JP6078868B2 - チューナ - Google Patents

Description

本発明は、ＲＦ信号をＩＦ信号にダウンコンバートして信号処理を行うチューナに関する。

ラジオチューナなどでは、到来する電波をアンテナで受信したＲＦ信号に対し、ミキサで希望局周波数と中間周波数（ＩＦ）だけ離れたローカル信号を混合することで、希望局のＲＦ信号をＩＦ信号にダウンコンバートし、得られたＩＦ信号をＩＦフィルタでフィルタリングして希望局信号を取り出している。

そこで、ＩＦフィルタには、希望局信号を適切に取り出すことが要求される。このため、ＩＦフィルタの通過帯域の正確に設定することが望まれ、ＩＦフィルタの中心周波数Ｆ０の調整が行われている。なお、通過帯域が正確なセラミックフィルタも用いられるが、これはＩＣに内蔵することができず、外付けとなってしまう。

従来、ＩＦフィルタのＦ０調整では、レプリカ発振回路を利用した調整方法が用いられてきた。この調整方法においては、チューナにおけるＩＦフィルタ回路を模したレプリカ回路を発振させ、その発振周波数を周波数カウンタによりカウントする。そして、レプリカ発振回路の発振周波数をＦ０値となるよう調整し、その調整結果をＩＦフィルタのＦ０調整用に反映させることで、ＩＦフィルタの調整が行われる。

特開２００９−１０５７２７号公報

上述したＩＦフィルタの調整方法では、ＩＦフィルタを模した回路を発振させてその発振周波数に基づき調整を行っており、実際のＩＦフィルタ回路を利用していないため、誤差が生じやすい。

また、チューナには、ＩＦフィルタの出力信号のレベルを検出するＳメータ回路が設けられている。そのＳメータについては、チューナの電波受信部に外部から信号を入力し、その際のＳメータの出力結果がある特定の値となるよう、Ｓメータの検出出力を調整していた。このような調整方法では、外部調整のための環境の構築が必要であることや外部調整による工数の増加といった問題がある。

本発明は、ＲＦ信号をＩＦ信号にダウンコンバートして信号処理を行うチューナにおいて、ダウンコンバートされた信号を中心周波数Ｆ０を中心としてフィルタリングしてＩＦ信号を取り出すＩＦフィルタと、正負両側においてそれぞれ少なくとも２段階のレベル変化を有する擬似正弦波を生成する擬似正弦波生成回路と、ＲＦ信号に代えて、前記擬似正弦波を前記ＩＦフィルタに供給するスイッチ回路と、ＩＦフィルタの中心周波数Ｆ０を調整するＦ０調整回路と、を有し、前記スイッチ回路により擬似正弦波を前記ＩＦフィルタに通過させ、この状態で前記Ｆ０調整回路が、前記擬似正弦波の位相と前記ＩＦフィルタ通過後の信号の位相を比較することによって、前記ＩＦフィルタにおける中心周波数Ｆ０を調整することを特徴とする。

さらに、ＩＦフィルタの出力の信号レベルを検出するＳメータと、Ｓメータの出力を調整するＳメータ調整回路と、を有し、前記スイッチ回路により擬似正弦波を前記ＩＦフィルタに通過させ、この状態で前記Ｓメータ回路の出力信号のレベルから、前記Ｓメータの検出レベルを調整することが好適である。

本発明によれば、ＩＦフィルタへ信号を通過させ調整作業を行うことで、調整精度を向上することができる。また、内部生成の信号により、Ｓメータのレベル検出の調整を行うことで、外部信号の入力なしにＳメータのばらつき調整を行うことができる。

チューナの要部を示すブロック図である。 擬似正弦波の波形を説明する図である。 Ｆ０調整を示す概念図である。 Ｆ０調整回路の構成を示す図である。 Ｓメータ調整を示す概念図である。 Ｓメータの検出レベル特性を説明する図である。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。

図１は、チューナの要部を示すブロックである。アンテナで受信されたＲＦ信号は、ミキサ１０に供給される。ミキサ１０には、希望局信号とＩＦ信号の周波数分離れたローカル信号が供給されており、希望局信号がＩＦ信号の周波数にダウンコンバートされたフィルタ前のＩＦ信号が得られる。このＩＦ信号は、ＩＦアンプ１２において所定の増幅がなされた後、ＩＦフィルタ１４に供給される。

そして、このＩＦフィルタ１４において、ＩＦ信号の中心周波数付近の希望局信号が抽出され、これが後段に供給され、復調され再生される。

また、ＩＦフィルタ１４の出力のフィルタ後のＩＦ信号は、Ｓメータ１６に供給される。Ｓメータはフィルタ後のＩＦ信号のレベルを検出し、検出結果をＳメータ出力として、出力する。Ｓメータ出力は、希望局信号の受信強度レベルを示すものであり、ステレオモノラルの切り換え制御などに利用される。

そして、本実施形態では、擬似正弦波生成回路２０を有しており、ここにおいて擬似正弦波が生成される。そして、ＩＦアンプ１２と、ミキサ１０との間にはスイッチ２２が設けられている。このスイッチ２２の切り換えによって、ミキサ１０の出力と、擬似正弦波生成回路２０からの擬似正弦波のいずれかをＩＦアンプ１２に切り換えて入力ができる。

本実施形態では、スイッチ２２を切り換えて擬似正弦波をＩＦアンプ１２に供給している状態において、ＩＦフィルタ１４の中心周波数Ｆ０の調整や、Ｓメータ１６の検出レベルの調整を行う。

ＩＦフィルタ１４の出力であるフィルタ後のＩＦ信号はＦ０調整回路２４に供給される。このＦ０調整回路２４には、ＩＦアンプ１２への入力信号である擬似正弦波も供給されている。Ｆ０調整回路はフィルタ後のＩＦ信号と擬似正弦波の比較からＩＦフィルタ１４の中心周波数Ｆ０を調整するためのＦ０調整信号を作成する。Ｆ０調整信号は、ＩＦフィルタ１４に供給され、ＩＦフィルタのバンドパス中心周波数Ｆ０が調整される。

また、Ｓメータ出力は、Ｓメータ調整回路２６にも供給される。理想では、擬似正弦波の入力時には、Ｓメータ出力は予め決定された所定の値となるはずであるが、ばらつきにより誤差が生じる。Ｓメータ調整回路２６は、Ｓメータ調整用信号を生成する。このＳメータ調整用信号に応じて、Ｓメータ１６における検出レベルが調整される。すなわち、擬似正弦波入力時におけるＳメータ出力が所定値となるようにＳメータ１６の検出レベルが調整される。

本実施形態のチューナの回路は、半導体集積回路（ＩＣ、ＬＳＩ）内に内蔵される。従って、ＩＦフィルタ１４は、セラミックフィルタではなく、フィルタリング特性について最適化する調整が必要となる。なお、ＩＦフィルタ１４は、アクティブでも、パッシブでもよい。

＜擬似正弦波＞
ここで、擬似正弦波生成回路２０において生成される擬似正弦波について説明する。擬似正弦波は、例えば図２（ｃ）に示すようなものであり、単なる矩形波ではなく、少なくとも片側２段階のレベル変化を有している。このような疑似正弦波は、デジタル回路による矩形波信号の合成により生成される。例えば、同一のクロック周波数を用いて作成される図２（ａ）の矩形波と、図２（ｂ）の矩形波を加算することで、図２（ｃ）の片側２段階変化の疑似正弦波が生成される。このような論理演算によって得られたデジタルデータをＤＡＣによりアナログの擬似正弦波として、ＩＦアンプ１２に供給すればよい。

＜Ｆ０の調整＞
ＩＦフィルタ１４のＦ０調整では、スイッチ２２を切り換え、擬似正弦波生成回路２０において生成した疑似正弦波をＩＦアンプ１２およびＦ０調整回路２４に入力する。Ｆ０調整回路２４では、ＩＦフィルタ１４の出力との位相を比較して、この比較に基づいて、ＩＦフィルタ１４の中心周波数Ｆ０を調整する。

ＩＦフィルタ１４の中心周波数Ｆ０の調整の概念図を図３に示す。スイッチ２２によりＲＦ信号を入力するモードから、疑似正弦波を入力するモードに切り換える。これによって、疑似正弦波がＩＦアンプ１２に入力される。この結果として、ＩＦフィルタ１４の出力に、ＩＦアンプ１２、ＩＦフィルタ１４を通過した信号が出力される。この信号は、フィルタリングによって、変化部分がなまり正弦波に近い波形になっている。

そして、擬似正弦波と、ＩＦフィルタ１４の出力信号がＦ０調整回路２４に入力される。Ｆ０調整回路２４は、ＩＦフィルタ１４のバンドパス中心周波数Ｆ０を調整する。

Ｆ０調整回路２４の構成例を図４に示す。この例において、Ｆ０調整回路２４は、位相比較器２４２、論理回路２４４、Ｆ０調整用ＤＡＣ２４６を含んでいる。そして、基準となる疑似正弦波とＩＦフィルタを通過後の出力信号が位相比較器２４２に入力され、ここで両者位相比較が行われる。すなわち、両信号の周波数が同一であれば、位相は合致するはずであり、その位相比較結果についての信号が論理回路２４４に供給される。論理回路２４４は、位相比較結果を基に、Ｆ０調整用ＤＡＣ２４６を書き換える。従って、Ｆ０調整回路用ＤＡＣ２４６が書き換えられた値に応じたＦ０調整信号をＩＦフィルタ１４に供給する。従って、位相比較結果に応じて、ＩＦフィルタの中心周波数Ｆ０が変更される。この調整を繰り返していき、ＩＦフィルタ１４の中心周波数Ｆ０を最適値となるよう追い込み、最終的にＩＦフィルタ１４の中心周波数Ｆ０を最適値に設定できる。

このようなＦ０調整動作は、工場で出荷前に行ってもよいが、電源オン時に毎回行うことや、温度などの環境情報を元に所望のタイミングで再調整を行ったり、定期的に再調整を行ったりすることもできる。また、Ｆ０調整用ＤＡＣ２４６の最終出力をＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリに書き込んでおくとよい。そして、通常はその不揮発性メモリに記憶されている値をＦ０調整用ＤＡＣに供給し、上述の調整動作を行った場合に不揮発性メモリの値を書き換えることが好適である。

ここで、擬似正弦波生成回路２０において生成される擬似正弦波は、例えば図２（ｃ）に示すようなものである。単なる矩形波ではなく、少なくとも片側２段階のレベル変化を有している。このような擬似正弦波を用いることで、所定次数の高調波を相殺して高調波を抑制することができる。矩形波を用いると、高調波が比較的大きくなり、これによってＩＦ周波数が変動してしまいやすい。一方、擬似正弦波を用いることで、正確なＦ０調整が行える。なお、さらにレベル数を増加して、正弦波に近づけることも好適であるが、図２（ｃ）の波形が生成しやすさの面から好ましい。

＜Ｓメータの調整＞
Ｓメータ１６の検出レベル調整においても、生成した疑似正弦波を信号処理経路に入力する。

Ｓメータ１６の検出レベル調整の概念図を図５に示す。まず、スイッチ２２を切り換えて、ＲＦ信号を受信するモードから、擬似正弦波生成回路２０からの疑似正弦波をＩＦアンプ１２に入力するモードに切り換える。これによって、疑似正弦波がＩＦアンプ１２に入力され、この出力がＩＦフィルタ１４においてフィルタリングされた信号が得られる。

このフィルタ後の信号がＳメータ１６に入力され、ＩＦフィルタ１４を通過後の信号のレベル検出の結果が出力される。擬似正弦波は、その信号レベルは予めわかっている。そこで、Ｓメータ調整回路２６は、このときのレベル検出の結果がある一定の値になるように調整を加える。

例えば、図６において実線で示す特性が正しい特性であるとする。擬似正弦波を入力した場合における特性が破線で示すような特性であった場合、これを実線で示す特性になるようにＳメータ調整回路２６がメータ調整信号を生成する。

このようなＳメータの調整動作も、工場で出荷前に行ってもよいが、電源オン時に毎回行うことや、温度などの環境情報を元に所望のタイミングで再調整を行ったり、定期的に再調整を行ったりすることもできる。また、Ｓメータ調整回路２６の最終出力をＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリに書き込んでおき、通常はその不揮発性メモリに記憶されている値を用い、上述の調整動作を行った場合に、この値を書き換えることも好適である。

このように、本実施形態によれば、上述のようにして、ＩＦフィルタ１４のＦ０調整及びＳメータ１６の検出レベル調整を行うことができる。

ＩＦフィルタ１４のＦ０調整では、従来のレプリカ発振回路を用いた間接的な調整方法にくらべ、実際のＩＦフィルタ１４へ信号を通過させ調整作業を行うことで、精度を向上することができる。

また、Ｓメータ１６の検出レベルの調整では、内部生成の信号により、Ｓメータ１６のレベル検出の調整を行うことで、外部信号の入力無しにＳメータ１６のばらつき調整を行い、Ｓメータ出力のばらつきを低減することができる。

１０ ミキサ、１２ アンプ、１４ ＩＦフィルタ、１６ Ｓメータ、２０ 擬似正弦波生成回路、２２ スイッチ、２４ Ｆ０調整回路、２６ Ｓメータ調整回路、２４２ 位相比較器、２４４ 論理回路、２４６ Ｆ０調整用ＤＡＣ。

Claims (4)

1. ＲＦ信号をＩＦ信号にダウンコンバートして信号処理を行うチューナにおいて、
   ダウンコンバートされた信号を中心周波数Ｆ０を中心としてフィルタリングしてＩＦ信号を取り出すＩＦフィルタと、
   正負両側においてそれぞれ少なくとも２段階のレベル変化を有する擬似正弦波を生成する擬似正弦波生成回路と、
   ダウンコンバートされた信号に代えて、前記擬似正弦波を前記ＩＦフィルタに供給するスイッチ回路と、
   ＩＦフィルタの中心周波数Ｆ０を調整するＦ０調整回路と、
   を有し、
   前記スイッチ回路により擬似正弦波を前記ＩＦフィルタに通過させ、この状態で前記Ｆ０調整回路が、前記擬似正弦波の位相と前記ＩＦフィルタ通過後の信号の位相を比較し、その比較結果に応じて、前記ＩＦフィルタにおける中心周波数Ｆ０を調整することを特徴とするチューナ。
2. 請求項１に記載のチューナにおいて、
   さらに、
   ＩＦフィルタの出力の信号レベルを検出するＳメータと、
   Ｓメータの出力を調整するＳメータ調整回路と、
   を有し、
   前記スイッチ回路により擬似正弦波を前記ＩＦフィルタに通過させ、この状態で前記Ｓメータの出力信号のレベルから、前記Ｓメータの検出レベルを調整することを特徴とするチューナ。
3. 通常モードと調整モードを有し、ＲＦ信号をＩＦ信号にダウンコンバートして信号処理を行うチューナにおいて、
   通常モードにおいて、ＲＦ信号をローカルの正弦波とミキシングするミキサー回路によって得られる、ダウンコンバートされた信号を中心周波数Ｆ０を中心としてフィルタリングしてＩＦ信号を取り出すＩＦフィルタと、
   ローカルの正弦波とは異なっていて、正負両側においてそれぞれ少なくとも２段階のレベル変化を有する擬似正弦波を生成する擬似正弦波生成回路と、
   チューナの調整モード時に、ダウンコンバートされた信号を前記ＩＦフィルタに供給し、チューナの調整モード時に、ダウンコンバートされた信号に代えて、前記擬似正弦波を前記ＩＦフィルタに供給するスイッチ回路と、
   ＩＦフィルタの中心周波数Ｆ０を調整するＦ０調整回路と、
   を有し、
   チューナの調整モード時に、前記スイッチ回路の状態により前記ＩＦフィルタには前記擬似正弦波生成回路からの前記擬似正弦波が入力され、前記擬似正弦波が前記ＩＦフィルタに入力されるという状態下で、前記Ｆ０調整回路が、前記ＩＦフィルタに入力される前記擬似正弦波の位相と前記ＩＦフィルタの出力信号の位相を比較し、その比較結果に応じて、前記ＩＦフィルタにおける中心周波数Ｆ０を調整することを特徴とするチューナ。
4. 請求項３に記載のチューナにおいて、
   さらに、
   ＩＦフィルタの出力の信号レベルを検出するＳメータと、
   Ｓメータの出力を調整するＳメータ調整回路と、
   を有し、
   チューナの調整モード時に、前記スイッチ回路の状態により前記ＩＦフィルタには前記擬似正弦波生成回路からの前記擬似正弦波が入力され、前記擬似正弦波が前記ＩＦフィルタに入力されるという状態下で、前記Ｓメータ調整回路は、前記Ｓメータの出力信号のレベルから、前記Ｓメータの検出レベルを調整することを特徴とするチューナ。

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