JP2010154501A - チューナモジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】Low−IFアーキテクチャを採用したチューナモジュールにおいて受信妨害の影響を抑制する。
【解決手段】局部発振信号を発振する局部発振回路17と、地上テレビジョン放送における選局チャンネルの帯域外の信号レベルが低減されたRF信号と局部発振回路17から発振される局部発振信号とを混合してこのRF信号を低周波の中間信号にダウンコンバートする混合回路14と、局部発振回路17が発振する局部発振信号の局部発振周波数を選局チャンネルの帯域内において受信妨害の影響が抑制される値にする制御を行う制御回路16とを備える。
【選択図】図4
【解決手段】局部発振信号を発振する局部発振回路17と、地上テレビジョン放送における選局チャンネルの帯域外の信号レベルが低減されたRF信号と局部発振回路17から発振される局部発振信号とを混合してこのRF信号を低周波の中間信号にダウンコンバートする混合回路14と、局部発振回路17が発振する局部発振信号の局部発振周波数を選局チャンネルの帯域内において受信妨害の影響が抑制される値にする制御を行う制御回路16とを備える。
【選択図】図4
Description
本発明は、受信したRF(Radio Frequency)信号を低周波数の中間信号にダウンコンバートするチューナモジュールに関する。
図1は、従来の一般的なチューナモジュール100の構成を示す図である。チューナモジュール100は、例えば地上波テレビジョン放送を受信する。従来のチューナモジュール100は、手動調整が必要な空芯コイル及び外部RFアンプを有する回路部101と、VCO(Voltage Controlled Oscillator)用外部共振器を有する回路部102とを備える。また、従来のチューナモジュール100は、外部クリスタル基準信号源を有する回路部103と、中間周波数(IF;Intermediate Frequency)の信号(以下、「中間信号」という。)用SAW(Surface Acoustic Wave)フィルタを有する回路部104とを備える。このような従来のチューナモジュール100は、部品点数が約300にもなり、例えば横100mm×縦50mm×厚さ14mm程度と非常に大きな構成になる。
図2は、従来のチューナモジュール100の内部構成を示すブロック図である。アンテナ501Aにて受信されたRF信号は、入力端子501を介して同調回路502に入力される。同調回路502は、ユーザのチャンネルの選択操作に応じて、RF信号の内、所望のチャンネルの帯域外の信号レベルを低減して周波数の選局処理の対象となるチャンネル(以下、「選局チャンネル」という。)を設定する。同調回路502にて設定された選局チャンネルのRF信号は、高周波増幅回路503にて増幅される。混合回路504は、高周波増幅回路503より供給された信号と局部発振回路505より発振された局部発振信号とを混合して周波数変換を行い、中間信号を出力する。
従来の一般的なアナログテレビジョン受像機のチューナモジュールにおける映像中間周波数は、58.75MHzであり、イメージ周波数は希望波信号の周波数よりも117.5MHz高い。したがって、イメージ信号は、同調回路502が有する受動素子のフィルタを用いて十分に低減させることができる。
ところで、近年、超薄型テレビジョン装置等が急速に普及しており、テレビジョン装置に搭載される部品の中で最も重要な部品の一つであるチューナモジュールの小型化及び薄型化が要求されている。また、多くのテレビジョン装置は、録画機能やマルチ画面表示等の多機能化に伴って複数のチューナモジュールを搭載するケースが増え、チューナモジュールの小型化は、益々要求されるようになってきている。
そこで、部品点数が多い従来のチューナモジュールに替えてRF回路がSi,SiGe等の半導体に集積されたシリコンIC(Integrated Circuit)からなるチューナモジュールが採用されるようになっている。このようなシリコンICからなるモジュールは、従来のチューナモジュールにおけるアナログ部品をICに集積しているため、従来のチューナモジュールよりも部品点数が大幅に削減され、小型化を実現する。例えば図3に示すシリコンチューナモジュール110は、半導体にCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)トランジスタ搭載型のRF回路を集積するシリコンICからなる。これにより、シリコンチューナモジュール110は、例えば部品点数を75以下とし、チューナモジュール100よりも遥かに小型の回路構成を実現している。
シリコンICからなるチューナモジュールの多くは、回路の小型化の観点で有利なLow−IFアーキテクチャを採用している。これは、入力されたRF信号を所定の低い周波数の中間信号(Low−IF)に変換して処理を行う方式をいうものである。この場合、選局チャンネルの近隣のチャンネルからの妨害波であるイメージ信号の周波数(イメージ周波数)は、希望波である選局チャンネルのRF信号の周波数に比較的近い値となる。このため、イメージ周波数の信号を受動素子のフィルタの選択度特性にて完全に遮断するのは難しい。
なお、妨害波を除去するために振幅と位相を逆相にしてキャンセルするフィルタも実用化されているが、このようなフィルタであってもレベルの大きな妨害波を完全に遮断することは難しく、テレビジョン放送の画像にノイズが混入する虞がある。
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、Low−IFアーキテクチャを採用したチューナモジュールにおいても受信妨害の影響を抑制することを目的とする。
上述した目的を達成するために、本発明に係るチューナモジュールは、入力された地上テレビジョン放送におけるRF信号の内、選局チャンネルの帯域外の信号レベルを低減するフィルタと、局部発振信号を発振する局部発振回路と、上記フィルタによって選局チャンネルの帯域外の信号レベルが低減されたRF信号と上記局部発振回路から発振される局部発振信号とを混合して上記RF信号を中間周波数の信号にダウンコンバートする混合回路と、上記局部発振回路が発振する局部発振信号の局部発振周波数を制御する制御回路とを備え、上記制御回路は、上記選局チャンネルの上記中間周波数の信号の帯域内において、他チャンネルからの妨害波の影響を抑える局部発振周波数に制御する。
本発明によれば、Low−IFアーキテクチャを採用した地上テレビジョン放送受信用のチューナモジュールにおいて、選局チャンネルの近隣のチャンネルに存在するRF信号に基づく受信妨害の影響を抑制することができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態(以下、「本実施の形態」という。)について図面を参照しながら説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.本実施の形態におけるチューナモジュールの構成
2.本実施の形態におけるチューナモジュールの局部発振周波数制御動作
<1.本実施の形態におけるチューナモジュールの構成>
1.本実施の形態におけるチューナモジュールの構成
2.本実施の形態におけるチューナモジュールの局部発振周波数制御動作
<1.本実施の形態におけるチューナモジュールの構成>
図4は、本実施の形態におけるチューナモジュール1の内部構成を示すブロック図である。本実施の形態におけるチューナモジュール1は、Si,SiGe等の半導体にCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)型のRF回路を集積するシリコンチューナICからなる。また、チューナモジュール1は、アンテナから入力されるRF信号を所定の低い周波数に変換して処理を行うLow−IFアーキテクチャを採用する。これにより、チューナモジュール1は、従来の標準的なスーパーヘテロダイン方式を採用するチューナモジュールに比べて部品点数を大幅に削減した小型の回路構成とされる。
チューナモジュール1は、入力端子11と、同調回路12と、高周波増幅回路13と、混合回路14と、イメージ除去回路15と、制御回路16と、局部発振信号を発振する局部発振回路17と、メモリ18とを備えて所望のチャンネルの周波数の選局処理を行う。チューナモジュール1は、地上アナログテレビジョン放送、地上デジタルテレビジョン放送等の放送波を受信することが可能である。チューナモジュール1が地上アナログテレビジョン放送の放送波を受信する場合、アンテナ11Aにて受信された地上アナログテレビジョン放送の放送波は、入力端子11を介して同調回路12に供給される。
同調回路12は、帯域制限フィルタを備える。同調回路12は、制御回路16による制御に基づいてこの帯域制限フィルタにより入力端子11から供給された地上アナログテレビジョン放送のRF信号の内、ユーザの所望のチャンネルの帯域外の信号レベルを低減する。このようにして、同調回路12は、選局チャンネルを設定する。そして、同調回路12は、所望のチャンネルの帯域外の信号レベルが低減されたRF信号を高周波増幅回路13に供給する。高周波増幅回路13は、同調回路12より供給されたRF信号を増幅して混合回路14に供給する。
混合回路14は、高周波増幅回路13より供給されたRF信号と局部発振回路17から発振された局部発振周波数fLOの局部発振信号とを混合して中間周波数fIFの中間信号にダウンコンバートする。混合回路14は、得られた中間信号をイメージ除去回路15に供給する。
イメージ除去回路15は、混合回路14から供給された中間信号に対してイメージ妨害となる信号を減衰又は除去するための、振幅と位相とを逆相にしてキャンセル処理を行うイメージ除去フィルタを備える。
チューナモジュール1には中間信号が使用されるため、イメージ周波数による干渉波(イメージ妨害)が生じる虞がある。イメージ周波数は、局部発振周波数fLOを中心として、所望のチャンネルの中心周波数と対称的に配置される。また、イメージ周波数は、中間信号を直接妨害することによってチューナモジュール1に大きな悪影響をもたらす虞がある。
制御回路16は、ユーザのチャンネル選択操作に応じて、同調回路12を制御する。また、制御回路16は、イメージ除去回路15が混合回路14から供給された中間信号に対してイメージ妨害となる信号を減衰又は除去するための所定の設定値をイメージ除去回路15に供給することにより、イメージ除去回路15を制御する。
また、制御回路16は、局部発振回路17が、選局チャンネルに応じてイメージ妨害となる受信妨害の影響を抑制するための局部発振周波数fLOを発振するように局部発振回路17を制御する。具体的に、選局チャンネルに応じて受信妨害の影響を抑制するための選局チャンネルに応じた局部発振周波数fLOが設定されて、メモリ18が備えるテーブルにチャンネル毎に記憶されている。制御回路16は、この設定値を選択して読み出し局部発振回路17に供給する。局部発振回路17は、制御回路16より供給された設定値である局部発振周波数fLOの局部発振信号を発振して混合回路14に供給する。
例えば、制御回路16は、選局チャンネルに応じて、局部発振周波数fLOが選局チャンネルの中心周波数よりも高周波側(Upper-Local)又は低周波側(Lower-Local)になるような局部発振周波数fLOを局部発振回路17に供給する。Low−IFアーキテクチャを採用するチューナモジュール1において、この局部発振周波数fLOは、選局チャンネルの中心周波数に近い値に設定される。
メモリ18は、制御回路16が局部発振回路17に対して局部発振周波数fLOの切替制御動作を行うための、各チャンネルに応じた局部発振周波数fLOの設定値を記憶するテーブル(図示せず)を有する。制御回路16による局部発振周波数fLOの設定処理は、例えばチューナモジュール1のプリセット時に行われる。チャンネル毎の局部発振周波数fLOの設定値は、このテーブルに記憶される。
図5は、従来の一般的なチューナモジュールであるチューナモジュール200の内部構成を詳細に示す図である。チューナモジュール200において、地上波デジタル・アナログ放送信号は、入力端子201から入力され、IFフィルタ211を通り、同調回路(BPF)212に供給される。同調回路212は、所望のチャンネル周波数(VHF(Very High Frequency)、CATV(Community Antenna Television)、UHF(Ultra High Frequency))を選局する。続いて、所望のチャンネル周波数に選局された信号は、RF AGC(Radio Frequency Automatic Gain Control)電圧でレベルがコントロールされているAGCアンプ213で一定のレベルに揃えられる。一定のレベルに揃えられた信号は、MOPLL(mixer oscillator/phase locked loop)214に入力される。
MOPLL214では、入力信号がミキサ214Aで中間周波数(IF57MHz中心)の中間信号(IF)にダウンコンバートされ、IFアンプ214Bで増幅された後、出力される。この出力信号は、SAWフィルタ215で帯域外の不要な信号が除去され、IFアンプ216を通り、回路部204のSAWフィルタ(VIF)204A及びSAWフィルタ(SIF)204Bへと入力される。また、SAWフィルタ215から出力された信号は、AGCアンプ214Cを介して回路部203のSAWフィルタ203Aに入力されてIFアンプ203Bに供給される。
チューナモジュール1は、このような従来のチューナモジュール200における回路部202〜204の機能をICに集積化し、図6に示す回路構成としたものである。
図6において、入力端子41(図4の入力端子11に相当)より入力されたRF信号は、スイッチ42及び切替端子43を介してRFトラッキング調整部44に入力される。RFトラッキング調整部44は、6つの同調回路441(図4の同調回路12に相当)と、3つの高周波増幅回路442(図4の高周波増幅回路13に相当)とを備える。6つの同調回路441と、3つの高周波増幅回路442とは、2つの同調回路441と1個の高周波増幅回路442との組合せからなる3組の回路部により構成される。入力されたRF信号の周波数帯域に応じた切替端子43の切替動作により、同調回路441にRF信号が供給される。
VCO(voltage controlled oscillator)45(図4の局部発振回路17に相当)は、3つの局部発振回路を備える。RFトラッキング調整部44からの信号と、VCO45のうちRF信号の周波数帯域に応じて選択された局部発振回路からの局部発振信号とは、混合回路46(図4の混合回路14に相当)にて混合されダウンコンバートされて中間周波数fIFを有する中間信号に変換される。
混合回路46から出力された中間信号は、利得位相調整回路47(図4のイメージ除去回路15に相当)に供給される。利得位相調整回路47は、混合回路46から出力された信号に対して利得と位相の調整を行い、イメージ妨害となる信号を低減又は除去する。
利得位相調整回路47より出力された信号は、バンドパスフィルタ(BPF)48等を通過した後、出力端子49より出力される。
なお、端子群51には、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を搭載したIC(図示せず)が接続される。図4の制御回路16は、これらCPU、ROM、RAM等からなり、また、図4のメモリ18は、このRAMの一部領域とされる。
チューナモジュール1は、上述したようにLow−IFアーキテクチャを採用する。そこで、チューナモジュール1が、例えば、中間周波数を4MHzに、また、局部発振周波数fLOを選局チャネルの中心周波数よりも4MHz高い値に設定したと仮定する。この場合、イメージ妨害となる可能性のある周波数帯域は、選局チャンネルの中心周波数よりも8MHz高い周波数を中心とした周波数帯域になる。
例えば選局チャンネルをVHF帯の第1チャンネル(中心周波数93MHz)とした場合、局部発振周波数fLOは、97MHzとなる。また、イメージ妨害を引き起こす妨害波となる可能性のある周波数帯域は、101MHzを中心とした6MHzの周波数帯域となる。このとき、混合回路14によってダウンコンバートされて得られた選局チャンネルの映像信号の中間周波数は、5.75MHzである。
ここで、イメージ妨害となる可能性のある信号は、選局チャンネルの1つ上のチャンネルの音声信号(中間周波数4.75Hz)、及び、選局チャンネルの2つ上のチャンネルの映像信号(搬送波周波数6.25MHz)である。しかしながら、一般に、音声信号は、映像信号よりもレベルが低い。また、音声信号は、AM変調を行うため、希望波となる選局チャンネルの映像信号に与える妨害の影響は少ない。また、希望波となる選局チャンネルの映像信号の周波数帯域の外側の信号は、同調回路12にて帯域制限されることから検波する段階で妨害を受けにくい。このため、イメージ除去回路15が、イメージ妨害を引き起こす妨害波を抑制することが十分に可能である。以下、チューナモジュール1を日本国内で使用し、日本のテレビジョン放送の放送波を受信する場合の例について詳細に説明する。なお、チューナモジュール1は、テレビジョン受信機のシステム構成や受信チャンネル周波数の間隔等が異なる世界各地域(世界各国を含む)においてその地域で受信可能なテレビジョン放送の放送波を受信する場合についても適用することが可能である。
現在の日本の地上アナログテレビジョン放送の放送帯は、VHF(LOWチャンネル;1〜3チャンネル)、VHF(HIGHチャンネル;4〜12チャンネル)、UHF(13〜62チャンネル)の3つの編成からなる。ここで、隣り合ったチャンネルを使用すると混信等が起こる虞があるため、チャンネルは、各編成間を除き1つおきに割り当てられている。また、VHF(LOWチャンネル;1〜3チャンネル)においては、2チャンネルに割り当てると残りの1,3チャンネルは隣接するため使用できなくなるため、1,3チャンネルを使用するようにしている。
図7(A)は、地上アナログテレビジョン放送のVHF帯における一部のチャンネルの周波数割り当ての状態を示す概念図である。各チャンネルは、6MHzの帯域を有する。また、各チャンネルの間隔は、各チャンネルの帯域が重複しないように、基本的に6MHzとなっている。しかしながら、7チャンネルの帯域及び8チャンネルの帯域は、例外的に2MHz分だけ重複し4MHzとなっている。なお、7チャンネルと8チャンネルが同一地域に割り当てられることはないので、混信の問題は生じない。
また、図7(B)は、このVHF帯において、地上アナログテレビジョン放送と地上デジタル音声放送が混在した場合の周波数割り当てを示す概念図である。6チャンネルと8チャンネルとの間の帯域は、4MHzであるが、地上デジタル音声放送の伝送帯域幅は、1セグメント形式の場合で429kHz、3セグメント方式の場合で1289kHzである。このため、7チャンネルの帯域を利用して隣接する6チャンネル及び8チャンネルの地上アナログテレビジョン放送に混信を与えることなく放送することが可能である。
現在の日本の地上アナログテレビジョン放送のVHF帯においては、このように、6チャンネルと8チャンネルとの間、及び、7チャンネルと9チャンネルとの間隔は、ともに4MHzである。これらは、他の2つのチャンネルの間隔よりも2MHz小さい。このため、6チャンネル又は7チャンネルを受信した場合、近隣のチャンネルのRF信号によるイメージ妨害を受ける虞がある。
なお、チューナモジュール1は、地上アナログテレビジョン放送だけでなく、例えばケーブルテレビジョン(CATV)放送の放送信号をも受信することができる。例えばCATV放送のスーパーハイバンドにおいて、C26チャンネルとC28チャンネルとの間隔、及び、C27チャンネルとC29チャンネルとの間隔は、ともに10MHzである。これらは、他のチャンネル間の間隔よりも2MHz小さい。したがって、チューナモジュール1がCATV放送のスーパーハイバンドのC26チャンネル又はC27チャンネルを選局した場合も、近隣のチャンネルのRF信号によるイメージ妨害を受ける虞がある。
チューナモジュール1は、例えば、中間周波数を4MHz、局部発振周波数fLOを選局チャネルの中心周波数よりも高周波側に設定する。この場合、局部発振周波数fLOは、選局チャネルの中心周波数よりも4MHz高い値とされる。選局チャンネルのRF信号は、混合回路14にて、局部発振回路17から発振される局部発振周波数fLOの局部発振信号と混合されてダウンコンバートされる。すると、中心周波数4MHz、周波数帯域6MHzの中間信号が得られる。選局チャンネルのRF信号よりも1チャンネル又は2チャンネル上のチャンネルにRF信号が存在すると、この信号も混合回路14にてダウンコンバートされ、得られる中間信号が選局チャンネルに対する妨害波となる虞がある。
また、チューナモジュール1は、例えば、中間周波数を3.7MHz、局部発振周波数fLOを受信チャネルの中心周波数よりも低周波側に設定する。この場合、局部発振周波数fLOは、受信チャネルの中心周波数よりも3.7MHz低い値とされる。選局チャンネルのRF信号は、混合回路14にて、局部発振回路17から発振される局部発振周波数fLOの局部発振信号と混合されてダウンコンバートされる。すると、中心周波数3.7MHz、周波数帯域6MHzの中間信号が得られる。選局チャンネルのRF信号よりも1チャンネル又は2チャンネル下のチャンネルにRF信号が存在すると、この信号も混合回路14にてダウンコンバートされ、得られる中間信号が選局チャンネルに対する妨害波となる虞がある。
同調回路12は、帯域制限フィルタにて選局チャンネルの搬送波のみを通過させるようにする。しかしながら、地上アナログテレビジョン放送のVHF帯における6チャンネルと8チャンネルとの間隔(或いは7チャンネルと9チャンネルとの間隔)、CATV放送のスーパーハイバンドにおけるC26チャンネルとC28チャンネルとの間隔(或いはC27チャンネルとC29チャンネルとの間隔)は、それぞれ他のチャンネル間の間隔よりも2MHz小さい。このため、イメージ妨害となる可能性のある近隣のチャンネル(1チャンネル又は2チャンネル上のチャンネル、或いは、1チャンネル又は2チャンネル下のチャンネル)のRF信号の信号成分は完全に除去できない場合がある。
そこで、制御回路16は、選局チャンネルに応じて、局部発振周波数fLOが受信したRF信号の周波数よりも高周波側又は低周波側になるような局部発振周波数fLOを局部発振回路17に供給する。制御回路16は、このような処理により局部部発振回路17が発振する局部発振周波数fLOを制御する。
<2.本実施の形態におけるチューナモジュールの局部発振周波数制御動作>
<2.本実施の形態におけるチューナモジュールの局部発振周波数制御動作>
図8は、地上アナログテレビジョン放送のVHF帯における4〜6チャンネル及び8チャンネルのRF信号の周波数スペクトル図である。この図8において、A1は、4チャンネルのRF信号のスペクトルであり、a11,a12は、それぞれ4チャンネルの映像搬送波、4チャンネルの音声搬送波である。また、B1は、4チャンネルのRF信号のスペクトルであり、b11,b12は、それぞれ5チャンネルの映像搬送波、5チャンネルの音声搬送波である。また、C1は、6チャンネルのRF信号のスペクトルであり、c11,c12は、それぞれ6チャンネルの映像搬送波、6チャンネルの音声搬送波である。また、D1は、8チャンネルのRF信号のスペクトルであり、d11,d12は、それぞれ8チャンネルの映像搬送波、8チャンネルの音声搬送波である。
同調回路12は、所望のチャンネルの帯域外の信号レベルを低減させるフィルタを備える。図8において、曲線51は、同調回路12が備える4チャンネル専用のフィルタによって低減される信号レベルを示す。また、曲線52は、同調回路12が備える6チャンネル専用のフィルタによって低減される信号レベルを示す。
図9は、局部発振周波数fLOをUpper-Localに、中間周波数fIFを4MHzに設定し、地上アナログテレビジョン放送のVHF帯4チャンネルを選局チャンネルとした場合における中間信号の周波数スペクトル図である。この場合、局部発振周波数fLOは、177MHzになる。なお、この図9に示す結果は、同調回路12が備えるような4チャンネル専用のフィルタを用いていない場合に得られたものである。
この図9には、局部発振周波数fLOが177MHzの局部発振信号でRF信号の周波数をダウンコンバートしたときの中間信号の周波数スペクトルが示されている。ここで、L11は、4チャンネルの中間信号帯域(6MHz)を示す。希望波となる4チャンネルの中間信号スペクトラムA2の内の映像搬送波a21に対し、5チャンネルの中間信号スペクトラムB2の内の音声搬送波b21及び6チャンネルの中間信号スペクトラムC2の内の映像搬送波c21が妨害波となる虞がある。なお、現在の日本の地上アナログテレビジョン放送のVHF帯において、チャンネルは、各編成間を除き1つおきに割り当てられているため、5チャンネルのRF信号による受信妨害はない。しかしながら、5チャンネルの周波数帯域において例えばCATV放送等の放送信号を受信する場合にこの図9に示すような妨害波発生の問題が生じる。
一般に、中間信号の周波数スペクトル図において、他チャンネルの映像搬送波又は音声搬送波が、選局チャンネルの映像搬送波と音声搬送波との間にあり選局チャンネルの映像搬送波に近い側に存在すると妨害波になり易い。図9に示す周波数スペクトル図においては、4チャンネルの映像搬送波a21及び4チャンネルの音声搬送波a22の間にあり4チャンネルの映像搬送波a21に近い5チャンネルの音声搬送波b21が妨害波になり易い。
4チャンネルと6チャンネルとの間隔は、6MHzである。図8に示すように、チューナモジュール1は、このような設定条件下で、6チャンネルのRF信号を同調回路12が備える4チャンネル専用のフィルタによって低レベルにすることが可能である。
しかしながら、チューナモジュール1は、4チャンネルに隣接する5チャンネルのRF信号をこの4チャンネル専用のフィルタによっても低レベルにすることはできない。このため、5チャンネルのRF信号は、希望波である4チャンネルの中間信号スペクトラムA2に対する妨害波となる虞がある。
図10は、局部発振周波数fLOをUpper-Localに、中間周波数fIFを4MHzに設定し、地上アナログテレビジョン放送のVHF帯6チャンネルを選局チャンネルとした場合における中間信号の周波数スペクトル図である。Upper-Localで6チャンネルを選局チャンネルとした場合、中間信号が4MHzであるとき局部発振周波数fLOは、189Hzになる。なお、この図10に示す結果は、同調回路12が備える6チャンネル受信専用のフィルタを用いていない場合に得られたものである。
この図10には、局部発振周波数fLOが189MHzの局部発振信号でRF信号の周波数をダウンコンバートしたときの中間信号のスペクトルが示されている。ここで、L12は、6チャンネルの中間信号帯域(6MHz)を示す。
8チャンネルの映像搬送波d31は、6チャンネルの映像搬送波c31及び6チャンネルの音声搬送波c32の間にある。また、6チャンネルの中間信号スペクトラムC3の内の映像搬送波c31と、8チャンネル中間信号スペクトラムD3の内の映像搬送波d31との間隔は、僅かに1.5MHzである。このため、この8チャンネルの映像搬送波d31は、希望波である6チャンネルの中間信号スペクトラムC3に対する妨害波となる虞がある。
6チャンネルと8チャンネルとの間隔は、4MHzである。このような設定条件下では、同調回路12が備える6チャンネル受信専用のフィルタによっては、図8に示すように8チャンネルのRF信号を僅かにしか低減することができない。また、イメージ除去回路15が備えるイメージ除去フィルタの性能では、8チャンネルのRF信号による妨害波を完全に除去することができない。
なお、ここで、IF周波数を4MHzよりも大きな値にすれば、8チャンネルの中間周波数は小さくなり6チャンネルの中間周波数と離れた値になる。これは、イメージ妨害に対して有効な対策とも考えられるが、Low−IFアーキテクチャを採用するチューナモジュール1にとっては有効な方法とはいえない。
図11は、局部発振周波数fLOをLower-Localに、中間周波数fIFを3.7MHzに設定し、地上アナログテレビジョン放送のVHF帯6チャンネルを選局チャンネルとした場合における中間信号の周波数スペクトル図である。Lower-Localで6チャンネルを選局チャンネルとした場合、中間信号が3.7MHzであるとき局部発振周波数fLOは、181.3Hzになる。なお、この図11に示す結果は、同調回路12が備えるような6チャンネル受信専用のフィルタを用いていない場合に得られたものである。
この図11には、局部発振周波数fLOが181.3MHzの局部発振信号でRF信号の周波数をダウンコンバートしたときの中間信号のスペクトルが示されている。ここで、L13は、6チャンネルの中間信号帯域(6MHz)を示す。
局部発振周波数fLOを受信チャネルの中心周波数よりも3.7MHz低い値にすることにより、妨害波となるRF信号の周波数帯域は、希望波周波数よりも7.4MHz低い値を中心とした周波数帯域になる。この設定条件下で、VHF帯6チャンネルを受信した場合、1つ上の7チャンネルや2つ上の8チャンネルのRF信号は、妨害になることはない。
希望波である6チャンネルの中間信号スペクトラムC4の内の映像搬送波c41に対し、4チャンネルの中間信号スペクトラムA4の内の音声搬送波a41と、5チャンネルの中間信号スペクトラムB4の内の映像搬送波b41とは、6チャンネルの映像搬送波c41と6チャンネルの音声搬送波c42との間にある。このため、搬送波a41,b41は、希望波である6チャンネルの中間信号スペクトラムC4に対する妨害波となる虞があるものの、少なくとも5チャンネルの映像搬送波b41は、6チャンネルの映像搬送波c41と2.1MHzも離れている。
図12は、図8と同様、地上アナログテレビジョン放送のVHF帯における4〜6チャンネル及び8チャンネルのRF信号の周波数スペクトル図である。この図12において、図8と同様の箇所については、同一の符号を付して説明を省略する。この図12において、曲線53は、同調回路12が備える6チャンネル専用のフィルタによって低減される信号レベルを示す。また、曲線54は、同調回路12が備える8チャンネル専用のフィルタによって低減される信号レベルを示す。信号a12,b11は、6チャンネルの映像搬送波c11と十分に離れていることから同調回路12が備えるような6チャンネル専用のフィルタによって十分に低減される。
なお、Upper-localに設定した場合であっても、局部発振周波数fLOの値を適当な値に設定することによりイメージ妨害を引き起こす妨害波を低減できる場合もある。
図13は、局部発振周波数fLOをLower-Localに、中間周波数fIFを3.7MHzに設定し、地上アナログテレビジョン放送のVHF帯8チャンネルを選局チャンネルとした場合における中間信号の周波数スペクトル図である。Lower-Localで8チャンネルを選局チャンネルとした場合、中間信号が3.7MHzであるとき局部発振周波数fLOは、191.3Hzになる。なお、この図13に示す結果は、同調回路12が備えるような8チャンネル専用のフィルタを用いていない場合に得られたものである。
この図13には、局部発振周波数fLOが191.3MHzの局部発振信号でRF信号の周波数をダウンコンバートしたときの中間信号のスペクトルが示されている。ここで、L14は、8チャンネルの中間信号帯域(6MHz)を示す。
6チャンネルの音声搬送波c51は、8チャンネルの映像搬送波d51と8チャンネルの音声搬送波d52との間にあり、6チャンネルの音声搬送波c51と8チャンネルの映像搬送波d51との間隔は僅かに1.6MHzである。すなわち、6チャンネルの音声搬送波c51は、希望波である8チャンネルの中間信号スペクトラムD5に対する妨害波となる虞がある。しかしながら、通常、音声搬送波は、映像搬送波よりもレベルが低く妨害波のレベルは低い。
なお、8チャンネルの1つ上のチャンネルである9チャンネルにRF信号が存在しないならば局部発振周波数fLOは、Lower-LocalにするよりもUpper-Localにした方が受信妨害の影響はさらに抑制される。
このような図8〜13と共に説明した例を踏まえ、チューナモジュール1は、イメージ妨害のない映像を復調するために、選局チャンネル毎に最適な局部発振周波数fLOを選択する。また、チューナモジュール1において、制御回路16は、選局チャンネル毎の最適な局部発振周波数fLOの設定値をメモリ18が備えるテーブルに記憶させる。制御回路16による局部発振周波数fLOの設定処理は、例えばチューナモジュール1のプリセット時に行われるようにすることが可能である。
例えば、チューナモジュール1は、テレビジョン受像機を設置した段階で、全ての受信可能なチャンネルのRF信号を受信する。ユーザは、受信できたRF信号の周波数及び信号レベルを予め測定することが可能である。ユーザは、受信されるRF信号のレベルを含めたRF信号の周波数スペクトルを把握し、選局チャンネル毎に妨害を受けない局部発振周波数fLOを算出する。制御回路16は、この算出された局部発振周波数fLOの設定値をメモリ18が備えるテーブルに記憶させる。制御回路16は、チューナモジュール1の周波数の選局処理時にメモリ18が備えるテーブルに記憶されたデータから適切な設定値を選択するようにすることが可能である。
例えば、制御回路16は、各選局チャンネルと、局部発振周波数fLOの最適値との組合せをメモリ18が備えるテーブルに記憶させる。制御回路16は、プリセット時にて設定された選局チャンネル毎の最適な局部発振周波数fLOである設定値をメモリ18からいつでも読み出して任意に設定値を調整することが可能である。
ここで、チューナモジュール1における局部発振周波数fLOの制御処理の一例を図14のフローチャートを参照しながら説明する。なお、ここでは、局部発振周波数fLOの初期設定がUpper-Localである場合について説明する。
ステップS11において、チューナモジュール1が備える同調回路12は、テレビジョン放送のRF信号に対する周波数選択を行い所望のチャンネルを選局チャンネルとして設定する。
ステップS12において、制御回路16は、選局チャンネルが地上アナログテレビジョン放送のVHF帯の6,7チャンネル、CATVのスーパーハイバンドのC26,C27チャンネルの何れのチャンネルに該当するか否かを判断する。このステップS12において、選局チャンネルが地上アナログテレビジョン放送のVHF帯の6,7チャンネル、CATVのスーパーハイバンドのC26,C27チャンネルの何れかに該当すると判断した場合にはステップS14に進み、選局チャンネルがこれらの何れのチャンネルにも該当しないと判断した場合にはステップS13に進む。
ステップS13において、制御回路16は、選局チャンネルの1つ上のチャンネルにレベルの大きなRF信号が存在するか否かを判断する。このステップS13において、制御回路16は、選局チャンネルの1つ上のチャンネルにレベルの大きなRF信号が存在すると判断した場合にはステップS15に進む。一方、このステップS13において、制御回路16は、選局チャンネルの1つ上のチャンネルにレベルの大きなRF信号が存在しないと判断した場合にはステップS16に進む。
ステップS14において、制御回路16は、局部発振周波数fLOをLower-Localに、中間周波数fIFを3.7MHzに設定する。先の図11と共に説明したように、局部発振周波数fLOを選局チャネルの中心周波数よりも3.7MHz低い値にすることにより、妨害波となるRF信号の周波数帯域は、希望波周波数よりも7.4MHz低い値を中心とした周波数帯域になる。この設定条件下で、VHF帯6チャンネルを選局した場合、1つ上のチャンネルや2つ上のチャンネルのRF信号は、妨害になることはない。また、選局チャンネルの中間信号帯域内に存在する他のチャンネルの信号は、同調回路12が備える選局チャンネル専用のフィルタによって十分に低減される。
ステップS15において、制御回路16は、ステップS14と同様に、局部発振周波数fLOをLower-Localに、中間周波数fIFを3.7MHzに設定する。すなわち、希望する選局チャンネルの1つ上のチャンネルにレベルの大きなRF信号が存在する場合も、局部発振周波数fLOをLower-Localに、中間周波数fIFを3.7MHzに設定することにより、ステップS14と同様に、受信妨害の影響を抑制することができる。
ステップS16において、制御回路16は、局部発振周波数fLOをUpper-Localに、中間周波数fIFを4MHzに設定する。この場合、チューナモジュール1は、このような設定条件下で、同調回路12が備える選局チャンネル専用のフィルタによって妨害波となり得る他のチャンネルの信号を低レベルにすることが可能である。
このように、本実施の形態におけるチューナモジュール1は、選局チャンネルの中間周波数の信号の帯域内において、他チャンネルからの妨害波の影響を抑える局部発振周波数に制御する。すなわち、チューナモジュール1は、制御回路16が、選局チャンネルに応じて、局部発振周波数fLOが、受信したRF信号の周波数よりも高周波側又は低周波側になるような局部発振周波数fLOを局部発振回路17に供給する。チューナモジュール1は、このように局部部発振回路17が発振する局部発振周波数fLOを、選局チャンネルの中間周波数の信号の帯域内において、他チャンネルからの妨害波の影響を抑えるような値に制御する。これにより、チューナモジュール1は、Low−IFアーキテクチャを採用していても、選局チャンネルの近隣のチャンネルに存在するRF信号に基づく受信妨害の影響を抑制することができる。
以上、チューナモジュール1が日本国内のテレビジョン放送を受信する場合について説明したが、上述したように、チューナモジュール1は、世界各地域において適用することが可能である。一般に、テレビジョン放送のチャンネル毎の周波数(受信チャンネル周波数)は、国や地域によって異なる。チューナモジュール1は、以下に述べるように、テレビジョン放送を受信する地域に最適なfLOを設定する制御を行うことにより、受信チャンネル周波数の間隔が異なる何れの地域においても適用することが可能となる。
具体的に、チューナモジュール1は、テレビジョン受信機のプリセット時に、テレビジョン放送波を受信し、受信したテレビジョン放送波のRF信号をシグナルスキャンして受信チャンネル周波数のデータを取得する。そして、チューナモジュール1は、取得した受信チャンネル周波数のデータをテーブル化し、図4に示すメモリ18に記憶させる。チューナモジュール1は、このテーブルを参照して局部発振周波数fLOの制御処理を行う。
図15は、チューナモジュール1における局部発振周波数fLOの制御処理の一例を説明するためのフローチャートである。なお、図15に示す処理において図14と同様の処理内容については、詳細な説明を省略する。また、この図15に示す処理において、局部発振周波数fLOは、Upper-Localに初期設定されている。
ステップS21において、チューナモジュール1が備える同調回路12は、RF信号に対する周波数選択を行う。そして、同調回路12は、例えばメモリ18が備えるテーブルの受信チャンネル周波数のデータを参照することにより、所望のチャンネルを選局チャンネルとして設定する。
ステップS22において、チューナモジュール1が備える制御回路16は、メモリ18が備えるテーブルに記憶された、プリセット時に取得された受信チャンネル周波数のデータを参照し、選局チャンネルのチャンネル周波数よりも周波数が高い、すなわち選局チャンネルのチャンネル周波数よりも高周波側の、この選局チャンネルよりも1つ上位のチャンネルに放送(放送局)があるか否かを判断する。制御回路16が1つ上位のチャンネルに放送がないと判断した場合にはステップS23に進む。一方、制御回路16が1つ上位のチャンネルに放送があると判断した場合にはステップS24に進む。
ステップS23において、制御回路16は、そのチャンネルにある信号が大入力であるか否か、すなわち選局チャンネルよりも1つ上位のチャンネルに放送波や放送波以外のレベルの大きな信号(RF信号、ノイズ等)があるか否かを判断する。具体的に、ステップS23において、制御回路16は、図4に示す高周波増幅回路13(図6に示す高周波増幅回路442に相当)を制御する制御データ(AGCデータ)を取得する。高周波増幅回路13は、利得制御を行うため、変調方式がチューナモジュール1と異なる信号であるノイズを受信した場合であっても、ノイズレベルに反応してノイズを検知することができる。高周波増幅回路13の制御データのレベルは、放送波、RF信号、ノイズ等の受信信号のレベルに比例する。制御回路16は、取得した高周波増幅回路13の制御データのレベルが予め設定した所定の閾値以上であるか否かを判断する。制御回路16は、高周波増幅回路13の制御データのレベルが所定の閾値以上であると判断した場合には、選局チャンネルよりも1つ上位のチャンネルにレベルの大きな信号があると判断する。
このようにして、制御回路16が選局チャンネルよりも1つ上位のチャンネルに放送波や放送波以外のレベルの大きな信号があると判断した場合にはステップS25に進む。一方、制御回路16が選局チャンネルよりも1つ上位のチャンネルに放送波や放送波以外のレベルの大きな信号がないと判断した場合にはステップS26に進む。
ステップS24において、制御回路16は、ステップS21で設定した選局チャンネルの局部発振周波数fLOをLower-Localに設定する。この際、制御回路16は、中間周波数fIFを最適な値に設定するようにしてもよい。局部発振周波数fLOをLower-Localに設定することにより、局部発振周波数fLOは、選局チャンネルの中心周波数よりも中間周波数fIFだけ低い値とされる。そして、妨害波となるRF信号の周波数帯域は、希望波周波数よりも十分に低い値を中心とした周波数帯域になる。この設定条件下で、1つ上位のチャンネルに放送波や放送波以外のレベルの大きな信号がある場合でもこれらの信号が妨害になることはない。
ステップS25において、制御回路16は、選局チャンネルの局部発振周波数fLOをLower-Localに設定する。
ステップS26において、制御回路16は、選局チャンネルの局部発振周波数fLOをUpper-Localに設定する。
このように、チューナモジュール1は、選局チャンネルの局部発振周波数fLOを最適な値に設定することで、同調回路12が備える選局チャンネル専用のフィルタによって妨害波となり得る隣接するチャンネルの信号を十分に低レベルにすることが可能である。これにより、チューナモジュール1は、テレビジョンシステムや受信チャンネル周波数の間隔が異なる世界各地域において、その地域で受信可能なテレビジョン放送の放送波を受信することができる。
また、チューナモジュール1は、例えば図16に示す手順に従って局部発振周波数fLOを制御するようにしてもよい。なお、図16に示す処理において、図14又は図15と同様の処理内容については、詳細な説明を省略する。図16に示す処理においても、局部発振周波数fLOは、Upper-Localに初期設定されている。図16に示す処理では、チューナモジュール1は、選局チャンネルよりも1つ上位のチャンネルに設定し、このチャンネルにレベルの大きな信号がある場合には、局部発振周波数fLOをLower-Localに設定する。
すなわち、ステップS31において、チューナモジュール1が備える同調回路12は、テレビジョン放送のRF信号に対する周波数選択を行い、所望のチャンネルを選局チャンネルとして設定する。
ステップS32において、同調回路12は、テレビジョン放送のRF信号に対する周波数選択を行い、ステップS31において設定された選局チャンネルのチャンネル周波数よりも高周波側の、選局チャンネルよりも1つ上位のチャンネルを設定する。
ステップS33において、制御回路16は、選局チャンネルよりも1つ上位のチャンネルに放送波、RF信号、ノイズ等のレベルの大きな信号があるか否かを判断する。具体的に、ステップS33において、制御回路16は、高周波増幅回路13を制御する制御データ(AGCデータ)を取得する。制御回路16は、取得した高周波増幅回路13の制御データのレベルが予め設定した所定の閾値以上であるか否かを判断する。制御回路16は、高周波増幅回路13の制御データのレベルが所定の閾値以上であると判断した場合には、選局チャンネルよりも1つ上位のチャンネルにレベルの大きな信号があると判断する。
制御回路16が選局チャンネルよりも1つ上位のチャンネルに放送波以外のレベルの大きな信号があると判断した場合にはステップS34に進む。一方、制御回路16が選局チャンネルよりも1つ上位のチャンネルに放送波以外のレベルの大きな信号がないと判断した場合にはステップS35に進む。
ステップS34において、制御回路16は、ステップS31で設定された選局チャンネルの局部発振周波数fLOをLower-Localに設定する。
ステップS35において、制御回路16は、選局チャンネルの局部発振周波数fLOをUpper-Localに設定する。
このような図16の局部発振周波数fLOの制御処理では、プリセット時のシグナルスキャンによって取得した受信チャンネル周波数のデータを参照することがないため、モバイルテレビ等、常に受信環境が変化するアプリケーションに適用することができる。
以上述べたように、チューナモジュール1は、選局チャンネルの中間周波数の信号の帯域内において、他チャンネルからの妨害波の影響を抑える局部発振周波数に制御する。チューナモジュール1は、妨害となる信号が放送波でない場合であっても、所望の選局チャンネルの放送波を受信することができる。これにより、チューナモジュール1は、世界の何れの地域においても、その地域で受信可能なテレビジョン放送の放送波を受信することが可能である。
なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。
上述した実施の形態では、チューナモジュール1が地上アナログテレビジョン放送を受信する場合について説明したが、チューナモジュール1は、地上デジタルテレビジョン放送を受信することも可能である。地上デジタルテレビジョン放送に割り当てられたUHF(13〜62チャンネル)の内、隣接するチャンネルとの間隔が小さい所定のチャンネルに対しても、上述した実施の形態と同様に、最適な局部発振周波数fLOを設定することが可能である。
また、上述した実施の形態では、チューナモジュール1が局部発振周波数fLOをUpper-Localに初期設定した場合について説明したが、チューナモジュール1は、局部発振周波数fLOをLower-Localに初期設定するようにしてもよい。この場合においても、基本的に上述の図14〜図16に示す処理と同様の処理を行う。このため、図14〜図16と同様の処理動作については詳細な説明を省略する。
例えば、図15、図16とそれぞれ同様の処理において、チューナモジュール1が局部発振周波数fLOをLower-Localに初期設定した場合、選局チャンネルの設定後、制御回路16は、選局チャンネルのチャンネル周波数よりも周波数が低い、すなわち選局チャンネルのチャンネル周波数よりも低周波数側の、この選局チャンネルよりも1つ下位のチャンネルにレベルの大きな信号があるか否かを判断する。制御回路16が1つ下位のチャンネルにレベルの大きな信号があると判断した場合には、局部発振周波数fLOをUpper-Localに設定する。一方、制御回路16が1つ下位のチャンネルにレベルの大きな信号がないと判断した場合には、局部発振周波数fLOをLower-Localに設定する。
1 チューナモジュール、11 入力端子、12 同調回路、13 高周波増幅回路、14 混合回路、15 イメージ除去回路、16 制御回路、17 局部発振回路、18 メモリ
Claims (11)
- 入力された地上テレビジョン放送におけるRF信号の内、選局チャンネルの帯域外の信号レベルを低減するフィルタと、
局部発振信号を発振する局部発振回路と、
上記フィルタによって選局チャンネルの帯域外の信号レベルが低減されたRF信号と上記局部発振回路から発振される局部発振信号とを混合して上記RF信号を中間周波数の信号にダウンコンバートする混合回路と、
上記局部発振回路が発振する局部発振信号の局部発振周波数を制御する制御回路とを備え、
上記制御回路は、上記選局チャンネルの上記中間周波数の信号の帯域内において、他チャンネルからの妨害波の影響を抑える局部発振周波数に制御するチューナモジュール。 - 上記選局チャンネルの帯域内で受信妨害の影響が抑制される値からなる上記局部発振周波数の設定値を上記地上テレビジョン放送のチャンネル毎に記憶するメモリをさらに備え、上記制御回路は、上記メモリに記憶された上記設定値を読み出して上記局部発振回路に供給する請求項1記載のチューナモジュール。
- 上記局部発振周波数は、当該チューナモジュールのプリセット時に設定されて上記メモリに記憶される請求項2記載のチューナモジュール。
- 上記制御回路は、上記局部発振周波数を上記選局チャンネルの中心周波数に近い値に制御する請求項1記載のチューナモジュール。
- 上記制御回路は、上記選局チャンネルに応じて、上記局部発振周波数を、上記選局チャンネルの中心周波数よりも上記中間周波数だけ高い値又は上記選局チャンネルの中心周波数よりも上記中間周波数だけ低い値に制御する請求項1記載のチューナモジュール。
- 上記入力された地上テレビジョン放送におけるRF信号の周波数情報を記憶するメモリと、同調回路とをさらに備え、
上記制御回路は、上記局部発振周波数が上記選局チャンネルの中心周波数よりも高い値に初期設定された状態で上記同調回路により上記選局チャンネルが設定された後に、上記周波数情報を参照して該選局チャンネルのチャンネル周波数よりも高周波側の該選局チャンネルよりも1つ上位のチャンネルに放送があると判断した場合、上記局部発振周波数を上記選局チャンネルの中心周波数よりも低い値に制御する請求項1記載のチューナモジュール。 - 同調回路と高周波増幅回路とをさらに備え、
上記同調回路は、上記局部発振周波数が上記選局チャンネルの中心周波数よりも高い値に初期設定された状態で上記選局チャンネルを設定した後に、該選局チャンネルのチャンネル周波数よりも高周波側の該選局チャンネルよりも1つ上位のチャンネルを設定し、
上記制御回路は、上記選局チャンネルよりも1つ上位のチャンネルにおけるRF信号のレベルに応じた上記高周波増幅回路を制御する制御データが所定の閾値以上であるか否かを判断し、該制御データが該所定の閾値以上であると判断した場合には上記局部発振周波数を上記選局チャンネルの中心周波数よりも低い値に制御する請求項1記載のチューナモジュール。 - 上記入力された地上テレビジョン放送におけるRF信号の周波数情報を記憶するメモリと、同調回路とをさらに備え、
上記制御回路は、上記局部発振周波数が上記選局チャンネルの中心周波数よりも低い値に初期設定された状態で上記同調回路により上記選局チャンネルが設定された後に、上記周波数情報を参照して該選局チャンネルのチャンネル周波数よりも低周数側の該選局チャンネルよりも1つ下位のチャンネルに放送があると判断した場合、上記局部発振周波数を上記選局チャンネルの中心周波数よりも高い値に制御する請求項1記載のチューナモジュール。 - 同調回路と高周波増幅回路とをさらに備え、
上記同調回路は、上記局部発振周波数が上記選局チャンネルの中心周波数よりも低い値に初期設定された状態で上記選局チャンネルを設定した後に、該選局チャンネルのチャンネル周波数よりも低周波側の該選局チャンネルよりも1つ下位のチャンネルを設定し、
上記制御回路は、上記選局チャンネルよりも1つ下位のチャンネルにおけるRF信号のレベルに応じた上記高周波増幅回路を制御する制御データが所定の閾値以上であるか否かを判断し、該制御データが該所定の閾値以上であると判断した場合には上記局部発振周波数を上記選局チャンネルの中心周波数よりも高い値に制御する請求項1記載のチューナモジュール。 - 上記選局チャンネルが、地上アナログテレビジョン放送のVHF(Very High Frequency)帯6チャンネル又は7チャンネルである場合の上記局部発振周波数は、上記選局チャンネルの中心周波数よりも3.7MHz低い値である請求項5記載のチューナモジュール。
- 上記選局チャンネルが、地上アナログテレビジョン放送のVHF(Very High Frequency)帯1〜5、8〜12チャンネルの何れかである場合の上記局部発振周波数は、上記選局チャンネルの中心周波数よりも4MHz高い値である請求項5記載のチューナモジュール。
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