(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦ信号をＩＦ出力信号に変換するチューナであって、前記チューナは、第１のＩＦ信号を発生するミキサと、前記第１のＩＦ信号をフィルタリングして前記ＩＦ出力信号を発生する処理手段とを備え、前記処理手段が、
前記第１のＩＦ信号を受信して、低インピーダンスの第２のＩＦ信号を発生するボルテージフォロワ回路と、
前記ボルテージフォロワ回路のバイアス電流の値を制御する制御手段と、
前記第２のＩＦ信号をフィルタリングし、前記ＩＦ出力信号を発生する二重共振周波数を有するフィルタと、
を備えていることを特徴とするチューナ。
【請求項２】
二重共振周波数を有する前記フィルタは、結合手段により結合された二つの共振回路を備えていることを特徴とする請求項１に記載のチューナ。
【請求項３】
前記結合手段は、容量結合を含むことを特徴とする請求項２に記載のチューナ。
【請求項４】
ＲＦ信号を受信してＩＦ出力信号に変換するセットトップ・ボックスであって、請求項１に記載のチューナを備えていることを特徴とするセットトップ・ボックス。
【請求項５】
請求項１に記載のチューナを備えていることを特徴とするテレビジョン装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＲＦ（無線周波数）信号をＩＦ（中間周波数）出力信号に変換するチューナに関し、前記チューナは、第１のＩＦ信号を発生するミキサと、前記第１のＩＦ信号をフィルタリングして前記ＩＦ出力信号を発生する処理手段とを備えている。
【０００２】
本発明は、ＲＦ信号を受信するシステムにおいて多くの用途を見出す。
【０００３】
【従来の技術】
チューナの役割は、ＲＦ入力信号内の特定周波数を中心とするデータ信号を選択し、その選択された信号をＩＦ出力信号に変換することである。データ信号は周波数チャネルを画定する。現在、チューナは、ラジオ装置及びテレビジョン装置、又は一般には、マルチメディアデータを伝達する被変調入力信号を処理する装置で使用されている。
【０００４】
図１は、従来技術から公知のチューナの個々の機能ブロックを示している。
【０００５】
チューナは、ＲＦ信号１０２を受信し、第１のフィルタリングされた信号１０３を供給するフィルタ手段１０１を備える。フィルタ手段１０１は、受信手段１０４（アンテナ、ケーブル等）とのインピーダンス整合及びレベル整合と、所望チャネルの周波数スペクトル付近の信号１０２のスペクトル内の選択フィルタリングとの役割を果たす。フィルタリングされた信号１０３は、ＩＦ出力信号１０６の振幅がＲＦ信号１０２のレベルに関係なく一定に留まるように、増幅器１０５で増幅される。この目的のために、制御手段１０７が備えられ、それによって、増幅器１０５によりフィルタリングされた信号１０３に供給される自動利得制御を実現している。フィルタ手段１０８は、増幅された信号１０９に対しフィルタリング作用を及ぼし、所望のチャネルの選択感度を強調して出力信号１１０を発生する。詳細には、フィルタ手段１０８は、周波数スペクトル内の画像周波数を抑制することができる。チューナはまた、ＲＦ入力信号１１０をＩＦ出力信号に変換するミキサ１１１を備えている。ミキサ１１１は、電圧制御発振器１１７から発生される出力信号１１３を受け取る。ミキサ１１１は、入力信号１１０に、その信号１１０に対する周波数偏移を含む前記出力信号１１３を乗算する。信号１１３と１１０との周波数の差に等しい周波数を有するＩＦ信号１１２は、フィルタ手段１１４でフィルタリングされ、それによりＲＦ残留分が減衰し、フィルタリングされたＩＦ信号１１５を発生する。詳細には、フィルタ手段１１４は、ミキサ１１１からの残留周波数を減衰させ、さらに、所望のチャネルに近接し且つフィルタリング手段１０１及び１０８で完全に抑制されていないチャネルからの残留周波数とを減衰させる。次に、フィルタリングされたＩＦ信号１１５は、増幅器１１６により増幅され、前記ＩＦ出力信号１０６を発生する。フェーズロックドループ（ＰＬＬ）型制御手段１１８は、フィルタ手段１０１及び１０８の中心周波数を制御でき、可変電圧レベルを有する信号を発振器１１７に供給することにより、ＩＦ信号１１２の位相の安定性を保証する。
【０００６】
米国特許第６，０７０，０６１号は、ＲＦ信号をＩＦ信号に変換するチューナを記載している。この特許では、二つの選択フィルタのカスケード配列で構成される選択フィルタ手段を備えることにより、ＩＦ信号に対して利用するバンドパスフィルタを形成している。
【０００７】
これら選択フィルタ手段は、特にＲＦスペクトルが、相互に近接する周波数を有し、そのレベルが大きい比率で変化するチャネルを含むときは、かなり多くの制限を有する。
【０００８】
ディジタル・テレビジョン・サービスが大規模伝送されている理由から、及び、ＲＦスペクトルの範囲が制限されていることを考慮すると、各サービスに関連する周波数チャネルは相互に非常に近接している。このような状況から、従来の文献に記載されたフィルタリング手段では、特定チャネルの高精度な選択は不可能である。実際に、これらのフィルタ手段の選択感度は十分には高くない。この理由は、一方では、周波数応答特性の主ローブが十分明瞭に表れておらず、他方では、副ローブが大きい振幅を有するためである。したがって、近接チャネルの周波数成分は、フィルタ手段により抑制されない。これにより、ＩＦ信号の品質は低下し、即ち、ビデオ信号が関連するときに画像品質が劣化する。
【０００９】
さらに、ＲＦスペクトルを構成するこれらディジタル・チャネルは、現在、例えばＱＡＭ方式のディジタル変調技術により伝送されている。この方式の変調により、チューナは、選択されるチャネルの周波数範囲に対し、極めて小さい利得変化（「チルト」と称する）を有することが可能となる。一般に、０．５ｄＢの最大変化が、６乃至８ＭＨｚの幅を有するチャネルに対し許容される。従来の文献に記載された選択フィルタリング手段は、６乃至８ＭＨｚの幅を有するチャネルに対し大きいチルトを有する限り、この変調方式の要件を満たすことができず、その結果、所望チャネルの受信率の低下、及び／又は、ビデオ信号が関連するときには画像品質の劣化を引き起こす。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、改良された選択感度及び線形性を有する、ＲＦ信号をＩＦ信号に変換するチューナを提案することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この目的のため、本発明によるチューナは、前記処理手段が、
前記第１のＩＦ信号を受信して、低インピーダンスの第２のＩＦ信号を発生するボルテージフォロワ回路と、
前記ボルテージフォロワ回路のバイアス電流の値を制御する制御手段と、
前記第２のＩＦ信号をフィルタリングし、前記ＩＦ出力信号を発生する二重共振周波数を有するフィルタと、
を備えていることを特徴とする。
【００１２】
本発明によるチューナは、高い選択感度を持つ二重共振周波数を有するフィルタの使用に基づく処理手段を備え、それにより中間周波数、一般に、４４ＭＨｚの値の付近で高い選択感度を得ることができる。この方法では、選択されたチャネルに近接するチャネルの周波数残留分は、そのレベルが選択されたチャネルのレベルより大きい場合でも、周波数スペクトルから削除される。このようにして、ＩＦ出力信号は近接チャネルから混入する周波数成分が無く、それにより選択されたチャネルの情報の優れた品質が得られる。二重共振周波数を有するフィルタの使用は、選択的方法でフィルタリングすることを可能にするだけでなく、選択されるチャネルの周波数範囲の極めて小さいチルトを保証する。
【００１３】
二重共振周波数を有するフィルタは、低い出力インピーダンスを有するボルテージフォロワ回路により、ミキサから分離されている。ボルテージフォロワ回路を流れる電流の変化（この変化は、周波数が変化するとき、二重共振周波数を有するフィルタの入力インピーダンスにより生じる）を打ち消すために、制御手段がボルテージフォロワ回路に結合されている。このようにして、ボルテージフォロワ回路には常時一定のバイアス電流が流されており、その結果線形動作が保証される利点を有する。この時、周波数成分は選択されたチャネルの周波数幅に非常に小さい相対減衰を与えるだけであり、その結果、ディジタル変調されたチャネルに対しこのようなチューナの使用を考えることが可能になる。
【００１４】
本発明によるチューナはまた、アナログ技術により変調されるチャネルを含むＦＲ信号の変換に対しても使用できる利点を有する。実際、この場合には、チャネルはさらに間隔を空けており、本発明によるチューナはまた、そのようなチャネルの選択を可能にする。したがって、本発明によるチューナは、一つのチューナで間に合うため、混合した用途、すなわちＲＦ信号が時にはディジタル技術により変調され、時にはアナログ技術により変調されるような用途に適する利点を有する。
【００１５】
本発明はまた、二重共振周波数を有するフィルタが、結合手段により結合された二つの共振回路を備えていることを特徴とする。
【００１６】
このような二重共振周波数フィルタの具体化は、前記フィルタが高精度でフィルタの全体選択感度を調整できる利点を有する。さらに、このような相互結合回路では、近接チャネルから混入する周波数成分の除去性能を低下させる副ローブの無い周波数応答特性を得ることができる。
【００１７】
本発明はまた、結合手段が、容量結合を含むことを特徴とする。
【００１８】
二重共振周波数フィルタに容量結合を使用することにより、コスト低減解決方法を実現できる。
【００１９】
本発明はまた、前述の特性機能を有するチューナを実装し、ＲＦ信号をＩＦ信号に変換できるセットトップ・ボックスに関する。
【００２０】
本発明はまた、前述の特性機能を有するチューナを使用し、ＲＦ信号をＩＦ信号に変換できるテレビジョン装置に関する。
【００２１】
本発明のこれら及びその他の態様は、以下に述べる実施形態についての非限定的事例により説明し、明らかにする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明による、第１のＩＦ信号２０１をフィルタリングし、第２のＩＦ出力信号２０２を供給する、異なる処理手段１１４の配置を示す。
【００２３】
処理手段１１４は、図１に関して述べたミキサ１１１で発生するＩＦ信号を受信する。最初に、ボルテージフォロワ回路２０３がＩＦ信号２０１を受信し、低インピーダンスを有する第２のＩＦ信号２０４を供給する。前記回路２０３に結合した制御手段２０５により、ボルテージフォロワ回路のバイアス電流を制御して、前記回路を構成する素子の線形動作を保証できる。次に、前記第２のＩＦ信号２０４は、二重共振周波数を有するフィルタ２０６によりフィルタリングされ、前記ＩＦ出力信号２０２を発生する。フィルタ２０６は、その選択特性により、選択された周波数チャネルに近接するチャネルから混入する残留周波数成分の信号２０４を除去できる。
【００２４】
図３は、本発明による、第１のＩＦ信号３０１をフィルタリングし、第２のＩＦ出力信号３０２を供給する処理手段の第１の実施の形態を示す。
【００２５】
信号３０１が特定電位に関係しない差分信号である限り、ボルテージフォロワ回路の入力は、二つのトランジスタＴ１及びＴ２のベースで構成される。トランジスタＴ１及びＴ２はエミッタフォロワ構成で配置され、それらのエミッタを介して低インピーダンスの差分信号３０３を供給する。トランジスタＴ１及びＴ２のエミッタは可変電流源３０４及び３０５に接続されており、前記電流源は、前記差分信号３０３を受け取る二重共振周波数フィルタ２０６の入力インピーダンス変化に関係なく、一定値のエミッタ電流を供給できる。
【００２６】
二重共振周波数フィルタ２０６は、容量結合を介して連通する第１及び第２の共振回路により構成される。
【００２７】
第１の共振回路は、キャパシタンスＣ１、Ｃ２及びインダクタンスＬ１により構成される。これらの素子は第１の共振周波数ｆ１を定め、そのｆ１の値は第２の共振回路の特性によっても左右される。
【００２８】
第２の共振回路は、キャパシタンスＣ３、Ｃ４及びインダクタンスＬ２により構成される。これらの素子は第２の共振周波数ｆ２を定め、そのｆ２の値は第１の共振回路の特性によっても左右される。
【００２９】
二つの共振回路間の結合は、キャパシタンスＣ５により影響を受ける。当業者によって周波数ｆ１及びｆ２を調節することにより、図６に示すような二重共振周波数フィルタの周波数応答特性を得ることができる。この周波数応答特性は特に、中間周波数ｆ０近く、詳細には周波数間隔［ｆ１，ｆ２］内で非常に小さい利得変化Ｇゾーンを持つことを特徴とする。前記特徴は、第１及び第２の共振回路の相互作用に起因している。さらに、この中心ゾーンの外側の周波数応答特性は急激に減衰しており、このフィルタの優れた選択特性を示す。
【００３０】
図６のような周波数応答特性を得るために、当業者は共振回路の一つの構成素子の値を固定し、他の回路の構成素子の値を変化させて、周波数ｆ０の近くで一様な周波数応答特性を得るようにする。
【００３１】
図４は、本発明による、第１のＩＦ信号３０１をフィルタリングし、第２のＩＦ出力信号３０２を供給する処理手段の第２の実施の形態を示す。
【００３２】
この実施の形態が図３の実施の形態と異なる点は、前記第１及び第２の共振回路の容量結合がキャパシタＣ５、Ｃ６の直列配置で構成され、その二つのキャパシタの中央点が接地されていることである。キャパシタ結合のこの構成により、フィルタリングされる信号３０３の同相分排除を改良できる。
【００３３】
前に説明したように、ボルテージフォロワ回路を制御手段に結合し、前記回路を構成する素子のバイアス電流を一定値に維持する。図７に示すように、二重共振周波数フィルタ２０６の入力インピーダンスＺｅは、周波数間隔［ｆ１，ｆ２］内、即ち、選択ゾーン内で大幅に変化する。実際、フィルタの入力インピーダンスは、中間周波数ｆ０近くの周波数に対しては低い値であり、周波数間隔［ｆ１，ｆ２］の末端近くの周波数に対しては高い値を取る。詳細には、インピーダンスＺｅは、周波数ｆ０で最小値を、周波数ｆ１及びｆ２で最大値をとる。従って、前記第１のＩＦ信号３０１の同一レベルに対し、二重共振周波数フィルタにより吸入される電流Ｉｏｕｔは、周波数間隔［ｆ１，ｆ２］内で同様に大幅に変化する。フィルタの入力電流Ｉｏｕｔは、トランジスタＴ１及びＴ２により個々に構成されるボルテージフォロワ回路から供給されるため、電流Ｉｏｕｔのこれら変化を、トランジスタＴ１及びＴ２の必然的なエミッタ電流変化（及び、それによるベース電流の変化）から防止するために、制御手段をトランジスタＴ１及びＴ２に結合して、トランジスタＴ１及びＴ２のエミッタ電流ＩＥが、電流Ｉｏｕｔの変化に関係なく一定値を維持するようにしている。
【００３４】
図５は、本発明による前記制御の一つの実施の形態を示す。第１のＩＦ信号３０１は差分信号であるため、同一の制御手段がトランジスタＴ１及びＴ２各々に結合されている。トランジスタＴ１に結合された制御手段についてのみ説明する。
【００３５】
制御手段は、一定値ＩＳを有する電流源５０１、トランジスタ５０２、電流源５０３、抵抗５０４及びトランジスタ５０５により構成される。電流Ｉｏｕｔが増加すると、電流ＩＥの増加を必然的に伴ない、電流ＩＳが一定である限り、電流ＩＭの減少を必然的に伴なう。素子５０２、５０３を介し、電流ＩＭのこの減少は電流ＩＤの減少を必然的に伴ない、その結果、ＩＥをその一定平衡値に引き戻す。電流ＩＤを変化させることにより、この制御は電流の和ＩＥ＝（Ｉｏｕｔ＋ＩＤ）を一定値に維持できる。トランジスタＴ１のベース電流もまた、電流Ｉｏｕｔの変化に関係なく一定値を維持し、それにより、Ｔ１はベース−エミッタ接合の動的一定抵抗を保持できる。換言すると、トランジスタのベース−エミッタ電圧Ｖｂｅが一定値を維持する。
【００３６】
このようにして、前述の制御手段に結合されたトランジスタＴ１により構成されるボルテージフォロワ回路により、選択された周波数チャネルの全体スペクトルに対して単位利得を得ることができる。
【００３７】
図８は、図１で示したチューナ８０２を使用して、図２、３、４及び５を参照して述べた本発明による特性機能を実施する装置８０１を示す。この装置は、ＲＦ信号８０３を受信し、その信号をＩＦ信号８０４に変換し、信号８０４を復調して、復調手段８０６を介して復調出力信号８０５を発生する。ＲＦ信号８０３が、アナログ技術により変調されるチャネル及びディジタル技術により変調されるチャネルを含む限り、チューナ８０２はハイブリッドタイプである。
【００３８】
例えば、この装置８０１は、ケーブルネットワーク８０７を介して伝送されるＲＦビデオ信号８０３の受信専用のセットトップボックスタイプである。本発明によるチューナから供給されるＩＦ信号８０４は、その後、大幅に増幅され、表示手段８０８を介してビデオ内容を視覚化する目的で、処理手段８０６により復調される。
【００３９】
別の用途では、本発明によるチューナは、テレビジョン装置に直接一体化される。
【００４０】
実施の観点から、図４に関して述べた本発明によるチューナの素子は、“ディスクリート”タイプ又は集積回路タイプの構成素子により構成できる。詳細には、電流制御されるボルテージフォロワ回路の素子は、集積回路に一体化できる。
【００４１】
本発明によるチューナは特に、所望の周波数チャネルの高精度の選択を実現する限りは、ＱＡＭ方式のディジタル技術に従って変調されたＲＦ信号の処理に優れた適合を示し、その一方で、近接チャネルの周波数成分を阻止する。詳細には、このタイプのチューナは、ＤＶＤ方式のＲＦ信号の処理だけでなく、アナログ技術に従って変調されたＲＦ信号にも適合する。
【００４２】
単一ミキサを使用してＲＦ信号をＩＦ信号に変換する、単一変換用のチューナに関して、本発明を述べてきた。本発明はまた、複数のミキサを使用する複数変換用の各チューナに使用できる。この場合、図２に関して述べた本発明による処理手段を、ＩＦ信号を供給するミキサの出力に置くだけで十分である。
【００４３】
本発明は前述の実施の形態に限定されるものでなく、当業者には、本発明の範囲を逸脱することなく、代替形態を考え出すことができることに注意されたい。特に、ボルテージフォロワ回路の異なるタイプの電流制御を考える（例えば、フィードバック・ループを使用しない制御）こと、及び、二重共振周波数フィルタ内のインダクタンス結合の使用を考えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術から公知のチューナの個々の機能ブロックを示す。
【図２】本発明による、ＩＦ信号をフィルタリングするための個々の処理手段の配置を示す。
【図３】本発明による、ＩＦ信号をフィルタリングするための処理手段の第１の実施の形態を示す。
【図４】本発明による、ＩＦ信号をフィルタリングするための処理手段の第２の実施の形態を示す。
【図５】本発明による制御手段の一実施の形態を示す。
【図６】本発明による、二重共振周波数を有するフィルタの周波数応答特性を示す。
【図７】本発明による、二重共振周波数フィルタの入力インピーダンス変化を示す。
【図８】本発明によるチューナの使用例を示す。
【符号の説明】
１０１  フィルタ手段
１０２  ＲＦ信号
１０３，１０９  信号
１０４  受信手段
１０５  増幅器
１０６  ＩＦ出力信号
１０７  制御手段
１０８  フィルタ手段
１１０  出力信号
１１１  ミキサ
１１２  ＩＦ信号
１１３  出力信号
１１４  フィルタ手段
１１５  ＩＦ信号
１１６  増幅器
１１７  電圧制御発振器
１１８  フェーズロックドループ型制御手段
２０１  第１のＩＦ信号
２０２  第２ＩＦ出力信号
２０３  ボルテージフォロワ回路
２０４  第２のＩＦ信号
２０５  制御手段
２０６  二重共振周波数フィルタ
３０１  第１のＩＦ信号
３０２  第２ＩＦ出力信号
３０３  信号
３０４，３０５  可変電流源
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ５，Ｃ６  キャパシタ
Ｚｅ  インピーダンス
Ｉｏｕｔ  入力電流
ＩＳ  一定値
５０１  電流源、
５０２  トランジスタ
５０３  電流源
５０４  抵抗
５０５  トランジスタ
８０１  装置
８０２  チューナ
８０３  ＲＦ信号
８０４  ＩＦ信号
８０５  復調出力信号
８０６  復調手段
８０７  ケーブル・ネットワーク
８０８  表示手段
ＩＭ  電流
Ｌ１，Ｌ２  インダクタンス
ｆ１  第１共振周波数
ｆ２  第２共振周波数
ｆ０  中間周波数
Ｇ  利得変化
Ｔ１，Ｔ２  トランジスタ
ＩＤ  電流
Ｖｂｅ  ベース−エミッタ電圧
【図１】
0004236915.tif 000002
【図２】
0004236915.tif 000003
【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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