周波数可変フィルタ回路の制御方法及び受信装置
【課題】受信信号の周波数に対応するキャパシタバンク容量値を簡素な演算処理で算出できる周波数可変フィルタ回路の制御方法及び、受信装置を提供すること。
【解決手段】
インダクタとキャパシタバンクにより構成され、可変容量手段との共振回路で構成された周波数可変フィルタの中心周波数を、前記キャパシタバンクの容量値Ｙは、指定周波数に対し、下記式(Ａ)を使用して表わされ、係数α、β、Ａ、Ｂ、Ｃ、・・・を決定することによって、前記周波数可変フィルタ回路の中心周波数を調整する。
Ｙ＝Ａ×（α−Ｘ）ｎ＋Ｂ×（α−Ｘ）（ｎ−１）×Ｃ（α−Ｘ）（ｎ−２）＋…＋β 式(Ａ)
Ｘ：指定周波数データ
Ｙ：キャパシタバンク容量値
α：オフセット周波数係数
β：周波数カバー範囲の上限又は下限周波数に対する周波数ズレ分を補正する補正係数
Ａ、Ｂ、Ｃ、…：指定周波数に対する中心周波数の周波数ズレ分を補正する補正係数
ｎ：２以上の正の整数
【解決手段】
インダクタとキャパシタバンクにより構成され、可変容量手段との共振回路で構成された周波数可変フィルタの中心周波数を、前記キャパシタバンクの容量値Ｙは、指定周波数に対し、下記式(Ａ)を使用して表わされ、係数α、β、Ａ、Ｂ、Ｃ、・・・を決定することによって、前記周波数可変フィルタ回路の中心周波数を調整する。
Ｙ＝Ａ×（α−Ｘ）ｎ＋Ｂ×（α−Ｘ）（ｎ−１）×Ｃ（α−Ｘ）（ｎ−２）＋…＋β 式(Ａ)
Ｘ：指定周波数データ
Ｙ：キャパシタバンク容量値
α：オフセット周波数係数
β：周波数カバー範囲の上限又は下限周波数に対する周波数ズレ分を補正する補正係数
Ａ、Ｂ、Ｃ、…：指定周波数に対する中心周波数の周波数ズレ分を補正する補正係数
ｎ：２以上の正の整数
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チューナ等に用いられる周波数可変フィルタ回路の制御方法及び受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
テレビ受信機等に用いられるチューナでは、並列共振回路で構成されたフィルタ回路が用いられている。かかるフィルタ回路では、容量値を調整することにより、フィルタ中心周波数を所望の受信周波数帯域に対応したフィルタ中心周波数に調整することができる。従来、複数のキャパシタからキャパシタバンクを構成し、キャパシタバンクの容量値を切り替えることにより、フィルタ中心周波数を調整できる周波数可変フィルタ回路が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
かかる周波数可変フィルタ回路は、所望の受信周波数に応じた信号を発振する第１の発振器と、フィルタ中心周波数の調整に用いる信号を発振する第２の発振器と、インダクタ及びキャパシタバンクを備える１次側及び２次側同調回路と、同調回路のインダクタ及びキャパシタバンクのオン／オフを制御するアップダウンカウンタと、同調回路から出力される信号を検波する検出回路と、検出回路から出力された検波信号を検出し、アップ／ダウンカウント信号を出力するコントローラとを備えて構成される。
【０００４】
信号を受信する際には、第１の発振器から所望の受信周波数に応じた信号が発振されると共に第２の発振器から受信信号と同じ周波数の信号が発振される。受信信号は、第１及び第２の発振器からの発振信号によってＩＦ信号に変換される。ＩＦ信号は検出回路によって検波信号に変換され、この検波信号がコントローラに入力される。コントローラは、検波信号に応じてアップカウント信号またはダウンカウント信号をアップダウンカウンタに出力する。アップダウンカウンタは、アップ／ダウンカウント信号に応じて１次側及び２次側同調回路のキャパシタバンクの容量値を切替えてフィルタ中心周波数を調整する。以上のようにして、所望の受信周波数に応じたフィルタ中心周波数が得られるようにキャパシタバンク容量値を調整できるように構成されている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１記載の周波数可変フィルタ回路は、フィルタ中心周波数調整用の発振回路及びＰＬＬ回路等が必要であり、回路の小型化が困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２９５４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、所望の受信周波数に応じたフィルタ中心周波数に調整できるキャパシタバンクの容量値を演算処理で算出できれば、フィルタ中心周波数調整用の発振回路及びＰＬＬ回路等を用いる必要がなく、回路を小型化できる。演算処理でキャパシタバンクの容量値を算出する場合、所望の受信周波数に同調できるフィルタ中心周波数（以下、指定周波数ともいう）として選択し、この指定周波数に対応するキャパシタバンクの容量値を算出し、算出されたキャパシタバンクの容量値に調整することにより、所望の受信周波数を受信できる。
【０００８】
しかしながら、周波数可変フィルタ回路において、キャパシタバンクの容量値を演算によって算出し、指定周波数に応じたフィルタ中心周波数に制御しようとした場合、キャパシタバンク容量値とフィルタ中心周波数との関係が線形（直線）にならず、複雑な関数を用いた演算が必要となる。具体的には下記式（７）に示す指数関数の関係となり、指定周波数に対応するキャパシタバンクの容量値の算出には、高度な演算処理が必要であり、演算処理の負荷が大きい問題があった。また、式（７）中の補正係数ａ〜補正係数ｅは、小数を含む範囲の広い数値となるため、デジタルの演算が困難であることに加え、補正係数ａ〜補正係数ｅを保存するメモリの容量が大型化する問題があった。
【０００９】
【数１】
Ｙ：キャパシタバンク容量値
Ｘ：指定周波数
ａ−ｅ：補正係数（数値幅：０．０１〜１）
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、受信信号の周波数に対応するキャパシタバンク容量値を簡素な演算処理で算出できる周波数可変フィルタ回路の制御方法及び受信装置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】
【００１１】
本発明の周波数可変フィルタ回路の制御方法は、インダクタと可変容量手段との共振回路で構成された周波数可変フィルタ回路の中心周波数を決定するための制御方法であって、前記可変容量手段は、キャパシタバンクにより構成され、前記キャパシタバンクの容量値Ｙは、指定周波数に対し、下記式(Ａ)を使用して表わされ、係数α、β、Ａ、Ｂ、Ｃ…を決定することによって、前記周波数可変フィルタ回路の中心周波数が決定されることを特徴とする。
Ｙ＝Ａ×（α−Ｘ）ｎ＋Ｂ×（α−Ｘ）（ｎ−１）×Ｃ（α−Ｘ）（ｎ−２）＋…＋β 式(Ａ)
Ｘ：指定周波数
Ｙ：キャパシタバンクの容量値
α：オフセット周波数係数
β：カバー範囲の上限又は下限周波数に対する周波数ズレ分を補正する補正係数
Ａ、Ｂ、Ｃ、…：指定周波数に対する中心周波数の周波数ズレ分を補正する補正係数
ｎ：２以上の正の整数
【００１２】
この方法によれば、所望の受信信号に対応するフィルタ中心周波数となるキャパシタバンク容量値を指数関数及び小数を用いずに算出できるので、簡素な演算処理で受信信号の周波数に対応するキャパシタバンクの容量値を算出できる。
【００１３】
本発明は、上記周波数可変フィルタ回路の制御方法において、前記係数α、β、Ａ、Ｂ及びＣ…のうち、少なくとも１つの係数は、調整工程により決定され、他の係数は所定の定数を有していることを特徴とする。
【００１４】
この方法によれば、所定の範囲を有する各係数α、β、Ａ、Ｂ及びＣ…の中で、演算処理時に複数の係数を所定の定数として扱うことができるので、メモリ内に保存する係数のデータ量を削減できる。
【００１５】
本発明の受信装置は、インダクタと可変容量手段との共振回路で構成された周波数可変フィルタ回路を備えた受信装置において、前記可変容量手段は、キャパシタバンクにより構成され、前記キャパシタバンクの容量値Ｙは、指定周波数に対し、下記式(Ｂ)を使用して表わされ、係数α、β、Ａ、Ｂ、Ｃ、・・・を決定することによって、前記周波数可変フィルタ回路の中心周波数が決定されることを特徴とする。
Ｙ＝Ａ×（α−Ｘ）ｎ＋Ｂ×（α−Ｘ）（ｎ−１）×Ｃ（α−Ｘ）（ｎ−２）＋…＋β 式(Ｂ)
Ｘ：指定周波数
Ｙ：キャパシタバンクの容量値
α：オフセット周波数係数
β：カバー範囲の上限又は下限周波数に対する周波数ズレ分を補正する補正係数
Ａ、Ｂ、Ｃ、…：指定周波数に対する中心周波数の周波数ズレ分を補正する補正係数
ｎ：２以上の正の整数
【００１６】
この構成によれば、周波数調整用の発振回路及び位相同調回路等を用いずに周波数可変フィルタ回路を構成できるので、受信装置の回路規模を縮小することができる。
【００１７】
本発明は、上記受信装置において、前記係数α、β、Ａ、Ｂ、Ｃ、・・・のうち、少なくとも１つの係数は、調整工程により決定され、前記係数を記憶するメモリを備えることを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、所定の範囲を有する各係数α、β、Ａ、Ｂ及びＣ…の中で、演算処理時に少なくとも１つの係数を所定の定数とすることができるので、メモリに保存する係数のデータ量を削減できる。
【００１９】
本発明は、上記受信装置において、複数の周波数バンドに対して前記周波数可変フィルタをそれぞれ備え、この周波数可変フィルタ回路のフィルタ中心周波数は、上記式（Ｂ）に従ってそれぞれ調整されることを特徴とする。この構成によれば、それぞれの周波数可変フィルタ回路を各周波数帯域に割り当てることができるので、各周波数可変フィルタ回路を切り替えることによって、異なる周波数帯域の信号を１つの受信装置で受信することができる。
【００２０】
本発明は、上記受信装置において、前記周波数可変フィルタ回路を介してテレビジョン放送信号を受信することが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、受信信号の周波数に対応するキャパシタバンク容量値を簡素な演算処理で算出できる周波数可変フィルタ回路の制御方法及び受信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態に係る受信装置の概念図である。
【図２】本発明の実施の形態においてフィルタ中心周波数とキャパシタバンク容量値との相関を示す概念図である。
【図３】本発明の実施の形態において式（１）の導出の概念図である。
【図４（ａ）（ｂ）】（ａ）本発明の実施の形態において式（１）の係数αを用いる概念を示す図、（ｂ）式（１）の係数βを用いる概念を示す図である。
【図４（ｃ）】本発明の実施の形態において式（１）の係数Ａ、Ｂ及びＣ…を用いる概念を示す図である。
【図５】本発明の実施例に係るテレビジョンチューナの機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
尚、以下の説明において、キャパシタバンク容量値に対応するフィルタ中心周波数の表現として指定周波数とフィルタ中心周波数とを適時使い分けるが、以下のように定義する。指定周波数とは所望の受信周波数に応じて指定されるフィルタ中心周波数を意味し、フィルタ中心周波数とは実際の周波数可変フィルタ回路のフィルタ中心周波数を意味するものとして説明する。
【００２４】
図１は、本実施の形態に係る受信装置の演算の概念図である。本実施の形態に係る受信装置は、並列に接続されたキャパシタバンク１１及びインダクタＬ１を備えた周波数可変フィルタ回路１２と、キャパシタバンク容量値を算出する演算回路１３と、演算回路１３での演算に使用されるデータを保存するメモリ１４と、所望の受信周波数に対応する指定周波数をＩＣ外から入力するＩ２Ｃバス１５とを備えて構成される。
【００２５】
所望の受信周波数に対応する指定周波数は、図示されない外部のコントローラ等からシリアルバスとしてのＩ２Ｃバス１５を介して演算回路１３に入力される。演算回路１３では、指定周波数及びメモリ１４内のデータを用いて指定周波数に対応するキャパシタバンク容量値が算出される。演算回路１３で算出されたキャパシタバンク容量値は、周波数可変フィルタ回路１２に出力され、算出されたキャパシタバンク容量値を基にキャパシタバンク１１の容量値が調整される。尚、本実施の形態において、指定周波数としては、ＰＬＬ回路で得られる周波数データを用いることもできる。
【００２６】
次に、図２（ａ）、（ｂ）を参照して演算回路１３での演算処理の概念を説明する。図２（ａ）は、フィルタ中心周波数（指定周波数）とキャパシタバンク容量値との相関を示す図である。周波数可変フィルタ回路においては、同図に示すように、フィルタ中心周波数（指定周波数）とキャパシタバンク容量値との間の相関は指数関数的な曲線となる。このため、フィルタ中心周波数（指定周波数）に応じたキャパシタバンク容量値の算出には、指数関数を用いた演算処理が必要となる。
【００２７】
一方、図２（ｂ）は、本実施の形態における演算処理を介した指定周波数（フィルタ中心周波数）とキャパシタバンク容量値との相関を示す概念図である。本実施の形態においては、図２（ａ）に示す指定周波数（フィルタ中心周波数）とキャパシタバンク容量値との曲線関係の相関を下記の式（１）に示す多次方程式を用いて演算処理することにより、直線関係の相関へと変換して演算処理する。演算に際しては、指定周波数とメモリ内に保存された各種係数α、β、Ａ、Ｂ及びＣ…とを用いることにより、指数関数及び小数等、複雑な演算をすることなく、四則演算のみで指定周波数に応じたキャパシタバンク容量値が算出できるように構成されている。
【００２８】
Ｙ＝Ａ×（α−Ｘ）ｎ＋Ｂ×（α−Ｘ）（ｎ−１）×Ｃ（α−Ｘ）（ｎ−２）＋…＋β 式(１)
Ｘ：指定周波数
Ｙ：キャパシタバンク容量値
α：オフセット周波数係数
β：周波数カバー範囲の上限又は下限周波数に対する周波数ズレ分の補正係数
Ａ、Ｂ、Ｃ、…：指定周波数に対するフィルタ中心周波数の周波数ズレ分の補正係数
ｎ：２以上の正の整数
【００２９】
以下、図３（ａ）、（ｂ）及び図４（ａ）（ｂ）、図４（ｃ）を参照して式（１）の導出の概念を説明する。尚、図３（ａ)、（ｂ）は、式（１）の多次方程式を導出する概念を示す図であり、図４（ａ）、（ｂ）は係数α、βを用いる概念を示す図であり、図４（ｃ）は、係数Ａ、Ｂ及びＣ…を用いる概念を示す図である。
【００３０】
本実施の形態においては、指定周波数とキャパシタバンク容量値と間の相関を多項式補間等、数学的手法によって直線化する。図３（ａ）は、フィルタ中心周波数とキャパシタバンク容量値との間の曲線関係の相関を実線Ｌ１に変換した例である。この場合、曲線上の白丸３０１〜白丸３０４の４点を算出し、これらの関係を数学的に直線化することにより、多次方程式として実線Ｌ１を導出できる。この場合、実線Ｌ１は３次方程式となる。
【００３１】
図３（ｂ）は、変曲点Ｆ０を用いて曲線上の白丸３０５〜白丸３１２の８点を２本の直線に変換した例を示している。この場合、変曲点Ｆ０よりフィルタ中心周波数の大きい白丸３０５〜白丸３０８までの４点を実線Ｌ２として多次方程式に変換し、変曲点Ｆ０よりフィルタ中心周波数の小さい白丸３０９〜白丸３１２までの４点を実線Ｌ３として多次方程式に変換する。演算処理の際には、フィルタ中心周波数が変曲点Ｆ０より大きい領域では、実線Ｌ２の多次方程式を用いて演算処理を行い、変曲点Ｆより小さい領域では、実線Ｌ３の多次方程式を用いて演算処理を行う。この場合、実線Ｌ２及びＬ３は共に３次方程式となる。
【００３２】
尚、図３（ｂ）の場合、８点を１本の多次方程式（７次方程式）として点線Ｌ４に変換することもできるが、図３（ｂ）のように曲線を２本以上の直線として変換することにより、演算に用いる多次方程式の次数を低減できるので、演算の負荷を低減できると共に１本の直線とした場合と比較し、誤差が小さくなる。特にフィルタ中心周波数とキャパシタバンク容量値との間の相関関係の曲線の曲率が大きい場合には、２本以上の多次方程式を用いて演算することにより、演算の負荷を軽減できると共に演算の精度を向上させることができる。
【００３３】
以上のようにして、本実施の形態においては、フィルタ中心周波数に対応するキャパシタバンク容量値の相関を線形のｎ次の多次方程式として導出する。
【００３４】
図４（ａ）の実線Ｌ１は、図３（ａ）に示す処理によりフィルタ中心周波数とキャパシタバンク容量値との相関を直線化した例を示している。この場合、フィルタ中心周波数が増大すると共にキャパシタバンク容量値が減少する多次方程式となる。一方、図中の一点鎖線Ｌ５は、実線Ｌ１の関数にオフセット補正係数αを導入して直線の傾きを反転させた例である。この場合、演算処理上はフィルタ中心周波数の増大と共に、キャパシタバンク容量値が増大する関係となるので、演算処理の負荷を軽減できる。以上のように、本実施の形態においては、オフセット周波数係数αを導入することにより、指定周波数とキャパシタバンク容量値との相関を反転できるので、演算処理上の負荷を軽減することができる。
【００３５】
図４（ｂ）は、周波数可変フィルタ回路の同調周波数範囲及び係数βを用いる概念を示す図である。本実施の形態においては、所定のフィルタ中心周波数に対して、同調できる周波数の上限値と下限値とが存在する。仮に、フィルタ中心周波数が図中の直線Ｌ６のように変化する際には、同調できる周波数帯域の上限値は点線Ｌ７となり、下限値は点線Ｌ８となる。したがって、矢印Ｒ１に示すような点線Ｌ７と点線Ｌ８との間の範囲が周波数可変フィルタ回路の同調周波数範囲内となる。
【００３６】
この周波数可変フィルタの同調周波数範囲は、周波数可変フィルタ回路の内部容量のばらつきや、インダクタの性能のばらつきによって変化し、周波数可変フィルタ回路毎に誤差が生じる。このため、実際の周波数可変フィルタ回路においては、フィルタのカバー範囲は、矢印Ｒ１に示すように一定にはならず、周波数に応じて変化する。
【００３７】
また、本実施の形態においては、演算処理によってフィルタ中心周波数とキャパシタバンク容量値との曲線関係の相関を直線化するため、演算に使用する指定周波数と演算で算出して調整される実際のフィルタ中心周波数との間には誤差が生じる。この誤差は、各周波数での演算処理前の曲線と演算処理後の直線との間の距離及び傾きの差に由来する。
【００３８】
図中の実線Ｌ９、Ｌ１０は、演算処理で調整されるフィルタ中心周波数とキャパシタバンク容量値を示している。この場合、指定周波数を用いた演算によって調整されるフィルタ中心周波数は、実線Ｌ９、Ｌ１０上の数値となる。したがって、実線Ｌ９上の点Ｐ１及び実線Ｌ１０上の点Ｐ２は、フィルタのカバー範囲Ｒ１外となる。この場合、実線Ｌ９の演算式及び実線Ｌ１０の演算式に、演算式の切片に相当する係数βを加えてＤ１又はＤ２に移動させることにより、点Ｐ１及び点Ｐ２においても演算処理によって同調周波数範囲内に調整することができる。
【００３９】
図４（ｃ）は、係数Ａ、Ｂ及びＣ…を用いる概念を示す図である。本実施の形態においては、上述したキャパシタ及びインダクタの性能のばらつきにより、フィルタのカバー範囲が変化する。図中の実線Ｌ１０は、図４（ｂ）の実線Ｌ１０を示している。この場合フィルタのカバー範囲は、矢印Ｒ２の範囲となる。一方、多次方程式は、係数Ａ、Ｂ及びＣ…の数値を調整することにより、演算式の傾きθ１を変化させることができる。この場合、実線Ｌ１０の多次方程式の係数Ａ、Ｂ及びＣ…を調整して一点鎖線Ｌ１２のような傾きθ２にすることにより、フィルタのカバー範囲を矢印Ｒ３の範囲まで拡大することができる。以上のように本実施の形態においては、係数α、β、Ａ、Ｂ及びＣ…を用いることにより、周波数可変フィルタ回路の同調周波数範囲及びフィルタのカバー範囲を拡大することができる。
【００４０】
また、本実施の形態においては、係数α、β、Ａ、Ｂ、及びＣ…の少なくとも１つの係数を調整工程により決定することにより、他の係数は所定の定数を用いて演算を行うことができる。この場合、特に演算の影響が大きい多次方程式の次数の大きいＡ、Ｂ等を調整工程で決定することにより、更に演算の負荷を軽減できる。尚、本実施の形態においては、これらの係数α、β、Ａ、Ｂ及びＣ…は、メモリ内に係数のデータを保存して使用することができる。
【００４１】
更に、本実施の形態においては、フィルタ中心周波数とキャパシタバンク容量値との相関を直線化することにより、フィルタ中心周波数の変化量とキャパシタバンク容量値の調整量とがフィルタ中心周波数の広範囲にわたってほぼ等間隔に変化する。このため、フィルタ中心周波数が高い領域で指定周波数が一定値変化した時の補正に用いる係数α、β、Ａ、Ｂ、及びＣ…とフィルタ中心周波数が低い領域で指定周波数が一定値変化した時の補正に用いる係数α、β、Ａ、Ｂ、及びＣ…との差が小さくなり、補正に用いる係数の数値幅を削減することができる。一方、フィルタ中心周波数とキャパシタバンク容量値との間の相関が曲線関係の場合、フィルタ中心周波数が高い領域で指定周波数が一定値変化した場合のキャパシタバンク容量値の調整量とフィルタ中心周波数が低い領域内で指定周波数が一定値変化した場合のキャパシタバンク容量値の調整量とが大きく異なるため、補正に用いる係数の数値幅を広くとる必要がある。したがって、本実施の形態に係る周波数可変フィルタ回路の制御方法によれば、メモリ内に保存する係数のデータ量を更に削減することができる。
【００４２】
以上のように、本実施の形態においては、フィルタ中心周波数とキャパシタバンク容量値との相関を演算処理上、直線化することにより、簡素な演算処理によって周波数可変フィルタ回路を制御することができる。
【００４３】
また、本実施の形態は、周波数調整用のＰＬＬ回路や、発振器が不要になる。また、指数関数及び小数を用いず、整数のみを用いた四則演算によって演算処理できるので、アナログ演算回路だけでなく、デジタル演算回路で計算可能なため、回路規模が小さくすることができる。
【００４４】
以上説明した周波数可変フィルタ回路の制御方法は、テレビジョンチューナ等、各種受信装置の同調回路に用いることができる。以下、図５を参照して実施例に係るテレビジョンチューナについて説明する。
【００４５】
図５は、本実施例に係るテレビジョンチューナの機能ブロック図である。アンテナ５１にはＲＦアンプ５２の入力端が接続され、ＲＦアンプ５２の出力端は、切替え回路５３に接続されている。切替え回路５３には、ＶＨＦ−Ｌｏｗ用周波数可変フィルタ回路５４、ＶＨＦ−Ｈｉｇｈ用周波数可変フィルタ回路５５及びＵＨＦ用周波数可変フィルタ回路５６が接続される（以下、周波数可変フィルタ回路５４〜５６とする）。周波数可変フィルタ回路５４〜５６の出力端は、周波数変換回路５７に接続され、周波数変換回路５７には局部発振回路５８が接続されている。周波数変換回路５７の出力端は、チューナの出力端子５９に接続されている。各周波数可変フィルタ回路５４〜５６にはＩ２Ｃバス６０を介してコントローラ６１が接続される。コントローラ６１には、切替え回路５３及び局部発振回路５８が接続されている。
【００４６】
次に本実施例に係るテレビジョンチューナにおいて、周波数帯域のテレビジョン放送信号を受信する際の動作について説明する。アンテナ５１で受信したテレビジョン放送信号は、ＲＦアンプ５２で増幅された後、切替え回路５３に入力される。切替え回路５３は、コントローラ６０によって所望の受信周波数帯域に応じた周波数可変フィルタ回路５４〜５６に接続が切替えられ、受信信号は、周波数可変フィルタ回路５４〜５６のいずれかに入力される。フィルタ回路５４〜５６内のＩＣ６２〜６４には、所望の受信周波数に応じた指定周波数が、コントローラ６０からＩ２Ｃ６１バスを介して入力され、指定周波数に応じたキャパシタバンク容量値が算出されると共に、フィルタ中心周波数の調整が行われる。周波数可変フィルタ回路５４〜５６のいずれかでフィルタ処理された受信信号は、周波数変換回路５７に入力される。周波数変換回路５７に入力された受信信号は、局部発振回路５８からの発振信号と混合され、所望の受信周波数帯域が取り出されて出力端５９より後段回路へ出力される。局部発振回路５８の発振周波数はコントローラ６０によって制御される。
【００４７】
次に周波数可変フィルタ回路５４〜５６のＩＣ６２〜６４内での演算処理に関して説明する。本実施の形態に係るテレビジョンチューナにおいては、下記式（２）〜式（６）の多次方程式を用いて指定周波数に応じたキャパシタバンク容量値を算出する。ＶＨＦ−Ｌｏｗ周波数帯域の信号の受信には、式（２）を用いて行い、ＶＨＦ−Ｈｉｇｈ周波数帯域の信号の受信には、式（３）及び式（４）を用いて行い、ＵＨＦ周波数帯域の信号の受信には、数式（５）及び数式（６）を用いて行う。式（３）から式（４）への切替えはＶＨＦ−Ｈｉｇｈ周波数帯域に変曲点Ｆ１を設定して行われる。また式（５）から式（６）への切替えは、ＵＨＦ周波数帯域に変曲点Ｆ２を設定して行われる。尚、下記式（２）〜式（６）は、上記式（１）をテレビジョンチューナ用に変換したものである。
【００４８】
Ｙ１＝ＩＮＴ［｛Ａ×（α−Ｘ）３−Ｂ×（α−Ｘ）２｝/１０００]＋Ｃ×（α−Ｘ）−Ｄ 式(２)
Ｙ２＝ＩＮＴ［｛Ａ×（α−Ｘ）４−（Ｂ×１０）×（α−Ｘ）３＋（Ｃ×１０００）×（α−Ｘ）２｝/１０００００００]−Ｄ×（α−Ｘ）＋Ｅ 式(３)
Ｙ３＝ＩＮＴ［｛Ａ×（α−Ｘ）３−（Ｂ×１０）×（α−Ｘ）２｝/１００００]−Ｃ×（α−Ｘ）＋Ｄ 式(４)
Ｙ４＝ＩＮＴ［｛Ａ×（α−Ｘ）３−Ｂ×（α−Ｘ）２｝/１００００００００]＋ＩＮＴ[Ｃ×（α−Ｘ）/１０００]−Ｄ 式(５)
Ｙ５＝ＩＮＴ［｛Ａ×（α−Ｘ）３−（Ｂ×１００）×（α−Ｘ）２｝/１００００００]＋Ｃ×（α−Ｘ）−Ｄ 式（６)
Ｘ：指定周波数
Ｙ：キャパシタバンクの容量値
α：オフセット周波数係数
Ａ、Ｂ、Ｃ、…：補正係数
【００４９】
式（２）〜式（６）中では、次数の大きな項であるＡ、Ｂ及びＣの項に対して１０００００００で除算することにより演算処理を軽減している。例えば、データ量が１０ビットのデータ等の場合、そのまま除算すると数値が倍々に増え、データ保持のためのレジスタが増大する。このため、一定以上の数値で除算することにより、データの保持量を削減している。また、下位７ビットの計算結果は削除する。本実施例においては、１／１０００００００という大きな除算回路が入っており、下位ビットの演算結果はほとんど関与しないため、削除することによって演算処理を軽減している。
【００５０】
これらの式（２）〜式（６）及び各係数α、β、Ａ、Ｂ及びＣ…は、ＩＣ６２〜６４のメモリ内に保存され、演算処理に応じて演算回路で使用される。尚、各係数α、β、Ａ、Ｂ及びＣ…のうち少なくとも１つの係数は、調整工程によって決定された係数をメモリ内に記憶し、演算処理の際にメモリ内に保存された係数を用いて周波数可変フィルタ回路の制御を行うことができる。
【００５１】
また、本実施例においては、式（２）〜式（６）に用いられる係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥはのうち、少なくとも２つ用いることで演算処理を行うことができる。用いる係数の数を増やすことにより演算処理を軽減することができる。
【００５２】
本発明は上述した実施の形態及びその変形例に限定されるものではない。例えば、指数関数の線形化は多項式補間に制限されず、指数関数を線形化できる演算処理であれば特に制限されない。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、テレビジョンチューナ等、各種周波数可変フィルタ回路を備えた機器に適用可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１１ キャパシタバンク
１２ 周波数可変フィルタ回路
１３ 演算回路
１４ メモリ
１５、６１ Ｉ２Ｃバス
５１ アンテナ
５２ ＲＦアンプ
５３ 切替え回路
５４ ＶＨＦ−Ｌｏｗ用周波数可変フィルタ回路
５５ ＶＨＦ−Ｈｉｇｈ用周波数可変フィルタ回路
５６ ＵＨＦ用周波数可変フィルタ回路
５７ 周波数変換回路
５８ 局部発振回路
５９ 出力端
６０ コントローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チューナ等に用いられる周波数可変フィルタ回路の制御方法及び受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
テレビ受信機等に用いられるチューナでは、並列共振回路で構成されたフィルタ回路が用いられている。かかるフィルタ回路では、容量値を調整することにより、フィルタ中心周波数を所望の受信周波数帯域に対応したフィルタ中心周波数に調整することができる。従来、複数のキャパシタからキャパシタバンクを構成し、キャパシタバンクの容量値を切り替えることにより、フィルタ中心周波数を調整できる周波数可変フィルタ回路が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
かかる周波数可変フィルタ回路は、所望の受信周波数に応じた信号を発振する第１の発振器と、フィルタ中心周波数の調整に用いる信号を発振する第２の発振器と、インダクタ及びキャパシタバンクを備える１次側及び２次側同調回路と、同調回路のインダクタ及びキャパシタバンクのオン／オフを制御するアップダウンカウンタと、同調回路から出力される信号を検波する検出回路と、検出回路から出力された検波信号を検出し、アップ／ダウンカウント信号を出力するコントローラとを備えて構成される。
【０００４】
信号を受信する際には、第１の発振器から所望の受信周波数に応じた信号が発振されると共に第２の発振器から受信信号と同じ周波数の信号が発振される。受信信号は、第１及び第２の発振器からの発振信号によってＩＦ信号に変換される。ＩＦ信号は検出回路によって検波信号に変換され、この検波信号がコントローラに入力される。コントローラは、検波信号に応じてアップカウント信号またはダウンカウント信号をアップダウンカウンタに出力する。アップダウンカウンタは、アップ／ダウンカウント信号に応じて１次側及び２次側同調回路のキャパシタバンクの容量値を切替えてフィルタ中心周波数を調整する。以上のようにして、所望の受信周波数に応じたフィルタ中心周波数が得られるようにキャパシタバンク容量値を調整できるように構成されている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１記載の周波数可変フィルタ回路は、フィルタ中心周波数調整用の発振回路及びＰＬＬ回路等が必要であり、回路の小型化が困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２９５４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、所望の受信周波数に応じたフィルタ中心周波数に調整できるキャパシタバンクの容量値を演算処理で算出できれば、フィルタ中心周波数調整用の発振回路及びＰＬＬ回路等を用いる必要がなく、回路を小型化できる。演算処理でキャパシタバンクの容量値を算出する場合、所望の受信周波数に同調できるフィルタ中心周波数（以下、指定周波数ともいう）として選択し、この指定周波数に対応するキャパシタバンクの容量値を算出し、算出されたキャパシタバンクの容量値に調整することにより、所望の受信周波数を受信できる。
【０００８】
しかしながら、周波数可変フィルタ回路において、キャパシタバンクの容量値を演算によって算出し、指定周波数に応じたフィルタ中心周波数に制御しようとした場合、キャパシタバンク容量値とフィルタ中心周波数との関係が線形（直線）にならず、複雑な関数を用いた演算が必要となる。具体的には下記式（７）に示す指数関数の関係となり、指定周波数に対応するキャパシタバンクの容量値の算出には、高度な演算処理が必要であり、演算処理の負荷が大きい問題があった。また、式（７）中の補正係数ａ〜補正係数ｅは、小数を含む範囲の広い数値となるため、デジタルの演算が困難であることに加え、補正係数ａ〜補正係数ｅを保存するメモリの容量が大型化する問題があった。
【０００９】
【数１】
Ｙ：キャパシタバンク容量値
Ｘ：指定周波数
ａ−ｅ：補正係数（数値幅：０．０１〜１）
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、受信信号の周波数に対応するキャパシタバンク容量値を簡素な演算処理で算出できる周波数可変フィルタ回路の制御方法及び受信装置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】
【００１１】
本発明の周波数可変フィルタ回路の制御方法は、インダクタと可変容量手段との共振回路で構成された周波数可変フィルタ回路の中心周波数を決定するための制御方法であって、前記可変容量手段は、キャパシタバンクにより構成され、前記キャパシタバンクの容量値Ｙは、指定周波数に対し、下記式(Ａ)を使用して表わされ、係数α、β、Ａ、Ｂ、Ｃ…を決定することによって、前記周波数可変フィルタ回路の中心周波数が決定されることを特徴とする。
Ｙ＝Ａ×（α−Ｘ）ｎ＋Ｂ×（α−Ｘ）（ｎ−１）×Ｃ（α−Ｘ）（ｎ−２）＋…＋β 式(Ａ)
Ｘ：指定周波数
Ｙ：キャパシタバンクの容量値
α：オフセット周波数係数
β：カバー範囲の上限又は下限周波数に対する周波数ズレ分を補正する補正係数
Ａ、Ｂ、Ｃ、…：指定周波数に対する中心周波数の周波数ズレ分を補正する補正係数
ｎ：２以上の正の整数
【００１２】
この方法によれば、所望の受信信号に対応するフィルタ中心周波数となるキャパシタバンク容量値を指数関数及び小数を用いずに算出できるので、簡素な演算処理で受信信号の周波数に対応するキャパシタバンクの容量値を算出できる。
【００１３】
本発明は、上記周波数可変フィルタ回路の制御方法において、前記係数α、β、Ａ、Ｂ及びＣ…のうち、少なくとも１つの係数は、調整工程により決定され、他の係数は所定の定数を有していることを特徴とする。
【００１４】
この方法によれば、所定の範囲を有する各係数α、β、Ａ、Ｂ及びＣ…の中で、演算処理時に複数の係数を所定の定数として扱うことができるので、メモリ内に保存する係数のデータ量を削減できる。
【００１５】
本発明の受信装置は、インダクタと可変容量手段との共振回路で構成された周波数可変フィルタ回路を備えた受信装置において、前記可変容量手段は、キャパシタバンクにより構成され、前記キャパシタバンクの容量値Ｙは、指定周波数に対し、下記式(Ｂ)を使用して表わされ、係数α、β、Ａ、Ｂ、Ｃ、・・・を決定することによって、前記周波数可変フィルタ回路の中心周波数が決定されることを特徴とする。
Ｙ＝Ａ×（α−Ｘ）ｎ＋Ｂ×（α−Ｘ）（ｎ−１）×Ｃ（α−Ｘ）（ｎ−２）＋…＋β 式(Ｂ)
Ｘ：指定周波数
Ｙ：キャパシタバンクの容量値
α：オフセット周波数係数
β：カバー範囲の上限又は下限周波数に対する周波数ズレ分を補正する補正係数
Ａ、Ｂ、Ｃ、…：指定周波数に対する中心周波数の周波数ズレ分を補正する補正係数
ｎ：２以上の正の整数
【００１６】
この構成によれば、周波数調整用の発振回路及び位相同調回路等を用いずに周波数可変フィルタ回路を構成できるので、受信装置の回路規模を縮小することができる。
【００１７】
本発明は、上記受信装置において、前記係数α、β、Ａ、Ｂ、Ｃ、・・・のうち、少なくとも１つの係数は、調整工程により決定され、前記係数を記憶するメモリを備えることを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、所定の範囲を有する各係数α、β、Ａ、Ｂ及びＣ…の中で、演算処理時に少なくとも１つの係数を所定の定数とすることができるので、メモリに保存する係数のデータ量を削減できる。
【００１９】
本発明は、上記受信装置において、複数の周波数バンドに対して前記周波数可変フィルタをそれぞれ備え、この周波数可変フィルタ回路のフィルタ中心周波数は、上記式（Ｂ）に従ってそれぞれ調整されることを特徴とする。この構成によれば、それぞれの周波数可変フィルタ回路を各周波数帯域に割り当てることができるので、各周波数可変フィルタ回路を切り替えることによって、異なる周波数帯域の信号を１つの受信装置で受信することができる。
【００２０】
本発明は、上記受信装置において、前記周波数可変フィルタ回路を介してテレビジョン放送信号を受信することが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、受信信号の周波数に対応するキャパシタバンク容量値を簡素な演算処理で算出できる周波数可変フィルタ回路の制御方法及び受信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態に係る受信装置の概念図である。
【図２】本発明の実施の形態においてフィルタ中心周波数とキャパシタバンク容量値との相関を示す概念図である。
【図３】本発明の実施の形態において式（１）の導出の概念図である。
【図４（ａ）（ｂ）】（ａ）本発明の実施の形態において式（１）の係数αを用いる概念を示す図、（ｂ）式（１）の係数βを用いる概念を示す図である。
【図４（ｃ）】本発明の実施の形態において式（１）の係数Ａ、Ｂ及びＣ…を用いる概念を示す図である。
【図５】本発明の実施例に係るテレビジョンチューナの機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
尚、以下の説明において、キャパシタバンク容量値に対応するフィルタ中心周波数の表現として指定周波数とフィルタ中心周波数とを適時使い分けるが、以下のように定義する。指定周波数とは所望の受信周波数に応じて指定されるフィルタ中心周波数を意味し、フィルタ中心周波数とは実際の周波数可変フィルタ回路のフィルタ中心周波数を意味するものとして説明する。
【００２４】
図１は、本実施の形態に係る受信装置の演算の概念図である。本実施の形態に係る受信装置は、並列に接続されたキャパシタバンク１１及びインダクタＬ１を備えた周波数可変フィルタ回路１２と、キャパシタバンク容量値を算出する演算回路１３と、演算回路１３での演算に使用されるデータを保存するメモリ１４と、所望の受信周波数に対応する指定周波数をＩＣ外から入力するＩ２Ｃバス１５とを備えて構成される。
【００２５】
所望の受信周波数に対応する指定周波数は、図示されない外部のコントローラ等からシリアルバスとしてのＩ２Ｃバス１５を介して演算回路１３に入力される。演算回路１３では、指定周波数及びメモリ１４内のデータを用いて指定周波数に対応するキャパシタバンク容量値が算出される。演算回路１３で算出されたキャパシタバンク容量値は、周波数可変フィルタ回路１２に出力され、算出されたキャパシタバンク容量値を基にキャパシタバンク１１の容量値が調整される。尚、本実施の形態において、指定周波数としては、ＰＬＬ回路で得られる周波数データを用いることもできる。
【００２６】
次に、図２（ａ）、（ｂ）を参照して演算回路１３での演算処理の概念を説明する。図２（ａ）は、フィルタ中心周波数（指定周波数）とキャパシタバンク容量値との相関を示す図である。周波数可変フィルタ回路においては、同図に示すように、フィルタ中心周波数（指定周波数）とキャパシタバンク容量値との間の相関は指数関数的な曲線となる。このため、フィルタ中心周波数（指定周波数）に応じたキャパシタバンク容量値の算出には、指数関数を用いた演算処理が必要となる。
【００２７】
一方、図２（ｂ）は、本実施の形態における演算処理を介した指定周波数（フィルタ中心周波数）とキャパシタバンク容量値との相関を示す概念図である。本実施の形態においては、図２（ａ）に示す指定周波数（フィルタ中心周波数）とキャパシタバンク容量値との曲線関係の相関を下記の式（１）に示す多次方程式を用いて演算処理することにより、直線関係の相関へと変換して演算処理する。演算に際しては、指定周波数とメモリ内に保存された各種係数α、β、Ａ、Ｂ及びＣ…とを用いることにより、指数関数及び小数等、複雑な演算をすることなく、四則演算のみで指定周波数に応じたキャパシタバンク容量値が算出できるように構成されている。
【００２８】
Ｙ＝Ａ×（α−Ｘ）ｎ＋Ｂ×（α−Ｘ）（ｎ−１）×Ｃ（α−Ｘ）（ｎ−２）＋…＋β 式(１)
Ｘ：指定周波数
Ｙ：キャパシタバンク容量値
α：オフセット周波数係数
β：周波数カバー範囲の上限又は下限周波数に対する周波数ズレ分の補正係数
Ａ、Ｂ、Ｃ、…：指定周波数に対するフィルタ中心周波数の周波数ズレ分の補正係数
ｎ：２以上の正の整数
【００２９】
以下、図３（ａ）、（ｂ）及び図４（ａ）（ｂ）、図４（ｃ）を参照して式（１）の導出の概念を説明する。尚、図３（ａ)、（ｂ）は、式（１）の多次方程式を導出する概念を示す図であり、図４（ａ）、（ｂ）は係数α、βを用いる概念を示す図であり、図４（ｃ）は、係数Ａ、Ｂ及びＣ…を用いる概念を示す図である。
【００３０】
本実施の形態においては、指定周波数とキャパシタバンク容量値と間の相関を多項式補間等、数学的手法によって直線化する。図３（ａ）は、フィルタ中心周波数とキャパシタバンク容量値との間の曲線関係の相関を実線Ｌ１に変換した例である。この場合、曲線上の白丸３０１〜白丸３０４の４点を算出し、これらの関係を数学的に直線化することにより、多次方程式として実線Ｌ１を導出できる。この場合、実線Ｌ１は３次方程式となる。
【００３１】
図３（ｂ）は、変曲点Ｆ０を用いて曲線上の白丸３０５〜白丸３１２の８点を２本の直線に変換した例を示している。この場合、変曲点Ｆ０よりフィルタ中心周波数の大きい白丸３０５〜白丸３０８までの４点を実線Ｌ２として多次方程式に変換し、変曲点Ｆ０よりフィルタ中心周波数の小さい白丸３０９〜白丸３１２までの４点を実線Ｌ３として多次方程式に変換する。演算処理の際には、フィルタ中心周波数が変曲点Ｆ０より大きい領域では、実線Ｌ２の多次方程式を用いて演算処理を行い、変曲点Ｆより小さい領域では、実線Ｌ３の多次方程式を用いて演算処理を行う。この場合、実線Ｌ２及びＬ３は共に３次方程式となる。
【００３２】
尚、図３（ｂ）の場合、８点を１本の多次方程式（７次方程式）として点線Ｌ４に変換することもできるが、図３（ｂ）のように曲線を２本以上の直線として変換することにより、演算に用いる多次方程式の次数を低減できるので、演算の負荷を低減できると共に１本の直線とした場合と比較し、誤差が小さくなる。特にフィルタ中心周波数とキャパシタバンク容量値との間の相関関係の曲線の曲率が大きい場合には、２本以上の多次方程式を用いて演算することにより、演算の負荷を軽減できると共に演算の精度を向上させることができる。
【００３３】
以上のようにして、本実施の形態においては、フィルタ中心周波数に対応するキャパシタバンク容量値の相関を線形のｎ次の多次方程式として導出する。
【００３４】
図４（ａ）の実線Ｌ１は、図３（ａ）に示す処理によりフィルタ中心周波数とキャパシタバンク容量値との相関を直線化した例を示している。この場合、フィルタ中心周波数が増大すると共にキャパシタバンク容量値が減少する多次方程式となる。一方、図中の一点鎖線Ｌ５は、実線Ｌ１の関数にオフセット補正係数αを導入して直線の傾きを反転させた例である。この場合、演算処理上はフィルタ中心周波数の増大と共に、キャパシタバンク容量値が増大する関係となるので、演算処理の負荷を軽減できる。以上のように、本実施の形態においては、オフセット周波数係数αを導入することにより、指定周波数とキャパシタバンク容量値との相関を反転できるので、演算処理上の負荷を軽減することができる。
【００３５】
図４（ｂ）は、周波数可変フィルタ回路の同調周波数範囲及び係数βを用いる概念を示す図である。本実施の形態においては、所定のフィルタ中心周波数に対して、同調できる周波数の上限値と下限値とが存在する。仮に、フィルタ中心周波数が図中の直線Ｌ６のように変化する際には、同調できる周波数帯域の上限値は点線Ｌ７となり、下限値は点線Ｌ８となる。したがって、矢印Ｒ１に示すような点線Ｌ７と点線Ｌ８との間の範囲が周波数可変フィルタ回路の同調周波数範囲内となる。
【００３６】
この周波数可変フィルタの同調周波数範囲は、周波数可変フィルタ回路の内部容量のばらつきや、インダクタの性能のばらつきによって変化し、周波数可変フィルタ回路毎に誤差が生じる。このため、実際の周波数可変フィルタ回路においては、フィルタのカバー範囲は、矢印Ｒ１に示すように一定にはならず、周波数に応じて変化する。
【００３７】
また、本実施の形態においては、演算処理によってフィルタ中心周波数とキャパシタバンク容量値との曲線関係の相関を直線化するため、演算に使用する指定周波数と演算で算出して調整される実際のフィルタ中心周波数との間には誤差が生じる。この誤差は、各周波数での演算処理前の曲線と演算処理後の直線との間の距離及び傾きの差に由来する。
【００３８】
図中の実線Ｌ９、Ｌ１０は、演算処理で調整されるフィルタ中心周波数とキャパシタバンク容量値を示している。この場合、指定周波数を用いた演算によって調整されるフィルタ中心周波数は、実線Ｌ９、Ｌ１０上の数値となる。したがって、実線Ｌ９上の点Ｐ１及び実線Ｌ１０上の点Ｐ２は、フィルタのカバー範囲Ｒ１外となる。この場合、実線Ｌ９の演算式及び実線Ｌ１０の演算式に、演算式の切片に相当する係数βを加えてＤ１又はＤ２に移動させることにより、点Ｐ１及び点Ｐ２においても演算処理によって同調周波数範囲内に調整することができる。
【００３９】
図４（ｃ）は、係数Ａ、Ｂ及びＣ…を用いる概念を示す図である。本実施の形態においては、上述したキャパシタ及びインダクタの性能のばらつきにより、フィルタのカバー範囲が変化する。図中の実線Ｌ１０は、図４（ｂ）の実線Ｌ１０を示している。この場合フィルタのカバー範囲は、矢印Ｒ２の範囲となる。一方、多次方程式は、係数Ａ、Ｂ及びＣ…の数値を調整することにより、演算式の傾きθ１を変化させることができる。この場合、実線Ｌ１０の多次方程式の係数Ａ、Ｂ及びＣ…を調整して一点鎖線Ｌ１２のような傾きθ２にすることにより、フィルタのカバー範囲を矢印Ｒ３の範囲まで拡大することができる。以上のように本実施の形態においては、係数α、β、Ａ、Ｂ及びＣ…を用いることにより、周波数可変フィルタ回路の同調周波数範囲及びフィルタのカバー範囲を拡大することができる。
【００４０】
また、本実施の形態においては、係数α、β、Ａ、Ｂ、及びＣ…の少なくとも１つの係数を調整工程により決定することにより、他の係数は所定の定数を用いて演算を行うことができる。この場合、特に演算の影響が大きい多次方程式の次数の大きいＡ、Ｂ等を調整工程で決定することにより、更に演算の負荷を軽減できる。尚、本実施の形態においては、これらの係数α、β、Ａ、Ｂ及びＣ…は、メモリ内に係数のデータを保存して使用することができる。
【００４１】
更に、本実施の形態においては、フィルタ中心周波数とキャパシタバンク容量値との相関を直線化することにより、フィルタ中心周波数の変化量とキャパシタバンク容量値の調整量とがフィルタ中心周波数の広範囲にわたってほぼ等間隔に変化する。このため、フィルタ中心周波数が高い領域で指定周波数が一定値変化した時の補正に用いる係数α、β、Ａ、Ｂ、及びＣ…とフィルタ中心周波数が低い領域で指定周波数が一定値変化した時の補正に用いる係数α、β、Ａ、Ｂ、及びＣ…との差が小さくなり、補正に用いる係数の数値幅を削減することができる。一方、フィルタ中心周波数とキャパシタバンク容量値との間の相関が曲線関係の場合、フィルタ中心周波数が高い領域で指定周波数が一定値変化した場合のキャパシタバンク容量値の調整量とフィルタ中心周波数が低い領域内で指定周波数が一定値変化した場合のキャパシタバンク容量値の調整量とが大きく異なるため、補正に用いる係数の数値幅を広くとる必要がある。したがって、本実施の形態に係る周波数可変フィルタ回路の制御方法によれば、メモリ内に保存する係数のデータ量を更に削減することができる。
【００４２】
以上のように、本実施の形態においては、フィルタ中心周波数とキャパシタバンク容量値との相関を演算処理上、直線化することにより、簡素な演算処理によって周波数可変フィルタ回路を制御することができる。
【００４３】
また、本実施の形態は、周波数調整用のＰＬＬ回路や、発振器が不要になる。また、指数関数及び小数を用いず、整数のみを用いた四則演算によって演算処理できるので、アナログ演算回路だけでなく、デジタル演算回路で計算可能なため、回路規模が小さくすることができる。
【００４４】
以上説明した周波数可変フィルタ回路の制御方法は、テレビジョンチューナ等、各種受信装置の同調回路に用いることができる。以下、図５を参照して実施例に係るテレビジョンチューナについて説明する。
【００４５】
図５は、本実施例に係るテレビジョンチューナの機能ブロック図である。アンテナ５１にはＲＦアンプ５２の入力端が接続され、ＲＦアンプ５２の出力端は、切替え回路５３に接続されている。切替え回路５３には、ＶＨＦ−Ｌｏｗ用周波数可変フィルタ回路５４、ＶＨＦ−Ｈｉｇｈ用周波数可変フィルタ回路５５及びＵＨＦ用周波数可変フィルタ回路５６が接続される（以下、周波数可変フィルタ回路５４〜５６とする）。周波数可変フィルタ回路５４〜５６の出力端は、周波数変換回路５７に接続され、周波数変換回路５７には局部発振回路５８が接続されている。周波数変換回路５７の出力端は、チューナの出力端子５９に接続されている。各周波数可変フィルタ回路５４〜５６にはＩ２Ｃバス６０を介してコントローラ６１が接続される。コントローラ６１には、切替え回路５３及び局部発振回路５８が接続されている。
【００４６】
次に本実施例に係るテレビジョンチューナにおいて、周波数帯域のテレビジョン放送信号を受信する際の動作について説明する。アンテナ５１で受信したテレビジョン放送信号は、ＲＦアンプ５２で増幅された後、切替え回路５３に入力される。切替え回路５３は、コントローラ６０によって所望の受信周波数帯域に応じた周波数可変フィルタ回路５４〜５６に接続が切替えられ、受信信号は、周波数可変フィルタ回路５４〜５６のいずれかに入力される。フィルタ回路５４〜５６内のＩＣ６２〜６４には、所望の受信周波数に応じた指定周波数が、コントローラ６０からＩ２Ｃ６１バスを介して入力され、指定周波数に応じたキャパシタバンク容量値が算出されると共に、フィルタ中心周波数の調整が行われる。周波数可変フィルタ回路５４〜５６のいずれかでフィルタ処理された受信信号は、周波数変換回路５７に入力される。周波数変換回路５７に入力された受信信号は、局部発振回路５８からの発振信号と混合され、所望の受信周波数帯域が取り出されて出力端５９より後段回路へ出力される。局部発振回路５８の発振周波数はコントローラ６０によって制御される。
【００４７】
次に周波数可変フィルタ回路５４〜５６のＩＣ６２〜６４内での演算処理に関して説明する。本実施の形態に係るテレビジョンチューナにおいては、下記式（２）〜式（６）の多次方程式を用いて指定周波数に応じたキャパシタバンク容量値を算出する。ＶＨＦ−Ｌｏｗ周波数帯域の信号の受信には、式（２）を用いて行い、ＶＨＦ−Ｈｉｇｈ周波数帯域の信号の受信には、式（３）及び式（４）を用いて行い、ＵＨＦ周波数帯域の信号の受信には、数式（５）及び数式（６）を用いて行う。式（３）から式（４）への切替えはＶＨＦ−Ｈｉｇｈ周波数帯域に変曲点Ｆ１を設定して行われる。また式（５）から式（６）への切替えは、ＵＨＦ周波数帯域に変曲点Ｆ２を設定して行われる。尚、下記式（２）〜式（６）は、上記式（１）をテレビジョンチューナ用に変換したものである。
【００４８】
Ｙ１＝ＩＮＴ［｛Ａ×（α−Ｘ）３−Ｂ×（α−Ｘ）２｝/１０００]＋Ｃ×（α−Ｘ）−Ｄ 式(２)
Ｙ２＝ＩＮＴ［｛Ａ×（α−Ｘ）４−（Ｂ×１０）×（α−Ｘ）３＋（Ｃ×１０００）×（α−Ｘ）２｝/１０００００００]−Ｄ×（α−Ｘ）＋Ｅ 式(３)
Ｙ３＝ＩＮＴ［｛Ａ×（α−Ｘ）３−（Ｂ×１０）×（α−Ｘ）２｝/１００００]−Ｃ×（α−Ｘ）＋Ｄ 式(４)
Ｙ４＝ＩＮＴ［｛Ａ×（α−Ｘ）３−Ｂ×（α−Ｘ）２｝/１００００００００]＋ＩＮＴ[Ｃ×（α−Ｘ）/１０００]−Ｄ 式(５)
Ｙ５＝ＩＮＴ［｛Ａ×（α−Ｘ）３−（Ｂ×１００）×（α−Ｘ）２｝/１００００００]＋Ｃ×（α−Ｘ）−Ｄ 式（６)
Ｘ：指定周波数
Ｙ：キャパシタバンクの容量値
α：オフセット周波数係数
Ａ、Ｂ、Ｃ、…：補正係数
【００４９】
式（２）〜式（６）中では、次数の大きな項であるＡ、Ｂ及びＣの項に対して１０００００００で除算することにより演算処理を軽減している。例えば、データ量が１０ビットのデータ等の場合、そのまま除算すると数値が倍々に増え、データ保持のためのレジスタが増大する。このため、一定以上の数値で除算することにより、データの保持量を削減している。また、下位７ビットの計算結果は削除する。本実施例においては、１／１０００００００という大きな除算回路が入っており、下位ビットの演算結果はほとんど関与しないため、削除することによって演算処理を軽減している。
【００５０】
これらの式（２）〜式（６）及び各係数α、β、Ａ、Ｂ及びＣ…は、ＩＣ６２〜６４のメモリ内に保存され、演算処理に応じて演算回路で使用される。尚、各係数α、β、Ａ、Ｂ及びＣ…のうち少なくとも１つの係数は、調整工程によって決定された係数をメモリ内に記憶し、演算処理の際にメモリ内に保存された係数を用いて周波数可変フィルタ回路の制御を行うことができる。
【００５１】
また、本実施例においては、式（２）〜式（６）に用いられる係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥはのうち、少なくとも２つ用いることで演算処理を行うことができる。用いる係数の数を増やすことにより演算処理を軽減することができる。
【００５２】
本発明は上述した実施の形態及びその変形例に限定されるものではない。例えば、指数関数の線形化は多項式補間に制限されず、指数関数を線形化できる演算処理であれば特に制限されない。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、テレビジョンチューナ等、各種周波数可変フィルタ回路を備えた機器に適用可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１１ キャパシタバンク
１２ 周波数可変フィルタ回路
１３ 演算回路
１４ メモリ
１５、６１ Ｉ２Ｃバス
５１ アンテナ
５２ ＲＦアンプ
５３ 切替え回路
５４ ＶＨＦ−Ｌｏｗ用周波数可変フィルタ回路
５５ ＶＨＦ−Ｈｉｇｈ用周波数可変フィルタ回路
５６ ＵＨＦ用周波数可変フィルタ回路
５７ 周波数変換回路
５８ 局部発振回路
５９ 出力端
６０ コントローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インダクタと可変容量手段との共振回路で構成された周波数可変フィルタ回路の中心周波数を決定するための制御方法であって、
前記可変容量手段は、キャパシタバンクにより構成され、前記キャパシタバンクの容量値Ｙは、指定周波数に対し、下記式(Ａ)を使用して表わされ、係数α、β、Ａ、Ｂ、Ｃ、・・・を決定することによって、前記周波数可変フィルタ回路の中心周波数が決定されることを特徴とする周波数可変フィルタ回路の制御方法。
Ｙ＝Ａ×（α−Ｘ）ｎ＋Ｂ×（α−Ｘ）（ｎ−１）×Ｃ（α−Ｘ）（ｎ−２）＋…＋β 式(Ａ)
Ｘ：指定周波数
Ｙ：キャパシタバンクの容量値
α：オフセット周波数係数
β：カバー範囲の上限又は下限周波数に対する周波数ズレ分を補正する補正係数
Ａ、Ｂ、Ｃ、…：指定周波数に対する中心周波数の周波数ズレ分を補正する補正係数
ｎ：２以上の正の整数
【請求項２】
前記係数α、β、Ａ、Ｂ、Ｃ、・・・のうち、少なくとも１つの係数は、調整工程により決定され、他の係数は所定の定数を有していることを特徴とする請求項１記載の周波数可変フィルタ回路の制御方法。
【請求項３】
インダクタと可変容量手段との共振回路で構成された周波数可変フィルタ回路を備えた受信装置において、前記可変容量手段は、キャパシタバンクにより構成され、前記キャパシタバンクの容量値Ｙは、指定周波数に対し、下記式(Ｂ)を使用して表わされ、係数α、β、Ａ、Ｂ、Ｃ、・・・を決定することによって、前記周波数可変フィルタ回路の中心周波数が決定されることを特徴とする受信装置。
Ｙ＝Ａ×（α−Ｘ）ｎ＋Ｂ×（α−Ｘ）（ｎ−１）×Ｃ（α−Ｘ）（ｎ−２）＋…＋β 式(Ｂ)
Ｘ：指定周波数
Ｙ：キャパシタバンクの容量値
α：オフセット周波数係数
β：カバー範囲の上限又は下限周波数に対する周波数ズレ分を補正する補正係数
Ａ、Ｂ、Ｃ、…：指定周波数に対する中心周波数の周波数ズレ分を補正する補正係数
ｎ：２以上の正の整数
【請求項４】
前記係数α、β、Ａ、Ｂ、Ｃ、・・・のうち、少なくとも１つの係数は、調整工程により決定され、前記係数を記憶するメモリを備えることを特徴とする請求項３記載の受信装置。
【請求項５】
複数の周波数バンドに対して前記周波数可変フィルタ回路をそれぞれ備え、この周波数可変フィルタ回路のフィルタ中心周波数は、上記式（Ｂ）に従ってそれぞれ調整されることを特徴とする請求項３または請求項４記載の受信装置。
【請求項６】
前記周波数可変フィルタ回路を介してテレビジョン放送信号を受信することを特徴とする請求項３から請求項５のいずれかに記載の受信装置。
【請求項１】
インダクタと可変容量手段との共振回路で構成された周波数可変フィルタ回路の中心周波数を決定するための制御方法であって、
前記可変容量手段は、キャパシタバンクにより構成され、前記キャパシタバンクの容量値Ｙは、指定周波数に対し、下記式(Ａ)を使用して表わされ、係数α、β、Ａ、Ｂ、Ｃ、・・・を決定することによって、前記周波数可変フィルタ回路の中心周波数が決定されることを特徴とする周波数可変フィルタ回路の制御方法。
Ｙ＝Ａ×（α−Ｘ）ｎ＋Ｂ×（α−Ｘ）（ｎ−１）×Ｃ（α−Ｘ）（ｎ−２）＋…＋β 式(Ａ)
Ｘ：指定周波数
Ｙ：キャパシタバンクの容量値
α：オフセット周波数係数
β：カバー範囲の上限又は下限周波数に対する周波数ズレ分を補正する補正係数
Ａ、Ｂ、Ｃ、…：指定周波数に対する中心周波数の周波数ズレ分を補正する補正係数
ｎ：２以上の正の整数
【請求項２】
前記係数α、β、Ａ、Ｂ、Ｃ、・・・のうち、少なくとも１つの係数は、調整工程により決定され、他の係数は所定の定数を有していることを特徴とする請求項１記載の周波数可変フィルタ回路の制御方法。
【請求項３】
インダクタと可変容量手段との共振回路で構成された周波数可変フィルタ回路を備えた受信装置において、前記可変容量手段は、キャパシタバンクにより構成され、前記キャパシタバンクの容量値Ｙは、指定周波数に対し、下記式(Ｂ)を使用して表わされ、係数α、β、Ａ、Ｂ、Ｃ、・・・を決定することによって、前記周波数可変フィルタ回路の中心周波数が決定されることを特徴とする受信装置。
Ｙ＝Ａ×（α−Ｘ）ｎ＋Ｂ×（α−Ｘ）（ｎ−１）×Ｃ（α−Ｘ）（ｎ−２）＋…＋β 式(Ｂ)
Ｘ：指定周波数
Ｙ：キャパシタバンクの容量値
α：オフセット周波数係数
β：カバー範囲の上限又は下限周波数に対する周波数ズレ分を補正する補正係数
Ａ、Ｂ、Ｃ、…：指定周波数に対する中心周波数の周波数ズレ分を補正する補正係数
ｎ：２以上の正の整数
【請求項４】
前記係数α、β、Ａ、Ｂ、Ｃ、・・・のうち、少なくとも１つの係数は、調整工程により決定され、前記係数を記憶するメモリを備えることを特徴とする請求項３記載の受信装置。
【請求項５】
複数の周波数バンドに対して前記周波数可変フィルタ回路をそれぞれ備え、この周波数可変フィルタ回路のフィルタ中心周波数は、上記式（Ｂ）に従ってそれぞれ調整されることを特徴とする請求項３または請求項４記載の受信装置。
【請求項６】
前記周波数可変フィルタ回路を介してテレビジョン放送信号を受信することを特徴とする請求項３から請求項５のいずれかに記載の受信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４（ａ）（ｂ）】
【図４（ｃ）】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４（ａ）（ｂ）】
【図４（ｃ）】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１７８１３８（Ｐ２０１０−１７８１３８Ａ）
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９６０６（Ｐ２００９−１９６０６）
【出願日】平成２１年１月３０日（２００９．１．３０）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月３０日（２００９．１．３０）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
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