(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中間周波数テレビジョン信号をミキサにより低い周波数に変換する周波数変換器において、
前記ミキサは、中間周波数フィルタを介して中間周波数テレビジョン信号をその無線周波数信号入力部に供給され、その局部発振入力部に局部発振信号を供給され、この局部発振信号の周波数はチャンネル間隔および各テレビジョン標準方式によって定められた隣接する映像搬送波の範囲にあり、この隣接する映像搬送波の周波数は周波数変換された後に隣接映像搬送波として抑制されるか、または少なくともフィルタ装置のハイパス選択特性のスカート部分により無視できる残留量の振幅に減衰されることを特徴とする周波数変換器。
【請求項２】
隣接している映像搬送波からの局部発振信号の周波数のオフセットは、フィルタ装置の高域遮断周波数より小さい請求項１記載の周波数変換器。
【請求項３】
ミキサは量子化された局部発振信号を局部発振入力部に供給され、ミキサにより生成された高調波はフィルタ装置のローパス選択特性のスカート部分によりテレビジョン信号中において抑制される請求項２記載の周波数変換器。
【請求項４】
局部発振信号は方形波信号であり、信号は値＋１および−１を有している請求項３のいずれか１項記載の周波数変換器。
【請求項５】
局部発振信号入力はデジタル制御された発振器から供給され、その周波数は、各テレビジョン標準方式および各チャンネル間隔の少なくとも一方にしたがって制御装置からの制御信号によって決定される請求項１乃至４のいずれか１項記載の周波数変換器。
【請求項６】
フィルタ装置に続いてテレビジョン信号はさらに信号処理のためにアナログデジタル変換器によってデジタル化される請求項１乃至５のいずれか１項記載の周波数変換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビジョン受像機の中間周波数帯域、ビデオレコーダ、ＰＣカード、或いは例えば衛星またはケーブル受信装置のセットトップボックス、およびその他のマルチメディア用のテレビジョン信号を処理するための周波数変換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
処理されるテレビジョン信号は一般的に異なった標準方式に対して割当てられている。それらは周波数の分離および映像搬送波および色副搬送波のレベルが異なっている。伝送中にチャンネル間隔もまた異なることもある。多標準方式用の装置において、或いは疑似分割音響処理が行われる場合において、これはチャンネル分離のため、または各チャンネル中のビデオ情報と音響情報とを分離するために中間周波数範囲において異なった表面波フィルタ（ＳＷＦ）を必要とする。もしも、各表面波フィルタが各テレビジョン標準方式および各伝送標準方式および隣接する映像搬送波の範囲の選択性のスカート部分に対して正確に設計されていないならば、隣接するチャンネルの比較的高い映像搬送波振幅が現在のテレビジョンチャンネルの２つの音響搬送波チャンネルおよび映像中の両者において妨害信号として示される。もしも、妨害映像搬送波振幅が十分に大きいならば、次の段の大信号特性に妨害変化として入力される。その場合には、後続するアナログデジタル変換器の避けることのできない非線形特性は信号処理に対して無視できなくなる。さらに、アナログデジタル変換器の分解能が減少する。それは利用できるダイナミックレンジの主要部分が隣接する映像搬送波の信号振幅によって占有されるためであり、それによって所望の信号に対して利用できる量子化レベルが減少する。
【０００３】
一般的に、モノリシック集積回路と共に製造されることはできない表面波フィルタは別個の部品であり、それは外部回路の量および部品数を増加し、多標準方式では特にそれが顕著である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、表面波フィルタの使用により生じる付加的な外部回路の複雑性を減少させ、特に多標準方式装置の複雑性を最小にすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的は、全てのテレビジョン標準方式および伝送標準方式に対して十分に大きい帯域幅のユニバーサル中間周波数フィルタの使用によって達成される。その結果、妨害隣接映像搬送波の一部は依然として所望のテレビジョンチャンネル中に存在する。妨害隣接映像搬送波は続いて全体のユニバーサル中間周波数フィルタ出力信号の適当な周波数変換により低い周波数帯域に変換され、そこにおいてアナログハイパスフィルタにより完全に消去されるか、或いは後続する信号処理と干渉できない点まで減衰される。
【０００６】
中間周波数信号の第２の周波数変換は、アナログ周波数変換器により行われ、それはテレビジョン信号全体をミキサにより低い周波数に変換する。局部発振信号に対して周波数が選択され、それは妨害隣接映像搬送波の周波数と同一であるか、或いは、少なくともその付近に位置され、それ故、周波数変換後に妨害隣接映像搬送波の周波数は周波数原点付近に位置され、テレビジョン信号から除去されることができ、或いは少なくともアナログフィルタ装置のハイパス選択特性のスカート部分により十分に減衰される。
【０００７】
第２の周波数変換は付加的な利点を有する。それは、処理される信号周波数が非常に低く、それは後続するデジタル処理にとって好ましいものである。３０ＭＨｚ付近に位置する隣接映像搬送波の局部変換は最も簡単な場合には方形波信号である量子化された局部発振信号により動作するミキサに余分の負担を与えない。何故ならば、混合処理の第１の生成された高調波はほぼ６０ＭＨｚ付近に位置しており一方、第２の周波数変換後は現在のテレビジョンチャンネルの所望の信号成分は約１０ＭＨｚまでしか延在しないからである。すなわち、適当なローパスフィルタを使用してこれらおよび高次の高調波を抑制することが容易に可能であり、そのようなローパスフィルタは上述のアナログフィルタ装置の一部である。したがって、ユニバーサル中間周波数フィルタを使用せず、また多重標準方式動作の要求が無い場合でも第２の周波数変換によって利益が得られる。
【０００８】
局部発振信号は妨害隣接映像搬送波と周波数が異なる可能性もあるが、この周波数オフセットはハイパスフィルタのカットオフ周波数に比較して十分に小さくされるべきであり、そのようにすることによってハイパスフィルタの選択特性のスカート部分は隣接映像搬送波の振幅を十分に減少させることができる。多標準方式の装置では、ミキサに結合された局部発振器は関連した制御装置を備えた周波数制御発振器（ＶＣＯまたはＤＣＯ）である。周波数は位相ロックループ（ＰＬＬ）により予め定められた値に設定されることが有効である。発振器が、リング発振器、デジタル制御発振器、ＲＣ発振器、または積分段を有する鋸歯状波発振器のいずれとして設計されるかは要求される正確度と、利用できる回路技術に依存している。アナログフィルタ装置より後の処理がデジタルであるならば、通常水晶で安定されたシステムクロックが与えられ、それはＰＬＬに対する周波数基準として機能する。
【０００９】
本発明のさらに別の特徴および利点について、以下、添付図面を参照にして詳細に説明する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１のブロック図は、例えばデジタル信号処理を行うテレビジョン受像機に対応する先行段とを後続段の回路素子を有する典型的な応用における本発明の周波数変換器を示している。チューナ1 はアンテナ2 を介して無線周波数のテレビジョン信号を受信し、それを中間周波数に変換し、その出力をテレビジョン信号ｓ２としてユニバーサル中間周波数フィルタ3 に供給する。この中間周波数フィルタ3 は通常の中間周波数フィルタのような高度の選択性を与える必要はなく、本発明は低い選択性のユニバーサル中間周波数フィルタを使用することができる。このユニバーサル中間周波数フィルタはまた表面波フィルタで構成することができる。
【００１１】
中間周波数フィルタ3 の出力ｓ３はミキサ4 に供給され、このミキサ4 に後続してバンドパス特性を有するアナログフィルタ装置5 が設けられている。このアナログフィルタ装置5 は周波数原点付近に位置するハイパス選択特性のスカート部分ＨＰを有している。しかしながら、このスカート部分は変換された隣接する映像搬送波ＮＢＴ＊の周波数ですでに比較的高い減衰を与えている。アナログフィルタ装置5 はもっと高い周波数に対してはローパス特性を有している。何故ならばその場合に隣接するチャンネルの残りは減衰または抑制されるからである。また、ミキサ4 の非線形特性により発生された高調波も抑制され、特に局部発振信号ｕが値＋１および−１を有する方形波である場合の高調波が抑制される。その場合、ミキサ4 は無線周波数信号入力4.1 におけるテレビジョン信号ｓ３に対してアナログインバータ段を含むだけである。アナログフィルタ装置5 より後では、妨害信号成分は十分に小さく、そのため所望のテレビジョン信号ｓ５はその成分に分離されることができる。これはアナログまたはデジタル回路を使用して行われる。図１の実施形態において、低い周波数のテレビジョン信号ｓ５はアナログデジタル変換器6 によってデジタル化され、データ流ｓ６を形成する。変換クロックｃｄはシステムクロック発生器7 から与えられる。
【００１２】
例えば１０ビットの分解能を有するアナログデジタル変換器6 に後続してデジタルテレビジョン信号処理回路12が配置され、それは映像および音響再生のためのスクリーンディスプレイ13および１対のスピーカ14, 15に結合されている。デジタルテレビジョン信号処理回路12は通常のデジタルフィルタ回路を備え、それは各ビデオおよび音響チャンネルに正確に同調されて正確な信号分離および個々の信号成分の復調が行われる。
【００１３】
本発明は、選択回路を外部中間周波数ＳＷＦから、少なくとも本質的な部分においてモノリシック集積回路技術を使用して構成される後続の回路に移動させる。もしも、アナログおよびデジタル機能装置がモノリシック集積回路で構成されることができるならば、インターフェイス16が有利である。その場合に、ミキサ4 のＲＦ信号入力部4.1 はまたＩＣ信号入力部を構成する。アナログデジタル変換器6 の分解能が十分高い場合には、共通データ流ｓ６中のビデオおよび音響信号は純粋にデジタル的に信号処理回路12において分離されることができる。その後、通常の分割音響法による従来の分離されたビデオおよび音響信号の別々のデジタル化は必要がない。
【００１４】
ミキサ4 の局部発振器信号入力部4.2 は、局部発振器8 から信号ｕを供給される。異なった周波数が多標準方式の装置中の局部発振器信号ｕとして要求される場合には、局部発振器8 は周波数制御可能であり、ＰＬＬ中に含まれる。関連する制御信号ｐｏ（図１のデジタル制御信号）は制御装置9 、例えばマイクロプロセッサから供給され、それはまたチューナ1 に対する制御信号ｐｔを与える。制御情報は選択されるチャンネルおよび関係する標準方式にしたがってメモリ10からチャンネルデータｐｍとして検索される。図１ではデジタル制御発振器（ＤＣＯ）である局部発振器8 に対して、水晶で安定にされたシステムクロックｃ1 は基準周波数を表し、それはＰＬＬを介して各局部発振器信号ｕの周波数にロックされる。
【００１５】
図２は、中間周波数において標準方式Ｇにしたがったテレビジョン信号ｓ２に対するチューナ1 の出力における典型的な信号スペクトルの概略図である。現在のチャンネルｋ0 はほぼ３３ＭＨｚから４０ＭＨｚにわたっており、３８．９ＭＨｚの映像搬送波ＢＴと、３４．４７ＭＨｚの色副搬送波ＦＴと、３３．４ＭＨｚの第１の音響搬送波ＴＴ1 と、３３．１６４ＭＨｚの第２の音響搬送波ＴＴ2 とを含んでいる。現在のチャンネルｋ0 の次の低い側のチャンネルｋ-1の隣接する映像搬送波ＮＢＴは３０．９ＭＨｚ、すなわち２つの音響搬送波ＴＴ1 、ＴＴ2 に近接した位置にあり、音響チャンネルの処理に対しては臨界的であ理、影響を与える虞がある。現在のチャンネルｋ0 の信号成分だけをカバーする理想的な中間周波数フィルタＺＦ1 の特性曲線は図２に概略的に示されている。ユニバーサル中間周波数フィルタ3 の特性曲線ＺＦ2 は、次の低い側のチャンネルｋ-1の隣接する映像搬送波ＮＢＴの一部および次の高い側のチャンネルｋ1 の第１、第２の音響搬送波ＴＴ1 、ＴＴ2 をカバーするような遥かに選択性が劣ったものである。映像再生におけるこれらの隣接する音響搬送波の影響は現在のチャンネルｋ0 に対する隣接する映像搬送波ＮＢＴの影響よりも遥かに重要性が低い。ヨーロッパ標準方式１９９４のＥＭ５５０２０を参照すると、それは隣接する映像搬送波ＮＢＴの妨害は３ｄＢだけ映像搬送波ＢＴを越えなければならない。ユニバーサル中間周波数フィルタ3 の帯域幅、すなわち特性曲線ＺＦ2 の帯域幅は約８ＭＨｚであり、それ故、全ての伝送標準方式の信号内容（Ｂ／Ｇ、Ｄ／Ｋ、Ｉ、Ｍ／Ｎ、Ｌ／Ｌ' は通過する。図２の例から、フィルタ曲線ＺＦ2 が不所望な隣接するチャンネル成分ｋ1 、ｋ-1を不十分にしか減衰しないことは明白である。
【００１６】
図３は、第２の周波数変換後のテレビジョン信号ｓ４の周波数スペクトルを示し、それは図２の周波数方式と同様にできるだけ３０．９ＭＨｚに近い位置の局部発振信号ｕにより行われる。図示された例では局部発振信号ｕの隣接する映像搬送波ＮＢＴに対する周波数オフセットｄｆは３００ｋＨｚである。変換された現在のテレビジョンチャンネルｋ0 ＊はほぼ２ＭＨｚから１０ＭＨｚにわたって延在している。妨害隣接映像搬送波ＮＢＴ＊は、局部発振信号ｕの３００ｋＨｚの周波数オフセットに対応している３００ｋＨｚに位置しており、カットオフはこの例では周波数ｆｇが１ＭＨｚであるとして示されている低いオーダーのハイパス選択特性のスカート部分ＨＰにより大きく抑制される。６０ＭＨｚにおける妨害高調波は６０ＭＨｚより下のローパス選択特性のスカート部分ＴＰ1 によって抑制される。ローパス選択特性のスカート部分が現在のチャンネルｋ0 ＊だけを通過させるように低く位置されていれば、最善である。理想的な低域選択性スカート部分ＴＰ2 は図３に示されている。しかしながら、このような急峻な選択性スカート部分ＴＰ2 は必要ない。本質的に重要なことは、低域選択性スカート部分ＴＰ1 またはＴＰ2 が現在のチャンネルｋ0 ＊を減衰しないことであり、特に、映像搬送波ＢＴの場合にナイキストの傾斜の実行が次の段に対してリザーブされることである。
【図面の簡単な説明】
【図１】多標準方式動作に特に適している本発明による周波数変換器の好ましい実施形態のブロック図。
【図２】中間周波数における典型的なテレビジョン信号の周波数方式の説明図。
【図３】第２の周波数変換に続く低い周波数における図２のテレビジョン信号の周波数方式の説明図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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