(57)【要約】【課題】Ｃ／Ｎを改善することができる位相同期回路におけるループフィルタを提供する。【解決手段】本発明の位相同期回路におけるループフィルタ１は、増幅回路２、第１のローパスフィルタ３、第２のローパスフィルタ４、電圧供給回路１７、スイッチング素子５を備える。第２のローパスフィルタ４は、増幅回路２の出力端子２ａと第１のローパスフィルタ３との間に接続され、バイアス電圧を供給する電圧供給回路１７にも接続される。スイッチング素子５は、第２のローパスフィルタ４の接続状態を制御し、増幅回路２から出力された制御電圧が所定の電圧以下に降下したときに自動的にオンとなるように形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧制御発振回路の発振周波数を制御する制御電圧を出力端子から出力する増幅回路と、
前記増幅回路の出力端子と前記電圧制御発振回路との間に接続されている第１のローパスフィルタと、
前記増幅回路の出力端子に接続されているスイッチング素子と、
前記スイッチング素子にバイアス電圧を供給する電圧供給回路と、
前記電圧供給回路と前記スイッチング素子とに接続されている第２のローパスフィルタとを備え、
前記制御電圧が所定の電圧以下に降下したとき、前記スイッチング素子がオンすることにより前記増幅回路の出力端子と前記第１のローパスフィルタとを接続する接続点に前記第２のローパスフィルタが接続されるように形成されている
ことを特徴とする位相同期回路におけるループフィルタ。
【請求項２】
前記第２のローパスフィルタは、前記スイッチング素子に直列接続されている抵抗器と、前記スイッチング素子または前記抵抗器のいずれか一方の回路素子と接地電極との間に接続されているコンデンサとを有している
ことを特徴とする請求項１に記載の位相同期回路におけるループフィルタ。
【請求項３】
前記電圧供給回路は、定電圧を供給するバイアス電源端子と、前記バイアス電源端子と前記コンデンサにおいて接地電極が接続されていない端子との間に接続されているとともに前記定電圧をバイアス電圧に分圧する分圧回路とを有している
ことを特徴とする請求項２に記載の位相同期回路におけるループフィルタ。
【請求項４】
前記スイッチング素子は、前記第１のローパスフィルタに接続された一端をカソードとし、前記分圧回路に接続された他端をアノードとして接続されたダイオードである
ことを特徴とする請求項３に記載の位相同期回路におけるループフィルタ。
【請求項５】
前記制御電圧は、地上波デジタルテレビジョン放送およびケーブルデジタルテレビジョン放送受信時の前記電圧制御発振回路の発振周波数を制御するチューニング電圧であり、
前記バイアス電圧は、前記ケーブルデジタルテレビジョン放送の所定の周波数帯域の信号受信時に前記スイッチング素子が前記第２のローパスフィルタを接続するように設定されている
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の位相同期回路におけるループフィルタ。
【請求項６】
前記所定の周波数帯域の信号は、前記地上波デジタルテレビジョン放送の周波数帯域の信号における最低周波数よりも低い周波数帯域の信号である
ことを特徴とする請求項５に記載の位相同期回路におけるループフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相同期回路におけるループフィルタに係り、特に、地上波デジタルテレビジョン放送およびケーブルデジタルテレビジョン放送を受信するテレビジョン放送受信チューナに好適に利用できる位相同期回路におけるループフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、地上波デジタルテレビジョン放送やケーブルデジタルテレビジョン放送などのデジタルテレビジョン放送受信機や携帯電話機にはＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ−ｌｏｃｋｅｄ  ｌｏｏｐ）と称される位相同期回路が内蔵されており、その位相同期回路には位相比較器とＶＣＯ（電圧制御発振回路）との間に介在するループフィルタが用いられている。
【０００３】
従来の位相同期回路におけるループフィルタ１０１は、図４に示すように、前段に配置された帰還型増幅回路１０２とその後段に配置されたローパスフィルタ１０３とを備えている。
【０００４】
増幅回路１０２の前段に接続された図示しない位相比較器からの信号がその増幅回路１０２に入力されると、増幅回路１０２は制御電圧としてのチューニング電圧をローパスフィルタ１０３に出力する。チューニング電圧が入力信号として入力されたローパスフィルタ１０３は、チューニング電圧において高周波数側の周波数成分を減衰させて図示しないＶＣＯにチューニング電圧を供給するようになっている。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３０７４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＶＣＯのＱ値が低下する周波数帯においては、オフセット周波数１０ｋＨｚ以上のフェーズノイズ特性が劣化し、地上波デジタルテレビジョン放送やケーブルデジタルテレビジョン放送の受信特性に悪影響を及ぼすため、C／N（キャリア対ノイズ比）が悪化するという問題があった。これは、オフセット周波数１０ＫＨｚ以上のフェーズノイズ特性が重要になるケーブルデジタルテレビジョン放送受信時にその影響が顕著に現れる。特に、地上波デジタルテレビジョン放送の周波数帯域の信号よりも低い周波数帯域（３７０ＭＨｚ〜４７４ＭＨｚ）の信号を利用するときはＶＣＯのＱ値が下がり、ケーブルデジタルテレビジョン放送の受信特性に大きく影響する。
【０００７】
なお、オフセット周波数１０ＫＨｚ以上のフェーズノイズ特性の向上だけを考慮すれば、従来からループフィルタ１０１の設計変更により対処することも可能であった。しかし、その代償として、オフセット周波数１ｋＨｚ近傍のフェーズノイズ特性が劣化し、前述と同様、Ｃ／Ｎが悪化するため、地上波デジタルテレビジョン放送やケーブルデジタルテレビジョン放送の受信特性に影響してしまう。これは、オフセット周波数１ｋＨｚ近傍のフェーズノイズ特性が重要になる地上波デジタルテレビジョン放送受信時において、その悪影響が顕著に現れることになる。つまり、従来のループフィルタ１０１においては、オフセット周波数１ｋＨｚ近傍のフェーズノイズ特性を劣化させずに、ＶＣＯのＱ値が低下する低い周波数帯域（３７０ＭＨｚ〜４７４ＭＨｚ）でのオフセット周波数１０ｋＨｚ以上のフェーズノイズ特性を向上させることが困難であった。
【０００８】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、Ｃ／Ｎを改善することができる位相同期回路におけるループフィルタを提供することを本発明の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達成するため、本発明の位相同期回路におけるループフィルタは、その第１の態様として、電圧制御発振回路の発振周波数を制御する制御電圧を出力端子から出力する増幅回路と、増幅回路の出力端子と電圧制御発振回路との間に接続されている第１のローパスフィルタと、増幅回路の出力端子に接続されているスイッチング素子と、スイッチング素子にバイアス電圧を供給する電圧供給回路と、電圧供給回路とスイッチング素子とに接続されている第２のローパスフィルタとを備え、制御電圧が所定の電圧以下に降下したとき、スイッチング素子がオンすることにより増幅回路の出力端子と第１のローパスフィルタとを接続する接続点に第２のローパスフィルタが接続されるように形成されていることを特徴としている。
【００１０】
本発明の第１の態様の位相同期回路におけるループフィルタによれば、制御電圧が所定の電圧以下に降下したときのみ、スイッチング素子がオンとなり、第２のローパスフィルタが第１のローパスフィルタに接続され、ループフィルタの特性を変更することができるため、制御電圧が所定の電圧以下に降下したとき即ちＶＣＯの発振周波数が低いときのオフセット周波数１０ｋＨｚ以上のフェーズノイズ特性を改善することができる。
【００１１】
本発明の第２の態様の位相同期回路におけるループフィルタは、第１の態様の位相同期回路におけるループフィルタにおいて、第２のローパスフィルタは、スイッチング素子に直列接続されている抵抗器と、スイッチング素子または抵抗器のいずれか一方の回路素子と接地電極との間に接続されているコンデンサとを有していることを特徴としている。
【００１２】
本発明の第２の態様の位相同期回路におけるループフィルタによれば、抵抗器およびコンデンサの値を適切に設定することにより、オフセット周波数１０ｋＨｚ以上のフェーズノイズ特性を改善することができる。（第２のローパスフィルタをＲＣフィルタで構成したことによる適切な作用に修正をお願いします。）
本発明の第３の態様の位相同期回路におけるループフィルタは、第２の態様の位相同期回路におけるループフィルタにおいて、電圧供給回路は、定電圧を供給するバイアス電源端子と、バイアス電源端子とコンデンサにおいて接地電極が接続されていない端子との間に接続されているとともに定電圧をバイアス電圧に分圧する分圧回路と有していることを特徴としている。
【００１３】
本発明の第３の態様の位相同期回路におけるループフィルタによれば、バイアス電源端子から供給される定電圧を分圧回路によりバイアス電圧に変換し、スイッチング素子に供給するので、バイアス電圧が適切な電圧値になるよう分圧回路を設定することによりＶＣＯのＱ値が低下する低い周波数帯域（３７０ＭＨｚ〜４７４ＭＨｚ）においてスイッチング素子をオンし、第２のローパスフィルタを第１のローパスフィルタに接続することができるため、ループフィルタの特性を改善することができる。
【００１４】
本発明の第４の態様の位相同期回路におけるループフィルタは、第３の態様の位相同期回路におけるループフィルタにおいて、スイッチング素子は、第１のローパスフィルタに接続された一端をカソードとし、分圧回路に接続された他端をアノードとして接続されたダイオードであることを特徴としている。
【００１５】
本発明の第４の態様の位相同期回路におけるループフィルタによれば、制御電圧が所定の電圧よりも降下したときに、スイッチング素子であるダイオードの両端に掛かる電圧がダイオードのオン電圧以上になるため、ダイオードを自動的にオンすることができる。
【００１６】
本発明の第５の態様の位相同期回路におけるループフィルタは、第１から第４のいずれか１の態様の位相同期回路におけるループフィルタにおいて、制御電圧は、地上波デジタルテレビジョン放送およびケーブルデジタルテレビジョン放送受信時の電圧制御発振回路の発振周波数を制御するチューニング電圧であり、バイアス電圧は、ケーブルデジタルテレビジョン放送の所定の周波数帯域の信号受信時にスイッチング素子が第２のローパスフィルタを接続するように設定されていることを特徴としている。
【００１７】
本発明の第５の態様の位相同期回路におけるループフィルタによれば、ループフィルタ特性が劣化しやすいケーブルデジタルテレビジョン放送の周波数帯域の信号受信時についてのみスイッチング素子をオンし、第２のローパスフィルタを第１のローパスフィルタに接続するため、ループフィルタの特性が変化し１０ｋＨｚ以上のフェーズノイズ特性を改善することができる。
【００１８】
本発明の第６の態様の位相同期回路におけるループフィルタは、第５の態様の位相同期回路におけるループフィルタにおいて、所定の周波数帯域の信号は、地上波デジタルテレビジョン放送の周波数帯域の信号における最低周波数よりも低い周波数帯域の信号であることを特徴としている。
【００１９】
本発明の第６の態様の位相同期回路におけるループフィルタによれば、ループフィルタ特性が劣化しやすいケーブルデジタルテレビジョン放送の低周波数側の信号についてのみスイッチング素子をオンにすることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の位相同期回路におけるループフィルタによれば、フェーズノイズ特性の劣化が生じる低い周波数帯域においてスイッチング素子をオンし、第２のローパスフィルタを第１のローパスフィルタに接続することができるため、オフセット周波数１０ＫＨｚ以上のフェーズノイズ特性が向上し、Ｃ／Ｎを改善することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の位相同期回路におけるループフィルタをその一実施形態により説明する。
【００２２】
図１は、本実施形態の位相同期回路におけるループフィルタ１を示す回路図である。本実施形態の位相同期回路におけるループフィルタ１は、地上波デジタルテレビジョン放送およびケーブルデジタルテレビジョン放送を受信するデジタルテレビジョン放送受信機に内蔵されており、図１に示すように、増幅回路２と、第１のローパスフィルタ３と、第２のローパスフィルタ４と、電圧供給回路１７と、スイッチング素子５とを備えている。
【００２３】
本実施形態の増幅回路２は、図示しない位相比較器から入力端子６に入力された電圧を出力端子２ａから制御電圧として出力するように形成されている。本実施形態においては、負帰還型増幅回路が増幅回路２として選択されている。また、本実施形態の増幅回路２は、前述のデジタルテレビジョン放送受信機に内蔵されているため、地上波デジタルテレビジョン放送およびケーブルデジタルテレビジョン放送の受信時に図示しない電圧制御発振回路の発振周波数を制御するチューニング電圧が本実施形態の制御電圧となっている。
【００２４】
第１のローパスフィルタ３は、増幅回路２の出力端子２ａとループフィルタ１の出力端子７との間に接続されている。本実施形態の第１のローパスフィルタ３は、直列接続された第１の抵抗器１０と、一端が接地されて並列接続された第１のコンデンサとによって形成されている。なお、出力端子７は、図示しない電圧制御発振回路（ＶＣＯ）に接続される。
【００２５】
第２のローパスフィルタ４は、電圧供給回路１７からダイオード５に印加されるバイアス電圧が供給されるとともに、増幅回路２の出力端子２ａと第１のローパスフィルタ３とを接続する接続点Ｐに接続されている。この第２のローパスフィルタ４は、第２の抵抗器１２および第２のコンデンサ１３からなるＲＣフィルタである。第２の抵抗器１２は、前述の接続点Ｐとスイッチング素子５の一端との間に接続されている。また、第２のコンデンサ１３は、スイッチング素子５の他端と接地電極との間に接続されている。
【００２６】
電圧供給回路１７は、第２のローパスフィルタ４に接続されている。本実施形態の電圧供給回路１７は、バイアス電源端子８および分圧回路１４を有している。バイアス電源端子８は、バイアス電圧を生成するための定電圧を供給する端子であり、例えば、定電圧５．０Ｖを出力するポートがバイアス電源端子８として設けられている。分圧回路１４は、スイッチング素子５の他端とバイアス電源端子８の間に接続されている。本実施形態の分圧回路１４は、直接接続された第３の抵抗器１５と、一端が接地されて並列接続された第４の抵抗器１６とによって形成されている。第３の抵抗器１５および第４の抵抗器１６の抵抗値は、分圧回路１４から出力されるバイアス電圧が定電圧５．０Ｖから例えば４．２Ｖ程度に分圧されるように設定されている。
【００２７】
スイッチング素子５は、制御電圧となるチューニング電圧が例えば３．５Ｖ程度の「所定の電圧」以下に降下したとき、その両端に印加される電圧、すなわちチューニング電圧の「所定の電圧」とバイアス電圧との差の電圧がスイッチング素子５のオン電圧以上になることにより、自動的にオンとなる回路素子である。本実施形態のスイッチング素子５としては、スイッチングダイオードが選択されている。このダイオードのカソードは、第２の抵抗器１２を介して第１のローパスフィルタ３に接続されており、そのアノードは第２のコンデンサ１３や分圧回路１４に接続されている。
【００２８】
ここで、本実施形態のループフィルタ１は、前述の通り、地上波デジタルテレビジョン放送およびケーブルデジタルテレビジョン放送の受信に用いられる。そのため、前述のバイアス電圧は、ケーブルデジタルテレビジョン放送の「所定の周波数帯域の信号」の受信時にスイッチング素子５が第２のローパスフィルタ４を接続するように設定されていることが好ましい。また、前述の「所定の周波数帯域の信号」は、地上波デジタルテレビジョン放送の周波数帯域の信号における最低周波数（４７４ＭＨｚ）よりも低い周波数帯域（３７０ＭＨｚ〜４７４ＭＨｚ）の信号であることが好ましい。
【００２９】
なお、スイッチング素子５に前述のダイオードを用いない場合、チューニング電圧の所定の電圧とバイアス電圧との差の電圧をしきい値としてスイッチング素子５をオン・オフさせるためのスイッチング制御回路によってスイッチング素子５を制御するようにスイッチング素子５が形成されていても良い。
【００３０】
次に、本実施形態の位相同期回路におけるループフィルタ１の作用を説明する。
【００３１】
図２は、オフセット周波数１０Ｈｚから１ＭＨｚまでのフェーズノイズ特性を示している。地上波デジタルテレビジョン放送の周波数帯域は、４７４ＭＨｚ〜８５８ＭＨｚであり、ケーブルデジタルテレビジョン放送の周波数帯域は、３７０ＭＨｚ〜８５８ＭＨｚである。そのため、受信周波数帯域の高周波数側の信号（どちらも８５８ＭＨｚ）と低周波数側の信号（４７４ＭＨｚまたは３７０ＭＨｚ）とによってチューニング電圧に高低差が生じる。高周波数側の信号のチューニング電圧は、低周波数側の信号のチューニング電圧よりも高いため、高周波数側の信号においては増幅回路２のＱ値が低下せず、１０ｋＨｚ以上のフェーズノイズ特性が劣化しない。
【００３２】
それに対し、低周波数側の信号のチューニング電圧は著しく低くなる。例えば、受信した４７４ＭＨｚの信号のチューニング電圧が３．５Ｖなのに対し、３７０ＭＨｚの信号のチューニング電圧は０．９Ｖまで降下してしまう。そのため、図２の実線に示すように、低周波数側の信号においては本実施形態のループフィルタ１の後段に接続される電圧制御発振回路のＱ値が低下し、オフセット周波数１０ｋＨｚ以上のフェーズノイズ特性が劣化する原因となる。
【００３３】
そこで、本実施形態の位相同期回路におけるループフィルタ１においては、図１に示すように、増幅回路２と第１のローパスフィルタ３との間の接続点Ｐに第２のローパスフィルタ４およびスイッチング素子５が接続されており、第２のローパスフィルタ４に接続された電圧供給回路１７が生成したバイアス電圧がスイッチング素子５に供給されている。これにより、制御電圧としてのチューニング電圧がフェーズノイズ特性の劣化を生じる所定の電圧以下にまで降下したときのみ、スイッチング素子５の両端に掛かる電圧がオン電圧以上になるため、スイッチング素子５を自動的にオンにすることができる。スイッチング素子５がオンになると、第２のローパスフィルタ４が第１のローパスフィルタ３に接続されることによりループフィルタ１の特性を変更させるので、オフセット周波数１０ｋＨｚ以上のフェーズノイズ特性を向上させることができる。
【００３４】
また、本実施形態のスイッチング素子５としては、ダイオードが選択されている。このダイオードのカソードは増幅回路２の出力端子２ａ側に接続されているので、増幅回路２の出力端子２ａに出力されているチューニング電圧が、そのアノードが接続された電圧供給回路１７のバイアス電圧よりも高い場合、ダイオードには逆電圧が印加されるため、スイッチング素子５はオフのままである。それに対し、バイアス電圧がチューニング電圧よりも高く、その差分がダイオードの順方向電圧以上になった場合、例えば、バイアス電圧が４．２Ｖ、ダイオードの順方向電圧が０．７Ｖであって、チューニング電圧が３．５Ｖ以下に降下した場合を考える。この場合、ダイオードに対して順方向に電流が流れるため、スイッチング素子５は自動的にオンになる。
【００３５】
つまり、スイッチング素子５としてダイオードを選択すれば、スイッチング制御回路などの制御機構を設けずとも、スイッチング素子５の制御を自動的に行なうことができるので、制御電圧としてのチューニング電圧がバイアス電圧からダイオードの順方向電圧を除いた電圧よりも降下したときにスイッチング素子５を自動的にオンすることができる。
【００３６】
また、第２のローパスフィルタ４は、第２の抵抗器１２および第２のコンデンサ１３から形成されている。これら第２の抵抗器１２および第２のコンデンサ１３の両値を適切に設定することにより、第１のローパスフィルタと第２のローパスフィルタとが合成されたフィルタの特性を改善することができるため、オフセット周波数１０ｋＨｚ以上のフェーズノイズ特性をより一層改善することができる。
【００３７】
さらに、本実施形態のループフィルタ１は、前述の通り、地上波デジタルテレビジョン放送およびケーブルデジタルテレビジョン放送の受信に用いられることに鑑み、ケーブルデジタルテレビジョン放送の特定の周波数帯域の信号についてのみスイッチング素子５をオンさせるとよい。このようにすることにより、ＶＣＯのＱ値が劣化しやすいケーブルデジタルテレビジョン放送の特定の周波数帯域の信号についてのみループフィルタ特性を変化させ、フェーズノイズ特性を向上させることができる。
【００３８】
特に、ケーブルデジタルテレビジョン放送の低周波数側（３７０ＭＨｚ〜４７４ＭＨｚ）の信号についてのみスイッチング素子５をオンさせるように設定しておけば、その低周波数側以外の信号については従来のループフィルタ特性を変化させることなく、その低周波数側の信号についてのみループフィルタ特性を変化させることができる。
【００３９】
なお、本発明は、前述した実施形態などに限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【００４０】
例えば、本実施形態の第２のローパスフィルタ４は、接続点Ｐから接地電極に向けて、第２の抵抗器１２、スイッチング素子５、第２のコンデンサ１３の順に接続されているが、他の実施形態においては、図３に示すように、接続点Ｐから接地電極に向けて、スイッチング素子５、第２の抵抗器１２、第２のコンデンサ１３の順に接続されており、第２の抵抗器１２と第２のコンデンサ１３との間に電圧供給回路１７が接続されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本実施形態のループフィルタを示す等価回路図
【図２】高周波数側の信号および低周波数側の信号が入力された場合のループフィルタ特性を示すグラフ
【図３】他の実施形態の第２のローパスフィルタを示す等価回路図
【図４】従来のループフィルタの一例を示す等価回路図
【符号の説明】
【００４２】
１  ループフィルタ
２  増幅回路
２ａ  増幅回路の出力端子
３  第１のローパスフィルタ
４  第２のローパスフィルタ
５  スイッチング素子
８  バイアス電源端子
１２  第２の抵抗器
１３  第２のコンデンサ
１４  分圧回路
【図１】
2010147643.tif 000003
【図２】
2010147643.tif 000004
【図３】
2010147643.tif 000005
【図４】
2010147643.tif 000006