JP4942768B2 - 放送受信装置及びその受信方法 - Google Patents

Description

本発明は、放送受信装置及びその受信方法に関するものである。

一般に、放送受信装置は、アンテナを介して放送信号を受信し、視聴者が選択したチャネルを選局し、選局したチャネルの放送をディスプレイする装置である。

このような放送受信装置は、アンテナを介して電気的な信号に変わった放送信号を受信するＲＦ受信段と周波数が異なる各放送局の伝播の中で、視聴者が希望する放送周波数を選局するチューナを具備する。

上記ＲＦ受信段で受信された伝播の電力は減衰及び雑音の影響により非常に低い電力レベルを有する。したがって、ＲＦ受信段では受信された信号を増幅する過程を必要とする。しかしながら、ＲＦ受信段に受信された信号は、外部の雑音を含んでいる信号であるので、受信された信号をそのまま増幅する場合、希望する信号の以外に雑音信号までも増幅される。したがって、ＲＦ受信段は、雑音を最小化しながら受信された信号を増幅する機能が必要である。

ＲＦ受信段で雑音を最小化しながら受信された信号を増幅する機能を充足させるために低雑音増幅器（ＬＮＡ：Low Noise Amplifier）が開発された。低雑音増幅器は、雑音指数（Noise Figure）が小さな値を有するように動作点とマッチングポイントを取って設計された増幅器である。即ち、低雑音増幅器は低雑音比及び高増幅度のような特性が要求される。

また、ＲＦ受信段には、低雑音増幅器により増幅された信号に対して一定のレベルに減衰させるための高周波減衰器を具備することになる。上記高周波減衰器は、チューナの入力段に備えられて、フィードバックされる自動利得制御器（ＡＧＣ：Automatic Gain Controller）の可変利得電圧によって入力される高周波信号を減衰させて出力することになる。

しかしながら、高周波減衰器から低雑音増幅器に連結される線路の上に電源を供給する経路を提供できずにいるので、低雑音増幅器を效果的に制御できない問題がある。したがって、受信感度範囲の拡張が不可能であり、受信電界強度（強電界または弱電界）に対して安定した受信感度を維持できないという問題点がある。

本発明の目的は、放送受信装置及びその受信方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、高周波減衰器の両端に電圧供給部を並列で構成して、上記電圧供給部を通じて低雑音増幅器が必要とするＤＣ電圧を供給できるようにした放送受信装置及びその受信方法を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、低雑音増幅器を有するアンテナ部での受信感度の範囲の拡張と共に、安定した受信感度を維持できるようにした放送受信装置及びその受信方法を提供する。

本発明による放送受信装置は、アンテナから受信される高周波信号を低雑音増幅する低雑音増幅器と、上記受信された高周波信号を減衰させて出力する高周波減衰器と、上記低雑音増幅器にＤＣ電圧を供給するための電圧供給部と、受信信号の電界強度の変化によって前記ＤＣ電圧の出力を制御する制御部と、を含む。

本発明による放送受信装置は、低雑音増幅器を有するアンテナ部と、上記アンテナ部で受信された信号に対して自動利得制御電圧のレベルによって減衰させ、所定レベルに増幅した後、希望する帯域のみを通過させるチューナとを含み、上記チューナには上記低雑音増幅器にＤＣ電圧を供給する電圧供給部を含む。

本発明による放送受信方法は、受信信号の強さを判断する段階と、上記受信信号の強さが弱電界である時、高周波減衰器のＲＦ出力段にＤＣ電圧を出力する段階と、上記ＤＣ電圧を高周波減衰器の両端に連結された電圧供給部から高周波入力段を通じて低雑音増幅器へ伝達する段階と、上記低雑音増幅器が動作して受信信号を低雑音増幅して出力する段階と、を含む。

本発明の実施形態は、低雑音増幅器を有するアンテナ部での受信感度の範囲の拡張と共に、安定した受信感度を維持できるようにすることにある。

本発明による放送受信装置及びその受信方法によれば、低雑音増幅器の能動的な制御を通じた受信信号の電界強度を調節することができるので、受信感度範囲の拡張及び安定した受信感度を維持することができる効果がある。

本発明による放送受信装置について添付図面を参照して説明すれば、次の通りである。

図１は、本発明の実施形態による放送受信装置を示す図である。

図１を参照すれば、放送受信装置は、アンテナ部１１０、チューナ１２０、混合器１３０、及び制御部１４０を含む。アンテナ部１１０は、アンテナ１１１及び低雑音増幅器（ＬＮＡ：Low Noise Amplifier）１１２を含み、低雑音増幅器１１２は低雑音比及び高増幅度の特性を持って選択的に動作し、アンテナ１１１から受信される高周波信号を低雑音増幅することになる。

このような低雑音増幅器１１２は、制御部１４０、またはセットから供給されるＤＣ電圧により選択的に動作することになるが、受信される高周波信号が弱電界の場合、上記低雑音増幅を遂行し、受信される高周波信号が強電界の場合、オフされてバイパスさせる。ここで、低雑音増幅器１１２またはその周辺にはバイパス経路が提供される。

チューナ１２０は、ＲＦ入力段に接続された高周波減衰器１２１、電圧供給部１２２、高周波増幅器１２３、及び帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）１２４を含む。高周波減衰器１２１はＲＦ入力段に接続されて入力される高周波信号を自動利得制御器（ＡＧＣ）の利得電圧によって減衰して一定のレベルの信号で出力するようにする。ここで、高周波減衰器１２１はチューナ１２０とアンテナ部１１０との間に配置されることができる。

電圧供給部１２２は、高周波減衰器１２１と並列で連結され、制御部１４０から入力されるＤＣ電圧を低雑音増幅器１１２に伝達してくれる。このような電圧供給部１２２は、回路的に高周波減衰器１２１の両端に並列で構成されるので、高周波減衰器に含まれることができる。

高周波増幅器１２３は、高周波減衰器１２１を通過した信号を希望する信号レベルに増幅してくれて、帯域通過フィルタ１２４は、選局されたチャネルに該当される帯域を通過させる。

混合器１３０は、チューナ１２０から出力される高周波信号と局部発振周波数を混合して中間周波数に変換されて出力することになる。

制御部１４０は、アンテナ１１１を介して受信される受信信号の強さを判断して、受信信号が弱電界信号である時には低雑音増幅器１１２を動作させるためのＤＣ電圧を出力して受信感度を向上させて、受信信号が強電界信号である時には、低雑音増幅器１１２がオフされるように制御する。ここで、制御部１４０は使用者のキー入力またはＡＧＣの自動利得制御信号を点検して受信信号の強さを判断することになる。

ここで、本発明のアンテナ部１１０は、ＤＣ電圧を供給されて低雑音増幅器１１２を利用して増幅したり、ＤＣ電圧の供給が中断されれば受信信号をバイパスしてくれる。または、供給されるＤＣ電圧に低い周波数（数百ＫＨｚ以下）の制御信号を含んで転送すれば、低雑音増幅器１１２で上記制御信号を抽出して、増幅度を決定して出力することができる。

図２は、本発明の実施形態による高周波減衰器及び電圧供給部の回路構成図である。

図２を参照すれば、高周波減衰器１２１は、低雑音増幅器１１２またはバイパス経路を通じて受信される高周波信号を高周波入力段（ＲＦ−ＩＮ）、第１結合キャパシタ（Ｃ１）、第１ピンダイオード（Ｄ１）、第２結合キャパシタ（Ｃ２）、第２ピンダイオード（Ｄ２）、第３結合キャパシタ（Ｃ３）を通じて高周波出力段（ＲＦ−ＯＵＴ）に接続される。

上記第１ピンダイオード（Ｄ１）と第２ピンダイオード（Ｄ２）のカソード端子にはチョークコイル（Ｌ１、Ｌ３）と、第３ピンダイオード（Ｄ３、Ｄ４）、バイパスキャパシタ（Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６）、バイアス抵抗（Ｒ１、Ｒ２）を通じて第１自動利得制御信号（ＡＧＣ１）が接続され、第１ピンダイオード（Ｄ１）と第２ピンダイオード（Ｄ２）のアノード端子にはバイパスキャパシタ（Ｃ７）とチョークコイル（Ｌ２、Ｌ４）を各々通じて第２自動利得制御信号（ＡＧＣ２）が接続されることになる。

上記高周波出力段（ＲＦ−ＯＵＴ）と高周波入力段（ＲＦ−ＩＮ）との間には制御部のＤＣ電圧がフィードバックする電圧供給部１２２が並列で連結される。電圧供給部１２２は、高周波出力段（ＲＦ−ＯＵＴ）へ流入されるＤＣ電圧を上記高周波入力段（ＲＦ−ＩＮ）にフィードバックしてくれることになる。

電圧供給部１２２は、高周波出力段に連結されるコイル（Ｌ５）と、高周波入力段に連結されたコイル（Ｌ６）と、コイル（Ｌ５）にアノード端子が連結され、コイル（Ｌ６）にカソード端子が連結されたダイオード、そしてバイパスキャパシタ（Ｃ８、Ｃ９）を含む。

ここで、コイル（Ｌ５）は高周波出力段（ＲＦ−ＯＵＴ）に出力される高周波信号は遮断し、流入されるＤＣ電圧を通過することになり、ダイオード（Ｄ５）は逆方向に流れる電流を遮断し、コイル（Ｌ６）は上記高周波入力段（ＲＦ−ＩＮ）に入力される高周波信号は遮断し、流入される直流電圧（ＤＣ）を通過することになり、バイパスキャパシタ（Ｃ８、Ｃ９）はダイオードの両端に各々連結され、他側に接地されて、直流信号が接地段にバイパスされる。

高周波入力段（ＲＦ−ＩＮ）から入力される高周波信号は、第１結合キャパシタ（Ｃ１）、第１ピンダイオード（Ｄ１）、第２結合キャパシタ（Ｃ３）、第２ピンダイオード（Ｄ２）、第３結合キャパシタ（Ｃ３）を通じて高周波出力段（ＲＦ−ＯＵＴ）に出力される。

この際、電圧供給部１２２のコイル（Ｌ５、Ｌ６）が高周波入力段（ＲＦ−ＩＮ）に入力される高周波信号と高周波出力段（ＲＦ−ＯＵＴ）に出力される高周波信号を遮断することになる。

そして、高周波出力段（ＲＦ−ＯＵＴ）に出力される高周波信号は、第１自動利得制御信号（ＡＧＣ１）と第２自動利得制御信号（ＡＧＣ２）の可変電圧により第３ピンダイオード（Ｄ３）と第４ピンダイオード（Ｄ４）、そして第１ピンダイオード（Ｄ１）と第２ピンダイオード（Ｄ２）にかかる抵抗値により高周波信号が減衰されて出力される。

そして、電圧供給部１２２は、高周波減衰器１２１の高周波出力段（ＲＦ−ＯＵＴ）に入力される制御部のＤＣ電圧を入力される。この際、高周波出力段のＤＣ電圧は、第３結合キャパシタ（Ｃ３）により遮断され、電圧供給部１２２のコイル（Ｌ５）、ダイオード（Ｄ５）、コイル（Ｌ６）を通じて高周波入力段（ＲＦ−ＩＮ）に入力され、高周波入力段（ＲＦ−ＩＮ）に連結されたアンテナ部の低雑音増幅器１１２に供給することになるので、低雑音増幅器を動作させることができる。

本発明での受信感度の範囲拡張は、アンテナ部の低雑音増幅器１１２が動作して弱電界信号を増幅してチューナ１２０に入力させることによって、弱電界信号の感度を改善させることになる。逆に、強電界信号の場合、高周波減衰器１２１のダイオード（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４）及びその周辺回路で受信信号レベルによって減衰程度を調整することになるので、強電界信号の感度を調節することができる。したがって、チューナ１２０の電界強度の変化に対する受信範囲が広くなることができるので、チューナが安定的に動作することができる。

図３は、本発明の実施形態による放送受信方法を示すフローチャートである。

図３を参照すれば、使用者のキー入力またはＡＧＣ電圧によって受信信号の強さを判断することになる（Ｓ１０１）。上記受信信号の強さが弱電界の場合（Ｓ１０３）、高周波減衰器と並列で連結された電圧供給部を通じてＤＣ電圧を供給して（Ｓ１０５）、高周波入力段に連結された低雑音増幅器を動作させる（Ｓ１０７）。上記低雑音増幅器による低雑音増幅により受信感度の範囲が向上する。

ここで、低雑音増幅器は、ＤＣ電圧により受信信号を単純に増幅したり、低い周波数（数百ＫＨｚ以下）の制御信号を含むＤＣ電圧により所定のレベルに増幅することができる。
また、弱電界信号でない場合、上記電圧供給部を通じて印加されるＤＣ電圧の供給が中断されるので（Ｓ１０９）、低雑音増幅器がオフされ、受信信号をバイパス経路を通じてバイパスさせる（Ｓ１１１）。

このように、アンテナ部を能動的に制御することになることで、低雑音増幅器を利用した受信感度範囲の拡張及び安定した受信感度を維持することになる。

本発明の技術思想は、上記望ましい実施形態により具体的に記述されたが、前述した実施形態は、その説明のためのものであり、その制限のためのものでないことを注意するべきである。また、本発明の技術分野の通常の専門家であれば、本発明の技術思想の範囲内で多様な実施が可能であることを理解できるはずである。

本発明による放送受信装置及びその受信方法によれば、低雑音増幅器の能動的な制御を通じた受信信号の電界強度を調節することができるので、受信感度範囲の拡張及び安定した受信感度を維持することになる。

本発明の実施形態による放送受信装置を示すブロック構成図である。 本発明の実施形態による高周波減衰器及び電圧供給部の回路構成図である。 本発明の実施形態による放送受信方法を示すフローチャートである。

Claims (10)

1. アンテナから受信される高周波信号を低雑音増幅する低雑音増幅器と、
   前記受信された高周波信号を減衰させて出力する高周波減衰器と、
   前記低雑音増幅器にＤＣ電圧を供給するための電圧供給部と、
   受信信号の電界強度の変化によって前記ＤＣ電圧の出力を制御する制御部と、
   を含み,
   前記電圧供給部は、高周波減衰器のＲＦ入力段及びＲＦ出力段に一端が各々連結され、入力されるＤＣ電圧を通過させ、高周波信号を遮断する第１及び第２コイルと、
   前記第１及び第２コイルにカソード及びアノード段が連結されて逆電流を遮断するダイオードと、
   前記ダイオードの両端に連結され、他端が接地されて、直流信号を遮断するバイパスキャパシタを含むことを特徴とする放送受信装置。
2. 前記制御部は、受信信号が弱電界である時、ＤＣ電圧を出力することを特徴とする請求項１記載の放送受信装置。
3. 前記ＤＣ電圧には、低雑音増幅器の増幅度を調節できる制御信号が含まれることを特徴とする請求項１記載の放送受信装置。
4. 前記低雑音増幅器は、ＤＣ電圧が供給されれば、弱電界信号を増幅し、ＤＣ電圧が供給されないとオフされて受信信号がバイパスされるようにすることを特徴とする請求項１記載の放送受信装置。
5. 前記高周波減衰器は、強電界信号を自動利得制御電圧のレベルによって減衰させることを特徴とする請求項１記載の放送受信装置。
6. 前記高周波減衰器を高周波入力段に具備したチューナを含むことを特徴とする請求項１記載の放送受信装置。
7. 前記電圧供給部は、前記高周波減衰器の両端に並列で連結されることを特徴とする請求項１記載の放送受信装置。
8. 低雑音増幅器を有するアンテナ部と、
   前記アンテナ部で受信された受信信号に対して自動利得制御電圧のレベルによって減衰させ、所定レベルに増幅した後、希望する帯域のみを通過させるチューナとを含み、
   前記チューナには前記低雑音増幅器にＤＣ電圧を供給する電圧供給部を含み、
   前記チューナには高周波信号を自動利得制御電圧のレベルによって減衰させる高周波減衰器と、前記高周波減衰器で高周波減衰された信号を所定のレベルを増幅する高周波増幅器と、必要な帯域のみを通過させる帯域通過フィルタと、前記高周波減衰器の両端に並列で連結されて高周波出力段を通じて入力されるＤＣ電圧を低雑音増幅器に供給する電圧供給部とを含み、
   前記電圧供給部は、高周波減衰器のＲＦ出力段に連結されてＤＣ電圧が流入される第１コイルと、ＲＦ入力段に連結されてＤＣ電圧が流出される第２コイルと、前記第１コイルと前記第２コイルとの間に連結されて逆電流を遮断するダイオードと、前記ダイオードの両端に連結され、他端が接地されたバイパスキャパシタとを含むことを特徴とする放送受信装置。
9. 前記受信信号が弱電界である時、前記チューナにＤＣ電圧を供給する制御部を含むことを特徴とする請求項８記載の放送受信装置。
10. 前記低雑音増幅器は、ＤＣ電圧の供給の可否によって受信信号を所定のレベルに低雑音増幅またはバイパスさせることを特徴とする請求項８記載の放送受信装置。

Images