JPH10304261A - ケーブルモデム用チューナ - Google Patents
ケーブルモデム用チューナInfo
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- JPH10304261A JPH10304261A JP9108556A JP10855697A JPH10304261A JP H10304261 A JPH10304261 A JP H10304261A JP 9108556 A JP9108556 A JP 9108556A JP 10855697 A JP10855697 A JP 10855697A JP H10304261 A JPH10304261 A JP H10304261A
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- H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
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Abstract
ナを提供する。 【解決手段】入力するCATV受信信号をUHFバン
ド、VHFハイバンドおよびVHFローバンド等の複数
の周波数帯の信号毎に選択出力する入力選択回路21、
22、23を設け、この複数の入力選択回路毎に所望の
周波数に同調した所望のCATV局の受信信号を出力す
る高周波増幅入力同調回路24、25、26と、各高周
波増幅入力同調回路の出力を増幅する高周波増幅回路2
7、28、29と、各高周波増幅回路の出力を所望の周
波数の信号に同調させる高周波増幅出力同調回路30、
31、32と、各高周波増幅出力同調回路の出力を中間
周波数の信号に変換する周波数変換回路33、34、3
6、37、38とを設け、この各周波数変換回路の出力
を増幅して選局した中間周波数の受信出力を導出する中
間周波増幅回路39とを設けた構成にする。
Description
空チャネルを利用して家庭で高速データ通信を行わせる
ためのケーブルモデムに用いるケーブルモデム用チュー
ナに関するものである。
では家庭への引き込み線を同軸ケーブルのままにしてお
き、幹線ネットワークを光ファイバ化したHFC(Hybri
d Fiber/Coax)の導入が進められている。家庭に数Mビ
ット/秒の広帯域データ通信サービスを提供しようとし
ているためで、もはや先端技術ではない64QAMで
も、帯域幅6MHzで伝送速度30Mビット/秒の高速
データラインを作ることができる。これにケーブルモデ
ムが使用される。ケーブルテレビの空チャネルを利用し
て4Mビット/秒〜27Mビット/秒の高速データ通信
が実現できる。
例のブロック図である。CATV信号は局側に向けて送
信される上り信号が5MHz〜42MHz、局側よりケ
ーブルモデム用チューナに向けて送信される下り信号が
54MHz〜860MHzにて運用され、チューナの入
力端子11を介してケーブルの回線に接続される。ケー
ブルモデムより送信された上り信号はCATV局(シス
テムオペレータ)のデータレシーバにて受信され、セン
ターのコンピュータに入る。また、ケーブルモデムの内
部では上り信号はデータ端子10にQPSK送信機から
の直交位相変位変調(QPSK)されたデータ信号が導
入される。このデータ信号は、アップストリーム回路9
を介し、更にCATV入力端子11を介してCATV局
に送信される。
信号を64QAM変調後、ケーブル回線に送出し、CA
TV入力端子11を介しケーブルモデムに入る。モデム
内部ではチューナにて希望信号を選局し、64QAM復
調後MPEG再生を行い、CPUにて処理したデータ信
号をモデムに接続されているコンピュータに導出する。
のようになる。CATV入力端子11に入力した下り信
号は広帯域増幅器1を通過後、第一混合回路2と第一局
部発振回路7により第一中間周波数950MHzに変換
される。選局は第一局部発振回路7をPLL選局回路1
3によりマイコン制御される。第一中間周波数に変換さ
れたIF信号は、第一中間周波増幅入力同調回路3で同
調がとられた後、第一中間周波増幅回路4で増幅され、
第一中間周波出力同調回路5で選局が行われた後、第二
混合回路6に導入される。
より第二中間周波数信号に変換し、変換した第二中間周
波数信号をIF出力端子12に導出する。第二局部発振
回路8は第一局部発振回路7と同様にPLL選局回路1
3でPLL制御される。第二中間周波数は通常44MH
zが適用される。チューナ出力端子から導出される第二
中間周波数は、この後、5MHzのベースバンドに変換
され、さらにA/D変換された後、64QAM復調さ
れ、MPEG処理の後データ信号として導出される。
ーナは、常時待機受信を行うようにするため、低消費電
力が要求されるが、上記従来のダブルコンバージョン方
式のケーブルモデム用チューナでは、待機状態での消費
電力が1〜2Wを要し、作動時の消費電力に比べて大き
な値になる。特に第一混合回路及び第一局部発振回路で
の消費電力が全消費電力の70%程度となり、高い値に
なる。
路及び第二局部発振回路の2回路によるダブルコンバー
ジョン方式を採用しているため、各回路の干渉を防ぐこ
とが必要になり、電気的に厳重なシールド構造をなす筺
体設計を施す必要があるとともに、空間距離を設け、さ
らに干渉を軽減するシャーシ設計を行わなければなら
ず、外形形状が大きくなる。また、各局部発振器間の干
渉によりローカルスプリアス妨害が発生し易くなり、通
信エラーが起こり易い。
路が希望信号に対し、同調回路となっておらず広帯域増
幅器となっている。このためCATV信号全波入力の場
合、混信による歪みが発生しやすくなり、電力利得を高
く、又雑音指数を下げることは困難となり、通信エラー
が発生しやすくなる。
GHz帯に存在しているためVCO(Voltage Controle
d Oscillator)としてのフェイズノイズ及びマイクロホ
ニック雑音の改善に難点がある。この現象は製品におい
て通信エラー(BERTの劣化現象)となる。
ケーブルモデムチューナは、CATV局への上り回線用
のデータ信号を送出するためのアップストリーム回路
と、上記上り回線用のデータ信号を除去するハイパスフ
ィルタを介して導出した下り信号を受信するための以下
の(1)〜(6)を備えている、(1)多波の入力受信
信号を周波数帯域により少なくとも2系統に選択出力す
る選択回路、(2)上記選択回路で選択出力した各受信
信号を各系統においてそれぞれ所望の周波数に同調させ
る高周波増幅入力同調回路、(3)上記各高周波増幅入
力同調回路の出力信号を各系統においてそれぞれ増幅す
る高周波増幅回路、(4)上記各高周波増幅回路の出力
信号を各系統においてそれぞれ所望の周波数に同調させ
る高周波増幅出力同調回路、(5)上記各高周波増幅出
力同調回路の出力を各系統において所望の中間周波数の
信号に変換する周波数変換回路、(6)上記各周波数変
換回路で周波数変換した受信信号を増幅する中間周波増
幅回路。
トリーム回路を介してCATV局へ送出され、また、C
ATV局からの下り回線用データ信号はハイパスフィル
タで上り回線用データ信号が除去されて選択回路に入力
する。該選択回路では、受信信号を各系統にそれぞれ選
択出力し、この出力される各帯域の信号はそれぞれ各系
統において高周波増幅入力同調回路に入り、ここで所望
の周波数の信号に同調した信号を導出する。
いて高周波増幅回路で増幅された後、それぞれ高周波増
幅出力同調回路に供給され、ここで所望の周波数に同調
した信号を取り出される。そして、それぞれ次段の周波
数変換回路に供給されて中間周波数の信号に変換され
る。周波数変換回路は例えば混合回路と局部発振回路か
ら成る。中間周波数の信号に変換された受信信号は、そ
の後、中間周波増幅回路で増幅され、出力信号として導
出される。
の構成において、上記選択回路をPINダイオードで構
成し、上記高周波増幅回路をデュアルゲート型MOSF
ETで構成して、該デュアルゲート型MOSFETの第
1のゲートに上記受信信号を供給し、第2のゲートと、
上記PINダイオードに、上記高周波増幅回路とPIN
ダイオードをAGC制御するAGC制御電圧を供給する
AGC制御回路を設けている。
ードに、入力信号としてCATV局からの多チャンネル
信号が60dBμ以上の強信号の入力レベルで供給され
ても、このPINダイオードにはAGC制御回路よりA
GC電圧が印加されるので、高周波増幅回路を構成する
デュアルゲート型MOS・FETに、60dBμ以上の
強信号が入力されるのを防止する。
生しやすいデュアルゲート型MOS・FETでの歪の発
生を抑制する。また、上記デュアルゲート型MOS・F
ETにも上記AGC制御回路よりAGC電圧が印加され
ているので、70dBμ以上の信号レベルでAGCが作
用するようにすれば、デュアルゲート型MOS・FET
に70dBμ以上の強信号レベルの入力信号が印加され
ても歪を抑制することができる。
の構成において、上記高周波増幅回路を、第1のゲート
に入力信号が供給されるデュアルゲート型MOSFET
で構成し、上記選択回路の前段にアッテネータ回路を設
け、上記デュアルゲート型MOSFETの第2のゲート
と上記アッテネータ回路に、上記デュアルゲート型MO
SFETとアッテネータ回路をAGC制御するためのA
GC制御電圧を供給するAGC制御回路を設けている。
て、多チャンネル信号が60dBμ以上の強信号の入力
レベルで供給されても、上記アッテネータ回路にAGC
制御回路よりAGC電圧が印加されるので、上記デュア
ルゲート型MOS・FETに60dBμ以上の強信号が
入力されるのを防止している。従って、強入力レベルの
多波信号で歪が発生しやすいデュアルゲート型MOS・
FETでの歪の発生を抑制する。
Tにも上記AGC制御回路よりAGC電圧が印加されて
いるので、70dBμ以上の信号レベルでAGCが作用
するようにすれば、デュアルゲート型MOS・FETに
70dBμ以上の強信号レベルの入力信号が印加されて
も歪を抑制することができる。
の構成乃至上記第3の構成のいずれかにおいて、上記選
択回路では前記受信信号を50〜170MHzの第1の
帯域と、170〜470MHzの第2の帯域と、470
MHz〜860MHzの第3の帯域との3系統に選択出
力している。
で帯域に従って上述の3系統に選択出力される。各系統
にはそれぞれ高周波増幅入力同調回路、高周波増幅回
路、高周波増幅出力同調回路及び周波数変換回路が設け
られており、受信信号は各系統で中間周波数の信に変更
されて中間周波増幅回路で増幅される。
の構成乃至上記第3の構成のいずれかにおいて、上記選
択回路では、前記受信信号を50MHz〜170MHz
の第1の帯域と、170MHz〜470MHzの第2の
帯域と、470MHz〜860MHzの第3の帯域のう
ち、上記第1及び第2の帯域と、上記第3の帯域の2系
統とに選択出力し、前記第1及び第2の帯域における上
記高周波増幅入力同調回路及び上記高周波増幅出力同調
回路ではスイッチング素子を用いて上記第1及び第2の
帯域の違いで同調素子を変更するようにしている。
路に従って上述の2系統に選択出力される。第3の帯域
の系統では前述の構成と同様に中間周波数に変換され
る。一方、第1及び第2の帯域の系統では、スイッチン
グダイオード等のスイッチング素子を用いてコイル及び
コンデンサ等の同調素子の変更を行って同調を行う。こ
れにより、周波数帯域の変化比が大きいために高周波増
幅入力同調回路と高周波増幅出力同調回路において単独
の同調素子では同調を行うのに対処する。
の構成又は上記第5の構成において上記第3の帯域の系
統の高周波増幅入力同調回路を、ハイパスフィルタと、
同調コイル、可変容量ダイオード、該可変容量ダイオー
ドへの同調電圧印加回路で構成した同調回路と、インピ
ーダンス整合用可変ダイオードと、次段の高周波増幅回
路に抵抗を介してバイアス電圧を供給するバイアス回路
で構成している。
域(470〜860MHz/UHFバンド)の受信信号
は高周波増幅入力同調回路に供給されると、400MH
zを遮断周波数とするハイパスフィルタで低域の信号が
除去された後、同調コイルと可変容量ダイオードで構成
した共振回路に導かれ、同調電圧印加回路より印加され
る同調電圧に応じた所望の周波数に同調する。
は次段の高周波増幅回路に供給されるが、この高周波増
幅器の入力にはバイアス抵抗を介して、上記第3の帯域
(UHFバンド)の電源電圧が印加される。従って、上
記高周波増幅回路の入力端子にはインダクタンスがない
ので、高周波増幅回路の入力容量とで、上記400MH
z近辺での共振回路が形成されることがなく、妨害信号
の影響が軽減される。
の構成において、上記同調回路を構成する可変容量ダイ
オードを、同一特性の可変容量ダイオードが並列接続さ
れた回路を直列接続した構成としている。
れているので、1個の可変容量ダイオードの両端にかか
る電圧は1/2になり、入力する多波のCATV信号が
75dBμ以上等の強信号レベルであっても歪の発生を
低減することができる。また、単に可変容量ダイオード
を直列接続しただけでは、可変容量ダイオードの内部抵
抗(直列抵抗)が2倍になるので、共振回路の実効Q
(尖鋭度)が下り、選択特性が劣化する。しかし、この
構成では可変容量ダイオードを並列接続したものを直列
接続しているので、可変容量ダイオードの内部抵抗の合
成値、容量変化比及び同調容量の最小値を同一にするこ
とができ、選択特性の劣化も防止することができる。
の構成において、上記第1及び第2の系統の各高周波増
幅入力同調回路を第1の同調コイルと第1の可変容量ダ
イオードで構成した第1の共振回路と、上記第1の同調
コイルに結合する第2の同調コイルと第2の可変容量ダ
イオードで構成した第2の共振回路と、上記第1及び第
2の可変容量ダイオードに同調電圧を印加する同調電圧
印加回路とを備えた複同調型入力回路と、隣接する回路
とのインピーダンスの整合を行なうインピーダンス整合
用可変容量ダイオードと、後段の高周波増幅回路に抵抗
を介してバイアス電圧を印加するバイアス回路を設けて
いる。
(VHFハイバンド)と第2の帯域(VHFローバン
ド)の受信信号はそれぞれインピーダンス整合用可変容
量ダイオードでインピーダンス整合がとられて高周波増
幅入力同調回路に供給される。高周波増幅入力同調回路
に供給されたVHFハイバンド及びVHFローバンドの
受信信号は第1の同調コイルと第1の可変容量ダイオー
ドで構成した第1の共振回路に導かれ、同調電圧印加回
路より印加される同調電圧に応じた所望の周波数の信号
を導出する。上記第1の共振回路で同調した信号は第1
の同調コイルに結合する第2の同調コイルに供給され、
第2の同調コイルと第2の可変容量ダイオードで構成し
た第2の共振回路に導かれ、上記同調電圧印加回路より
印加される同調電圧に応じて再度所望の周波数に同調す
る。
Fハイバンド及びVHFローバンドの信号は次段の高周
波増幅回路に供給されるが、この高周波増幅回路の入力
にはバイアス抵抗を介して上記第1の帯域(VHFハイ
バンド)及び第2の帯域(VHFローバンド)の電源電
圧が印加される。従って、上記高周波増幅回路の入力端
子にバイアス電圧を印加するバイアス回路にはインダク
タンスがないので、上記高周波増幅回路の入力容量とで
共振回路を形成することがなく、共振回路による発振等
の妨害信号の発生を防止することができる。
の構成において、上記第1の可変容量ダイオードを実質
的に同一特性の可変容量ダイオードが並列接続したもの
を直列接続した回路で構成している。
オードは2個の素子を並列接続したものを直列接続され
ているので、各可変容量ダイオードの両端にかかる電圧
は1/2になり、入力する多波のCATV信号が強入力
レベルの信号であっても歪の発生を低減することができ
る。上記可変容量ダイオードの内部抵抗の合成値、容量
変化比および同調容量の最小値は1個の素子の場合と同
一になり、共振回路の実効Qを低下させることがなく、
選択特性が劣化することはない。
図である。データ端子10より供給される上り信号は、
QPSK変調されたデータ信号をアップストリーム回路
9を通じてCATV入力端子11に供給され、CATV
局に向けて送出される。他方、CATV入力端子11よ
り供給される下り信号はハイパスフィルタ100を通過
の後、入力選択回路101、102、103に入り、U
HFバンド、VHF・HIGHバンド、VHF・LOW
バンドの各回路に切り換えられる。
Hzが減衰域で、54MHz以上を通過域とする特性の
フィルタである。上記UHFバンドとは470〜860
MHz、VHF・HIGHバンドとは170〜470M
Hz、VHF・LOWバンドとは54〜170MHzを
指すが、特にその範囲は規定されない。入力選択回路1
01、102、103は一般的にはスイッチングダイオ
ードによる切り換え方法、又は帯域分割によるフィルタ
により切り換える方法等が用いられる。本実施形態で
は、スイッチングダイオードによる方法を採用してい
る。
て動作状態となり、他のバンドは動作しない機能となっ
ている。例えばUHFバンドのチャンネル受信時は、U
HFバンド系統の入力選択回路101、高周波増幅入力
同調回路104、高周波増幅器107、高周波増幅出力
同調回路110、混合回路113および局部発振回路1
16が動作状態になり、VHF・HIGHバンドとVH
F・LOWバンド系統の入力選択回路102、103、
高周波増幅入力同調回路105、106、高周波増幅器
108、109、高周波増幅出力同調回路111、11
2、混合回路114、115、局部発振回路117、1
18は動作を停止する。
は、VHF・HIGHバンド系統の入力選択回路10
2、高周波増幅入力同調回路105、高周波増幅器10
8、高周波増幅出力同調回路111、混合回路114お
よび局部発振回路117が動作状態になり、UHFバン
ドとVHF・LOWバンド系統の入力選択回路101、
103、高周波増幅入力同調回路104、106、高周
波増幅器107、109、高周波増幅出力同調回路11
0、112、混合回路113、115および局部発振回
路116、118は動作を停止する。
HF・LOWバンド系統の入力選択回路103、高周波
増幅入力同調回路106、高周波増幅器109、高周波
増幅出力同調回路112、混合回路115および局部発
振回路118が動作状態になり、UHFバンドとVHF
・HIGHバンド系統の入力選択回路101、102、
高周波増幅入力同調回路104、105、高周波増幅器
107、108、高周波増幅出力同調回路110、11
1、混合回路113、114および局部発振回路11
6、117は動作を停止する。
ィルタ100、IF増幅器119、121、SAWフィ
ルタ120およびCPU122等の共通回路は、バンド
切り換えとは無関係に常時動作状態になる。そして、こ
の一連の動作は、CPU122よりPLL選局回路に選
局データが送出されるのに伴って起る。上記選局データ
に基づき、チャンネル選局が行われると、これと同時に
選局されるバンド情報に応じ、入力選択回路101、1
02、103が作動して、各系統の回路への電源供給の
切り換えが行われる。
信号は上述するようにハイパスフィルタ100を通過し
た後、入力選択回路101、102、103に入り、バ
ンドの切り換えが行われる。そして、その出力はそれぞ
れ高周波増幅入力同調回路104、105、106に導
かれて、チャンネルの選局が行われる。チャンネル選局
が行われた信号は高周波増幅器107、108、109
で増幅された後、高周波増幅出力同調回路110、11
1、112に供給され、ここで受信信号を導出する。
13、114、115及び局部発振回路116、11
7、118で中間周波信号に変換され、中間周波増幅回
路119で増幅されてSAWフィルタ120を通過した
後、再度中間周波増幅回路121で増幅され、IF出力
としてIF出力端子123より導出される。
幅器1にCATV信号の多波信号を受信するため歪みが
発生しやすい。この問題を解決するため、増幅器のデバ
イスに多くの電流を流す必要がある。また、第一混合回
路2には+10dBμ以上の局部発振信号が必要なこと
から、第一局部発振回路7の局部発振信号を増幅する回
路に多くの電流が必要である。
を受信すべく同調回路を、高周波増幅器の入力回路であ
る高周波増幅入力同調回路104、105、106に設
けることにより、多波信号が増幅器に直接加わることが
なく、歪みを押さえることが可能となり、結果として多
くの電流を流す必要がなくなる。また、上記図7に示す
従来の技術では、広帯域増幅回路1の歪を改善するた
め、電力利得を10dBμ前後の低い値にしているが、
実施形態1のように、入力回路に同調回路を設けること
により、歪を改善するための高利得にすることが容易に
なり、結果として低雑音化が可能になる。
成しているので、図7に示す従来のダブルコンバージョ
ン方式に比べ、発振回路間の干渉によるローカルスプリ
アスの発生がなくなり、回路の配置を離したり、干渉を
防止するためのシールドを厳重に行う必要がなく、外形
寸法を小型にできるとともに、シールド構造を簡単にす
ることができる。
振回路7の局部発振周波数は1〜2GHzとなり高く、
VCOのフェイズノイズやマイクロホニック雑音が発生
し易いが、実施形態1では局部発振回路116、11
7、118の局部発振周波数は、受信周波数に対して中
間周波数だけ高い値でよいので1GHz雑音になり、上
記フェイズノイズやマイクロホニックノイズ等の発生を
抑制することができる。
たり、上記第1の実施形態との差異を明確にするため、
再度上記第1の実施形態について詳述する。上記第1の
実施形態のケーブルモデム用チューナは図8に示すよう
に470〜860MHzを受信するUHFバンド(B3
バンド)、170MHz〜470MHzを受信するVH
F・HIGHバンド(B2バンド)、54〜170MH
zを受信するVHF・LOWバンド(B1バンド)に分
割され、各バンドごとの受信回路を設けたものである。
但し、この場合、バンド分割は特に規定されるものでは
なく、適宜に設定される。
タ)20を通過後、入力切り換え回路に入り、上述する
UHFバンド、VHF・HIGHバンド、VHF・LO
Wバンドの各回路に切り替えられる。上記IFフィルタ
20は、5〜46MHzの減衰域、54MHz以上を通
過域とするハイパスフィルタである。上記の各バンドは
それぞれ受信チャネルに応じて選択的に動作状態とな
り、選択されない他のバンドは動作しないようになって
いる。
は、高周波スイッチングダイオード(PINダイオー
ド)21、高周波増幅入力同調回路24、高周波増幅器
27、高周波増幅出力同調回路30、混合回路33、局
部発振回路36、IF増幅回路39、SAWフィルタ4
0及びIF増幅回路41等より成る回路の機能が動作状
態となり、高周波スイッチングダイオード(PINダイ
オード)22,23、高周波増幅入力同調回路25,2
6、高周波増幅器28,29、高周波増幅出力同調回路
31,32、混合回路34,35、局部発振回路37,
38より成るVHFHIGHバンドおよびVHF LO
Wバンドの回路の動作が停止する。
CATV信号は高周波スイッチングダイオード21,2
2,23、抵抗42,43,44,45、コンデンサ4
6,47,48,49及び各バンドの電源電圧+B1,
+B2,+B3を供給する電源端子50,51,52よ
り成る入力切り替え回路で選択された後、高周波増幅入
力同調回路24,25,26に入り、高周波増幅器2
7,28,29で増幅され、高周波増幅出力同調回路3
0,31,32にて受信信号を導出する。
36,37,38で高周波増幅出力同調回路30,3
1,32より導出された信号は周波数変換され、中間周
波増幅回路39に入りSAWフィルタ40を通過した
後、再度中間周波増幅回路41にて増幅され、IF出力
端子51に導出される。当該動作は各バンドにおいて共
通である。
状態では電源端子50,51,52より電源供給を受け
る。UHFバンド受信時には電源端子50に電圧+B1
が印加されバイアス抵抗43,42で高周波スイッチン
グダイオード21にバイアスを供給してON状態とな
り、UHF信号を通過させる。一方、高周波スイッチン
グダイオード22,23はVHF HIGHバンド、V
HF LOWバンドの電源端子51,52に電源が供給
されていないため、OFF状態となり、これらのバンド
の信号は通過しない。当該動作は各バンドに共通であ
る。
電圧は、バイアス抵抗54,55,56を通して高周波
増幅器27,28,29の第2ゲートに印加される。高
周波増幅器27,28,29は一般的にデュアルゲート
型MOSFETが使用されており、第1ゲートには入力
信号が供給され、第2ゲートにはリバースAGC電圧が
印加される。
用チューナにおいては、高周波増幅器27,28,29
にデュアルゲート型MOSFET素子が適用され、第1
のゲートには入力信号が、また第2のゲートにはAGC
電圧が印加されるので、入力信号レベルが60dBμ以
下においては、フルゲインにて動作し、また60dBμ
以上の入力信号レベルにおいては、チューナの出力レベ
ルが常に一定レベルとなるようAGC端子53にDC電
圧が印加されている。このDC電圧はデュアルゲート型
MOSFETの第2のゲートに供給されており、リバー
ス方向にDC電圧を印加することにより高周波増幅器の
電力利得が低下する機能を有している。
の信号からなり同一レベルの信号が同時にチューナの入
力端子11に導入される。この入力信号は高周波増幅入
力同調回路24,25,26を経由して希望信号を導出
し、高周波増幅器27,28,29を構成するデュアル
ゲート型MOSFETの第1のゲートに印加されるが、
入力信号レベルが60dBμ以上になると相互変調歪(I
nter moduration)であるCSO(Composit second order
beat)や、CTB(Composit triple beat)が発生した
り、また混変調歪が発生しやすいという問題があった。
ドの高周波増幅入力同調回路24は、図9に示すように
なっている。図9において、60及び63はDCカット
コンデンサ、61はインピーダンス整合コイルである。
このDCカットコンデンサ60,63とインピーダンス
整合コイル61で、前段の入力信号切り換え回路72及
び後段の高周波増幅器27と高周波増幅入力同調回路2
4間のインピーダンス整合を行う。
ード、66は容量変化比抑制コンデンサであり、これら
により同調回路を形成する。この同調回路の同調点は端
子70よりバイアス抵抗67を介して、上記可変容量ダ
イオード65に供給される同調電圧によって調整され
る。
り、UHFバンドの所定のバイアス電圧が高周波チョー
クコイル68を介して供給される。69はバイパスコン
デンサである。なお、上記の高周波増幅器27は一般に
デュアルゲート型MOSFETが使用され、第1のゲー
トには入力信号が、また第2のゲートにはリバースAG
C電圧が印加される。
24では、次段の高周波増幅器27へのバイアスを高周
波チョークコイル68を介して供給しているため、高周
波チョークコイル68と次段の高周波増幅器27の入力
容量により共振回路が形成される。この共振回路は、4
00MHz近辺で共振するようにしているので、希望信
号の受信時、妨害信号の影響を受け易いという問題があ
った。尚、この図9における問題に関しては後述するよ
うに第4の実施形態で解決が図られている。
調回路では、多波のCATV入力信号が75dBμ以上
の強信号レベルで印加されると、可変容量ダイオード6
5において相互変調歪や混変調歪が発生しやすいという
問題があった。
8に対応する部分は同一符号を付し説明を省略する。こ
の実施形態2は、図1における各バンドの入力選択回路
101、102、103を高周波スイッチングダイオー
ド(PINダイオード)で構成し、この高周波スイッチ
ングダイオードを後段の高周波増幅器27と、同様AG
C電圧で制御して、高周波増幅回路の非直線歪を改善す
るものである。
イッチングダイオード(PINダイオード)21、DC
カットコンデンサ47、高周波増幅入力同調回路24、
高周波増幅器27、高周波増幅出力同調回路30、混合
回路33、局部発振回路36、バイアス抵抗75、8
8、AGCバイアス抵抗81、84及びインバータ78
を備える。
スイッチングダイオード(PINダイオード)22、D
Cカットコンデンサ48、高周波増幅入力同調回路2
5、高周波増幅器28、高周波増幅出力同調回路31、
混合回路34、局部発振回路37、バイアス抵抗76、
89、AGCバイアス抵抗82、85及びインバータ7
9を備える。
ッチングダイオード(PINダイオード)23、DCカ
ットコンデンサ49、高周波増幅入力同調回路26、高
周波増幅器29、高周波増幅出力同調回路32、混合回
路35、局部発振回路38、バイアス抵抗77、90、
AGCバイアス抵抗83、86及びイバータ80を備え
た構成より成り、ハイパスフィルタ20、アップストリ
ーム回路58、中間周波数増幅回路39、41及びSA
Wフィルタ40は各バンド共通の回路になっている。
れ、5〜46MHzの上り信号を除去するハイパスフィ
ルタ(HPF)20を通過の後、DCカットコンデンサ
46を経てPINダイオード21、22、23に印加さ
れる。このPINダイオード21、22、23は衆知の
ごとくアノードからカソードの方向に電流を制御するこ
とにより高周波抵抗が変化する特性を利用しアッテネー
タ回路によく用いられる。
6、77によりPINダイオード21、22、23にバ
イアスを供給し、その電流をトランジスタで構成したイ
ンバータ78、79、80で制御する。上記各PINダ
イオード21、22、23に印加するバイアス電圧は、
電源92、93、94より供給される。インバータ7
8、79、80はAGC抵抗81、82、83を通じA
GC端子91より供給されるAGC電圧により制御され
る。
イオード21、22、23に供給するバイアス電圧によ
って行うことができる。例えば、電源92に電圧が印加
されると、PINダイオード21にバイアスがかかり、
UHFバンドの回路が作動する。この場合、電源93、
94には電圧が印加されないように制御するので、PI
Nダイオード22、23は無限大の抵抗となり、VHF
・HIGHバンド及びVHF・LOWバンドの回路はO
FF状態になる。VHF・HIGHバンド及びUHF・
LOWバンドの回路が選択的に動作する場合も同様であ
る。
ダイオード21、22、23により制御された後、DC
カットコンデンサ47、48、49を通過し、高周波増
幅入力同調回路24、25、26に供給される。高周波
増幅入力同調回路24、25、26に入力したCATV
信号は、希望信号に同調した後、高周波増幅器27、2
8、29で増幅され、局部発振回路36、37、38及
び混合回路33、34、35で中間周波信号に変換さ
れ、IF増幅回路39に導出される。IF増幅回路39
以降は従来例と同様に動作する。
施形態2においては、高周波増幅回路での歪みを改善す
るため、PINダイオード21、22、23でのAGC
動作を高周波増幅器27、28、29でのAGC動作よ
り早く動作するよう、AGCバイアスを設定する。これ
により高周波増幅器27、28、29に導入されるCA
TV信号は歪が発生する入力レベルに設定することが可
能となる。AGCのバイアス設定はPINダイオード2
1、22、23のバイアス抵抗42、75、76、77
によりRF・AGC動作開始点に設定する。
利得減衰量に応じて高周波増幅器27、28、29のA
GCが動作するようバイアス抵抗84、88、85、8
9、86、90によりAGC電圧を設定する。例えばC
ATV信号の入力レベルが60〜90dBμに対してR
F・AGCが動作するように設定するには、まず60d
BμでAGC動作を開始するようPINダイオード2
1、22、23のバイアスを設定し、次にPINダイオ
ード21、22、23の利得減衰量を−15dBとした
場合、75dBμの入力レベルとなった時に高周波増幅
器27、28、29のAGCが動作開始となるようAG
Cバイアス抵抗84、85、88、89、86、90を
定め所望のAGCバイアスを設定する。
である。図3において、図2に示す実施形態2に対応す
る部分は同一符号を付し、説明を省略する。実施形態2
と相違する点は、PINダイオード21、22、23を
AGC制御せず、上記PINダイオード21、22、2
3の前段にPINアッテネータ回路95を設け、このP
INアッテネータ回路95をAGC制御するようにした
ものである。
の回路を大幅に変更することなく、チューナの入力回路
にPINアッテネータ回路95を設け、各バンド共通の
電源97よりインバータ96を介して、PINアッテネ
ータ回路95にバイアスを供給する。98は、AGC抵
抗である。AGC電圧は、AGC端子53よりAGC抵
抗98を介してインバータ96に供給され、PINアッ
テネータ回路95の減衰量を制御する。高周波増幅器2
7、28、29のAGCバイアスは、上述する実施形態
2の場合と同様にして設定される。以上のようにして、
この実施形態3も上記の実施形態2と同様に遅延AGC
動作を行わせることができ、歪みの改善が可能になる。
図であり、図2および図3に対応する部分には同一符号
を付し、説明を省略する。この実施形態4は、上記実施
形態における高周波増幅入力同調回路の改良に関するも
のであり、特にUHFバンドの特性改善を図るものであ
る。
131は400MHzを遮断周波数とするハイパスフィ
ルタを構成する。61はインピーダンス整合用コイル、
64は同調コイル、132、133は可変容量ダイオー
ド、134は容量変化比抑制コンデンサ、135、13
6はバイアス抵抗、139はDCカットコンデンサ、1
37はバイアス抵抗、138はバイパスコンデンサであ
る。
イパスフィルタを構成し、同調コイル64、可変容量ダ
イオード132及び容量変化比抑制コンデンサ134で
同調回路を構成する。インピーダンス整合用コイル61
と整合用可変容量ダイオード133は同調回路への整合
をとる。可変容量ダイオード132、133へのバイア
ス電圧は同調電圧供給用バイアス抵抗135、136を
介して供給され、高周波増幅器27のバイアスは、バイ
アス供給用抵抗137及びバイパスコンデンサ138に
より供給される。
入力側に設けた高周波チョークコイル68と高周波増幅
器27の入力容量により400MHz近辺にて共振回路
を形成しているため、希望信号受信時、妨害信号の影響
を受けやすい欠点があるが、この実施形態4では高周波
増幅器27へのバイアスは抵抗により供給しているた
め、共振回路が形成されることはなく、妨害信号の影響
をかなり軽減することができる。
力同調回路の歪を従来技術と比較したものであり、相互
変調歪であるCSO(Composite Second Order b
eat)や、CTB(Composite Triple Beat)が1
5dB以上改善され、また、混変調歪が10dB以上改
善される。また同時にイメージ比及び局部発振信号漏れ
において、選択度・特性が改善され選択特性の改善によ
る電力利得や雑音指数の劣化が少なくなる。
であり、図4に示す実施形態に対応する部分には同一符
号を付し、説明を省略する。図5において、図4と相違
する点は図4に示す同調用の可変容量ダイオード132
の代わりに同じ可変容量ダイオードを並列接続したもの
を逆向きに直列接続した可変容量ダイオード回路150
を用いたものである。
デンサである可変容量ダイオードについて説明をする。
同調用コンデンサは、上述する図4に示すように可変容
量ダイオード素子1個で、その機能を果たしているが、
多波のCATV信号が75dBμ以上の強入力となった
場合、特に可変容量ダイオードに印加されるバイアスが
浅い場合には大振幅モードとなり検波作用を呈すること
は周知である。
容量ダイオードを直列接続することにより、その両端に
加わる信号レベルが1/2となることに着目し、歪の発
生を低減している。しかし、単にダイオードを直列接続
した場合、可変容量ダイオードの内部抵抗(直列抵抗)
が直列接続され共振回路としての実効Qが下がり選択度
特性が劣化する。
を並列接続し、これを更に直列接続する。同一特性のダ
イオードを並列接続することにより内部抵抗が1/2と
なり、且つ容量変化比は変更前と同一となる。またこの
方法により同調容量の最小値をも変更前と同じにするこ
とができる。さらに可変容量ダイオードの特性を同一と
したのは局部発振回路及び高周波増幅出力回路の共振回
路(同調回路)とのトラッキングエラーを防ぐためであ
る。
たり、上述の実施形態との差異を明確にするため、図8
に示す回路を重複説明する。上述する図8において、V
HFハイバンド及びVHFローバンドの高周波増幅入力
回路25及び26は図12に示すようになっている。図
12において、図8に対応する部分には同一符号を付し
説明を省略する。
ーダンス整合コイルであり、142、143は同調コイ
ル、144、145は可変容量ダイオード、146、1
47はコンデンサであって、上記同調コイル142、1
43、可変容量ダイオード144、145及びコンデン
サ146、147でそれぞれVHFハイバンド及びVH
Fローバンドの同調回路を形成している。上記インピー
ダンス整合コイル140、141と結合用コンデンサ1
48、149は高周波増幅入力同調回路25、26を前
段の入力信号切換回路と後段の高周波増幅器28、29
に整合させるためのものである。
6よりバイアス抵抗151、152を介して可変容量ダ
イオード144、145に印加される。そして、この可
変容量ダイオード144、145に印加される同調電圧
によって同調回路の同調点が調整される。
スはVHFハイバンド及びVHFローバンドのバイアス
電源端子157、158よりバイアス抵抗153、15
4を介して供給される。上記高周波増幅器28、29を
構成するデュアルゲート型MOSFETのゲート1には
上記高周波増幅入力同調回路からの入力信号が供給さ
れ、ゲート2にはAGC端子53より抵抗55、56を
介してリバースAGC電圧が印加される。
力信号レベルが60dBμ以下においてはフルゲインで
動作し、また60dBμ以上の入力信号レベルにおいて
はチューナの出力レベルが常に一定レベルとなるようA
GC端子53にDC電圧が印加されている。このDC電
圧はデュアルゲート型MOSFETのゲート2に接続さ
れているので、リバース方向にDC電圧を印加すること
により高周波増幅器の電力利得が低下する機能を有して
いる。
くの信号からなり、同一レベルで同時にチューナの入力
端子に導入される。この信号は入力同調回路を経由して
希望信号を導出し、高周波増幅器である上記デュアルゲ
ート型MOSFETのゲート1に印加されるが、入力信
号レベルが60dBμ以上になると、相互変調歪(Inte
r modulation)であるCSO(Composite second order
beat)やCTB(Composite triple beat)の他、混変
調歪が発生しやすくなるという欠点があった。
に多波のCATV入力信号が入力信号レベル75dBμ
以上の信号として印加されると、可変容量ダイオード1
44、145において相互変調歪、混変調歪が発生しや
すくなるという問題があった。
ある。図10は実施形態6の回路図であり、図4あるい
は図5に示す実施形態4あるいは5に対応する部分には
同一符号を付し説明を省略する。図10に示す実施形態
6は高周波増幅入力同調回路の歪の改良に係り、特にV
HFハイバンドおよびVHFローバンドにおける高周波
増幅入力同調回路の相互変調歪の特性改善を図るもの
で、CATV信号である多チャンネルの信号が60dB
μ以上の強信号の入力レベルで入力した場合にも歪の発
生を抑制するようにしたものである。
けられる高周波増幅器はデュアルゲート型MOSFET
で構成されるが、このデュアルゲート型MOSFETは
60dBμ以上の入力レベルの多波信号が入力すると、
歪が発生しやすくなるので、このような信号が入力しな
いように高周波増幅入力同調回路の特性改善を図るもの
である。また、入力同調回路の可変容量ダイオードの1
素子当りに加わる信号レベルを低減させるようにして、
同調回路での歪を改善するようにしたものである。
周波増幅入力同調回路は回路定数が相違するが、回路構
成は実質的に同一であるので、以下両回路を併せて説明
する。図10において、160、161及び162、1
63は同調コイル、164及び166は可変容量ダイオ
ード回路、165及び167は可変容量ダイオード、1
68、169及び170、171は容量変化比抑制コン
デンサであり、上記同調コイルと可変容量ダイオードと
容量変化比抑制コンデンサでそれぞれ同調回路を構成す
る。
の回路とのインピーダンス整合を図るための整合用可変
容量ダイオード、174及び175は後段の回路とのイ
ンピーダンス整合を図るための整合用の可変容量ダイオ
ード、176、177及び178、179は直流遮断コ
ンデンサ、182、183、184及び185、18
6、187は同調電圧入力端子155及び156より可
変容量ダイオード164、172、180及び166、
173、181にバイアス電圧として同調電圧を供給す
る同調電圧供給用バイアス抵抗である。
増幅器28および29にバイアス電源端子157及び1
58からバイアス電圧を供給するためのバイアス供給用
抵抗、190、191および192、193はバイパス
コンデンサである。そして、上記の構成により、VHF
ハイバンド及びVHFローバンドの高周波増幅入力同調
回路は複同調型入力回路を形成する。
路22、23で選択されたVHFハイバンド及びVHF
ローバンドの受信信号は整合用可変容量ダイオード17
2、180及び173、181で整合がとられた後、可
変容量ダイオード回路164及び166、コイル160
及び162、容量変化比抑制コンデンサ168及び17
0より成る同調回路に導かれ、ここで同調電圧入力端子
155および156より入力される同調電圧により決ま
る周波数の信号に同調される。
上記コイル160及び162と結合する同調用コイル1
61及び163に導かれ該コイル161及び163、可
変容量ダイオード165及び167、容量変化比抑制コ
ンデンサ169および171より成る同調回路で上記同
調電圧入力端子155及び156より入力される同調電
圧により再び同調がとられる。
合をとる整合用可変容量ダイオード174及び175を
介し、更に直流遮断コンデンサ177及び179を介し
て次段の高周波増幅器28及び29の入力端子に供給さ
れる。上記高周波増幅器28及び29の入力端子には抵
抗188及び189を介してバイアス電圧が印加され、
強い入力信号の入力に対してAGC制御が行なわれる。
ける同調用コンデンサである可変容量ダイオード回路1
64及び166について説明する。従来、同調用コンデ
ンサは可変容量ダイオード1素子で構成しているが、多
波のCATV信号が75dBμ以上の強入力となった場
合、特に可変容量ダイオードに印加されるバイアスが浅
い場合には、大振幅モードとなり検波作用を呈すること
がある。かかる問題に対処するため本実施形態では、2
個の可変容量ダイオードを直列接続し、その両端に加わ
る信号レベルが1/2となるようにして歪の発生を低減
している。
のでは可変容量ダイオードの内部抵抗(直列抵抗)が直
列接続され、共振回路としての実効Q(尖鋭度)が下が
り、選択度特性が劣化する。これを解決するため同一特
性のダイオードを並列接続し、この並列接続したものを
直列接続する。このように、同一特性のダイオードを並
列接続することにより内部抵抗が1/2となり、且つ容
量変化比は変更前と同一となる。
も変更前と同じにすることができ、さらに可変容量ダイ
オードの特性を同一にすることにより局部発振回路及び
高周波増幅出力回路の共振回路(同調回路)とのトラッ
キングエラーを防ぐことができる。同調回路との整合用
可変容量ダイオード172及び173においても歪が発
生しやすいので、上述する同調用の可変容量ダイオード
回路164及び166と同様に可変容量ダイオードを直
並列接続することにより歪の低減を図っている。
より改善されていることを示すグラフである。図11よ
り明らかなように相互変調歪であるCSO、STBは従
来例のl(小文字のエル)に比べて本実施形態ではLに
なり15dB以上改善され、混変調歪は従来例のmに比
べて本実施形態ではMになり、10dB以上改善され
る。また、イメージ比及び局部発振信号漏れの特性改善
による選択度特性が改善され、選択度特性の改善による
電力利得・雑音指数の劣化度を小さくすることができ
る。
施形態のブロック図である。本実施形態では2系統の回
路構成とすることにより回路規模を上述の図8に示すケ
ーブルモデム用チューナよりも小さくしている。QPS
K変調された上りの信号はデータ端子41よりアップス
トリーム回路40に入力され、アップストリーム回路4
0より入力端子1を介してCATV局に向けて送出され
る。他方、入力端子1に入力される下りの信号はハイパ
スフィルタ2を通過した後に入力選択回路18、19に
入力される。ハイパスフィルタ2は5〜46MHzを減
衰域とし、54MHz以上を通過域とするもので、アッ
プストリーム回路40より出力される上りの信号を遮断
する。
スイッチングダイオードで構成されており、UHFバン
ドとVHFバンドによりハイパスフィルタ2を通過後の
信号をそれぞれ各バンド系統の回路に切り換える。UH
Fバンドとは470〜860MHzをいう。VHFバン
ドとは54〜170MHzのVHFハイバンドと170
〜470MHzのVHFローバンドをいうが、各バンド
の範囲は特に規定されない。尚、入力選択回路18、1
9はフィルタにより帯域分割して出力を切り換えるもの
でもよい。
HFバンド系統の入力選択回路18、高周波増幅入力同
調回路3、高周波増幅器(高周波増幅回路)6、高周波
増幅出力同調回路21、混合回路9及び局部発振回路1
0が動作状態となり、VHFバンド系統の入力選択回路
19、高周波増幅入力同調回路4、5、高周波増幅器
7、高周波増幅出力同調回路22、23、混合回路1
3、局部発振回路12、14が動作を停止する。
は、VHFバンド系統の入力選択回路19、高周波増幅
入力同調回路5、高周波増幅器7、高周波増幅出力同調
回路23、混合回路13及び局部発振回路12が動作状
態となり、UHFバンド系統の入力選択回路18、高周
波増幅入力同調回路3、高周波増幅器6、高周波増幅出
力同調回路21、混合回路9及び局部発振回路10は動
作が停止する。このとき、切り換え用のスイッチングダ
イオード31〜33はOFF状態であり、高周波増幅入
力同調回路4と高周波増幅出力同調回路22は動作しな
い。
は、スイッチングダイオード31〜33がONし、VH
Fバンド系統の入力選択回路19、高周波増幅入力同調
回路4、5、高周波増幅器7、高周波増幅出力同調回路
22、23、混合回路13及び局部発振回路14が動作
状態となり、UHFバンド系統の入力選択回路18、高
周波増幅入力同調回路3、高周波増幅器6、高周波増幅
出力同調回路21、混合回路9及び局部発振回路10は
動作が停止する。
ルタ2、中間周波増幅回路42、44、SAWフィルタ
43及びPLL選局回路45等の共通回路はバンドの切
り換えとは無関係に常時動作する。PLL選局回路45
はCPUからの選局データを受けることにより動作し、
局部発振回路10、12、14の発振周波数を制御す
る。また、上記CPUはバンドに応じて入力選択回路1
8、19及びスイッチングダイオード31〜33を制御
して回路の切り換えを行う。
ATV信号は上述のようにIFフィルタ(ハイパスフィ
ルタ)2を通過した後、入力選択回路18、19に入
り、バンドに応じて切り換えが行われる。そして、高周
波増幅入力同調回路3又は4、5で入力選択回路18又
は19の各出力信号の同調が行われる。そして、高周波
増幅器6又は7で信号の増幅が行われ、高周波増幅出力
同調回路21又は22、23で受信信号の導出が行われ
る。
び局部発振回路10又は12、14で周波数変換されて
中間周波数の信号となり中間周波増幅回路42で増幅さ
れる。そして、SAWフィルタ43を通過した後に、再
度中間周波増幅回路44で増幅され、出力端子15より
導出される。
を有するものであり、図14にVHFバンド系統の具体
的な回路を示す。VHFバンドのチャンネル受信時には
CPUの制御により電源端子BLに電圧が印加されるた
めバイアス抵抗R7、R8によりスイッチングダイオー
ドD12にバイアスが供給されてON状態となり、ハイ
パスフィルタ2からの信号が通過する。一方、UHFバ
ンドのチャンネル受信時には電源端子BLに電圧が印加
されないので、スイッチングダイオードD12がOFF
状態となり、信号を遮断する。スイッチングダイオード
D1は図13における入力選択回路19に対応してい
る。
更に電源端子BHに電圧が印加されるため、整合用コイ
ルL13を介してスイッチングダイオードD10をON
状態とし、更にダイオードD10からコイルL10を介
してスイッチングダイオードD11をON状態とする。
ダイオードD11のカソードはダイオードD12のアノ
ードに接続されている。
とによりスイッチングダイオードD6をON状態とし、
バイアス抵抗R5及びコイルL7を介してスイッチング
ダイオードD5をON状態とする。更にダイオードD5
のアノード側には整合用コイルL5を介してスイッチン
グダイオードD1をONする。また、抵抗R5とコイル
L7の接続中点には整合用コイルL4を介してスイッチ
ングダイオードD2が接続されており、電源端子BHに
電圧が印加されることによりON状態となる。
可変容量ダイオードD8が同調回路を形成する。この同
調回路の同調点は端子BTより抵抗R14を介して可変
容量ダイオードD8に印加される同調電圧によって調整
される。この同調回路は同調電圧印加回路(図示せず)
より供給される。L11、L12が整合用コイルであ
る。これにより、選局された信号は高周波増幅器7で増
幅されて高周波増幅出力同調回路22、23(図13参
照)に出力される。
スイッチングダイオードD6、D7、D1、D2がON
状態となり、可変容量ダイオードD3と同調コイルL6
により1次側同調回路が形成され、可変容量ダイオード
D4とコイルL6に結合している同調コイルL5により
2次側同調回路が形成される。L3及びL4は混合回路
13との整合用コイルである。C10〜C12は容量変
化比抑制コンデンサコンデンサである。
電源端子BHに電圧が印加されず、スイッチングダイオ
ードD1、D2、D5、D6、D10、D11がOFF
状態となる。そのため、高周波増幅入力同調回路4、5
ではD8、L9、L10、L12、L13により同調回
路が形成される。
3、L6、L8により1次側同調回路が形成され、D
4、L5、L7により2次側同調回路が形成される。コ
イルL5、L7はコイルL6、L8と結合している。混
合回路13へはL1、L3及びL2、L4の整合用コイ
ルで結合する。可変容量ダイオードD7は高周波増幅入
力同調回路4、5への整合用に挿入されている。可変容
量ダイオードD9とイメージトラップコンデンサC13
により可変型イメージトラップが形成されている。これ
により、イメージ周波数が除去され、混合回路13で信
号の歪の発生が防止される。
よりAGC端子に入力され、抵抗Raを介して高周波増
幅器7に供給される。高周波増幅器7はデュアルゲート
型MOSFETが使用されており、第1ゲートには同調
回路4、5からの信号が供給され、第2ゲートにはAG
C電圧が供給される。尚、C1〜C9は直流遮断コンデ
ンサである。C14〜C17はバイパスコンデンサであ
る。
統に分けられた図8に示すケーブルモデム用チューナと
比較すると、VHFバンド系統では高周波増幅器7と混
合回路13をVHFハイバンド及びVHFローバンドで
共通に使用して2系統で構成されているので上記従来の
ケーブルモデム用チューナ(図8参照)よりも回路の規
模が小さくなり、コストを約20%低減する。高周波増
幅器6、7の個数が減少して2個となるため消費電力の
低減も可能となる。
施形態の回路図であり、図13と対応する部分について
は同一符号を付し説明を省略する。尚、PLL選局回路
45(図13参照)は図面を見やすくするために図15
では図示されていない。本実施形態では入力選択回路1
8、19をスイッチングダイオードで構成し、このスイ
ッチングダイオード(PINダイオード)を後段の高周
波増幅器6、7と同様にAGC電圧で制御して、高周波
増幅回路6、7の非直線歪を改善するものである。
イッチングダイオード18、直流遮断コンデンサ47、
高周波増幅入力同調回路3、高周波増幅器6、高周波増
幅出力同調回路21、混合回路9、局部発振回路10、
バイアス抵抗75、88、AGCバイアス抵抗81、8
4及びNPNトランジスタ78が設けられている。
ード19、直流遮断コンデンサ48、高周波増幅入力同
調回路4、5、高周波増幅器7、高周波増幅出力同調回
路22、23、混合回路13、局部発振回路12、1
4、バイアス抵抗77、90、AGCバイアス抵抗8
3、86及びNPNトランジスタ80が設けられてい
る。高周波増幅器6、7はデュアルゲート型MOSFE
Tであり、第1のゲートには高周波増幅入力同調回路3
又は4、5より出力される信号が入力され、第2のゲー
トには抵抗84又は86を介してAGC端子91より入
力される信号が入力される。
6MHzの上り信号を除去するハイパスフィルタ2を通
過した後に直流遮断コンデンサ46を経てPINダイオ
ード18、19に送られる。一般にPINダイオードは
アノードからカソードへの電流を制御することにより高
周波抵抗が変化する特性を有しており、アッテネータ回
路等に用いられている。
INダイオード18、19にバイアスを供給し、その電
流をNPNトランジスタ78、80で制御する。トラン
ジスタ70、80の各コレクタはそれぞれ電源端子9
2、94に接続され、各エミッタよりPINダイオード
18、19にバイアスを供給する。トランジスタ70、
80の各ベースはAGC抵抗81、83を介してAGC
端子91に接続されており、AGC制御回路(図示せ
ず)よりAGC端子91に供給されるAGC電圧により
バイアスを制御する。
の選択は電源端子92、94に印加される電圧により行
われる。例えば、電源端子92に電圧が印加され、電源
端子94に電圧が印加されないようにすると、UHFバ
ンド系統の回路にCATV信号が導入され、一方、VH
Fバンド系統の回路にはCATV信号が導入されない。
逆に、電源端子92に電圧が印加されず、電源端子94
に電圧が印加されるようにすると、UHFバンド系統の
回路に信号が導入されず、VHFバンド系統の回路に信
号が導入される。このとき、上述のようにVHFハイバ
ンドとVHFローバンドの違いによりCPUによりスイ
ッチングダイオード31〜33をON/OFFする。
ード18、19により選択された後、直流遮断コンデン
サ47、48のいずれかを通過し、それぞれ高周波増幅
入力同調回路3又は4、5に供給される。高周波増幅入
力同調回路3又は4、5で希望信号に同調した各信号
は、高周波増幅器6又は7で増幅され、高周波増幅出力
同調回路21又は22、23で再度同調を行う。混合回
路9又は13と局部発振回路10又は12、14で中間
周波信号に変換される。
局部発振回路12が動作状態となり、局部発振回路14
はOFF状態となる。一方、VHFローバンドのチャン
ネル受信時には局部発振回路12がOFF状態となり、
局部発振回路14が動作状態となる。中間周波信号は中
間周波増幅回路42で増幅され、SAWフィルタ43を
通過し、中間周波増幅回路44で増幅され、端子15よ
り出力される。
7での歪を改善するため、PINダイオード18、19
でのAGC動作を高周波増幅器6、7でのAGC動作よ
り早く動作するようにバイアスを設定する。これによ
り、強いレベルのCATV信号が入力されても、PIN
ダイオード18、19で減衰されるので高周波増幅器
6、7に強いレベルの信号が入力されることがないので
歪みの発生が抑制される。
2、75、77によりRF・AGC動作開始点に設定す
る。次にPINダイオード18、19の利得減衰量に応
じて高周波増幅器6、7がAGC動作するようにバイア
ス抵抗84、88、86、90により第2ゲートに入力
されるAGC電圧を設定する。
90dBμに対してRF・AGCが動作するように設定
するにはまず60dBμでAGC動作を開始するように
PINダイオード18、19を設定し、次にPINダイ
オード18、19の利得減衰量を−15dBとした場
合、75dBμの入力レベルとなったときに高周波増幅
器6、7のAGC動作が開始するようにバイアス抵抗8
4、88、86、90を定める。
施形態の回路図であり、図13と対応する部分について
は同一符号を付し説明を省略する。尚、PLL選局回路
45(図13参照)は図面を見やすくするために図16
でも図示されていない。本実施形態ではPINダイオー
ド18、19をAGC制御せず、PINダイオード1
8、19の前段に設けられているPINアッテネータ回
路95をAGC制御する。
共通の電源端子97よりNPNトランジスタ96を介し
てバイアスが供給される。トランジスタ96のベースは
AGC抵抗98を介してAGC端子53に接続され、コ
レクタは電源端子97に接続される。トランジスタ96
のエミッタよりPINアッテネータ回路95にバイアス
が供給される。
イオードが設けられており、これに流れる電流を制御す
ることにより高周波抵抗が変化するので利得減衰量を制
御している。高周波増幅器6、7のAGCバイアスは抵
抗84、88、86、90を用いて上述の第2の実施形
態の場合と同様に設定されている。これにより、本実施
形態でも上記第2の実施形態と同様に遅延AGC動作を
行うことができる。尚、スイッチングダイオード18を
ON状態とするには電源端子50を電圧を印加してバイ
アス抵抗55、99に電流が流れるようにする。一方、
スイッチングダイオードをON状態とするには電源端子
52に電圧を印加してバイアス抵抗55、99に電流が
流れるようにする。
の実施形態の回路図であり、図13に対応する部分には
同一符号を付し説明を省略する。本実施形態は高周波増
幅入力同調回路の改良に係り、特にUHFバンド系統で
の特性改善を図るものである。
131は400MHzを遮断周波数とするハイパスフィ
ルタを構成する。61は前記ハイパスフィルタの後段に
設けられているインピーダンス整合用コイル、64は同
調コイル、132、133は可変容量ダイオード、13
4は容量変化比抑制コンデンサ、135、136はバイ
アス抵抗、139は直流遮断コンデンサ、137はバイ
アス抵抗、138はバイパスコンデンサである。
2及び容量変化比抑制コンデンサ134により同調回路
が構成されている。インピーダンス整合用コイル61と
整合用可変容量ダイオード133は上記同調回路への整
合をとるために挿入されている。可変容量ダイオード1
32、133への各バイアス電圧はそれぞれ同調電圧供
給用バイアス抵抗135、136を介して供給される。
高周波増幅器6のバイアスは、抵抗137とバイパスコ
ンデンサ138を介して供給される。尚、言うまでもな
く高周波増幅器6、7はAGC制御されるものであり、
入力選択回路18、19も例えば図15に示すようにA
GC動作するように構成されるものである。
Bが15dB以上改善され、また、混変調歪が10dB
以上改善される。また、同時にイメージ比及び局部発振
信号漏れにおいて選択度特性が改善され、電力利得や雑
音指数の劣化が少なくなる。
の実施形態の回路図であり、図17に対応する部分には
同一符号を付し説明を省略する。本実施形態と上記第1
0の実施形態との相違点は図18に示す同調用の可変容
量ダイオード132の代わりに同じ特性を有する可変容
量ダイオードを並列接続したものを逆向きに直列接続し
た可変容量ダイオード150を用いたところである。
でその機能を果たしているが、多波のCATV信号が7
5dBμ以上の強入力となった場合、特に可変容量ダイ
オードに印加されるバイアスが浅い場合には大振幅モー
ドとなり検波作用を呈することがある。本実施形態では
可変容量ダイオードを直列に接続すると1個の可変容量
ダイオードの両端に加えられる信号レベルが1/2とな
ることに着目し、歪みの発生を低減しようとしている。
しかし、単に可変容量ダイオードを直列接続しただけで
は可変容量ダイオードの内部抵抗(直列抵抗)により、
共振回路としての実効Qが下がり選択度特性が劣化して
しまう。
イオードを並列接続し、これを更に直列接続する。同一
特性のダイオードを並列接続することにより合成抵抗が
内部抵抗の1/2となり、且つ容量変化比は変更前と同
一となる。また、この方法により同調容量の最小値も変
更前と同じにすることができる。可変容量ダイオードの
特性を同一としたのは局部発振回路及び高周波増幅出力
同調回路とのトラッキングエラーを防ぐためである。
1によれば、シングルコンバージョン方式の採用により
消費電力が少なくなり常時待機受信となるケーブルモデ
ムに適したチューナを提供することができる。また、ダ
ブルコンバージョン方式のように局部発振回路間の干渉
がないのでローカルスプリアス妨害の発生による通信エ
ラーが生ずることがなくシールド構造も簡略化できると
ともに回路素子間の空間距離を大きくする必要がなくな
り、小型軽量の装置を得ることができる。
従来技術のように、歪を改善するため電力利得を低くす
る必要がなく、入力回路に同調回路を設けているので歪
の改善が容易で高利得にすることができ、結果的に低雑
音化を図ることができる。また、局部発振周波が受信周
波数より中間周波数分だけ高くすればよいので、フェイ
ズノイズやマイクロホニック雑音を改善でき、ビートの
劣化現象による通信エラーを低減することができる。
得られる効果に加え、更に次の効果を得ることができ
る。高周波増幅回路が多波の強入力信号に対して歪が発
生しやすいデュアルゲート型MOSFETで構成されて
いるが、入力選択回路或いはその前段に設けたアッテネ
ータ回路に、AGC制御がかかるようになっているの
で、強入力のCATV信号を受信した場合でも上記デュ
アルゲート型MOSFETに入力レベルの高い強信号が
印加されることがなく、しかも、デュアルゲート型MO
SFET自身にもAGC制御がかかっているので、強入
力信号での歪の発生を抑制することができる。
切り換えをPINダイオードで行っているので同時に利
得の可変を行わせることができる。この場合、利得の可
変減衰量は15〜20dB程度であり、デュアルゲート
型MOSの利得減衰量は40dB程度であるので、全利
得可変減衰量は55〜60dBに改善でき、強入力信号
に耐え得る低歪のチューナを得ることができる。
統に分けてそれぞれ各系統における同調回路や高周波増
幅回路等により中間周波数の信号に変換される。
子を用いて第1及び第2の帯域を1つの系統で中間周波
数の信号に変換することができるので、回路規模が縮小
されてコストダウンとなる。また、高周波増幅回路を少
なくしているので消費電力を低減することもできる。
同調回路は、ハイパスフィルタ、同調コイルと可変容量
ダイオードより成る同調回路及び次段の高周波増幅回路
にバイアス電圧を印加するバイアス抵抗で構成される。
従って、請求項1による効果に加え次の効果を得ること
ができる。高周波チョークコイルを介してバイアス電圧
を供給するものに比べ、上記高周波チョークコイルと上
記高周波増幅回路の入力容量による共振回路が形成され
ることがないので、上記ハイパスフィルタの遮断周波数
との間で生ずる干渉による妨害信号の影響を回避するこ
とができる。その結果相互変調歪によるCSO,CTB
及び混変調歪を改善することができ、選択度特性の改善
を図ることができる。
HFバンド(B3バンド)及びVHFハイバンド(B2
バンド)、VHFローバンド(B1バンド)における上
記高周波増幅入力同調回路において同調回路を構成する
可変容量ダイオードに代え、同一可変容量ダイオードが
並列接続されたものを、逆方向に直列接続した回路にす
るので、請求項1による効果に加え次の効果を得ること
ができる。強入力レベルのCATV信号を受信した場合
でも1個の可変容量ダイオードに印加される電圧レベル
が低くなり歪の発生を抑制することができる。
れているので、回路のインピーダンスを上昇させること
がなく、同調回路の実効Qを低下させることもない。そ
の結果、相互変調歪であるCSO、CTBおよび混変調
歪が改善され、イメージ比、局部発振信号漏れにおい
て、選択度特性が改善される。また、選択度特性の改善
による電力利得および雑音指数の劣化を抑制することが
できる。
VHFローバンドの高周波増幅入力回路は第1及び第2
の共振回路より成る複同調型入力回路を形成し、可変容
量ダイオードで隣接する回路とのインピーダンス整合を
図り、しかも次段の高周波増幅器の入力端子に与えるバ
イアス電圧を抵抗結合で供給するようにしているので、
歪の少ない特に相互変調歪の改善された回路を提供する
ことができる。
ス抵抗 78、79、80、96 インバータ 81、82、83、84、85、86 AGC抵抗 88、89、90、98 バイアス抵抗 130 コンデンサ 131 コイル 132、133、134 可変容量ダイオード 138、191、193 バイパスコンデンサ 139、176、177、178、179 DCカッ
トコンデンサ 150、164、166 可変容量ダイオード回路 160、161、162、163 同調コイル
Claims (9)
- 【請求項1】 CATV局への上り回線用のデータ信号
を送出するためのアップストリーム回路と、上記上り回
線用のデータ信号を除去するハイパスフィルタを介して
導出した下り信号を受信するための次の構成を備えたこ
とを特徴とするケーブルモデム用チューナ、 多波の入力受信信号を周波数帯域により少なくとも2系
統に選択出力する選択回路、 上記選択回路で選択出力した各受信信号を各系統におい
てそれぞれ所望の周波数に同調させる高周波増幅入力同
調回路、 上記各高周波増幅入力同調回路の出力信号を各系統にお
いてそれぞれ増幅する高周波増幅回路、 上記各高周波増幅回路の出力信号を各系統においてそれ
ぞれ所望の周波数に同調させる高周波増幅出力同調回
路、 上記各高周波増幅出力同調回路の出力を各系統において
所望の中間周波数の信号に変換する周波数変換回路、 上記各周波数変換回路で周波数変換した受信信号を増幅
する中間周波増幅回路。 - 【請求項2】 上記選択回路をPINダイオードで構成
し、上記高周波増幅回路をデュアルゲート型MOSFE
Tで構成して、該デュアルゲート型MOSFETの第1
のゲートに上記受信信号を供給し、第2のゲートと、上
記PINダイオードに、上記高周波増幅回路とPINダ
イオードをAGC制御するAGC制御電圧を供給するA
GC制御回路を設けたことを特徴とする請求項1に記載
のケーブルモデム用チューナ。 - 【請求項3】 上記高周波増幅回路を、第1のゲートに
上記受信信号が供給されるデュアルゲート型MOSFE
Tで構成し、上記選択回路の前段にアッテネータ回路を
設け、上記デュアルゲート型MOSFETの第2のゲー
トと上記アッテネータ回路に、上記デュアルゲート型M
OSFETとアッテネータ回路をAGC制御するための
AGC制御電圧を供給するAGC制御回路を設けたこと
を特徴とする請求項1に記載のケーブルモデム用チュー
ナ。 - 【請求項4】 上記選択回路では前記受信信号を50M
Hz〜170MHzの第1の帯域と、170MHz〜4
70MHzの第2の帯域と、470MHz〜860MH
zの第3の帯域との3系統に選択出力することを特徴と
する請求項1乃至請求項3に記載のいずれかにケーブル
モデム用チューナ。 - 【請求項5】 上記選択回路では、前記受信信号を50
MHz〜170MHzの第1の帯域と、170MHz〜
470MHzの第2の帯域と、470MHz〜860M
Hzの第3の帯域のうち、上記第1及び第2の帯域と、
上記第3の帯域との2系統に選択出力し、前記第1及び
第2の帯域の系統における上記高周波増幅入力同調回路
及び上記高周波増幅出力同調回路ではスイッチング素子
を用いて上記第1及び第2の帯域の違いで同調素子を変
更するようにしたことを特徴とする請求項1乃至請求項
3のいずれかに記載のケーブルモデム用チューナ。 - 【請求項6】 上記第3の帯域の系統の高周波増幅入力
同調回路を、ハイパスフィルタと、同調コイル、可変容
量ダイオード、該可変容量ダイオードへの同調電圧印加
回路で構成した同調回路と、インピーダンス整合用可変
ダイオードと、次段の高周波増幅回路に抵抗を介してバ
イアス電圧を供給するバイアス回路で構成したことを特
徴とする請求項4又は請求項5に記載のケーブルモデム
用チューナ。 - 【請求項7】 上記同調回路を構成する可変容量ダイオ
ードを、同一特性の可変容量ダイオードが並列接続され
た回路を直列接続した構成にすることを特徴とする請求
項6に記載のケーブルモデム用チューナ。 - 【請求項8】 上記第1及び第2の帯域の系統の各高周
波増幅入力同調回路を第1の同調コイルと第1の可変容
量ダイオードで構成した第1の共振回路と、上記第1の
同調コイルに結合する第2の同調コイルと第2の可変容
量ダイオードで構成した第2の共振回路と、上記第1及
び第2の可変容量ダイオードに同調電圧を印加する同調
電圧印加回路とを備えた複同調型入力回路と、隣接する
回路とのインピーダンスの整合を行なうインピーダンス
整合用可変容量ダイオードと、後段の高周波増幅回路に
抵抗を介してバイアス電圧を印加するバイアス回路を設
けたことを特徴とする請求項4に記載のケーブルモデム
用チューナ。 - 【請求項9】 上記第1の可変容量ダイオードを実質的
に同一特性の可変容量ダイオードが並列接続したものを
直列接続した回路で構成することを特徴とする請求項8
に記載のケーブルモデム用チューナ。
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