(57)【要約】【課題】高い電圧を必要とするバラクタダイオードと高い電圧を作るＤＣ−ＤＣコンバータを使用することなく、低電圧で動作し、内部に可変容量素子を構成した集積回路を用いて簡単にテレビジョンチューナを構成する。【解決手段】高周波同調回路１と、高周波増幅器２と、混合器４と、発振部５とを備え、高周波同調回路１をインダクタンス素子Ｌと複数の容量素子Ｃ０〜Ｃｎとから構成すると共に、一つ以上の容量素子を選択してインダクタンス素子Ｌに並列に接続し、少なくとも発振部５を集積回路内１１に構成された複数の発振器５ａ〜５ｎから構成し、集積回路内１１には局部発振信号の周波数を変えるための可変容量素子５ａ２〜５ｎ２を発振器５ａ〜５ｎ毎に構成し、受信周波数帯域を複数グループに分割する各グループ毎に各発振器５ａ〜５ｎを対応させると共に、各発振器５ａ〜５ｎを各グループ内のテレビジョン信号に対応させて発振させた。【選択図】　　　　図１
2004072516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の受信周波数帯域内のテレビジョン信号に同調する同調回路と、前記テレビジョン信号を増幅する高周波増幅器と、前記テレビジョン信号を中間周波信号に変換する混合器と、前記混合器に局部発振信号を供給する発振部とを備え、前記同調回路をインダクタンス素子と複数の容量素子とから構成すると共に、一つ以上の前記容量素子を選択して前記インダクタンス素子に並列に接続し、少なくとも前記発振部を集積回路内に構成された複数の発振器から構成し、前記集積回路内には前記局部発振信号の周波数を変えるための可変容量素子を前記発振器毎に構成し、受信周波数帯域を複数グループに分割する各グループ毎に前記各発振器を対応させると共に、前記各発振器を前記各グループ内のテレビジョン信号に対応させて発振させたことを特徴とするテレビジョンチューナ。
【請求項２】
前記集積回路内に前記複数の容量素子と、前記容量素子を選択するためのスイッチとを構成し、前記インダクタンス素子を前記集積回路外に設け、前記集積回路には前記インダクタンス素子を前記容量素子に接続するための端子を設けたことを特徴とする請求項１に記載のテレビジョンチューナ。
【請求項３】
前記容量素子は前記インダクタンス素子に接続された第一の容量素子と、前記スイッチによって選択されると共に前記インダクタンス素子に接続される複数の第二容量素子とから構成したことを特徴とする請求項２に記載のテレビジョンチューナ。
【請求項４】
前記第二の容量素子の第一番目の容量素子の容量値に対して残りの第二番目以降のＮ個の容量素子の容量値をそれぞれ２Ｎ−１倍の関係に設定したことを特徴とする請求項３に記載のテレビジョンチューナ。
【請求項５】
前記高周波増幅器と前記混合器とを前記集積回路内に構成したことを特徴とする請求項２又は３又は４に記載のテレビジョンチューナ。
【請求項６】
前記同調回路は入力同調回路と段間同調回路とからなり、前記入力同調回路を前記高周波増幅器の前段側に設け、前記段間同調回路を前記高周波増幅器と前記混合器との間に設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のテレビジョンチューナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビジョンチューナに関し、特に、可変容量素子に高い電圧を印加することなく受信可能とし、集積回路化によって構成を簡単にしたテレビジョンチューナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のテレビジョンチューナの標準的な構成は、図４に示すように、順に縦続接続された入力同調回路３１、高周波増幅器３２、段間同調回路３３、混合器３４と、混合器３４に局部発振信号を供給する発振器３５と、入力同調回路３１と段間同調回路３３と発振器３５とに同調電圧を印加するＰＬＬ回路３６と、ＰＬＬ回路３６に３０ボルト程度の高い電圧を供給するＤＣ−ＤＣコンバータ３７とから構成される。
【０００３】
入力同調回路３１は単同調回路で構成され、内部にインダクタンス素子３１ａとバラクタダイオード３１ｂとを有する。そして、バラクタダイオード３１ｂに印加されるおよそ２ボルトから２７ボルトの同調電圧ＴＵによって受信すべきいずれかのチャンネルのテレビジョン信号に同調する。上記の同調電圧範囲によって変化する容量値はおよそ２ｐＦ（ピコファラッド）〜２０ｐＦである。高周波増幅器３２は同調されたテレビジョン信号を増幅する。段間同調回路３３は複同調回路で構成され、一次同調回路はインダクタンス素子３３ａ、バラクタダイオード３３ｂを有し、同様に二次同調回路もインダクタンス素子３３ｃ、バラクタダイオード３３ｄを有する。段間同調回路３３のバラクタダイオード３３ｂ、３３ｄにも同じ同調電圧ＴＵが印加されていずれかのチャンネルのテレビジョン信号に同調する。
【０００４】
段間同調回路３３によって選択されたテレビジョン信号は混合器３４に入力され、局部発振信号と混合されて中間周波信号に変換される。よって、局部発振周波数は各同調回路３１、３３の同調周波数よりも中間周波信号の周波数だけ高い状態で同調周波数に連動する。此がいわゆるトラッキングである。局部発振信号を供給する発振器３５は共振回路を有し、共振回路にはインダクタンス素子３５ａとバラクタダイオード３５ｂとが設けられる。このバラクタダイオード３５ｂの特性は入力同調回路３１のバラクタダイオード３１ｂ及び段間同調回路３３のバラクタダイオード３３ｂ、３３ｄと同であり、やはり同じ同調電圧ＴＵが印加される。
【０００５】
上記の同調電圧を供給するＰＬＬ回路３６には３０ボルトの高い電圧が必要であるがその電圧はＤＣ−ＤＣコンバータ３７から供給される。ＰＬＬ回路３６及びＤＣ−ＤＣコンバータ３７は同じ集積回路３８内に構成される。ＤＣ−ＤＣコンバータ３７は集積回路３８に印加されている５ボルト程度の電源電圧Ｂを倍電圧整流することで高い電圧に昇圧してＰＬＬ回路３６に供給する。そして、ＰＬＬ回路３６は入力されたチャンネル選択データに従っておよそ２ボルト〜２７ボルトの範囲の同調電圧ＴＵを発生する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、同調電圧用として必要な高い電圧をＤＣ−ＤＣコンバータによって作ることは集積回路の耐圧上の制約があり、しかも、最近はテレビジョンチューナ及びそれに使用する集積回路の電源電圧が低電圧化する傾向にあるので、ＤＣ−ＤＣコンバータによって高い電圧を作ることはますます困難となっている。
【０００７】
これに対処するには、低い電圧範囲でも容量値が大きく変化するバラクタダイオードを使用することが考えられるが、このようなバラクタダイオードは強電界のテレビジョン信号によって歪みを発生しやすいという問題がある。
【０００８】
本発明は、高い電圧を必要とするバラクタダイオードと高い電圧を作るＤＣ−ＤＣコンバータを使用することなく、低電圧で動作し、内部に可変容量素子を構成した集積回路を用いて簡単にテレビジョンチューナを構成することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題解決のため、所定の受信周波数帯域内のテレビジョン信号に同調する同調回路と、前記テレビジョン信号を増幅する高周波増幅器と、前記テレビジョン信号を中間周波信号に変換する混合器と、前記混合器に局部発振信号を供給する発振部とを備え、前記同調回路をインダクタンス素子と複数の容量素子とから構成すると共に、一つ以上の前記容量素子を選択して前記インダクタンス素子に並列に接続し、少なくとも前記発振部を集積回路内に構成された複数の発振器から構成し、前記集積回路内には前記局部発振信号の周波数を変えるための可変容量素子を前記発振器毎に構成し、受信周波数帯域を複数グループに分割する各グループ毎に前記各発振器を対応させると共に、前記各発振器を前記各グループ内のテレビジョン信号に対応させて発振させた。
【００１０】
また、前記集積回路内に前記複数の容量素子と、前記容量素子を選択するためのスイッチとを構成し、前記インダクタンス素子を前記集積回路外に設け、前記集積回路には前記インダクタンス素子を前記容量素子に接続するための端子を設けた。
【００１１】
また、前記容量素子は前記インダクタンス素子に接続された第一の容量素子と、前記スイッチによって選択されると共に前記インダクタンス素子に接続される複数の第二容量素子とから構成した。
【００１２】
また、前記第二の容量素子の第一番目の容量素子の容量値に対して残りの第二番目以降のＮ個の容量素子の容量値をそれぞれ２Ｎ−１倍の関係に設定した。
【００１３】
また、前記高周波増幅器と前記混合器とを前記集積回路内に構成した。
【００１４】
また、前記同調回路は入力同調回路と段間同調回路とからなり、前記入力同調回路を前記高周波増幅器の前段側に設け、前記段間同調回路を前記高周波増幅器と前記混合器との間に設けた。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係わるテレビジョンチューナの構成を示す。先ず、テレビジョン信号は入力同調回路１に入力される。入力同調回路１はインダクタンス素子Ｌとそれに並列に接続される複数の容量素子Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、、Ｃｎからなる。このうち、インダクタンス素子Ｌを除いた各容量素子Ｃ０〜Ｃｎが集積回路１１内に構成される。インダクタンス素子Ｌは集積回路１１の端子１１ａとグランドとの間に接続されて集積回路１１の外部に配置される。第一の容量素子Ｃ０は端子１１ａを介してインダクタンス素子Ｌに並列に接続されている。また、残りの複数の第二の容量素子Ｃ１〜Ｃｎはそれぞれに直列接続されたスイッチＳ１〜Ｓｎを介してインダクタンス素子Ｌに接続される。スイッチＳ１〜Ｓｎも集積回路１１内に構成される。そして、端子１１ａにテレビジョン信号が入力される。
【００１６】
入力同調回路１の次段には高周波増幅器２が接続され、その次段には段間同調回路３が設けられる。高周波増幅器２は集積回路１１内に構成される。段間同調回路３は複同調回路で構成され、一次同調回路３ａと二次同調回路３ｂとは同一構成を有する。そして、一次同調回路３ａはインダクタンス素子ａＬとそれに並列に接続される複数の容量素子ａＣ０、ａＣ１、ａＣ２、ａＣ３、、ａＣｎからなり、このうち、インダクタンス素子ａＬを除いた各容量素子ａＣ０〜ａＣｎが集積回路１１内に構成される。インダクタンス素子ａＬは集積回路１１の端子１１ｂとグランドとの間に接続されて集積回路１１の外部に配置される。第一の容量素子ａＣ０は端子１１ｂを介してインダクタンス素子ａＬに並列に接続されている。また、残りの複数の第二の容量素子ａＣ１〜ａＣｎはそれぞれに直列接続されたスイッチａＳ１〜ａＳｎを介してインダクタンス素子ａＬに接続される。スイッチａＳ１〜ａＳｎも集積回路１１内に構成される。
【００１７】
また、二次同調回路３ｂもインダクタンス素子ｂＬとそれに並列に接続される複数の容量素子ｂＣ０、ｂＣ１、ｂＣ２、ｂＣ３、、ｂＣｎからなり、このうち、インダクタンス素子ｂＬを除いた各容量素子ｂＣ０〜ｂＣｎが集積回路１１内に構成される。インダクタンス素子ｂＬは集積回路１１の端子１１ｃとグランドとの間に接続されて集積回路１１の外部に配置され、一次同調回路３ａのインダクタンス素子ａＬと誘導結合する。よって、一次同調回路３ａと二次同調回路３ｂとの結合状態を調整できる。第一の容量素子ｂＣ０は端子１１ｃを介してインダクタンス素子ｂＬに並列に接続されている。また、残りの複数の第二の容量素子ｂＣ１〜ｂＣｎはそれぞれに直列接続されたスイッチｂＳ１〜ｂＳｎを介してインダクタンス素子ｂＬに接続される。スイッチｂＳ１〜ｂＳｎは集積回路１１内に構成される。
【００１８】
以上までの構成において、入力同調回路１における各スイッチＳ１〜Ｓｎと段間同調回路３における一次同調回路３ａの各スイッチａＳ１〜ａＳｎと二次同調回路３ｂの各スイッチｂＳ１〜ｂＳｎとはテレビジョン受信機本体部（図示せず）から送られてくるチャンネル選局信号によって開閉制御されるが、対応するスイッチ同士（例えばＳ１とａＳ１とｂＳ１）は互いに連動して同じ開閉状態となる。従って、それぞれのインダクタンスＬ、ａＬ、ｂＬに並列接続される容量素子の組み合わせは２ｎ通りとなる。そして、入力同調回路１、一次同調回路３ａ、二次同調回路３ｂの各インダクタンス素子Ｌ、ａＬ、ｂＬのインダクタンス値を互いに同一とし、また対応する各容量素子（例えばＣ０、ａＣ０、ｂＣ０）の容量値を互いに同一とすれば、各同調回路の同調周波数も互いに同一となる。
【００１９】
ここで、入力同調回路１を代表として各容量素子Ｃ０〜Ｃｎ間の容量値関係を説明するが、段間同調回路３（一次同調回路３及び二次同調回路３ｂ）においても同じ関係となる。なお、各容量素子Ｃ０〜Ｃｎの容量値をそれぞれｃ０〜ｃｎとし、ｎ＝３の場合に付いて説明する。
【００２０】
先ず、インダクタンス素子Ｌと各容量素子Ｃ０〜Ｃ３との接続関係を示すと図２の通りとなる。図２において、０は非接続状態、１は接続状態である。第一の容量素子Ｃ０は常に接続状態である。また、ｆ０〜ｆ７は各接続関係における同調周波数である。そして、インダクタンス素子Ｌと第一の容量素子Ｃ０とは受信する周波数帯域の最高チャンネルの周波数（ｆ０）となるように設定する。
【００２１】
次に、テレビジョンチャンネルの周波数間隔は一定（Δｆ＝６ＭＨｚ）であるので、Δｆ＝ｆ０−ｆ１＝ｆ１−ｆ２＝ｆ２−ｆ３＝ｆ３−ｆ４＝ｆ４−ｆ５＝ｆ５−ｆ６＝ｆ６−ｆ７＝ｆ７−ｆ８となり、第二の容量素子Ｃ１〜Ｃｎにおける第一番目の容量素子Ｃ１の容量値ｃ１は
ｃ１＝２ｃ０×Δｆ／ｆ０となる。
【００２２】
また、近似式を用いれば第二番目の容量素子Ｃ２、第三番目の容量素子Ｃ３の各容量値はそれぞれｃ２＝２×ｃ１、ｃ３＝２×ｃ２＝２２×ｃ１となる。一般式で表せばｃｎ＝２Ｎ−１×ｃ１となる。
ｎの数が増えれば、以下同様の関係で容量値が決められる。以上の関係で設定した容量値でも受信すべきチャンネルのテレビジョン周波数に大まかに同調することが可能となる。ちなみにｎ＝６とすれば６４のチャンネルのテレビジョン信号に同調することができる。
【００２３】
段間同調回路３の次段には混合器４が設けられる。混合器４も集積回路１１内に構成される。混合器４の出力端は集積回路１１の端子１１ｄに接続される。端子１１ｄには集積回路１１の外部に設けられた中間周波同調回路（図示せず）等が接続される。
【００２４】
混合器４に局部発振信号を供給する発振部５は複数の発振器５ａ、５ｂ、、５ｍ（ｍ＜ｎ）からなり、集積回路１１内に構成される。各発振器５ａ〜５ｍはそれぞれ独立しており、選択された一つから局部発振信号が供給される。また、各発振器５ａ〜５ｍは同じ構成を有し、例えば、発振器５ａは図３に示すように、発振素子５ａ１と、インダクタンス素子５ａ２と可変容量素子５ａ３とを含む共振回路とからなる。そして、同調電圧ＴＵが可変容量素子５ａ３に印加される。各発振器５ａ〜５ｍ毎に異なるのは各インダクタンス素子５ａ２〜５ｍ２のインダクタンス値である。インダクタンス素子５ａ２〜５ｍ２は例えば集積回路１１内の絶縁層層上に形成されたスパイラル状の導体線路（ここではプレーナ型スパイラルインダクタという）によって構成される。
【００２５】
また、可変容量素子５ａ３〜５ｍ３は、例えばＦＥＴ（電界効果トランジスタ）で構成され、そのドレインとソースとが接続され、ゲートとの間に発生する端子間容量が使用される。例えば、端子間電圧が０ボルト〜３ボルトの範囲で変化すると、容量値がおよそ０．３ｐＦ（ピコファラッド）から０．５ｐＦまで約７０％変化する可変容量素子が実現する。よって、可変容量素子５ａ３〜５ｍ３には低い同調電圧を印加してもおよそ３０％の周波数変化が可能である。
【００２６】
そこで、受信するチャンネルの周波数が１００ＭＨｚ以下と低い場合には一つの発振器で２〜３チャンネルの１グループ分の局部発振周波数を得ることが可能であり、２００ＭＨｚ前後のチャンネルでは４〜５チャンネルの１グループ分の局部発振周波数を得ることが可能となる。ＵＨＦ帯のテレビジョン信号に対してはそれ以上のチャンネル数をカバーできる。
【００２７】
可変容量素子５ａ３〜５ｍ３に印加する同調電圧ＴＵはＰＬＬ回路６から出力される。ＰＬＬ回路６も集積回路１１内に構成されるが、出力する同調電圧ＴＵは集積回路１１に印加されている３乃至５ボルトの電源電圧ＢをもとにしてＰＬＬ回路６に入力される選局信号Ｄによって設定される。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように、同調回路をインダクタンス素子と複数の容量素子とから構成すると共に、一つ以上の容量素子を選択してインダクタンス素子に並列に接続し、少なくとも発振部を集積回路内に構成された複数の発振器から構成し、集積回路内には局部発振信号の周波数を変えるための可変容量素子を発振器毎に構成し、受信周波数帯域を複数グループに分割する各グループ毎に各発振器を対応させると共に、各発振器を各グループ内のテレビジョン信号に対応させて発振させたので、同調回路には同調周波数を変える為の同調電圧が不要となり、また、発振器に印加する同調電圧を低くできるのでＤＣ−ＤＣコンバータも不要となる。従って、テレビジョンチューナを簡単な構成で実現できる。
【００２９】
また、集積回路内に複数の容量素子と、容量素子を選択するためのスイッチとを構成し、インダクタンス素子を集積回路外に設け、集積回路にはインダクタンス素子を容量素子に接続するための端子を設けたので、同調回路を複同調回路で構成した場合に結合調整ができる。
【００３０】
また、容量素子はインダクタンス素子に接続された第一の容量素子と、スイッチによって選択されると共にインダクタンス素子に接続される複数の第二容量素子とから構成したので、スイッチの開閉制御によって間単に同調周波数を設定できる。
【００３１】
また、第二の容量素子の第一番目の容量素子の容量値に対して残りの第二番目以降のＮ個の容量素子の容量値をそれぞれ２Ｎ−１倍の関係に設定したので、周波数が等間隔に配置されたテレビジョン信号に同調できる。
【００３２】
また、高周波増幅器と混合器とを集積回路内に構成したので、テレビジョンチューナの構成を簡単にできる。
【００３３】
また、同調回路は入力同調回路と段間同調回路とからなり、入力同調回路を高周波増幅器の前段側に設け、段間同調回路を高周波増幅器と混合器との間に設けたので、集積回路を使用して標準的なテレビジョンチューナの構成を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のテレビジョンチューナの構成を示す回路図である。
【図２】本発明のテレビジョンチューナに使用される発振器の回路図である。
【図３】本発明のテレビジョンチューナの同調回路における回路素子の接続状態と同調周波数との関係図である。
【図４】従来のテレビジョンチューナの構成を示す回路図である
【符号の説明】
１　入力同調回路
２　高周波増幅器
Ｌ　インダクタンス素子
Ｃ０　第一の容量素子
Ｃ１〜Ｃｎ　第二の容量素子
３　段間同調回路
３ａ　一次同調回路
ａＬ　インダクタンス素子
ａＣ０　第一の容量素子
ａＣ１〜ａＣｎ　第二の容量素子
３ｂ　二次同調回路
ｂＬ　インダクタンス素子
ｂＣ０　第一の容量素子
ｂＣ１〜ｂＣｎ　第二の容量素子
４　混合器
５　発振部
５ａ、５ｂ、５ｃ　発振器
５ａ１、５ｂ１、５ｃ１　発振素子
５ａ２、５ｂ２、５ｃ２　インダクタンス素子
５ａ３　５ｂ３、５ｃ３　可変容量素子
６　ＰＬＬ回路
１１　集積回路
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ　端子
【図１】
2004072516.tif 000003
【図２】
2004072516.tif 000004
【図３】
2004072516.tif 000005
【図４】
2004072516.tif 000006