JP4652158B2 - レベルコントローラ及びレベルコントローラを用いた受信システム - Google Patents

Description

本発明は、例えば地上デジタルテレビジョン放送信号のような複数のデジタルテレビジョン放送信号のレベルをほぼ揃えるレベルコントローラ及びこのコントローラを使用した受信システムに関する。

共同受信システムにおいて各地上デジタルテレビジョン放送信号のレベルを調整するためのチャンネル専用受信増幅器の一例が、特許文献１に開示されている。

このチャンネル専用増幅器は、地上デジタルテレビジョン放送信号を受信する受信アンテナからの受信信号に含まれる複数のチャンネルの地上デジタルテレビジョン放送信号を、個々に増幅処理するものである。このチャンネル専用増幅器では、受信アンテナから入力された受信信号がダウンコンバータでダウンコンバートされて、中間周波信号が生成される。各中間周波信号の中から特定放送チャンネルのテレビ放送信号に対応した信号成分のみが正確に抽出され、抽出された中間周波信号は予め設定された所定レベルまで増幅される。更に、その増幅後の中間周波信号は予め設定された伝送用放送チャンネルのテレビ放送信号にアップコンバータでアップコンバートして出力される。ダウンコンバータでは、周波数変換された中間周波信号が増幅回路において増幅され、そのうち、特定放送チャンネルのテレビ放送信号に対応した信号成分のみがバンドパスフィルタで選択的に通過させられ、この通過した中間周波信号がアップコンバータに出力される。各受信専用増幅器に入力される受信信号内に、相互に隣接チャンネルで放送されているテレビ放送信号が含まれているので、バンドパスフィルタのフィルタ特性を急峻なものとする必要があり、バンドパスフィルタは、ＳＡＷフィルタと、２つのノッチフィルタとを用いて構成されている。

特開２００５−１５９６６８号

このようなチャンネル専用受信機は、ダウンコンバータやアップコンバータを備えなければならず、そのため高価である。従って、このチャンネル専用受信機を備えたシステムを、小規模住宅に導入することは困難である。しかも、複数台が必要なチャンネル専用受信機それぞれが備えるダウンコンバータに、高価なＳＡＷフィルタを設けなければならず、ますますコストが高くなる。

本発明は、小規模住宅等に導入可能なように低コストで、各デジタルテレビジョン放送信号のレベルをほぼ揃えることができるレベルコントローラ及びこのコントローラを使用した受信システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様のレベルコントローラは、異なるチャンネルのデジタルテレビジョン放送信号が基準電位との間に入力される信号経路を有している。デジタルテレビジョン放送信号としては、例えば地上デジタルテレビジョン放送信号を使用することができる。前記各デジタルテレビジョン放送信号のうち対応するものを減衰させるように構成された複数のリアクタンストラップ手段が設けられている。リアクタンストラップ手段としては、コンデンサやインダクタンス素子とを組み合わせたものを使用することができる。なお、信号経路中には、これらトラップ手段の前段側及びまたは後段側に、各デジタルテレビジョン放送信号を通過させる通過帯域を持つフィルタ、例えばローパスフィルタを介在させることもできる。各リアクタンストラップ手段に対応して複数のスイッチング手段がそれぞれ設けられている。各リアクタンストラップ手段にそれぞれ対応して複数のＱ調整用の可変抵抗手段が設けられている。互いに対応する前記リアクタンストラップ手段と前記スイッチ手段と前記可変抵抗手段とが、前記信号経路と基準電位との間に直列に接続されている。

このように構成されたレベルコントローラでは、各デジタルテレビジョン放送信号のうち、その受信レベルが高いものに対応するリアクタンストラップ手段と接続されているスイッチ手段が閉じられると、各デジタルテレビジョン放送信号のうち受信レベルの高いものが、そのデジタルテレビジョン放送信号に対応するトラップ手段によって減衰される。これによって、各デジタルテレビジョン放送信号の受信レベルをほぼ揃えることができる。しかも、受信レベルを揃えるために使用されているのは、高価なＳＡＷフィルタではなく、安価なリアクタンストラップ手段であるので、このレベルコントローラを安価に製造することができる。また、Ｑを調整する可変抵抗手段を使用することによって、前記トラップ手段のみでは受信レベルを揃えることができないほどの受信レベルが高い地上デジタルテレビジョン放送信号の受信レベルを、他の地上デジタルテレビジョン放送信号の受信レベルにほぼ揃えることができる。

前記各デジタルテレビジョン放送信号は不均一であることがある。

前記各リアクタンストラップ手段は、そのトラップ周波数を調整する周波数調整手段を備えていることが望ましい。この周波数調整手段としては、例えばリアクタンストラップ手段のトラップ周波数を可変させる可変コンデンサ素子を使用することができる。このように構成すると、トラップ周波数が、例えば他のリアクタンストラップ手段等の影響を受けて、所望の周波数からずれても、周波数調整手段を調整することによって、トラップ周波数を所望の周波数とすることができる。

本発明によるレベルコントローラを用いた受信システムの一態様は、上述したいずれかのレベルコントローラに、前記各地上デジタルテレビジョン放送信号を受信して供給するアンテナが設けられている。さらに、レベルコントローラの出力信号を増幅する増幅手段も設けられている。

このように構成すると、レベルコントローラによって各デジタルテレビジョン放送信号のレベルを揃えるために、アンテナで受信したレベルよりもレベルが低くなっているデジタルテレビジョン放送信号があっても、増幅手段によって増幅されるので、各デジタルテレビジョン放送信号のレベルをそれぞれ所望の値とすることができる。

また、本発明によるレベルコントローラを用いたシステムの他の態様は、異なるチャンネルの複数のデジタルテレビジョン放送信号であって、隣接する２波の第１及び第２のデジタルテレビジョン放送信号を含み、第１のデジタルテレビジョン放送信号の受信レベルが第２のデジタルテレビジョン放送信号よりも低いデジタルテレビジョン放送信号を受信するアンテナと、このアンテナから前記複数のデジタルテレビジョン放送信号が供給され、前記第１のデジタルテレビジョン放送信号を増幅して、他のデジタルテレビジョン放送信号と共に出力するが、前記第２のデジタルテレビジョン放送信号の出力レベルが前記第１のデジタルテレビジョン放送信号の出力レベルよりも上昇されて出力される増幅手段と、前記増幅手段の出力信号のうち、前記第２のデジタルテレビジョン放送信号を減衰させるノッチフィルタと、レベルコントローラとを具備している。レベルコントローラは、ノッチフィルタの出力信号が基準電位との間に入力される１つの信号経路と、前記各デジタルテレビジョン放送信号のうち対応するものを減衰させるように構成された複数のリアクタンストラップ手段と、これらリアクタンストラップ手段にそれぞれ対応して設けられ、対応するリアクタンストラップ手段と直列に、前記信号経路と基準電位との間に接続された複数のスイッチング手段とを、有している。

このように構成されたレベルコントローラを用いた受信システムでは、例えば隣接する２つのデジタルテレビジョン放送信号のうち、受信レベルが低いもののレベルを上昇させるために増幅手段で増幅する。しかし、これによって、隣接する２波のデジタルテレビジョン放送信号のうち元々受信レベルが高かったもののレベルが更に上昇する。このレベルが更に上昇したデジタルテレビジョン放送信号のレベルをノッチフィルタによって減衰させた上で、上述したレベルコントローラによって各デジタルテレビジョン放送信号のレベルをほぼ揃える。なお、ノッチフィルタのみを設置しただけでは、レベルが更に上昇したデジタルテレビジョン放送信号のレベルを減衰させることができるだけであり、各デジタルテレビジョン放送信号のレベルを揃えることができないので、レベルコントローラを用いて各デジタルテレビジョン放送信号のレベルを揃えている。

以上のように、本発明によれば、複数のデジタルテレビジョン放送信号のレベルを、安価な構成のレベルコントローラによってほぼ揃えることができる。また、このレベルコントローラの出力信号を増幅手段によって増幅することによって、各デジタルテレビジョン放送信号のレベルを所望のレベルにほぼ揃えることができる。また、隣接する２つのデジタルテレビジョン放送信号にレベル差があるような場合には、このレベルコントローラと増幅手段とノッチフィルタとを使用することによって、各デジタルテレビジョン放送信号のレベルをほぼ揃えることができる。

本発明の一実施態様のレベルコントローラ１は、図１（ａ）に示すように、入力端子２を有している。入力端子２には、図２に示すように、例えばＵＨＦ帯テレビジョン放送受信用のアンテナ４によって受信された複数のデジタルテレビジョン放送信号、例えば５波の地上デジタルテレビジョン放送信号が供給されている。５波の地上デジタルテレビジョン放送信号は、異なるチャンネルのもので、例えばチャンネル１４乃至１８である。

図１（ａ）に戻って、レベルコントローラ１は、出力端子６も有している。入力端子２と出力端子６との間に信号経路があり、この信号経路に直列に２つのフィルタ手段、例えばローパスフィルタ８、１０が設けられている。これらローパスフィルタ８、１０は、入力端子２に供給された各地上デジタルテレビジョン放送信号を通過させることができる通過帯域、例えばチャンネル１４乃至１８の信号を通過させることができる通過帯域を持っている。ローパスフィルタ８は、図１（ｂ）に示すように複数のコンデンサ８ａ及びインダクタンス素子８ｂを使用したリアクタンス構成のものであって、高価なＳＡＷフィルタではない。ローパスフィルタ１０もローパスフィルタ８と同一の構成である。

これらローパスフィルタ８、１０の間の信号経路に複数、例えば５つのリアクタンストラップ手段、例えばトラップ回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅが設けられている。トラップ回路１２ａは、例えば図１（ｂ）に示すように、リアクタンス素子、例えばコンデンサ１４ａとインダクタンス素子１４ｂとの並列回路に、コンデンサ１４ｃを直列に接続した、いわゆるＣ結合形のもので、通常には、コンデンサ１４ｃが基準電位点、例えば接地電位点に接続される。他のトラップ回路１２ｂ乃至１２ｅも同様に構成されている。

ただし、トラップ回路１２ａは、チャンネル１４の地上デジタルテレビジョン放送信号を減衰させるトラップ周波数となるように、コンデンサ１４ａ、１４ｃ、インダクタンス素子１４ｂの値が選択され、トラップ回路１２ｂは、チャンネル１５の地上デジタルテレビジョン放送信号を減衰させるトラップ周波数となるように、コンデンサ１４ａ、１４ｃ、インダクタンス素子１４ｂの値が選択され、トラップ回路１２ｃは、チャンネル１６の地上デジタルテレビジョン放送信号を減衰させるトラップ周波数となるように、コンデンサ１４ａ、１４ｃ、インダクタンス素子１４ｂの値が選択され、トラップ回路１２ｄは、チャンネル１７の地上デジタルテレビジョン放送信号ｄを減衰させるトラップ周波数となるように、コンデンサ１４ａ、１４ｃ、インダクタンス素子１４ｂの値が選択され、トラップ回路１２ｅは、チャンネル１８の地上デジタルテレビジョン放送信号を減衰させるトラップ周波数となるように、コンデンサ１４ａ、１４ｃ、インダクタンス素子１４ｂの値が選択されている。

各トラップ回路１２ａ乃至１２ｅには、減衰調整手段、例えば可変抵抗器１６ａ乃至１６ｅがそれぞれ設けられている。具体的には、図１（ｂ）に可変抵抗器１６ａを代表として示すように、コンデンサ１４ｃと接地電位点との間に可変抵抗器１６ａ乃至１６ｅが接続されている。

可変抵抗器１６ａの抵抗値を変化させることによって、トラップ回路１２ａのトラップ周波数におけるＱの値を調整して、減衰量を大きくまたは小さく調整するものである。

これらトラップ回路１２ａ乃至１２ｅと、信号経路との間には、それぞれスイッチング手段、例えば開閉スイッチ１８ａ乃至１８ｅが介在している。従って、開閉スイッチ１８ａが閉成されたとき、トラップ回路１２ａが信号経路に接続される。同様に、開閉スイッチ１８ｂが閉成されたとき、トラップ回路１２ｂが信号経路に接続され、開閉スイッチ１８ｃが閉成されたとき、トラップ回路１２ｃが信号経路に接続され、開閉スイッチ１８ｄが閉成されたとき、トラップ回路１２ｄが信号経路に接続され、開閉スイッチ１８ｅが閉成されたとき、トラップ回路１２ｅが信号経路に接続される。これら開閉スイッチ１８ａ乃至１８ｅとしては、機械式開閉スイッチを使用している。

図３は、全ての開閉スイッチ１８ａ乃至１８ｅを開放した状態における、このレベルコントローラ１の周波数対利得特性を示すもので、チャンネル１４乃至チャンネル１８に相当する４７６ＭＨｚ乃至５０６ＭＨｚにおいて約１ｄＢ程度の通過損失に伴う減衰が生じているだけである。

図４は、チャンネル１４に対応するトラップ回路１２ａに対応する開閉スイッチ１８ａを閉じた場合の周波数対利得特性を符号ａで示してある。この場合、最大で約９ｄＢの減衰が生じる。また、同図に符号ｂで示すのが、チャンネル１４に対応するトラップ回路１２ａに対応する開閉スイッチ１８ａを閉じ、更に可変抵抗器１６ａを調整して、減衰量を最大にした場合で、最大で約１７ｄＢの減衰を生じる。

なお、このレベルコントローラ１の出力信号は、図２に示すように増幅手段、例えば高周波増幅器２０に供給され、ここで増幅され、１台のテレビジョン受信機（図示せず）に直接に、或いは分配器を介して複数台のテレビジョン受信機に供給される。

例えば図２に示すＵＨＦ帯テレビジョン放送受信用のアンテナ４で受信された５波の地上デジタルテレビジョン放送信号のレベルが、図５（ａ）に示すように揃っていない場合、受信レベルが大きい地上デジタルテレビジョン放送信号に対応するトラップ回路に対応する開閉スイッチを閉成する。例えば、チャンネル１５、１７の地上デジタルテレビジョン放送信号の受信レベルが、他のものよりも大きいとすると、開閉スイッチ１８ｂ、１８ｄを閉成し、トラップ回路１２ｂ、１２ｄを動作させる。そして、可変抵抗器１６ｂ、１６ｄを操作して、トラップ回路１２ｂ、１２ｄでの減衰量を調整し、チャンネル１５、１７の地上デジタルテレビジョン放送信号の受信レベルを、図５（ｂ）に示すように他のものに揃える。なお、全地上デジタルテレビジョン放送信号のレベルが異なる場合には、最も受信レベルが低いものに他のレベルを揃える。そのため、最も受信レベルが低い地上デジタルテレビジョン放送信号以外の地上デジタルテレビジョン放送信号に対応する開閉スイッチを閉成する。この閉成によって動作を開始したトラップ回路に付属する可変抵抗器を調整する。このようにして、レベルが揃えられた各地上デジタルテレビジョン放送信号は、レベルコントローラ１の出力端子６から高周波増幅器２０に供給され、ここで所望のレベルとなるように増幅が行われ、テレビジョン受信機に供給される。

なお、可変抵抗器を操作することによって、その可変抵抗器が関連するトラップ回路のトラップ周波数が図４に示すようにずれることがある。このような場合に対処するために、図１（ｃ）に示すように、例えば各トラップ回路１２ａ乃至１２ｅの並列回路の一部であるコンデンサ１４ａを可変コンデンサ１４０ａに変更して、トラップ周波数を調整できるように構成することもできる。

レベルコントローラ１は、例えば次のような使用法もある。図６に示すＵＨＦ帯テレビジョン放送受信用のアンテナ４で受信された５波の地上デジタルテレビジョン放送信号において、図７（ａ）に示すように、隣接するチャンネル１７、１８のうち、１波、例えばチャンネル１８の受信レベルが極端に低いことがある。この場合、チャンネル１８の地上デジタルテレビジョン放送信号のみ増幅し、他の地上デジタルテレビジョン放送信号を通過させる専用増幅器２２に各地上デジタルテレビジョン放送信号を供給する。この場合、増幅しようとしているチャンネル１８の地上デジタルテレビジョン放送信号に隣接するチャンネル１７の地上デジタルテレビジョン放送信号も或る程度増幅され、その結果、同図（ｂ）に示すように、専用増幅器２２の出力信号では、チャンネル１７の地上デジタルテレビジョン放送信号のレベルが、他のものよりも突出することがある。

これに対応するために、専用増幅器２２の出力側に、チャンネル１７の地上デジタルテレビジョン放送信号を減衰させるトラップ回路２４を設ける。しかし、トラップ回路２４の出力は、チャンネル１７の地上デジタルテレビジョン放送信号のみを減衰することができず、同図（ｃ）に示すようにチャンネル１７の地上デジタルテレビジョン放送信号及びその周辺の地上デジタルテレビジョン放送信号のレベルも低下する。

そこで、トラップ回路２４の出力側に、レベルコントローラ１を設け、同図（ｄ）に示すように最もレベルが低い地上デジタルテレビジョン放送信号に、他の地上デジタルテレビジョン放送信号のレベルが揃うように、最もレベルが低い地上デジタルテレビジョン放送信号以外の地上デジタルテレビジョン放送信号に対応するトラップ回路の開閉スイッチを閉じ、それに付属する可変抵抗器を調整する。その後、図示していない高周波増幅器によってレベルコントローラ１から出力された各地上デジタルテレビジョン放送信号を増幅し、テレビジョン受信機に供給する。

上記の実施形態では、地上デジタルテレビジョン放送信号のチャンネルを１４乃至１８としたが、他のチャンネルとすることもできるし、全波が隣接する地上デジタルテレビジョン放送信号を示したが、必ずしも隣接している必要は無い。また、５波の地上デジタルテレビジョン放送信号に対応するように５つのトラップ回路や開閉スイッチや可変抵抗器を設けたが、５波以上または５波未満の地上デジタルテレビジョン放送信号が使用されている地域用に使用する場合には、その地域の地上デジタルテレビジョン放送信号に応じた数のトラップ回路や開閉スイッチや可変抵抗器を設ければよい。また、各トラップ回路１２ａ乃至１２ｅは、Ｃ結合形のものを使用したが、これに限ったものではなく、公知の種々のリアクタンス構成のトラップ回路、例えばバイファイラーＴ形、Ｍ結合ブリッジ形または直列共振形のものを使用することができる。上記の実施の形態では、開閉スイッチ１８ａ乃至１８ｅを使用したが、これに代えて例えば制御信号に応じてオン、オフ制御される半導体スイッチング素子を使用することもできる。上記の実施の形態では、ローパスフィルタ８、１０を用いたが、場合によっては除去することもできるし、ローパスフィルタに代えて必要とする地上デジタルテレビジョン放送信号のみを通過させることができるフィルタであれば、ハイパスフィルタまたはバンドパスフィルタを使用することもできる。

本発明の１実施形態のレベルコントローラのブロック図、一部の回路図及び変形例の一部の回路図である。 図１のレベルコントローラを使用した受信システムの一例のブロック図である。 図１のレベルコントローラにおいて全開閉スイッチを開放した状態の周波数特性図である。 図１のレベルコントローラにおいて１つの開閉スイッチを閉成した状態及びその開閉スイッチに対応するトラップ回路の可変抵抗器を操作した状態の周波数特性図である。 図２のレベルコントローラを使用した受信システムの各部の周波数特性図である。 図１のレベルコントローラを使用した受信システムの他の例のブロック図である。 図６のレベルコントローラを使用した受信システムの各部の周波数特性図である。

符号の説明

１ レベルコントローラ
１２ａ乃至１２ｅ トラップ回路
１６ａ乃至１６ｅ 可変抵抗器（減衰調整手段）
１８ａ乃至１８ｅ 開閉スイッチ（スイッチング手段）
１４０ａ 可変コンデンサ（周波数調整手段）

Claims (5)

1. 異なるチャンネルの複数のデジタルテレビジョン放送信号が基準電位との間に入力される１つの信号経路と、
   前記各デジタルテレビジョン放送信号のうち対応するものを減衰させるように構成された複数のリアクタンストラップ手段と、
   これら各リアクタンストラップ手段にそれぞれ対応して設けられ、対応する前記リアクタンストラップ手段と直列に前記信号経路と前記基準電位との間にそれぞれ接続された複数のスイッチング手段とを、
   具備し、前記各リアクタンストラップ手段は、それぞれ対応してＱ調整用の可変抵抗手段を備えているレベルコントローラ。
2. 請求項１記載のレベルコントローラにおいて、前記各デジタルテレビジョン放送信号の受信レベルが不均一であるレベルコントローラ。
3. 請求項１または２記載のレベルコントローラにおいて、前記各リアクタンストラップ手段は、そのトラップ周波数を調整する周波数調整手段を備えているレベルコントローラ。
4. 請求項１乃至３いずれか記載のレベルコントローラと、前記各デジタルテレビジョン放送信号を受信して、前記レベルコントローラに供給するアンテナと、前記レベルコントローラの出力信号を増幅する増幅手段とを、具備するレベルコントローラを用いた受信システム。
5. 異なるチャンネルの複数のデジタルテレビジョン放送信号であって、隣接する２波の第１及び第２のデジタルテレビジョン放送信号を含み、第１のデジタルテレビジョン放送信号の受信レベルが第２のデジタルテレビジョン放送信号よりも低いデジタルテレビジョン放送信号を受信するアンテナと、
   このアンテナから前記複数のデジタルテレビジョン放送信号が供給され、前記第１のデジタルテレビジョン放送信号を増幅して、他のデジタルテレビジョン放送信号と共に出力するが、前記第２のデジタルテレビジョン放送信号の出力レベルが前記第１のデジタルテレビジョン放送信号の出力レベルよりも上昇されて出力される増幅手段と、
   前記増幅手段の出力信号のうち、前記第２のデジタルテレビジョン放送信号を減衰させるノッチフィルタと、
   このノッチフィルタの出力信号が基準電位との間に入力される１つの信号経路と、前記各デジタルテレビジョン放送信号のうち対応するものを減衰させるように構成された複数のリアクタンストラップ手段と、これらリアクタンストラップ手段にそれぞれ対応して設けられ、対応するリアクタンストラップ手段と直列に、前記信号経路と前記基準電位との間に接続された複数のスイッチング手段とを、有するレベルコントローラとを、
   具備するレベルコントローラを用いた受信システム。

Images