JP4802085B2

JP4802085B2 - デジタル放送受信機

Info

Publication number: JP4802085B2
Application number: JP2006345226A
Authority: JP
Inventors: 賢一馬田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2026-12-22
Also published as: CN101207734A; US8019027B2; US20080152051A1; JP2008160336A

Description

本発明は、複数の放送番組の受信画像を１つのディスプレイに同時に表示可能であり、いずれか受信画像を録画に使用可能なデジタル放送受信機に関する。

近年、２つのテレビ番組を親画面（またはメイン画面）と子画面（またはサブ画面）にして同時に１つのディスプレイに映し出すテレビ受信機が実用化されている。この種のテレビ受信機は、親画面と子画面を同時に映し出すために２つのチューナを内蔵し、一方が親画面用、他方が子画面用として使用される。親画面と子画面の表示には、ピクチャー・イン・ピクチャー、ピクチャー・バイ・ピクチャー、２つの画面を左右に表示するデュアルウィンドウ等の表示モードがある。また、親画面１つのみを表示することもできる。

２つのチューナを使用する受信方式では、１つのアンテナからの受信信号を分配器で分配して各チューナに入力している。分配器の挿入により、チューナ同士のアンテナ端子電圧、つまり局部発振器の漏洩電圧が干渉し合うことにより画質が劣化する。これらの問題を解決するため、分配器とアンテナの間にチューナ相互のアイソレーションをとるための増幅器を設けている（例えば、特許文献１参照）。

一方、地上波デジタル放送の開始に向けて、デジタル放送受信機の開発が進められている。デジタル放送受信機の場合、その受信感度性能は、アンテナ入力からデジタル復調ＩＣまでの雑音指数（ＮＦ）が支配的である。上記したように、分配器を挿入した場合、分配器の挿入損失（例えば、４ｄＢ）が生じるため、これによってＮＦが悪化し、弱電界受信感度が悪化する。この問題を解決するため、分配器の前段にアンプを入れているが、逆に、強電界信号の入力に対してはアンプによって歪が発生し、受信信号の品位を劣化させることになる。これを防止するため、アンプは、弱電界感度と強電界歪性能のバランスを考慮してゲインを設定している。
特開平８−１１６４９７号公報

しかし、従来のデジタル放送受信機によると、弱電界感度と強電界歪性能のバランスを考慮してアンプのゲインを設定しても、弱電界と強電界の両方を最適にできない場合が生じ、弱電界及び強電界の受信信号のいずれにおいても、最良の状態で電波を受信することは難しい。特に、デジタル放送においては、受信信号が弱くなると、或るレベルから急激にビットエラーが増える特性があるため、アンテナに接続されたアンプのゲイン設定は、極めて重要である。

従って、本発明の目的は、弱電界及び強電界のいずれの受信信号においても、最良の状態で電波を受信することが可能なデジタル放送受信機を提供することにある。

（１）本発明は、上記目的を達成するため、アンテナからの受信電波を増幅すると共にゲインが可変可能なゲイン可変アンプと、前記ゲイン可変アンプからの信号を複数の出力に分配する分配器と、前記分配器の一つの分配出力に対して選局及び増幅を行う第１のチューナと、前記分配器の他の分配出力に対して選局及び増幅を行う第２のチューナと、前記第１，第２のチューナの出力信号を復調してデジタル信号を得る第１，第２の復調部と、前記第１，第２のチューナの一方が親画面、他方が子画面に属しているとき、前記親画面に対応するチューナのビットエラー率が閾値以上のとき、前記親画面に対応するチューナのビットエラー率が低減するように前記ゲイン可変アンプのゲインを増減する信号処理部と、を備えたことを特徴とするデジタル放送受信機を提供する。

このような構成によれば、第１，第２のチューナのうち親画面に対応するチューナのデジタル信号に対するビットエラー率が閾値以上であれば、ゲイン可変アンプのゲインが変更されるので、電波を最良の状態で受信することができる。

（２）本発明は、上記目的を達成するため、アンテナからの受信電波を増幅すると共にゲインが可変可能なゲイン可変アンプと、前記ゲイン可変アンプからの信号を複数の出力に分配する分配器と、前記分配器の一つの分配出力に対して選局及び増幅を行う第１のチューナと、前記分配器の他の分配出力に対して選局及び増幅を行う第２のチューナと、前記第１，第２のチューナの出力信号を復調してデジタル信号を得る第１，第２の復調部と、前記第１，第２のチューナの一方が親画面、他方が子画面に属しているとき、前記親画面のビットエラー率が閾値未満で、前記子画面に対応するチューナのビットエラー率が閾値以上であるとき、前記子画面に対応するチューナのビットエラー率が低減するように前記ゲイン可変アンプのゲインを増減する信号処理部と、を備えたことを特徴とするデジタル放送受信機を提供する。

このような構成によれば、第１，第２のチューナのうち子画面に対応するチューナのデジタル信号に対するビットエラー率が閾値以上であれば、ゲイン可変アンプのゲインが変更されるので、電波を最良の状態で受信することができる。

本発明のデジタル放送受信機によれば、弱電界及び強電界のいずれの受信信号においても、最良の状態で電波を受信することができる。

（デジタル放送受信機の構成）
図１は、本発明の実施の形態に係るデジタル放送受信機を示す。このデジタル放送受信機１００は、アンテナ１からの高周波（ＲＦ）信号を増幅するゲイン可変アンプ２と、ゲイン可変アンプ２の増幅出力を２つに分配する分配器３と、分配器３の２つの分配出力に接続された第１，第２のチューナ４，５と、第１，第２のチューナ４，５の出力周波数を帯域制限する表面波フィルタ６Ａ，６Ｂと、表面波フィルタ６Ａ，６Ｂの出力信号を増幅するゲイン可変アンプ７Ａ，７Ｂと、ゲイン可変アンプ７Ａ，７Ｂからの出力信号を復調してＴＳ（Transport Stream）信号を出力するデジタル復調ＩＣ（復調部）８Ａ，８Ｂと、デジタル復調ＩＣ８Ａ，８ＢからのＴＳ信号を処理する信号処理部９と、信号処理部９及び図示せぬＡＶ（Audio Visual）デコーダを含むマイクロコンピュータ（マイコン）１０とを備えて構成されている。

デジタル放送受信機１００は、図示しないディスプレイ、ディスプレイに表示するためのデジタル画像処理回路、音声増幅回路、この音声増幅回路により駆動されるスピーカ、各回路に電源供給を行う電源部等を備えている。

ゲイン可変アンプ２は、信号処理部９からの制御信号Ｓｃに応じてゲインを可変できるように構成されている。

分配器３は、１入力２出力型であり、アンテナ１及び第１，第２のチューナ４，５と同一のインピーダンスを有している。なお、分配器３は、３つ以上の分配出力を備えていてもよい。

第２のチューナ４，５は、同一の構成及び仕様を有しているので、ここでは、第１のチューナ４の構成について説明する。第１のチューナ４は、分配器３からのＲＦ信号を増幅するアンプ１１と、中間周波数（ＩＦ）を生成するための局部発信器（ＯＳＣ）１２と、アンプ１１の出力周波数と局部発信器１２の出力周波数との差の周波数を出力するミクサ１３と、ミクサ１３から出力される中間周波数の所要帯域のみを通過させるフィルタ１４と、フィルタ１４の出力信号を増幅するＩＦアンプ１５と、ＩＦアンプ１５の出力レベルに応じて生成したＡＧＣ（自動利得制御）信号（ＲＦＡＧＣ信号）をアンプ１１及び信号処理部９に印加するレベル検出器１６と、を備えて構成されている。

表面波フィルタ６Ａ，６Ｂは、同一の構成及び仕様を有し、ＬｉＮｉＯ_３等を主体に構成された弾性表面波（Surface Accoustic Wave）素子を用いることができる。

ゲイン可変アンプ７Ａ，７Ｂは、同一の構成及び仕様を有し、デジタル復調ＩＣ８Ａ，８ＢからのＡＧＣ信号（ＩＦＡＧＣ信号）に応じてゲインを可変できるように構成されている。

デジタル復調ＩＣ８Ａ，８Ｂは、同一の構成及び仕様を有し、Ａ／Ｄコンバータ、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）復調器等を備えている。

信号処理部９は、デジタル復調ＩＣ８Ａ，８ＢからのＴＳ信号に対してＴＳデコードを施し、復調されたＴＳ信号に対してビットエラー率を算出し、その算出結果に応じてゲイン可変アンプ２のゲインを制御すると共に、ＴＳ信号に対して誤り訂正を施した信号をマイクロコンピュータ１０のＡＶデコーダへ出力するように構成されている。

マイクロコンピュータ１０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ビデオメモリ、インターフェース回路等を備えて構成され、信号処理部９及びデジタル放送受信機１００の全体を制御する。

（デジタル放送受信機１００の動作）
次に、デジタル放送受信機１００の動作について説明する。電源オン状態にあるとき、デジタル放送受信機１００は、ユーザが選択した１つまたは２つのチャンネルが受信され、指定された表示モード（ピクチャー・イン・ピクチャー、ピクチャー・バイ・ピクチャー、デュアルウィンドウ等）により図示しない液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ等のディスプレイに表示されている。

ここでは、第１，第２のチューナ４，５により、異なるチャンネルの放送が同時に受信され、マイクロコンピュータ１０によって第１のチューナ４による映像が親画面として表示され、第２のチューナ５による映像が子画面として表示されているものとする。

なお、親画面用（録画用）や子画面用（裏番組受信用）のようにチューナが固定されていると制限が多くなるため、通常、２つのチューナは同等に扱われ、固定されていないことが多い。優先するチューナを固定せずに、その時のユーザの選択によって優先するチューナを変更できる構成の場合について、以下に説明する。

アンテナ１による受信信号は、信号処理部９で設定された増幅度により動作しているゲイン可変アンプ２によって増幅された後、分配器３によって分配出力され、その出力信号は第１，第２のチューナ４，５に入力される。

第１のチューナ４においては、アンプ１１により受信信号が増幅された後、ＯＳＣ１２及びミクサ１３によってチューニング及び周波数変換が行われ、これにより得られたＩＦ信号がＩＦフィルタ１４を介してＩＦアンプ１５に入力され、中間周波増幅が行われる。ＩＦアンプ１５の出力は、表面波フィルタ６Ａ及びレベル検出器１６に出力される。レベル検出器１６からの信号レベルに応じてアンプ１１を制御するためのＲＦＡＧＣ信号を生成する。アンプ１１は、レベル検出器１６からのＲＦＡＧＣ信号に応じて強力な受信信号に対しては感度を下げ、弱小な受信信号に対しては感度を上げるように動作する。第２のチューナ５においても、第１のチューナ４と同様に動作する。

第１，第２のチューナ４，５からのＩＦ信号は、表面波フィルタ６Ａ，６Ｂで帯域制限された後、ゲイン可変アンプ７Ａ，７Ｂによって増幅される。このとき、ゲイン可変アンプ７Ａ，７Ｂは、デジタル復調ＩＣ８Ａ，８ＢからのＩＦＡＧＣ信号により均一な増幅度が得られるように動作する。

デジタル復調ＩＣ８Ａ，８Ｂは、ゲイン可変アンプ７Ａ，７Ｂからの信号をＡ／Ｄ変換して復調して復調信号（ＴＳ信号）を生成し、この復調信号を信号処理部９へ送出する。

信号処理部９は、デジタル復調ＩＣ８Ａ，８ＢからのＴＳ信号に対するビットエラー率及び信号レベル等の情報を取得する。信号処理部９は、ビットエラー率からデジタル放送受信機１００が良好な状態で受信できているかどうかをチェックし、ビットエラー率が予め設定した閾値以上のとき、制御信号Ｓｃをゲイン可変アンプ２に出力し、ビットエラー率が最良となるようにゲイン可変アンプ２を制御する。

（ゲイン可変アンプ２の制御）
図２は、ゲイン可変アンプ２のゲイン可変制御の処理を示す。図２に示す処理は、一定時間ごと、またはチャンネル選択のタイミング等において実行される。

まず、第１，第２のチューナ４，５の内、どちらが親画面用として選択されているかをチェックする（Ｓ２０１）。ついで、親側のチューナ（例えば第１のチューナ４）のビットエラー率が製造時等に設定された閾値を超えたか否かを判定する（Ｓ２０２）。閾値を超えていない場合（Ｓ２０２：Ｎｏ）には、子側のチューナ（例えば第２のチューナ５）のビットエラー率が製造時等に設定された閾値を超えたか否かを判定する（Ｓ２０３）。第２のチューナ５のビットエラー率が閾値を超えていない場合（Ｓ２０３：Ｎｏ）には、処理を終了する。

上記ステップＳ２０２において、第１のチューナ４のビットエラー率が閾値以上であった場合（Ｓ２０２：Ｙｅｓ）、或いは上記Ｓ２０２の判定がＮｏで且つ上記Ｓ２０３の判定がＹｅｓであった場合、第１，第２のチューナ４，５の各レベル検出器１６からのＡＧＣ信号を取り込み（２０４）、閾値を超えていたチューナが受信している信号が弱電界か強電界かを判定する（Ｓ２０５）。弱電界の場合は（Ｓ２０５：Ｙｅｓ）には、信号処理部９は制御信号Ｓｃをゲイン可変アンプ２に送り、そのゲインを上げるように制御する（Ｓ２０６）。また、強電界の場合（Ｓ２０５：Ｎｏ）には、信号処理部９はゲイン可変アンプ２のゲインを下げるように制御信号Ｓｃを出力する（Ｓ２０７）。

図３は、ビットエラー率とアンプゲインの関係を示し、（ａ）は第１，第２のチューナが受信している信号の信号強度が近接している場合、（ｂ）は第１，第２のチューナが受信している信号の信号強度が離間している場合を示す。同図の（ａ），（ｂ）共に、信号強度は、（子側＜親側）の場合を示している。

図３の（ａ）において、第１のチューナ４のビットエラー率が閾値以上である時（Ｓ２０２：Ｙｅｓ）、例えば、信号処理部９によるビットエラー率がＡ点及びＥ点にある場合が考えられ、、第１のチューナ４が受信している信号がＡＧＣ電圧により弱電界と判定された場合（Ｓ２０５：Ｙｅｓ）、Ａ点にあることになり、信号処理部９は、ビットエラー率がＢ点のゲインｂを越え、ビットエラー率が閾値以下になるようにする。このとき、第２のチューナ５もビットエラー率が閾値以下になるように、第１，第２のチューナ４，５のアンプゲイン特性が重なるビットエラー率Ｃ点〜Ｄ点の間のｃ点〜ｄ点にアンプゲインが入るように、信号処理部９はゲイン可変アンプ２のアンプゲインを制御する。このような制御により、第１，第２のチューナ４，５のビットエラー率は共に閾値未満になる。

一方、第１のチューナ４のビットエラー率がＡと同一レベルでアンプゲインが信号処理部９によるビットエラー率がＥ点にあり、そのときのゲインがｅ点であった場合、信号処理部９は、ビットエラー率が閾値内に入るＤ点に達するｄ点にまで、ゲイン可変アンプ２のアンプゲインを下げる。

また、図３の（ｂ）において、例えば、信号処理部９によるビットエラー率がＡ点にあった場合、信号処理部９は、第２のチューナ５のゲイン特性に最も近く、かつ閾値以下となるＤ点のビットエラー率に達するｄ点にまで、ゲイン可変アンプ２のアンプゲインを上げる。

なお、チューナに入力されている信号が強電界であった場合、すなわち、図３の（ａ）において、第１のチューナ４と第２のチューナ５のゲイン特性が入れ替わった場合には、入力されている信号が弱電界と同様にして上記Ｓ２０７の処理が実行される。例えば、第２のチューナ５のビットエラー率がＡ点にあった場合、ゲイン可変アンプ２のアンプゲインが閾値以下のｃ点〜ｄ点に入るように信号処理部９から制御信号Ｓｃが出力される。

（実施の形態の効果）
上記実施の形態によれば、下記の効果を奏する。
（１）信号処理部９でビットエラー率を監視し、ビットエラー率が最良となるようにゲイン可変アンプ２のゲインを可変するようにしたため、弱電界及び強電界の受信信号のいずれにおいても、最良の状態でデジタル放送電波を受信することができる。
（２）ゲイン可変アンプ２のゲインを上げて、ビットエラー率を閾値未満にできるため、受信電波が微弱になってビットエラーが増える減少を改善することができる。

［他の実施の形態］
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、その要旨を変更しない範囲内で種々な変形が可能である。

例えば、上記実施の形態においては、チューナが２つであるとしたが、３つ以上であってもよい。この場合、分配器は、３つ以上の分配出力があるものにする。

また、上記実施の形態では、２つのチューナからのデジタル信号の劣化状態をビットエラー率で判定したが、データエラー率等の他の方法でもよい。

本発明の実施の形態に係るデジタル放送受信機を示す回路図である。ゲイン可変アンプのゲイン可変制御の処理を示すフローチャートである。ビットエラー率とアンプゲインの関係を示し、（ａ）は第１，第２のチューナが受信している信号の信号強度が近接している場合の説明図、（ｂ）は第１，第２のチューナが受信している信号の信号強度が離間している場合の説明図である。

符号の説明

１アンテナ
２ゲイン可変アンプ
３分配器
４第１のチューナ
５第２のチューナ
６Ａ，６Ｂ表面波フィルタ
７Ａ，７Ｂゲイン可変アンプ
８Ａ，８Ｂデジタル復調ＩＣ
９信号処理部
１０マイクロコンピュータ
１１アンプ
１２局部発信器（ＯＳＣ）
１３ミクサ
１４フィルタ
１５ＩＦアンプ
１６レベル検出器
１００デジタル放送受信機

Claims

アンテナからの受信電波を増幅すると共にゲインが可変可能なゲイン可変アンプと、
前記ゲイン可変アンプからの信号を複数の出力に分配する分配器と、
前記分配器の一つの分配出力に対して選局及び増幅を行う第１のチューナと、
前記分配器の他の分配出力に対して選局及び増幅を行う第２のチューナと、
前記第１，第２のチューナの出力信号を復調してデジタル信号を得る第１，第２の復調部と、
前記第１，第２のチューナの一方が親画面、他方が子画面に属しているとき、前記親画面に対応するチューナのビットエラー率が閾値以上のとき、前記親画面に対応するチューナのビットエラー率が低減するように前記ゲイン可変アンプのゲインを増減する信号処理部と、
を備えたことを特徴とするデジタル放送受信機。
アンテナからの受信電波を増幅すると共にゲインが可変可能なゲイン可変アンプと、
前記ゲイン可変アンプからの信号を複数の出力に分配する分配器と、
前記分配器の一つの分配出力に対して選局及び増幅を行う第１のチューナと、
前記分配器の他の分配出力に対して選局及び増幅を行う第２のチューナと、
前記第１，第２のチューナの出力信号を復調してデジタル信号を得る第１，第２の復調部と、
前記第１，第２のチューナの一方が親画面、他方が子画面に属しているとき、前記親画面のビットエラー率が閾値未満で、前記子画面に対応するチューナのビットエラー率が閾値以上であるとき、前記子画面に対応するチューナのビットエラー率が低減するように前記ゲイン可変アンプのゲインを増減する信号処理部と、
を備えたことを特徴とするデジタル放送受信機。
前記信号処理部は、前記第１，第２のチューナが親画面または子画面のいずれに属するかを前記第１，第２のチューナのＡＧＣ信号に基づいて判定することを特徴とする請求項１または２に記載のデジタル放送受信機。