JP4845361B2 - 受信帯域において線形性の補償を含む受信機 - Google Patents

Description

本発明は、受信帯域において線形性の補償を含む受信機に関する。

現在の技術水準は、集積化された周波数チューナ、言い換えれば集積回路として製造されたチューナの使用を可能にしている。集積回路の使用により、低雑音増幅回路及びベースバンドのトランスポジションを含むチューナで問題が起こる。衛星の中間周波数帯域は、９５０ＭＨｚと２１５０ＭＨｚの間でインクルーシブであり、この中間周波数帯域全体にわたり、低雑音増幅回路は線形ではないことが知られている。

ディスクリートなコンポーネントの形態をとる従来のチューナでは、周波数のトランスポジション回路において補償が可能である。残念ながら、集積回路においてかかる補償を組み入れることは可能ではない。かかる手落ちにより、所定の使用状況下でトランスポジション回路において入力信号断が生じる可能性がある。

本発明は、チューナからのアップラインに線形性の補償回路を挿入することで、上述された問題に対処することを提案する。補償回路は、線形性の欠陥を予め補償するため、低雑音増幅回路の特性に関して逆の特性を与える。

本発明は、中間周波帯域信号の受信機であって、本受信機は、中間周波帯域における信号を伝達する同軸ケーブルを受けることが意図される入力端子、中間周波帯域にある周波数をもつ信号を通過させ、同軸ケーブルとのインピーダンス整合を提供するフィルタリング及びマッチング手段、低雑音増幅器を含む集積回路を使用して製造され、該フィルタリング及びマッチング手段にリンクされるチューニング回路、及び該チューニング回路と該フィルタリング及びマッチング手段との間のリンクに配置され、中間周波帯域において低雑音増幅器の伝達特性とは逆の伝達特性を有する補償回路を備えている。

好ましくは、補償回路は、チューニング回路の入力とグランドとの間に並列に配置されるダイポールである。ダイポールは、抵抗、インダクタ及びキャパシタの直列接続からなる。インダクタは、マイクロストリップラインを使用して製造される。補償回路の伝達特性は、中間周波帯域における低雑音増幅器の伝達特性よりも大きな補償を提供する。

本発明は、添付図面を参照して発明の実施の形態を読むことで良好に理解され、本発明の他の特徴及び効果もまた明らかとなるであろう。

図１は、衛星受信機１を表しており、この衛星受信機は、たとえば、ＴＶデコーダであり、セットトップボックスとしても知られている。説明される例では、受信機１は、３つの端子２〜４を外部接続のために備えており、他の端子は、現在の技術水準に従って追加することができる。第一の端子２は、同軸ケーブル５に接続するために使用され、たとえば、衛星アンテナの低雑音ブロック（LNB: Low Noise Block）から生じるアンテナ信号を受ける。第二の端子３は、たとえば、ＴＶであるユーザアプライアンスを接続するために使用され、該ユーザアプライアンスに適切な信号を供給する。第三の端子４は、アンテナ信号をインスタレーションにおいて配置される別の受信機に供給するために使用される。

第一の端子２は、受信機１内で、一方でバンドパスフィルタ６の入力にリンクされ、他方でたとえば、電源電圧を供給し、ＬＮＢにコマンドを送出し、更に適切な場合に衛星のリターンチャネルを管理するために使用される他の回路（図示せず）にリンクされる。バンドパスフィルタ６は、９５０ＭＨｚと２１５０ＭＨｚとの間で衛星の中間周波帯域を選択し、フィルタリングされた信号を集積化されたチューナ７に供給する。フィルタ６とチューナ７との間のリンクには、補償回路８が設けられている。

チューナ７は、STMicroelectronics社によるリファレンスSTV399の下で市販されているチューナ、又はPhilips社によりリファレンスTDA8262の下で市販されているチューナのような集積回路である。チューナ７は、低雑音増幅器７０を備えており、この低雑音増幅器は、入力信号を増幅し、増幅された信号をスプリッタ７１に供給し、このスプリッタは、該増幅された信号を２つの出力に分配する。スプリッタ７１の第一の出力は、チューナ７の出力にリンクされ、この出力は、次に第三の端子４にリンクされる。スプリッタ７１の第二の出力は、増幅された信号をトランスポジション回路（Ｔｒａｎｓｐ）７２に供給する。トランスポジション回路７２は、中間周波帯域からベースバンドにチャネルを移し、２つの信号Ｉ及びＱをチューナの２つの出力に供給する。トランスポジション回路７２は、本出願の主題ではないため更に詳細には説明されないが、当業者であれば、上述された回路について技術マニュアルを参照することができる。

復調回路（Ｄｅｍｏｄ）９は、信号Ｉ及びＱを受けて該信号Ｉ及びＱを復調し、復調された信号をデコードし、送信されたデータを表すビットストリームを出力に供給する。復調回路９は、従来の技術において公知の回路である。処理回路１０は、復調回路９から生じるビットストリームを受け、このビットストリームをユーザアプライアンスと互換性のある信号に変換し、この互換性のある信号を第二の端子３に供給する。

受信機１の動作は、補償回路８以外は一般に知られている。図２は、第一の端子２と第三の端子４との間の信号伝達特性を表す２つの曲線を示している。曲線１０１は、補償回路８が除かれたときの２つの端子２及び４の間の利得を表している。この曲線１０１は、中間周波数帯域では、利得の変動が約４ｄＢであることを示している。補償回路８は、この伝達特性をレベルオフして、この中間周波帯域において大きくとも２ｄＢよりも小さな変動を示す曲線１０２を得るために追加される。

補償回路８は、伝達特性を修正するために増幅器７０の伝達特性とは逆の伝達特性を有している。説明される例では、受信機１のグランドとチューナ７の入力との間に並列に配置されるダイポールを使用して補償回路８を製造することが決定される。ダイポールの機能は、最大値である有効な信号が減衰することなしに通過することを可能にする一方で、偶然にも迷惑な信号の一部を吸収ことである。ダイポールは、たとえば、ＲＬＣタイプの共振セルであり、言い換えれば、抵抗８０、インダクタ８１及びキャパシタ８２を備えている。この例では、インダクタ８１は、コプラナータイプのマイクロストリップラインであり、言い換えれば、グランドプレーン８３により囲まれている。

図３は、２０ｌｏｇ（Ｖ_{incoming wave}／Ｖ_{reflected wave}）に等しいとして表現されるダイポールにおける反射波の係数を示している。この反射係数は、ラインとダイポールの間のインピーダンス整合に依存するファクタにより曲線１０１に追加される。ダイポールのインピーダンスは周波数と共に変動する。説明される例では、ダイポールのコンポーネントは、以下のように計算される。抵抗は、フィルタ６及びチューナ７にリンクするラインの公称インピーダンスに等しく選択される。マイクロストリップライン８１は、周波数Ｆ１に対応する波長の４分の１に等しく設計され、この波長Ｆ１は、ダイポールの最小の反射（minimum reflection）に対応している。キャパシタ８２は、ＲＬＣセルが周波数Ｆ２で最大の反射を有するように設計され、この周波数Ｆ２は、中間周波帯域よりも僅かに高く、典型的には２２００ＭＨｚである。ダイポールとラインとの間のカップリングを高めるか、又は低減するために、すなわち、全体の伝達特性に関するダイポールによりもたらされる影響を高めるか、又は低減するために、公称のラインインピーダンス値から離れて抵抗８０の値を変化させることが可能であり、この変化は±３０％であり、その一方で良好な定在波比が保持される。

ダイポールのカップリングを調節することで、中間周波帯域において低雑音増幅器の伝達特性について補償するために必要とされるよりも大きな補償を提供する補償回路の伝達特性を有することが可能である。このことは、さらに、同軸ケーブル５が非常に長いときに同軸ケーブル５による損失をも補償することができることを意味している。

当業者によりわかる場合があるように、ダイポールを追加することで、中間周波帯域外に位置される周波数を更に強く阻止することもでき、これにより、全体のフィルタリング特性が改善される。

本発明の他の変形例も可能である。好適な実施の形態で説明されたマイクロストリップライン以外のタイプのインダクタを使用することも可能である。また、ダイポールよりも従来のフィルタリング装置を使用することも可能であるが、これにより更なる損失がもたらされる。

さらに、本発明は衛星受信機に関するものであるが、ケーブル分散ネットワークに接続される受信機のケースにおいて、少ない重要度で同じ問題が生じる場合がある。本発明は、衛星受信機に限定されるものではない。

本発明に係る受信機を表す図である。 補正あり及び補正なしの場合に集積されるチューナにより増幅された信号の出力での利得特性を表すグラフである。 記載される実施の形態で使用される補償回路としての働きをするダイポールの反射特性を表すグラフである。

符号の説明

１：衛星受信機
２：第一の端子
３：第二の端子
４：第三の端子
５：同軸ケーブル
６：バンドパスフィルタ
７：チューナ
８：補償回路
９：復調回路
１０：処理回路
７０：低雑音増幅器
７１：スプリッタ
７２：トランスポジション回路
８０：抵抗
８１：インダクタ
８２：キャパシタ
８３：グランドプレーン

Claims (4)

1. 中間周波帯域における信号の受信機であって、
   前記中間周波帯域で信号を伝達する同軸ケーブルを受ける入力端子と、
   前記中間周波帯域にある周波数を持つ信号を通過させ、前記同軸ケーブルとのインピーダンス整合を提供するフィルタリング及びマッチング手段と、
   低雑音増幅器と共に集積回路として構成され、前記フィルタリング及びマッチング手段に接続されるチューニング回路とを備え、
   前記チューニング回路と前記フィルタリング及びマッチング手段との間であって、前記チューニング回路からアップラインに配置され、前記低雑音増幅器の線形性の欠陥を予め補償するために、前記中間周波帯域における前記低雑音増幅器の伝達特性とは逆の伝達特性を有する補償回路を含み、
   前記補償回路は、前記チューニング回路の入力とグランドとの間に並列に配置されるダイポールである、
   ことを特徴とする受信機。
2. 前記ダイポールは、抵抗、インダクタ及びキャパシタを直列接続で備える、
   ことを特徴とする請求項１記載の受信機。
3. 前記インダクタは、マイクロストリップラインを使用して製造される、
   ことを特徴とする請求項２記載の受信機。
4. 前記補償回路の伝達特性は、前記中間周波帯域において前記低雑音増幅器による利得の変動とは逆の利得の変動であって、前記利得の変動の量よりも大きい量の前記逆の利得の変動を与えることで、前記中間周波帯域において前記低雑音増幅器の伝達特性よりも大きい補償を提供する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の受信機。
   

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