JP4620872B2 - If信号処理装置 - Google Patents
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Description
(発明の分野)
本出願は、中間周波数(Intermediate Frequency/IF)信号処理に関する。
【0002】
(背景情報)
図1は、参照番号10で一般的に示す周知の同調器(tuner)およびIF信号処理装置の例示である。この同調器およびIF信号処理装置10は、NTSC、PAL、およびSECAMなどの所定の放送規格のアナログ信号で使用するためのものである。本出願では、一実施形態の例として、本発明のNTSC適用例について説明する。
【0003】
同調器/IFシステム10は、同調器12(RF入力14およびIF出力16を備える)、IFフィルタ18、およびIF信号プロセッサ20を備える。同調器のIF出力16は、標準周波数である(たとえば、44MHzを中心とし、映像搬送波45.75MHz、音声搬送波41.25MHzの所望のチャネルスペクトル)。IFフィルタ18は、通常、インターキャリア(inter−carrier)IFシステムでは1つのSAW(表面弾性波)フィルタ、または並列映像/音声IFシステムでは2つのSAWFからなり、所望のチャネルを通し、他のすべてのチャネルを拒否する。並列システムでは、一方のSAWフィルタが所望の音声信号のみを通し、他方のフィルタが所望の映像信号のみを通す。どちらの場合も、フィルタの特性には、映像IFスペクトルの両側波帯領域を介した「ナイキスト勾配(Nyquist Slope)」が含まれる。フィルタリングされた信号は、復調、AGC生成などの一般機能を実行して、処理されたベースバンドビデオ出力信号をビデオ処理回路に供給する従来のIF処理回路20に印加される。ビデオ処理回路は、カラー復調などの従来の機能、ならびに輝度、色相および色調の制御などの他の機能を実行する。
【0004】
デジタルテレビジョン(DTV)、および具体的に言えばHDTV(高精細度テレビジョン)などのデジタル地上波テレビジョン(digital terrestrial television)の出現により、NTSCとDTVの両方の信号を処理するのに必要な、適切な同調およびフィルタリングを提供するテレビジョン受信器および対応する同調器/IFシステムが必要である。
【0005】
図2は、図1のNTSC専用システムを、NTSCとDTVの両方の受信に使用できる同調器/IFシステム22を実現する変形例である。図2では、同調器24は、NTSCとDTVの両方の信号受信を実現するように修正される。変換信号は、両種の信号が共通のIF信号周波数(たとえば約44MHz)を生成するように、適切に選択される。2つのSAWフィルタ26および28は、NTSC/DTV同調器の出力に並列で結合される。SAW BPF #1 26には、DTV信号の受信および処理に関する特有の要件があり、SAW BPF #2 28には、NTSC信号の受信および処理に関する特有の要件がある。たとえば、SAW BPF #1 26およびSAW BPF #2 28の中心周波数は、どちらも約44MHzである。ただし、SAW BPF #1は通過帯域応答が平坦であるのに対し、SAW BPF #2は、図1のIFフィルタ18に関して前述した特性を有する。DTVフィルタリング済み信号は、デジタルIF処理回路30に印加される。デジタルIF処理回路30は、フィルタリング済みおよび処理済みのDTV信号を、デジタルリンク(すなわち復号器)回路(図示せず)に提供する。NTSCフィルタリング済み信号は、NTSC IF処理回路32に印加される。NTSC IF処理回路32は、フィルタリング済みおよび処理済みのNTSC信号をビデオ処理回路(図示せず)に供給する。
【0006】
DTV信号に関する通過帯域の平坦度要件により、図2のDTV/NTSC同調器24は、図1のNTSC同調器12よりも帯域幅が広い。したがって、図2のシステム22のNTSC隣接チャネル除去度(adjacent channel rejection)は、図1のシステム10ほど良くない。
【0007】
(概要)
本出願では、アナログ信号とデジタル信号の両方を処理するためのIF信号処理構成が開示される。この信号処理構成には、デジタルIF信号およびアナログIF信号のうち1つを提供するための信号ソースと、IF信号をフィルタリングするための出力を有する第1SAWフィルタと、フィルタリング済みのデジタルIF信号を処理するために出力に結合されたデジタル信号処理回路と、フィルタリング済みアナログ信号の処理を含む処理のために出力に結合されたアナログ信号処理回路とが含まれる。
【0008】
(好ましい実施形態の詳細な説明)
本発明では、SAW BPF #1を介してNTSC信号を通す(すなわち、SAW BPF #2の入力を、同調器出力の代わりにSAW BPF #1の出力に接続する)と、隣接チャネルおよび不正(spurious)信号の除去度が、図1のシステム10よりも劇的に良くなることを認識している。この変化は、図3に例示される。これらの利点は、隣接チャネル周波数割当てに関するVHFおよびUHFの「タブー」(すなわち制約)が破棄または大幅に削減される可能性のあるHDTV移行中には、NTSC隣接チャネル除去度(第1隣接、第2隣接など)がより大幅に重要となるパラメータである点で意義深く、これにより、現在のNTSC地上波チャネル割当てに対応したままで、新しいHDTV地上波伝送チャネルに使用可能なスペクトルの余地をさらに作ることができる。
【0009】
本発明のNTSC/DTV同調器/IF信号プロセッサの簡略図が図3に示されており、参照番号40で一般的に示す。本発明の同調器/IF信号プロセッサ40の他の特徴を例示したより詳細な図を図4に示す。図3および図4は、NTSC SAWフィルタへの入力が、DTV SAWフィルタの出力から取り出されることを示す。したがって、受信されたNTSC信号は、「二重フィルタリング」されている。
【0010】
図3および図4の構成は、図1および図2の例に比べて、NTSC隣接チャネル除去度および他の望ましくない帯域外信号除去度を大幅に改善するので有利である。
【0011】
図3では、NTSC/DTV同調器/IF信号プロセッサ40が変換周波数を備えており、その結果、NTSC受信モードおよびDTV受信モードの両方で共通のIF出力信号周波数(たとえば44MHz)となる。NTSC/DTV同調器/IF信号プロセッサ40には、NTSC信号とDTV信号の両方を受信できる単一の変換同調器42が含まれる。この同調器42は、受信したNTSC信号およびDTV信号を第1SAWフィルタ44に提供する。第1SAWフィルタ44の出力は、第2SAWフィルタ46およびデジタルIF処理回路48の両方に供給される。デジタルIF処理回路48は、第1SAWフィルタ44からフィルタリング済み信号を受け取り、近ベースバンド出力信号(near baseband output signal)を、デジタル「リンク」または復号器回路に提供する(図4を参照)。
【0012】
NTSC信号が受信されると、受信された信号は、第1SAWフィルタ44に供給される。第1SAWフィルタ44は、受信したNTSC信号をフィルタリングし、フィルタリングした信号を第2SAWフィルタ46に供給する。したがってIF信号は両方のフィルタを通過してNTSC IF処理回路50に印加され、その結果、前述の隣接チャネル干渉の望ましくない影響が減少する。
【0013】
図4は、図3の実用的な実施を示す図であり、さらに詳細が含まれている。現在の最先端技術では、図3のSAW BPF #1 44で示されたような単一のSAWフィルタでは、DTV IF信号に必要なフィルタ特性を達成することができない。すなわち、過度の挿入損失を受けずに選択度要件を満たすことはできない。過度の挿入損失が発生すると、最終的に、システムの雑音指数が低下し、前置増幅器の直線性要件が厳しくなる。実際には、要求されたフィルタおよび性能特性は、図4に示されるように、2つの同一のSAWフィルタであるデジタルSAW #1およびデジタルSAW #2と、段間増幅器であるポストアンプ(Post−amp)54およびプリアンプ(Pre−amp)56とを縦続接続することによって達成される。したがってDTV信号は、NTSC/DTV同調器42によって選択されると、デジタルSAW #1、ポストアンプ54、プリアンプ56、およびデジタルSAW #2 58からなる縦続接続回路を介して、第2の変換器回路60の入力へと処理される。
【0014】
ポストアンプ54は、デジタルSAW #1 44に最適な負荷インピーダンスを提供し、その損失を補償する。同様に、プリアンプ56は、デジタルSAW #2 58に最適なソースインピーダンスを提供し、その損失を補償する。第2の変換器回路60の出力はA/D変換器76によってアナログ信号からデジタル信号に変換され、デジタルプロセッサ78がそのデジタル信号を復調して映像信号と音声信号とに分離し、その信号が1対のデジタル/アナログ変換器80によってアナログ形式に再変換される。
【0015】
NTSC/DTV同調器42によってNTSC信号が選択されるときには、映像信号用と音声信号用とに別々の経路がある。映像信号は、プリアンプ64および従来のNTSC映像SAW #3 66からNTSCプロセッサ68を介して処理される前に、デジタルSAW #1 44およびポストアンプ54を介して処理される。音声搬送波周波数がデジタルSAW #1 44の帯域端にあり、音声チャネルを介した傾斜した周波数応答が望ましくない影響を有することになるため(図7を参照)、音声信号はデジタルSAW #1およびポストアンプ54を通過しない。その代わりに音声信号は、プリアンプ70およびNTSC音声SAW #4 72からNTSC IFプロセッサ68へと処理される。プリアンプ64は、NTSC映像SAW #3 66に最適なソースインピーダンスを提供し、その損失を補償する。
【0016】
同様に、プリアンプ70は、NTSC音声SAW #4に最適なソースインピーダンスを提供し、その損失を補償する。デジタルSAW #1 44およびポストアンプ54を介して映像信号を処理することにより、選択度(たとえば、隣接チャネル除去度および不正信号耐性)が良くなるという利点が得られる。NTSC IFプロセッサは、映像信号および音声信号を復調し、合成ビデオおよびオーディオのベースバンド出力を提供する。
【0017】
デジタルIF第2変換器60とNTSC IFプロセッサは、どちらも、RF AGC スイッチ74に印加されるRF AGC制御信号を生成する。RF AGC スイッチ74の出力は、NTSC/DTV同調器42の利得を制御する。同様に、NTSC IFプロセッサ68とD/A変換器80の映像信号および音声信号は、オーディオ/ビデオ選択および表示プロセッサ82に印加され、この出力が内部または外部の表示ユニット84を駆動する。このシステムが新しい場所に設置されると、自動セットアップ手順によって、各チャネル上にどちらのタイプの信号(NTSCまたはDTV)が存在するかが判別され、その結果がメモリ(図示せず)に格納される。次いで、新しいチャネルが選択されるたびに、システムのマイクロプロセッサ(図示せず)がメモリ内に格納されたデータを使用して、RF AGCスイッチ74およびオーディオ/ビデオ選択スイッチ82を正しく設定する。
【0018】
図5は、本発明のNTSC専用同調器12(図1)およびNTSC/DTV同調器42(図4)の周波数応答を比較した図である。NTSC/DTV同調器の帯域幅が広い(すなわち選択度が劣る)ことは、DTV信号の通過帯域の平坦度要件を維持できるネガティブな結果である。
【0019】
図6は、NTSC専用同調器12(図1)の周波数応答と、NTSC/DTV同調器42、デジタルSAW #1 44、およびポストアンプ54(図4)を介した周波数応答とを比較した図である。後続回路の周波数応答がどちらのシステムでも同じであるため、NTSC映像IF信号を、NTSC IF 50のプリアンプ64の入力に直接送る代わりに、デジタルSAW #1 44およびポストアンプ54を通す方が非常に有利であることを示している。そのようにすると、NTSC/DTV同調器42の比較的劣る選択度を十二分に補償することになる。本発明の選択度は、図6に示されるように、隣接チャネル除去度および不正信号耐性に非常に優れていることがわかる。
【0020】
図4の実施形態では、DTV信号経路に2つのSAWフィルタがあり、NTSC映像信号は、これら2つのSAWフィルタのうち第1のフィルタだけを通ることに留意されたい。これは、システム雑音指数の無視できる程の低下を伴って選択度要件を達成しているため、好ましい構成である。すなわち、選択度の点から見ると、NTSC映像信号をDTV信号経路内の両方のSAWフィルタに通す必要はなく、システム雑音指数のさらなる低下が著しい。
【0021】
図7は、NTSC音声IF信号が、第1SAWフィルタ44を迂回するのに対して、第1SAWフィルタ44を通過する影響を示したグラフである。NTSC音声信号が第1SAWフィルタ44を通過することによって得られる結果は、第1SAWフィルタを迂回することによって得られる結果とは大きく異なる。この図からわかるように、音声IF信号が、単一変換同調器42からNTSC音声SAWフィルタ72に直接供給された場合、音声チャネルを介した周波数応答は一定である。NTSC音声IF信号が第1フィルタ44を通過した場合は、このようにはならない。したがって、NTSC音声IF信号が第1SAWフィルタ44を迂回することは有利である。
【0022】
以上、本発明についてある程度具体的に述べてきたが、本開示は例示的なものであり、本発明の精神を逸脱することなく構成の詳細を変更できることを理解されたい。たとえば、アナログテレビジョン信号はPALおよびSECAMテレビジョン信号を含むことが可能であり、デジタルテレビジョン(DTV)信号はQAMおよびデジタルVSBテレビジョン信号を含むことが可能である。さらに、デジタルSAW #2の後のDTV信号処理は、他の方法(たとえば、デジタルSAW #2直後のA/D変換およびデジタル復調)を使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
本発明は、添付の図面に例示される。
【図1】 NTSCテレビジョン信号を処理するための、従来のNTSC同調器/IF構成を示す構成図である(先行技術)。
【図2】 DTV信号とNTSC信号の両方を同調するための、並列DTV/NTSC同調器/IF構成を示す構成図である。
【図3】 本発明の特徴を具体化する、デュアルDTV/NTSC同調器/IF装置を示す簡略化構成図である。
【図4】 図3の実施形態である、実用的な実施および追加的な特徴を示す、詳細な構成図である。
【図5】 従来のNTSC専用同調器の応答と、図3および図4の実施形態の応答とを比較する、同調器周波数応答の図である。
【図6】 従来のNTSC専用受信機の選択度と、本発明の図3および図4の実施形態の選択度とを比較する、同調器周波数応答の図である。
【図7】 図4の実施形態に関して、音声中間周波数(SIF)処理の一定の態様を示す、同調器周波数応答の図である。
Claims (9)
- デジタルIF信号およびアナログIF信号のうち1つを提供するための信号ソースと、
前記信号ソースに結合され、前記IF信号をフィルタリングするための出力を有する第1SAWフィルタと、
フィルタリング済みデジタルIF信号を処理するために前記出力に結合されたデジタル信号処理手段と
を具え、
ここで、アナログIF信号の画像成分のみを処理するために前記出力に結合された第1アナログ信号処理手段と、
アナログIF信号の音声成分のみを処理するために、前記第1SAWフィルタをバイパスして、前記信号ソースによって提供された前記IF信号を直接受け取るように前記信号ソースに結合された第2アナログ信号処理手段と
を具えたことを特徴とする信号処理装置。 - 前記デジタル信号処理手段は、前記フィルタリング済みIF信号を2重フィルタリングするための第2SAWフィルタを含むことを特徴とする請求項1記載の信号処理装置。
- 前記第1アナログ信号処理手段は、前記フィルタリング済みアナログIF信号の画像成分を2重フィルタリングするための第3SAWフィルタを含むことを特徴とする請求項2記載の信号処理装置。
- 前記デジタル信号処理手段は、前記フィルタリング済みIF信号がアナログコンテンツとデジタルコンテンツのどちらを含むかを判定することが可能であり、
該フィルタリング済みIF信号がアナログコンテンツを含んでいると判定した場合、該フィルタリング済みIF信号の通過を遮断し、
前記第1および第2アナログ信号処理手段は、前記フィルタリング済みIF信号がアナログコンテンツとデジタルコンテンツのどちらを含むかを判定することが可能であり、該フィルタリング済みIF信号がデジタルコンテンツを含んでいると判定した場合、該フィルタリング済みIF信号の通過を遮断することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の信号処理装置。 - 前記デジタル信号処理手段は、
前記第1デジタルSAW、前置増幅器、バッファ増幅器、第2SAWフィルタ、および第2変換器の縦続接続を含むことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の信号処理装置。 - 前記第1アナログ信号処理手段は、前記前置増幅器の前記出力に接続された入力を有するバッファ増幅器、アナログSAW、ならびに表示手段に提供するために合成ビデオ信号を生成するためのアナログIFプロセッサを含むことを特徴とする請求項5記載の信号処理装置。
- 前記第2アナログ信号処理手段は、前記アナログ音声信号をフィルタリングし、前記フィルタリング済みアナログ音声信号を前記アナログIFプロセッサに提供するために、前記信号ソースおよびアナログ音声SAWからのアナログ音声信号を受け取るように接続された第2バッファ増幅器を含むことを特徴とする請求項6記載の信号処理装置。
- アナログコンテンツとデジタルコンテンツのうち1つを含むIF信号をフィルタリングするための方法であって、
同調器からIF信号を受信するステップと、
第1SAWフィルタで前記IF信号をフィルタリングし、フィルタリング済みIF信号を、デジタルIF回路およびアナログIF回路の両方に提供するステップと
を具え、
ここで、アナログIF信号の音声成分のみを処理するために、前記第1SAWフィルタをバイパスして、前記同調器によって受信された前記IF信号を直接音声SAWフィルタに提供するステップと
を具えたことを特徴とする方法。 - 前記第1SAWフィルタは、
アナログ信号を受信した場合、前記アナログIF信号の画像成分をフィルタリングするためにのみ用いられることを特徴とする請求項8記載の方法。
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