JP5048534B2 - 信号レベル測定回路及び信号レベル測定装置 - Google Patents

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Description

本発明は,テレビ放送波の信号レベル測定に関するものであり,特に,ディジタル放送波に対して,信号レベルの測定に加え,アンテナの方向調整を高精度に行なうことのできる信号レベル測定回路と,該回路を備えた信号レベル測定装置に関する。
ディジタル放送を美しく受信しようとすると,入力レベルが高いだけでは適切な受信品位が得られない場合がある。その原因として,受信信号のC/N(Carrier To Noise)が悪いことによって,受信画像の劣化が生じることがあるためである。そのため,アンテナの方向調整を行なう場合は,アンテナを電波到来方向に正しく向けるばかりでなく,受信C/Nが所定レベル得られているかどうかも確認することが望ましい。これに対応するように,ディジタル放送受信装置において,該装置に備えられた,例えば,LCD等を使った前面表示器に,入力レベルと受信信号品位(例えば,C/N=信号対雑音比。以下,信号対雑音比と記載する。)を表示器に同時に表示することで,アンテナの方向調整を正確に行なうことができるような装置が提案されている。
この従来例では,入力レベルと受信信号品位は夫々次のようにして求められている。先ず入力レベルの測定について説明する。ディジタル放送受信装置を構成する選局回路7には,一般的にAGC付き増幅器が備えられており,この増幅器では出力が常に適正レベルとなるように利得の調整が行なわれている。この制御は,選局回路7において復調された信号を検波することによって得られるAGC電圧によって行なわれているのであるが,このAGC電圧が入力信号の強度に応じて変化することから,このAGC電圧を制御部においてモニタすることで入力レベルが得られる。つまり,制御部では,モニタして得られたアナログデータであるAGC電圧を,A(Analog)/D(Digital)変換器でディジタルデータに変換することによって,このデータから,予め制御部に記憶されているAGC電圧と入力レベルとの変換テーブルなどに基づいて入力レベルが求められるのである。
次に,表示器に表示する受信信号品位として得られる信号対雑音比は,次のようにして求められている。衛星アンテナ3から導入された信号は,選局回路7によって選択されて,復調に適したIF信号に変換されてから復調回路8に送られ,希望チャンネルの放送データが再生される。そして,この放送データはエラー検出・訂正回路9において正しく再生される。制御部では,ここで得られた正しい放送データの中からビット誤り率(BER:Bit Error Rate 以下,BERと記載する。)を抽出し,制御部に予め記憶されている,BERと受信信号品位としての信号対雑音比との相関関係変換テーブル等に基づいて信号対雑音比が算出されるのである。
そして,このように得られた入力レベルと信号対雑音比は,表示手段によって装置に備えられた前面表示器に表示されるのである。
(例えば,特許文献1参照)
更に,例えば,入力レベル表示があっても上述のような受信信号品位の表示機能のない受信装置(例えば,チューナー)に対して,該受信装置への入力レベルの測定及びアンテナの方向調整を行なうための装置であって,信号のレベルを測定するレベル測定手段と,BERを測定するBER測定手段とを備え,各手段によって得られた信号のレベルとBERとを夫々所定の重み付けをして合成した数値により,電波の到来方向を正しく判定することができる信号レベル測定装置,所謂レベルチェッカーが提案されている。
この従来例においては,図1から図3に良く示されているように,チューナー回路13から出力されるレベル信号13aとBER信号14aを信号処理回路14で合成し,その結果を表示部18に表示するように構成されており,表示部には,入力レベルばかりでなく,受信信号品位を勘案した情報の表示ができるようになっている。
(例えば,特許文献2参照)
特許第3272246号公報 特開2005−117195号公報
しかし,従来のディジタル放送受信装置や信号レベル測定装置に用いられている,ディジタル信号の選局から復調,そして,エラー訂正等の処理をする処理回路,つまり,ディジタルチューナーモジュールは,大量のデータを高速に処理する必要があるので,極めて消費電力が大きいといった問題がある。上記特許文献1は,その形態から,電源は商用電源から得るように構成されているので,電源回路の容量の対応はし易いが,消費電力が大きなることによって,放熱板や,筐体の放熱構造等が複雑になるといった問題がある。
また,特許文献2のように,主にアンテナ直下で使用するのに適するように,電池や充電池などを使ったバッテリー駆動で動作するように構成されたレベルチェッカーにあっては,常に上記ディジタルチューナーモジュールのような消費電力の大きな素子を動作させながら,受信信号品位を調べるために,多くのデータを測定・処理しようとすると,バッテリーの消費が早くなり,予備の電池や充電池をたくさん用意しておく必要があるなど,ユーザーにとっては非常に使い難いものとなってしまうといった問題があった。
そこで本願においては,こうした問題点を解決するためになされたものであり,
その目的は,テレビ放送に適した信号レベル測定回路を提供することにある。
他の目的は,特にディジタル放送に対しては,入力レベルばかりでなく受信信号品の測定ができ,高精度に方向調整が可能な信号レベル測定回路を提供することにある。
他の目的は,ディジタル放送に対しては,信号レベルばかりでなく受信信号品位が一目でわかる信号レベル測定回路を提供することにある。
他の目的は,バッテリー駆動に適した信号レベル測定回路を提供することにある。
他の目的は,省エネルギーな信号レベル測定回路を提供することにある。
他の目的は,上記効果を有した信号レベル測定装置を提供することにある。
他の目的は,屋根上や屋上などの使用において,安全且つ簡単に取扱のできる信号レベル測定装置を提供することにある。
かかる目的を達成するためになされた請求項1に記載の発明は,
テレビ放送信号の信号レベル測定回路において,
受信回路に入力するテレビ放送信号の信号強度を検出する第1の検出手段と,
該信号強度から前記受信回路の入力レベルに変換するレベル変換手段と,
受信回路に入力するテレビ放送信号の内,受信回路で受信したディジタルテレビ放送信号に対して放送データを検出する第2の検出手段と,
前記第2の検出手段の動作状態を操作する操作手段と,
該操作手段の操作に基づいて,前記第2の検出手段を動作させるか非動作とするかを切換える動作切換手段と,
前記操作手段の操作に基づいて前記第2の検出手段を動作状態にしたときに,該第2の検出手段で得られる放送データの中から受信信号品位を取得する取得手段と,
前記入力レベル若しくは前記受信信号品位を表示器に表示させる表示手段と,
を具備し,
前記取得手段は,前記第2の検出手段で得られる前記放送データの中からビット誤り率と変調誤差率を取得し,加えて,前記変調誤差率を,信号対雑音比に変換する品位変換手段を,具備し,
前記表示手段は,前記信号レベル測定回路を動作させた状態で,前記第2の検出手段が非動作状態のときは,前記表示器に,少なくとも前記入力レベルを表示し,前記操作手段の操作によって前記第2の検出手段を動作させたときは,前記表示器に,前記受信信号品位として,少なくとも,前記ビット誤り率及び前記変調誤差率の一方と,前記信号対雑音比とを表示することを特徴とする。
また,請求項2に記載の発明は,請求項1に記載の信号レベル測定回路において,
前記受信信号品位に対する基準値を予め備えると共に,該基準値と前記受信信号品位を比較し,その結果に基づいて,前記受信信号品位が基準値より大きいか小さいかを判定する判定手段,を具備し,
前記表示手段は,前記操作手段の操作によって前記第2の検出手段を動作させたときは,前記表示器に,少なくとも前記受信信号品位に加えて前記判定手段による判定結果を表示することを特徴とする。
また,請求項3に記載の発明は,請求項1又は請求項2に記載の信号レベル測定回路において,
前記表示手段は,前記操作手段の操作によって前記第2の検出手段を動作させたときは,前記表示器に,所定時間毎若しくは夫々任意の時間毎に,少なくとも前記入力レベルか前記受信信号品位を,交互に表示することを特徴とする。
次に,請求項4に記載の発明は,
テレビ放送信号の信号レベル測定回路において,
受信回路に入力するテレビ放送信号の信号強度を検出する第1の検出手段と,
該信号強度から前記受信回路の入力レベルに変換するレベル変換手段と,
受信回路に入力するテレビ放送信号の内,受信回路で受信したディジタルテレビ放送信号に対して放送データを検出する第2の検出手段と,
前記第2の検出手段の動作状態を操作する操作手段と,
該操作手段の操作に基づいて,前記第2の検出手段を動作させるか非動作とするかを切換える動作切換手段と,
前記操作手段の操作に基づいて前記第2の検出手段を動作状態にしたときに,該第2の検出手段で得られる放送データの中から受信信号品位を取得する取得手段と,
前記入力レベル若しくは前記受信信号品位を表示器に表示させる表示手段と,
を具備し,
前記表示手段は,前記信号レベル測定回路を動作させた状態において,前記第2の検出手段が非動作状態のときは,前記表示器に,少なくとも前記入力レベルを表示し,前記操作手段の操作によって前記第2の検出手段を動作させたときは,前記表示器に,所定時間毎若しくは夫々任意の時間毎に,少なくとも前記入力レベルか前記受信信号品位を,交互に表示することを特徴とする。
一方,請求項5に記載の発明は,信号レベル測定装置に関する発明であり,請求項1から請求項4の何れか一項に記載の信号レベル測定回路を備えたことを特徴とする。
また,請求項6に記載の発明は,請求項5に記載の信号レベル測定装置において,前記操作手段は,装置の外周面からダイレクトに操作可能に備えられていることを特徴とする。
請求項1に記載の信号レベル測定回路によれば,信号レベル測定回路を動作させた状態で,第2の検出手段が非動作状態のときは,表示器に,少なくとも入力レベルが表示され,操作手段の操作によって第2の検出手段を動作させたときは,表示器に,受信信号品位として,少なくとも,ビット誤り率及び変調誤差率の一方と,信号対雑音比とが表示される。
このため,請求項1に記載の信号レベル測定装置によれば,アナログ放送及びディジタル放送のレベル測定を行なうことができることは勿論,ディジタル放送の信号に対しては,入力レベルの測定に加え,受信信号品位の測定ができ,高精度なアンテナの方向調整が可能となる。
また,受信信号品位の測定(取得)に用いられる第2の検出手段は,受信信号品位の確認が必要な間だけ,操作手段に対する操作によって動作することから,消費電力の少ない,優れた省エネルギー性を有した信号レベル測定回路を提供できる。
また,取得手段は,第2の検出手段で得られる放送データの中からビット誤り率と変調誤差率を取得し,加えて,変調誤差率を,信号対雑音比に変換する品位変換手段を備えており,表示手段が表示器に受信信号品位を表示する際には,受信信号品位として,少なくとも,ビット誤り率及び変調誤差率の一方と,信号対雑音比とを表示する。
このため,請求項1に記載の信号レベル測定回路によれば,主たる目的である,ディジタル放送受信におけるアンテナの方向調整をより正確に行なうことができるばかりでなく,受信しているディジタル放送信号の品質を,2つの異なる具体的な指数を使って,表示器から直接数値で確認できるようになる。
従って,請求項1に記載の信号レベル測定回路によれば,ディジタル放送受信に対する受信信号の品質の,多面的な評価を行なうことができる,極めて,高性能な信号レベル測定回路を提供できる。
次に,請求項2に記載の信号レベル測定回路によれば,操作手段の操作によって第2の検出手段を動作させたときは,表示手段が,表示器に,上述した2つの指数からなる受信信号品位に加えて,判定手段による判定結果(つまり,受信信号品位が基準値より大きいか小さいか否かを表す判定結果)を表示する。
このため,請求項2に記載の信号レベル測定回路によれば,表示器を見るだけで,一目で受信信号品位が基準を満足しているがどうかの確認ができ,利便性がよくなる。
次に,請求項3及び請求項4に記載の信号レベル測定回路によれば,操作手段の操作によって第2の検出手段を動作させたときは,表示手段が,表示器に対し,入力レベルか受信信号品位を,所定時間毎若しくは夫々任意の時間毎に交互に表示する。
このため,請求項3,4に記載の信号レベル測定回路によれば,入力レベルと受信信号品位の両方のデータの確認を必要とする間だけ,簡単な操作で両方のデータが順次確認ができるので,アンテナの方向調整がより行ないやすくなる。
請求項5の発明によれば,請求項1から請求項4の何れか一項に記載の信号レベル測定回路を備えるように信号レベル測定装置を構成したことによって,
アンテナの方向調整が極めて正確にでき,しかも,エネルギー消費量の少ない,信号レベル測定装置を提供できるのである。しかも,省エネルギーな設計となっていることによって,この装置をバッテリー駆動にしても,電池を長く使用することができる。つまり,今後,地上アナログ放送から地上ディジタル放送に変更が進み,新しく地上ディジタルアンテナを設置する工事や,既設のアンテナの方向再調整などの工事が増えても,予備の電池や電池パックをたくさん持たなくてもよくなるので,ユーザーにとって効率の良い作業が行なえる利便性の良い信号レベル測定装置を提供できる。
また,このように省エネルギーな構成にすることによって,装置の電源をバッテリー駆動にしても,使用する電池の本数も少なく,若しくは,充電用の電池パックも小型にすることができ,延いては製品の小型化も実現できることから,例えば,アンテナが設置された屋根上や屋上などでも取扱性がよくなり,危険な場所でアンテナのレベル測定や方向調整を容易に行なうことができるのである。
請求項6の発明によれば,請求項5に記載の信号レベル測定装置において,前記操作手段は,装置の外周面からダイレクトに操作可能に備えたことによって,
アンテナが設置された屋根上や屋上など,危険な場所でアンテナの方向調整であっても,片手だけでも操作性が良く,作業を安全且つ正確に行なうことができるのである。
以下に,本発明を具体化した実施形態の例を,図面を基に詳細に説明する。
図1は本発明に係る地上ディジタル放送システムの一実施形態の構成を示す概念図及び信号レベル測定装置の回路構成を示すブロック図である。図2は他の実施形態の回路構成を示すブロック図である。図3は図1の信号レベル測定装置における電圧モニタの処理ルーチン(タイマ1)を示すフローチャートである。図4は図1の信号レベル測定装置における信号レベル測定処理ルーチンを示すフローチャートである。図5は表示器に表示される項目の一実施形態を示す説明図であり,(a)は入力レベル測定モードにおける表示例であり,入力レベル表示として数値とバーによる表示をした例,(b)は受信信号品位測定モードにおける表示例であり,受信信号品位表示としてC/NとBERを表示した例,(c)は電圧警告表示の例である。
図1において,本発明における実施形態の地上ディジタル放送システムは,少なくとも地上ディジタル放送を含むUHF帯(470〜770MHz)の電波を放射する電波塔1と,該UHF帯の電波を受信するためのUHFアンテナ2と,該UHFアンテナ2で受信した信号のレベルや受信信号品位を測定するための,本発明の信号レベル測定装置10とで構成されている。
前記UHFアンテナ2で受信した信号は,同軸ケーブル5を介して信号レベル測定装置10に伝送される。
同軸ケーブル5によって伝送されてき地上ディジタル放送,若しくは,地上ディジタル放送と地上アナログ放送とを含むUHF信号は,信号レベル測定装置10の筐体6に備えた信号入力端子11から信号レベル測定装置10内に入力される。入力されたUHF信号は,図1における15で示される制御部からの制御信号によって,信号経路を選択的に切換え可能に構成された,例えば高周波リレーからなる信号経路切換部12に入力される。本発明の実施形態では,この信号経路切換部12は,入力された信号が2系統の信号経路の何れか一方を通過するように構成されており,一方の出力端12aには,第1の検出手段として,UHF帯のテレビ放送受信用であって,入力レベル測定用のレベル測定モジュール13が接続されている。また信号経路切換部12の他方の出力端12bには,第2の検出手段として,UHF地上ディジタル放送受信用であって,受信信号品位測定用のディジタルチューナーモジュール23が接続されている。つまり,制御部15からの制御信号に基づいて,信号経路切換部12を通過したUHF信号は,前記レベル測定モジュール13若しくはディジタルチューナーモジュール23の何れか一方の検出手段に入力されるように構成されている。
尚,この実施形態の信号レベル測定装置10は,図1における本装置10に備えられた電源スイッチ31の操作に基づいて「ON(入)」,「OFF(切)」の操作が行なわれるように構成されており,本発明の実施形態では,電源「ON」である定常状態において,前記信号経路切換部12は,出力端12a側の経路が選択され,入力されたUHF信号は,前記レベル測定モジュール13に入力されるように設定されている。また,この電源「ON」の操作に伴って,レベル測定モジュール13には,定電圧レギュレーター18を介して,所定の電源電圧が印加され,入力レベルの測定を行なうように構成されており,この状態は,電源「OFF」になるまで維持される。即ち,電源スイッチ31で電源「ON」にしたときの定常状態とは,言い換えれば入力レベルの測定が可能な「入力レベル測定モード」のことである。
この定常状態において,図1の32で示される,レベル測定を希望する1つのチャンネルを選局するためのチャンネル切換スイッチの操作に基づいて,希望するチャンネルを選局することができる。つまり,チャンネル切換スイッチ32の操作に基づいて,制御部15からレベル測定モジュール13に対して送出される制御信号によって,前記レベル測定モジュール13に備えられた,図には示されていないPLL(Phase Locked Loop)回路を動作させて発信周波数を制御することによって,入力されたいくつものUHF信号の中から,希望する1つのチャンネルの信号が選局されるのである。そして,レベル測定モジュール13は,選局されたチャンネルの信号を中間周波数に変換して出力する。更には,このレベル測定モジュール13は,前記中間周波数を,例えば検波ダイオード等の検波素子を使って検波することで,入力された信号の強弱を検出するための検波電圧が得られるように構成されている。
この第1の検出手段13で得られたアナログデータである前記検波電圧は,制御部15に入力され,制御部15に備えたA(Analog)/D(Digital)変換器(以下,A/D変換器と記載する。)によりディジタル量に変換される。このデータは,制御部15に予め記憶させておいた,例えば,レベル測定モジュール13の入力レベルに対する検波電圧との関係の変換テーブル等に基づいて,前記レベル測定モジュール13で得られた検波電圧から入力レベルを算出すると共に,筐体6の前面に備えた表示器35に,入力レベルを表示するためのデータとして使用される。
前記レベル測定モジュール13は地上アナログ放送の信号でも地上ディジタル放送の信号でも検出でき,制御部15に,地上アナログ放送と地上ディジタル放送の夫々に対応する換算用の変換テーブル等を備えさせることで,夫々のレベルの測定は可能である。
尚,この変換用テーブルが請求項に記載のレベル変換手段である。また,図1における7は,これらのデータや校正データ等を外部装置から制御部15に取り入れるためのコネクタである。
このように第1の検出手段13は,入力されるUHF信号の中から希望する1つのチャンネルの入力レベルを得るためのデータを検出するためのものであり,本発明の実施形態では,該第1の検出手段13によって検出されたデータは,制御部15に入力され,所定の処理をされることによって,図1における表示器35に表示される。本発明の実施形態における表示器35への表示例では,測定チャンネルと,そのチャンネルにおける入力レベルを,数値による表示と,入力レベルの変化を視覚的に見ることができるバー表示の2種類の表示を行なうように構成されている。このときの表示器35による具体的な表示例を図5(a)に示す。この図において,表示器35の上段には,測定チャンネル表示41(実施例ではch.13)及び入力レベル表示42(実施例ではLv:58.0dBμ)が表示されており,下段には数字表示43(実施例では50)とバー表示44(実施例では10個のレベルバーの内8個が点灯)で入力レベルが58dBμであることを示している。
尚,本発明の表示器35は,LCD(Liquid Crystal Display)から構成されており,このLCDを駆動する回路が請求項に記載の表示手段であり,本発明の実施例では,制御部15に備えられている。
ここで,信号レベル測定装置10の概略構成について更に説明する。本発明の実施例では,既に述べたように,電源「ON」にした定常状態,即ち,「入力レベル測定モード」において,前記信号経路切換部12は出力端12aに至る経路が選択され,UHF信号は前記レベル測定モジュール13に入力されるように,前記制御部15によって制御されるように構成されている。更には,この電源「ON」の操作に伴って,レベル測定モジュール13には,定電圧レギュレーター18を介して,所定の駆動電圧が印加されるように構成されている。つまり,本発明の実施形態における信号レベル測定装置10では,電源「ON」に伴い,その電源である乾電池26若しくは充電池によって得られる電源電圧は,電源入力切換手段9の端子9a−9c,電源リレー25を介して,定電圧レギュレーター18に供給されることによって,レベル測定モジュール13に所定の電圧が供給されるのである。また,電源電圧は,図1に示されるように,ディジタルチューナーモジュール23用の定電圧レギュレーター19に供給されていると共に,電源ラインは制御部15にも接続されており,電源電圧は,制御部15において常時モニタするように構成されている。
尚,図1における26aは,乾電池26若しくは充電池と装置10の内部回路とを接続するためのコネクタである。
制御部15においては,電源電圧を常時モニタすることで電池の残量の判定が行なわれ,この判定に基づいて表示器35に対して,電池の残量に合わせた電池残量表示36(図5(a),(b)の左下の電池マーク。(a)は満充電,(b)は少し消費した状態を示している。)を行なったり,電池の残量が予め定めた所定の電圧より低いと判断された場合には,入力レベル等の表示に替わって,電圧警告表示55(例えば図5(c)の表示例に示す「Low Battery!!」)を行なったりするような処理がなされる。
ここで電圧モニタの処理ルーチン(タイマ1)について,図3を用いて説明する。電池26の電圧を取得し,制御部15に備えられたA/D変換器でディジタル量に変換する(ステップS1)。そして,制御部15の予め設定された値(基準電圧)と比較して(ステップS2),基準電圧より高い場合は,表示器35に電池残量に基づいた電池残量表示36を行なう(ステップS3)。基準電圧より低い場合は,表示器35に電圧警告表示55を行なう(ステップS4)。
本発明の実施形態では,電源が「ON」の定常状態であれば,定電圧レギュレーター18(例えばDC5Vが得られる低損失型のレギュレーター)は,上述のように電源電圧を受けて,所定の電圧(例えば,DC5V)が,電源「OFF」になるまで,レベル測定モジュール13に対して供給されるように構成されている。ところが,前記定電圧レギュレーター19(例えばDC3.3V等が得られる低損失型のレギュレーター)は,図に良く示されるように,制御部15からの制御信号によって,出力電圧を「ON」にしたり「OFF」にしたりするように制御可能に構成されており,上述のように電源「ON」と共に電源電圧を受けていても,所定の条件が揃わないと所定の電圧は出力されない構成となっている。
本発明の実施形態におけるこの所定条件とは,電源スイッチ31「ON」の定常状態で,且つ,図1に33で示されるBER測定用のBERボタンを「ON」にしている間といった条件が設定されており,この所定条件の間だけ,定電圧レギュレーター19からディジタルチューナーモジュール23に対して,電源(例えば,DC3.3V)が供給され,ディジタルチューナーモジュール23は,受信信号品位の測定を開始するように構成されている。
本発明の実施形態では,前記所定条件であるBERボタン33を「ON」にする操作方法は,受信信号品位の測定の間だけ,指先などを使ってBERボタン33を押し続ける方法である例を示しているが,この方法であれば,指先をBERボタン33から離せば,ディジタルチューナーモジュール23に対して電源の供給が止まり,受信信号品位の測定が自動的に終了するため,BERボタン33の入れっ放しによる,電池の無駄な消費を無くすことができ,すこぶる都合がよい。
前記電源リレー25は,電源スイッチ31の操作,若しくは制御部15からの制御信号に基づいて,電源リレー制御手段27によって「ON」,「OFF」制御がなされるように構成されている。つまり,この電源リレー制御手段27は,電源スイッチ31の操作に基づいて電源リレー25の「ON」,「OFF」制御を行なうばかりでなく,制御部15において,最後にキー操作が行なわれた時から,所定時間(例えば5分間)の間に何らかのキー操作が検出されなかった場合などに,制御部15から出される制御信号に基づいて,電源リレー制御手段27が電源リレー25を「OFF」にする,オートパワーオフ機能を持たすためのものであり,これによって,電源スイッチ31の切り忘れなどによる無駄な電力消費を抑えることができる。
尚,前記電源入力切換手段9は,本装置を動作させるための電源の選択を行なうためのスイッチで,乾電池や充電池26を使用する場合はスイッチを内部電源入力端9a―出力端9c側にし,外部電源(例えば,チューナー等の端末側装置であって,該装置から同軸ケーブルを介して重畳されてくる電源)を使用する場合は,スイッチを外部電源入力端9b−出力端9c側にすることによって,筐体6に備えた電源入力端子8から外部からの電源を供給することができるように構成されている。
本装置10が乾電池26や充電池専用ならばこの電源入力端子8および電源切換手段9は必要ないのは言うまでもない。このバッテリー専用の信号レベル測定装置20の回路構成のブロック図を図2に示す。
次に,第2の検出手段23の駆動に関して更に具体的に説明する。既に述べたように,本発明の実施形態では,この第2の検出手段23は,信号レベル測定装置10が定常状態(即ち,電源「ON」のとき)にあって,且つ,BERボタン33を操作している間だけ,始めて動作するように構成されている。即ち,本発明の実施形態においては,電源「ON」における定常状態,つまり「入力レベル測定モード」では,前記制御部15によって,前記信号経路切換部12は第1の検出手段である前記レベル測定モジュール13側に接続されていると共に,レベル測定モジュール13に対して,定電圧レギュレーター18から所定の駆動電圧が印加されるように制御されており,第2の検出手段23はUHF信号も入力されていないし,第2の検出手段の電源電圧も印加されておらず非動作状態にあるように制御されているのである。しかしながら,レベル測定に加えて,受信している信号の受信信号品位の測定を希望する場合は,その必要が生じたときにBERボタン33を操作することによって,操作されている間だけ,前記信号経路切換12は前記第2の検出手段である前記ディジタルチューナーモジュール23側に接続されると共に,ディジタルチューナーモジュール23用の定電圧レギュレーター19から,ディジタルチューナーモジュール23に対して,所定の駆動電圧が印加され,ディジタルチューナーモジュール23は受信信号品位の測定可能な状態となる。即ち,電源「ON」の定常状態で,且つ,BERボタン33が「ON」である状態は,言い換えれば「受信信号品位測定モード」のことであり,同じくBERボタン33は「測定モード切換えボタン」のことである。
更に,本発明の実施形態では,「入力レベル測定モード」から「受信信号品位測定モード」に切換ると同時に,表示器35には,入力レベルに替わって受信信号品位の表示が行なわれるように構成されている。
本発明の実施形態では,受信信号品位の測定を行なうためのBERボタン33の操作方法として,上記のように,測定を必要とする間だけBERボタン33を押し続ける方法を示したが,例えば,「入力レベル測定モード」においてBERボタン33を一度押せば「受信信号品位測定モード」になり,この状態で所定時間が経過したなら自動的に「入力レベル測定モード」に戻るようにしても良い。また,BERボタン33を一度押せば「受信信号品位測定モード」になり,更にもう一度BERボタン33を押すと「入力レベル測定モード」に戻るように構成しても良い。また,BERボタン33を長押しすることで,受信信号品位の測定モードがロックでき,ロックの解除は,BERボタン33を一度押すことで行なうようような構成にしても良い。更には,上記操作方法を自在に選択できるようにしても良いなど,その操作方法は上記実施形態に限定されるものではない。
また,BERボタン33はその操作の容易性を図るため,装置の筐体6における外周面の位置であって,例えば装置10を片手でもっても,親指などによって簡単に操作ができる位置に備えさせればすこぶる取扱の良い装置となる。
尚,本発明の実施形態では,前記BERボタン33が請求項に記載の操作手段であり,該BERボタン33の操作を判定し,それに伴って前記定電圧レギュレーター19の制御を行なうレギュレーター駆動回路が制御部15に備えられており,該レギュレーター駆動回路が請求項に記載の動作切換手段である。
また,本発明の実施例では,レベル測定モジュール13に対する電源電圧の供給は,電源「OFF」にしない限り,「入力レベル測定モード」では勿論,「受信信号品位測定モード」であっても維持されるように構成されている。つまり,本装置10の電源が「ON」であるときは,レベル測定モジュール13は,何れのキー操作にも係わらず,常時「ON」の状態にあるように構成されていることによって,レベル測定におけるレベル測定モジュール13の安定性が保たれ,精度の良いレベル測定ができるし,レベル測定モジュール13が安定するまで待たなくて良くなるので,レベル測定が短時間で行なえ,ユーザーを待たせることがない。但し,上述したように,オートパワーオフ機能を備えさせているので,電源スイッチのきり忘れ等により,電池を無駄に消費する恐れはない。
ここで,第2の検出手段であるディジタルチューナーモジュール23の詳細について説明する。本発明の実施形態では,地上ディジタル放送波の信号を測定しているときに,BERボタン33の操作が行なわれたならば,操作が行なわれている間だけ,制御部15からディジタルチューナーモジュール23に対して,既に選択されている希望のチャンネル(つまり,信号レベルを測ったチャンネル。異なるチャンネルを希望する場合は,チャンネル切換スイッチ32の操作によって選択可能である。)の信号を選局するよう指示がなされる。前記ディジタルチューナーモジュール23では,制御部15の指示に基づいて,選択された1つのチャンネルを選局する一方,その選局した信号を中間周波数の信号に変換する。そして,得られた中間周波数の信号に対して復調及び誤り訂正等の処理が施されることによって,ディジタルチューナーモジュール23からは,正しい放送データであるMPEG−TS(Moving Picture Experts Group−Transport Stream)信号が出力される。
制御部15では,前記ディジタルチューナーモジュール23で得られたMPEG−TS信号の中から,BER値及びMER(変調誤差率:Modulation Error Ratio 以下,MERと記載する。)値を得ると共に,該MER値より信号対雑音比に所定の変換処理を行なう。そして,このBER値及び信号対雑音比は表示器35によって表示される。
尚,前記BERとMERのデータを取得する回路が,制御部15に備えた請求項に記載の取得手段であり,前記MERから所定の変換データに基づいて信号対雑音比に変換する回路が,制御部15に備えられた請求項に記載の品位変換手段である。本発明の実施形態においては,前記BERと信号対雑音比が受信信号品位であり,この受信信号品位は,制御部15に備えられた表示器35のLCDを駆動する回路である表示手段によって,操作手段33が操作されている間だけ入力レベル表示に替わって表示器35に表示される。
このように第2の検出手段23は,入力されるUHF信号の内,地上ディジタル放送の信号から,希望する1つのチャンネルの受信信号品位(本発明の実施形態では,BER値及び信号対雑音比)を得るための放送データを検出するためのものであり,該第2の検出手段23によって検出された放送データは,制御部15に入力され,上記に示すような所定の処理をされることによって,表示器35に,BER値の表示と,信号対雑音比の2種類の表示が行なわれる。このときの表示器35による表示例を図5(b)に示す。この図において,表示器35の上段には,測定チャンネル表示41(実施例ではch.13)及び入力信号のC/N表示52(実施例ではC/N:26.1dB)が表示されており,下段にはBER表示54(実施例ではBER:2.00E−4)が表示されている。そして,本発明の実施形態の特長的なことは,これらの一連の処理は,BERボタン33が「ON」の間だけ行なわれることである。つまり,多量のディジタルデータを高速で処理するため,電力を大量に消費する前記ディジタルチューナーモジュール23の駆動時間をできる限り短くし,電池26の消耗を抑えることを目的としている。
尚,本発明の実施形態では,受信信号品位としてBER値及び信号対雑音比を測定して表示するように構成した例を示したが,前記ディジタルチューナーモジュール23から得られるデータより求められるものなら,BERだけでも良いし,MERでも良いし,信号対雑音比だけでも良いなど,受信信号品位の表示は,特に実施形態に限定するものではない。
ここで,本発明の信号レベル測定装置10における,入力レベルと受信信号品位(BER及び信号対雑音比)の取得と表示に至る処理動作について,図4のフローチャートを用いて更に詳しく説明する。
先ず電源スイッチ31を「ON」にすると制御部15において初期化(ステップS10)が行なわれた後に,表示器35に社名や型式等のタイトルを所定時間だけ表示(ステップS11)する。また,同時に,既に説明した通り,レベル測定モジュール13に対して電源が供給される。その後,レベル測定モジュール13の安定化のための所定時間が経過(ステップS12)したなら,ラストステートチャンネル(前回使用時における最後の選択チャンネル。但し,初めて使用する場合は予め設定されたチャンネル)が読み込まれ(ステップS13),表示器35にはこのチャンネル表示がなされる(ステップS14)。そして,レベル測定モジュール13に対しては,選択されたチャンネルに基づいて,PLL回路の発信周波数を制御し(ステップS15),入力されたいくつものUHF信号の中から,希望の1つのチャンネルの信号を選局して中間周波数の信号を取出し,この信号を検波する。本発明の実施形態では,この検波電圧が安定するよう所定時間だけ待機(ステップS16)する。その後,所定時間経過したら検波電圧を検出し,該検出したアナログデータを,制御部15に備えられたA/D変換器によりディジタル量に変換する(ステップS17)。ステップS18からステップS20は,検波電圧と入力レベルとの関係におけるリニアリティーの良い部分を使ってレベル測定するために,例えば検波電圧が所定の値の範囲内となるように,レベル測定モジュール13に備えられた図には示されていないATT(抵抗器:Attnuator)の減衰量を増やしたり減らしたりする制御を行ない,レベル測定モジュール13に最適な入力レベルの信号を入力することによって,正確で安定した検波電圧が得られるような処理をしていることを示しており,制御部15の制御によって自動的に測定レンジが変更される。そして,このようにして得られた検波電圧は,制御部15において,入力レベルとの変換テーブルに基づいてディジタルデータに変換されると共に,表示器35に対して,入力レベル表示42及び数値表示43とバー表示44によって表示される(ステップS21)。このときの表示器35における表示の一実施形態を図5(a)に示す。
この時,電源「ON」状態のまま,何れのキー操作も行なわれなかった場合(ステップS22),この状態が所定時間続いたがどうかを判定し(タイマ2,ステップS25),この状態が所定時間を超えたなら,バッテリー26の消耗を防ぐため,電源を「OFF」にするオートパワーオフ機能が動作する(ステップS26)。所定時間内にキー操作があったならばステップS17に移行し処理を繰り返す。ステップS22において,所定時間内にキー操作があり,しかもそのキー操作がチャンネル切換スイッチ32であれば(ステップS23),選択されたチャンネルに設定を変更(ステップS30)し,このチャンネルをラストステートとして記憶(ステップS31)してから,ステップS14に移行して処理を繰り返す。
また,ステップS22において,所定時間内にキー操作があり,しかもそのキー操作がBERボタン33であれば(ステップS24),ステップS40に移る。ステップS22において,所定時間内にキー操作があり,しかもそのキー操作がチャンネル切換スイッチ32でも,BERボタン33でもなければステップS17に移り処理を行なう。
BERボタン33が操作されて「ON」(ステップS24)になったなら,表示器35に表示されていた入力レベルの数値表示とバー表示を非表示(ステップS40)にする。そして,ディジタルチューナーモジュール23用の駆動電源を「ON」(ステップS41)にして,ディジタルチューナーモジュール23の初期化(ステップS42)を行なった後に,既に設定されているチャンネル(受信レベルを測定したチャンネル)に対する放送データの中からBERのデータを取得(ステップS43)し,該データを処理した後に表示器35に表示(ステップS44)する。更に,放送データの中からMERのデータを取得(ステップS45)し,このデータを品位変換手段によって信号対雑音比を求め(ステップS46),信号対雑音比を表示器35に表示(ステップS47)する。この処理は,BERボタン33が「ON」状態であるか「OFF」になったかを判定(ステップS48)して,BERボタン33が「ON」の間中(例えば,スイッチを指先で押している間中),ステップS43に移行し処理を繰り返す。BERボタン33が「OFF」(例えば,スイッチから指先を離したとき)になれば,表示器35に表示されていたBERとC/Nの表示を非表示にし(ステップS49),ディジタルチューナーモジュール23の電源を「OFF」(ステップS50)にした後,ステップS17に移行し,処理を継続して,表示器35には,選択されたチャンネルの入力レベルの表示を行なう。
次に,このように構成された本発明の信号レベル測定装置10の使用方法について図1,図5を用いて説明する。先ずUHFアンテナ2の給電部に接続された同軸ケーブル5を,信号レベル測定装置10の信号入力端子11に接続する。そして,電源スイッチ31を「ON」,つまり「入力レベル測定モード」にして,チャンネル選択ボタン32でもって希望のチャンネルを選択する。最初,信号レベル測定装置10の表示器35は,図5(a)において示されるような入力レベル表示になっていることから,このレベル表示を見ながら,先ず,アンテナ2の方向を大まかに行なう。ところが,受信している電波が,地上ディジタル放送である場合は,受信しているレベルが高くても,マルチパスなどの影響によって,必ずしも受信信号品位が高いとは限らないことから,アンテナの方向を大まかに行なったなら,BERボタン33を操作して,「受信信号品位測定モード」に切換え,入力レベルを測定しているチャンネルの受信信号品位(BER及び信号対雑音比)が十分取れているかを確認する。そして,受信信号品位が十分に取れているならば,BERボタン33を「OFF」にして,再び「入力レベル測定モード」に戻し,レベル表示,特に,バー表示に注目して,入力レベルがピークを指し示す位置になるようにアンテナの方向調整を行なう。また,受信信号品位が充分なレベルに達していない場合は,BERボタン33を「ON」にしたままアンテナの方向調整を行ない,受信信号品位の良い信号の到来方向を探る。そして,良い方向が見付かったなら,BERボタン33を「OFF」にして,入力レベルが最大となるよう微調整を行なうことで,受信信号品位の良い電波を受信することができる。
また,地上ディジタル放送のレベルを測定する場合は,BERボタン33を操作すれば,受信信号品位が表示される(地上アナログ放送の場合は表示されない)ので,地上アナログ放送の信号と間違えることがない。
また,地上ディジタル放送を含むUHF帯の信号を受信している既設のシステムにおいて,周囲の環境や,放送信号のレベル変動等によって,突然,受信状況が悪くなった場合であっても,本発明の信号レベル測定装置10を用いれば,この受信状況の悪化が,放送信号のレベル変動によって生じたのか,それとも受信信号品位の変化によって生じたのかが簡単にわかり,対応が容易にできる。
このように,本発明の実施例に係る信号レベル測定装置10は,レベル測定だけでなく,特に,ディジタル放送に対しては受信信号品位を使って,アンテナの方向調整をより正確に且つ簡単に行なうことができるものであるが,アンテナ直下での使用が主たる使用方法となるため,作業性のよさや安全性を考慮すれば,信号レベル測定装置10は,小型軽量であることが望ましく,また,その動力源も乾電池26等で動作し,且つ,長時間使用できるように構成されていることが望ましい。
ところが,上記のような,放送データを取得するためのディジタルチューナーモジュール23は,多量のディジタルデータを扱うと共に,これらのデータに対する高速の処理が必要となるため,その消費電力は大きく,装置10に備えた電池や充電パックの寿命に対して支配的になる。また,小型軽量化のためには電池26の本数も制限されることになる。つまり,レベル測定モジュール13とディジタルチューナーモジュール23を同時に動作させ,入力レベルと受信信号品位を同時に測定し,その結果を表示器35に同時に表示すれば,アンテナの方向調整はより簡単に,素早くできるようになるものの,電池26が極めて早く消費されてしまうことになる。また,これに対応するために,電池の本数を多くしたり,充電パックの容量を大きくしたりすれば,結局,この信号レベル測定装置10が重くなってしまうことになり,使用者に取って,非常に取扱の悪いものになってしまうことになる。特に,屋根上などのアンテナ直下での作業に使う測定装置としては,酷く使いづらいものになってしまう。
そこで本発明の信号レベル測定回路10によれば,「入力レベル測定モード」においてアナログ放送であってもディジタル放送であっても,レベル測定を行なうことができるのは勿論,特にディジタル放送の信号に対しては,入力レベルの測定に加え,「受信信号品位測定モード」を備えさせることで,受信信号品位の測定ができることから,高精度なアンテナの方向調整が簡単にできる。
しかも,その受信信号品位の測定のための「受信信号品位測定モード」は,受信信号品位の確認が必要な間だけ,操作手段に対する簡単な所定の操作によって,第2の検出手段に対して電源供給がなされることで,初めてデータの取得を開始するように構成されており,消費電力の大きな第2の検出手段は,受信信号品位測定モード以外では非動作とするように構成していることから,電池26若しくは電池パックの消耗のスピードを抑えることができる,エネルギー消費量の小さい信号レベル測定回路を提供できる。
即ち,この信号レベル測定回路を用いて測定装置を構成すれば,極めてエネルギー消費量の小さな信号レベル測定装置を提供できるのである。つまり,今後,地上アナログ放送から地上ディジタル放送に変更が進み,地上ディジタルアンテナの新規設置や,既設のアンテナの方向再調整などの工事が増えても,予備の電池や電池パックをたくさん持たなくても,より多くの測定が長時間にわたってできるようになるので,ユーザーにとって効率の良い作業が行なえる信号レベル測定装置を提供できる。
また,このような省エネルギーな構成にすることによって,使用する電池の本数も少なく,若しくは,充電用の電池パックも小型にすることができ,結果として,製品の小型化も実現できる。
更に,操作手段33もその操作の容易性のため,装置の筐体6における外周面の位置であって,例えば装置10を片手でもっても,親指などによって簡単に操作ができる位置に備えさせていることによって,例えば,アンテナが設置された屋根上や屋上など,危険な場所でアンテナの方向調整であっても,片手だけの操作で安全且つ正確に行なうことができるのである。
尚,本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく,以下に例示するように,本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部の構成を適宜に変更して実施することも可能である。
本発明の実施形態に示す信号レベル測定回路及び測定装置では,実施例として,地上アナログ放送と地上ディジタル放送用に構成した例を示したが,衛星放送を利用したアナログ放送とディジタル放送用の信号レベル測定回路及び測定装置用として構成してもよく,実施例に限定されるものではない。また,この信号レベル測定回路をテレビ用のチューナーに代表される端末側装置に内蔵してもよい。この場合は,例えば,チューナーの設定を,アンテナのレベル測定モードにしたときに,上記処理が行なえるように構成すればよい。
また,上記実施形態では,受信信号品位としてBERと信号対雑音比を測定する例を示したが,この実施例に限定されるものではない。受信信号品位が分かるなら,BERだけでも良いし,MERでも良いし,信号対雑音比だけでも良い。また,自在に組み合わせても良い。
また,受信信号品位が,所定の値に入っているかいないかを制御部15において判定して,その結果に基づいて,表示器35に対してキャラクタ表示を行なうようにしても良い。これによれば,一目で受信信号品位の確認ができ利便性がよくなる。このときの表示器35における表示例を図5(b)に示しており,本発明の実施例では上段右側の37で示される○×表示であり,受信信号品位が所定のレベル以上であれば○,それ以下である場合は×を表示する。
また,本発明の実施例では,操作手段としてのBERボタン33を操作したときに受信信号品位の測定と表示をおこなうように構成したが,BERボタン33を操作したときは,レベル表示と受信信号品位を,所定時間若しくは任意の時間ごとに交互に測定,表示するように構成しても良い。これによって,一つの操作で両方のデータが順次確認ができるので,アンテナの方向調整がより行ないやすくなる。
また,この測定装置等により得られたデータを,赤外線等を使って例えば携帯電話等に転送できるように構成しても良い。これによって,パソコン等を使って,例えばデータベースの作成が容易にできるようになる。図1に示す38が赤外線送信手段であり,入力レベルや受信信号品位は,制御部15によって制御され,赤外線送信窓39を介して出力される。
本発明に係る地上ディジタル放送システムの一実施形態の構成を示す概念図及び信号レベル測定装置の回路構成を示すブロック図である。 本発明に係る信号レベル測定装置の,他の実施形態の回路構成を示すブロック図である。 図1の信号レベル測定装置における電圧モニタの処理ルーチン(タイマ1)を示すフローチャートである。 図1の信号レベル測定装置における信号レベル測定処理ルーチンを示すフローチャートである。 表示器に表示される項目の一実施形態を示す説明図であり,(a)は入力レベル測定モードにおける表示例であり,入力レベル表示として数値とバーによる表示をした例,(b)は受信信号品位測定モードにおける表示例であり,受信信号品位表示としてC/NとBERを表示した例,(c)は電圧警告表示の例である。
符号の説明
1…電波塔,2…アンテナ,5…同軸ケーブル,6…筐体,7…コネクタ,8…電源入力端子,9…電源入力切換手段,9a…内部電源入力端,9b…外部電源入力端,9c…出力端,10…信号レベル測定装置,11…信号入力端子,12…信号経路切換手段,12a・12b…出力端,13…レベル測定モジュール,15…制御部,18…定電圧レギュレーター,19…定電圧レギュレーター,23…ディジタルチューナーモジュール,25…電源リレー,26…乾電池(充電池),26a…コネクタ,27…電源リレー制御手段,31…電源スイッチ,32…チャンネル切換スイッチ,33…BERボタン,35…表示器,36…電池残量表示,37…受信信号品位表示,38…赤外線送信手段,39…赤外線送信窓,41…測定チャンネル表示,42…入力レベル表示,43…数字表示,44…バー表示,52…C/N表示,54…BER表示,55…電圧警告表示。

Claims (6)

  1. テレビ放送信号の信号レベル測定回路において,
    受信回路に入力するテレビ放送信号の信号強度を検出する第1の検出手段と,
    該信号強度から前記受信回路の入力レベルに変換するレベル変換手段と,
    受信回路に入力するテレビ放送信号の内,受信回路で受信したディジタルテレビ放送信号に対して放送データを検出する第2の検出手段と,
    前記第2の検出手段の動作状態を操作する操作手段と,
    該操作手段の操作に基づいて,前記第2の検出手段を動作させるか非動作とするかを切換える動作切換手段と,
    前記操作手段の操作に基づいて前記第2の検出手段を動作状態にしたときに,該第2の検出手段で得られる放送データの中から受信信号品位を取得する取得手段と,
    前記入力レベル若しくは前記受信信号品位を表示器に表示させる表示手段と,
    を具備し,
    前記取得手段は,前記第2の検出手段で得られる前記放送データの中からビット誤り率と変調誤差率を取得し,加えて,前記変調誤差率を,信号対雑音比に変換する品位変換手段を,具備し,
    前記表示手段は,前記信号レベル測定回路を動作させた状態で,前記第2の検出手段が非動作状態のときは,前記表示器に,少なくとも前記入力レベルを表示し,前記操作手段の操作によって前記第2の検出手段を動作させたときは,前記表示器に,前記受信信号品位として,少なくとも,前記ビット誤り率及び前記変調誤差率の一方と,前記信号対雑音比とを表示することを特徴とする信号レベル測定回路。
  2. 前記受信信号品位に対する基準値を予め備えると共に,該基準値と前記受信信号品位を比較し,その結果に基づいて,前記受信信号品位が基準値より大きいか小さいかを判定する判定手段,を具備し,
    前記表示手段は,前記操作手段の操作によって前記第2の検出手段を動作させたときは,前記表示器に,少なくとも前記受信信号品位に加えて前記判定手段による判定結果を表示することを特徴とする請求項1に記載の信号レベル測定回路。
  3. 前記表示手段は,前記操作手段の操作によって前記第2の検出手段を動作させたときは,前記表示器に,所定時間毎若しくは夫々任意の時間毎に,少なくとも前記入力レベルか前記受信信号品位を,交互に表示することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の信号レベル測定回路。
  4. テレビ放送信号の信号レベル測定回路において,
    受信回路に入力するテレビ放送信号の信号強度を検出する第1の検出手段と,
    該信号強度から前記受信回路の入力レベルに変換するレベル変換手段と,
    受信回路に入力するテレビ放送信号の内,受信回路で受信したディジタルテレビ放送信号に対して放送データを検出する第2の検出手段と,
    前記第2の検出手段の動作状態を操作する操作手段と,
    該操作手段の操作に基づいて,前記第2の検出手段を動作させるか非動作とするかを切換える動作切換手段と,
    前記操作手段の操作に基づいて前記第2の検出手段を動作状態にしたときに,該第2の検出手段で得られる放送データの中から受信信号品位を取得する取得手段と,
    前記入力レベル若しくは前記受信信号品位を表示器に表示させる表示手段と,
    を具備し,
    前記表示手段は,前記信号レベル測定回路を動作させた状態において,前記第2の検出手段が非動作状態のときは,前記表示器に,少なくとも前記入力レベルを表示し,前記操作手段の操作によって前記第2の検出手段を動作させたときは,前記表示器に,所定時間毎若しくは夫々任意の時間毎に,少なくとも前記入力レベルか前記受信信号品位を,交互に表示することを特徴とする信号レベル測定回路。
  5. 請求項1から請求項4の何れか一項に記載の信号レベル測定回路を備えたことを特徴とする信号レベル測定装置。
  6. 前記操作手段は,装置の外周面からダイレクトに操作可能に備えられていることを特徴とする請求項5に記載の信号レベル測定装置。
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