(57)【要約】入力信号に周波数が異なる複数の信号が含まれている場合であっても、より正確に振幅補正及び直交度補正を行う。振幅・直交度誤差補償装置（１００）は、入力複素信号の同相成分と直交成分とに対して、振幅誤差情報に基づいて振幅補正を行い、得られた振幅補正後の複素信号を出力する振幅補正部（１０）と、振幅補正後の複素信号に対して、直交度誤差情報に基づいて直交度補正を行い、得られた直交度補正後の複素信号を出力する直交度補正部（２０）と、直交度補正後の複素信号のうち、所定の周波数成分を通過させるフィルタ部（３０）と、フィルタ部（３０）を通過した複素信号の同相成分と直交成分とに基づいて振幅誤差情報を求める振幅誤差検出部（４０）と、フィルタ部（３０）を通過した複素信号の同相成分と直交成分との間の直交度誤差を示す直交度誤差情報を求める直交度誤差検出部（５０）とを有する。
2012153373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力複素信号の同相成分と直交成分とに対して、振幅誤差情報に基づいて振幅補正を行い、得られた振幅補正後の複素信号を出力する振幅補正部と、
前記振幅補正後の複素信号に対して、直交度誤差情報に基づいて直交度補正を行い、得られた直交度補正後の複素信号を出力する直交度補正部と、
前記直交度補正後の複素信号のうち、所定の周波数成分を通過させるフィルタ部と、
前記フィルタ部を通過した複素信号の同相成分と直交成分とに基づいて前記振幅誤差情報を求める振幅誤差検出部と、
前記フィルタ部を通過した複素信号の同相成分と直交成分との間の直交度誤差を示す前記直交度誤差情報を求める直交度誤差検出部とを備える
振幅・直交度誤差補償装置。
【請求項２】
請求項１に記載の振幅・直交度誤差補償装置において、
前記フィルタ部は、前記入力複素信号が狭帯域信号と広帯域信号とを含む場合に、前記狭帯域信号を前記広帯域信号より減衰させて出力する特性を有する
振幅・直交度誤差補償装置。
【請求項３】
請求項１に記載の振幅・直交度誤差補償装置において、
前記フィルタ部は、
前記直交度補正後の複素信号のうち、所定の第１周波数成分を通過させる第１フィルタと、
前記直交度補正後の複素信号のうち、所定の第２周波数成分を通過させる第２フィルタとを有し、
前記振幅誤差検出部は、前記第１フィルタを通過した複素信号の同相成分と直交成分とに基づいて前記振幅誤差情報を求め、
前記直交度誤差検出部は、前記第２フィルタを通過した複素信号の同相成分と直交成分との間の直交度誤差を示す前記直交度誤差情報を求める
振幅・直交度誤差補償装置。
【請求項４】
請求項１に記載の振幅・直交度誤差補償装置において、
前記フィルタ部は、
前記直交度補正後の複素信号のうち、それぞれの所定の周波数成分を出力する複数のフィルタと、
前記複数のフィルタにそれぞれ対応し、それぞれの所定の係数をそれぞれに対応する前記フィルタの出力信号に乗算して乗算結果を出力する複数の乗算器と、
前記複数の乗算器による前記乗算結果を加算し、加算結果を出力する加算器とを有する
振幅・直交度誤差補償装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、アナログ又はデジタル無線通信に用いられる復調装置等に関する。特に、直交検波後の複素信号の同相成分と直交成分との間の振幅誤差又は直交度誤差の検出及び補正を行う装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種のアナログ変調方式又はデジタル変調方式により変調された信号を受信して復調する場合には、アナログ回路で構成された直交検波器を用いて受信信号に対して直交検波を行い、その結果を複素信号（ＩＱ信号）として得ることが広く行われている。【０００３】
直交検波器から出力される複素信号の同相成分と直交成分とは、理想的には直交し、平均振幅が同じになるはずである（図２（ａ））。しかし、アナログ回路で構成された直交検波器は、アナログ素子の特性バラツキ・温度特性・電圧特性等の影響を受けるので、複素信号の同相成分と直交成分との間には振幅誤差や直交度誤差が生じる（例えば図２（ｂ））。このため、このような直交検波器から出力された複素信号をそのまま用いて検波を行うと、イメージ妨害が生じ、受信機の受信性能を劣化させてしまう。【０００４】
これに対処するために、入力された複素信号の信号点の分布が偏る場合においても、振幅誤差や直交度誤差を正確かつ安定して補正するようにした振幅誤差補償装置及び直交度誤差補償装置が、特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００６／１３２１１８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された直交度誤差補償回路によると、アナログ素子の特性バラツキ・温度特性・電圧特性等の影響を受けた入力複素信号の信号点の分布の偏りは、複素平面において平均化することで解消できる。しかし、複素信号の同相成分と直交成分との間の振幅誤差や直交度誤差は、複素信号の周波数によって異なる。このため、入力信号に周波数が異なる複数の信号が含まれている場合には、振幅誤差補正や直交度誤差補正の精度が悪くなるという問題がある。【０００７】
本開示は、入力信号に周波数が異なる複数の信号が含まれている場合であっても、より正確に振幅補正及び直交度補正を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態による振幅・直交度誤差補償装置は、入力複素信号の同相成分と直交成分とに対して、振幅誤差情報に基づいて振幅補正を行い、得られた振幅補正後の複素信号を出力する振幅補正部と、前記振幅補正後の複素信号に対して、直交度誤差情報に基づいて直交度補正を行い、得られた直交度補正後の複素信号を出力する直交度補正部と、前記直交度補正後の複素信号のうち、所定の周波数成分を通過させるフィルタ部と、前記フィルタ部を通過した複素信号の同相成分と直交成分とに基づいて前記振幅誤差情報を求める振幅誤差検出部と、前記フィルタ部を通過した複素信号の同相成分と直交成分との間の直交度誤差を示す前記直交度誤差情報を求める直交度誤差検出部とを有する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、フィルタ部を通過した複素信号の同相成分及び直交成分に基づいて振幅誤差情報及び直交度誤差情報を求めるので、入力信号に周波数が異なる複数の信号が含まれている場合であっても、より正確に振幅補正及び直交度補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る振幅・直交度誤差補償装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図２（ａ）は、図１の振幅補正部に入力される同相成分ＩＩ及び直交成分ＱＩが理想的な場合における、これらの成分を有するベクトルの軌跡を例示する図である。図２（ｂ）は、同相成分ＩＩと直交成分ＱＩとの間に振幅誤差及び直交度誤差がある場合における、これらの成分を有するベクトルの軌跡を例示する図である。
【図３】図３（ａ）は、図２（ａ）の場合の複素信号ＣＩのスペクトラムを示す図である。図３（ｂ）は、図２（ｂ）の場合の複素信号ＣＩのスペクトラムを示す図である。
【図４】図４は、振幅誤差ΔＧの周波数特性の例を示すグラフである。
【図５】図５は、直交度誤差Δφの周波数特性の例を示すグラフである。
【図６】図６は、図１の振幅誤差検出部の構成例を示すブロック図である。
【図７】図７は、図６の領域判定部の処理についての説明図である。
【図８】図８（ａ）は、同相成分ＩＬの振幅が直交成分ＱＬの振幅より大きい場合における、これらの成分を有するベクトルの軌跡を例示する図である。図８（ｂ）は、同相成分ＩＬの振幅が直交成分ＱＬの振幅より小さい場合における、これらの成分を有するベクトルの軌跡を例示する図である。
【図９】図９は、図１の振幅補正部の構成例を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、同相成分と直交成分との間に振幅誤差がある場合に、これらの成分を有するベクトルの軌跡の例を示す図である。
【図１１】図１１は、図１の直交度誤差検出部の構成例を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、図１１の領域判定部の処理についての説明図である。
【図１３】図１３（ａ）は、同相成分ＩＬと直交成分ＱＬとの間の位相差が９０°より大きい場合における、これらの成分を有するベクトルの軌跡を例示する図である。図１３（ｂ）は、同相成分ＩＬと直交成分ＱＬとの間の位相差が９０°より小さい場合における、これらの成分を有するベクトルの軌跡を例示する図である。
【図１４】図１４は、図１の直交度補正部の構成例を示すブロック図である。
【図１５】図１５は、アナログテレビジョン放送の信号のスペクトラムの例を示す図である。
【図１６】図１６は、図１の振幅・直交度誤差補償装置がフィルタ部を有しないと仮定した場合に、振幅・直交度誤差補償装置の出力信号ＣＲの成分に対応するベクトルの軌跡の例を複素平面上において示す図である。
【図１７】図１７（ａ）、図１７（ｂ）、及び図１７（ｃ）は、それぞれ、図１のフィルタ部の通過帯域ＰＢ１の例を示すスペクトラム図である。
【図１８】図１８は、図１の振幅・直交度誤差補償装置が図１７（ａ）、図１７（ｂ）、又は図１７（ｃ）の特性のフィルタ部を有する場合に、フィルタ部を通過できる信号に対応するベクトルの軌跡の例を複素平面上において示す図である。
【図１９】図１９（ａ）は、図１８の楕円Ｓｆ１に対応する映像信号Ｖ１のスペクトラムの例を示す図である。図１９（ｂ）は、出力信号ＣＲにおいて、図１８の円Ｓに対応する信号のスペクトラムの例を示す図である。
【図２０】図２０は、図１のフィルタ部の他の通過帯域ＰＢ２の例を示すスペクトラム図である。
【図２１】図２１は、図１の振幅・直交度誤差補償装置が図２０の特性のフィルタ部を有する場合に、フィルタ部を通過できる信号に対応するベクトルの軌跡の例を複素平面上において示す図である。
【図２２】図２２（ａ）は、図２１の楕円Ｓｆ２に対応する音声信号Ａ１のスペクトラムの例を示す図である。図２２（ｂ）は、出力信号ＣＲにおいて、図２１の円Ｓに対応する信号のスペクトラムの例を示す図である。
【図２３】図２３（ａ）は、広帯域信号を含む信号のスペクトラムの例を示す図である。図２３（ｂ）は、図１のフィルタ部の他の通過帯域ＰＢ４の例と、このフィルタ部を通過した図２３（ａ）の信号のスペクトラムの例とを示す図である。
【図２４】図２４（ａ）は、図１の振幅・直交度誤差補償装置がフィルタ部を有しないと仮定した場合に、振幅・直交度誤差補償装置の出力信号ＣＲの成分に対応するベクトルの軌跡の他の例を複素平面上において示す図である。図２４（ｂ）は、図１の振幅・直交度誤差補償装置が図２３（ｂ）の特性のフィルタ部を有する場合に、フィルタ部を通過できる信号に対応するベクトルの軌跡の例を複素平面上において示す図である。
【図２５】図２５は、図１の振幅・直交度誤差補償装置の他の構成例を示すブロック図である。
【図２６】図２６は、図１の振幅・直交度誤差補償装置の更に他の構成例を示すブロック図である。
【図２７】図２７（ａ）は、アナログテレビジョン放送の信号のスペクトラムの他の例を示す図である。図２７（ｂ）は、図２６の各フィルタの通過帯域の例を示す図である。
【図２８】図２８は、図１の振幅・直交度誤差補償装置を有する受信機の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図面において同じ参照番号で示された構成要素は、同一の又は類似の構成要素である。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に係る振幅・直交度誤差補償装置の構成例を示すブロック図である。図１の振幅・直交度誤差補償装置１００は、振幅補正部１０と、直交度補正部２０と、フィルタ部３０と、振幅誤差検出部４０と、直交度誤差検出部５０とを有している。アンテナで受信され、その後直交検波されて得られた複素信号ＣＩが、振幅補正部１０に入力される。複素信号ＣＩは、同相成分ＩＩと直交成分ＱＩとを有する。
【００１３】
図２（ａ）は、図１の振幅補正部１０に入力される同相成分ＩＩ及び直交成分ＱＩが理想的な場合における、これらの成分を有するベクトルの軌跡を例示する図である。図２（ｂ）は、同相成分ＩＩと直交成分ＱＩとの間に振幅誤差及び直交度誤差がある場合における、これらの成分を有するベクトルの軌跡を例示する図である。理想的な場合には、図２（ａ）のように、ベクトルの軌跡は真円になる。振幅誤差がある場合には、ベクトルの軌跡は楕円になり、更に直交度誤差がある場合には、図２（ｂ）のように、楕円の長軸がＩ軸及びＱ軸のいずれとも一致しない。
【００１４】
図３（ａ）は、図２（ａ）の場合の複素信号ＣＩのスペクトラムを示す図である。図３（ｂ）は、図２（ｂ）の場合の複素信号ＣＩのスペクトラムを示す図である。図２（ａ）の場合には、振幅誤差及び直交度誤差がないので、周波数ｆ０のスペクトラムのみが存在し、イメージ妨害信号が発生していない。図２（ｂ）の場合には、振幅誤差及び直交度誤差があるので、周波数ｆ０’のイメージ妨害信号が発生している。
【００１５】
図４は、振幅誤差ΔＧの周波数特性の例を示すグラフである。図４において、Ｇ１は同相成分ＩＩと直交成分ＱＩとの間の振幅誤差ΔＧが周波数ｆにかかわらず一定の場合、Ｇ２は周波数ｆの増加とともに振幅誤差ΔＧが増加する場合を示す。図５は、直交度誤差Δφの周波数特性の例を示すグラフである。図５において、φ１は同相成分ＩＩと直交成分ＱＩとの間の直交度誤差Δφが周波数ｆにかかわらず一定の場合、φ２は周波数ｆの増加とともに直交度誤差Δφが減少する場合を示す。以下では、複素信号ＣＩが、図４の曲線Ｇ２で表される振幅誤差、及び、図５の曲線φ２で表される直交度誤差を有する場合について説明する。
【００１６】
振幅補正部１０は、同相成分ＩＩ及び直交成分ＱＩに対して、同相成分ＩＩの振幅と直交成分ＱＩの振幅との間の差が小さくなるように、振幅誤差検出部４０から出力される振幅誤差情報としての同相振幅誤差倍率αに基づいて振幅補正を行い、得られた振幅補正後の同相成分ＩＡ及び直交成分ＱＡを出力する。
【００１７】
直交度補正部２０は、同相成分ＩＡ及び直交成分ＱＡに対して、同相成分ＩＡと直交成分ＱＡとが直交するように、直交度誤差検出部５０から出力される直交度誤差情報ψに基づいて直交度補正を行い、得られた直交度補正後の複素信号ＣＲ（同相成分ＩＲと直交成分ＱＲとを有する）を出力する。フィルタ部３０は、同相成分ＩＲ及び直交成分ＱＲの所定の周波数成分を通過させ、通過した成分を、それぞれ同相成分ＩＬ及び直交成分ＱＬとして出力する。
【００１８】
振幅誤差検出部４０は、同相成分ＩＬ及び直交成分ＱＬに基づいて同相振幅誤差倍率αを求め、振幅補正部１０に出力する。すなわち、振幅誤差検出部４０と振幅補正部１０とが、振幅誤差のフィードバック補正を行う。同相振幅誤差倍率αは、振幅誤差補正のために同相成分ＩＩに乗算されるべき値である。直交度誤差検出部５０は、同相成分ＩＬと直交成分ＱＬとの間の直交度誤差を示す直交度誤差情報ψを求め、直交度補正部２０に出力する。すなわち、直交度誤差検出部５０と直交度補正部２０とが、直交度誤差のフィードバック補正を行う。
【００１９】
図６は、図１の振幅誤差検出部４０の構成例を示すブロック図である。振幅誤差検出部４０は、電力算出部４１と、領域判定部４２と、符号反転部４３と、セレクタ４４と、ループフィルタ４５と、加算器４６とを有する。電力算出部４１は、同相成分ＩＬの２乗と直交成分ＱＬの２乗との和を求め、求められた和を電力として出力する。符号反転部４３は、求められた電力を、その符号を反転して出力する。
【００２０】
図７は、図６の領域判定部４２の処理についての説明図である。同相成分ＩＬと直交成分ＱＬとの間の関係が例えば図７の“１”で示された領域に対応する場合、すなわち、ＱＬ≧ＩＬかつＱＬ≧−ＩＬ、又はＱＬ≦ＩＬかつＱＬ≦−ＩＬである場合には、領域判定部４２は“１”を出力する。同相成分ＩＬと直交成分ＱＬとの間の関係が例えば図７の“０”で示された領域に対応する場合、すなわち、ＱＬ＜ＩＬかつＱＬ＞−ＩＬ、又はＱＬ＞ＩＬかつＱＬ＜−ＩＬである場合には、領域判定部４２は“０”を出力する。
【００２１】
セレクタ４４は、領域判定部４２が“１”を出力している場合には、符号反転部４３の出力を選択して出力し、領域判定部４２が“０”を出力している場合には、電力算出部４１で求められた電力を選択して出力する。ループフィルタ４５は、セレクタ４４の出力を平滑化して出力する。加算器４６は、ループフィルタ４５の出力に１を加算する。
【００２２】
図８（ａ）は、同相成分ＩＬの振幅が直交成分ＱＬの振幅より大きい場合における、これらの成分を有するベクトルの軌跡を例示する図である。図８（ｂ）は、同相成分ＩＬの振幅が直交成分ＱＬの振幅より小さい場合における、これらの成分を有するベクトルの軌跡を例示する図である。以上の処理により、振幅誤差検出部４０は、図８（ａ）又は図８（ｂ）のような楕円上の点について、これらの図の符号を考慮して得られる電力の和に対応する同相振幅誤差倍率αを出力する。この電力の和は、図８（ａ）又は図８（ｂ）の（＋）の領域に点がある場合には、その点の電力を加算し、（−）の領域に点がある場合には、その点の電力を減算することによって得られる値であり、具体的にはセレクタ４４による選択及びループフィルタ４５の平滑化処理によって得られる。図８（ａ）の場合はα＞１、図８（ｂ）の場合はα＜１になる。
【００２３】
図９は、図１の振幅補正部１０の構成例を示すブロック図である。振幅補正部１０は、乗算器１１，１２と、直交振幅誤差倍率算出部１４とを有している。直交振幅誤差倍率算出部１４は、振幅誤差検出部４０から出力された同相振幅誤差倍率αに基づいて、直交振幅誤差倍率βを算出する。直交振幅誤差倍率βは、振幅誤差補正のために直交成分ＱＩに乗算されるべき値である。
【００２４】
乗算器１１は、同相成分ＩＩに同相振幅誤差倍率αを乗算し、その結果を同相成分ＩＡとして出力する。乗算器１２は直交成分ＱＩに直交振幅誤差倍率βを乗算し、その結果を直交成分ＱＡとして出力する。ここで、直交振幅誤差倍率算出部１４は、振幅補正部１０に入力される同相成分ＩＩ及び直交成分ＱＩの電力と、振幅補正部１０から出力される同相成分ＩＡ及び直交成分ＱＡの電力とが等しくなるように、直交振幅誤差倍率βを算出する。
【００２５】
図１０は、同相成分と直交成分との間に振幅誤差がある場合に、これらの成分を有するベクトルの軌跡の例を示す図である。直交振幅誤差倍率βの算出方法について詳細に説明する。
【００２６】
同相成分Ｉと直交成分Ｑとの間に振幅誤差がある場合には、これらの成分を有するベクトルの軌跡は、平均的には図１０の楕円ＳＧで表される。振幅補正後の同相成分ＩＡと直交成分ＱＡとの振幅が等しいとすると、これらの成分を有するベクトルの軌跡は、平均的には図１０の真円Ｓで表される。ここで、楕円ＳＧの長径をＡ、短径をＢとし、真円Ｓの半径をＲとする。
【００２７】
まず、真円Ｓを、Ｉ＝Ｒcosθ、Ｑ＝Ｒsinθのように極座標表示する。同相成分ＩＡ及び直交成分ＱＡを成分として有する複素信号の平均振幅の確率分布が、θ＝０〜２πにおいて一定であると仮定すると、この複素信号の平均電力は、
∫[0→2π] Ｒ２(cos２θ+sin２θ)ｄθ／２π＝Ｒ２  …（１）
により求められる。ここで、∫[0→2π] ｄθは、θ＝０からθ＝２πまでの積分を表す。
【００２８】
次に、楕円ＳＧを、Ｉ＝Ａcosθ、Ｑ＝Ｂsinθのように極座標表示する。同相成分Ｉ及び直交成分Ｑを成分として有する複素信号の平均振幅の確率分布が、θ＝０〜２πにおいて一定であると仮定すると、この複素信号の平均電力は、
∫[0→2π] (Ａ２cos２θ+Ｂ２sin２θ)ｄθ／２π＝（Ａ２＋Ｂ２）／２  …（２）
により求められる。
【００２９】
ここで、補正前後の電力を一定にする条件を加えると、式（１）及び（２）より、
Ａ２＋Ｂ２＝２Ｒ２  …（３）
が得られる。
【００３０】
振幅補正部１０は、同相成分Ｉに同相振幅誤差倍率αを乗算し、直交成分Ｑに直交振幅誤差倍率βを乗算することにより、振幅補正を行う。補正前後の信号の平均振幅は等しいことから、補正前の平均振幅Ａ，Ｂと補正後の平均振幅Ｒとの間には、次式（４），（５）、すなわち、
αＡ＝Ｒ  …（４）
βＢ＝Ｒ  …（５）
の関係がある。
【００３１】
式（４）及び（５）を式（３）に代入し、βをαで表すと、
β＝１／√｛２−（１／α）２｝  …（６）
となる。直交振幅誤差倍率算出部１４は、式（６）の関係を用いて、同相振幅誤差倍率αから直交振幅誤差倍率βを算出する。直交振幅誤差倍率算出部１４は、例えば、式（６）の関係を表すルックアップテーブルを記憶するＲＯＭ（read-only memory）等によって実現することができる。
【００３２】
以上のように、振幅補正部１０は、補正前後の平均電力を一定とする条件と、スカラー量である同相振幅誤差倍率αとに基づいて、同相成分ＩＩ及び直交成分ＱＩのそれぞれのゲイン調整、言い換えると、振幅補正を行っている。
【００３３】
なお、同相振幅誤差倍率αから直交振幅誤差倍率βを求める場合について説明したが、振幅誤差検出部で直交振幅誤差倍率βを求め、式（６）を用いて同相振幅誤差倍率αを求めるようにしてもよい。
【００３４】
図１１は、図１の直交度誤差検出部５０の構成例を示すブロック図である。直交度誤差検出部５０は、電力算出部５１と、領域判定部５２と、符号反転部５３と、セレクタ５４と、ループフィルタ５５とを有する。電力算出部５１は、同相成分ＩＬの２乗と直交成分ＱＬの２乗とを加算し、求められた和を電力として出力する。符号反転部５３は、求められた和を、その符号を反転して出力する。
【００３５】
図１２は、図１１の領域判定部５２の処理についての説明図である。同相成分ＩＬと直交成分ＱＬとの間の関係が例えば図１２の“１”で示された領域に対応する場合、すなわち、ＱＬ≧０かつＩＬ≦０、又はＱＬ≦０かつＩＬ≧０である場合には、領域判定部５２は“１”を出力する。同相成分ＩＬと直交成分ＱＬとの間の関係が例えば図１２の“０”で示された領域に対応する場合、すなわち、ＱＬ＞０かつＩＬ＞０，又はＱＬ＜０かつＩＬ＜０である場合には、領域判定部５２は“０”を出力する。
【００３６】
セレクタ５４は、領域判定部５２が“０”を出力している場合には、符号反転部５３の出力を選択して出力し、領域判定部５２が“１”を出力している場合には、電力算出部５１で求められた電力を選択して出力する。ループフィルタ５５は、セレクタ５４の出力を平滑化して出力する。
【００３７】
図１３（ａ）は、同相成分ＩＬと直交成分ＱＬとの間の位相差が９０°より大きい場合における、これらの成分を有するベクトルの軌跡を例示する図である。図１３（ｂ）は、同相成分ＩＬと直交成分ＱＬとの間の位相差が９０°より小さい場合における、これらの成分を有するベクトルの軌跡を例示する図である。以上の処理により、領域判定部５２は、図１３（ａ）又は図１３（ｂ）のような楕円上の点について、符号を考慮して得られる電力の和に対応する直交度誤差情報ψを出力する。この電力の和は、図１３（ａ）又は図１３（ｂ）の（＋）の領域に点がある場合には、その点の電力を加算し、（−）の領域に点がある場合には、その点の電力を減算することによって得られる値であり、具体的にはセレクタ５４による選択及びループフィルタ５５の平滑化処理によって得られる。図１３（ａ）の場合はψ＞０、図１３（ｂ）の場合はψ＜０になる。
【００３８】
図１４は、図１の直交度補正部２０の構成例を示すブロック図である。直交度補正部２０は、変換用ＲＯＭ２２と、乗算器２４，２５と、加算器２６とを備えている。直交度補正部２０は、直交度誤差検出部５０から出力される直交度誤差情報ψ（直交度のずれ）を、ψが十分小さいことから、tanψとして取り扱う。
【００３９】
変換用ＲＯＭ２２は、直交度誤差情報tanψを１／cosψに変換して出力する。乗算器２５は、変換用ＲＯＭ２２から出力される１／cosψを直交成分ＱＡに乗算し、乗算結果を加算器２６に出力する。乗算器２４は、同相成分ＩＡに直交度誤差情報tanψを乗算し、乗算結果を加算器２６に出力する。加算器２６は、乗算器２４及び２５で得られた乗算結果を加算して、補正後の直交成分ＱＲを出力する。
【００４０】
次に、直交度補正部２０の動作について詳細に説明する。前段の振幅補正部１０により、同相成分ＩＩと直交成分ＱＩとが振幅補正されているので、振幅補正後の同相成分ＩＡと直交成分ＱＡとは、振幅が同じになっている。そこで、同相成分ＩＡと直交成分ＱＡとは、次式（７），（８）、すなわち、
ＩＡ＝Ａcos｛（２π×Δｆ×ｔ）＋φ＋θ（ｔ）｝  …（７）
ＱＡ＝Ａsin｛（２π×Δｆ×ｔ）＋φ＋θ（ｔ）＋ψ｝  …（８）
ただし、
Δｆ：周波数オフセット［Hz］
φ  ：位相オフセット［rad］，  θ（ｔ）：位相情報［rad］
ψ  ：直交度誤差情報［rad］，  ｔ：時間［sec］
Ａ  ：同相成分、直交成分の振幅
でそれぞれ表される。
【００４１】
直交成分ＱＡの直交度誤差情報ψを補正する場合、簡単のため位相オフセットφと位相情報θとを０とし、ω＝２π×Δｆとすると、直交度誤差補正後の直交成分ＱＲは、
ＱＲ＝ＩＡ×tanψ＋ＱＡ／cosψ  …（９）
となる。式（７）及び（８）を式（９）に代入すると、
ＱＲ＝Ａsinωｔ
となる。このように、直交度補正部２０は、同相成分ＩＡと直交成分ＱＡとを入力として、式（９）の演算を行うことによって、直交成分ＱＡの直交度誤差情報ψを補正して、補正後の直交成分ＱＲを出力することができる。
【００４２】
以上のように、図１の振幅・直交度誤差補償装置１００によると、直交検波して得られた複素信号が一定周波数の正弦波である場合には、正確に振幅・直交度誤差補正を行うことができる。また、小面積の回路で実現することができ、補正前の信号電力と補正後の信号電力とが変化しないように、振幅・直交度誤差補正を行うこともできる。
【００４３】
以下では、図１の振幅・直交度誤差補償装置１００がフィルタ部３０を有することによる出力信号ＣＲの改善について説明する。図１５は、アナログテレビジョン放送の信号のスペクトラムの例を示す図である。この信号は、周波数ｆ１の映像信号Ｖ１と、周波数ｆ２の音声信号Ａ１とを含んでいる。ここでは、映像信号Ｖ１と音声信号Ａ１とを含んだ信号が、入力信号ＣＩとして振幅・直交度誤差補償装置１００に入力されるとする。
【００４４】
図１６は、図１の振幅・直交度誤差補償装置１００がフィルタ部３０を有しないと仮定した場合に、振幅・直交度誤差補償装置１００の出力信号ＣＲの成分に対応するベクトルの軌跡の例を複素平面上において示す図である。例えば図４の曲線Ｇ２及び図５の曲線φ２で示されているように、図１５の映像信号Ｖ１の同相成分と直交成分との間には振幅誤差及び直交度誤差があるとする。映像信号Ｖ１の場合と同様に、音声信号Ａ１の同相成分と直交成分との間にも振幅誤差及び直交度誤差があるとする。ただし、映像信号Ｖ１の振幅誤差と音声信号Ａ１の振幅誤差とは異なっており、映像信号Ｖ１の直交度誤差と音声信号Ａ１の直交度誤差とは異なっている。
【００４５】
映像信号Ｖ１及び音声信号Ａ１に対応するベクトルの軌跡が、図１６に楕円Ｓｆ１，Ｓｆ２でそれぞれ示されている。この場合には、映像信号Ｖ１及び音声信号Ａ１の両方の影響を受けるので、出力信号ＣＲに対応するベクトルの軌跡は、真円にはならず、図１６の楕円Ｓｆのようになる。
【００４６】
図１７（ａ）は、図１のフィルタ部３０の通過帯域ＰＢ１の例を示すスペクトラム図である。ここでは、フィルタ部３０は、映像信号Ｖ１を通過させ、音声信号Ａ１を通過させないように、周波数が周波数ｆ１付近の信号、及び周波数が周波数ｆ１のイメージ周波数ｆ１’付近の信号のみを通過させる特性を有する。図１７（ａ）では、通過帯域ＰＢ１を示す線が上にあるほど、信号に与える減衰が小さいことを示している。以下の図でも同様である。フィルタ部３０は、図１７（ｂ）及び図１７（ｃ）のような特性を有してもよい。
【００４７】
図１７（ｂ）は、図１のフィルタ部３０の通過帯域ＰＢ１の他の例を示すスペクトラム図である。図１７（ｂ）の場合、フィルタ部３０は、ＬＰＦ（low pass filter）であって、周波数ｆ１からイメージ周波数ｆ１’までの帯域に含まれる信号のみを通過させる特性を有する。図１７（ｃ）は、図１のフィルタ部３０の通過帯域ＰＢ１の更に他の例を示すスペクトラム図である。図１７（ｃ）の場合、フィルタ部３０は、ノッチフィルタであって、周波数ｆ２付近の信号を通過させない、又は大きく減衰させる特性を有する。このように、フィルタ部３０は、所定の周波数成分を通過させ、かつ、他の周波数成分を通過させない、又は大きく減衰させる特性を有する。
【００４８】
図１８は、図１の振幅・直交度誤差補償装置１００が図１７（ａ）、図１７（ｂ）、又は図１７（ｃ）の特性のフィルタ部３０を有する場合に、フィルタ部３０を通過できる信号に対応するベクトルの軌跡の例を複素平面上において示す図である。この場合には、映像信号Ｖ１の振幅及び直交度のみを補正すればよいので、出力信号ＣＲに対応するベクトルの軌跡は、図１８の円Ｓのようになる。
【００４９】
図１９（ａ）は、図１８の楕円Ｓｆ１に対応する映像信号Ｖ１のスペクトラムの例を示す図である。このように、楕円Ｓｆ１の場合には、映像信号Ｖ１には周波数ｆ１’のイメージ妨害信号が含まれる。図１９（ｂ）は、出力信号ＣＲにおいて、図１８の円Ｓに対応する信号のスペクトラムの例を示す図である。出力信号ＣＲにおいては、映像信号Ｖ１は振幅誤差及び直交度誤差をほとんど含まないので、周波数ｆ１’のイメージ妨害信号を含まない。言い換えると、イメージ抑圧がされていると言える。なお、音声信号Ａ１に対しては、振幅誤差及び直交度誤差の補正が正しく行われないので、出力信号ＣＲには、振幅誤差及び直交度誤差を有する音声信号Ａ１が含まれる。
【００５０】
図２０は、図１のフィルタ部３０の他の通過帯域ＰＢ２の例を示すスペクトラム図である。ここでは、フィルタ部３０は、音声信号Ａ１を通過させ、映像信号Ｖ１を通過させないように、周波数が周波数ｆ２付近の信号、及び周波数が周波数ｆ２のイメージ周波数ｆ２’付近の信号のみを通過させる特性を有する。
【００５１】
図２１は、図１の振幅・直交度誤差補償装置１００が図２０の特性のフィルタ部３０を有する場合に、フィルタ部３０を通過できる信号に対応するベクトルの軌跡の例を複素平面上において示す図である。この場合には、音声信号Ａ１の振幅及び直交度のみを補正すればよいので、出力信号ＣＲに対応するベクトルの軌跡は、図２１の円Ｓのようになる。
【００５２】
図２２（ａ）は、図２１の楕円Ｓｆ２に対応する音声信号Ａ１のスペクトラムの例を示す図である。このように、音声信号Ａ１には周波数ｆ２’のイメージ妨害信号が含まれる。図２２（ｂ）は、出力信号ＣＲにおいて、図２１の円Ｓに対応する信号のスペクトラムの例を示す図である。出力信号ＣＲにおいては、音声信号Ａ１は振幅誤差及び直交度誤差をほとんど含まないので、周波数ｆ２’のイメージ妨害信号を含まない。言い換えると、イメージ抑圧がされていると言える。
【００５３】
フィルタ部３０を有することによる効果は、周波数が異なる２つ以上の信号のうち、振幅誤差及び直交度誤差の検出の際に注目すべき信号が１つである場合に大きい。例えば、ＮＴＳＣ（national television system committee）、ＰＡＬ（phase alternation by line）、又はＳＥＣＡＭ（sequentiel couleur a memoire）に準拠した信号のように、電力が同程度の映像信号と音声信号とが含まれる信号が入力される場合、一方の信号に注目し、他方の信号を除去することにより、誤差量を減らすことが可能である。
【００５４】
図２３（ａ）は、広帯域信号を含む信号のスペクトラムの例を示す図である。ここでは、図２３（ａ）のようなスペクトラムを有する複素信号が図１の振幅・直交度誤差補償装置１００に入力されるとする。この信号は、周波数ｆ３を有する狭帯域信号Ｆ３と、周波数帯域ｆ４を有する広帯域信号Ｆ４とを含んでいる。図２３（ｂ）は、図１のフィルタ部３０の他の通過帯域ＰＢ４の例と、このフィルタ部３０を通過した図２３（ａ）の信号のスペクトラムの例とを示す図である。フィルタ部３０は、狭帯域信号Ｆ３を広帯域信号Ｆ４より減衰させて出力する周波数特性を有する。つまり、狭帯域信号Ｆ３及び広帯域信号Ｆ４はいずれも通過できるが、狭帯域信号Ｆ３は広帯域信号Ｆ４より減衰するように、通過帯域ＰＢ４は設定される。フィルタ部３０を通過することによって、狭帯域信号Ｆ３の電力は小さくなっている。
【００５５】
図２４（ａ）は、図１の振幅・直交度誤差補償装置１００がフィルタ部３０を有しないと仮定した場合に、振幅・直交度誤差補償装置１００の出力信号ＣＲの成分に対応するベクトルの軌跡の他の例を複素平面上において示す図である。図２３の狭帯域信号Ｆ３の同相成分と直交成分との間には振幅誤差及び直交度誤差があり、広帯域信号Ｆ４の同相成分と直交成分との間にも振幅誤差及び直交度誤差があるとする。狭帯域信号Ｆ３及び広帯域信号Ｆ４に対応するベクトルの軌跡が、図２４（ａ）に楕円Ｓｆ３，Ｓｆ４でそれぞれ示されている。
【００５６】
狭帯域信号Ｆ３の電力が大きいため、楕円ｆ３も大きくなる。楕円Ｓｆ４は楕円Ｓｆ３よりも真円に近いとする。この場合、そのまま狭帯域信号Ｆ３と広帯域信号Ｆ４とを補正すると、狭帯域信号Ｆ３の影響を強く受けるので、出力信号ＣＲに対応する楕円Ｓｆは、円から楕円Ｓｆ４より大きく離れてしまう。そこで、狭帯域信号Ｆ３を広帯域信号Ｆ４より減衰させて出力する特性を有するフィルタ部３０、具体的には、例えば図２３（ｂ）のような通過帯域ＰＢ４を有するフィルタ部３０を用いる。これにより、狭帯域信号Ｆ３の電力を小さくし、補正に対する狭帯域信号Ｆ３の影響を小さくすることができる。
【００５７】
図２４（ｂ）は、図１の振幅・直交度誤差補償装置１００が図２３（ｂ）の特性のフィルタ部３０を有する場合に、フィルタ部３０を通過できる信号に対応するベクトルの軌跡の例を複素平面上において示す図である。楕円ｆ３は、図２４（ａ）の場合より小さくなる。このとき、狭帯域信号Ｆ３及び広帯域信号Ｆ４に振幅補正及び直交度補正を行うことにより、楕円Ｓｆをより円Ｓに近づけることができる。この結果、振幅補正及び直交度補正の精度を上げることができ、狭帯域信号Ｆ３によるイメージ成分の生成を抑えることができる。
【００５８】
入力信号に狭帯域信号と広帯域信号とが含まれ、両信号とも必要であり、広帯域信号を主信号として補正をかける際に、このようなフィルタが有効である。狭帯域信号としてパイロット信号、広帯域信号として映像信号及び音声信号を有するＶＳＢ（vestigial-sideband）信号が入力される場合が例として挙げられる。
【００５９】
図２５は、図１の振幅・直交度誤差補償装置１００の他の構成例を示すブロック図である。図２５の振幅・直交度誤差補償装置２００は、フィルタ部３０に代えてフィルタ部２３０を有する。フィルタ部２３０は、フィルタ２３２及び２３４を有する。
【００６０】
フィルタ２３２は、同相成分ＩＲ及び直交成分ＱＲのうち、所定の周波数成分を通過させ、通過した成分を、それぞれ同相成分ＩＬ１及び直交成分ＱＬ１として出力する。フィルタ２３４は、同相成分ＩＲ及び直交成分ＱＲのうち、フィルタ２３２とは異なる所定の周波数成分を通過させ、通過した成分を、それぞれ同相成分ＩＬ２及び直交成分ＱＬ２として出力する。振幅誤差検出部４０は、同相成分ＩＬ１及び直交成分ＱＬ１について同相振幅誤差倍率αを求め、振幅補正部１０に出力する。直交度誤差検出部５０は、同相成分ＩＬ２及び直交成分ＱＬ２について直交度誤差情報ψを求め、直交度補正部２０に出力する。その他の点は、図１の振幅・直交度誤差補償装置１００と同様であるので、説明を省略する。
【００６１】
振幅・直交度誤差補償装置２００によると、フィルタ２３２の通過帯域と、フィルタ２３４の通過帯域とを、幅等が異なる帯域に設定することができる。これにより、より適切に振幅補正及び直交度補正を行うことができる。
【００６２】
図２６は、図１の振幅・直交度誤差補償装置１００の更に他の構成例を示すブロック図である。図２６の振幅・直交度誤差補償装置３００は、フィルタ部３０に代えてフィルタ部３３０を有する。フィルタ部３３０は、フィルタ３３１，３３２，３３３，３３４と、乗算器３３５，３３６，３３７，３３８と、加算器３３９とを有する。
【００６３】
フィルタ３３１〜３３４には、所定の通過帯域がそれぞれ設定されている。フィルタ３３１〜３３４は、同相成分ＩＲのうち、それぞれの所定の周波数成分を通過させ、通過した成分を出力する。同様に、フィルタ３３１〜３３４は、直交成分ＱＲのうち、それぞれの所定の周波数成分を通過させ、通過した成分を出力する。
【００６４】
乗算器３３５は、係数Ｃ１を、フィルタ３３１から出力された同相成分及び直交成分に乗算し、乗算結果を出力する。乗算器３３６は、係数Ｃ２を、フィルタ３３２から出力された同相成分及び直交成分に乗算し、乗算結果を出力する。乗算器３３７は、係数Ｃ３を、フィルタ３３３から出力された同相成分及び直交成分に乗算し、乗算結果を出力する。乗算器３３８は、係数Ｃ４を、フィルタ３３４から出力された同相成分及び直交成分に乗算し、乗算結果を出力する。加算器３３９は、乗算器３３５〜３３８から出力された同相成分の乗算結果を加算して、加算結果を同相成分ＩＬＭとして出力し、乗算器３３５〜３３８から出力された直交成分の乗算結果を加算して、加算結果を直交成分ＱＬＭとして出力する。
【００６５】
振幅誤差検出部４０は、加算器３３９で求められた同相成分ＩＬＭ及び直交成分ＱＬＭについて同相振幅誤差倍率αを求め、振幅補正部１０に出力する。直交度誤差検出部５０は、同相成分ＩＬＭ及び直交成分ＱＬＭについて直交度誤差情報ψを求め、直交度補正部２０に出力する。その他の点は、図１の振幅・直交度誤差補償装置１００と同様であるので、説明を省略する。
【００６６】
図２７（ａ）は、アナログテレビジョン放送の信号のスペクトラムの他の例を示す図である。この信号は、映像信号Ｖ１（周波数ｆ１）と、音声信号Ａ１（周波数ｆ２）と、映像信号Ｖ１のイメージ信号（周波数ｆ１’）と、音声信号Ａ１のイメージ信号（周波数ｆ２’）とを含んでいる。ここでは、これらの信号を含んだ入力信号ＣＩが、振幅・直交度誤差補償装置３００に入力されるとする。イメージ信号は、振幅・直交度誤差補償装置３００の前段の直交検波器において生じる。
【００６７】
図２７（ｂ）は、図２６の各フィルタ３３１〜３３４の通過帯域の例を示す図である。フィルタ３３１は、音声信号Ａ１のイメージ信号のみを通過させるように、周波数が周波数ｆ２’付近の信号のみを通過させる特性（通過帯域ＰＢ２’）を有する。フィルタ３３２は、映像信号Ｖ１のみを通過させるように、周波数が周波数ｆ１付近の信号のみを通過させる特性（通過帯域ＰＢ１）を有する。フィルタ３３３は、映像信号Ｖ１のイメージ信号のみを通過させるように、周波数が周波数ｆ１’付近の信号のみを通過させる特性（通過帯域ＰＢ１’）を有する。フィルタ３３４は、音声信号Ａ１のみを通過させるように、周波数が周波数ｆ２付近の信号のみを通過させる特性（通過帯域ＰＢ２）を有する。
【００６８】
映像信号Ｖ１に対応する係数Ｃ２、及び音声信号Ａ１に対応する係数Ｃ４には正の値を設定し、音声信号Ａ１のイメージ信号に対応する係数Ｃ１、及び映像信号Ｖ１のイメージ信号に対応する係数Ｃ３には負の値を設定する。これにより、イメージ信号の除去又は減衰が可能になる。
【００６９】
なお、フィルタ３３１〜３３４の各通過帯域、及び係数Ｃ１〜Ｃ４の各値は、独立して設定することができる。帯域が異なる４信号が全て必要な信号である場合には、係数Ｃ１〜Ｃ４を全て正の値にしてもよい。フィルタ部３３０が４つのフィルタと４つの乗算器を有する場合について説明したが、フィルタ部３３０は、より多くのフィルタ及び乗算器を有してもよい。
【００７０】
以上では、フィルタ部２３０等が所定の周波数成分を通過させる場合について説明したが、フィルタ部２３０等が所定の周波数成分を通過させないようにしてもよい。
【００７１】
図２８は、図１の振幅・直交度誤差補償装置１００を有する受信機４００の構成例を示すブロック図である。受信機４００は、チューナ４０４と、振幅・直交度誤差補償装置１００と、復調部４０６と、デコーダ４０７と、ディスプレイ４０８とを有する。
【００７２】
チューナ４０４は、アンテナ２で受信された信号から必要な信号を選択し、選択された信号に直交検波を行い、振幅・直交度誤差補償装置１００に出力する。復調部４０６は、振幅・直交度誤差補償装置１００から出力された信号に復調処理を行い出力する。デコーダ４０７は、復調部４０６で復調された信号に動画像復号化等のデコード処理を行い、出力する。ディスプレイ４０８は、デコード処理された信号で表される映像を表示する。
【００７３】
なお、受信機４００は、振幅・直交度誤差補償装置１００に代えて、振幅・直交度誤差補償装置２００又は３００を有してもよい。振幅・直交度誤差補償装置１００等は、チューナ４０４又は復調部４０６に含まれていてもよい。
【００７４】
本明細書における各機能ブロックは、典型的にはハードウェアで実現され得る。例えば各機能ブロックは、ＩＣ（集積回路）の一部として半導体基板上に形成され得る。ここでＩＣは、ＬＳＩ（large-scale integrated circuit）、ＡＳＩＣ（application-specific integrated circuit）、ゲートアレイ、ＦＰＧＡ（field programmable gate array）等を含む。代替としては各機能ブロックの一部又は全ては、ソフトウェアで実現され得る。例えばそのような機能ブロックは、プロセッサ上で実行されるプログラムによって実現され得る。換言すれば、本明細書で説明される各機能ブロックは、ハードウェアで実現されてもよいし、ソフトウェアで実現されてもよいし、ハードウェアとソフトウェアとの任意の組合せで実現され得る。
【００７５】
本発明の多くの特徴及び優位性は、記載された説明から明らかであり、よって添付の特許請求の範囲によって、本発明のそのような特徴及び優位性の全てをカバーすることが意図される。更に、多くの変更及び改変が当業者には容易に可能であるので、本発明は、図示され記載されたものと全く同じ構成及び動作に限定されるべきではない。したがって、全ての適切な改変物及び等価物は本発明の範囲に入るものとされる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、入力信号に周波数が異なる複数の信号が含まれている場合であっても、より正確に振幅補正及び直交度補正を行うことができるので、本発明は、振幅・直交度誤差補償装置等について有用である。
【符号の説明】
【００７７】
１０  振幅補正部
２０  直交度補正部
３０，２３０，３３０  フィルタ部
２３２，２３４，３３１〜３３４  フィルタ
３３５〜３３８  乗算器
３３９  加算器
４０  振幅誤差検出部
５０  直交度誤差検出部
１００，２００，３００  振幅・直交度誤差補償装置
【図１】
2012153373.tif 000003
【図２】
2012153373.tif 000004
【図３】
2012153373.tif 000005
【図４】
2012153373.tif 000006
【図５】
2012153373.tif 000007
【図６】
2012153373.tif 000008
【図７】
2012153373.tif 000009
【図８】
2012153373.tif 000010
【図９】
2012153373.tif 000011
【図１０】
2012153373.tif 000012
【図１１】
2012153373.tif 000013
【図１２】
2012153373.tif 000014
【図１３】
2012153373.tif 000015
【図１４】
2012153373.tif 000016
【図１５】
2012153373.tif 000017
【図１６】
2012153373.tif 000018
【図１７】
2012153373.tif 000019
【図１８】
2012153373.tif 000020
【図１９】
2012153373.tif 000021
【図２０】
2012153373.tif 000022
【図２１】
2012153373.tif 000023
【図２２】
2012153373.tif 000024
【図２３】
2012153373.tif 000025
【図２４】
2012153373.tif 000026
【図２５】
2012153373.tif 000027
【図２６】
2012153373.tif 000028
【図２７】
2012153373.tif 000029
【図２８】
2012153373.tif 000030
【国際調査報告】
2012153373.tif 000031
2012153373.tif 000032
2012153373.tif 000033
2012153373.tif 000034