JP4171869B2 - ヘテロダイン受信機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、ヘテロダイン受信機およびICに関する。
【0002】
日本における地上デジタル音声放送は、ISDB-TSBなどと呼ばれる方式が採用されている。このISDB-TSBにおいては、デジタルオーディオデータなどの複数のデジタルデータを同時に放送するものであるが、テレビ放送における1チャンネル分の伝送帯域が13個の帯域(OFDMセグメント)に分割され、そのOFDMセグメントごとに、伝送する情報が設定される方式である(以下、OFDMセグメントを単に「セグメント」と略称する)。
【0003】
そして、ISDB-TSBの伝送パラメータは、
セグメントの帯域幅:432kHz
伝送帯域幅 :5616kHz(13セグメント分)
変調方式 :OFDM
キャリア変調方式 :DQPSKなど
多重化方式 :MPEG−2システム
音声符号化方式 :AAC
とされている。また、ISDB-TSB放送には、1個あるいは3個のセグメントが使用される。そして、ISDB-TSB放送は、現行のVHFのテレビ放送帯の空きチャンネルを使用して行われる予定である。
【0004】
図9Aは、セグメントの周波数配置の例を示すもので、第(m−1)チャンネルおよび第(m+1)チャンネルでテレビ放送が行われ、第mチャンネルがテレビ放送では空きチャンネルの場合である。そして、第mチャンネルでISDB-TSB放送が行われるものであり、この第mチャンネルにおいて、13個のセグメント#1〜#13が連結して送信される。
【0005】
なお、このとき、セグメント#1〜#13の占める帯域幅は、5616kHz(=432kHz×13)であるから、第mチャンネルの周波数範囲のうち、セグメント#1 よりも低域側の周波数範囲およびセグメント#13よりも高域側の周波数範囲の一方、あるいは図9Aに示すように、両方は、信号の存在しない区間となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、スーパーヘテロダイン方式の受信機においては、中間周波数を低くすると、選択度特性を改善しやすくなるので、ISDB-TSB受信機においても、中間周波数を低くすることが考えられる。しかし、中間周波数を低くすると、イメージ周波数が受信バンドに含まれようになってしまう。
【0007】
図9B、Cは、ISDB-TSB受信機において、中間周波数を500kHzとした場合の イメージ周波数を示す。すなわち、図9Bに示すように、セグメント#1を受信するときには、その中心周波数よりも500kHzだけ高い周波数を、局部発振信号 SLOの周波数に設定することになるが、このとき、図9Bに斜線を付けた周波数範囲、すなわち、セグメント#1の中心周波数よりも中間周波数の2倍の1MHzだけ高い周波数を中心とする432kHzの周波数範囲が、イメージ周波数の範囲と なる。したがって、セグメント#1を受信するときには、同じ第mチャンネルのセグメント#3、#4の一部がイメージ妨害信号となってしまう。
【0008】
また、図9Cに示すように、セグメント#13を受信するときには、その中心周波数よりも500kHz高い周波数を、局部発振信号SLOの周波数に設定することになるが、このとき、図9Cに斜線を付けた周波数範囲、すなわち、セグメント#13の中心周波数よりも1MHzだけ高い周波数を中心とする432kHzの周波数範囲が、イメージ周波数の範囲となる。したがって、セグメント#13を受信するときには、第(m+1)チャンネルの映像搬送信号の一部がイメージ妨害信号となってしまう。
【0009】
そして、セグメント#2〜#12を受信するときも同様で、受信するセグメントの中心周波数よりも1MHzだけ高い周波数を中心とする432kHzの周波数範囲 が、イメージ周波数の範囲となる。したがって、セグメント#2〜#12を受信するときには、同じ第mチャンネルの他のセグメントの一部、あるいは第(m+1)チャンネルの映像搬送信号の一部がイメージ妨害信号となってしまう。
【0010】
そして、一般に、受信信号にイメージ妨害信号が含まれる場合には、そのイメージ妨害信号の除去回路やキャンセル回路を設けてイメージ妨害特性を改善している。例えば、アンテナ同調回路を設けてイメージ妨害信号を除去したり、デュアルコンバージョン方式(ダブルスーパーヘテロダイン方式)に構成して第1中間周波フィルタによりイメージ妨害信号を除去したりしている。また、イメージ妨害信号とは逆相の信号を形成し、この逆相信号によりイメージ妨害信号をキャンセルしたりしている。
【0011】
しかし、アンテナ同調回路や第1中間周波フィルタによりイメージ妨害信号を除去するときには、ICに対する外付け部品が増加したり、回路規模が大きくなったりするので、結果としてコストの上昇を招いてしまう。しかも、上記のようにVHF帯であって、イメージ周波数が目的とするセグメントの周波数に近接している場合には、アンテナ同調回路や第1中間周波フィルタを、かなり急峻なバンドパス特性としなければならず、この点からもコストが上昇してしまう。
【0012】
また、逆相信号によりイメージ妨害信号をキャンセルするときには、回路のバランスに高い精度が要求され、通常では、40dB前後のイメージ減衰比を実現するのが限界である。このため、イメージ妨害信号のレベルが大きいときには、イメージ妨害信号をキャンセルしきれず、妨害信号として出力されてしまう。
【0013】
また、図10は、ISDB-TSB放送に3個のセグメントを使用する場合を示し、このため、中間周波数を1MHzとした場合の周波数関係を示す。なお、図10A〜Cは、図9A〜Cと対応する。
【0014】
そして、この図10にも示すように、3個のセグメントを受信する場合にも、同じ第mチャンネルの他のセグメント、あるいは第(m+1)チャンネルの映像搬送信号の一部がイメージ妨害信号となってしまう。したがって、この場合にも、イメージ妨害を受けてしまい、そのイメージ妨害を避けるためには、コストが上昇してしまう。
【0015】
この発明は、以上のような点にかんがみ、イメージ妨害を自動的に軽減できるヘテロダイン方式の受信機を提供しようとするものである。
【0016】
【課題を解決するための手段】
この発明においては、
1つのチャンネルを複数のセグメントに分割するとともに、この分割したセグメントの1つあるいは複数によりデジタル信号を送信するようにしたデジタル放送をヘテロダイン方式により受信するときの上記ヘテロダイン方式をアッパーヘテロダイン方式あるいはローアーヘテロダイン方式に切り換える第1の切り換え回路と、
受信信号を、目的とする受信周波数の信号SRXと、そのイメージ周波数の信号SUDとに切り換える第2の切り換え回路と、
中間周波信号が供給されて受信中の信号の受信レベルを検出し、その検出信号を出力するレベル検出回路と、
上記検出信号にしたがって上記第1および第2の切り換え回路を制御する制御回路と
を有し、
上記第1の切り換え回路は、
位相が互いに 90 °異なる1対の局部発振信号を形成する回路と、
上記1対の局部発振信号により目的とする受信信号をそれぞれ中間周波信号に周波数変換する1対のミキサ回路と、
この1対のミキサ回路の各出力信号が供給され、互いに 90 °の位相差を有する1対の移相回路と、
この1対の移相回路の出力信号が供給される演算回路と
を有するとともに、
上記1対の局部発振信号の局部発振周波数を、上記目的とする受信周波数の方向に、上記中間周波数の2倍の大きさだけシフトし、かつ、上記演算回路における演算を加算あるいは減算に切り換えることにより、上記ヘテロダイン方式を上記アッパーヘテロダイン方式あるいは上記ローアーヘテロダイン方式に切り換える
構成とされ、
URX:上記ヘテロダイン方式がアッパーヘテロダイン方式(あるいは上記ローアーヘテロダイン方式)の場合に、上記目的とする受信周波数の信号SRXを受信したときの上記検出信号の検出レベル
UUD:上記ヘテロダイン方式がアッパーヘテロダイン方式(あるいは上記ローアーヘテロダイン方式)の場合に、上記イメージ周波数の信号SUDを受信したときの上記検出信号の検出レベル
LRX:上記ヘテロダイン方式がローアーヘテロダイン方式(あるいは上記アッパーヘテロダイン方式)の場合に、上記目的とする受信周波数の信号SRXを受信したときの上記検出信号の検出レベル
LUD:上記ヘテロダイン方式がローアーヘテロダイン方式(あるいは上記アッパーヘテロダイン方式)の場合に、上記イメージ周波数の信号SUDを受信したときの上記検出信号の検出レベル
とするとき、
上記制御回路の制御が、
上記目的とする受信周波数について、上記ヘテロダイン方式をアッパーヘテロダイン方式(あるいは上記ローアーヘテロダイン方式)に切り換え、
この切り換え状態で、受信信号を、上記目的とする受信周波数の信号S RX と、上記イメージ周波数の信号S UD とに切り換えるとともに、
これら信号S RX 、S UD における上記検出レベルU RX と、上記検出レベルU UD とをそれぞれ検出して第1のレベル比較を行い、
この第1のレベル比較の結果、上記検出レベルU RX が、上記検出レベルU UD よりも大きいときには、上記受信信号を、上記アッパーヘテロダイン方式(あるいは上記ローアーヘテロダイン方式)により受信する状態に設定し、
上記第1のレベル比較の結果、上記検出レベルU RX が、上記検出レベルU UD よりも小 さいときには、上記受信信号を、上記ローアーヘテロダイン方式(あるいは上記アッパーヘテロダイン方式)により受信する状態に切り換え、
この切り換え状態で、上記受信信号を、上記目的とする受信周波数の信号S RX と、上記イメージ周波数の信号S UD とに切り換えるとともに、
これら信号S RX 、S UD における上記検出レベルL RX と、上記検出レベルL UD とをそれぞれ検出して第2のレベル比較を行い、
この第2のレベル比較の結果、上記検出レベルL RX が、上記検出レベルL UD よりも大きいときには、上記受信信号を、上記ローアーヘテロダイン方式(あるいは上記アッパーヘテロダイン方式)により受信する状態に設定し、
上記第2のレベル比較の結果、上記検出レベルL RX が、上記検出レベルL UD よりも小さいときには、上記検出レベルU UD と上記検出レベルL UD との第3のレベル比較を行い、
この第3のレベル比較の結果、上記検出レベルU UD が、上記検出レベルL UD よりも大きいときには、上記受信信号を、上記ローアーヘテロダイン方式(あるいは上記アッパーヘテロダイン方式)により受信する状態に設定し、
上記第3のレベル比較の結果、上記検出レベルU UD が、上記検出レベルL UD よりも小さいときには、上記受信信号を、上記アッパーヘテロダイン方式(あるいは上記ローアーヘテロダイン方式)により受信する状態に設定する
制御であるようにしたヘテロダイン受信機
とするものである。
【0017】
【発明の実施の形態】
ところで、ISDB-TSB受信機が任意のセグメントを受信する場合に、図9Cに示すように、アナログ信号(映像搬送信号など)がイメージ妨害信号となるときには、上述のように、イメージ妨害排除比が40dB程度では不足する。しかし、実験などによると、図9Bに示すように、デジタル信号(セグメントなど)がイメージ妨害信号となるときには、イメージ妨害排除比が28dB以上あれば、目的とするセグメントを問題なく正常に受信できることを確認できた。
【0018】
この発明は、このような点に着目し、ISDB-TSB受信機の場合であれば、セグメントを受信するとき、イメージ妨害を与えるアナログ信号がイメージ周波数の範囲に入らないように、ヘテロダイン方式を、アッパーヘテロダイン方式あるいはローアーヘテロダイン方式に切り換えるものである。
【0019】
図1は、この発明を適用したISDB-TSB受信回路の一例を示すもので、この例においては、ISDB-TSB放送の行われているチャンネルのうちの任意のチャンネルから、任意の1個のセグメントを選択して受信する場合である。なお、図1において、鎖線で囲った部分10が1チップICにIC化される。
【0020】
そして、ISDB-TSBの放送波信号がアンテナ41により受信され、その受信信号が、例えば、SAWフィルタにより構成されたバンドパスフィルタ42L、42Hに供給される。この場合、バンドパスフィルタ42Lは、ローバンド(第1〜第3チャンネル、すなわち、90MHz〜108MHz)を通過帯域とし、バンドパスフ ィルタ42Hは、ハイバンド(第4〜第12チャンネル、すなわち、170MHz〜222MHz)を通過帯域とするものである。したがって、フィルタ42L、42Hからは、ローバンドおよびハイバンドのISDB-TSBの放送波信号(およびテレビ放送の放送波信号)が取り出される。
【0021】
そして、これらフィルタ42L、42Hの出力信号が高周波アンプ11L、11Hを通じてスイッチ回路31に供給される。このスイッチ回路31は、システム制御用のマイクロコンピュータ46からの制御信号SCHにより切り換え制御され、ローバンドの受信時には、バンドパスフィルタ42Lの出力信号を取り出し、ハイバンドの受信時には、バンドパスフィルタ42Hの出力信号を取り出すものである。また、アンプ11L、11Hの出力端には、ローバンドおよびハイバンドをそれぞれ同調帯域とする段間同調回路43L、43Hが接続される。
【0022】
こうして、スイッチ回路31からは、ローバンドあるいはハイバンドのISDB-TSBの放送波信号が選択されて取り出され、この取り出されたISDB-TSBの放送波信号が、ミキサ回路12I、12Qに供給される。
【0023】
また、VCO21において、所定の周波数の発振信号SVCOが形成される。こ のVCO21は、局部発振信号を形成するためのものであり、PLL20の一部を構成している。すなわち、VCO21の発振信号SVCOが可変分周回路22に 供給されて1/Nの周波数の信号に分周され、この分周信号が位相比較回路23に供給されるとともに、形成回路24から安定した周波数の交番信号が取り出され、この信号が位相比較回路23に基準信号として供給される。
【0024】
そして、位相比較回路23の比較出力がループフィルタ45に供給されて可変分周回路22の出力信号と、形成回路24の出力信号との位相差に対応してレベルの変化する直流電圧が取り出され、この直流電圧がVCO21の共振回路21Aに発振周波数の制御電圧として供給される。
【0025】
したがって、VCO21の発振周波数は、形成回路24の出力信号の周波数のN倍となるので、マイクロコンピュータ46により分周比Nを制御すれば、VCO21の発振信号SVCOの周波数を変更することができる。
【0026】
そして、このVCO21の発振信号SVCOが分周回路25に供給されて1/2の周波数で、かつ、位相が互いに90°異なる分周信号SHI、SHQに分周され、これら信号SHI、SHQがスイッチ回路32I、32Qに供給される。さらに、分周信号SHI、SHQが分周回路26に供給されて1/2の周波数で、かつ、位相が互いに90 °異なる分周信号SLI、SLQに分周され、これら信号SLI、SLQがスイッチ回路32I、32Qに供給される。
【0027】
そして、スイッチ回路32I、32Qが制御信号SCHによりスイッチ回路31に連動して切り換え制御され、ローバンドの受信時には、信号SLI、SLQが取り出されてミキサ回路12I、12Qに局部発振信号SLOI、SLOQとして供給され、ハイバンドの受信時には、信号SHI、SHQが取り出されてミキサ回路12I、12Qに局部発振信号SLOI、SLOQとして供給される。
【0028】
ここで、図2Aに示すように、
SRX:受信を希望するセグメント(受信信号)
SUD:イメージ妨害信号
とし、簡単のため、
とする。なお、イメージ妨害信号SUDは、図9により説明したように、主として、テレビ放送波信号(映像搬送信号)あるいはISDB-TSBの放送波信号(同一チャンネルの他のセグメント)である。
【0029】
また、局部発振信号SLOI、SLOQについて、
とする。
【0030】
ただし、
ωIF=2πfIF
fIF:中間周波数。例えば、500kHz
とすれば、アッパーヘテロダイン方式の場合には、図2Aにも示すように、
fRX=fLO−fIF
fUD=fLO+fIF
である。
【0031】
したがって、ミキサ回路12I、12Qからは、次のような信号SIFI、SIFQが出力される。すなわち、
の信号SIFI、SIFQが取り出される。
【0032】
そして、後述するように、これら信号SIFI、SIFQのうち、角周波数(ωRX−ωLO)、(ωUD−ωLO)の信号成分が、中間周波フィルタにより中間周波信号として取り出され、角周波数(ωRX+ωLO)、(ωUD+ωLO)の信号成分は、中間周波フィルタにより除去されるので、簡単のため、除去される角周波数(ωRX+ωLO)、(ωUD+ωLO)の信号成分を無視する。すると、上式は、
SIFI=α・cos(ωRX−ωLO)t+β・cos(ωUD−ωLO)t
SIFQ=α・sin(ωRX−ωLO)t+β・sin(ωUD−ωLO)t
となる。
【0033】
そして、希望するセグメントをアッパーヘテロダイン方式で受信している場合には、図2Aの周波数関係となるので、
となる。
【0034】
そして、これら信号SIFI、SIFQが、移相回路13I、13Qに供給される。この移相回路13I、13Qは、例えば、コンデンサ、抵抗器およびオぺアンプを使用したアクティブフィルタにより構成され、移相回路13Iが信号SIFIを 値φ(φは任意の値)だけ移相するとともに、移相回路13Qが信号SIFQを値 (φ−90°)だけ移相するものである。
【0035】
こうして、移相回路13I、13Qにより、信号SIFQが信号SIFIに対して90°遅相され、
とされる。したがって、信号SIFIと、信号SIFQとの間では、信号成分α・cos ωIFtは互いに同相であり、信号成分β・cocωIFtは互いに逆相である。
【0036】
そして、これら信号SIFI、SIFQが加減算回路14に供給されるとともに、マイクロコンピュータ46から加減算回路14に制御信号SULが供給される。この制御信号SULは、希望するセグメントをアッパーヘテロダイン方式で受信するときには、加減算回路14が加算回路として動作し、希望するセグメントをローアーヘテロダイン方式で受信するときには、加減算回路14が減算回路として動作するように、加減算回路14の動作を制御するものである。
【0037】
そして、今の場合は、希望するセグメントをアッパーヘテロダイン方式で受信する場合なので、加減算回路14において加算が行われることになり、加減算回路14からは以下のような信号SIFが取り出される。すなわち、
SIF=SIFI+SIFQ
=2α・cosωIFt
=ELO・ERX・cosωIFt
が取り出される。この取り出された信号SIFは、信号SRXをアッパーヘテロダイン方式で受信したときの中間周波信号にほかならない。
【0038】
そこで、この中間周波信号SIFが、中間周波フィルタ用のバンドパスフィルタ15に供給されて目的とする周波数成分が取り出されるとともに、不要な周波数成分が除去される。なお、このとき、フィルタ15により、上述した角周波数(ωRX+ωLO)、(ωUD+ωLO)の信号成分が除去される。
【0039】
そして、フィルタ15からの中間周波信号SIFが、AGCアンプ16およびローパスフィルタ17を通じてIC10から取り出され、さらに、復調回路44に供給されて目的とする番組のデジタルオーディオ信号が復調される。
【0040】
したがって、以上の構成によれば、受信するセグメントが属するチャンネルに対応してスイッチ回路31、32I、32Qを切り換えるとともに、受信するセグメントに対応してVCO21の発振周波数を変更すれば、目的とするセグメントを受信できることになる。
【0041】
そして、そのとき、ミキサ回路12I、12Q、移相回路13I、13Qおよび加減算回路14が、イメージ妨害信号SUDをキャンセルしていることになる。しかし、上述のように、十分なイメージ妨害排除比を得るには、各回路のバランスに高い精度が要求され、通常では、40dB前後を実現するのが限界である。そして、例えば図9Cに示すように、アナログ信号(映像搬送信号など)がイメージ妨害信号となるときには、40dB程度のイメージ妨害排除比では不足する。
【0042】
そこで、この発明においては、例えば図9Cに示すように、イメージ周波数の範囲に、アナログ信号が位置しているときには、ヘテロダイン方式をアッパーヘテロダイン方式からローアーヘテロダイン方式に切り換える(もちろん、このとき、ヘテロダイン方式の切り換えに対応して可変分周回路22の分周比Nを変更してVCO21の発振周波数を中間周波数fIFの2倍だけシフトする)。
【0043】
すなわち、希望するセグメントをローアーヘテロダイン方式で受信する場合には、図2Bにも示すように、
fRX=fLO+fIF
fUD=fLO−fIF
の周波数関係となるので、信号SIFI、SIFQは、(1)、(2)式から
となる。
【0044】
そして、これら信号SIFI、SIFQが、移相回路13I、13Qに供給され、上記のように、信号SIFQが信号SIFIに対して90°遅相され、
とされる。したがって、信号SIFIと、信号SIFQとの間では、信号成分α・cos ωIFtは互いに逆相であり、信号成分β・cocωIFtは互いに同相である。
【0045】
そして、これら信号SIFI、SIFQが加減算回路14に供給されるとともに、今の場合は、希望するセグメントをローアーヘテロダイン方式で受信する場合なので、加減算回路14において減算が行われる。したがって、加減算回路14からは以下のような信号SIFが取り出される。すなわち、
SIF=SIFI−SIFQ
=2α・cosωIFt
=ELO・ERX・cosωIFt
が取り出される。この取り出された信号SIFは、信号SRXをローアーヘテロダイン方式で受信したときの中間周波信号にほかならない。
【0046】
そこで、この中間周波信号SIFが、バンドパスフィルタ15→AGCアンプ16→ローパスフィルタ17の信号ラインを通じてIC10から取り出され、さらに、復調回路44に供給されて目的とする番組のデジタルオーディオ信号が復調される。
【0047】
この場合、図3に示すように、例えばセグメント#13を受信するときには、セグメント#10、#11の一部がイメージ妨害信号SUDになる。しかし、上述のように、デジタル信号(セグメントなど)がイメージ妨害信号となるときには、イメージ妨害排除比が28dB以上あれば、目的とするセグメントを問題なく正常に受信できることができる。そして、28dB程度のイメージ妨害排除比であれば、十分に達成することができる。したがって、図3の場合であれば、セグメント#13を問題なく受信することができる。
【0048】
特に、ISDB-TSBの場合、同じチャンネルであれば、セグメント#1〜#13の受信レベルはほぼ同じであり、目的とするセグメントの受信レベルと、イメージ妨害を与えるセグメントの受信レベルとの比は、どのような受信状態でも、常にほぼ同じとなるので、イメージ妨害排除比として大きな値を必要としなくなる。
【0049】
そして、他のセグメントを受信する場合も同様である。つまり、任意のセグメントを受信する場合、アッパーヘテロダイン方式で受信をすると、アナログ信号がイメージ周波数の範囲に位置するときには、ローアーヘテロダイン方式で受信することになる。
【0050】
なお、アッパーヘテロダイン方式による受信時と、ローアーヘテロダイン方式による受信時とでは、復調回路44に供給される中間周波信号SIFの周波数スペクトルが反転するので、図示はしないが、制御信号SULが、ヘテロダイン方式を示す情報として復調回路44に供給される。
【0051】
こうして、図1の受信回路においては、ISDB-TSB放送の任意のセグメントを受信することができるが、その場合、アナログ信号がイメージ周波数の範囲に位置しないように、ヘテロダイン方式を切り換えているので、28dB程度のイメージ妨害排除比があれば、目的とするセグメントを良好に受信することができる。したがって、IC10を構成する部品や回路に、従来以上の精度を必要とすることがない。また、特別の部品を追加する必要もない。
【0052】
さらに、中間周波信号SIFの中間周波数が例えば500kHzと低いので、復調回 路44の復調をデジタル処理により実行する場合でも、例えば図1に示すように、受信方式はシングルコンバージョンでよく、構成が簡単になるとともに、部品点数も少なくなる。
【0053】
ところで、ヘテロダイン方式を、受信するセグメントに対応してアッパーヘテロダイン方式とローアーヘテロダイン方式とに切り換える場合、これは次のようにして行うことができる。
【0054】
すなわち、セグメントをアッパーヘテロダイン方式で受信する場合には、移相回路13I、13Qから出力される信号SIFI、SIFQは(3)、(4)式で示されるので、これら信号SIFI、SIFQを加減算回路14において加算することにより、中間周波信号SIFを得ている。しかし、このとき、加減算回路14において減算を行うと、
SIF=SIFI−SIFQ
=2β・cosωIFt
=ELO・EUD・cosωIFt
が取り出される。この取り出された信号SIFは、信号SRXをアッパーヘテロダイン方式で受信したときのイメージ妨害信号である。
【0055】
また、セグメントをローアーヘテロダイン方式で受信する場合には、移相回路13I、13Qから出力される信号SIFI、SIFQは(5)、(6)式で示されるので、これら信号SIFI、SIFQを加減算回路14において減算することにより、中間周波信号SIFを得ている。しかし、このとき、加減算回路14において加算を行うと、
SIF=SIFI+SIFQ
=2β・cosωIFt
=ELO・EUD・cosωIFt
が取り出される。この取り出された信号SIFは、信号SRXをローアーヘテロダイン方式で受信したときのイメージ妨害信号である。
【0056】
つまり、図1の受信回路においては、加減算回路14における加算・減算を逆にすると、本来のセグメントの受信信号SRXに代わってイメージ妨害信号SUDを受信することができる。
【0057】
そこで、図1の受信回路においては、ローパスフィルタ17からの中間周波信号SIFがレベル検出回路37に供給されて受信中の信号(セグメントの受信信号SRXあるいはイメージ妨害信号SUD)の受信レベルが検出され、その検出信号がマイクロコンピュータ46に供給される。
【0058】
また、マイクロコンピュータ46には、そのCPU(図示せず)が実行するプログラムの一部として、例えば図4に示すヘテロダイン方式の自動設定ルーチン100が用意され、このルーチン100が以下のように実行される。すなわち、CPUの処理は、ルーチン100のステップ101からスタートし、次に、ステップ102において、まず、ヘテロダイン方式がアッパーヘテロダイン方式に設定される。なお、この設定は加減算回路14が加算を行うように制御することにより設定される。
【0059】
続いて、ステップ103において、可変分周回路22の分周比Nが所定の値に設定されて目的とするセグメントの信号SRXがアッパーヘテロダイン方式で受信され、したがって、加減算回路14からは目的とするセグメントの信号SRXの中間周波信号SIFが取り出される。そして、ステップ104において、検出回路37が示すこのときの受信レベル、すなわち、セグメントの信号SRXの受信レベルURXがマイクロコンピュータ46のメモリ(図示せず)に記憶される。
【0060】
次に、ステップ105において、加減算回路14が減算を行うように制御され、したがって、加減算回路14からはイメージ妨害信号SUDの中間周波信号SIFが取り出される。そして、ステップ106において、検出回路37が示すこのときの受信レベル、すなわち、ステップ105により選択されたイメージ妨害信号SUDの受信レベルUUDがマイクロコンピュータ46のメモリに記憶される。
【0061】
続いて、ステップ107において、ステップ104、106により記憶された受信レベルURX、UUDが比較され、URX≧UUDのときには、イメージ妨害を受けずに目的とするセグメントをアッパーヘテロダイン方式で受信することができるので、処理はステップ107からステップ108に進み、このステップ108において、目的とするセグメントがアッパーヘテロダイン方式で受信される。
【0062】
そして、ステップ121において、現在の受信状態を得るために必要な情報として、受信中のセグメントを識別するための情報、制御信号SUL、可変分周回路22の分周比N、スイッチ回路31、32I、32Qの切り換えの制御信号SCHなどが、マイクロコンピュータ46のメモリに記憶され、その後、ステップ122によりルーチン100を終了する。
【0063】
一方、ステップ107において、URX<UUDのときには、目的とするセグメントをアッパーヘテロダイン方式で受信すると、イメージ妨害を受ける可能性があるときなので、処理はステップ107からステップ112に進み、ヘテロダイン方式がローアーヘテロダイン方式に設定される。
【0064】
続いて、ステップ113において、目的とするセグメントの信号SRXがローアーヘテロダイン方式で受信され、加減算回路14からは目的とするセグメントの信号SRXの中間周波信号SIFが取り出される。そして、ステップ114において、検出回路37が示す信号SRXの受信レベルLRXがマイクロコンピュータ46のメモリに記憶される。次に、ステップ115において、加減算回路14が加算を行うように制御され、加減算回路14からはイメージ妨害信号SUDの中間周波信号SIFが取り出され、ステップ116において、そのイメージ妨害信号SUDの受信レベルLUDがマイクロコンピュータ46のメモリに記憶される。
【0065】
そして、ステップ117において、ステップ114、106により記憶された受信レベルLRX、LUDが比較され、LRX≧LUDのときには、イメージ妨害を受けずに目的とするセグメントをローアーヘテロダイン方式で受信することができるので、処理はステップ117からステップ118に進み、このステップ118において、目的とするセグメントがローアーヘテロダイン方式で受信される。続いて、処理はステップ121に進み、現在の受信状態を得るために必要な情報がマイクロコンピュータ46のメモリに記憶され、その後、ステップ122によりルーチン100を終了する。
【0066】
また、ステップ117において、LRX<LUDのときには、目的とするセグメントをローアーヘテロダイン方式で受信すると、イメージ妨害を受ける可能性があるときなので、処理はステップ117からステップ119に進み、ステップ106、116により記憶されたイメージ妨害信号の受信レベルUUD、LUDが比較される。そして、UUD≧LUDのときには、ローアーヘテロダイン方式で受信をすると、アッパーヘテロダイン方式で受信をしたときよりも、イメージ妨害信号SUDのレベルが小さいので、処理はステップ119からステップ118に進み、目的とするセグメントがローアーヘテロダイン方式で受信され、以後、ステップ121、122が実行される。
【0067】
さらに、ステップ119において、UUD<LUDのときには、アッパーヘテロダイン方式で受信をすると、ローアーヘテロダイン方式で受信をしたときよりも、イメージ妨害信号SUDのレベルが小さいので、処理はステップ119からステップ108に進み、目的とするセグメントがアッパーヘテロダイン方式で受信され、以後、ステップ121、122が実行される。
【0068】
こうして、ルーチン100は、目的とするセグメントを受信する場合、デフォルトでは、アッパーヘテロダイン方式で受信するが、ローアーヘテロダイン方式のほうがイメージ妨害が軽減されるときには、ローアーヘテロダイン方式で受信する。したがって、ルーチン100によれば、ヘテロダイン方式を自動的に切り換えて目的とするセグメントを常に適切に受信することができる。また、ISDB-TSB放送に使用されているチャンネルに隣接するチャンネルが、テレビ放送に使用されているとき、空きチャンネルのとき、他の信号の放送あるいは送信に使用されているときでも、適切に対応することができる。
【0069】
なお、受信機が家庭や事業所などに設置されて使用され、したがって、受信条件が固定的な受信機でルーチン100を使用する場合には、過去に受信したことのないセグメントを初めて受信するときにルーチン100を実行し、過去に受信したことにあるセグメントを受信するときには、ステップ121により記憶した情報を使ってその受信を行えばよい。また、車両に搭載されて使用され、したがって、受信条件が変化する受信機でルーチン100を使用する場合には、セグメントの受信が指示されたときごとに、ルーチン100を実行すればよい。
【0070】
図5は、この発明の他の例を示し、この例においては、同一チャンネルにおいて連続する3個のセグメントを同時に受信するとともに、そのうちの1つを使用する場合である。また、この例においては、アッパーヘテロダイン方式による受信時と、ローアーヘテロダイン方式による受信時とで、局部発振信号SLOQの位 相を、正転あるいは反転することにより、図1における加減算回路14を加算回路に固定するようにした場合である。
【0071】
なお、以下の説明においては、例えば図6A(アッパーヘテロダイン方式のとき)および図6B(ローアーヘテロダイン方式のとき)に示すように、連続する3個のセグメント#P〜#(P+2)の中心周波数を、受信周波数fRXとする。また、中間周波数fIFは1MHzとする。
【0072】
そして、図5の受信回路においては、スイッチ回路32Qと、ミキサ回路12Qとの間の信号ラインに、位相切り換え回路27が設けられるとともに、この位相切り換え回路27に制御信号SULが供給され、ミキサ回路12Qに供給される局部発振信号SLOQの位相が、
SLOQ=+ELO・cosωLOt ・・・ アッパーヘテロダイン方式のとき
SLOQ=−ELO・cosωLOt ・・・ ローアーヘテロダイン方式のとき
のように切り換え制御される。なお、局部発振信号SLOIの位相は、上記のよう に、
SLOI=ELO・sinωLOt
であり、固定である。
【0073】
また、図1における加減算回路14に代わって加算回路18が設けられ、移相回路13I、13Qから出力される信号SIFI、SIFQが、加算回路18に供給される。なお、この場合、移相回路13I、13Qおよび加算回路18はポリフェイズフィルタにより構成することができる。
【0074】
したがって、セグメント#P〜#(P+2)をアッパーヘテロダイン方式で受信した場合には、図1の受信回路と同様の構成となるので、加算回路18からは、セグメント#P〜#(P+2)をアッパーヘテロダイン方式で受信したときの中間周波信号SIFが得られる。
【0075】
一方、セグメント#P〜#(P+2)をローアーヘテロダイン方式で受信した場合には、アッパーヘテロダイン方式で受信する場合に比べ、局部発振信号SLOQの位相が反転しているが、この位相の反転により信号SIFQの位相も反転する。そして、信号SIFQの位相が反転することは、加算回路18において減算をする ことと等価である。したがって、図1の受信回路の場合と同様、加算回路18からは、セグメント#P〜#(P+2)をローアーヘテロダイン方式で受信したときの中間周波信号SIFが得られる。
【0076】
なお、アッパーヘテロダイン方式により得た中間周波信号SIFと、ローアーヘテロダイン方式により得た中間周波信号SIFにおいては、図6C、Dにも示すように、セグメント#P〜#(P+2)の周波数位置が逆になる。
【0077】
そして、このような中間周波信号SIFが、中間周波フィルタ用のバンドパスフィルタ15A〜15Cに供給される。この場合、バンドパスフィルタ15Aは、アッパーヘテロダイン方式により得た中間周波信号SIFのセグメント#(P+2)、およびローアーヘテロダイン方式により得た中間周波信号SIFのセグメント#Pを通過させるバンドパス特性を有する。
【0078】
また、バンドパスフィルタ15Bは、アッパーヘテロダイン方式およびローアーヘテロダイン方式により得た中間周波信号SIFのセグメント#(P+1)を通過させるバンドパス特性を有する。さらに、バンドパスフィルタ15Cは、アッパーヘテロダイン方式により得た中間周波信号SIFのセグメント#P、およびローアーヘテロダイン方式により得た中間周波信号SIFのセグメント#(P+2)を通過させるバンドパス特性を有する。
【0079】
そして、これらバンドパスフィルタ15A〜15Cの出力信号がスイッチ回路15Sに供給されるとともに、このスイッチ回路15Sは、マイクロコンピュータ46からの制御信号SSGにより目的とするセグメントに対応して切り換え制御される。
【0080】
こうして、スイッチ回路15Sからは、受信した3個のセグメント#P〜#(P+2)のうちの目的とするセグメントの中間周波信号SIFが取り出され、この信号SIFが、アンプ16およびローパスフィルタ17を通じてIC10から出力される。なお、この受信回路においても、アッパーヘテロダイン方式による受信時と、ローアーヘテロダイン方式による受信時とでは、復調回路44に供給される中間周波信号SIFの周波数スペクトルが反転するので、図示はしないが、制御信号SULが、ヘテロダイン方式を示す情報として復調回路44に供給される。
【0081】
したがって、この受信回路においても、任意のセグメントを受信することができるとともに、ある程度のイメージ妨害排除比があれば、目的とするセグメントを良好に受信することができる。したがって、IC10を構成する部品や回路に、従来以上の精度を必要とすることがなく、また、特別の部品を追加する必要もない。
【0082】
さらに、連続する3個のセグメント#P〜#(P+2)の帯域幅は1296MHz(=432kHz×3)となり、その受信には広い帯域幅を必要とするが、中間周波数 fIFを例えば1MHzと低くすることができる。また、この受信回路によれば、ヘテロダイン方式を、アッパーヘテロダイン方式とローアーヘテロダイン方式との間で切り換える場合、局部発振周波数fLOをシフトするとともに、位相切り換え回路27により局部発振信号SLOQの位相を、正転あるいは反転するだけでよい 。
【0083】
また、移相回路13I、13Qおよび加算回路18をポリフェイズフィルタにより構成することができるので、信号SIFI、±SIFQの位相特性を改善することができる。
【0084】
図7は、図5におけるミキサ回路12Qおよび位相切り換え回路27の一例を示す。すなわち、ミキサ回路12QがトランジスタQ121〜Q127によりダブルバランス型に構成されるとともに、その出力回路としてベース接地のトランジスタQ128、Q129が接続される。また、スイッチ回路31からの受信信号SRXがトランジスタQ122、Q123に供給される。なお、このとき、受信信号SRXはバランス型とされて供給される。
【0085】
さらに、トランジスタQ271〜Q277により位相切り換え回路27がダブルバランス型に構成され、一方の位相の局部発振信号+SLOQがトランジスタQ275、Q276に供給され、他方の位相(逆相)の局部発振信号−SLOQがトランジスタQ274、Q277に供給される。さらに、制御信号SULがトランジスタQ272、Q273にバランス型に供給される。
【0086】
そして、制御信号SULにより、トランジスタQ272がオンで、トランジスタQ273がオフの場合には、トランジスタQ274、Q275がオンになり、トランジスタQ276、Q277がオフになる。したがって、局部発振信号+SLOQが、トランジスタ Q275を通じ、さらに、エミッタフォロワのトランジスタQ279を通じてトランジスタQ124、Q127に供給される。また、局部発振信号−SLOQが、トランジスタ Q274を通じ、さらに、エミッタフォロワのトランジスタQ278を通じてトランジスタQ125、Q126に供給される。
【0087】
しかし、制御信号SULにより、トランジスタQ273がオンで、トランジスタQ272がオフの場合には、トランジスタQ276、Q277がオンになり、トランジスタQ274、Q275がオフになる。したがって、局部発振信号+SLOQが、トランジスタ Q276を通じ、さらに、トランジスタQ278を通じてトランジスタQ125、Q126に供給される。また、局部発振信号−SLOQが、トランジスタQ277を通じ、さらに、トランジスタQ279を通じてトランジスタQ124、Q127に供給される。
【0088】
したがって、制御信号SULによりミキサ回路12Qに供給される局部発振信号SLOQの位相が正転あるいは反転されるので、ミキサ回路12Qからは信号SIFQあるいは信号−SIFQが取り出される。そして、この信号±SIFQが加算回路18に供給されるので、加算回路18からはアッパーヘテロダイン方式あるいはローアーヘテロダイン方式による中間周波信号SIFが出力される。
【0089】
図8においては、中間周波信号SIFIの位相は、ヘテロダイン方式にかかわら ず一定とするが、中間周波信号SIFQの位相そのものを、ヘテロダイン方式に対 応して正転あるいは反転するようにした場合である。
【0090】
すなわち、ミキサ回路12Qが図7において説明したようにダブルバランス型に構成される。また、スイッチ回路31からの受信信号SRXがトランジスタQ122、Q123に供給されるとともに、スイッチ回路32Qからの局部発振信号SLOQ がトランジスタQ124、Q127およびQ125、Q126に供給される。なお、このとき、受信信号SRXおよび局部発振信号SLOQは、バランス型とされて供給される。 したがって、トランジスタQ124、Q126からは中間周波信号+SIFQが取り出さ れ、トランジスタQ125、Q127からは中間周波信号−SIFQが取り出される。
【0091】
そして、この中間周波信号±SIFQが、位相切り換え回路19に供給される。 この位相切り換え回路19は、トランジスタQ191〜Q197によりバランス型に構成され、これに供給された中間周波信号±SIFQを、制御信号SULにしたがって 正転あるいは反転して移相回路13Qに供給するものである。
【0092】
すなわち、制御信号SULにより、トランジスタQ195がオンで、トランジスタ Q196がオフの場合には、トランジスタQ192、Q193がオンになり、トランジス タQ191、Q194がオフになる。したがって、トランジスタQ124、Q126から取り出された中間周波信号+SIFQが、トランジスタQ192を通じて移相回路13Qのバランス入力端の一方に供給される。また、トランジスタQ125、Q127から取り出された中間周波信号−SIFQが、トランジスタQ193を通じて移相回路13Qのバランス入力端の他方に供給される。
【0093】
しかし、制御信号SULにより、トランジスタQ196がオンで、トランジスタQ195がオフの場合には、トランジスタQ191、Q194がオンになり、トランジスタQ192、Q193がオフになる。したがって、トランジスタQ124、Q126から取り出された中間周波信号+SIFQが、トランジスタQ191を通じて移相回路13Qのバランス入力端の他方に供給される。また、トランジスタQ125、Q127から取り出された中間周波信号−SIFQが、トランジスタQ194を通じて移相回路13Qのバランス入力端の一方に供給される。
【0094】
したがって、制御信号SULにより移相回路13Qに供給される中間周波信号SIFQの位相が正転あるいは反転されるので、加算回路18からはアッパーヘテロ ダイン方式あるいはローアーヘテロダイン方式による中間周波信号SIFが出力される。
【0095】
なお、図4のルーチン100において、ステップ113、114、117を省略してステップ112の次にステップ115を実行するとともに、ステップ116の次にステップ119を実行することもできる。
【0097】
さらに、図8の回路において、中間周波信号SIFIの位相は固定のままである が、ミキサ回路12Iから出力される中間周波信号SIFIを、位相切り換え回路 19と同様の構成の切り換え回路を通じて移相回路13Iに供給するとともに、その切り換え回路を固定しておくようにすれば、位相などのバランスを良好にすることができる。
【0098】
また、上述においては、目的とするセグメントを受信する場合、デフォルトではアッパーヘテロダイン方式で受信するが、デフォルトではローアーヘテロダイン方式で受信し、アッパーヘテロダイン方式のほうがイメージ妨害が軽減されるときには、アッパーヘテロダイン方式で受信することもできる。
【0100】
【0101】
【発明の効果】
この発明によれば、特別の部品を使用しなくても、イメージ妨害の影響を排除することができる。また、部品や回路に、従来以上の精度を必要とすることがない。さらに、中間周波数を低くすることができ、復調をデジタル処理により実行する場合でも、受信方式はシングルコンバージョンでよく、構成が簡単になるとともに、部品点数も少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一形態を示す系統図である。
【図2】この発明を説明するための周波数スペクトル図である。
【図3】この発明を説明するための周波数スペクトル図である。
【図4】この発明の一形態を示すフローチャートである。
【図5】この発明の他の形態の一部を示す系統図である。
【図6】この発明を説明するための周波数スペクトル図である。
【図7】この発明の他の形態の一部を示す接続図である。
【図8】この発明の他の形態の一部を示す接続図である。
【図9】この発明を説明するための周波数スペクトル図である。
【図10】この発明を説明するための周波数スペクトル図である。
【符号の説明】
10…IC、12Iおよび12Q…ミキサ回路、14…加減算回路、15…バンドパスフィルタ、17…ローパスフィルタ、20…PLL、21…VCO、22…可変分周回路、25および26…分周回路、44…復調回路、46…マイクロコンピュータ、100…自動設定ルーチン
Claims (1)
- 1つのチャンネルを複数のセグメントに分割するとともに、この分割したセグメントの1つあるいは複数によりデジタル信号を送信するようにしたデジタル放送をヘテロダイン方式により受信するときの上記ヘテロダイン方式をアッパーヘテロダイン方式あるいはローアーヘテロダイン方式に切り換える第1の切り換え回路と、
受信信号を、目的とする受信周波数の信号SRXと、そのイメージ周波数の信号SUDとに切り換える第2の切り換え回路と、
中間周波信号が供給されて受信中の信号の受信レベルを検出し、その検出信号を出力するレベル検出回路と、
上記検出信号にしたがって上記第1および第2の切り換え回路を制御する制御回路と
を有し、
上記第1の切り換え回路は、
位相が互いに 90 °異なる1対の局部発振信号を形成する回路と、
上記1対の局部発振信号により目的とする受信信号をそれぞれ中間周波信号に周波数変換する1対のミキサ回路と、
この1対のミキサ回路の各出力信号が供給され、互いに 90 °の位相差を有する1対の移相回路と、
この1対の移相回路の出力信号が供給される演算回路と
を有するとともに、
上記1対の局部発振信号の局部発振周波数を、上記目的とする受信周波数の方向に、上記中間周波数の2倍の大きさだけシフトし、かつ、上記演算回路における演算を加算あるいは減算に切り換えることにより、上記ヘテロダイン方式を上記アッパーヘテロダイン方式あるいは上記ローアーヘテロダイン方式に切り換える
構成とされ、
URX:上記ヘテロダイン方式がアッパーヘテロダイン方式(あるいは上記ローアーヘテロダイン方式)の場合に、上記目的とする受信周波数の信号SRXを受信したときの上記検出信号の検出レベル
UUD:上記ヘテロダイン方式がアッパーヘテロダイン方式(あるいは上記ローアーヘテロダイン方式)の場合に、上記イメージ周波数の信号SUDを受信したときの上記検出信号の検出レベル
LRX:上記ヘテロダイン方式がローアーヘテロダイン方式(あるいは上記アッパーヘテロダイン方式)の場合に、上記目的とする受信周波数の信号SRXを受信したときの上記検出信号の検出レベル
LUD:上記ヘテロダイン方式がローアーヘテロダイン方式(あるいは上記アッパーヘテロダイン方式)の場合に、上記イメージ周波数の信号SUDを受信したときの上記検出信号の検出レベル
とするとき、
上記制御回路の制御が、
上記目的とする受信周波数について、上記ヘテロダイン方式をアッパーヘテロダイン方式(あるいは上記ローアーヘテロダイン方式)に切り換え、
この切り換え状態で、受信信号を、上記目的とする受信周波数の信号S RX と、上記イメージ周波数の信号S UD とに切り換えるとともに、
これら信号S RX 、S UD における上記検出レベルU RX と、上記検出レベルU UD とをそれぞれ検出して第1のレベル比較を行い、
この第1のレベル比較の結果、上記検出レベルU RX が、上記検出レベルU UD よりも大きいときには、上記受信信号を、上記アッパーヘテロダイン方式(あるいは上記ローアーヘテロダイン方式)により受信する状態に設定し、
上記第1のレベル比較の結果、上記検出レベルU RX が、上記検出レベルU UD よりも小さいときには、上記受信信号を、上記ローアーヘテロダイン方式(あるいは上記アッパー ヘテロダイン方式)により受信する状態に切り換え、
この切り換え状態で、上記受信信号を、上記目的とする受信周波数の信号S RX と、上記イメージ周波数の信号S UD とに切り換えるとともに、
これら信号S RX 、S UD における上記検出レベルL RX と、上記検出レベルL UD とをそれぞれ検出して第2のレベル比較を行い、
この第2のレベル比較の結果、上記検出レベルL RX が、上記検出レベルL UD よりも大きいときには、上記受信信号を、上記ローアーヘテロダイン方式(あるいは上記アッパーヘテロダイン方式)により受信する状態に設定し、
上記第2のレベル比較の結果、上記検出レベルL RX が、上記検出レベルL UD よりも小さいときには、上記検出レベルU UD と上記検出レベルL UD との第3のレベル比較を行い、
この第3のレベル比較の結果、上記検出レベルU UD が、上記検出レベルL UD よりも大きいときには、上記受信信号を、上記ローアーヘテロダイン方式(あるいは上記アッパーヘテロダイン方式)により受信する状態に設定し、
上記第3のレベル比較の結果、上記検出レベルU UD が、上記検出レベルL UD よりも小さいときには、上記受信信号を、上記アッパーヘテロダイン方式(あるいは上記ローアーヘテロダイン方式)により受信する状態に設定する
制御であるようにしたヘテロダイン受信機。
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