JP7359552B2 - 周波数変換装置 - Google Patents

Description

本発明は、周波数変換装置に関するものである。

例えば、集合住宅等では、放送設備が建設時に敷設されることから、既設の設備では対応できない高い周波数の放送信号を配信する場合には、大規模な改修工事が必要になるという問題点がある。

そこで、特許文献１に開示された技術では、送信側において伝送可能な狭い帯域幅にして下方の周波数にシフトさせるＵＨＦダウンコンバータと、ＣＳアンテナからの直線偏波信号の一方のＣＳ中間周波信号を下方の周波数にシフトさせるＣＳダウンコンバータとを設け、ＶＨＦ信号帯域とＢＳ中間周波信号帯域の間にＵＨＦダウンコンバータおよびＣＳダウンコンバータからの信号を挿入して伝送し、受信側においては下方の周波数にシフトさせたＣＳ中間周波信号を周波数変換して元の周波数にして出力するＣＳアップコンバータと、ＵＨＦチャンネル信号を周波数変換してＵＨＦ帯の周波数にするＵＨＦアップコンバータを有する技術が開示されている。

特開平０９－１６８１０４号公報

ところで、特許文献１に開示された技術では、アップコンバータ（周波数変換装置）は、ＢＳ／ＣＳ放送信号と、ＶＨＦ信号およびＵＨＦ信号とが別々の出力とされている。

テレビジョン受像機にアップコンバータを接続する場合には、ＢＳ／ＣＳ放送信号と、ＶＨＦ信号およびＵＨＦ信号は別々の出力とすることが望ましいが、それ以外の用途である場合、例えば、これらの信号を混合した後に分波し、各部屋のテレビジョン受像機に分配するような場合には、アップコンバータの出力を混合する必要があることから、用途に応じて新たな機器が別途必要になるという問題点がある。

本発明は、このような課題を解決するためのものであり、用途に応じて新たな機器を必要としない周波数変換装置を提供するものである。

上記課題を解決するために、本発明は、 第１周波数帯域よりも高い第２周波数帯域を有する第２放送信号を、前記第１周波数帯域内で第１放送信号の帯域以外の空いている帯域に周波数変換し、前記第１放送信号を組み合わせた第３放送信号と、前記第１周波数帯域よりも高い第４周波数帯域を有する第４放送信号とが混合された放送信号を入力する入力端子と、前記入力端子から入力された放送信号から、前記第３放送信号と前記第４放送信号とを分離して出力するフィルタと、前記第３放送信号に含まれる周波数変換された前記第２放送信号を周波数変換して、前記第２周波数帯域を有する前記第２放送信号を生成する周波数変換部と、前記フィルタから出力される前記第４放送信号と、前記周波数変換部から出力される前記第２放送信号とを混合して第５放送信号として出力する混合部と、第１出力端子および第２出力端子と、前記第３放送信号を前記第１出力端子から出力するとともに前記第５放送信号を前記第２出力端子から出力する第１接続形態と、前記第３放送信号と前記第５放送信号を混合して前記第１出力端子または前記第２出力端子から出力する第２接続形態とを切換可能な切換スイッチと、を有することを特徴とする。
このような構成によれば、用途に応じて新たな機器を必要としない周波数変換装置を提供することができる。

また、本発明は、前記第１放送信号はＣＡＴＶ放送信号であり、前記第２放送信号はＢＳ／ＣＳ左旋放送信号であり、前記第４放送信号はＢＳ／ＣＳ右旋放送信号であることを特徴とする。
このような構成によれば、ＣＡＴＶ放送信号、ＢＳ／ＣＳ左旋放送信号、および、ＢＳ／ＣＳ右旋放送信号を設置形態に応じた形態で出力することができる。

また、本発明は、前記切換スイッチが前記第２接続形態である場合に、前記第１出力端子に第６放送信号が入力され、前記第２出力端子から前記第３放送信号、前記第５放送信号、および、前記第６放送信号が混合された放送信号が出力されることを特徴とする。
このような構成によれば、必要に応じて第６放送信号を混合して出力することができる。

また、本発明は、前記第２出力端子から入力される直流電圧を所定の電圧に変換する変換部を有し、前記変換部から出力される直流電圧を電源電圧として装置の各部に供給することを特徴とする。
このような構成によれば、テレビジョン受像機から供給される直流電圧を電源電圧として使用することができる。

本発明によれば、用途に応じて新たな機器を必要としない周波数変換装置を提供することが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る周波数変換装置の構成例を示す図である。 第１実施形態の動作を説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係る周波数変換装置の構成例を示す図である。 第１実施形態の設置形態の一例を示す図である。 第１実施形態の設置形態の一例を示す図である。 第１実施形態の設置形態の一例を示す図である。 第１実施形態の設置形態の一例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る周波数変換装置の構成例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る周波数変換装置の構成例を示す図である。

次に、本発明の実施形態について説明する。

（Ａ）本発明の第１実施形態の構成の説明
図１は、本発明の第１実施形態に係る周波数変換装置としてのアップコンバータ１０の構成例を示す図である。本発明の第１実施形態に係るアップコンバータ１０は、入力端子（１）１１、フィルタ１２、増幅部１３，１４、分配部１５、ＬＰＦ（Low Pass Filter）１６、周波数変換部１７、ＡＴＴ（Attenuator）１８，２０、混合部１９、増幅部２１、切換スイッチ２２、出力端子（１）２３、フィルタ２４、コンデンサ２５、出力端子（２）２６、電源端子２７、ダイオード２８，２９、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０を有している。

ここで、入力端子（１）１１は、ＣＡＴＶ放送信号とＢＳ／ＣＳ放送信号が混合された信号が入力される。

フィルタ１２は、入力端子（１）１１から入力された信号を、その周波数に応じてＣＡＴＶ放送信号とＢＳ／ＣＳ放送信号に分波し、ＣＡＴＶ放送信号は増幅部１３に供給し、ＢＳ／ＣＳ放送信号は増幅部１４に供給する。

増幅部１３は、ＣＡＴＶ放送信号を必要に応じて増幅して出力する。増幅部１４は、ＢＳ／ＣＳ放送信号を必要に応じて増幅して出力する。

分配部１５は、増幅部１３から出力されるＣＡＴＶ放送信号を２分配して切換スイッチ２２とＬＰＦ１６に供給する。

ＬＰＦ１６は、分配部１５から出力されるＣＡＴＶ放送信号から所定の周波数以下の成分を通過させ、それ以外は減衰して出力する。

周波数変換部１７は、ＬＰＦ１６から出力される信号を周波数変換（アップコンバート）して出力する。

ＡＴＴ１８は、周波数変換部１７から出力される信号のレベルを調整して出力する。ＡＴＴ２０は、増幅部１４から出力される信号のレベルを調整して出力する。

混合部１９は、ＡＴＴ１８から出力される信号と、ＡＴＴ２０から出力される信号と、を混合して出力する。

増幅部２１は、混合部１９から出力される信号を所定の利得で増幅して出力する。

フィルタ２４は、切換スイッチ２２から供給されるＣＡＴＶ放送信号と、増幅部２１から供給されるＢＳ／ＣＳ放送信号を混合して出力する。

コンデンサ２５は、カップリングコンデンサであり、フィルタ２４から出力される高周波信号を通過させ、直流信号を遮断する。

出力端子（２）２６は、フィルタ２４から出力される高周波信号を出力するとともに、外部から供給される直流信号を入力する。

電源端子２７は、例えば、外部電源としてのＡＣアダプタが接続され、直流電源が供給される。

ダイオード２８，２９は、出力端子（２）２６から入力される電源電圧と、電源端子２７から入力される電源電圧とが干渉することを防止する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、出力端子（２）２６から入力される電源電圧、または、電源端子２７から入力される電源電圧の電圧を調整して、装置の各部に供給する。

（Ｂ）本発明の第１実施形態の動作の説明
つぎに、本発明の第１実施形態の動作について説明する。

第１実施形態では、図２に示すように、図示しないヘッドエンド装置等において、２．１ＧＨｚ～３．２ＧＨｚの周波数帯を有するＢＳ左旋放送信号と１１０°ＣＳ左旋放送信号（請求項における「第２放送信号」に対応）とが、７０～７７０ＭＨｚの周波数帯を有するＣＡＴＶ放送信号（請求項における「第１放送信号」に対応）の空いている帯域にダウンコンバートされ、ＢＳ／ＣＳ左旋放送信号を含むＣＡＴＶ放送信号（請求項における「第３放送信号」に対応）が生成されて出力される。この結果、ヘッドエンド装置から伝送路に出力される信号は７０～２．１ＧＨｚの帯域幅となる。

このような信号は、伝送路を介して伝送され、アップコンバータ１０の入力端子（１）１１に入力される。

入力端子（１）１１から入力された信号は、フィルタ１２によって、７０～７７０ＭＨｚ帯のＣＡＴＶ放送信号と、７７０ＭＨｚ～２．１ＧＨｚ帯のＢＳ／ＣＳ放送信号に分波され、ＣＡＴＶ放送信号は増幅部１３に供給され、７７０ＭＨｚ～２．１ＧＨｚ帯のＢＳ／ＣＳ放送信号は増幅部１４に供給される。

増幅部１３は、フィルタ１２から出力された信号を必要に応じて増幅して出力する。分配部１５は、増幅部１３から出力される信号を分配し、切換スイッチ２２とＬＰＦ１６に供給する。

切換スイッチ２２は、図１の例では、出力端子（１）２３側を選択しているので、出力端子（１）２３からは分配部１５から供給される信号が出力される。すなわち、出力端子（１）２３からは図２（Ｂ）に示す、７０～７７０ＭＨｚの信号（ＣＡＴＶ放送信号にダウンコンバートされたＢＳ左旋放送信号および１１０°ＣＳ左旋放送信号が重畳された信号）が出力される。

ＬＰＦ１６は、分配部１５から供給される信号から、図２（Ｂ）に示す、ダウンコンバートされたＢＳ左旋放送信号および１１０°ＣＳ左旋放送信号を抽出し、周波数変換部１７に供給する。

周波数変換部１７は、ＬＰＦ１６から出力される信号をアップコンバートし、ＡＴＴ１８に供給する。より詳細には、周波数変換部１７は、図２（Ｂ）に示す、７０～７７０ＭＨｚ帯に重畳された、ダウンコンバートされたＢＳ左旋放送信号および１１０°ＣＳ左旋放送信号をアップコンバートし、図２（Ｃ）に示す元の信号（２．１～３．２ＧＨｚ帯）に変換して出力する。

ＡＴＴ１８は、周波数変換部１７から出力される信号のレベルを調整して混合部１９に供給する。ＡＴＴ２０は増幅部１４から供給される信号のレベルを調整して混合部１９に供給する。

混合部１９は、ＡＴＴ１８から出力される信号と、ＡＴＴ２０から出力される信号とを混合して出力する。

増幅部２１は、混合部１９から出力される信号を所定の利得で増幅して出力する。フィルタ２４は、図１の例では、切換スイッチ２２からの出力が供給されていないので、増幅部２１から出力される信号を通過し、コンデンサ２５に供給する。

コンデンサ２５は、フィルタ２４から出力される高周波信号を通過させて出力端子（２）２６に供給し、出力端子（２）２６から入力される直流信号（電源電圧）は遮断する。

この結果、図１の例では、出力端子（１）２３からは、図２（Ｂ）に示す、７０～７７０ＭＨｚの信号（ＣＡＴＶ放送信号にダウンコンバートされたＢＳ左旋放送信号および１１０°ＣＳ左旋放送信号が重畳された信号）が出力され、出力端子（２）２６からは図２（Ａ）に示す１０３２ＭＨｚ～３．２ＧＨｚ帯の信号（ＢＳ右旋放送信号、１１０°ＣＳ右旋放送信号、ＢＳ左旋放送信号、および、１１０°ＣＳ左旋放送信号）が出力される。

一方、図３に示すように、切換スイッチ２２がフィルタ２４側を選択している場合、分配部１５から出力される信号は、切換スイッチ２２を介してフィルタ２４に供給される。

フィルタ２４は、分配部１５から供給される、図２（Ｂ）に示す、７０～７７０ＭＨｚの信号（ＣＡＴＶ放送信号にダウンコンバートされたＢＳ左旋放送信号および１１０°ＣＳ左旋放送信号が重畳された信号）と、増幅部２１から供給される、図２（Ａ）に示す１０３２ＭＨｚ～３．２ＧＨｚ帯の信号（ＢＳ右旋放送信号、１１０°ＣＳ右旋放送信号、ＢＳ左旋放送信号、および、１１０°ＣＳ左旋放送信号）を混合して出力する。

この結果、図３の例では、出力端子（１）２３からは信号が出力されない。また、出力端子（２）２６からは、図２（Ｂ）に示す、７０～７７０ＭＨｚの信号（ＣＡＴＶ放送信号にダウンコンバートされたＢＳ左旋放送信号および１１０°ＣＳ左旋放送信号が重畳された信号）と、増幅部２１から供給される、図２（Ａ）に示す１０３２ＭＨｚ～３．２ＧＨｚ帯の信号（ＢＳ右旋放送信号、１１０°ＣＳ右旋放送信号、ＢＳ左旋放送信号、および、１１０°ＣＳ左旋放送信号）とが重畳された信号が出力される。

つぎに、本発明の第１実施形態の設置方法について説明する。図４～図７は、第１実施形態に係るアップコンバータ１０の設置方法について説明するための図である。図４に示すように、アップコンバータ１０は、テレビジョン受像機５２の前に配置され、アップコンバータ１０から出力される７０～７７０ＭＨｚの信号がテレビジョン受像機５２の地上放送用入力端子に入力され、アップコンバータ１０から出力される１０３２～３２２４ＭＨｚの信号がテレビジョン受像機５２の衛星放送用入力端子に入力される。なお、図４の例では、伝送周波数帯域が２．１ＧＨｚの信号がブースタ５０に入力され、ブースタ５０によって増幅された信号が分配器５１で、例えば、４分配され、アップコンバータ１０によってＢＳ左旋放送信号および１１０°ＣＳ左旋放送信号がアップコンバートされて、ＢＳ左旋放送信号および１１０°ＣＳ左旋放送信号と重畳されて出力される。

ところで、このような形態（２分岐出力）のアップコンバータ１０を、例えば、分配器５１の前段で使用する場合には、図５に示すように、混合器６１を配置して、アップコンバータ１０から出力される７０～７７０ＭＨｚ帯域の信号と、１０３２～３２２４ＭＨｚ帯域の信号と、を混合して分配器５１に供給する必要があった。

しかしながら、本発明の第１実施形態に係るアップコンバータ１０では、切換スイッチ２２を出力端子（１）２３側に切り換えることで、図４に示す用途に対応することができる。また、切換スイッチ２２をフィルタ２４側に切り換えることで、図６に示すように、混合器６１を配置することなく、分配器５１に接続することができる。

また、図７に示すように、混合機能を有するブースタ５０の前段に配置する場合には、切換スイッチ２２を出力端子（１）２３側に接続することで対応することができる。なお、混合機能を有しないブースタ５０の前段に配置する場合には、切換スイッチ２２をフィルタ２４側に接続することで対応することができる。

以上に説明したように、本発明の第１実施形態に係るアップコンバータ１０によれば、切換スイッチ２２を切り換えることによって、７０～７７０ＭＨｚ帯域の信号と、１０３２～３２２４ＭＨｚ帯域の信号とを、個別に出力したり、混合して出力したりすることができるので、様々な設置環境に対応することができる。また、混合器等の追加の機器が必要でなくなるので、設置の際に必要なコストを低減することができる。

（Ｃ）本発明の第２実施形態の構成の説明
つぎに、本発明の第２実施形態の構成について説明する。図８は本発明の第２実施形態に係るアップコンバータ１０Ａの構成例を示す図である。なお、図８において、図１と対応する部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。図８では、図１と比較すると、切換スイッチ２２が切換スイッチ４２に置換され、また、フィルタ２４とコンデンサ２５の間に混合部４３が追加されている。これら以外の構成は、図１と同様である。

ここで、切換スイッチ４２は、分配部１５、出力端子（１）２３、混合部４３、および、フィルタ２４の接続を、実線または破線で示すように切り換えることができる構成とされている。なお、図８の例では、分配部１５が出力端子（１）２３に接続され、フィルタ２４の入力が混合部４３の入力に接続されている。

一方、図９の例では、切換スイッチ４２は、分配部１５をフィルタ２４の入力に接続し、入力端子（２）２３を混合部４３の入力に接続している。

（Ｄ）本発明の第２実施形態の動作の説明
つぎに、本発明の第２実施形態の動作について説明する。第２実施形態では、切換スイッチ４２が図８に示す接続状態である場合には、分配部１５から出力される７０～７７０ＭＨｚの信号が出力端子（１）２３から出力される。

また、混合部１９は、ＡＴＴ１８から出力される図２（Ｃ）に示すアップコンバートされたＢＳ左旋放送信号および１１０°ＣＳ左旋放送信号と、ＡＴＴ２０から出力されるＢＳ右旋放送信号および１１０°ＣＳ右旋放送信号とを混合して出力する。増幅部２１は、混合部１９から出力される放送信号を所定の利得で増幅して出力する。フィルタ２４は、増幅部２１から出力される放送信号を通過させ、混合部４３を介してコンデンサ２５に供給する。なお、フィルタ２４と混合部４３は相互に接続されているので、混合部４３には放送信号の入力はないことから、混合部４３は、増幅部２１から出力されるＢＳ左旋放送信号および１１０°ＣＳ左旋放送信号とＢＳ右旋放送信号および１１０°ＣＳ右旋放送信号が混合された信号を出力する。

この結果、出力端子（１）２３からは７０～７７０ＭＨｚ帯域のＣＡＴＶ放送信号が出力され、出力端子（２）２６からは１０３２～３２２４ＭＨｚ帯域のＢＳ左旋放送信号および１１０°ＣＳ左旋放送信号とＡＴＴ２０から出力されるＢＳ右旋放送信号および１１０°ＣＳ右旋放送信号が混合された放送信号が出力される。

このため、図８に示す接続状態の場合には、例えば、図４および図７に示す用途に用いることができる。

つぎに、図９について説明する。図９では、出力端子（１）２３は、入力端子（２）２３として使用される。より詳細には、入力端子（２）２３には、例えば、ＦＭ放送信号、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号、ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）信号等の７０～７７０ＭＨｚ帯域および／または１０３２～３２２４ＭＨｚ帯域の信号が入力される。

この結果、入力端子（２）２３から入力された放送信号は、切換スイッチ４２を経由し、混合部４３に供給される。

混合部４３には、ＢＳ左旋放送信号および１１０°ＣＳ左旋放送信号とＡＴＴ２０から出力されるＢＳ右旋放送信号および１１０°ＣＳ右旋放送信号とが混合された信号がフィルタ２４から供給されている。このため、混合部４３は、フィルタ２４から供給されるＢＳ左旋放送信号および１１０°ＣＳ左旋放送信号とＡＴＴ２０から出力されるＢＳ右旋放送信号および１１０°ＣＳ右旋放送信号とが混合された信号と、切換スイッチ４２から供給される入力信号を混合して出力する。

この結果、入力端子（２）２３には放送信号が入力され、出力端子（２）２６からは、ＢＳ左旋放送信号および１１０°ＣＳ左旋放送信号とＡＴＴ２０から出力されるＢＳ右旋放送信号および１１０°ＣＳ右旋放送信号とが混合された信号と、切換スイッチ４２から供給される入力信号とが混合された信号が出力される。

このため、図９に示す接続状態の場合には、例えば、図６に示す用途に用いることができる。

（Ｅ）変形実施形態の説明
以上の各実施形態は一例であって、本発明が上述したような場合のみに限定されるものでないことはいうまでもない。例えば、以上の各実施形態では、ＣＡＴＶ放送信号、ＢＳ右旋放送信号、ＢＳ左旋放送信号、１１０°ＣＳ右旋放送信号、１１０°ＣＳ左旋放送信号、ＦＭ放送信号、ＯＦＤＭ放送信号、および、ＱＡＭ放送信号を用いるようにしたが、これら以外の放送信号や周波数帯域を用いるようにしてもよい。

また、図１、図３、図８、および、図９に示す回路構成は一例であって、本願発明がこれらの回路に限定されるものではない。

１０，１０Ａ アップコンバータ（周波数変換装置）
１１ 入力端子（１）
１２ フィルタ
１３ 増幅部
１４ 増幅部
１５ 分波部
１６ ＬＰＦ
１７ 周波数変換部
１９ 混合部
２１ 増幅部
２２ 切換スイッチ
２３ 出力端子（１）または入力端子（２）
２４ フィルタ
２５ コンデンサ
２６ 出力端子（２）
２７ 電源端子
２８ ダイオード
２９ ダイオード
３０ ＤＣ／ＤＣコンバータ
４２ 切換スイッチ
４３ 混合部
５０ ブースタ
５１ 分配器
５２ テレビジョン受像機
６１ 混合器

Claims (4)

1. 第１周波数帯域よりも高い第２周波数帯域を有する第２放送信号を、前記第１周波数帯域内で第１放送信号の帯域以外の空いている帯域に周波数変換し、前記第１放送信号を組み合わせた第３放送信号と、前記第１周波数帯域よりも高い第４周波数帯域を有する第４放送信号とが混合された放送信号を入力する入力端子と、
   前記入力端子から入力された放送信号から、前記第３放送信号と前記第４放送信号とを分離して出力するフィルタと、
   前記第３放送信号に含まれる周波数変換された前記第２放送信号を周波数変換して、前記第２周波数帯域を有する前記第２放送信号を生成する周波数変換部と、
   前記フィルタから出力される前記第４放送信号と、前記周波数変換部から出力される前記第２放送信号とを混合して第５放送信号として出力する混合部と、
   第１出力端子および第２出力端子と、
   前記第３放送信号を前記第１出力端子から出力するとともに前記第５放送信号を前記第２出力端子から出力する第１接続形態と、前記第３放送信号と前記第５放送信号を混合して前記第１出力端子または前記第２出力端子から出力する第２接続形態とを切換可能な切換スイッチと、
   を有することを特徴とする周波数変換装置。
2. 前記第１放送信号はＣＡＴＶ放送信号であり、前記第２放送信号はＢＳ／ＣＳ左旋放送信号であり、前記第４放送信号はＢＳ／ＣＳ右旋放送信号であることを特徴とする請求項１に記載の周波数変換装置。
3. 前記切換スイッチが前記第２接続形態である場合に、前記第１出力端子に第６放送信号が入力され、前記第２出力端子から前記第３放送信号、前記第５放送信号、および、前記第６放送信号が混合された放送信号が出力されることを特徴とする請求項１または２に記載の周波数変換装置。
4. 前記第２出力端子から入力される直流電圧を所定の電圧に変換する変換部を有し、前記変換部から出力される直流電圧を電源電圧として装置の各部に供給することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の周波数変換装置。