JP2007006451A

JP2007006451A - Ｄｍｂ地上波放送受信機

Info

Publication number: JP2007006451A
Application number: JP2006087817A
Authority: JP
Inventors: Byeong Hak Jo; 炳学趙; Won Jin Baek; 元鎭白; Jeong Ki Choi; 貞基崔; Kyung Seok Park; 景錫朴
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2005-06-22
Filing date: 2006-03-28
Publication date: 2007-01-11
Also published as: KR20060134350A; GB0610688D0; DE102006024036A1; GB2427517A; KR100714568B1; US20060293012A1

Abstract

【課題】本発明は、影像雑音を除去することが可能で、かつ、外装素子を最小化することが可能なＤＭＢ地上波放送受信機を提供する。
【解決手段】アンテナから受信されたＤＭＢ地上波放送信号をベースバンドのＩ/Ｑ信号にダウンコンバージョンした後、再度設定された中間周波信号にアップコンバージョンすることにより、影像雑音問題を解決するとと共に外装素子を最小化する。
【選択図】図４

Description

本発明は、影像雑音を除去することが可能で、かつ、外装素子を最小化することが可能なＤＭＢ地上波放送受信機に関する。

ＤＭＢは、デジタルマルチメディアブロードキャスティング(ＤｉｇｉｔａｌＭｕｌｔｉｍｅｄｉａＢｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ)の略であり、放送と通信が結合(融合)された新たな概念の移動マルチメディア放送サービスを称する。上記ＤＭＢサービスは、伝送方式とネットワーク構成により、地上波ＤＭＢと衛星ＤＭＢに区分される。

上記地上波ＤＭＢは、２００４年現在空いているＶＨＦ１２番チャネル(１７４〜２１６ＭＨｚ)を利用して移動受信用マルチメディア放送を行い、１つのチャネルを割ると３つのブロックが生じ、ブロック１つ当り数個のビデオ・オーディオチャネルがあり、圧縮方式はＭＰＥＧ４技術を利用し、電波は長距離に適するよう回折特性を有しており、車両内で使用することが可能であるよう研究されつつある。

上述のＶＨＦ１２チャネルを利用しブロードキャスティングされる地上波ＤＭＢを視聴するためには、該当周波数帯域の信号を受信して処理可能な周波数帯域の中間周波数信号に変換する受信機が必要であり、本明細書ではこれをＤＭＢ地上波放送受信機と称する。

図１は、従来のヘテロダイン(ｈｅｔｅｒｏｄｙｎｅ)方式のＤＭＢ地上波放送受信機を示したものであり、ヘテロダイン方式の受信機は、アンテナ(ＡＮＴ)から受信された信号のうち所定周波数帯域の信号のみを通過させ帯域外の信号は減殺させるバンドパスフィルタ１１と、上記バンドパスフィルタ１１を通過した信号が入力され、入力信号の雑音は減らし信号は大きくなるよう増幅する低雑音増幅器１３と、上記低雑音増幅器１３の出力信号を所定大きさに調整するＲＦオート利得制御器(以下、ＲＦ_ＡＧＣとする)１４と、上記ＲＦ_ＡＧＣ１４の出力信号と局部発振信号を混合し中間周波数に変換するミキサー１５と、上記ミキサー１５に所定周波数の局部発振信号を提供する発振器１６と、上記発振器１６の発振周波数を制御するＰＬＬ１７と、上記ミキサー１５から出力された信号から帯域外信号を減殺させるソーフィルタ１９と、上記ソーフィルタ１９から出力された信号の大きさを一定に調節するＩＦオート利得制御器(以下、ＩＦ_ＡＧＣとする)１８を含む。

上述のヘテロダイン方式で実現されたＤＭＢ地上波放送受信機は、中間周波数が３８.９１２ＭＨｚと高いため、中間周波数段にソーフィルタ１９を具備すべきであるが、上記ソーフィルタ１９はフィルタの構成上ＩＣ内に具備されることが不可能である。従って、従来のヘテロダイン方式の受信機は、低雑音増幅器１３と、ＲＦ_ＡＧＣ１４と、ミキサー１５と、発振器１６と、ＰＬＬ１７と、ＩＦ_ＡＧＣ１８は単一ＩＣ１２内に実現される反面、初段に具備されるバンドパスフィルタ１１と上記ソーフィルタ１９は、ＩＣ１２の外部から接続される外装素子で実現される。従って、外装素子が増加し、製造工程および構造が複雑になり、電流消費量が大きいという短所がある。

他の構造として、図２に示すようなローＩＦ構造のＤＭＢ地上波放送受信機がある。上記ローＩＦ構造の受信機は、アンテナ(ＡＮＴ)から受信された信号のうち所定周波数帯域の信号のみを通過させ帯域外の信号は減殺させるバンドパスフィルタ２１と、上記バンドパスフィルタ２１を通過した信号が入力され、入力信号の雑音は減らし信号は大きくなるよう増幅する低雑音増幅器２３と、上記低雑音増幅器２３の出力信号を一定大きさに調整するＲＦ_ＡＧＣ２４と、上記ＲＦ_ＡＧＣ２４の出力信号を局部発振信号と混合し設定された中間周波数に変換するミキサー２５と、上記ミキサー２５に所定周波数の局部発振信号を提供する発振器２６と、上記発振器２６の発振周波数を制御するＰＬＬ２７と、上記ミキサー２５の出力信号のうち中間周波数帯域外信号を減殺させるローパスフィルタ２８と、上記ローパスフィルタ２８から出力された中間周波信号の大きさを一定に調節するＩＦ_ＡＧＣ２９を含む。

このような構成要素を有するローＩＦ構造は、例えば２．０４８ＭＨｚの低い周波数を中間周波数とするため、ローパスフィルタ２８をソーフィルタに実現しなくても良く、従って、上記低雑音増幅器２３と、ＲＦ_ＡＧＣ２４と、ミキサー２５と、発振器２６と、ＰＬＬ２７と、ローパスフィルタ２８と、ＩＦ_ＡＧＣ２９を全て単一ＩＣに実現することが可能で、これにより外装素子を減少させ製造を容易にすることが可能である。その反面上述のローＩＦ構造は影像雑音が発生することがあり得るもので、これを除去するために高いＩＲＲ(ＩｍａｇｅＲｅｊｅｃｔｉｏｎＲａｔｉｏ)を要求し、このような高いＩＲＲを実現し難いという問題点がある。

より具体的に説明すると、既存のヘテロダイン方式の場合、影像雑音が高い周波数帯から生成されるためフィルタリングし易く、実際にＳＡＷフィルタを使用するため所望の信号に影響を及ぼすことがない。しかし、上記のローＩＦ受信機の場合、ＩＦ信号が低いため、影像雑音が所望の信号と隣接して発生するため影像雑音をフィルタリングし難い。そこでローＩＦ方式の受信機は、上記ミキサー２５をＩＲミキサー(ＩｍａｇｅＲｅｊｅｃｔｉｏｎＭｉｘｅｒ)で実現することとなる。上記ＩＲミキサーのイメージ除去能力、すなわちＩＲＲ(ＩｍａｇｅＲｅｊｅｃｔｉｏｎＲａｔｉｏ)は、受信機の利得不整合(Ｇａｉｎｍｉｓｍａｔｃｈ)と位相不整合(Ｐｈａｓｅｍｉｓｍａｔｃｈ)により決定され、これは次の数式１の通り決定される。

上記においてＰ_ｉｍ、Ａ_ｉｍはそれぞれ影像雑音のパワーと利得、Ｐ_ｓｉｇ、Ａ_ｓｉｇは所望の信号のパワーと利得、ΔＡ/Ａは局部発振信号の相互利得不整合、θは局部発振信号の位相不整合である。

さらに、現在の地上波ＤＭＢの場合要求される搬送波対雑音比(Ｃａｒｒｉｅｒｔｏｎｏｉｓｅｒａｔｉｏ、ＣＮＲ)が１４ｄＢである。従って、図３に図示された通り、局部発振信号ＬＯと、所望の信号のＩＦ中間周波信号と、影像雑音(イメージ信号)が表われるとした場合、上述の１４ｄＢｃのＣＮＲを満足させるための減殺比を計算してみると次の数式２の通りである。

ここで、ΔＰは環境によるイメージ信号の大きさの変化であり、電波環境と受信環境によって異なってくるが、移動しながら受信する地上波ＤＭＢの場合には略１０ｄＢ〜３０ｄＢまで表われる。

従って、上記数式２からみると、ローＩＦ構造の受信機では最大６０ｄＢのＩＲＲが要求されるが、現在のＩＲミキサー(ＩｍａｇｅＲｅｊｅｃｔｉｏｎＭｉｘｅｒ)は６０ｄＢのＩＲＲを満足させ難い。

本発明は上述した従来の問題点を解決するため提案されたものであり、影像雑音を除去することが可能で、かつ、外装素子を最小化(最少化)することが可能なＤＭＢ地上波放送受信機を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明によるＤＭＢ地上波放送受信機は、アンテナ(ＡＮＴ)から受信された信号のうちＤＭＢ地上波放送チャネル帯域の周波数信号を通過させ帯域外信号は減殺させるバンドパスフィルタ;上記バンドパスフィルタを通過した信号が入力され、入力信号の雑音を最小化しつつ信号(ＤＭＢ地上波放送信号)を増幅する低雑音増幅器;低雑音増幅器の出力信号を一定大きさに増幅するＲＦ_ＡＧＣ;上記ＲＦ_ＡＧＣの出力信号を同一周波数帯域の第１局部発振信号と混合しベースバンド信号に直接変換するダウンコンバータ;上記ダウンコンバータから出力されたベースバンドの出力信号のうち高域雑音信号を減殺させるローパスフィルタ;上記ローパスフィルタから出力されたベースバンドの信号を所定の第２局部発振信号と混合し既に設定された中間周波帯域の信号にアップコンバージョンするアップコンバータ;上記アップコンバータから出力された中間周波信号の大きさを一定に調節するＩＦ_ＡＧＣを含むことを特徴とする。

本発明によるＤＭＢ地上波放送受信機は、需要家の要求を満足させながら、影像雑音問題を解決し、外装素子の数は最小化(最少化)することが可能な優れた効果がある。

以下、添付の図面を参照し本発明によるＤＭＢ地上波放送受信機の構成および作用について説明する。

図４は、本発明によるＤＭＢ地上波放送受信機の一実施形態を示すブロック構成図である。
図４を参照すると、本発明によるＤＭＢ地上波放送受信機は、アンテナ(ＡＮＴ)から受信された信号のうちＤＭＢ地上波放送チャネル帯域の周波数信号を通過させ帯域外信号は減殺させるバンドパスフィルタ１１０と、上記バンドパスフィルタ１１０を通過した信号が入力され、入力信号の雑音は減らし信号は大きくなるよう増幅する低雑音増幅器１２０と、上記低雑音増幅器１２０の出力信号を一定大きさに増幅するＲＦ_ＡＧＣ１３０と、上記ＲＦ_ＡＧＣ１３０の出力信号を同一周波数帯域の第一局部発振信号と混合しベースバンド信号に直接変換するダウンコンバータ１４０と、上記ダウンコンバータ１４０から出力されたベースバンドの出力信号のうち高域信号を減殺させるローパスフィルタ１５０と、上記ローパスフィルタ１５０から出力されたベースバンドの信号を所定の第２局部発振信号と混合し大体２．０４８ＭＨｚの中間周波信号にアップコンバージョンするアップコンバータ１６０と、上記アップコンバータ１６０から出力された中間周波信号の大きさを一定に調節するＩＦ_ＡＧＣ１７０を含む。

上述の構成において、バンドパスフィルタ１１０、低雑音増幅器１２０、ＲＦ_ＡＧＣ１３０、ＩＦ_ＡＧＣ１７０は、図２に示した既存のローＩＦ方式受信機と同様のものである。

上記ダウンコンバータ１４０は、高周波信号をベースバンドの信号に直接変換するゼロＩＦタイプの周波数変換手段であり、その構成は、入力された高周波信号と第１局部発振信号を混合しその差信号を出力するミキサー１４１と、上記ミキサー１４１に受信信号と同一周波数帯域の第一局部発振信号を提供する発振器１４２と、選択チャネルに伴い上記発振器１４２の発振周波数を制御するＰＬＬ１４３からなる。

上記ダウンコンバータ１４０により、受信した大体ＶＨＦ１２チャネルのＤＭＢ地上波放送信号をゼロＩＦ、すなわち搬送波を除去したベースバンドの信号に直接変換するため、影像雑音による影響を考慮する必要がなくなる。さらに、ダウンコンバータ１４０の出力信号がベースバンドの低い周波数信号であるため、一般的なローパスフィルタでフィルタリングが可能で、その結果ソーフィルタの使用を抑制し外装素子の数を減少させることが可能である。

次いで、上記ベースバンドの信号をアップコンバータ１６０を通じ需要家が要求する中間周波帯域、すなわち、２．０４８ＭＨｚの信号にアップコンバージョンして出力することにより、需要家の要求を満足させることが可能となる。

図５は、本発明によるＤＭＢ地上波放送受信機の詳細なブロック構成図であり、上記ダウンコンバータ１４０及びアップコンバータ１６０の構成をより具体的に示したものである。

図５を参照すると、本発明によるＤＭＢ地上波放送受信機において、ダウンコンバータ１４０は、上記ＲＦ_ＡＧＣ１３０から出力された高周波信号をそれぞれ第１局部発振信号と混合しベースバンドのＩ/Ｑ信号を出力する第１、２ダウンコンバージョンミキサー１４１ａ、１４１ｂと、第１、２ダウンコンバージョンミキサー１４１ａ、１４１ｂに選択されたチャネルと同一の周波数帯として相互に９０度の位相差を有する第１局部発振信号を提供する発振器１４２と、基準周波数(ＸＲＥＦ)と上記発振器１４２の出力周波数を比較し位相及び/または周波数差が０になるよう上記発振器１４２の発振周波数を調整するＰＬＬ１４３からなる。

ローパスフィルタ１５０は、上記第１、２ダウンコンバージョンミキサー１４１ａ、１４１ｂからそれぞれ出力されるＩ/Ｑ信号をフィルタリングすることが可能であるよう、上記第１、２ダウンコンバージョンミキサー１４１ａ、１４１ｂにそれぞれ接続される第１、２ローパスフィルタ１５０ａ、１５０ｂからなる。

アップコンバータ１６０は、上記第１、２ローパスフィルタ１５０ａ、１５０ｂからそれぞれ出力されるＩ/Ｑ信号をそれぞれ第２局部発振信号と混合して設定された中間周波帯域にアップコンバージョンする第１、２アップコンバージョンミキサー１６１ａ、１６１ｂと、基準信号(ＸＲＥＦ)を分周して上記第１、２アップコンバージョンミキサー１６１ａ、１６１ｂに設定された中間周波帯域と同一の相互に９０度の位相差を有する第２局部発振信号を提供する分周器１６２と、上記第１、２アップコンバージョンミキサー１６１ａ、１６１ｂから各々出力された信号を単純に足す加算器１６３と、上記加算器１６３から出力された中間周波数信号をフィルタリングしてＩＦ_ＡＧＣ１７０に出力するローパスフィルタ１６４からなる。

上記において、発振器１４２から第１ダウンコンバージョンミキサー１４１ａに提供される第１局部発振信号と、上記第２ダウンコンバージョンミキサー１４１ｂに提供される第１局部発振信号とは相互に９０度の位相差を有し、周波数は選択されたチャネルの搬送波に該当する同一の周波数値になる。同様に、上記分周器１６２から第１アップコンバージョンミキサー１６１ａへ提供される第２局部発振信号と、第２アップコンバージョンミキサー１６１ｂへ提供される第２局部発振信号も相互に９０度の位相差を有し、設定された中間周波数帯域の中心周波数に該当する同一の周波数値を有する。

上記図５を参照し本発明によるＤＭＢ地上波放送受信機の動作について以下に説明する。

略１７４〜２１６ＭＨｚのＶＨＦ１２チャネルで送出されたＤＭＢ地上波放送信号はアンテナを通じて受信されバンドパスフィルタ１１０を通過する。この際、上記ＶＨＦ１２チャネル以外の他の周波数信号は減殺される。そして低雑音増幅器１２０において、上記バンドパスフィルタ１１０を通過した微弱なＤＭＢ地上波放送信号を所定の水準まで増幅する。上記低雑音増幅器１２０は、ＮＦ(雑音指数)が低くなるよう動作点とマッチングポイントをとって設計された増幅器として一般的に受信段で多く使用される。

上記低雑音増幅器１２０で増幅されたＤＭＢ地上波放送信号は、ＲＦ_ＡＧＣ１３０で一定の大きさにレベル調節される。これは後段の周波数変換などの処理時に歪みや飽和などが発生しないよう一定範囲の大きさに調整する手段である。

上記ＲＦ_ＡＧＣ１３０で大きさ調節されたＤＭＢ地上波放送信号は、ダウンコンバータ１４０の第１、２ダウンコンバージョンミキサー１４１ａ、１４１ｂへ同時に入力される。上記第１、２ダウンコンバージョンミキサー１４１ａ、１４１ｂは、発振器１４２から選択されたＤＭＢ地上波放送チャネル周波数と同一周波数の第１局部発振信号を相互に９０度の位相差が生じるよう提供を受ける。従って、上記第１、２ダウンコンバージョンミキサー１４１ａ、１４１ｂは、入力されたＤＭＢ地上波放送信号を第１局部発振信号と混合しその差に該当するベースバンドのＩ/Ｑ信号に周波数変換する。

上記第１、２ダウンコンバージョンミキサー１４１ａ、１４１ｂから出力されたＩ/Ｑ信号は、ローパスフィルタ１５０ａ、１５０ｂにそれぞれ入力され雑音が減殺されるようフィルタリングされた後、アップコンバータ１６０の第１、２アップコンバージョンミキサー１６１ａ、１６１ｂに入力される。上記第１、２アップコンバージョンミキサー１６１ａ、１６１ｂは、基準信号(ＸＲＥＦ)を分周する分周器１６２から第２局部発振信号の入力を受けるが、上記第２局部発振信号は設定された中間周波帯域の中心周波数に設定される。ここで、中間周波数は２．０４８ＭＨｚに設定される。

従って、上記第１、２アップコンバージョンミキサー１６１ａ、１６１ｂは、入力されたベースバンドのＩ/Ｑ信号と上記２．０４８ＭＨｚの第２局部発振信号を混合し、その和に対応する２．０４８ＭＨｚのＩ/Ｑ中間周波信号を出力する。

上記第１、２アップコンバージョンミキサー１６１ａ、１６１ｂから出力されたＩ/Ｑ中間周波信号は、加算器１６３で一つに加算され、ローパスフィルタ１６４でフィルタリングされた後、ＩＦ_ＡＧＣ１７０に入力され、上記ＩＦ_ＡＧＣ１７０で復調過程における飽和あるいは復調歪みなどを防止するため、均一な大きさに調整される。

上述の作用によると、ダウンコンバータ１４０ではゼロＩＦに直接変換するため、影像雑音問題が解決されることが可能で、以後、アップコンバータ１６０から要求される中間周波信号にアップコンバージョンすることにより、需要家の要求を解決することが可能である。

さらに、ソーフィルタ等の使用が不要なため、低雑音増幅器１２０、ＲＦ_ＡＧＣ１３０、ダウンコンバータ１４０、ローパスフィルタ１５０、アップコンバータ１６０、ＩＦ_ＡＧＣ１７０を全て一つのＩＣに実現することが可能で、その結果外装素子が最小化(最少化)される。

従来の地上波放送受信機の一例を示すブロック構成図である。従来の地上波放送受信機の他の方式を示すブロック構成図である。ＤＭＢ地上波放送受信機における信号要求特性を示す図面である。本発明によるＤＭＢ地上波放送受信機の一実施形態を示すブロック構成図である。本発明によるＤＭＢ地上波放送受信機の詳細なブロック構成図である。

符号の説明

１１０バンドパスフィルタ
１２０低雑音増幅器(Ｌｏｗｎｏｉｓｅａｍｐｌｉｆｉｅｒ；ＬＮＡ)
１３０ＲＦ_ＡＧＣ(Ａｕｔｏｇａｉｎｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ)
１４０ダウンコンバータ
１４１ミキサー
１４２発振器(ＶＣＰ)
１４３ＰＬＬ
１５０ローパスフィルタ
１６０アップコンバータ
１７０ＩＦ_ＡＧＣ

Claims

アンテナ(ＡＮＴ)から受信された信号のうちＤＭＢ地上波放送チャネル帯域の周波数信号を通過させ帯域外信号は減殺させるバンドパスフィルタ;
前記バンドパスフィルタを通過した信号が入力され、入力信号の雑音を最小化しながら信号を増幅する低雑音増幅器;
前記低雑音増幅器の出力信号を一定大きさに増幅するＲＦ_ＡＧＣ;
前記ＲＦ_ＡＧＣの出力信号を同一周波数帯域の第１局部発振信号と混合しベースバンド信号に直接変換するダウンコンバータ;
前記ダウンコンバータから出力されたベースバンドの出力信号中高域雑音信号を減殺させるローパスフィルタ;
前記ローパスフィルタから出力されたベースバンドの信号を所定の第２局部発振信号と混合し既に設定された中間周波帯域の信号にアップコンバージョンするアップコンバータ;
前記アップコンバータから出力された中間周波信号の大きさを一定に調節するＩＦ_ＡＧＣを含むことを特徴とするＤＭＢ地上波放送受信機。
前記ＤＭＢ地上波放送受信機の中間周波信号は２．０４８ＭＨｚに設定されることを特徴とする請求項１に記載のＤＭＢ地上波放送受信機。
前記ダウンコンバータは、
前記ＲＦ_ＡＧＣから出力された高周波信号を第一局部発振信号と混合しベースバンドのＩ/Ｑ信号に変換する第１、２ダウンコンバージョンミキサー;
前記第１、２ダウンコンバージョンミキサーにそれぞれＤＭＢ地上波放送の搬送波と同一周波数の第１局部発振信号を相互に９０度の位相差が生じるよう提供する発振器;及び
基準信号と前記発振器の発振信号を比較して設定された周波数信号が出力されるよう前記発振器を制御するＰＬＬを含むことを特徴とする請求項１に記載のＤＭＢ地上波放送受信機。
前記ローパスフィルタは、
前記第１、２ダウンコンバージョンミキサーにそれぞれ接続され、それぞれＩ/Ｑ信号をフィルタリングする第１、２ローパスフィルタからなることを特徴とする請求項３に記載のＤＭＢ地上波放送受信機。
前記アップコンバータは、
前記第１、２ローパスフィルタからそれぞれ出力されるＩ/Ｑ信号をそれぞれ入力を受けた第２局部発振信号と混合しＩ/Ｑ中間周波数信号にアップコンバージョンする第１、２アップコンバージョンミキサー;
基準信号を分周して設定された中間周波数と同一周波数の第２局部発振信号を相互に９０度の位相差が生じるよう前記第１、２アップコンバージョンミキサーに提供する分周器;
前記第１、２アップコンバージョンミキサーから出力されたＩ/Ｑ中間周波信号を足して出力する加算器;及び
前記加算器から出力された中間周波数信号をフィルタリングし前記ＩＦ_ＡＧＣに提供するローパスフィルタを含むことを特徴とする請求項４に記載のＤＭＢ地上波放送受信機。
前記低雑音増幅器、ＲＦ_ＡＧＣ、ダウンコンバータ、ローパスフィルタ、アップコンバータ及びＩＦ_ＡＧＣは単一チップで実現されることを特徴とする請求項１に記載のＤＭＢ地上波放送受信機。