さらに、スイッチ６１が、接続された状態で、狭帯域で、かつ、低ビットレートな衛星信号のAFCが施せるような容量（Ｃ１＋Ｃ１'）を設定する。
【００７０】
そして、広帯域で、かつ、高ビットレートな衛星信号を受信する通常時には、スイッチ６１を開放した状態で使用し、AFCの処理を高速で実行させるようにする。
【００７１】
また、SCPC伝送方式の衛星信号を受信する場合、例えば、図６のフローチャートのステップＳ２の処理では、I2Cトランシーバ４７は、スイッチ６１を制御して接続させる、これにより、積分器４６の時定数が大きくなり、バリキャップ制御電圧の制御速度が低速になり、SCPC伝送方式で受信される衛星信号に対してもAFCを施すことが可能となる。
【００７２】
また、ステップＳ４の処理では、I2Cトランシーバ４７は、スイッチ６１を開放する。これにより、積分器４６の時定数は小さくなる（元に戻る）のでバリキャップ制御電圧の制御速度が高速になる。
【００７３】
以上によれば、局部発振器を制御するバリキャップ制御電圧の制御速度を切り替えることにより、狭帯域で、かつ、低ビットレートな衛星信号の周波数ドリフトに対しても、十分なAFCを施すことができるので、既存のアンテナを利用して低コストで、番組受信時のデータエラーを抑制することが可能となる。
【００７４】
上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行させることが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに記録媒体からインストールされる。
【００７５】
この記録媒体は、図２に示すように信号受信装置４に予め組み込まれた状態でユーザに提供される、プログラムが記録されているHDD１０２だけではなく、コンピュータとは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク１１１（フロッピーディスクを含む）、光ディスク１１２（CD-ROM(Compact Disk-Read Only Memory)，DVD（Digital Versatile Disk）を含む）、光磁気ディスク１１３（MD（Mini-Disk）を含む）、もしくは半導体メモリ１１４（Memory Stickを含む）などよりなるパッケージメディアにより構成される。
【００７６】
尚、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理は、もちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理を含むものである。
【００７７】
【発明の効果】
本発明の信号受信装置および信号受信方法、並びに記録媒体によれば、第１の中間周波信号を第２の中間周波信号に変換し、変換した第２の中間周波信号を復調し、第１の中間周波信号を第２の中間周波信号に変換するのに用いられる局部発振信号をPLLが生成し、第１の中間周波信号、または、第２の中間周波信号の周波数ドリフトを検出し、周波数ドリフトが検出されたとき、PLLの調整速度を遅くして、第２の中間周波信号の周波数を調整するようにしたので、狭帯域で、かつ、低ビットレートな衛星信号の番組受信時のデータエラーを、低コストで抑制し、リードソロモン訂正処理後、皆無にすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】周波数ドリフトを説明する図である。
【図２】本発明を適用した受信装置のブロック図である。
【図３】図２のチューナを説明するブロック図である。
【図４】図３のPLLを説明するブロック図である。
【図５】バリキャップ制御電圧の制御速度によるAFCの違いを説明する図である。
【図６】狭帯域で、かつ、低ビットレートの衛星信号を受信するときのAFCの処理を説明するフローチャートである。
【図７】他の例の積分器の構成を説明する図である。
【符号の説明】
１ トランスポンダ， ２ パラボラアンテナ， ３ LNB， ４ 受信装置， １１ チューナ， １２ QPSK誤り訂正部， １３ デマルチプレクサ， １４ MPEGデコーダ， １５ マイクロコンピュータ， １６ 操作部， ２１第１中間周波増幅器， ２２ BPF， ２３ 可変アッテネータ ，２４ 第１中間周波増幅器， ２５ ミキサ， ２６ 局部発振器， ２７ PLLブロック， ２８ 第２中間周波増幅器， ２９ SAWフィルタ， ３０ 第２中間周波増幅器， ３１ 可変アッテネータ， ３２ IQ検波器， ４１ プリアンプ， ４２ プログラマブル分周器， ４３ 位相比較器， ４４ 基準分周器，４５ チャージポンプ回路， ４６ 積分器， ４６ａ オペアンプ， ５１水晶発振器， ５２ 電源
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号受信装置および信号受信方法、並びに記録媒体に関し、特に、衛星が送信する信号の受信時に発生する周波数ドリフトを補正する局部発振器の制御速度を変化させることにより、低ビットレートで、狭帯域な信号の受信時に発生するエラーを抑制するようにした信号受信装置および信号受信方法、並びに記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
衛星を利用した、デジタルテレビジョン放送が一般に普及しつつある。衛星のトランスポンダから送信された信号（以下、衛星信号と称する）は、12GHz帯域の信号であるが、パラボラアンテナにより受信されると、その中央部（パラボラの焦点位置）に取り付けられているLNB（Low Noise Block）と呼ばれる変換器により12GHz帯域の信号から１乃至２GHz帯域の第1中間周波信号に変換される。IRD（Integrated Receiver/Decoder）などの受信装置は、供給された第1中間周波信号からIQ（In Phase−Quadrant Phase）信号（I信号とQ信号）を生成し、各種の処理を施した後、映像信号としてテレビジョン受像機などに出力し、表示させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このデジタル放送やデジタルデータ通信には、低ビットレート伝送の場合、１つのトランスポンダに割り当てるキャリアを複数のキャリアに分割し、分割された１キャリア当たりの占有帯域が、例えば6MHz（１個のトランスポンダに割り当てられるキャリアの帯域が36MHzの場合、全部で６チャンネル確保することができる）といった狭帯域とされるSCPC（Single Channel per Carrier）と呼ばれる伝送方式がある。このSCPC伝送方式は、高画質や高音質が要求されない、例えば企業内のニュースデータのダウンロードや、各種学校の講義などの低ビットレートの番組の放送に使用されている。
【０００４】
これに対して、例えば、スカイパーフェクTV（商標）などのCS（Communication Satellite）放送では、MCPC（Multi Channel per Carrier）方式が採用され、１トランスポンダで多チャンネルの信号を多重化した1キャリアが伝送される。その結果、この衛星信号は、高ビットレートで広帯域な信号（例えば、27MHz帯の信号）となる。LNBが受信した衛星信号から第1中間周波信号を生成する際に、気象条件や経年変化などに起因して周波数ドリフトが生じることがある。
【０００５】
LNBにより生じる周波数ドリフトは、±１MHz乃至±３MHz（一般的な望ましい性能としては±３MHz、メーカの規格では±２MHz、実力的には±１MHz）程度であり、MCPC方式の場合、その帯域幅と比べると小さなものである。このため、受信装置は、その内部の、第１中間周波信号を、さらに低い周波数の第２中間周波信号に変換するための局部発振器を調整して、周波数ドリフトを補正するAFC（Automatic Frequency Control）処理を施すようにしている。
【０００６】
これに対して、SCPC伝送方式の信号を、上記と同じアンテナを使用して受信すると、例えば、1チャンネルが6MHzの帯域であった場合、LNBにより生じる周波数ドリフト量は、受信チャンネルの帯域に対して大きなものとなってしまう。
【０００７】
すなわち、従来の受信装置の内部にある局部発振器では、6MHz帯の信号の引き戻しが可能な周波数ドリフト量は、±200kHz程度であるため、±１MHz乃至±３MHz程度に周波数ドリフトした周波数帯域の信号を元の周波数帯域に引き戻すことが不可能となってしまう。このとき、信号受信装置で生成されるIQ信号の出力周波数帯域は、本来出力されるべきIQ信号の周波数帯域からずれ込んでしまう。すなわち、本来、図１（Ａ）に示すように出力されるべきIQ信号の周波数帯域が、例えば、図１（Ｂ）または、図１（Ｃ）に示されるように、高周波数帯域側にずれ込むことになる（図１では、右上がりの斜線部が、搬送波周波数と第２中間周波数を合わせた周波数を示し、右下がりの斜線部が、局部発振器の発振周波数を示している。本来は、図１（Ａ）に示すように、両者の周波数は、重なり合うようになるが、周波数がずれると、図１（Ｂ），（Ｃ）に示すように、両者の重なる部分がずれて、いずれかの周波数がリミットＬを越えてしまう）。
【０００８】
このため、特にC/N（Carrier per Noise）が低い時にAFC操作を行うと番組受信中に、画像が静止画となってしまうといったエラーが発生し易くなってしまうという課題があった。
【０００９】
また、この課題に対応するために、SCPC伝送方式の信号を受信する場合、LNBにクォーツロック型局部発振器を採用することで、その周波数ドリフト量を±30kHz程度に抑制する方式も提案されている。しかしながら、この方式では、LNBに使用される局部発振器として、水晶を用いた11GHz帯域の発振器が必要となるうえ、既存のMCPC方式のためのアンテナが存在する場合、これをSCPC方式を考慮したアンテナに交換する必要が生じるため、いずれにしても高コストとなってしまうという課題があった。
【００１０】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、SCPC伝送方式の信号を受信する場合、周波数ドリフトが生じたとき、PLL（Phase Locked Loop）の時定数を長くし、周波数を低速で調整することにより、低ビットレートで狭帯域の信号の受信時に発生するエラーを抑制し、リードソロモンエラー訂正出力後でエラーを皆無にするようにするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の信号受信装置は、第１の中間周波信号を第２の中間周波信号に変換する変換手段と、変換手段により変換された第２の中間周波信号を復調する復調手段と、第１の中間周波信号を第２の中間周波信号に変換するのに用いられる局部発振信号を生成するPLLの構成を有する生成手段と、第１の中間周波信号、または、第２の中間周波信号の周波数ドリフトを検出するドリフト検出手段と、ドリフト検出手段により周波数ドリフトが検出されたとき、PLLの調整速度を遅くして、第２の中間周波信号の周波数を調整する調整手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
前記調整手段には、周波数ドリフトの調整が終了したとき、前記PLLの調整速度を速くさせるようにすることができる。
【００１３】
前記調整手段には、PLLが有するチャージポンプ回路が出力する電流値を制御することで、調整速度を調整させるようにすることができる。
【００１４】
前記調整手段は、PLL回路が有するコンデンサの容量を制御することで、調整速度を調整させるようにすることができる。
【００１５】
本発明の信号受信方法は、第１の中間周波信号、または、第２の中間周波信号の周波数ドリフトを検出するドリフト検出ステップと、ドリフト検出ステップの処理で周波数ドリフトが検出されたとき、PLLの調整速度を遅くして、第２の中間周波信号の周波数を調整する調整ステップとを含むことを特徴とする。
【００１６】
本発明の記録媒体のプログラムは、第１の中間周波信号、または、第２の中間周波信号の周波数ドリフトの検出を制御するドリフト検出制御ステップと、ドリフト検出制御ステップの処理で周波数ドリフトが検出されたとき、PLLの調整速度を遅くして、第２の中間周波信号の周波数の調整を制御する調整制御ステップとを含むことを特徴とする。
【００１７】
本発明の信号受信装置および信号受信方法、並びに記録媒体においては、第１の中間周波信号が第２の中間周波信号に変換され、変換された第２の中間周波信号が復調され、第１の中間周波信号を第２の中間周波信号に変換するのに用いられる局部発振信号がPLLにより生成され、第１の中間周波信号、または、第２の中間周波信号の周波数ドリフトが検出され、周波数ドリフトが検出されたとき、PLLの調整速度が遅くされて、第２の中間周波信号の周波数が調整される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明を適用した信号受信装置の一実施の形態の構成を示す図である。通信衛星１は、地上局から送信されてきた電波の周波数を内蔵するトランスポンダで返還し、衛星信号として各家庭に送信する。パラボラアンテナ２は、パラボラ型のアンテナであり、通信衛星１より送信されたデジタル放送やデジタルデータ通信などの衛星信号を反射させ、その焦点部分に設けられたLNB３に受信させる。
【００１９】
LNB３は、パラボラアンテナ２により集中された通信衛星１からの12GHz帯域の衛星信号を受信し、これを低雑音アンプにより増幅した後、局部発振器（いずれも図示せず）により1GHz乃至２GHz帯域程度の第1中間周波信号に変換して、信号受信装置４のチューナ１１の入力端子１１ａに出力する。
【００２０】
信号受信装置４のチューナ１１は、マイクロコンピュータ１５により制御され、入力端子１１ａより入力された信号から、指定されたチャンネルの信号を抽出し、各種の処理を行い、IQ信号を生成して、QPSK（Quadrature-Phase Shift Keying）誤り訂正部１２に出力する。尚、チューナ１１については、図３を参照して詳細を後述する。
【００２１】
QPSK誤り訂正部１２は、チューナ１１より入力されるIQ信号をQPSK復調処理し、さらに、復調した信号の誤り訂正処理を行った後、デマルチプレクサ１３に出力する。また、QPSK誤り訂正部１２は、入力されたIQ信号から周波数ドリフトの発生を検出し、検出結果をマイクロコンピュータ１５に出力する。
【００２２】
デマルチプレクサ１３は、QPSK誤り訂正処理部１２より入力された多重化信号から、所望のチャンネルデータを分離し、MPEG（Moving Picture Experts Group）デコーダ１４に出力する。デマルチプレクサ１３は、SCPC方式の信号を受信する場合、入力された信号をそのまま出力する。MPEGデコーダ１４は、入力されたMPEG方式の所望のチャンネルデータをそれぞれデコード処理し、映像データと音声データを生成する。映像データは、D/Aコンバータ（図示せず）によりRGB（Red Green Blue）アナログ信号となり、NTSC（National Television Standards Committee）映像信号またはPAL（Phase Alternation by Line）映像信号に変換される。音声データは、D/Aコンバータ（図示せず）によりアナログ音声信号に変換される。これらの信号が、図示せぬテレビジョン受像機などに出力される。
【００２３】
マイクロコンピュータ１５は、CPU（Central Processing Unit）、ROM（Reaｄ Only Memory）、および、RAM（Random Access Memory）からなり、信号受信装置４の動作の全体を制御している。マイクロコンピュータ１５は、操作部１６により選択されたチャンネルを選局するようにチューナ１１を制御する。また、マイクロコンピュータ１５は、QPSK誤り訂正部１２が周波数ドリフトを検出した場合、チューナ１１のPLLブロック２７（図３）のI2C（Inter−IC：フィリップス社の開発した機器内バスの規格）トランシーバ４７（図４）にシリアル信号を送り、チャージポンプ回路４５（図４）の出力電流値を制御する。
【００２４】
尚、PLLブロック２７については、図４を参照して詳細を後述する。
【００２５】
さらに、マイクロコンピュータ１５は、I2Cトランシーバ４７に信号を送る際、チューナ１１が複数あるとき、いずれのチューナであるのかを指定するアドレス信号、および、送信したタイミングを示すシリアルクロック信号も同時に送信する。
【００２６】
マイクロコンピュータ１５は、バス１０１に接続されたHDD（Hard Disk Drive）１０２に記録された各種のプログラムを読み込んで実行する。また、マイクロコンピュータ１５は、ドライブ１０３を介して、磁気ディスク１１１、光ディスク１１２、光磁気ディスク１１３、および、半導体メモリ１１４に記録された各種のプログラムを読み込んで実行する。
【００２７】
操作部１６は、例えば、ボタン、スイッチ、あるいは、リモートコマンダなどからなり、ユーザが、所望のチャンネルを切り替えるとき操作され、指定されたチャンネルに対応する信号をマイクロコンピュータ１５に出力する。
【００２８】
次に、図３を参照して、チューナ１１の詳細について説明する。
【００２９】
第1中間周波増幅器２１は、入力端子１１ａを介してLNB３より入力された第1中間周波信号を所定の比率で増幅し、BPF（Band Pass Filter）２２に出力する。BPF２２は、第1中間周波増幅器２１より入力された第1中間周波信号のうち、指定されたチャンネルに対応する周波数帯域のみを通過させ、可変アッテネータ２３に出力する。可変アッテネータ２３は、BPF２２より入力された第1中間周波信号のレベルを所定のレベルにまで減衰させ、第1中間周波増幅器２４に出力する。第1中間周波増幅器２４は、可変アッテネータ２３より入力された第1中間周波信号を、所定の比率で増幅し、ミキサ２５に出力する。
【００３０】
ミキサ２５は、第1中間周波増幅器２４より入力された第1中間周波信号と、局部発振器２６より入力される所定の周波数の信号を乗算することで指定されたチャンネルのより低い周波数の第２中間周波信号を生成して、第２中間周波増幅器２８に出力する。
【００３１】
局部発振器２６は、PLLブロック２７より出力されるバリキャップ制御電圧により発振周波数が制御されて、所定の周波数の信号をミキサ２５に出力する、いわゆる、電圧制御発振器（VCO：Voltage Controlled Oscillator）である。PLLブロック２７は、局部発振器２６により帰還信号として入力される発振モニタ信号に基づいて、局部発振器２６に出力するバリキャップ制御電圧を発生し、局部発振器２６の発振周波数を制御する。局部発振器２６は、ミキサ２５に入力された信号の周波数がドリフトしていても、一定の周波数に直して、第２中間周波信号を生成する。尚、PLLブロック２７の詳細については、図４を参照して後述する。
【００３２】
第２中間周波増幅器２８は、ミキサ２５より入力された第２中間周波信号を所定の比率で増幅し、SAW（Surface Acoustic Wave）フィルタ２９に出力する。SAWフィルタ２９は、第２中間周波増幅器２８より入力された信号から、予め設定されている第２中間周波数の信号だけを抽出して第２中間周波増幅器３０に出力する。第２中間周波増幅器３０は、SAWフィルタ２９より入力された第２中間周波信号を所定の比率で増幅し、可変アッテネータ３１に出力する。
【００３３】
可変アッテネータ３１は、第２中間周波増幅器３０より入力された信号を所定のレベルにまで減衰させ、IQ検波器３２に出力する。IQ検波器３２は、可変アッテネータ３１より入力された信号からI信号とQ信号を生成し、それぞれ出力端子１１ｂ，１１ｃよりQPSK誤り訂正部１２に出力する。
【００３４】
次に、PLLブロック２７の詳細について、図４のブロック図を参照して説明する。
【００３５】
プリアンプ４１は、局部発振器２６がミキサ２５に供給する信号の一部を、発振モニタ信号として入力し、所定の比率で増幅し、プログラマブル分周器４２に出力する。プログラマブル分周器４２は、I2Cトランシーバ４７により制御され、プリアンプ４１より入力された信号の周波数を所定の周波数に分周し、位相比較器４３に出力する。
【００３６】
位相比較器４３は、プログラマブル分周器４２より入力される信号と、基準分周器４４より入力される信号との位相を比較し、その位相差に対応した電流値の極性とレベルを示す信号をチャージポンプ回路４５に出力する。基準分周器４４は、水晶発振器５１より入力される基準となる周波数の信号を、I2Cトランシーバ４７により指定される所定の周波数に分周し、位相比較器４３に出力する。
【００３７】
チャージポンプ回路４５は、一種の電源として機能するものであり、位相比較器４３から入力された電流値の極性とレベルに基づいて、電流を発生させ、積分器４６に出力する。また、QPSK誤り訂正部１２により周波数ドリフトが検出された場合、チャージポンプ回路４５は、I2Cトランシーバ４７により制御され、出力電流値を最小にして積分器４６に出力する。
【００３８】
積分器４６は、オペアンプ４６ａ、NPNトランジスタＱ１、コンデンサＣ１，Ｃ２、および、抵抗Ｒ１より構成されている。すなわち、オペアンプ４６ａの出力は、NPNトランジスタＱ１のベースに接続されている。NPNトランジスタＱ１のエミッタは設置されており、そのコレクタには、抵抗Ｒ２を介して電源５２から所定の電圧が印加されている。また、NPNトランジスタＱ１のコレクタは、コンデンサＣ２と抵抗Ｒ１の直列回路とコンデンサＣ１の並列回路よりなる時定数回路を介して、オペアンプ４６ａの入力に接続されている。
【００３９】
チャージポンプ回路４５の動作速度は、供給される電流値が大きいほど高速になり、電流値が小さいほど低速になる。また、積分器４６の動作速度は、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ１の時定数に対応して設定され、Ｃ１の容量が小さいほど高速になり、逆にコンデンサＣ１の容量が大きいほど低速になる。チャージポンプ回路４５の電流を最大にしたとき最も高速な調整速度（選局時や受信中の速度）が得られるように、コンデンサＣ１の容量が設定されている。
【００４０】
抵抗Ｒ３，Ｒ４およびコンデンサＣ３は、ローパスフィルタ（LPF）を構成しており、NPNトランジスタＱ１のコレクタより供給されるバリキャップ制御電圧を平滑化して、局部発振器２６に出力する。
【００４１】
I2Cトランシーバ４７は、局部発振器２６が、マイクロコンピュータ１５により指定されたチャンネルに対応する周波数を発生するように、プログラマブル分周器４２および基準分周器４４を制御する。また、I2Cトランシーバ４７は、マイクロコンピュータ１５からの指令に基づいてチャージポンプ回路４５の出力電流を制御する。
【００４２】
さらに、I2Cトランシーバ４７には、address（アドレス）端子４７ａ、SDA（シリアルデータ）端子４７ｂ、および、SCL（シリアルクロック）端子４７ｃが設けられている。アドレス端子４７ａには、複数のチューナが併設されている場合、マイクロコンピュータ１５よりチューナ１１を識別するアドレス信号が入力される。シリアルデータ端子４７ｂには、例えば、マイクロコンピュータ１５より周波数ドリフトが検出されたことなどを通知するシリアルデータが入力される。シリアルクロック端子４７ｃには、マイクロコンピュータ１５よりクロック信号が入力される。
【００４３】
次に、信号受信装置４が、ＣＳ放送を受信するときの動作について説明する。通信衛星１より送信されてくる衛星信号が、パラボラアンテナ２により反射され、これをLNB３が受信する。
【００４４】
LNB３は、受信した衛星信号を12GHz帯域の信号から、１GHz乃至２GHz帯域の第１中間周波信号に変換し、入力端子１１ａを介してチューナ１１に出力する。チューナ１１は、マイクロコンピュータ１５より入力された操作部１６により指定されたチャンネルの周波数帯域のIQ信号を抽出する。
【００４５】
ここで、このときのチューナ１１の動作について説明する。チューナ１１の第１中間周波増幅器２１は、入力端子１１ａを介して入力された第１中間周波信号を所定の比率で増幅し、BPF２２に出力する。BPFは、第１中間周波信号のうち、指定されたチャンネルの周波数帯域の信号を抽出し、可変アッテネータ２３に出力する。可変アッテネータ２３は、入力された信号を所定のレベルにまで減衰させ、第１中間周波増幅器２４に出力する。第１中間周波増幅器２４は、可変アッテネータ２３より入力された信号を所定の比率で増幅し、ミキサ２５に出力する。ミキサ２５は、第１中間周波増幅器２４より入力された信号と局部発振器２６より入力される指定されたチャンネルに対応する周波数の信号とを乗算し、指定されたチャンネルの第２中間周波信号を生成し、第２中間周波増幅器２８に出力する。
【００４６】
ここで、このときのPLLブロック２７の動作について説明する。PLLブロック２７のI2Cトランシーバ４７は、マイクロコンピュータ１５より入力された、指定のチャンネルの周波数に対応するようにプログラマブル分周器４２および基準分周器４４の分周率を制御する。プリアンプ４１は、発振モニタ信号として帰還する局部発振器２６の出力信号を増幅し、プログラマブル分周器４２に出力する。プログラマブル分周器４２は、プリアンプ４１より入力された信号を、I2Cトランシーバ４７により指定された所定の分周率で分周し、位相比較器４３に出力する。基準分周器４４は、水晶発振器５１より入力された信号を、I2Cトランシーバ４７により指定された所定の分周率で分周し、位相比較器４３に出力する。
【００４７】
位相比較器４３は、プログラマブル分周器４２より入力された信号と、基準分周器４４より入力された信号とを、位相比較し、その位相差に基づいて、チャージポンプ回路４５の出力電流の極性とレベルを指定する信号を出力する。
【００４８】
チャージポンプ回路４５は、位相比較器４３より入力された電流値のレベルと極性の電流値を積分器４６に出力する。積分器４６は、入力された信号を、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ１の字定数に対応して積分し、抵抗Ｒ３，Ｒ４、およびコンデンサＣ３により構成されるLPFを介して、バリギャップ制御電圧として局部発振器２６に供給する。局部発振器２６は、このようにして、指定されたチャンネルの第２中間周波信号を生成するのに必要な周波数の信号を生成し、ミキサ２５に供給する。
【００４９】
ここで、チューナ１１の動作の説明に戻る。
【００５０】
第２中間周波増幅器２８は、ミキサ２５より入力された第２中間周波信号を増幅し、SAWフィルタ２９に出力する。SAWフィルタ２９は、第２中間周波増幅器２８より入力された信号から、不要な周波数帯域の信号を除去し、第２中間周波増幅器３０に出力する。第２中間周波増幅器３０は、入力された信号を所定の比率で増幅し、可変アッテネータ３１に出力する。可変アッテネータ３１は、入力された信号を所定のレベルにまで減衰し、IQ検波器３２に出力する。IQ検波器３２は、入力された信号からI信号とQ信号を検波処理し、それぞれ、出力端子１１ｂ，１１ｃを介して、QPSK誤り訂正部１２に出力する。
【００５１】
ここで、信号受信装置４の動作の説明に戻る。
【００５２】
QPSK誤り訂正部１２は、チューナ１１より入力されたIQ信号をQPSK復号処理し、さらに、誤り訂正処理を施した後、デマルチプレクサ１３に出力する。デマルチプレクサ１３は、QPSK誤り訂正処理部１２より入力された多重化された信号から所望のチャンネルデータを抽出し、MPEGデコーダ１４に出力する。MPEGデコーダ１４は、入力された所望のチャンネルデータをデコード処理し、映像データ、または、音声信号を生成する。この映像データは、図示せぬD/AコンバータによりRGBアナログ信号に変換され、NTSC映像信号またはPAL映像信号に変換される。また、音声データは、図示せぬD/Aコンバータによりアナログ音声に変換される。これらの信号が、図示せぬテレビジョン受像機に出力される。
【００５３】
以上の動作においては、スカイパーフェクTVなどの広帯域で、かつ、高ビットレートなMCPC伝送方式の衛星信号を、特に、問題を生ずることなく受信することが可能となる。
【００５４】
すなわち、QPSK誤り訂正部１２により周波数ドリフトが検出される場合、マイクロコンピュータ１５は、I2Cトランシーバ４７を介してプログラマブル分周器４２と基準分周器４４の少なくとも一方を制御し、所定の分周比を設定させ、いわゆるAFC（Automatic Frequency Control）動作により、20ms程度の時間で周波数を調整させる。
【００５５】
しかしながら、SCPC伝送方式の狭帯域で、かつ、低ビットレートの衛星信号を受信する場合MCPC伝送方式における場合と同様のAFC動作をさせると調整速度が速過ぎるため、オーバーシュートやアンダーシュートにより多大なデータエラーが発生し、結果的にAFC動作を実行することが困難になる。
【００５６】
すなわち、広帯域で、かつ、高ビットレートな信号を受信している場合、発生する周波数ドリフトは、通常AFCにより20ms程度の間に補正（ロックアップ）される。このAFCの制御速度は、バリキャップ制御電圧の制御速度に依存する。
【００５７】
広帯域で、かつ、高ビットレートの衛星信号を受信するためのバリキャップ制御電圧の制御速度により、狭帯域で、かつ、低ビットレートな信号のAFCを実施した場合、図５（Ａ）に示すように、20msの間に所定の周波数に補正されず、所定の周波数帯域を示すレンジＲ１，Ｒ２をオーバーしてしまう。尚、図５のｆce nterは、局部発振器２６が発生すべき信号の周波数を示している。図５（Ａ）に示すように、狭帯域で、かつ、低ビットレートな衛星信号に対しては、上記の設定ではエラーの発生が無い十分なAFCが施せない。
【００５８】
そこで、このバリキャップ制御電圧の制御速度を抑えることにより、AFCを低速で行わせた場合の例が、図５（Ｂ）に示されている。図５（Ｂ）に示すように、AFCがなされるまでの時間は、200ms程度費やすこととなるが、この処理により極端なオーバーシュートや急峻な動きが防止されて、エラーの発生が無いAFCが可能となる。
【００５９】
従って、SCPC伝送方式の衛星信号を受信した場合、バリギャップ制御電圧の制御速度を低速にすれば、周波数ドリフトを補正するAFCを施すことができる。
【００６０】
バリギャップ制御電圧の制御速度は、上述のようにチャージポンプ回路４５から、積分器４６に供給される電流値、または、積分器４６の時定数に依存する。さらに、積分器４６の時定数は、コンデンサＣ１の容量に依存する。
【００６１】
そして、チャージポンプ回路４５から積分器４６に供給される電流値が大きいほど、バリキャップ制御電圧の制御速度は高速になり、電流値が小さいほど低速になる。また、積分器４６の時定数は、Ｃ１の容量が小さいほど、小さくなり、バリキャップ制御電圧の制御速度が高速になり、Ｃ１の容量が大きいほど、その時定数は大きくなり、バリキャップ制御電圧の制御速度が低速になる。
【００６２】
そこで、この特性を利用して、チャージポンプ回路４５が出力する電流値が最大の状態の時、広帯域で、かつ、高ビットレートな衛星信号を受信するのに必要とされるバリギャップ制御電圧の制御速度を確保できるように、コンデンサＣ１の容量が決定される。さらに、この状態で、SCPC伝送方式の衛星信号を受信し、周波数ドリフトが検出された場合、チャージポンプ回路４５から積分器４６に供給する電流値を最小にするように制御すると、バリギャップ制御電圧の制御速度は低速になるので、図５（Ｂ）に示すようにAFCを施すことができる。
【００６３】
信号受信装置４が実行するAFCの処理について、図６のフローチャートを参照して説明する。尚、AFCは、上記の衛星信号の受信処理が実行されている状態で行われる。
【００６４】
ステップＳ１において、マイクロコンピュータ１５は、QPSK誤り訂正部１２が周波数ドリフトを検出したか否かを判定し、周波数ドリフトを検出していないと判定した場合、その処理は、再びステップＳ１に戻り、周波数ドリフトが検出されるまで、ステップＳ１の処理が繰り返される。
【００６５】
ステップＳ１において、QPSK誤り訂正部１２により周波数ドリフトが検出されたと判定された場合、ステップＳ２において、マイクロコンピュータ１５は、PLLブロック２７のI2Cトランシーバ４７にチャージポンプ回路４５の電流値を最小に制御するように指令を送る。このとき、I2Cトランシーバ４７は、チャージポンプ回路４５を制御して、チャージポンプ回路４５の出力電流を最小にさせる。この処理により、バリキャップ制御電圧の制御速度は低速となるので、図５（Ｂ）に示すように、SCPC伝送方式の衛星信号の受信が可能となる。そこで、マイクロコンピュータ１５は、MCPC伝送方式の衛星信号受信時における場合と同様に、AFC動作を実行する。
【００６６】
ステップＳ３において、マイクロコンピュータ１５は、QPSK誤り訂正部１２が、周波数ドリフトを検出しなくなったか否かを判定し、周波数ドリフトが検出されるまで、AFC処理を繰り返す。ステップＳ３において、周波数ドリフトが検出されなくなったと判定された場合、ステップＳ４において、マイクロコンピュータ１５は、I2Cトランシーバ４７にチャージポンプ回路４５の出力電流を最大にするように指令する（元の設定電流に戻すように指令する）。このとき、I2Cトランシーバ４７は、チャージポンプ回路４５を制御して、チャージポンプ回路４５の出力電流を最大に戻す。
【００６７】
ステップＳ４の処理が終了した後、処理は、再びステップＳ１に戻りそれ以降の処理が繰り返される。
【００６８】
以上においては、チャージポンプ回路４５の出力電流値を変化させて、バリキャップ制御電圧の制御速度を変化させた場合について説明してきたが、例えば、チャージポンプ回路４５が出力する電流値を一定にして、積分器４６の時定数をコンデンサＣ１の容量を調整することで変化させるようにして、バリキャップ制御電圧の制御速度を制御させるようにしても良い。
【００６９】
図７は、この場合の構成例を表している。この例では、コンデンサＣ１に対して並列に、コンデンサＣ１'とスイッチ６１が設けられている。この場合、スイッチ６１が、開放された状態で、高帯域で、かつ、高ビットレートな衛星信号のAFCが施せるような容量Ｃ１を設定する。さらに、スイッチ６１が、接続された状態で、狭帯域で、かつ、低ビットレートな衛星信号のAFCが施せるような容量（Ｃ１＋Ｃ１'）を設定する。
【００７０】
そして、広帯域で、かつ、高ビットレートな衛星信号を受信する通常時には、スイッチ６１を開放した状態で使用し、AFCの処理を高速で実行させるようにする。
【００７１】
また、SCPC伝送方式の衛星信号を受信する場合、例えば、図６のフローチャートのステップＳ２の処理では、I2Cトランシーバ４７は、スイッチ６１を制御して接続させる、これにより、積分器４６の時定数が大きくなり、バリキャップ制御電圧の制御速度が低速になり、SCPC伝送方式で受信される衛星信号に対してもAFCを施すことが可能となる。
【００７２】
また、ステップＳ４の処理では、I2Cトランシーバ４７は、スイッチ６１を開放する。これにより、積分器４６の時定数は小さくなる（元に戻る）のでバリキャップ制御電圧の制御速度が高速になる。
【００７３】
以上によれば、局部発振器を制御するバリキャップ制御電圧の制御速度を切り替えることにより、狭帯域で、かつ、低ビットレートな衛星信号の周波数ドリフトに対しても、十分なAFCを施すことができるので、既存のアンテナを利用して低コストで、番組受信時のデータエラーを抑制することが可能となる。
【００７４】
上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行させることが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに記録媒体からインストールされる。
【００７５】
この記録媒体は、図２に示すように信号受信装置４に予め組み込まれた状態でユーザに提供される、プログラムが記録されているHDD１０２だけではなく、コンピュータとは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク１１１（フロッピーディスクを含む）、光ディスク１１２（CD-ROM(Compact Disk-Read Only Memory)，DVD（Digital Versatile Disk）を含む）、光磁気ディスク１１３（MD（Mini-Disk）を含む）、もしくは半導体メモリ１１４（Memory Stickを含む）などよりなるパッケージメディアにより構成される。
【００７６】
尚、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理は、もちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理を含むものである。
【００７７】
【発明の効果】
本発明の信号受信装置および信号受信方法、並びに記録媒体によれば、第１の中間周波信号を第２の中間周波信号に変換し、変換した第２の中間周波信号を復調し、第１の中間周波信号を第２の中間周波信号に変換するのに用いられる局部発振信号をPLLが生成し、第１の中間周波信号、または、第２の中間周波信号の周波数ドリフトを検出し、周波数ドリフトが検出されたとき、PLLの調整速度を遅くして、第２の中間周波信号の周波数を調整するようにしたので、狭帯域で、かつ、低ビットレートな衛星信号の番組受信時のデータエラーを、低コストで抑制し、リードソロモン訂正処理後、皆無にすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】周波数ドリフトを説明する図である。
【図２】本発明を適用した受信装置のブロック図である。
【図３】図２のチューナを説明するブロック図である。
【図４】図３のPLLを説明するブロック図である。
【図５】バリキャップ制御電圧の制御速度によるAFCの違いを説明する図である。
【図６】狭帯域で、かつ、低ビットレートの衛星信号を受信するときのAFCの処理を説明するフローチャートである。
【図７】他の例の積分器の構成を説明する図である。
【符号の説明】
１ トランスポンダ， ２ パラボラアンテナ， ３ LNB， ４ 受信装置， １１ チューナ， １２ QPSK誤り訂正部， １３ デマルチプレクサ， １４ MPEGデコーダ， １５ マイクロコンピュータ， １６ 操作部， ２１第１中間周波増幅器， ２２ BPF， ２３ 可変アッテネータ ，２４ 第１中間周波増幅器， ２５ ミキサ， ２６ 局部発振器， ２７ PLLブロック， ２８ 第２中間周波増幅器， ２９ SAWフィルタ， ３０ 第２中間周波増幅器， ３１ 可変アッテネータ， ３２ IQ検波器， ４１ プリアンプ， ４２ プログラマブル分周器， ４３ 位相比較器， ４４ 基準分周器，４５ チャージポンプ回路， ４６ 積分器， ４６ａ オペアンプ， ５１水晶発振器， ５２ 電源
Claims (6)
- 衛星が送信した信号が外部の変換器により変換された第１の中間周波信号を受信する信号受信装置において、
前記第１の中間周波信号を第２の中間周波信号に変換する変換手段と、
前記変換手段により変換された前記第２の中間周波信号を復調する復調手段と、
前記第１の中間周波信号を前記第２の中間周波信号に変換するのに用いられる局部発振信号を生成するPLLの構成を有する生成手段と、
前記第１の中間周波信号、または、前記第２の中間周波信号の周波数ドリフトを検出するドリフト検出手段と、
前記ドリフト検出手段により前記周波数ドリフトが検出されたとき、前記PLLの調整速度を遅くして、前記第２の中間周波信号の周波数を調整する調整手段と
を備えることを特徴とする信号受信装置。 - 前記調整手段は、周波数ドリフトの調整が終了したとき、前記PLLの調整速度を速くする
ことを特徴とする請求項１に記載の信号受信装置。 - 前記調整手段は、前記PLLが有するチャージポンプ回路が出力する電流値を制御することで、前記調整速度を調整する
ことを特徴とする請求項１に記載の信号受信装置。 - 前記調整手段は、前記PLL回路が有するコンデンサの容量を制御することで、前記調整速度を調整する
ことを特徴とする請求項１に記載の信号受信装置。 - 衛星が送信した信号が外部の変換器により変換された第１の中間周波信号を受信し、前記第１の中間周波信号を第２の中間周波信号に変換し、変換された前記第２の中間周波信号を復調し、前記第１の中間周波信号を前記第２の中間周波信号に変換するのに用いられる局部発振信号を生成するPLLを有する信号受信装置の信号受信方法において、
前記第１の中間周波信号、または、前記第２の中間周波信号の周波数ドリフトを検出するドリフト検出ステップと、
前記ドリフト検出ステップの処理で前記周波数ドリフトが検出されたとき、前記PLLの調整速度を遅くして、前記第２の中間周波信号の周波数を調整する調整ステップと
を含むことを特徴とする信号受信方法。 - 衛星が送信した信号が外部の変換器により変換された第１の中間周波信号を受信し、前記第１の中間周波信号を第２の中間周波信号に変換し、変換された前記第２の中間周波信号を復調し、前記第１の中間周波信号を前記第２の中間周波信号に変換するのに用いられる局部発振信号を生成するPLLを有する信号受信装置を制御するプログラムであって、
前記第１の中間周波信号、または、前記第２の中間周波信号の周波数ドリフトの検出を制御するドリフト検出制御ステップと、
前記ドリフト検出制御ステップの処理で前記周波数ドリフトが検出されたとき、前記PLLの調整速度を遅くして、前記第２の中間周波信号の周波数の調整を制御する調整制御ステップと
を含むことを特徴とするコンピュータが読み取り可能なプログラムが記録されている記録媒体。
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