JPH0530118B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、衛星放送受信機に係り、特に受信電
波の品質を表示することにより、アンテナの設置
角度の調整等に役立てることができる衛星放送受
信機の受信画質表示装置に関する。

従来の技術 静止衛星を利用した放送局間のテレビ信号の伝
送が、実用に供されて以来久しいが、我国では世
界にさきがけて一般家庭での直接受信を行なう実
用衛星放送が開始された。一般に衛星放送は第９
図に示す様にマイクロ波帯の電波をテレビ信号で
変調して、静止衛星から電波を放射し、地上にお
いてパラボラアンテナ等による衛星放送用アンテ
ナ（日本ではBSアンテナと統一呼称されている
ので以下常にBSアンテナ３１と称する）で電波
を集束した後、超低雑音増幅器を含む衛星放送用
コンバータ（日本ではBSコンバータと統一呼称
されているので以下常にBSコンバータ３２と称
する）を用いて、1GHz帯に周波数変換する。BS
コンバータ３２からの出力信号は同軸ケーブル３
３を用いて、屋内にある衛星放送受信機（日本で
はBSチユーナと統一呼称されているので以下常
にBSチユーナ３４と称する）において選局及び
FM復調等の信号処理をされて、映像信号及び音
声信号が出力され、これがテレビ受像機３５に入
力される。

ところで高品質の画像を得るためには、復調さ
れた映像信号のSN比を大きくする必要がある。
復調された映像信号のSN比（信号レベル対雑音
レベル比）は受信信号のCN比（搬送波レベル対
入力雑音レベル比）に比例するので、CN比を大
きくする必要がある。CN比を大きくするために
は、より低雑音のBSコンバータを用いて雑音レ
ベルを小さくすることと、より高利得を有する
BSアンテナを用いて搬送波レベルを大きくする
こととが必要である。BSアンテナの利得は、直
接受信システムでは通常36dBi程度の高利得アン
テナが用いられるので、その半値角は約２度であ
り、アンテナの指向上は極めて強い。このため、
アンテナの能力を最大限引出すためには、アンテ
ナを設置時に精度よく電波の到来方法に向ける必
要がある。

この目的のため従来は、BSチユーナ３４の
AGC端子電圧を用いて、BSチユーナ３４への入
力信号レベルの強度に比例する出力電圧を得て、
これを第９図に示すように電圧計３６等を利用し
て表示していた。AGC出力端子電圧を用いてア
ンテナの方向調整をするBSチユーナは、例えば
第１０図に示すように構成される。第１０図は
BSチユーナの1_stIF入力段からAGC検波段までの
概略のブロツクダイヤ図である。第１０図４１は
BSチユーナの1_stIF入力端子、４２は1_stIF増幅
器、４３は周波数変換器、４４は局部発振器、４
５はAGC増幅器（可変利得増幅器）、４６はバン
ドパスフイルタ（BPF）、４７はAGC検波器、４
８はDCレベルシフト増幅器、４９はAGC出力端
子である。1_stIF入力端子４１より入力された
BSIF信号は周波数変換器４３より選局され、次
にAGC増幅器４５、BPF４６を介して、復調器
へ信号が入力される。AGC検波器４７は、信号
のレベルを検出するものであり、検出レベルの大
きさに応じてAGCの制御電圧V_cを出力する。
AGC増幅器４５は可変利得増幅器であり、制御
電圧V_cにより利得が変化することにより、AGC
の検波レベルが一定となるように動作する。

第１１図はAGC増幅器４５の利得制御特性の
一例を示した図である。一般的にトランジスタの
フオワードAGC方式が用いられるので、第１１
図に示す様に制御電圧が高い程、利得が減少す
る。AGC増幅器の利得が高い時は、1_stIF信号の
入力レベルが低い場合であり、逆に利得が低い時
は、入力レベルが高い時である。このためAGC
の制御電圧V_cと1_stIF入力信号レベルとの関係は
第１２図に示すようにほぼ比例関係にある。

BSチユーナのI_stIF入力信号のレベルＣは、(1)
式で表わすことができる。（文献：衛星放送受信
機その１目標定格、電波技術協会） Ｃ＝EIRP・L_f・G_r・β・Ｒ・G_c・L_k ……(1) ここで EIRP：衛星の等価等方放射電力 L_f：自由空間伝搬損失 G_r：アンテナ利得 β：アンテナポインテイング損失 Ｒ：降雨減衰 G_c：BSコンバータ利得 L_k：ケーブルによる減衰 (1)式によれば、BSチユーナの1_stIF入力信号レ
ベルはアンテナポインテイング損失と逆比例の関
係があるので、AGC制御電圧をBSチユーナの付
属端子として出力し、これを電圧計等で表示すれ
ば、アンテナ設置時にアンテナポインテイング損
失が０となり、1_stIF信号入力レベルが最大とな
るようにアンテナ方向調整を行なうことが可能で
ある。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような構成では、(1)式か
ら判るように、BSチユーナの1_stIF入力信号レベ
ルは画質の良さを決定づけるBSアンテナ１への
電波の入力強度だけでなく、BSコンバータの利
得及びBSコンバータとBSチユーナとを接続する
同軸ケーブルによる減衰によつて変化する。BS
コンバータの利得は48dB±4dBであり、同軸ケ
ーブルの減衰は10ｍ〜30ｍの長さを考えると4dB
〜15dBの範囲である。両者の和をとれば、設置
時の1_stIF信号入力レベルの範囲は19dBもの広さ
になつてしまう。このため従来例では、BSコン
バータの利得及び同軸ケーブルの長さというBS
受信システムにおけるテレビ信号の受信CN比と
直接的に関係のない量によつてAGC出力端子レ
ベルが変化する。このためAGC出力端子を用い
れば、アンテナの方向調整には有用であるが、受
信画像の良否（受信画質）を表示することには使
用できないという課題があつた。

本発明は上記課題に鑑み、衛星放送受信機の受
信CN比を表示し、これによりアンテナ設置時の
方向調整にも使用できる安定した受信画質表示回
路を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段 この目的を達成するために本発明の衛星放送受
信機画質表示装置は、FM変調された中間周波信
号である衛星放送テレビジヨン信号を復調した復
調出力信号の成分よりテレビ信号成分、即ち映像
輝度成分と映像搬送色信号成分と音声副搬送波の
変調信号成分とを除去し、雑音成分を取出すバン
ドパスフイルタと、取出された雑音成分を検波に
必要なレベルまで増幅する第１の増幅器と、増幅
された雑音を入力として検波して雑音成分の大き
さを検出する検波回路と、その検波出力を入力し
て可変利得を持つ第２の増幅器と、第２の増幅器
の出力を入力としてその出力レベルに応じて動作
するレベル表示回路とから構成される。

作 用 本発明は上記した構成によつて、FM復調器か
ら映像信号と音声副搬送波の変調信号よりなるテ
レビ信号とBSアンテナ入力レベルにより変化す
る復調雑音成分よりなる復調出力成分が出力さ
れ、バンドパスフイルタによつて、テレビ信号の
ない周波数帯の復調雑音成分のみを取出すことが
できる。FM方式の信号検波出力端での復調雑音
成分は、一般に三角雑音と呼ばれるように、復調
周波数が高くなるにつれて、雑音電圧が増大する
ので、バンドパスフイルタの周波数が高い程、大
きい雑音電圧が得られ、複合テレビ信号の最高周
波数より中心周波数が高いバンドパスフイルタ
は、雑音成分をより容易に取り出すことができ
る。また雑音電圧は、BSアンテナ入力レベルが
増大するとともに減少することになる。バンドパ
スフイルタにより取出された雑音成分は増幅器に
より充分な大きさまで増幅された後に検波回路に
入力され、雑音成分を検波し、雑音電圧の大きさ
に応じたDC出力電圧を得ることができる。

ところで復調された映像信号の出力レベルは
1V_p-pと決定されているので、その映像信号の
SN比は、上記のようにして検出された検波出力
をSN比に比例する大きさに変換することにより
受信状態の良否を判断することができ、このDC
出力電圧をレベル表示手段により、テレビ信号に
重畳させることにより、画像上で復調された映像
信号のSN比を表示することができる。

復調されたテレビ信号のSN比と受信信号の
CN比の関係は、スレツシユホールドよりも高い
CN比において次式で表わされる。

（Ｓ／Ｎ）＝I_FM・I_EMP・（Ｃ／Ｍ） ……(2) (2)式でI_FMはFM改善度であり、I_EMPはエンフアシ
スによる改善度である。我国の衛星放送の諸元を
あてはめると、I_FM＝21dB、I_EMP＝2.9dBである。
(2)式よりSN比とCN比は比例関係にあるので、
アンテナの方向変化によりアンテナ利得が変化し
受信信号の搬送波レベルＣが変化すれば、SN比
が変化するので、これを表示しておけば、アンテ
ナ設置時の方向調整に供することが可能である。

一方スレツシユホールドよりCN比が低い場合
には、(2)式で表わされるCN比とSN比の比例関
係が成立せず、CN比の低下に伴いSN比の急激
な劣化が生ずる。このため検波回路から得られる
雑音成分に対応する検波出力は急激に変化する。
これを補正するため可変利得特性を持つ増幅器を
介してレベル表示を行うと、アンテナ方向のずれ
等による弱電界入力でのSN比の急激な変化に対
してもほぼSN比に比例した表示を行うことがで
きる。

実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照し
ながら説明する。第１図は本発明の一実施例にお
ける衛星放送、受信機画質表示装置のブロツク図
である。第１図において、１はBSコンバータか
ら同軸ケーブルを接続して、信号を入力する1_st
IF入力端子、２は多数のチヤンネルから、１つ
のチヤンネルのみを選択する選局回路、３はFM
変調されている信号を復調するためのFM復調回
路、４はFM復調出力信号から雑音成分を抜取る
ためのバンドパスフイルタ（BPF）、５は抜取つ
た雑音を検波に必要なだけ増幅するための増幅
器、６は雑音電力の大きさに応じたDC出力（検
波出力）を得るための検波器、７は可変利得特性
を持つ増幅器、８はFM復調出力にデイエンフア
シスをかけたり、衛星放送特有のエネルギー拡散
信号成分の除去を行うための映像信号処理回路、
９は、増幅器７からの増幅出力を映像信号に重畳
して、テレビ受像機１０に表示するためのオンス
クリーン表示回路である。

以上のように構成された衛星放送受信機画質表
示装置について、以下その動作について説明す
る。まずBSチユーナの1_stIF入力端子１に入力さ
れた受信信号は選局回路２で選局され、復調回路
３によつてFM復調された後に、映像信号処理回
路８においてデイエンフアシス、音声サブキヤリ
ア信号除去、エネルギー拡散信号除去を行つて映
像信号を得た後に、チヤンネル表示及び音量表示
等の情報をオンスクリーン表示回路９において映
像信号に重畳した後にテレビ受像機１０に供給す
る。これまでの回路動作は通常のBSチユーナの
機能に含まれているものである。

さてFM復調後の信号は第２図に示すように、
映像輝度成分、映像搬送色信号成分（中心周波数
は3.58MHz）、音声副搬送波の変調信号成分（中
心周波数は5.7272MHz）から成る。また復調され
た雑音は第３図に示すように一般に三角雑音と呼
ばれるように、周波数が高い程雑音電力が増大す
る。このため復調信号成分を除き、雑音成分のみ
を取出すためのバンドパスフイルタ（BPF）４
は、復調器における映像搬送色信号の２倍、３倍
の高周波成分と音声副搬送波の変調信号の２倍の
高調波成分の発生を考慮して中心周波数を約8M
Hz、帯域を1MHz程度に選ぶことが望ましい。
BPFの中心周波数を11MHz以上に選ぶことは、
復調信号成分を除くことができるが、一般にBS
チユーナのFM復調器の復調出力の周波数帯域は
50MHzから58MHz程度までであり、それ以上の周
波数では保証されていないため、雑音成分の出力
レベルが低下してくるので、後段の増幅器５の利
得を大きくする必要があると共に、雑音成分のレ
ベルのバラツキが大きくなるので好ましくない。

BPF４により取出された雑音は、増幅器５に
より検波器６によつて検波するに充分なレベルに
なるまで増幅されて検波器６に入力され、検波さ
れ、増幅器７によつてオンスクリーン表示回路９
に入力するのに必要なレベルに増幅される。検波
器６の出力は入力信号のCN比を変化させた時、
第４図に示すようにCN比が低下してくると急激
に増大する。これは衛星放送の場合、映像信号の
変調にFMを用いているためCN比が約9dB以下
においていわゆるスレツシユホールド現象が生じ
て、復調出力の雑音レベルが急激に増大するため
と考えられる。このため検波器６の後に接続する
増幅器７に、入力が所定値より大きい時（スレツ
シユホールド点を越えた時）利得が小さくなる可
変利得作用を持たせれば、雑音レベルの急増によ
る検波出力のCN比に対する非線型性が補正さ
れ、第５図のように、増幅器７の出力のCN比に
対する直線性は改善される。

可変利得作用を有する増幅器７は、第６図に示
すようにオペレーシヨナルアンプ２９とダイオー
ド２４と直流電源２３を用いて実現できる。ここ
で抵抗２５〜２７はオペレーシヨナルアンプ２９
の利得を決定する抵抗である。この増幅器の入出
力特性は第７図に示すように入力が小さい領域で
はダイオード２４がオンするため抵抗２５と抵抗
２６の中点の電位がダイオード２４のカソード電
圧に固定されるので、抵抗２５，２６，２７の抵
抗値をR₁、R₂、R₃とすると利得は１＋R₃／R₂倍
となるが、ある出力電圧以上になると抵抗２５と
抵抗２６の中点の電位が高くなり、ダイオード２
４がオフとなるため利得は１＋R₃／（R₁＋R₂）
倍と小さくなり可変利得を持つ。本増幅器の検波
器６の後に用いて、利得が変化する入力電圧をス
レツシユホールド付近に設定すれば、CN比の劣
化に伴い急激に増大する検波出力レベルを利得を
低くすることにより補正することができ、第５図
に示すような出力を得ることができる。

増幅器７の出力をオンスクリーン表示回路９に
入力して、映像信号を重畳してテレビ受像機１０
に表示すれば、CN比に相当する量を、たとえば
伸縮するバー表示で陰極線管画面上に表示するこ
とが可能となる。

また増幅器７の出力を電圧計に入力して表示す
れば、BSアンテナの方向調整に利用することが
できる。

本発明は、上記実施例以外にも、その要旨を変
更しない範囲での各種の変形実施が可能である。

例えば検波器６はCN比の劣化に伴い検波出力
電圧が急激に増大する第４図に示すような特性を
持つものとしたが、CN比の劣化に伴い検波出力
電圧が急激に低下するような第４図に示したもの
とは逆の出力電圧特性を持つものとしてもよく、
この場合は増幅器７を第８図に示すように第６図
におけるダイオード２４を逆向きとした構成と
し、ある入力電圧以上で利得が大きくなる特性を
持つものとすればよい。

またBPF４は復調器における映像搬送色信号
の２倍、３倍の高調波成分と音声副搬送波の変調
信号の２倍の高調波成分の発生をも考慮して、中
心周波数、帯域を選択したが、これらの発生がな
い場合には、BPF４はこれらの高周波成分を考
慮せずに中心周波数、帯域を選択し構成してもよ
い。

更に増幅器７は、２値の利得変化特性を持つも
のとしたが、多値の利得変化特性を持つものとし
て出力のCN比に対する直線性をより一層改善す
る構成としてもよく、また増幅器７の回路の構成
も可変利得特性を有するものであれば、第６図以
外の構成としてもよい。

発明の効果 以上のように本発明は、FM復調出力から雑音
成分を取り出し、検波することにより雑音成分の
大きさを検出し、検波器の出力特性に対応した可
変利得特性を有する増幅器を用いてスレツシユホ
ールド現象における検波出力電圧の非直線性を補
正し、CN比に対する直線性を改善するので、ア
ンテナの方向調整での使用や衛星放送受信機の画
質表示が可能になり、さらにCN比に相当する量
を陰極線管画面上に表示をすれば、別途表示手段
が必要なく、陰極線管画面をみながらBSアンテ
ナの方向調整を行うことができ、その実用的効果
は大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における衛星放送受
信機画質表示装置のブロツク図、第２図はBSチ
ユーナの復調出力における復調信号のスペクトラ
ム図、第３図は同じく復調出力における復調雑音
のスペクトラム図、第４図は検波器出力対CN比
の関係を示す特性図、第５図は可変利得作用を有
する増幅器を用いた場合の増幅器出力対CN比の
関係を示した特性図、第６図は可変利得作用を有
する増幅器の一例を示した回路図、第７図はその
増幅器の入出力特性図、第８図は、本発明の他の
実施例における可変利得作用を有する増幅器の回
路図、第９図は従来のAGC端子出力を用いたア
ンテナ調整法を示す図、第１０図はそのAGC端
子出力を得るためのBSチユーナの構成を示すブ
ロツク図、第１１図及び第１２図はAGC端子出
力が1_stIF信号レベルに比例することを示す特性
図である。 ３……FM復調器、４……バンドパスフイルタ
（BPF）、５……増幅器、６……検波回路、７…
…増幅器、１０……レベル表示装置（テレビ受像
機）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ FM変調された中間周波信号である衛星放送
   テレビジヨン信号を復調するFM復調器と、前記
   FM復調器により復調してえられるベースバンド
   信号から映像輝度信号成分および映像搬送色信号
   成分を含まず、かつ音声の副搬送波の変調信号成
   分を含まない雑音成分のみを取出すバンドパスフ
   イルタと、前記バンドパスフイルタに接続されて
   雑音成分を増幅する第１の増幅器と、前記第１の
   増幅器の出力成分の大きさを検出する検波回路
   と、前記検波回路に接続されて検波回路の出力信
   号をCN比に相当するように補正するための第２
   の増幅器と、前記第２の増幅器の出力レベルに対
   応して動作するレベル表示手段とを備えた衛星放
   送受信機画質表示装置。 ２ レベル表示手段の表示画面は、陰極線官画面
   であり、テレビジヨン信号に基づく映像に重畳さ
   れて前記陰極線官画面表示部にレベル表示が成さ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の衛星放送受信機画質表示装置。