(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信した高周波信号をローカル信号と混合して中間周波信号またはベースバンド信号に変換するミキサーと、ローカル信号発生器とを備えた高周波受信装置において、
前記ローカル信号発生器の出力信号レベルを切り換えるレベル切り換え手段と、 受信周波数に基づいて前記レベル切り換え手段を制御する制御手段とを備え、
前記ローカル信号発生器は、ＶＣＯとそのＶＣＯの出力信号の周波数を逓倍する逓倍回路とを備え、
前記レベル切り換え手段は、レギュレータと該レギュレータの出力電圧を可変するスイッチ手段を有し、その出力電圧で前記逓倍回路の利得を可変することを特徴とする高周波受信装置。
【請求項２】
前記ローカル信号発生器は、複数のＶＣＯと、この複数のＶＣＯから一つのＶＣＯを切り換え選択して前記逓倍回路に接続するＶＣＯ切り換え手段とを備え、前記制御手段は受信周波数に基づいて前記レベル切り換え手段を制御するとともに前記ＶＣＯ切り換え手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の高周波受信装置。
【請求項３】
前記ローカル信号発生器は前記ＶＣＯの発振周波数を制御するＰＬＬ回路を含み、前記制御手段は前記ＰＬＬ回路を介してＶＣＯを制御するとともに、その制御信号に対応した制御信号により前記レベル切り換え手段を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の高周波受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高周波受信装置に関し、特にデジタル衛星放送受信装置に関するものである。
【従来の技術】
【０００２】
従来の高周波受信装置におけるローカル信号発生器周辺の回路ブロックを図１に示す。同図において、２はローカル信号発生器、３はミキサーである。
【０００３】
ローカル信号発生器２から出力されたローカル信号がミキサー３に送られる。ミキサー３に送られたローカル信号は入力路Ｌ０を通して与えられたＲＦ信号と混合され、その結果、ＲＦ信号が中間周波信号またはベースバンド信号に変換される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来の技術では以下のような問題点があった。即ち、図１に示すような従来の回路構成では、ローカル信号発生器２自身が周波数特性を持っているので、ミキサー３の変換利得、雑音指数、高調波妨害特性（高調波妨害特性はローカル信号の高調波成分と同じ周波数に受信信号がある場合に、その高調波成分が妨害信号として受信されたとき希望信号Ｄと妨害信号Ｕの比として表わされ、Ｄ／Ｕが大きいほど特性が良い）が周波数によって変動してしまう問題があった。
【０００５】
また、特に衛星放送受信においては、受信周波数が低い領域では、高調波妨害の特性を確保するためにミキサーへの入力レベルを下げ、一方、受信周波数の高い領域では、変換利得、雑音指数等の性能を得るためにミキサーへの入力レベルをある一定以上に保つ必要があるが、図１に示すような従来の回路構成では、実現できないという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような点に鑑みなされたものであって、ローカル信号出力レベルの周波数特性の安定化や周波数による出力レベルの切り換えができる高周波受信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の高周波受信装置は、ローカル信号発生器を含み、受信した高周波信号をローカル信号と混合して中間周波信号またはベースバンド信号に変換するミキサーと、ローカル信号発生器の出力信号レベルを切り換えるレベル切り換え手段と、受信周波数に基づいて前記レベル切り換え手段を制御する制御手段と、を備え、前記ローカル信号発生器は、ＶＣＯとそのＶＣＯの出力信号の周波数を逓倍する逓倍回路とを備え、前記レベル切り換え手段は、レギュレータと該レギュレータの出力電圧を可変するスイッチ手段を有し、その出力電圧で前記逓倍回路の利得を可変することを特徴とする。これにより、レベル切り換え制御手段を用いて受信周波数に応じてローカル信号発生器の出力レベルを変えることで、受信帯域内で一定の出力レベルを保つことが可能になる。
【０００８】
また、レベル切り換え制御手段を用いて受信周波数により逓倍回路の出力レベルを変えることで、受信帯域内で一定の出力レベルを保つことが可能になる。また、レギュレーターに抵抗やスイッチ等の簡単な回路を付加することでレベル切り換え回路を実現することが可能になる。
【０００９】
また、本発明の高周波受信装置は、複数のＶＣＯと、この複数のＶＣＯから一つのＶＣＯを切り換え選択し逓倍回路に接続するＶＣＯ切り換え手段を備えたことを特徴とする。これにより、受信周波数に応じてＶＣＯを切り換えることが可能になるので、逓倍回路への入力レベルも受信周波数によって変えることができ、逓倍回路の出力レベルの切り換えと組み合わせることで、受信帯域内で一定の出力レベルを保つことや、複数個に分けた受信周波数帯域に応じて出力レベルを切り換えることが可能になる。
【００１０】
また、本発明のローカル信号発生器は、ＶＣＯの発振周波数を制御するＰＬＬ回路を含み、このＰＬＬ回路を介してＶＣＯを制御するとともに制御信号に対応した制御信号により前記レベル切り換え手段を制御することを特徴とする。これによれば、ＰＬＬ回路の制御信号に対応した制御信号を用いることで、周波数による逓倍回路の出力レベルの切り換えをより細かく設定することや、ＶＣＯの切り換え手段との組み合わせも任意に設定することが可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図２は、本発明の第１の実施の形態である高周波受信装置の構成を示すブロック図である。
【００１３】
図２に示すように、本実施形態の高周波受信装置は、ＶＣＯ１、逓倍回路９、レベル切り換え回路４、レベル切り換え回路４を制御する制御手段５を備えた構成である。ＶＣＯ１から出力された信号は逓倍回路９に入力され、２倍の周波数の信号に変換される。この変換された信号はローカル周波数信号としてミキサー３へ送られる。ミキサー３では、ＲＦ信号とローカル信号を混合してＲＦ信号を中間周波信号またはベースバンド信号に変換する。ここで逓倍回路９の出力レベルを一定にする方法としては、例えば特願平１１−３６６０２８号に記載のものなどがある。
【００１４】
しかしながら、通常、逓倍回路９自体に周波数特性があるため、図３の曲線（イ）に示すように、ある周波数で出力レベルを一定にしても周波数が高くなるとレベルは低下してしまう。そこで、逓倍回路９の出力レベルをレベル切り換え回路４と制御手段５を用いて、周波数に対して曲線（ハ）となるように切り換えることで、実際の出力レベルの周波数特性は直線（ロ）のように一定にすることが可能になる。
【００１５】
レベル切り換え回路４の一例を図４に示す。この回路４はレギュレーター（安定化電源回路）１１とスイッチ１２と抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を用いることで実現できる。スイッチ１２がオフの場合はレギュレーター１１の基準電圧と抵抗Ｒ１、Ｒ２から決まる出力電圧が端子１０１、１０２に出力される。スイッチ１２がオンの時は抵抗Ｒ３を通して流れる電流により抵抗Ｒ１の電圧降下が大きくなり出力端子１０１、１０２の電圧差が大きくなる。これを図２の逓倍回路９のレベル可変部を制御するコントロール電圧として利用することでローカル信号のレベル切り換えを実現できる。
【００１６】
以下、この点を図５、図６を参照して説明する。図５は逓倍回路９のレベル可変部の具体的構成を示しており、一方図６は逓倍回路９の逓倍部を示している。図５において、ラインＬ１、Ｌ２を通してＶＣＯ１の出力が差動信号の形で入力される。この差動信号はトランジスタＱ３〜Ｑ８、抵抗Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、定電流源Ｉ１、Ｉ２で構成される２重平衡差動増幅器５１によって増幅され、ラインＬ３、Ｌ４へ出力される。トランジスタＱ１、Ｑ２、抵抗Ｒ６、Ｒ７、定電流源Ｉ３は直流増幅器５０を構成しており、その差動対トランジスタＱ１、Ｑ２のベースに前記レベル切り換え回路４からの直流電圧Ｖｒｅｆが端子１０３、１０４から抵抗Ｒ４、Ｒ５を通して入力される。
【００１７】
スイッチ１２がＯＦＦのときは、抵抗Ｒ１、Ｒ２を流れる電流が少ないので、抵抗Ｒ１の電圧降下Ｖｒｅｆは小さい。この場合には、直流増幅器５０の出力電圧も小さいので、２重平衡差動増幅器５１の上段差動対Ｑ５〜Ｑ８のバイアスが浅く、従ってラインＬ１、Ｌ２を介して入力されたＶＣＯの発振信号の増幅は少ない。
【００１８】
これに対して、スイッチ１２がＯＮしたときには、抵抗Ｒ１の電圧降下Ｖｒｅｆが大きくなるので、直流増幅器５０の出力電圧も大きくなり、２重平衡差動増幅器５１はトランジスタＱ５〜Ｑ８のバイアスが深くなって利得が上昇する。そのため、ラインＬ１、Ｌ２を通して入力されたＶＣＯの発振信号のレベルは大きくなる。このような直流増幅器５０と２重平衡差動増幅器５１で構成されたレベル増幅部の出力はラインＬ３、Ｌ４を通して図６の逓倍部５２へ入力される。ただし、コンデンサＣ１、Ｃ２によってＤＣ成分はカットされ伝送されない。
【００１９】
図６において、逓倍部５２はトランジスタＱ９〜Ｑ１４と、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、定電流源Ｉ４、Ｉ５から成る２重平衡差動増幅器で構成されており、入力信号はラインＬ３、Ｌ４から下段差動対（Ｑ９、Ｑ１０）と上段差動対（Ｑ１１〜Ｑ１４）のそれぞれに供給され、上段差動対において乗算され、その結果、入力信号の２倍の周波数成分が生じる。このようにして得られたローカル信号は出力端子１０５、１０６からミキサ３へ供給される。この端子１０５、１０６から出力されるローカル信号のレベルは前述した図５の回路部分で決まる。更に言えば、スイッチ１２をＯＮするかＯＦＦするかで端子１０５、１０６に出力されるローカル信号のレベルは異なるものとなる。
【００２０】
尚、図６において、抵抗Ｒ１４とコンデンサＣ３、抵抗Ｒ１５とコンデンサＣ４はそれぞれローパスフィルタを構成しており、ノードａ、ｂのＤＣ成分が取り出されてラインＬ５、Ｌ６を通して図５のトランジスタＱ１、Ｑ２のベースにフィードバックされる。これはノードａ、ｂのＤＣ電圧が出力端子１０５、１０６のローカル信号のレベルに応じた電圧になっているので、これを用いてローカル信号の微小なレベル変動を抑えるためである。
【００２１】
上記スイッチ１２をＯＮするかＯＦＦするかは受信するチャンネル（受信周波数）に応じて決めるのがよい。そのようにした実施形態を図７に示す。そして、受信周波数の低いチャンネルではＯＦＦ、高いチャンネルではＯＮにする。しかしながら、所定の帯域において、２段階の切り換えのみでは、図３の（ハ）の如き特性を得ることはできないので、切り換え回路（図９）の出力端子１０２の電圧を多段階に切り換えるようにした実施形態を図８に示す。
【００２２】
まず、図７では、一般にチャンネル切り換えは、ＰＬＬ回路７０を制御部５で制御することによって行なっているので、それに連動してレベル切り換えを制御する。この場合、制御部５は選局装置に設けられた制御部と考えてよい。ＰＬＬ回路７０はよく知られているように、ＶＣＯ１の出力を基準発振器７１からの基準発振周波数の分周したものと位相比較器７３で位相比較し、その比較出力でＶＣＯを制御するようにしたものである。尚、７２は分周器、７４はローパスフィルタである。
【００２３】
チャンネル選局の場合、選局装置の制御部５からチャンネルに応じた分周比Ｎを出力し、これによって分周器７２の出力周波数が設定され、それに合致するようにＶＣＯ１が制御される。レベル切り換え回路４は予めチャンネルに応じてＯＮするかＯＦＦするかが制御部５のレジスタに記憶されていて、チャンネルの選択に応答して、そのＯＮかＯＦＦのデータがレベル切り換え回路４へ出力される。
【００２４】
次に、図８は図４におけるレベル切り換えの抵抗Ｒ３に代えて４個の抵抗Ｒ３１〜Ｒ３４を並列に設け、これらの各抵抗とグランド間にスイッチングトランジスタＴ１〜Ｔ４を接続している。そして、トランジスタＴ１〜Ｔ４のベースに制御部５から４ビットの２値データを１ビットずつ振り分けて与えるようにする。これによってトランジスタＴ１〜Ｔ４のＯＮ、ＯＦＦの組み合せに応じて流れる電流値が可変でき、多段階の切り換えが可能となる。尚、この場合、抵抗Ｒ３１〜Ｒ３４に重み付けをしておくとよい。例えば、抵抗の重み付けによって、抵抗Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３、Ｒ３４を流れる電流が、ｉ、２ｉ、４ｉ、８ｉであれば、１６通りの切り換えが実現できる。
【００２５】
次に、図９に示す実施形態では発振周波数の異なるＶＣＯを予め複数設けておき、選局によってＶＣＯの出力を切り換えるＶＣＯ切り換え回路７を設けている。通常、衛星放送やＣＡＴＶ放送のような広帯域受信装置では、一つのＶＣＯで受信帯域をカバーできないため２つ以上の複数のＶＣＯを用いて、受信周波数によりＶＣＯを切り換えている。仮に図２に示すような一つのＶＣＯを用いた回路構成で広帯域信号をカバーしようとすると、図３の曲線（イ）に示す周波数特性の劣化は非常に大きくなり、逓倍回路９の出力レベルを周波数（チャンネル）に応じて切り換えたとしても、周波数特性を一定に保つことは難しくなる。ＶＣＯ１自身の出力レベルも周波数による劣化があり、それが逓倍回路の周波数特性の劣化と足し合わされて、非常に大きな劣化が生じてしまうからである。
【００２６】
そこで、図９のように複数個のＶＣＯ１ａ〜１ｎを切り換えることにより、広帯域信号であっても逓倍回路９の出力レベルの周波数特性を一定にすることが可能になる。
【００２７】
図１１は特に広帯域の場合の特性を示している。図１１では、周波数ｆ１とｆ２でＶＣＯを切り換えている。従って、この場合、予め３個のＶＣＯが用意されていればよい。
【００２８】
尚、このような広帯域の場合に、低域ＬＢ、中域ＭＢ、高域ＨＢによって図１２に示すように中心のレベルが異なる場合には、帯域に応じたレベルの切換えを行なうとよい。
【００２９】
つまり、各帯域内で上述したチャンネル毎のレベル切り換えを行なうだけでなく、帯域ごとのレベル切り換えも併せて行なうのである。これは図４や図８に示すレベル切り換え回路において帯域ごとに所定の電圧切り換えを行なう機能を付加するだけでよい。例えば、レギュレータ１１から出力端子１０１へ出力する電圧を帯域ごとに切り換え、出力端子１０２への電圧を上述した実施形態のようにチャンネルごとに切り換えるようにすればよい。
【００３０】
図１０は、本発明をデジタル衛星放送受信装置に用いた場合の具体的な実施例を示すブロック図である。図１０に示すように、ＶＣＯ１ａ、１ｂの出力信号は、ＰＬＬの制御信号に基づくＶＣＯ切り換え回路７により切り換えられ、位相シフト回路８に送られる。位相シフト回路８に送られたＶＣＯの出力信号は、４５度位相差を持つ２つの信号に変換される。変換された信号は、逓倍回路９Ａ、９Ｂに送られて２倍の周波数で９０度位相差を持つ信号に変換され、一方はＩローカル信号としてミキサー３Ａに入力され、他方はＱローカル信号としてミキサー３Ｂに入力される。
【００３１】
ミキサー３Ａ、３Ｂに入力されたＩ、Ｑローカル信号はそれぞれＲＦ信号と混合され、Ｉ、Ｑ中間周波信号またはＩ、Ｑベースバンド信号に変換される。ここで、二つのＶＣＯｌａ、ｌｂを受信帯域の中間付近で切り換え、同様に逓倍回路９Ａ、９Ｂの出力レベルも二つのＶＣＯｌａ、ｌｂの切り換えに応じて切り換える。受信周波数が低い方の帯域では、逓倍回路９Ａ、９Ｂの出力レベルを下げ、受信周波数の高い方の帯域では、逓倍回路９Ａ、９Ｂの出力レベルを上げる。つまり、全帯域にわたって同一レベルにするのでなく、帯域に応じてレベルを変えるのである。それによって、受信周波数が低い領域では、ミキサー３Ａ、３Ｂへの入力レベルが下がるため高調波妨害の特性を確保することができ、他方、受信周波数の高い領域では、ミキサー３Ａ、３Ｂの入力レベルが上がるため変換利得、雑音指数等の性能を得ることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による高周波受信装置は、ローカル信号発生器、レベル切り換え手段、レベル切り換え手段を制御する制御手段を備えているので、レベル切り換え手段と制御手段を用いることで、ローカル信号発生器の出力レベルの周波数特性を任意の値で一定にすることが可能になる。これにより次段のミキサー回路へのローカル信号入力レベルの周波数特性が一定の値に保たれることで、ミキサーの変換利得や雑音指数などを最適化することが可能になる。
【００３３】
また、本発明による高周波受信装置は、ＶＣＯ、このＶＣＯの出力周波数を逓倍する逓倍回路、逓倍回路の出力レベルを切り換えるレベル切り換え手段、レベル切り換え手段を制御する制御手段を備えているので、レベル切り換え手段と制御手段を動作させることで、逓倍回路の出力レベルの周波数特性を任意の値で一定にすることが可能になる。これにより次段のミキサー回路へのローカル信号入力レベルの周波数特性が一定の値に保たれることで、ミキサーの変換利得や雑音指数等を最適化することが可能になる。
【００３４】
また、本発明の高周波受信装置は、複数のＶＣＯ、ＶＣＯ切り換え手段、逓倍回路、レベル切り換え手段、レベル切り換え手段を制御する制御手段を備えているので、複数の周波数帯域に応じてＶＣＯの出力レベルを変えることで、逓倍回路への入力レベルの周波数特性の劣化を少なくすることができ、逓倍回路の出力レベルの切り換えと併せて用いることで、逓倍回路の出力レベルの周波数特性を一定にすることが可能になる。この手法により、受信装置のシステムが広帯域の場合であっても、ミキサーへのローカル信号入力レベルの周波数特性を一定にすることが可能になる。
【００３５】
また、複数のＶＣＯの出力レベルと逓倍回路の出力レベルを受信帯域によって切り換えることで、複数個に分けた受信周波数帯域によって逓倍回路の出力レベルを切り換えることが可能になる。
【００３６】
また、本発明の制御手段はＰＬＬ回路の制御信号と対応した制御信号を用いて制御しているので、受信周波数に応じて、複数のＶＣＯの切り換えと逓倍回路の出力レベルの切り換えを任意に組み合わせることが可能になり、より精度よく逓倍回路の出力レベルを一定に保つことや、受信周波数によって出力レベルを切り換えることが可能になる。
【００３７】
また、本発明による高周波受信装置をデジタル衛星放送受信装置に用いることで、高調波妨害特性と受信周波数の高い領域でのローカルレベルの確保を同時に実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の高周波受信装置の要部を示すブロック図
【図２】本発明の実施形態に係る高周波受信装置の要部を示すブロック図
【図３】その周波数特性を説明するための特性図
【図４】その高周波受信装置におけるレベル切り換え回路を示す回路図
【図５】その高周波受信装置における逓倍回路の一部を構成するレベル可変部の回路図
【図６】その高周波受信装置における逓倍回路の一部を構成する逓倍部の回路図
【図７】その高周波受信装置における逓倍回路の出力レベル切り換えとＶＯＣの制御との関連を示すブロック図
【図８】その高周波受信装置におけるレベル切り換え回路の他の回路例を示す回路図
【図９】その高周波受信装置における逓倍回路の出力レベル切り換えとＶＯＣの選択切り換え制御との関連を示すブロック図
【図１０】本発明をデジタル衛星放送受信装置に適用した場合のブロック図
【図１１】その周波数特性例を示す図
【図１２】他の周波数特性例を示す図
【符号の説明】
１    ＶＣＯ
３    ミキサ
４    レベル切り換え回路
５    制御手段
７    ＶＣＯ切り換え手段
８    位相シフト回路
９    逓倍回路
１１  レギュレータ
１２  スイッチ
７０  ＰＬＬ回路
【図１】
0003563678.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
0003563678.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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