(57)【要約】【課題】イメージ除去比の悪化を抑える。【解決手段】受信機であって、局部発振信号を９０度移相して出力する第１の移相器と、前記第１の移相器の出力の振幅及び位相を調整して出力する第１調整回路と、前記局部発振信号の振幅及び位相を調整して出力する第２調整回路と、入力信号と前記第１調整回路の出力とを乗算して出力する第１混合器と、前記第１混合器の出力を９０度移相して出力する第２の移相器と、前記入力信号と前記第２調整回路の出力とを乗算して出力する第２混合器と、前記第２の移相器の出力と前記第２混合器の出力とを加算する加算器と、前記第２の移相器の出力と前記第２混合器の出力との差を求めて出力する減算器とを有する。前記第１調整回路及び前記第２調整回路は、前記減算器の出力が小さくなるように、それぞれ前記第１の移相器の出力及び前記局部発振信号に対して調整を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
局部発振信号を発生させる局部発振回路と、
前記局部発振信号を９０度移相して出力する第１の移相器と、
前記第１の移相器の出力の振幅及び位相を調整して出力する第１調整回路と、
前記局部発振信号の振幅及び位相を調整して出力する第２調整回路と、
入力信号と前記第１調整回路の出力とを乗算して出力する第１混合器と、
前記第１混合器の出力を９０度移相して出力する第２の移相器と、
前記入力信号と前記第２調整回路の出力とを乗算して出力する第２混合器と、
前記第２の移相器の出力と前記第２混合器の出力とを加算する加算器と、
前記第２の移相器の出力と前記第２混合器の出力との差を求めて出力する減算器とを備え、
前記第１調整回路及び前記第２調整回路は、
前記減算器の出力が小さくなるように、それぞれ前記第１の移相器の出力及び前記局部発振信号に対して、振幅及び位相の調整を行う
ことを特徴とする受信機。
【請求項２】
請求項１に記載の受信機において、
第１受信部としての前記受信機と同様に構成された、第２受信部と、
イメージ周波数信号を発生させるイメージ信号発生器と、
受信信号を前記第１受信部及び前記第２受信部のうちの一方の入力信号として、前記イメージ周波数信号を前記第１受信部及び前記第２受信部のうちの他方の入力信号として出力する入出力切替回路とを更に備え、
前記第１受信部及び前記第２受信部のうち、前記イメージ周波数信号が入力された受信部は、前記振幅及び位相の調整を行い、
前記入出力切替回路は、前記第１受信部及び前記第２受信部に出力する信号を所定の期間毎に入れ替える
ことを特徴とする受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信信号を中間周波信号に変換する受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
テレビチューナ、衛星放送受信機、通信機等の分野においては、信号処理回路の合理化を図るために、信号処理過程で中間周波信号への周波数変換を行う信号処理方式が一般的に採用されている。近年、特に周波数が低い低中間周波信号への変換によって信号処理回路の合理化が実施された応用例が多々見受けられる。
【０００３】
しかしながら低中間周波信号を使用した応用例においては、所望の放送局信号(以下では、希望局信号と称する)を受信する際に、イメージ妨害に相当する妨害局信号(以下では、イメージ妨害局信号と称する)が多数存在することになり、受信機には非常に高いイメージ除去比が要求される。
【０００４】
特に移動体に関わる受信機においては時々刻々と電波状況が変化するため、周囲の温度等に依存することなく常に最良のイメージ除去比を確保し続けながら受信を継続する必要がある。
【０００５】
図６は、従来の受信機の構成例を示すブロック図である。図６の受信機は、イメージ妨害局信号を除去するために高イメージ除去比を確保するように構成されている。この受信機は、ＲＦ増幅器２と、局部発振回路１２と、＋９０度移相器１４と、第１調整回路９６と、第２調整回路９８と、第１混合器２２と、第１低域通過フィルタ２４と、−９０度移相器２６と、加算器２８と、第２混合器３２と、第２低域通過フィルタ３４とを有している。
【０００６】
図６を参照して説明する。放送局から送信された信号は、アンテナ１で受信されてＲＦ増幅器２で増幅され、第１混合器２２及び第２混合器３２に入力される。一方、局部発振回路１２から出力された局部発振信号は、＋９０度移相器１４によって＋９０度移相が行われ、第１調整回路９６に与えられる。また、局部発振信号は、＋９０度移相が行われることなく、第２調整回路９８に与えられる。
【０００７】
第１調整回路９６及び第２調整回路９８は、イメージ除去比が最適な状態となるように、それぞれに入力された信号の振幅誤差及び位相誤差を調整し、その結果を第１混合器２２及び第２混合器３２にそれぞれ出力する。第１混合器２２及び第２混合器３２は、それぞれに入力された調整後の局部発振信号と、増幅された受信信号とを掛け合わせ、中間周波信号を得る。
【０００８】
希望局信号周波数fd、イメージ妨害局信号周波数fim、及び局部発振信号周波数foscの間の関係が図２に示されている。いま、希望局信号、イメージ妨害局信号、及び局部発振回路１２から出力される局部発振信号を、それぞれ
sin(2π・fd・t)，  sin(2π・fim・t)，  cos(2π・fosc・t)
とする。このとき、＋９０度移相器１４及び第１調整回路９６を経由して第１混合器２２に入力される局部発振信号は、-sin(2π・fosc・t)と表される。
【０００９】
まず、イメージ妨害局信号について考える。第１混合器２２及び第２混合器３２から出力される中間周波信号は、それぞれ、
(1/2){cos2π(fim+fosc)t - cos2π(fim-fosc)t}
(1/2){sin2π(fim+fosc)t + sin2π(fim-fosc)t}
と表される。中間周波数信号よりも高い周波数の信号を除去する第１低域通過フィルタ２４及び第２低域通過フィルタ３４を通過した中間周波信号は、それぞれ、
(-1/2)cos2π(fim-fosc)t
(1/2)sin2π(fim-fosc)t
と表される。
【００１０】
第１低域通過フィルタ２４から出力される中間周波信号は、−９０度移相器２６を通過後には、
(-1/2)sin2π(fim-fosc)t
と表されるので、加算器２８によって中間周波信号が相殺され、イメージ妨害局信号の中間周波信号は、加算器２８から出力される中間周波信号ＳＩＦには含まれなくなる。
【００１１】
一方、希望局信号に関しては、上述の各信号は、上述の式において(fim-fosc)を(fd-fosc)で置き換えた式で表される。(fim-fosc)と(fd-fosc)とでは値の符号が反対であるので、第１低域通過フィルタ２４及び第２低域通過フィルタ３４から出力される各信号の符号が等しくなり、希望局信号の中間周波信号が加算器２８から出力される。同様の趣旨の回路が特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開２００１−１７７４２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、電波状況や周囲温度等の外部環境は時々刻々と変化するので、図６のような受信機では、良好なイメージ除去比を保つことができないという問題がある。
【００１３】
本発明は、外部環境の変化によるイメージ除去比の悪化を抑えることが可能な受信機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】
【００１４】
前記課題を解決するため、本発明に係る受信機は、局部発振信号を発生させる局部発振回路と、前記局部発振信号を９０度移相して出力する第１の移相器と、前記第１の移相器の出力の振幅及び位相を調整して出力する第１調整回路と、前記局部発振信号の振幅及び位相を調整して出力する第２調整回路と、入力信号と前記第１調整回路の出力とを乗算して出力する第１混合器と、前記第１混合器の出力を９０度移相して出力する第２の移相器と、前記入力信号と前記第２調整回路の出力とを乗算して出力する第２混合器と、前記第２の移相器の出力と前記第２混合器の出力とを加算する加算器と、前記第２の移相器の出力と前記第２混合器の出力との差を求めて出力する減算器とを有する。前記第１調整回路及び前記第２調整回路は、前記減算器の出力が小さくなるように、それぞれ前記第１の移相器の出力及び前記局部発振信号に対して、振幅及び位相の調整を行う。
【００１５】
これによると、減算器からはイメージ妨害局信号が出力されるが、この信号が小さくなるように第１及び第２混合器に与えられる信号を制御するので、周囲温度等の外部環境が変化しても、イメージ除去比の悪化を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、外部環境が変化しても、良好なイメージ除去比を保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態に係る受信機の構成を示すブロック図である。図１の受信機は、ＲＦ増幅器２と、イメージ信号発生器４と、入出力切替回路６と、第１受信部１０と、第２受信部４０とを有している。第１受信部１０は、局部発振回路１２と、第１の移相器としての＋９０度移相器１４と、第１調整回路１６と、第２調整回路１８と、第１混合器２２と、第１低域通過フィルタ２４と、第２の移相器としての−９０度移相器２６と、加算器２８と、第２混合器３２と、第２低域通過フィルタ３４と、減算器３８とを有している。
【００１９】
図１において、アンテナ１は、放送局から送信された信号を受信し、ＲＦ増幅器２に供給する。ＲＦ増幅器２は、アンテナ１から供給された受信信号を増幅し、入出力切替回路６に出力する。イメージ信号発生器４は、イメージ周波数信号ＧＩＭを発生させて入出力切替回路６に出力する。入出力切替回路６は、ＲＦ増幅器２から出力された受信信号を、第１受信部１０及び第２受信部４０のうちの一方の入力信号として出力し、イメージ周波数信号ＧＩＭを、第１受信部１０及び第２受信部４０のうちの他方の入力信号として出力する。
【００２０】
図２は、希望局信号周波数とイメージ妨害局信号周波数との間の関係を示す説明図である。希望局信号周波数fd、局部発振信号周波数fosc、イメージ妨害局信号周波数fim、中間周波信号の周波数（中間周波数）fifの間には、
fosc-fd = fim-fosc = fif
の関係が成立する。
【００２１】
第１受信部１０の動作を説明する。入出力切替回路６が、アンテナ１で受信された希望局信号を第１受信部１０に出力し、イメージ周波数信号ＧＩＭを第２受信部４０に出力しているとする。局部発振回路１２は、
cos(2π・fosc・t)
と表される局部発振信号を発生させて出力する。また、希望局信号を
sin(2π・fd・t)
とし、イメージ妨害局信号を
sin(2π・fim・t)
とする。
【００２２】
まず、イメージ妨害局信号について説明する。＋９０度移相器１４は、局部発振信号を＋９０度移相して出力する。第１調整回路１６は、＋９０度移相器１４の出力の振幅及び位相を調整して出力するが、ここでは簡単のため調整しないものとすると、第１調整回路１６は、局部発振信号
-sin(2π・fosc・t)
を出力する。
【００２３】
第１混合器２２は、第１受信部１０の入力信号と第１調整回路１６から出力された局部発振信号とを乗算して、得られた中間周波信号を出力する。第１混合器２２から出力される中間周波信号は、
(1/2){cos2π(fim+fosc)t - cos2π(fim-fosc)t}
と表される。
【００２４】
第２調整回路１８は、局部発振回路１２の出力の振幅及び位相を調整して出力するが、ここでは簡単のため調整しないものとして説明する。第２混合器３２は、第１受信部１０の入力信号と第２調整回路１８から出力された局部発振信号とを乗算して、得られた中間周波信号を出力する。第２混合器３２から出力される中間周波信号は、局部発振信号が移相されていないので、
(1/2){sin2π(fim+fosc)t + sin2π(fim-fosc)t}
と表される。
【００２５】
第１低域通過フィルタ２４及び第２低域通過フィルタ３４は、中間周波数付近の信号よりも周波数が高い信号を除去して出力する。第１低域通過フィルタ２４を通過した中間周波信号は、
(-1/2)cos2π(fim-fosc)t
と表され、第２低域通過フィルタ３４を通過した中間周波信号は、
(1/2)sin2π(fim-fosc)t
と表される。
【００２６】
−９０度移相器２６は、第１低域通過フィルタ２４の出力を−９０度移相して出力する。−９０度移相器２６の出力は、
(-1/2)sin2π(fim-fosc)t
と表される。
【００２７】
加算器２８は、−９０度移相器２６の出力と第２低域通過フィルタ３４の出力とを加算して、中間周波信号ＳＩＦとして出力する。イメージ妨害局信号に関しては、加算器２８に入力された信号が相殺されるので、イメージ妨害局信号の中間周波信号は、加算器２８から出力される中間周波信号ＳＩＦには含まれなくなる。
【００２８】
次に、希望局信号について説明する。上述の各信号は、上述の式において(fim-fosc)を(fd-fosc)で置き換えた式で表される。図２から明らかなように、(fim-fosc)と(fd-fosc)とでは値の符号が反対であるので、−９０度移相器２６の出力と第２低域通過フィルタ３４の出力とでは信号の符号が等しくなる。加算器２８が−９０度移相器２６の出力と第２低域通過フィルタ３４の出力とを加算すると、中間周波信号ＳＩＦとして、希望局信号の中間周波信号が得られる。
【００２９】
図３は、図１の減算器３８の構成例を示す回路図である。減算器３８は、抵抗１２２，１２３，１２４，１２５と、オペアンプ１２６とを有している。抵抗１２２〜１２５のそれぞれの値は等しい。減算器３８の出力Ｖｏの値は、入力Ｖ１から入力Ｖ２を減じた値となる。
【００３０】
図１において、減算器３８は、−９０度移相器２６の出力と第２低域通過フィルタ３４の出力との間の差を求め、中間周波信号ＩＩＦとして出力する。イメージ妨害局信号については、−９０度移相器２６の出力と第２低域通過フィルタ３４の出力とは、符号が異なるので、減算器３８は、求められた差（イメージ妨害局信号の中間周波信号）を、中間周波信号ＩＩＦとして出力する。一方、希望局信号については、−９０度移相器２６の出力信号と第２低域通過フィルタ３４の出力信号とは、符号が等しいので、減算器３８で相殺され、減算器３８からは出力されない。
【００３１】
このように、減算器３８から出力される中間周波信号ＩＩＦのレベルにより、イメージ妨害局信号の大きさが判別可能となる。そこで、第１調整回路１６及び第２調整回路１８は、中間周波信号ＩＩＦが大きくなるように、それぞれ＋９０度移相器１４の出力及び局部発振信号に対して、振幅及び位相の調整を行う。特に、中間周波信号ＩＩＦのレベルが最大となるように、第１調整回路１６及び第２調整回路１８が調整を行えば、イメージ除去比が最良の状態にすることが可能となる。
【００３２】
図４は、図１の第１調整回路１６の構成例を示す回路図である。第１調整回路１６は、オペアンプ１６２と、キャパシタ１６４と、抵抗１６６とを有している。周波数ｆａの信号に対する第１調整回路１６の利得Ｇ及び位相遅れθは、キャパシタ１６４のキャパシタンスＣａ及び抵抗１６６の抵抗値Ｒを用いて、
Ｇ＝√{1+(2πfa・CaR)2}
θ＝tan-1(2πfa・CaR)
で表される。すなわち、キャパシタンスＣａ及び抵抗値Ｒを変化させることにより、第１調整回路１６は、入力された信号に与える利得Ｇ及び位相遅れθを調整する。第２調整回路１８も第１調整回路１６と同様に構成されている。
【００３３】
第１調整回路１６及び第２調整回路１８の調整の例について説明する。まず、第１混合器２２、第１低域通過フィルタ２４、及び−９０度移相器２６において振幅誤差が発生し、この振幅誤差がなくなるように第２調整回路１８が調整を行う場合について説明する。第１混合器２２、第１低域通過フィルタ２４、及び−９０度移相器２６における振幅誤差によって、−９０度移相器２６の出力が、
(-A/2)sin2π(fim-fosc)t
となっており（Ａは実数）、第２低域通過フィルタ３４から出力される中間周波信号は、(1/2)sin2π(fim-fosc)tのままであるとする。
【００３４】
このとき、第２調整回路１８は、利得ＧがＡになるように利得を補正する。すると、第２混合器３２及び第２低域通過フィルタ３４から出力される中間周波信号の振幅がＡ倍になる。したがって、振幅が変わる点の他は、第１混合器２２、第１低域通過フィルタ２４、及び−９０度移相器２６において振幅誤差が発生しない場合と同様の中間周波信号ＳＩＦ，ＩＩＦが得られる。
【００３５】
第１混合器２２、第１低域通過フィルタ２４、及び−９０度移相器２６において位相誤差が発生し、この位相誤差がなくなるように第２調整回路１８が調整を行う場合について説明する。第１混合器２２、第１低域通過フィルタ２４、及び−９０度移相器２６における位相誤差によって、−９０度移相器２６の出力が、
(-1/2)sin2π{(fim-fosc)t + γ}
となっており（γは実数）、第２低域通過フィルタ３４から出力される中間周波信号は、(1/2)sin2π(fim-fosc)tのままであるとする。
【００３６】
このとき、第２調整回路１８は、位相遅れθがγになるように位相を補正する。すると、第２混合器３２及び第２低域通過フィルタ３４から出力される中間周波信号の位相が位相γだけ遅れる。したがって、位相が遅れる点の他は、第１混合器２２、第１低域通過フィルタ２４、及び−９０度移相器２６において位相誤差が発生しない場合と同様の中間周波信号ＳＩＦ，ＩＩＦが得られる。
【００３７】
同様に、第２混合器３２及び第２低域通過フィルタ３４において発生する振幅誤差及び位相誤差を、第１調整回路１６が利得及び位相を補正することによって、打ち消すようにしてもよい。
【００３８】
図５は、図１のイメージ信号発生器４の構成例を示す回路図である。イメージ信号発生器４は、抵抗１４１，１４２と、トランジスタ１４３，１４４と、電流源１４５，１４６と、インダクタ１４７と、可変容量１４８とを有している。
【００３９】
抵抗１４１、トランジスタ１４３、及び電流源１４５で構成される回路が、抵抗１４２、トランジスタ１４４、及び電流源１４６で構成される回路とクロスカップルされている。このため、帰還がかかり、インダクタ１４７（インダクタンスはＬ）と可変容量１４８（容量はＣ）とで構成される共振負荷のカットオフ周波数（ｆｃ＝１／２π√（ＬＣ））でイメージ信号発生器４の発振周波数が決定される。可変容量１４８の値は任意であり、可変容量１４８の値を設定することにより、イメージ信号発生器４は、所望のイメージ妨害局信号に相当するイメージ周波数信号ＧＩＭを発生させて出力する。
【００４０】
イメージ信号発生器４は、中間周波信号ＩＩＦのレベルが低下した場合（すなわち、イメージ除去比最良点からずれが生じた場合）に、現在受信している希望局信号周波数fdとの間に図２の関係を有するような周波数fimのイメージ信号を発生させる。
【００４１】
第２受信部４０は、第１受信部１０と同様に構成されており、同様に参照番号が付与された構成要素を有している。第１受信部１０が希望局信号を受信している間に、第２受信部４０は、イメージ信号発生器４から出力されたイメージ周波数信号ＧＩＭについて、中間周波信号ＩＩＦを求める。第２受信部４０において、第１調整回路１６及び第２調整回路１８は、減算器３８の出力である中間周波信号ＩＩＦが小さくなるように、それぞれ＋９０度移相器１４の出力及び局部発振信号に対して、振幅及び位相の調整を行う。すると、第２受信部４０は、周囲温度等の外部環境の変化によって生じたイメージ除去比の最良調整位置からのずれが小さくなるように調整される。
【００４２】
第２受信部４０における調整の終了後であって、入出力切替回路６が、ＲＦ増幅器２の出力を第１受信部１０に出力し、イメージ信号発生器４の出力を第２受信部４０に出力するようになってから所定の期間経過後、入出力切替回路６は、ＲＦ増幅器２の出力を第２受信部４０に出力し、イメージ信号発生器４の出力を第１受信部１０に出力する。第２受信部４０は、希望局信号を受信して中間周波信号ＳＩＦを出力し、第１受信部１０は、イメージ信号発生器４から出力されたイメージ周波数信号ＧＩＭについて中間周波信号ＩＩＦを求める。
【００４３】
第１受信部１０において、第１調整回路１６及び第２調整回路１８は、減算器３８の出力である中間周波信号ＩＩＦが小さくなるように、それぞれ＋９０度移相器１４の出力及び局部発振信号に対して、振幅及び位相の調整を行う。すると、第１受信部１０は、周囲温度等の外部環境の変化によって生じたイメージ除去比の最良調整位置からのずれが小さくなるように調整される。
【００４４】
第１受信部１０における調整の終了後であって、入出力切替回路６が出力を切り替えてから所定の期間経過後、入出力切替回路６は、ＲＦ増幅器２の出力を第１受信部１０に出力し、イメージ信号発生器４の出力を第２受信部４０に出力する。その後、同様の動作が繰り返される。すなわち、入出力切替回路６は、第１受信部１０及び第２受信部４０に出力する信号を所定の期間毎に入れ替え、第１受信部１０と第２受信部４０とに以上のような動作を交互に行わせる。
【００４５】
以上のように、図１の受信機は、一方の受信部を良好なイメージ除去比が確保できる状態に調整してから用いることを繰り返すので、外部環境の変化に合わせて良好なイメージ除去比を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
以上説明したように、本発明は、良好なイメージ除去比を保つことができるので、中間周波信号を用いる受信機等について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る受信機の構成を示すブロック図である。
【図２】希望局信号の周波数とイメージ妨害局信号の周波数との間の関係を示す説明図である。
【図３】図１の減算器の構成例を示す回路図である。
【図４】図１の第１調整回路の構成例を示す回路図である。
【図５】図１のイメージ信号発生器の構成例を示す回路図である。
【図６】従来の受信機の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４８】
４  イメージ信号発生器
６  入出力切替回路
１０  第１受信部
１２  局部発振回路
１４  ＋９０度移相器（第１の移相器）
１６  第１調整回路
１８  第２調整回路
２２  第１混合器
２６  −９０度移相器（第２の移相器）
２８  加算器
３２  第２混合器
３８  減算器
４０  第２受信部
【図１】
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【図２】
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【図３】
2009246518.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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