JP4470744B2 - 高周波信号受信装置とこれを用いた電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、高周波信号を受信する高周波信号受信装置に関するものである。

以下、従来の高周波信号受信装置について図面を用いて説明する。図６は、従来の高周波信号受信装置のブロック図である。図６において、アンテナ１は、約９０ＭＨｚから７７０ＭＨｚまでのテレビ放送の放送信号（高周波信号の一例として用いた）が入力される。電子チューナ２は、入力端子２ａから入力された放送信号を中間周波信号へと変換し、出力端子２ｂより出力するものである。

電子チューナ２は、入力端子へ入力された放送信号が供給される増幅器３と、この増幅器３の出力と、局部発振器４からの信号とを混合する混合器５と、この混合器の出力が接続されたフィルタ６とを有していた。

なお、局部発振器４には、ＰＬＬ回路７がループ接続されている。さらに、局部発振器４と混合器５との間には、増幅器８が挿入されているものである。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１、特許文献２が知られている。
特開平３−２５４５０９号公報 特開平５−６３５５８号公報

しかしながらこのような従来の高周波信号受信装置を、温度変化幅の大きな自動車へ搭載される機器などへ用いた場合、局部発振器４の出力信号のレベルや増幅器３や増幅器８の利得が、温度変化により変動する。

特に高温環境下においては、局部発振器４の出力レベルや増幅器３や増幅器８の利得が小さくなるので、混合器５へ入力される信号レベルが小さくなり、混合器５から出力される中間周波信号のＮＦが悪くなるという問題を有している。一方低温ではその逆に混合器５へ入力される信号のレベルが大きくなるので、混合器５が歪むこともある。

そこで本発明は、この問題を解決したもので、温度変化に対しても安定して受信できる高周波信号受信装置を提供することを目的としたものである。

この目的を達成するために本発明の高周波信号受信装置は、第２の増幅部の出力を供給する利得検出部と、この利得検出部の出力と前記第２の増幅部との間に利得制御部を設ける。そして、利得制御部は、利得検出部が検出した第２の増幅部の出力に応じて、第１の増幅部の利得を制御するものである。これにより、利得制御部は、利得検出部で検出された信号レベルが予め定められたレベルより小さい場合に、前記第１の増幅部の利得を大きくする方向へ制御するものである。

以上のように本発明によれば、第２の増幅部の出力を供給する利得検出部と、この利得検出部の出力と前記第２の増幅部との間に挿入された利得制御部とを設け、前記利得検出部で検出された信号レベルが予め定められたレベルより小さい場合に、利得制御部が前記第１の増幅部の利得を大きくする方向へ制御するものである。

これにより、利得検出部が第２の増幅部から出力される信号の実際の出力レベルを検出し、この出力レベルが小さければ第１の増幅部の利得を制御するので、混合器へ入力されるレベルが安定する。

なお、利得制御部は、利得検出部で検出した出力信号のレベルが小さい場合、第１の増幅部の利得を大きくするので、特に高温時に出力レベルが小さくなることを防ぐことができる。従って、高温下においても安定して高周波信号を受信できる高周波信号受信装置を実現できる。特に高温環境下において、弱電界の放送を受信する場合の受信感度を良くできる。

このような高周波信号受信装置を、温度環境の厳しい自動車などに搭載すれば、たとえ機器が高温になっても、混合器の入力信号が小さくならないので、安定して受信できる自動車用受信機を実現できる。

近年、自動車の移動中における退屈凌ぎなどのために、後部座席にも液晶表示器などを設置し、それらの表示装置でテレビ放送などを視聴できるカーナビゲーション機器（以降カーナビという）などが登場してきている。そしてそのために、カーナビには、テレビ放送を受信するための高周波信号受信装置が内蔵されている。また、カーナビでは画面を見易くするためや、地図以外にも多くの情報を一度に表示するために、表示装置は大型化してきており、受信画像品質の良し悪しが、鮮明に判るようになってきている。従って、受信したテレビ放送に対し高画質化が求められることとなり、このような高周波信号受信装置に搭載される電子チューナに対しても、高い受信感度が求められるようになってきている。

さらに、カーナビなどのように自動車へ搭載される機器は、特に温度環境が厳しい。一般的にカーナビなどは、フロントガラスなどからの直射日光に直下に曝される場所に設置されるので、温度環境は非常に厳しい。そのためにこのような機器へ搭載される電子チューナには、広い温度範囲に対しても安定して受信できることが求められる。しかしこれまでの電子チューナは、屋内で使用されるテレビに用いられるものであったので、自動車のような広い温度範囲において安定した受信ができるものではなかった。そこで、本発明は、これらの要求を実現できる高周波信号受信装置を提供するためのものである。

（実施の形態１）
以下、実施の形態１におけるＴＶ放送受信機（電子機器の一例として用いたものであり、上述したカーナビなども含むものである）について図面を用いて説明する。図２は、本実施の形態におけるＴＶ放送受信機のブロック図である。図２において従来の構成と同じものは同じ番号を用いて、その説明は簡略化している。

アンテナ１は、９０ＭＨｚから７７０ＭＨｚの周波数のテレビ放送波（高周波信号の一例として用いた）を受信する。アンテナ１で受信したテレビ放送波は、電子チューナ１１（高周波信号受信装置の一例として用いた）の入力端子１１ａへ入力される。この電子チューナ１１は、入力されたテレビ放送波の中から希望する周波数のチャンネルのみを選局し、５００ｋＨｚの中間周波信号へ変換して出力端子１１ｂから復調部１２へ出力する。この復調部１２は、電子チューナ１１から出力された中間周波信号を復調する復調器１２ａと、この復調器１２ａの出力が接続され、復調された信号の誤り訂正を行う誤り訂正器１２ｂとを有している。復調部１２の出力は、復号部１５へ接続され、復号部１５によって音声データと映像データが再生される。なお、復調部１２には、復調器１２ａの出力が供給された検波器１３と、誤り訂正器１２ｂの出力が接続され、誤り訂正器１２ｂから出力される誤り率の値を判定する判定器１４とを含んでいる。そして検波器１３の出力は、電子チューナ１１のＡＧＣ端子１１ｃへ出力される。

復号部１５で再生された映像データは、映像データ出力端子１５ａを介して表示部１６へ供給される。ここで表示部１６には、映像を表示させる液晶表示器１６ｂと、この液晶表示器１６ｂに接続された液晶駆動回路１６ａとを含み、液晶駆動回路１６ａでは復号部１５から入力された映像データを蓄積し、１フレーム分の映像データが蓄積されると液晶表示器１６ｂへ出力する。

一方、復号部１５で再生された音声データは、音声データ出力端子１５ｂから音声出力部１７へ出力される。ここで音声出力部１７は、スピーカ駆動回路１７ａと、このスピーカ駆動回路１７ａの出力が接続されたスピーカ１７ｂとを含み、スピーカ駆動回路１７ａでは入力された音声データを音声信号へ変換し、スピーカ１７ｂへ出力する。

さらに、本実施の形態では、検波器１３の出力と判定器１４の出力とが接続されたマイクロコンピュータ１８（以降マイコンと言う）を設け、このマイコン１８から出力される制御信号は、電子チューナ１１のデータ端子１１ｄへと供給されている。なおマイコン１８には、各種データを格納したメモリ１９や、ＴＶ放送受信機への指令を入力する入力器２０（入力キーやタッチパネルなど）などが接続されている。

次に、本実施の形態における電子チューナ１１の構成について、図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施の形態における電子チューナのブロック図である。図１において、フィルタ２１には、入力端子１１ａに供給されたテレビ放送波が供給される。このフィルタ２１は、テレビ放送波以外の不要な信号が、電子チューナ１１へ供給されることを防ぐために設けられている。例えば、携帯電話などで利用されている８００ＭＨｚ帯の周波数信号を減衰するノッチフィルタなど、数種類のフィルタを含んでいる。

なお、このフィルタ２１では、電子チューナ１１の妨害となる不要な信号を充分に減衰させる。本実施の形態では、例えば携帯電話に利用される８００ＭＨｚ帯域の周波数信号を約６０ｄＢ減衰させている。このようにすれば、後述する増幅部２２と混合器２３との間などへ別途フィルタなどを設けなくても良く、増幅部２２と混合器２３などを１つの集積回路２４へ集積化することも可能となり、電子チューナ１１の小型化を図ることができる。

増幅部２２は、フィルタ２１の出力が、集積回路２４の端子２４ａを介して入力され、この入力されたテレビ放送波を増幅する。なお、増幅部２２には、入力信号を約２０ｄＢ増幅する低雑音増幅器を用いている。

増幅部２２の出力は、利得制御増幅器２５へ接続され、この利得制御増幅器２５は、利得制御端子２５ａへ入力される制御信号により利得が変化するものである。なお、本実施の形態における利得制御増幅器２５は、最大で約５０ｄＢ変化するようにしている。

利得制御増幅器２５の出力は増幅部２６へ接続されている。増幅部２６は約１０ｄＢの増幅度を有し、増幅部２２と同じ構成を有したものを用いている。混合器２３の一方の入力には、増幅部２６の出力が接続される。一方混合器２３の他方の入力には、局部発振器２７で発振した信号が、増幅部２８を介して接続されている。なお、局部発振器２７では約９４０ＭＨｚから１５４０ＭＨｚまでの信号を発振する。混合器２３では、増幅部２８で増幅された局部発振器２７の発振信号と、増幅部２６で増幅されたＴＶ放送波とを混合し、５００ｋＨｚの中間周波信号へと変換している。なお、本実施の形態における増幅部２８には、入力された発振信号を約５ｄＢ増幅する低雑音増幅器を用いている。

検波器２９は、混合器２３の出力が接続され、混合器２３から出力された信号の総和の信号レベルに応じた直流電圧を出力する。ＡＧＣ制御器３０は、検波器２９から出力された電圧が、予め定められたしきい値電圧より大きい場合に、その電圧差に応じた制御電圧を利得制御端子２５ａへ出力する。これによりいわゆるＲＦＡＧＣ回路が構成される。そしてこのＲＦＡＧＣ回路は、ＴＶ放送波のレベルが−５０ｄＢｍ以上である場合に動作する。ただし、ＴＶ放送波のレベルがそれ以下である場合は、利得制御増幅器２５の利得は最大の利得で増幅するように制御されている。

なお、本実施の形態では、混合器２３から出力された信号を検波したが、これは混合器２３へ入力前のＴＶ放送波の信号レベルを検波しても良い。この場合、混合器２３へ注入されるＴＶ放送信号のレベルを検出するので、混合器２３が大きなレベルの妨害信号により歪まないように制御することが可能となる。

また、検波器２９と混合器２３との間に中間周波信号以外の周波数の信号を除去するフィルタ（後述する中間周波フィルタ３１を用いても良い）を挿入しても良い。この場合、検波器２９は希望チャンネル信号のレベルを検出できるので、希望チャンネルのＴＶ放送波のレベルを精度良く制御できる。あるいは、これらを組み合わせて用いても良い。つまり、混合器２３入力前のＴＶ放送波のレベルと、希望チャンネル信号のレベルの双方を検波し、それらの信号のレベルに応じた各々の電圧をＡＧＣ制御器３０へ入力する。この場合、妨害信号の有無などに応じ、さらに精度良い制御が可能となり、妨害などに対しても良好な受信感度を有した電子チューナ１１が実現できる。

中間周波フィルタ３１は、混合器２３の出力が接続されている。この中間周波フィルタ３１は、混合器２３の出力から５００ｋＨｚの周波数の中間周波信号のみを取り出すものである。

なお、本実施の形態において、中間周波フィルタ３１は集積回路の外に設けたが、これは集積回路に集積化しても良い。これによりさらなる小型化が可能となる。また、本実施の形態においては、ＢＰＦを用いたがＬＰＦを用いても良い。これによりＴＶ放送波のロスを少なくできる。

また、本実施の形態におけるＩＦ周波数は、５００ｋＨｚとしているが、携帯部分受信（１セグメント）の場合、約２１６ｋＨｚから約６００ｋＨｚの範囲で中間周波数を選択すれば良い。これは、１ｓｅｇの周波数帯域が４３２ｋＨｚであるので、その周波数帯域半分の２１６ｋＨｚ以上であることが必要となる。一方、上限の周波数は、復調ＬＳＩの対応周波数で決まるが周波数が高いと復調器に含まれたＡ／Ｄ変換回路などの消費電力が大きくなる。従って、本実施の形態におけるＩＦ周波数は、５００ｋＨｚとしている。これにより、消費電力を小さくできるので、携帯機器において機器の使用可能時間を長くできる。

さらに、本実施の形態では、携帯部分受信（１セグメント）時の中間周波数を適用しているが、携帯部分受信（３セグメント）および固定受信（１３セグメント）にも適用可能であり、それぞれの周波数帯域幅は１２９６ｋＨｚ、５．５７ＭＨｚと携帯部分受信（１セグメント）と比較し周波数帯域幅が広くなるため、本実施の形態よりも中間周波数は高い構成となる。利得制御増幅器３２は、中間周波フィルタの出力が接続され、利得制御端子３２ａへ供給される制御電圧に応じて利得が変化する。なお、本実施の形態における利得制御増幅器３２は、最大で約２０ｄＢ変化するようにしている。そして、この利得制御増幅器３２の出力は、集積回路２４の出力端子２４ｂと、電子チューナ１１の出力端子１１ｂとを介して復調部１２（図２に示す）へ出力される。

ＡＧＣ制御器３３は、復調部１２内に集積化された検波器１３の出力が、電子チューナ１１のＡＧＣ端子１１ｃと集積回路２４の端子２４ｃを介して供給される。ここで、検波器１３は、復調器１２ａで復調された信号のレベルを検波し、その信号のレベルに応じた直流電圧を出力する。従って、ＡＧＣ制御器３３は、検波器１３から出力された電圧が、予め定められたしきい値電圧より大きい場合に、その電圧差に応じた制御電圧を利得制御端子３２ａへ出力する。これによりいわゆるＩＦＡＧＣ回路が構成される。

そしてこのＩＦＡＧＣ回路は、ＴＶ放送波のレベルが−１１０ｄＢｍから−５０ｄＢｍの間である場合に動作する。そして、ＴＶ放送波の−１１０ｄＢｍ以下である場合に、利得制御増幅器２５の利得は最大の利得で増幅し、−５０ｄＢｍ以上である場合に、利得制御増幅器２５の利得は最小の利得で増幅するように制御されている。

次に、検波器３４（利得検出部の一例として用いた）は、増幅部２８の出力が接続され、増幅部２８で増幅された発振信号のレベルに応じた電圧を出力する。利得制御部３５には、この検波器３４の出力が接続され、この検波器３４から出力された電圧と予め定められた基準電圧との差に応じた制御信号を出力する。そして、この利得制御部３５から出力された制御信号は、増幅部２２と、増幅部２６及び増幅部２８とへ供給され、それらの利得を変化させている。

なお、マイコン１８（図２に示す）の出力は、電子チューナ１１のデータ端子１１ｄを介して集積回路２４のデータ端子２４ｄと端子２４ｅとへ接続されている。そして、データ端子２４ｄは、局部発振器２７にループ接続されたＰＬＬ回路３６へ接続される。一方、端子２４ｅは利得制御部３５へ接続されている。

なお、本実施の形態では、以上に説明した電子チューナ１１中のフィルタ２１と中間周波フィルタ３１以外は集積回路２４内に集積化されている。これにより小型な電子チューナを実現できる。

以上のように構成されたＴＶ放送受信機において、まずは、常温の温度環境下（例えば２５℃）で、かつ通常に受信が可能な電界強度（いわゆる中電界といい、例えば放送波のレベルとして−６０ｄＢｍ）のＴＶ放送を受信する場合における電子チューナ１１の動作を説明する。

アンテナ１で受信された高周波信号からフィルタ２１でＴＶ放送波以外の不要な信号を除去する。そして増幅部２２は、ＴＶ放送波を約２０ｄＢ増幅する。利得制御増幅器２５を含むＲＦＡＧＣ回路により規定のレベルへ調節された信号は、混合器２３へ供給される。この混合器２３では、ＴＶ放送波と局部発振器２７の出力と混合するものである。なお、局部発振器２７は、ＰＬＬ回路がマイコン１８からの選局データによって制御され、受信希望チャンネルの周波数が５００ｋＨｚの中間周波信号となるような周波数を発振する。

そしてさらに、利得制御増幅器３２を含むＩＦＡＧＣ回路によって、復調器１２ａでの復調信号のレベルが一定となるように制御される。このようにして一定の信号レベルとされ、復調器で正常に復調されたＴＶ放送信号は、誤り訂正器１２ｂで誤りが訂正され、復号部１５でＨ．２６４など伸長されて、元の映像信号と音声信号とが正常に再生される。これにより液晶表示器１６ｂとスピーカ１７ｂとから正常な画像と音声が出力される訳である。

一方、放送局からの距離が遠い場所でＴＶ放送を受信するような場合、ＴＶ放送波の電界強度は弱い（いわゆる弱電界であり、例えば、−１００ｄＢｍ）。例えば、本実施の形態においてＩＦＡＧＣが動作を開始するレベル（−１１０ｄＢｍであり、以下このレベルをＩＦＡＧＣ動作点という）のＴＶ放送波を受信する場合、利得制御増幅器２５、利得制御増幅器３２の利得は、共に最大となる。これにより弱電界のＴＶ放送波を受信した場合の中間周波信号のレベルも、中電界である場合と同じレベルとなり、正常に受信が可能となる。

次に、高温環境下（例えば８５℃）において、ＩＦＡＧＣ動作点のＴＶ放送波を受信する場合について説明する。一般的に増幅器は、温度に応じて利得が変動する。具体的には、高い温度において、利得が小さくなり、低い温度において、利得が大きくなる。

従って、高温下において増幅部２２、２６に用いる増幅器の利得は、減少する。また、局部発振器２７には差動増幅器などを有しているので、局部発振器２７の出力信号自体のレベルも小さくなる。この状況下で、例えばＩＦＡＧＣ動作点のＴＶ放送波を受信する場合、利得制御増幅器２５、３２は、既に最大利得となっているので、増幅部２２、２６の利得減少分や、局部発振器２７の信号レベル低下分を補うことはできない。

一方、低温環境下においては、逆に大きなレベルの信号が入力された場合に問題が発生する。つまり、ＲＦＡＧＣやＩＦＡＧＣが共に最小利得で制御されている状態において、温度が低い（例えば−４０℃）場合、増幅部２８の利得や、局部発振器２７の信号レベルが大きくなり、混合器２３などへ入力される信号のレベルは大きくなる。これにより増幅部２２、２６や混合器２３が飽和し、ＴＶ放送信号に歪みが発生し易くなる。

そこで本発明における利得制御部３５は、検波された増幅部２８の出力信号のレベルに応じ、増幅部２８の利得をフィードバック制御するものである。これにより、増幅部２８から出力された信号レベルが小さければ、増幅部２２、２６、２８の利得を大きくし、逆にその信号レベルが大きければ、増幅部２２、２６、２８の利得を小さくするものである。

具体的には、増幅部２８の出力を検波器３４へ供給する。検波器３４では、増幅部２８から出力される実際の信号の信号レベルを検出する。そして、この検波器３４の出力を利得制御部３５へ供給する。検波器３４は、入力された信号のレベルに応じた電圧の信号を出力するので、利得制御部３５は、検波器３４の出力電圧と予め定められた基準電圧とを差動増幅器などにより比較することで、常温との温度差に対応する電圧差を得ることができる。そしてこの電圧差に対応した制御信号を増幅部２２、２６、２８へ供給することにより、これらの増幅部２２、２６、２８の利得を変化させるわけである。これにより、温度が低くなった場合においても、増幅部２８からの出力が小さくなることを防ぐことができる。従って、低温環境下においても弱電界のＴＶ放送波を感度良く受信することができる。

なお、本実施の形態では、常温状態において検波器３４が出力すべき電圧値を基準電圧として設定している。これにより、温度変動がある場合においても、常に常温と同じ状態の信号レベルを維持できる。

以上の構成により、混合器２３へ入力される発振信号のレベルは、温度の変化に対して変動し難くなる。従って、中間周波信号や復調信号のレベルは、温度環境による影響が小さくなるので、温度変化に対しＮＦや受信感度が良好であり、かつ歪みなどが発生し難い電子チューナを実現できる。

つまりこれにより、特に温度環境の厳しい自動車などに搭載される高周波信号受信装置などにおいて、温度環境が変化しても安定した受信品質でＴＶ放送の受信ができるＴＶ放送受信機を提供できることとなる。従って特に、本発明の電子チューナ１１は、特にカーナビへ内蔵されるテレビ放送受信用チューナなどへ用いると良い。

本実施の形態では、局部発振器２７に接続された増幅部２８の利得を安定化させているが、これは、上述したように局部発振器２７と増幅部２８が共に温度変動による影響を受けやすいので、温度に対する信号レベルの変化量も大きいためである。これにより温度変動に対する検波器３４の感度が良くなる。従って、温度変動に対して精度の良い制御が可能となる。

なお、本実施の形態では、利得制御部３５は、増幅部２２や増幅部２６も同様に制御している。これは、温度が高いと利得が小さくなり、温度が低いと利得が大きくなるからである。つまり、温度に対し増幅部２２、２６は、増幅部２８と同じ傾向で利得変化するためであるので、利得制御部３５は、検波器３４からの出力が基準値より大きい場合には、増幅部２２、２６および増幅部２８の利得が小さくなる方向へ制御する。逆に、利得制御部３５は、検波器３４からの出力が基準値より小さい場合には、増幅部２２、２６および増幅部２８の利得が大きくなる方向へ制御する。

これにより、増幅部２２、２６も温度変動による利得変動を小さくできるので、電子チューナ１１は、さらに温度変化に対して中間周波信号や復調信号のレベルが安定する。従って温度変化による受信品質への影響を受け難いＴＶ放送受信機を実現できる。なお、本実施の形態ではＴＶ放送受信機を例に説明したが、局部発振回路が内蔵されているＧＰＳ、携帯電話用無線装置、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｗ−ＬＡＮ等の高周波信号受信装置においても適用可能である。

また、本実施の形態においてマイコン１８には、復調器１２ａの信号レベルを検波する検波器１３と、誤り訂正器１２ｂでのビット誤り率を判定する判定器１４の出力が接続されている。マイコン１８はこれらの情報から、受信品質が悪いと判定した場合に、利得制御部３５を動作させる旨の信号を送出する。この信号は、利得制御部３５の電源供給端子に設けられたスイッチ（図示せず）へ供給される。これにより、このスイッチをオンとすることで、利得制御部３５が動作し、増幅部２２、２６、２８を制御する。このように、受信品質が良い場合には、利得制御部３５をオフとすることにより、消費電力を減らしている。これは、特にバッテリや電池駆動するような携帯型のＴＶ放送受信機において有用となる。

さらに、増幅部２２、２６、２８には、例えば低雑音増幅器と利得制御増幅器との直列接続体を用いることや、低雑音増幅器と定電流源回路による構成などを用いれば良い。例えば、利得制御増幅器を用いた場合には、増幅部の利得可変範囲が大きく、かつ精度良く制御可能であるので、温度変動が広くても安定した受信が可能となる。

さらにまた、利得制御部３５の基準電圧は、マイコン１８に接続されたメモリ１９に記憶させている。これにより、各個体毎に、当該の個体に最適な基準電圧の設定が可能となるので、最適なレベルで制御が可能となる。

さらに加えて、本実施の形態では、アンテナ１と電子チューナ１１、復調部１２は、全て１系統であり、増幅部２８は、１つの混合器２３へのみ信号を供給している。しかし、カーナビなどのような移動体機器へ搭載される高周波信号受信装置においては、アンテナ１、電子チューナ１１や復調部１２を２系統以上用いるダイバーシティ方式が用いられるが、本発明は、このようなダイバーシティ方式に用いても良い。つまり、もうひとつの電子チューナ（図示せず）に対して局部発振器２７、増幅部２８を共用し、利得制御部３５はこの増幅部２８を制御するものである。これにより、局部発振器が１つでよいので低価格な高周波受信装置を実現することができる。そして、双方の電子チューナは、温度変化に対して混合器への入力信号レベルの変化は小さくなる。

また、本実施の形態において利得制御部３５は、増幅部２８、２２、２６の利得を制御したが、これ以外に有した増幅部に対して制御する構成としても良い。そのようにすれば、さらに温度変化に対する信号レベル変化が小さくなるので、良好なＮＦを実現できる。

（実施の形態２）
以下、実施の形態２について図面を用いて説明する。図３は、本実施の形態における利得制御部と増幅部のブロック図であり、図１や図２と同じものは同じ番号を用い、その説明は簡略化している。なお、本実施の形態における利得制御部４１と増幅部４２とは、実施の形態１における利得制御部３５と増幅部２８との他の実施の形態を示すものであるので、その部分に関して詳細に説明する。

まず、本実施の形態における利得制御部４１について説明する。端子４３には、検波器３４の出力が接続される。一方端子４４には、基準電圧が供給されている。なお、基準電圧は、常温時における検波器３４の出力電圧と同じ電圧としている。差動増幅器４５は、端子４３と端子４４から入力された電圧を比較し、その差に応じた差電圧を出力する。加算器４６は、電源に接続された端子４７から供給される電源電圧と差電圧とを加算し、端子４８から出力する。

そして、利得制御部４１は、端子４３から入力された検波器３４の出力電圧が、予め定めた基準電圧よりも小さい場合には、その差電圧分だけ端子４８から出力する電圧を大きくし、逆に、利得制御部４１は、端子４３から入力された検波器３４の出力電圧が、予め定めた基準電圧よりも大きい場合には、その差電圧分だけ端子４８から出力する電圧を小さくする。

次に、増幅部４２について説明する。増幅部４２には、局部発振器２７と混合器２３との間に挿入された増幅器５１と、定電流源回路５２とを含んでいる。この定電流源回路５２は、電源供給端子５３へ電圧を供給すると、一定の電流が定電流出力端子５４から出力されるものである。そして、定電流出力端子５４を増幅器５１の電源端子５１ａへ接続している。

では、定電流源回路５２（電源電圧依存型の定電流源回路の一例として用いた）について説明する。電源供給端子５３へ供給された電源電圧は、抵抗５５を介してトランジスタ５６のベースとトランジスタ５７のコレクタに供給される。一方定電流出力端子５４は、トランジスタ５６、５８のコレクタに接続される。トランジスタ５６のエミッタ出力は、トランジスタ５７、５８のベースへ接続されている。なお、これらトランジスタ５６、５７、５８のエミッタとグランドとの間には、夫々抵抗５９、６０、６１が挿入されている。

次に、この増幅部４２の動作について説明する。この定電流源回路５２は、電源供給端子５３に供給される電圧に応じ、定電流出力端子５４から出力される電流が変化する（本発明では、このような定電流源回路を電源電圧依存型の定電流源回路と呼ぶ。）。ただしこの場合、抵抗５５、抵抗５９、６０、６１との関係は（数１）の関係とする。

このようにすれば、トランジスタ５７とトランジスタ５８とのコレクタ電流は、等しくなり、定電流出力端子５４へ流れる電流は、（数２）の関係で示される。

以上のように、定電流源回路５２は、電源供給端子５３に供給される電圧に応じ、定電流出力端子５４から出力される電流が変化することとなる。そこで、利得制御部４１の端子４８を電源供給端子５３へ接続する。これにより、利得制御部４１が、電源供給端子５３へ供給する電圧を変化させることによって、増幅器５１へ供給する電流を変化させることができる訳である。

このような構成とすることで、例えば温度が常温から高くなった場合、局部発振器２７の信号レベルや、増幅器５１の利得が小さくなるので、増幅器５１から出力される信号のレベルも小さくなる。そこで、利得制御部４１は、検波器３４から入力された電圧により増幅器５１から出力された信号レベルが小さくなったことを検出する。そして利得制御部４１では、差動増幅器４５が、常温時の検波器の出力レベルを基準電圧として、この基準電圧と検波器３４の出力電圧との差電圧を加算器４６へ出力し、この加算器４６で差電圧と電源電圧とを合成する。これにより、定電流源回路５２の電源供給端子５３へ供給する電圧を大きくする。

定電流源回路５２は、電源電圧依存型の定電流源回路を用いているので、電源供給端子５３へ供給する電圧を大きくすると、定電流出力端子５４から出力する電流が大きくなる。従って、増幅器５１の電源端子５１ａへ供給する電流が大きくなり、増幅器５１の利得が大きくなるわけである。

逆に温度が常温よりも低温である場合には、増幅器５１から出力される信号レベルが大きくなり、電源供給端子５３へ供給する電圧を小さくするので、定電流出力端子５４から出力される電流は小さくなる。従って、利得制御部４１は、増幅器５１の電源端子５１ａへ供給する電流を小さくするので、増幅器５１の利得が小さくなる方向へ制御されるわけである。

なお、定電流源回路５２には、電源電圧依存型の定電流源回路を用いているので、電源電圧による電流の変動はあるが、温度による定電流出力端子に流れる電流の変化は小さい。従って、温度変化に対して定電流源回路５２の変動を小さくできる。さらに、利得制御部４１は、増幅器５１の利得をフィードバック制御しているので、電源電圧変動などに対して、増幅器５１の出力レベルを安定させることができる。

また、この増幅部４２は、実施の形態１における増幅部２２や、増幅部２６に用いても良い。この場合、利得制御部４１の端子を増幅部２２や増幅部２６の電源端子へ接続する。ただし、増幅部４２とは必要とされる利得などが異なるので、その場合には、端子４８と夫々の増幅部２２、２６との間に、それぞれの増幅部２２、２６に適した抵抗値の抵抗を挿入する。

（実施の形態３）
以下に実施の形態３について図面を用いて説明する。図４は、本実施の形態における増幅部と利得制御部とのブロック図である。図４において、図１から図３と同じものは同じ番号を用いて、その説明は簡略化している。なお、本実施の形態における利得制御部７１と増幅部７２とは、実施の形態１における利得制御部３５と増幅部２８との他の実施の形態を示すものであるので、その部分に関して詳細に説明する。

まず、本実施の形態における利得制御部７１について説明する。端子７３には、検波器３４の出力が接続される。一方端子７４には、基準電圧が供給されている。なお、この基準電圧は、常温時における検波器３４の出力電圧と同じ電圧であり、この基準値が、メモリ７５に格納されている。差動増幅器７６は、端子７３と端子７４から入力された電圧を比較し、その差に応じた差電圧を出力する。判定器７７は、差動増幅器７６の出力が接続され、差電圧に応じた制御信号を発生させ、この制御信号を端子７８から出力する。

次に、増幅部７２について説明する。増幅部７２には、局部発振器２７と混合器２３との間に挿入された増幅器８１と、定電流源回路８２とを含んでいる。この定電流源回路８２は、電源供給端子８３へ電圧を供給すると、一定の電流が定電流出力端子８４から出力されるものである。そして、定電流出力端子８４を増幅器８１の電源端子８１ａへ接続している。

では、定電流源回路８２（ベース・エミッタ電圧依存型の定電流源回路の一例として用いた）について説明する。電源供給端子８３へ供給された電源電圧は、抵抗８５を介してトランジスタ８６のベースと、トランジスタ８７のコレクタとベースとへ供給される。トランジスタ８７のエミッタが、トランジスタ８８のコレクタとベースとへ接続され、このトランジスタ８８は、エミッタ接地されている。

トランジスタ８６のコレクタは、定電流出力端子８４へ接続される。一方、トランジスタ８６のエミッタには、切替えスイッチ８９の共通端子８９ａが接続されている。そしてこの切替えスイッチの端子８９ｂ、８９ｃ、８９ｄとグランドとの間の夫々には抵抗９０、９１、９２が挿入されている。利得制御部７１の端子７８は、切替えスイッチ８９の切替え制御端子８９ｅへ接続されている。

次に、この増幅部７２の動作について説明する。この定電流源回路８２は、電源供給端子８３に供給される電圧によらず、定電流出力端子８４から出力される電流は一定となる。ただし、トランジスタ８６、８７、８８のベース・エミッタ間の電圧に応じて、定電流出力端子８４から出力される電流が変化する（本発明では、このような定電流源回路をベース・エミッタ電圧依存型の定電流源回路と呼ぶ。）。

このようにすれば、トランジスタ８６、８７、８８のベース・エミッタ間の電圧は、等しくなり、定電流出力端子８４へ流れる電流は、（数３）の関係で示される。

従って、この定電流源回路８２において、定電流出力端子８４から出力される電流を変化させるためには、トランジスタ８６のエミッタ抵抗の値を変化させれば良い訳である。そこで、エミッタ抵抗９０、９１、９２を切替えるために、切替えスイッチ８９の切替え制御端子８９ｅと利得制御部７１の端子７８とを接続する。そして判定器７７には、メモリ７５を接続し、このメモリ７５には、差動増幅器７６からの差電圧の値と切替えスイッチとの関連が、テーブルとして格納されている。これにより、判定器７７は、テーブルから差動増幅器７６の差電圧に応じた制御信号を発生させ、切替えスイッチ８９を切替えるものである。

これにより、利得制御部７１から出力された制御信号によって、切替えスイッチ８９が切替えられることとなり、増幅器８１へ供給する電流を変化させることができる訳である。

このような構成とすることで、例えば温度が常温から高くなった場合、局部発振器２７の信号レベルや、増幅器８１の利得が小さくなるので、増幅器８１から出力される信号のレベルも小さくなる。そこで、利得制御部７１は、検波器３４から入力された電圧により増幅器８１から出力された信号レベルが小さくなったことを検出する。そして利得制御部７１では、差動増幅器７６が、常温時の検波器の出力レベルを基準電圧として、この基準電圧と検波器３４の出力電圧との差電圧を判定器７７へ出力し、この判定器７７で差電圧に応じて、切替えスイッチ８９を切替える為の制御信号を出力する。そして、抵抗９０、９１、９２の中の適した抵抗値を有した抵抗を選択する。

このように、定電流源回路８２は、ベース・エミッタ電圧依存型の定電流源回路を用いているので、トランジスタ８６のエミッタ抵抗を小さくすると、定電流出力端子８４から出力する電流が大きくなる。従って、判定器７７は、増幅器８１から出力される信号のレベルが小さい場合には、常温時に選択していた抵抗よりも小さな抵抗値の抵抗を選択するように指示をする。これにより、定電流出力端子から出力される電流が大きくなるので、増幅器８１の電源端子８１ａへ供給される電流が大きくなり、増幅器８１の利得が大きくなるわけである。

逆に温度が常温よりも低温である場合、増幅器８１から出力される信号のレベルが大きくなる。そしてこのような場合、判定器７７は、常温時に選択していた抵抗よりも大きな抵抗値の抵抗を選択するように指示をする。これにより、定電流出力端子から出力される電流が小さくなるので、増幅器８１の電源端子８１ａへ供給される電流を小さくし、増幅器８１の利得は、小さくなる方向へ制御されるわけである。

なお、定電流源回路８２には、ベース・エミッタ電圧依存型の定電流源回路を用いているので、温度による電流の変動はあるが、電源電圧による定電流出力端子に流れる電流の変化は小さい。従って、電源電圧の変動に対して定電流源の変動を小さくできる。さらに、利得制御部７１は、増幅器８１の利得をフィードバック制御しているので、温度変化に対しても、増幅器８１の出力レベルを安定させることができる。

なお、基準値をメモリ７５へ格納しているので、常温時の増幅器８１の利得ばらつきや、常温時の局部発振器２７の発振レベルばらつきなど、個体ばらつきに応じて基準値を設定できる。これにより、常温時の増幅器８１の利得ばらつきや、常温時の局部発振器２７の発振レベルばらつきなどがあっても、混合器２３へ供給する信号のレベルを一定のレベルに保つことができる。従って、個体毎に、ＮＦを最適にすることができる。

また、この増幅部７２は、実施の形態１における増幅部２２や、増幅部２６に用いても良い。この場合、利得制御部７１の端子を増幅部２２や増幅部２６の電源端子へ接続する。ただし、増幅部４２とは必要とされる利得などが異なるので、その場合には、メモリ７５に夫々の増幅部２２、２６から出力するためのテーブルを個別に持たせても良い。あるいは、トランジスタ８６のエミッタ抵抗の値で調整しても良い。

（実施の形態４）
以下の実施の形態４について図面を用いて説明する。図５は、本実施の形態における高周波信号受信装置のブロック図である。図５において図１や図２と同じものは同じ番号を用いて、その説明は簡略化している。

本実施の形態における電子チューナ１１では、フィルタ２１の出力が接続された増幅部１０１は、集積回路１０２外に構成している。なお増幅部１０１の電源端子１０１ａには、利得制御部３５の出力が端子１０２ｄを介して接続されている。ここで、増幅部１０１は、集積回路１０２とは異なったプロセスで作成したものである。これにより、増幅部１０１には、特に高周波特性を重要視し、例えばガリウム・砒素などによる増幅器を使用できるので、ＮＦなどの良好な高周波信号受信装置を実現できる。

一方、集積回路１０２には低価格なプロセスを用いることも可能となるので、低価格な電子チューナ１１を実現できる。さらに集積化されているので、小型の電子チューナを実現できる。

なお、本実施の形態では、増幅部１０１が集積回路１０２外に出されている分、実施の形態１に比べてサイズが大きくなる。そこで、この面積増加を補う為に、中間周波フィルタ３１を集積回路１０２内に集積化している。これにより電子チューナ１１のサイズを大きくすることなく、小型の電子チューナを実現できる。

さらに増幅部１０１と集積回路１０２の入力端子１０２ａとの間にはフィルタ１０３を挿入している。これによりＴＶ放送波のロスを小さくできるので、受信感度の良好な電子チューナ１１を実現できる。

本発明にかかる高周波信号受信装置は、温度が変化しても安定して受信できるという効果を有し、ＴＶ付きカーナビなどのように自動車へ搭載される機器等へ用いる高周波信号受信装置として有用である。

本発明の実施の形態１における電子チューナのブロック図 同、高周波信号受信装置のブロック図 実施の形態２における利得制御部と増幅部とのブロック図 実施の形態３における利得制御部と増幅部とのブロック図 実施の形態４における高周波信号受信装置のブロック図 従来の高周波信号受信装置のブロック図

符号の説明

１１ａ 入力端子
２２ 増幅部
２３ 混合器
２５ 利得制御増幅器
２７ 局部発振器
２８ 増幅部
３４ 検波器

Claims (2)

1. 高周波信号が入力される入力端子と、
   前記入力端子の出力側に接続されると共に、前記入力端子に入力された前記高周波信号が供給される第１の増幅部と、
   局部発振器と、
   前記局部発振器の出力側に接続されると共に、前記局部発振器の出力が供給される第２の増幅部と、
   前記第１の増幅部の出力側に接続されかつ前記第２の増幅部の出力側に接続されて、前記第１の増幅部の出力が一方の入力に供給されるとともに、他方の入力には前記局部発振器の出力が前記第２の増幅部を介して供給される混合器と、
   前記混合器の出力が供給される出力端子と、
   前記第２の増幅部の出力側に接続されると共に、前記第２の増幅部の出力が供給される利得検出部と、
   前記利得検出部の出力と前記第２の増幅部の他方の入力との間に挿入されて、前記利得検出部からの出力電圧と予め定められた基準電圧とを比較することで、温度変動に対応する電圧差を得て、前記電位差に対応した制御信号を前記第２の増幅部の他方の入力を介して前記第２の増幅部に入力することで、前記第２増幅部の利得を変化させる利得制御部とを有し、
   前記第１の増幅部の他の入力は、前記利得制御部の他の出力に接続されると共に、
   前記利得制御部は、前記電位差に対応した制御信号を前記利得制御部の他の出力から出力して前記第１の増幅部の他の入力に入力することで、前記利得検出部で検出された信号レベルが予め定められたレベルより小さい場合には、前記第１の増幅部の利得を大きくする方向へ制御する高周波信号受信装置。
2. 高周波信号が入力されるアンテナと、
   前記アンテナの出力側に接続されると共に、前記アンテナに入力された前記高周波信号が供給される請求項１に記載の高周波信号受信装置と、
   前記高周波信号受信装置の出力側に接続された復調器と、
   前記復調器の出力側に接続された復号部と、
   前記復号部の出力側に接続された表示部とを備えた電子機器。

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