JP2005064764A

JP2005064764A - ダイレクトコンバージョンチューナ

Info

Publication number: JP2005064764A
Application number: JP2003290951A
Authority: JP
Inventors: Takeo Suzuki; 武男鈴木; Kimiyasu Nakao; 公泰中尾
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2003-08-08
Filing date: 2003-08-08
Publication date: 2005-03-10
Also published as: US20050030433A1; US7280163B2; EP1505731A1

Abstract

【課題】一つの発振器を用いてＵＨＦ帯のデジタルテレビジョン信号とＵＨＦ帯のデジタルテレビジョン信号との双方を受信できるダイレクトコンバージョンチューナを提供する。
【解決手段】ＶＨＦ帯のハイチャンネルに配列されたデジタルテレビジョン信号及びＵＨＦ帯のチャンネル１３乃至３５に配列されたデジタルテレビジョン信号を直接ベースバンド信号に直交変換する混合器５、６及び１３、１４と、混合器５、６、１３、１４に局部発振信号を供給する発振器２２とを備え、発振器２２をＶＨＦ帯のハイチャンネルの周波数の６倍又はＵＨＦ帯のチャンネル１３乃至３５の周波数の２倍で発振させ、２倍の周波数の発振信号を２分周すると共に６倍の周波数の発振信号を６分周して共に位相が直交する局部発振信号を生成し、分周された局部発振信号を混合器５、６及び１３、１４に供給した。
【選択図】図１

Description

本発明は二つのミキサを有して位相が直交するＩ信号とＱ信号とを出力するダイレクトコンバージョンチューナに関する。

従来のダイレクトコンバージョンチューナを図７に従って説明する。例えばデジタル変調された高周波信号はバンドパスフィルタ４２とその次段に設けられた低雑音増幅器４３とからなる受信部４１で受信された後に分配回路４４によって２分配される。分配された高周波信号は第一のミキサ４５と第二のミキサ４６とに入力される。第一のミキサ４５と第二のミキサ４６とには発振回路４７から局部発振信号が供給されるが、第一のミキサ４５には直接供給され、第二のミキサ４６には９０°移相器４８を介して供給される。従って二つのミキサ４５、４６に供給される局部発振信号の位相差は９０°である。局部発振周波数は、例えば受信した高周波信号の周波数と一致している。

この結果、二つのミキサ４５、４６からはベースバンド信号が出力されるが、第一のミキサ４５から出力されるＩ信号と第二のミキサ４６から出力されるＱ信号とは位相が９０°異なる。これらのベースバンド信号はイメージ妨害を避けるためおのおのバンドパスフィルタ４９、５０を通して後段側に出力される（例えば、特許文献１参照。）。

特開平１１−３３１０１１号公報（図１１）

バンドパスフィルタ４９、５０を通過したベースバンド信号は図示しない加算回路によって加算され、その後に復調される。

上記に説明したダイレクトコンバージョンチューナを用いてＵＨＦ帯及びＶＨＦ帯のデジタルテレビジョン信号を受信しようとすると、互いの周波数が離れているので、発振回路としてはＵＨＦ帯用とＶＨＦ帯用として独立した二つの発振器が必要となる。また、発振周波数の制御のためにそれぞれの発振器に付随した二つのＰＬＬ回路も必要となる。そのため、全体の構成が複雑になるという問題がある。

本発明は、一つの発振器を用いてＵＨＦ帯のデジタルテレビジョン信号とＵＨＦ帯のデジタルテレビジョン信号との双方を受信できるダイレクトコンバージョンチューナを提供することを目的とする。

上記課題に対して、本発明は、ＶＨＦ帯のハイチャンネルに配列されたデジタルテレビジョン信号及びＵＨＦ帯のチャンネル１３乃至３５に配列されたデジタルテレビジョン信号を直接ベースバンド信号に直交変換する混合器と、前記混合器に局部発振信号を供給する発振器とを備え、前記発振器を前記ＶＨＦ帯のハイチャンネルの周波数の６倍又は前記ＵＨＦ帯のチャンネル１３乃至３５の周波数の２倍で発振させ、前記２倍の周波数の発振信号を２分周すると共に前記６倍の周波数の発振信号を６分周して共に位相が直交する局部発振信号を生成し、分周された前記局部発振信号を前記混合器に供給した。

また、前記６倍の周波数の発振信号を３分周すると共にデュティ比が５０％の分周信号を出力する第一の分周器と、２分周すると共に位相差９０°の二つの分周信号を出力する第二の分周器とを設け、前記第一の分周器の分周信号又は前記２倍の周波数の発振信号を前記第二の分周器に入力した。

また、前記第一の分周器を、縦続接続された第一及び第二のマスタースレーブフリップフロップ回路と、前記第一又は第二のマスタースレーブフリップフロップにおけるマスターフリップ回路の出力とスレーブフリップフロップ回路の出力とに接続された論理和回路とから構成し、前記第二の分周器を第三のマスタースレーブフリップ回路からからるジョンソンカウンタ型９０°移相器で構成した。

また、前記ＶＨＦ帯のデジタルテレビジョン信号と前記ＵＨＦ帯のデジタルテレビジョン信号とを分離する分波器を設け、前記分波器の一方の出力端と他方の出力端とにそれぞれ前記混合器を接続した。

また、前記ＶＨＦ帯のデジタルテレビジョン信号と前記ＵＨＦ帯のデジタルテレビジョン信号とを分離する分波器と、前記分波器の後段に接続された切替回路とを設け、前記切替回路に前記混合器を接続した。

本発明はデジタルテレビジョン信号を直接ベースバンドに直交変換する混合器と、この混合器に局部発振信号を供給するための発振器とを有し、発振器をＶＨＦ帯のハイチャンネルの周波数の６倍又はＵＨＦ帯のチャンネル１３乃至３５の周波数の２倍で発振させ、２倍の周波数の発振信号を２分周すると共に６倍の周波数の発振信号を６分周して共に位相が直交する局部発振信号を生成し、分周された局部発振信号を混合器に供給したので、発振器の発振周波数はＵＨＦ帯の受信とＶＨＦ帯の受信とで同程度となるので、共通の発振器を使用でき、且つ発振周波数範囲が狭くて済む。

また、６倍の周波数の発振信号を３分周すると共にデュティ比が５０％の分周信号を出力する第一の分周器と、２分周すると共に位相差９０°の二つの分周信号を出力する第二の分周器とを設け、第一の分周器の分周信号又は２倍の周波数の発振信号を第二の分周器に入力したので、ＵＨＦ帯の受信とＶＨＦ帯の受信とのいずれにおいても直交関係の位相差を有する局部発振信号が簡単に得られる。

また、第一の分周器を、縦続接続された第一及び第二のマスタースレーブフリップフロップ回路と、第一又は第二のマスタースレーブフリップフロップにおけるマスターフリップ回路の出力とスレーブフリップフロップ回路の出力とに接続された論理和回路とから構成し、第二の分周器を第三のマスタースレーブフリップ回路からからるジョンソンカウンタ型９０°移相器で構成したので、周波数が変わっても第一の分周器からはデュティ５０％の分周信号が得られ、第二の分周器からはＵＨＦ帯の受信とＶＨＦ帯の受信とのいずれにおいても直交関係の位相差を有する局部発振信号が得られる。

また、ＶＨＦ帯のデジタルテレビジョン信号とＵＨＦ帯のデジタルテレビジョン信号とを分離する分波器を設け、分波器の一方の出力端と他方の出力端とにそれぞれ混合器を接続したので、混合器をＶＨＦ帯とＵＨＦ帯とに対応した回路で構成できる。

また、ＶＨＦ帯のデジタルテレビジョン信号とＵＨＦ帯のデジタルテレビジョン信号とを分離する分波器と、分波器の後段に接続された切替回路とを設け、切替回路に混合器を接続したので、混合器以降を１系統で実現できる。

図１によって本発明のダイレクトコンバージョンチューナの構成を説明する。アンテナ１で受信されたＶＨＦ帯のデジタルテレビジョン信号（ＶＨＦ信号という）とＵＨＦ帯のデジタルテレビジョン信号（ＵＨＦ信号という）とは分波器２によって分離され、ＶＨＦ信号はＶＨＦバンドパスフィルタ３によって選択される。ＶＨＦバンドパスフィルタ３は複同調回路から構成され、その同調周波数は同調電圧Ｖ_ＴＵによって変えられる。ＶＨＦバンドパスフィルタ３の出力信号は次のＶＨＦ増幅器４に入力される。ＶＨＦ増幅器４は可変利得増幅器によって構成され、その出力は一定レベルまで増幅されて後段の二つの混合器５、６に入力される。

混合器５及び６には局部発振部２１から位相が直交した（９０°異なった）局部発振信号ＬＯ／Ｉ、ＬＯ／Ｑがそれぞれ供給されるが、その周波数はＶＨＦ信号と同じである。この結果、各混合器５、６に入力されたＶＨＦ信号は直交変換され、位相が直交するベースバンド信号（Ｉ信号、Ｑ信号）が出力される。各ベースバンド信号はそれぞれＩＦバンドパスフィルタ７、８を介してアナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器という）９、１０によってデジタル信号に変換される。

同様に、分波器２によって分離されたＵＨＦ信号はＵＨＦバンドパスフィルタ１１によって選択される。ＵＨＦバンドパスフィルタ１１も複同調から構成され、その同調周波数は同調電圧Ｖ_ＴＵによって変えられる。ＵＨＦバンドパスフィルタ１１の出力信号は次のＵＨＦ増幅器１２に入力される。ＵＨＦぞおふくき１２も可変利得増幅器によって構成され、その出力が一定レベルまで増幅されて二つの混合器１３、１４に入力される。

混合器１３及び１４には局部発振部２１から位相が直交した（９０°異なった）局部発振信号ＬＯ／Ｉ、ＬＯ／Ｑがそれぞれ供給されるが、その周波数はＵＨＦ信号と同じである。この結果、各混合器１３、１４に入力されたＵＨＦ信号は直交変換され、位相が直交するベースバンド信号（Ｉ信号、Ｑ信号）が出力される。各ベースバンド信号はそれぞれＩＦバンドパスフィルタ１５、１６を介してＡ／Ｄ変換器（アナログ・デジタル変換器）１７、１８によってデジタル信号に変換される。

Ａ／Ｄ変換器９から出力されたＩ信号（ＶＨＦ信号に基づくもの）と、Ａ／Ｄ変換器１７から出力されたＩ信号（ＵＨＦ信号に基づくもの）とは第一の切替回路１９に入力され、Ａ／Ｄ変換器１０から出力されたＱ信号（ＶＨＦ信号に基づくもの）と、Ａ／Ｄ変換器１８から出力されたＱ信号（ＵＨＦ信号に基づくもの）とは第二の切替回路２０に入力される。第一及び第二の切替回路１９、２０は局部発振部２１から出力されるバンド切替信号ＢＳによって連動し、ＶＨＦ信号に基づくＩ信号及びＱ信号を出力するか又はＵＨＦ信号に基づくＩ信号及びＱ信号を出力するように切り替えられる。

局部発振部２１は電圧制御発振器で構成される発振器２２と、発振器２２の発振周波数を制御するＰＬＬ回路２３と、ＰＬＬ回路２３に基準信号を供給する基準発振器２４と、発振器２２から出力される発振信号を３分周する第一の分周器２５と、第一の分周器２５から出力された分周出力及び発振器２２から出力された発振信号を分周する第二の分周器２６と、第一の分周器２５から出力された分周出力と発振器２２から出力された発振信号を切り替えて第一の分周器２６に入力する第三の切替回路２７とを有する。

ＰＬＬ回路２３にはＩ^２Ｃバスによって受信すべきチャンネルの周波数データ得が入力され、それによってＰＬＬ回路２３から同調電圧Ｖ_ＴＵとバンド切替信号ＢＳとが出力される。同調電圧Ｖ_ＴＵは発振器２２とＶＨＦバンドパスフィルタ３とＵＨＦバンドパスフィルタ１１とに供給され、ＶＨＦバンドパスフィルタ３とＵＨＦバンドパスフィルタ１１とは受信すべきチャンネル又はそのチャンネル内の特定のセグメントに同調すると共に、発振器２２はその周波数で発振する。
また、バンド切替信号ＢＳは第一乃至第三の切替回路に入力され、ＶＨＦ信号の受信状態又はＵＨＦ信号の受信状態に切り替えられる。

ここで、ＶＨＦ信号とＵＨＦ信号とについて説明する。現在計画されているデジタルテレビジョンの放送チャンネルは、ＶＨＦ帯のハイチャンネル（チャンネル４〜チャンネル１２）とＵＨＦ帯のチャンネル１３〜チャンネル３６の中のいくつかのチャンネルである。これらのチャンネルは１３のセグメント（各セグメントの帯域は３／７ＭＨｚ）に分割され、１セグメント又は隣接する３セグメントを使用してＯＦＤＭ変調されたデジタルテレビジョン信号（主に音声信号）が放送される。

そして、各混合器５、６、１３、１４に必要な局部発振信号の周波数範囲は受信するＶＨＦ信号とＵＨＦ信号の周波数範囲と同じにする必要があることから、ＶＨＦ信号を受信する場合には１７３ＭＨｚ〜２１９ＭＨｚとなり、ＵＨＦ信号を受信する場合には４７３ＭＨｚ〜６０５ＭＨｚとなる。

そこで、発振器２２は、ＶＨＦ信号を受信する場合には受信周波数の６倍の周波数、即ち１０３８ＭＨｚ〜１３１４ＭＨｚの範囲で発振し、ＵＨＦ信号を受信する場合には受信周波数の２倍の周波数、即ち９４６ＭＨｚ〜１２１０ＭＨｚの範囲で発振するようにＰＬＬ回路２３によって制御される。この結果、発振器２２の全体の発振周波数範囲は９４６ＭＨｚ〜１３１４ＭＨｚとなり、最高周波数と最低周波数との比がおよそ１．４であるので一個の発振器で発振可能となる。

そして、６倍の周波数の発振信号は第一の分周器２５に入力され、２倍の周波数の発振信号は第三の切替回路２７に入力される。第一の分周器２５は図２に示されるように、縦続接続された第一のマスタースレーブフリップフロップ回路（以下の説明においては、フリップフロップ回路をＦ／Ｆ回路という）回路２５ａ及び第二のマスタースレーブＦ／Ｆ回路２５ｂと、それらの間に設けられ、第一のマスタースレーブＦ／Ｆ回路２５ａにおけるスレーブＦ／Ｆ回路２５ａｓのＱ出力と第二のマスタースレーブＦ／Ｆ回路２５ｂにおけるスレーブＦ／Ｆ回路２５ｂｓのＱ出力との論理積を取って第二のマスタースレーブＦ／Ｆ回路２５ｂにおけるマスタースレーブＦ／Ｆ回路２５ｂｍに入力するＡＮＤ回路２５ｃと、第二のマスタースレーブＦ／Ｆ回路２５ｂにおけるマスターＦ／Ｆ回路２５ｂｍのＱ出力とスレーブＦ／Ｆ回路２５ｂｓのＱ出力との論理和を取るＯＲ回路２５ｄとから構成される。これらの各Ｆ／Ｆ回路２５ａｍ、２５ａｓ、２５ｂｍ、２５ｂｓはＤ型Ｆ／Ｆ回路で構成されるが、ＪＫ型Ｆ／Ｆ回路等の他のＦ／Ｆ回を用いても構成できる。

そして、第一のマスタースレーブＦ／Ｆ回路２５ａにおけるマスターＦ／Ｆ回路２５ａｍと第二のマスタースレーブＦ／Ｆ回路２５ｂにおけるマスターＦ／Ｆ回路２５ｂｍとに発振器２２からの発振信号がクロック信号として入力され、第一のマスタースレーブＦ／Ｆ回路２５ａにおけるスレーブＦ／Ｆ回路２５ａｓと第二のマスタースレーブＦ／Ｆ回路２５ｂにおけるスレーブＦ／Ｆ回路２５ｂｓとにはインバータ２５ｅによって反転されたクロック信号が入力される。

この構成における二つのマスタースレーブＦ／Ｆ回路２５ａ、２５ｂとＡＮＤ回路２５ｃとインバータ２５ｅとによって３分周器が構成される。そして、クロック信号と各Ｆ／Ｆ回路２５ａｍ、２５ａｓ、２５ｂｍ、２５ｂｓ及びＯＲ回路２５ｄの出力波形を図３に動作を示すように、各Ｆ／Ｆ回路２５ａｍ、２５ａｓ、２５ｂｍ、２５ｂｓからは３分周された、ディティ比が１／３の分周信号が出力される。また、ＯＲ回路２５ｄからはデュティ比が１／２の分周信号が出力される。なお、ＯＲ回路２５ｄは第一のマスタースレーブＦ／Ｆ回路２５ａにおけるマスターＦ／Ｆ回路２５ａｍのＱ出力とスレーブＦ／Ｆ回路２５ａｓのＱ出力とに接続してもよい。

第二の分周器２６は図４に示すように、第三のマスタースレーブＦ／Ｆ回路２６ａとインバータ２６ｂとから構成される。クロック信号はマスターＦ／Ｆ回路２６ａｍとスレーブＦ／Ｆ回路２６ａｓとに入力されるが、スレーブＦ／Ｆ回路２６ａｓにはインバータ２６ｂを介して入力される。この第二の分周器２６はジョンソンカウンタと呼ばれ、クロック信号のデュティ比が５０％であれば、図５に示す動作波形のようにスレーブＦ／Ｆ回路２６ｂのＱ出力はマスターＦ／Ｆ回路２６ａのＱ出力よりも位相が９０°遅れる。第二の分周器２６もＪＫ型Ｆ／Ｆ回路等の他の回路で構成することができる。

よって、ＶＨＦ信号を受信するときに第三の切替回路２７によって第三の分周器２６を第一の分周器２５に接続すれば、発振器２２から出力された１０３８ＭＨｚ〜１３１４ＭＨｚの発振信号は第一の分周器２５と第二の分周器２６とによって１７３ＭＨｚ〜２１９ＭＨｚとなるように６分周される。このとき、第一の分周器２５からはデュティ比が５０％になった３分周信号が入力されるので、第二の分周器２６のマスターＦ／Ｆ回路２６ａｍとスレーブＦ／Ｆ回路２６ａｓとからは位相が９０°異なるＶＨＦ帯の局部発振信号ＬＯ／Ｉ及びＬＯ／Ｑが出力される。

また、ＵＨＦ信号を受信するときに第三の切替回路２７によって第三の分周器２６を発振器２２に接続すれば、発振器２２から出力された９４６ＭＨｚ〜１２１０ＭＨｚの発振信号は第二の分周器２６によってデュティ比が５０％で４７３ＭＨｚ〜６０５ＭＨｚに２分周され、第二の分周器２６のマスターＦ／Ｆ回路２６ａｍとスレーブＦ／Ｆ回路２６ａｓとから位相が９０°異なるＵＨＦ帯の局部発振信号ＬＯ／Ｉ及びＬＯ／Ｑが出力される。

図６は本発明のダイレクトコンバージョンチューナの他の構成を示す回路図であり、図１と比較して異なるのは、ＶＨＦ増幅器４及びＵＨＦ増幅器１２以降が１系統で構成されていることである。すなわち、ＶＨＦ増幅器４及びＵＨＦ増幅器１２の次段にはＶＨＦ信号又はＵＨＦ信号を切り替える第四の切替回路３０が設けられる。第四の切替回路３０はバンド切替信号ＢＳによって切り替えられる。第四の切替回路３０にはＶＨＦ信号又はＵＨＦ信号のいずれかをＩ信号及びＱ信号に直接変換する二つの混合器３１、３２が接続される。そして、これら二つの混合器３１、３２には局部発振部２１からそれぞれＶＨＦ帯又はＵＨＦ帯の局部発振信号ＬＯ／Ｉ及びＬＯ／Ｑが供給される。

一方の混合器３１の後段には、ＩＦバンドパスフィルタ３３、Ａ／Ｄ変換器３５が縦続接続され、他方の混合器３２にもＩＦバンドパスフィルタ３３、Ａ／Ｄ変換器３５が縦続接続される。よって、Ａ／Ｄ変換器３５及び３６からは第四の切替回路３０の切替によって、Ｖ／ＲＦ信号に基づくＩ信号、Ｑ信号又はＵ／ＲＦ信号に基づくＩ信号、Ｑ信号が出力される。

本発明のダイレクトコンバージョンチューナの構成を示す回路図である。本発明のダイレクトコンバージョンチューナに使用される第一の分周器の回路である。本発明のダイレクトコンバージョンチューナに使用される第一の分周器の動作説明図である。本発明のダイレクトコンバージョンチューナに使用される第二の分周器の回路である。本発明のダイレクトコンバージョンチューナに使用される第二の分周器の動作説明図である。本発明のダイレクトコンバージョンチューナの他の構成を示す回路図である。従来のダイレクトコンバージョンチューナの構成を示す回路図である。

符号の説明

１：アンテナ
２：分波器
３：ＶＨＦバンドパスフィルタ
４：ＶＨＦ増幅器
５、６、１３、１４、３１、３２：混合器
７、８、１５、１６、３３、３４：ＩＦバンドパスフィルタ
９、１０、３５、３６：Ａ／Ｄ変換器
１１：ＵＨＦバンドパスフィルタ
１２：ＵＨＦ増幅器
１９：第一の切替回路
２０：第二の切替回路
２１：局部発振部
２２：発振器
２３：ＰＬＬ回路
２４：基準発振器
２５：第一の分周器
２５ａ：第一のマスタースレーブフリップフロップ回路
２５ｂ：第二のマスタースレーブフリップフロップ回路
２５ａｍ、２５ｂｍ：マスターフリップフロップ回路
２５ａｓ、２５ｂｓ：スレーブフリップフロップ回路
２５ｃ：ＡＮＤ回路
２５ｄ：ＯＲ回路
２５ｅ：インバータ
２６：第二の分周器
２６ａ：第三のマスタースレーブフリップフロップ回路
２６ａｍ：マスターフリップフロップ回路
２６ａｓ：スレーブフリップフロップ回路
２６ｂ：インバータ
２７：第三の切替回路
３０：第四の切替回路

Claims

ＶＨＦ帯のハイチャンネルに配列されたデジタルテレビジョン信号及びＵＨＦ帯のチャンネル１３乃至３５に配列されたデジタルテレビジョン信号を直接ベースバンド信号に直交変換する混合器と、前記混合器に局部発振信号を供給する発振器とを備え、前記発振器を前記ＶＨＦ帯のハイチャンネルの周波数の６倍又は前記ＵＨＦ帯のチャンネル１３乃至３５の周波数の２倍で発振させ、前記２倍の周波数の発振信号を２分周すると共に前記６倍の周波数の発振信号を６分周して共に位相が直交する局部発振信号を生成し、分周された前記局部発振信号を前記混合器に供給したことを特徴とするダイレクトコンバージョンチューナ。
前記６倍の周波数の発振信号を３分周すると共にデュティ比が５０％の分周信号を出力する第一の分周器と、２分周すると共に位相差９０°の二つの分周信号を出力する第二の分周器とを設け、前記第一の分周器の分周信号又は前記２倍の周波数の発振信号を前記第二の分周器に入力したことを特徴とする請求項１に記載のダイレクトコンバージョンチューナ。
前記第一の分周器を、縦続接続された第一及び第二のマスタースレーブフリップフロップ回路と、前記第一又は第二のマスタースレーブフリップフロップにおけるマスターフリップ回路の出力とスレーブフリップフロップ回路の出力とに接続された論理和回路とから構成し、前記第二の分周器を第三のマスタースレーブフリップ回路からからるジョンソンカウンタ型９０°移相器で構成したことを特徴とする請求項２に記載のダイレクトコンバージョンチューナ。
前記ＶＨＦ帯のデジタルテレビジョン信号と前記ＵＨＦ帯のデジタルテレビジョン信号とを分離する分波器を設け、前記分波器の一方の出力端と他方の出力端とにそれぞれ前記混合器を接続したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のダイレクトコンバージョンチューナ。
前記ＶＨＦ帯のデジタルテレビジョン信号と前記ＵＨＦ帯のデジタルテレビジョン信号とを分離する分波器と、前記分波器の後段に接続された切替回路とを設け、前記切替回路に前記混合器を接続したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のダイレクトコンバージョンチューナ。