JP2007135192A

JP2007135192A - 切替可能な固定利得ｌｎａを備える低雑音・高直線性テレビチューナー

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Publication number: JP2007135192A
Application number: JP2006235707A
Authority: JP
Inventors: Chaowen Tseng; 昭文曽; Wai Lau; ▲わい▼ 劉
Original assignee: KANTATSU KAGI KOFUN YUGENKOSHI
Current assignee: KANTATSU KAGI KOFUN YUGENKOSHI
Priority date: 2005-11-08
Filing date: 2006-08-31
Publication date: 2007-05-31
Also published as: CN1964446A; KR100837421B1; DE602006011112D1; EP1783907B1; US20070105514A1; TW200719708A; EP1783907A1; KR20070049544A

Abstract

【課題】切替可能な固定利得ＬＮＡを備える低雑音・高直線性テレビチューナーを提供する。
【解決手段】テレビチューナーは、アンテナと結合するための入力端を有する複数の増幅器と、複数の増幅器の出力端に結合される入力端を有する複数のフィルターと、複数のフィルターの出力端に結合される入力端を有し、フィルターの出力を選択する第一マルチプレクサーと、第一マルチプレクサーの出力端に結合される入力端を有するミクサーと、ミクサーの出力端に結合される入力端ならびにテレビチューナーの出力とされる出力端を有する出力増幅器とを含む。
【選択図】図１

Description

この発明は電子工学に関し、特にテレビチューナーに関する。

テレビチューナーは、テレビ、ビデオカセットレコーダー、ケーブルモデム、ケーブルセットトップボックスなどの商業用または一般用のシステムに幅広く応用され、受信可能なチャンネルの検知、所要チャンネルの選択及び不要チャンネルの排除などの機能を有する。

国際特許出願WO 02/093732号は従来の統合型テレビチューナーを掲げている。ダブル変換をサポートする該統合型テレビチューナーは、多相フィルターとミクサーをそれぞれ２個有する。

そのほか、Phillips社が開発したTDA8275シリコンＩＣチューナーはデコーダーに低ＩＦ（中間周波数）信号を提供できる。しかし、それを実現させるためには専用の構造が必要とされる。つまり、通常のデコーダーまたは復調器はTDA8275に適用できない。

デジタル地上波テレビ（ＤＶＢ−Ｔ）などの広帯域レシーバーでは高直線性と低雑音が求められる。また、チューナーの出力端においてＳＮＤＲ（信号対雑音・歪電力比）を最大化するため、広幅かつ連続した利得範囲も必要である。高直線性、低雑音及び広い同調範囲を実現させるためには、同調範囲の広い低雑音増幅器（ＬＮＡ）を利用する場合がある。しかし、それは感度と最大処理可能信号を犠牲にし、時には大量の電力消費を招来する。

この発明は前述の問題を解決するため、切替可能な固定利得ＬＮＡを備える低雑音・高直線性テレビチューナーを提供することを課題とする。

この発明はテレビチューナーを提供する。該テレビチューナーは、アンテナと結合するための入力端を有する複数の増幅器と、複数の増幅器の出力端に結合される入力端を有する複数のフィルターと、複数のフィルターの出力端に結合される入力端を有し、フィルターの出力を選択する第一マルチプレクサーと、第一マルチプレクサーの出力端に結合される入力端を有するミクサーと、ミクサーの出力端に結合される入力端と、テレビチューナーの出力とされる出力端を有する出力増幅器とを含む。

この発明はその他のテレビチューナーも提供する。該テレビチューナーは、アンテナと接続するための入力端を有し、各々属する利得範囲が離散的である別々の固定利得を有する複数の固定利得ＬＮＡと、複数の固定利得ＬＮＡの出力端に接続される入力端を有し、固定利得ＬＮＡと総数が同一である複数のＢＰＦと、複数のＢＰＦの出力端に接続される入力端を有し、ＢＰＦの出力を選択する第一マルチプレクサーと、第一マルチプレクサーの出力端に接続される入力端を有するミクサーと、ミクサーに接続されるＰＬＬと、ミクサーの出力端に結合される入力端と、テレビチューナーの出力とされる出力端を有する可変利得増幅器とを含むことを特徴とするテレビチューナー。

この発明は複数の固定利得ＬＮＡで雑音指数、直線性及び利得間のバランスをとり、低利得につながる高雑音指数、ならびに高利得につながる低直線性を緩和する効果を有する。

かかる装置の特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図を参照して以下に説明する。

この発明は、広幅連続利得範囲ＩＦ（中間周波数）増幅器が後に接続されている１組の固定利得低雑音増幅器（ＬＮＡ）を利用することを趣旨とする。なぜなら、複数の固定利得ＬＮＡを利用することは雑音指数と直線性の改善につながるからである。つまり、最小雑音指数を確保するために最大利得ＬＮＡを利用し、高直線性を確保するために最小利得ＬＮＡを利用することである。広幅同調範囲ＩＦ増幅器は、伝達関数に連続利得を持たせる効果を有する。

図１を参照する。図１はこの発明の実施例１によるテレビチューナー１００のブロック図である。テレビチューナー１００は外部アンテナ１１０に結合される入力端を有する複数の増幅器１２０−１２２と、増幅器１２０−１２２の出力端に結合される入力端を有するマルチプレクサー（第二マルチプレクサー）１３０と、マルチプレクサー１３０の出力端に結合される入力端を有する複数のフィルター１４０−１４２と、複数のフィルター１４０−１４２の出力端に結合される入力端を有する別のマルチプレクサー（第一マルチプレクサー）１５０と、第一マルチプレクサー１５０の出力端に結合される入力端を有するミクサー１６０と、ミクサー１６０の出力端に結合される入力端ならびにテレビチューナー１００の出力とされる出力端を有する出力増幅器１８０とを含む。また、ミクサー１６０に接続される位相ロックループ（ＰＬＬ）１７０もその中に含まれている。テレビチューナー１００の出力端は、外部ＳＡＷ（表面弾性波）フィルター１９０に接続されている。

増幅器１２０−１２２は例えば固定利得ＬＮＡであり、その数量は２または２以上である。これらの増幅器は別々の固定利得を有し、固定利得の各々属する範囲は離散的である。ここでは、低雑音指数を確保するために高利得増幅器を利用し、高直線性を確保するために低利得増幅器を利用する。そうすれば、システム全体の雑音指数は最大利得増幅器によって抑えられ、システム全体の直線性は最小利得増幅器によって抑えられる。

マルチプレクサー１３０の動作について、まずデジタル信号Sel_LNAに基づいて増幅器１２０−１２２のうち１つの出力を選択し、更に選ばれた出力をフィルター１４０−１４２に送る。マルチプレクサー１３０はすべて周知の切替え装置を含む。

前記フィルター１４０−１４２は例えば帯域通過フィルター（ＢＰＦ）であり、その数量は１または１以上である。複数のＢＰＦ１４０−１４２は後段の信号帯域幅を縮小させ、直線性に関する要求を緩和する効果がある。もっとも、これは回路の複雑度、面積及び電力消費を引き換えにした結果である。フィルター１４０−１４２はオンチップ素子とオフチップ素子からなるものである。例えば、トランジスターをチップ上に設け、抵抗器やコンデンサーなどの受動素子をチップ外に設けるという構造は、良好なＱ値を確保できる。

マルチプレクサー１５０の動作に関しては、まずデジタル信号Sel_BPFに基づきフィルター１４０−１４２のうち１つの出力を選択し、更に選ばれた出力をミクサー１６０に送る。デジタル信号Sel_BPFとデジタル信号Sel_LNAは同一または相違する（すなわち各自独立である）。マルチプレクサー１５０はすべて周知の切替え装置を含む。

次に、選ばれたＢＰＦ１４０−１４２の出力はミクサー１６０に受信される。ミクサー１６０の数量について、直接変換の場合では１個のみでよく、多周波数変換の場合では複数個が望ましい。周波数合成器（この発明ではＰＬＬ１７０をさす）の局部発振（ＬＯ）信号に基づいてＢＰＦの出力を最終ＩＦに変換するミクサー１６０は、通常のミクサー、影像排除ミクサー（Ｉ−Ｑミクサー）、または調波排除ミクサーである。あるいは、一部のフィルター１４０−１４２を選択すればミクサー１６０が調波排除ミクサーとなり、別の一部フィルター１４０−１４２を選択すればミクサー１６０が影像排除ミクサーとなることの可能である。通常の場合では、低周波数範囲フィルターは調波排除ミクサーを必要とし、高周波数範囲フィルターは影像排除ミクサーを必要とする。それに鑑みて、選択信号Sel_BPFを受信できるようにミクサー１６０を設定することが望ましい。

ミクサー１６０の出力を受信して外部ＳＡＷフィルター１９０を駆動する出力増幅器１８０（すなわちＩＦ増幅器）は、広幅かつ連続した利得範囲を有し、その利得は入力信号Ｇによって制御される。利得範囲は固定利得ＬＮＡ１２０−１２２の最大利得ステップを含むように選定され、かかる連続した利得範囲は連続時間制御スキームを可能にする（連続時間制御スキームはオンチップ方式で実現できる）。また、テレビチューナー１００の利得を復調チップで制御することも可能である。

テレビチューナー１００作動時の信号処理は下記のとおりである。まず、アンテナ１１０は受信信号I0を固定利得ＬＮＡ１２０−１２２に送り、ＬＮＡ１２０−１２２は相応の信号I1、I2をマルチプレクサー１３０に出力する。選択信号Sel_LNAに基づいて選ばれたマルチプレクサー１３０の出力は、ＢＰＦ１４０−１４２のフィルタリングを受けて相応の信号I3、I4となる。その後、マルチプレクサー１５０は選択信号Sel_BPFに基づき信号I3、I4のうち１つを選んでミクサー１６０に入力する。ミクサー１６０は入力信号を信号I5として出力するとともに、別途にＰＬＬ１７０からＬＯ信号I6を受信する。最後に、外部ＳＡＷフィルター１９０のフィルタリングにかける前に、信号I5を出力ＩＦ増幅器１８０に出力して信号I8を生成する。

この発明の一実施例では、増幅器１２０−１２２とフィルター１４０−１４２は同数であって、両者は一対一の関係を有する。この場合、デジタル信号Sel_BPFはデジタル信号Sel_LNAと同一である。

別の実施例では、デジタル信号Sel_BPFとデジタル信号Sel_LNAは各自独立である。実際の応用では、増幅器１２０−１２２とフィルター１４０−１４２間の対応は任意である。

注意すべきは、電力消費を抑えるため、選ばれていない増幅器とフィルター（すなわちデジタル信号Sel_BPF、Sel_LNAに基づいて選ばれていない増幅器とフィルター）の電源を一時切断することも可能である。

実際の応用では、別々の周波数範囲を有する４個のフィルターを設置することが可能である。別々の周波数範囲とは例えば、それぞれ５０−１５０ＭＨｚ、１５０−３００ＭＨｚ、３００−６００ＭＨｚ及び６００＋ＭＨｚである。

図２を参照する。図２はこの発明の実施例２によるテレビチューナー２００のブロック図である。テレビチューナー２００は外部アンテナ２１０に結合される入力端を有する複数の増幅器２２０−２２６と、増幅器２２０−２２６の出力端にそれぞれ結合される入力端を有する複数のフィルター２３０−２３６を含む（一対一接続）。テレビチューナー２００は更に、フィルター２３０−２３６の出力端に結合される入力端を有するマルチプレクサー（第一マルチプレクサー）２４０と、マルチプレクサー２４０の出力端に結合される入力端を有するミクサー２５０と、ミクサー２５０に結合されるＰＬＬ２６０と、ミクサー２５０の出力端に結合される入力端ならびにテレビチューナー２００の出力とされる出力端を有する出力増幅器２７０とを含む。また、ミクサー２５０に接続される位相ロックループ（ＰＬＬ）２６０もその中に含まれている。テレビチューナー２００の出力端は例えば、外部ＳＡＷフィルター２８０に接続されている。

テレビチューナー２００の構成素子は前記テレビチューナー１００と実質的に同一であるので、ここでそれに関する説明を省略とする。ただ注意すべきは、１個のマルチプレクサーのみ用いられる実施例２では、選択信号Selは１つしかない。そのため、実施例１と比べて実施例２は少数の素子のみ要するが、柔軟性に劣っている。前記テレビチューナー１００に用いられるその他の装置はテレビチューナー２００にも適する。

最後に注意すべきは、図１と図２に示す増幅器とフィルターの数量は例示に過ぎず、要求に応じて変更することができる。

以上はこの発明に好ましい実施例であって、この発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、この発明の精神の下においてなされ、この発明に対して均等の効果を有するものは、いずれもこの発明の特許請求の範囲に属するものとする。

この発明は従来の固定利得ＬＮＡを複数組み合わせて所要の効果を実現させる。

この発明の実施例１によるテレビチューナーのブロック図である。この発明の実施例２によるテレビチューナーのブロック図である。

符号の説明

１００、２００テレビチューナー
１１０、２１０外部アンテナ
１２０、１２２、２２０、増幅器
２２２、２２４、２２６
１３０、１５０、２４０マルチプレクサー
１４０、１４２、２３０、フィルター
２３２、２３４、２３６
１６０、２５０ミクサー
１７０、２６０ＰＬＬ
１８０、２７０出力増幅器
１９０、２８０ＳＡＷフィルター

Claims

アンテナと結合するための入力端を有する複数の増幅器と、
複数の増幅器の出力端に結合される入力端を有する複数のフィルターと、
複数のフィルターの出力端に結合される入力端を有し、フィルターの出力を選択する第一マルチプレクサーと、
第一マルチプレクサーの出力端に結合される入力端を有するミクサーと、
ミクサーの出力端に結合される入力端と、テレビチューナーの出力とされる出力端を有する出力増幅器とを含むことを特徴とするテレビチューナー。
前記テレビチューナーは更に、複数の増幅器と複数のフィルターの間に結合される第二マルチプレクサーを含み、該第二マルチプレクサーは複数の増幅器の出力端に結合される入力端と、フィルターの入力端に結合される出力端を有し、増幅器のうち１個の出力端をすべてのフィルターの入力端に選択的に結合することを特徴とする請求項１記載のテレビチューナー。
前記第一マルチプレクサーと第二マルチプレクサーの選択入力端は同一の選択信号に結合されることを特徴とする請求項２記載のテレビチューナー。
前記第一マルチプレクサーと第二マルチプレクサーの選択入力端は別々の選択信号に結合されることを特徴とする請求項２記載のテレビチューナー。
前記増幅器ごとに１個の出力端が含まれ、出力端は別々のフィルターの入力端に結合されることを特徴とする請求項１記載のテレビチューナー。
前記増幅器とフィルターは総数が同一であることを特徴とする請求項１記載のテレビチューナー。
前記増幅器は低雑音増幅器（ＬＮＡ）であることを特徴とする請求項１記載のテレビチューナー。
前記増幅器は固定利得増幅器であることを特徴とする請求項７記載のテレビチューナー。
前記増幅器は別々の固定利得を有し、固定利得の各々属する利得範囲は離散的であることを特徴とする請求項１記載のテレビチューナー。
前記フィルターは帯域通過フィルター（ＢＰＦ）であることを特徴とする請求項１記載のテレビチューナー。
前記ミクサーは、第一マルチプレクサーに選ばれたフィルター出力により、調波排除ミクサーまたは影像排除ミクサーを構成することを特徴とする請求項１記載のテレビチューナー。
前記出力増幅器は可変利得増幅器であることを特徴とする請求項１記載のテレビチューナー。
前記テレビチューナーは更に、ミクサーに結合される位相ロックループ（ＰＬＬ）を含むことを特徴とする請求項１記載のテレビチューナー。
アンテナと接続するための入力端を有し、各々属する利得範囲が離散的である別々の固定利得を有する複数の固定利得ＬＮＡと、
複数の固定利得ＬＮＡの出力端に接続される入力端を有し、固定利得ＬＮＡと総数が同一である複数のＢＰＦと、
複数のＢＰＦの出力端に接続される入力端を有し、ＢＰＦの出力を選択する第一マルチプレクサーと、
第一マルチプレクサーの出力端に接続される入力端を有するミクサーと、
ミクサーに接続されるＰＬＬと、
ミクサーの出力端に結合される入力端と、テレビチューナーの出力とされる出力端を有する可変利得増幅器とを含むことを特徴とするテレビチューナー。
前記テレビチューナーは更に、複数の固定利得ＬＮＡと複数のＢＰＦの間に接続される第二マルチプレクサーを含み、該第二マルチプレクサーは複数の固定利得ＬＮＡの出力端に接続される入力端と、ＢＰＦの入力端に接続される出力端を有し、増幅器のうち１個の出力端をすべてのフィルターの入力端に選択的に結合することを特徴とする請求項１４記載のテレビチューナー。
前記第一マルチプレクサーと第二マルチプレクサーの選択入力端は同一の選択信号に接続されることを特徴とする請求項１５記載のテレビチューナー。
前記第一マルチプレクサーと第二マルチプレクサーの選択入力端は別々の選択信号に接続されることを特徴とする請求項１５記載のテレビチューナー。
前記固定利得ＬＮＡごとに１個の出力端が含まれ、出力端は別々のＢＰＦの入力端に排他的に接続されることを特徴とする請求項１４記載のテレビチューナー。
前記ミクサーは、第一マルチプレクサーに選ばれたＢＰＦ出力により、調波排除ミクサーまたは影像排除ミクサーを構成することを特徴とする請求項１４記載のテレビチューナー。