CN101026424A

CN101026424A - 调频发送机及使用它的小型电子设备

Info

Publication number: CN101026424A
Application number: CNA2007100052330A
Authority: CN
Inventors: 小森博文
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2006-02-17
Filing date: 2007-02-12
Publication date: 2007-08-29
Also published as: TW200737749A; KR20070082856A; JP2007221558A; US20070195961A1

Abstract

本发明的FM发送机的立体声调制器(10)将输入的声频信号(S1L、S1R)变换为立体声合成信号(S2)。频率调制器(20)包含PLL电路，将从立体声调制器(10)输出的立体声合成信号(S2)作为调制信号，从而实行频率调制。第1可编程分频器(40)、第2可编程分频器(42)将从外部输入的外部时钟信号(CKext)以分别设定的第1分频比n1、第2分频比n2进行分频并输出。将从第1可编程分频器(40)输出的第1时钟信号(CK1)作为用于生成立体声合成信号(S2)的基准时钟信号，将从第2可编程分频器(42)输出的第2时钟信号(CK2)作为PLL电路的基准时钟信号。

Description

调频发送机及使用它的小型电子设备

技术领域

本发明涉及FM发送机，该FM发送机生成立体声合成信号，并进行频率调制而输出。

背景技术

已知将声频信号变换为立体声合成信号，并使用频率调制器进行频率调制而输出的FM发送机。这样的FM发送机能够不通过RCA电缆等的布线而传输声频信号，所以被用于汽车音响的CD交换器(changer)和主要的光头组件(head unit)间的信号的传输等。而且近年来，硬盘音响设备、存储器音响设备、具有音乐重放功能的携带电话终端呈现明显的普及，而在将存储在这样的小型电子设备中的乐曲数据从落地式的音响组合装置等的扬声器进行重放的用途中，FM发送机也被使用。

在将FM发送机内置在携带电话终端等的小型电子设备中的情况下，电路的小型化成为非常重要的课题。在FM发送机中，将声频信号变换为立体声合成信号，使用立体声合成信号进行频率调制，并在放大后从天线发射。在立体声合成信号的生成上，使用38kHz的副载波和1 9kHz的导频信号。而且，在通过使用了PLL的直接调制方式而进行频率调制的情况下，需要用于决定载波的频率的基准时钟信号。

[专利文献1]特开平9-069729号公报

[专利文献2]特开平10-013370号公报

为了生成这些信号，在以往的FM发送机中，需要FM发送机专用地装载石英振子，石英振子以PLL的基准时钟信号的频率(例如200kHz)、以及立体声合成信号的生成所需的频率(19kHz和38kHz)的整数倍、优选是它们的公约数倍的频率产生振荡。但是，由于石英振子安装面积大而且昂贵，所以成为妨碍小型电子设备的小型化、低成本的主要因素。此外，FM发送机中必需的石英振子的振荡频率难以与小型电子设备的其他块共享。

发明内容

本发明鉴于这样的课题而完成，其目的在于，提供将电路规模缩小的FM发送机。

本发明的一个方案的FM发送机包括：立体声调制器，将输入的声频信号变换为立体声合成信号；频率调制器，包含PLL(Phase Locked Loop)电路，将从立体声调制器输出的立体声合成信号作为调制信号，实行频率调制；以及第1、第2可编程分频器，将输入的外部时钟信号以分别设定的第1、第2分频比进行分频并输出。将第1可编程分频器的输出信号作为用于生成立体声合成信号的基准时钟信号，将第2可编程分频器的输出信号作为PLL电路的基准时钟信号。

根据该方案，使用可编程分频器并由同一外部时钟信号生成用于生成立体声合成信号的基准时钟信号和PLL电路的基准时钟信号，所以可以不需要设置专用的振荡器，而缩小电路规模。此外，即使在外部时钟信号的频率对每个装载了FM发送机的装置(set)有所不同的情况下，由于可以独立地设定第1、第2可编程分频器的分频比，所以能够获得期望的基准时钟。

PLL电路的基准时钟信号的频率被设定为作为从频率调制器输出的被调制信号而可获得所需的频率的值，同时外部时钟信号的频率也可被设定为PLL电路的基准时钟信号的频率的整数倍。

PLL电路的基准时钟信号对FM发送机的载波的频率产生影响，所以对于它应该以高精度生成来说，用于生成立体声合成信号的基准时钟信号的频率精度没有被要求那么高。因此，通过优先地规定外部时钟信号的频率和PLL电路的基准时钟信号的频率的关系，能够提高FM发送机整体的性能。

一个方案的FM发送机还包括：滤波器，设置在立体声调制器的前级，对输入的声频信号的频带进行校正，并输出到立体声调制器；以及第3可编程分频器，将外部时钟信号以所设定的第3分频比进行分频而输出。将滤波器以包含了开关元件的开关电容滤波器构成，同时将第3可编程分频器的输出信号用作使开关元件导通/截止的时钟信号。

这种情况下，通过追加第3可编程分频器，能够生成开关电容滤波器所需的时钟信号，从而能够简化电路。

外部时钟信号也可以是装载了本FM发送机的装置的系统时钟。通过使FM发送机形成上述结构，能够独立地变更第1、第2可编程分频器的分频比，所以外部时钟信号的频率不被限定为特定的值。因此，通过将装置的系统时钟作为起源，生成FM发送机的内部的时钟信号，从而不需要FM发送机专用的振荡器，能够简化装置。

FM发送机也可以被一体集成在一个半导体衬底上。‘一体集成’包含了电路的结构元件全部形成在半导体衬底上的情况，或电路的主要结构元件被一体集成的情况，用于电路常数的调节的一部分电阻或电容器等也可以被设置在半导体衬底的外部。通过将FM发送机作为一个LSI进行集成，能够削减电路面积。

本发明的其他方案是小型电子设备。该小型电子设备包括：振荡器，生成规定的频率的系统时钟；被输入了由振荡器生成的系统时钟的FM发送机；以及天线，用于将FM发送机的输出信号向外部发送。

根据该方案，通过简化FM发送机，能够将设备整体小型化、简化。

再有，将以上的结构元件的任意的组合、本发明的构成元素或表现在方法、装置、系统等之间相互地置换所得到的方案，作为本发明的方案也是有效的。

根据本发明，能够缩小FM发送机的电路规模。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式的FM发送机的结构的电路图。

图2是表示图1的FM发送机的立体声调制器、频率调制器的内部结构的方框图。

图3是表示第2实施方式的FM发送机的结构的方框图。

图4是表示装载了实施方式的FM发送机的小型电子设备的结构的方框图。

具体实施方式

(第1实施方式)

图1是表示本发明第1实施方式的FM发送机100的结构的电路图。FM发送机100将输入到输入端子102的由L声道和R声道构成的立体声声频信号S1L、S1R变换为立体声合成信号，进而进行频率调制后，进行放大，并从输出端子104输出。FM发送机100作为功能IC而被一体集成在一个半导体衬底上。再有，输入到输出端子102的声频信号也可以是单声道信号。

首先，概要说明FM发送机100中的信号处理的内容。立体声调制器10将输入的声频信号S1L、S1R变换为立体声合成信号S2。频率调制器20如后述那样包含PLL电路，将从立体声调制器10输出的立体声合成信号S2作为调制信号，从而实行频率调制。频率调制器20将具有载波频率的高频信号S3输出到功率放大器30。功率放大器30将输入的高频信号S3放大，并从输出端子104输出。

在时钟输入端子106上，被输入外部时钟信号CKext。作为该外部时钟信号CKext的频率的条件，最好是预先作为FM发送机100的规格来决定。例如，在某个状态的FM发送机100中，假设外部时钟信号CKext的频率在10MHz～20MHz之间作为刻度为每规定的频率宽度Δf的频率的任何一个而被输入。

第1可编程分频器40将从外部输入的外部时钟信号CKext按预先设定的第1分频比n1进行分频，并输出到立体声调制器10。即，输入到立体声调制器10的第1时钟信号CK1的频率f1使用外部时钟信号CKext的频率fext，被以f1＝fext/n1提供。从第1可编程分频器40输出的第1时钟信号CK1在立体声调制器10中被用作用于生成立体声合成信号S2的基准时钟信号。在本实施方式中，设定第1分频比n1，以使第1时钟信号CK1的频率f1成为最接近38kHz的值。

第2可编程分频器42将外部时钟信号CKext按预先设定的第2分频比n2进行分频，并输出到频率调制器20。即，输入到频率调制器20的第2时钟信号CK2的频率f2使用外部时钟信号CKext的频率fext，被以f2＝fext/n2提供。从第2可编程分频器42输出的第2时钟信号CK2被用作频率调制器20的PLL电路的基准时钟信号。

图2是表示图1的FM发送机100的立体声调制器10、频率调制器20的内部结构的方框图。首先，对于立体声调制器10、频率调制器20的结构、动作来说，由于已被广泛公知，所以这里简单地进行说明。在以后的附图中，在与已有的结构元件相同或同等的结构元件上，附加相同的标号，并省略相应说明。

立体声调制器10包括：加法器12、减法器13、加法器14、振幅调制器15、多路转换器16、1/2分频器17。加法器12将L声道和R声道的立体声声频信号相加，并生成和信号L+R。减法器13由L声道和R声道的立体声声频信号生成差信号L-R。振幅调制器15使用差信号L-R，对从图1的第1可编程分频器40输出的38kHz的第1时钟信号CK1进行振幅调制。多路转换器16将和信号L+R与从振幅调制器15输出的副载波S1进行合成。1/2分频器17将38kHz的第1时钟信号CK1进行1/2分频，并生成19kHz的导频信号Sp。加法器14将多路转换器16的输出信号和导频信号Sp进行合成，生成立体声合成信号S2。

频率调制器20包括：VCO22、分频器24、相位比较器26、环路滤波器28、加法器29。

VCO22以对应于控制电压Vcnt的频率进行振荡。VCO22的输出信号S3作为被调制信号而输出到外部，同时被输入到分频器24。分频器24将VCO22的输出信号S3的频率frf分频为1/n(n为自然数)，并输出反馈信号Sfb。在相位比较器26中，将从分频器24输出的频率frf/n的反馈信号Sfb与基准时钟信号CKref进行比较，输出对应于两个信号的相位差的电压(以下，称为相位差电压Vpc)。PLL电路的基准时钟信号CKref如上述那样是从图1的第2可编程分频器42输出的第2时钟信号CK2。

环路滤波器28除去从相位比较器26输出的相位差电压Vpc的高频分量，并输出到加法器29。加法器29将从立体声调制器10输出的立体声合成信号S2重叠在环路滤波器28的输出信号上，并作为控制电压Vcnt输出。

VCO22的输出信号S3成为由载波频率frf＝CK2×n、立体声合成信号S2进行了频率调制的信号。

这里，PLL电路的基准时钟信号CKref(＝CK2)的频率被设定为获得作为从频率调制器20输出的被调制信号S3所需的频率的值。即，在要以100kHz步幅(step)改变被载波的频率的情况下，基准时钟信号CKref的频率设定为100kHz、或其约数。而且，在频率调制器20的后级还设置1/2分频器，将输出信号S3进行1/2分频后，输出到后级的块的结构的情况下，基准时钟信号CKref设定为200kHz，或其约数。而且，最好是外部时钟信号CKext的频率fext设定为PLL电路的基准时钟信号CKref(＝CK2)的频率f2的整数倍。

根据以上那样构成的FM发送机100，使用可编程分频器并由同一外部时钟信号CKext生成用于立体声合成信号S2生成的基准时钟信号CK1和PLL电路的基准时钟信号CK2(＝CKref)。其结果，不需要设置专用的振荡器，可以缩小电路规模。此外，即使在外部时钟信号CKext的频率对每个装载了FM发送机的装置有所不同的情况下，由于可以独立地设定第1可编程分频器40、第2可编程分频器42的分频比n1、n2，所以能够在立体声调制器10、频率调制器20中获得所需的期望的基准时钟。

此外，PLL电路的基准时钟信号CKref(＝CK2)对FM发送机100的载波的频率产生影响，所以对于应以高精度生成来说，用于立体声合成信号生成的基准时钟信号CK1的频率精度不要求那样高。因此，通过将外部时钟信号CKext的频率和PLL电路的基准时钟信号CKref(＝CK2)的关系比外部时钟信号CKext和第1时钟信号CK1的关系更优先地规定，能够提高FM发送机整体的性能。

(第2实施方式)

在第2实施方式，在FM发送机100中，使用开关电容构成在立体声调制器10的前级所设置的滤波器。图3是表示第2实施方式的FM发送机100a的结构的方框图。以下，以与第1实施方式的不同方面为中心进行说明。

FM发送机100a除了图1的结构元件以外，还包括滤波器50、第3可编程分频器44。滤波器50被设置在立体声调制器10的前级，对输入的立体声声频信号S1L、S1R的频带进行校正，并输出到立体声调制器10。例如，滤波器50是低通滤波器、预加重(pre-emphasis)滤波器等。在本实施方式中，这些滤波器的至少一部分作为使用了电容器和开关元件的开关滤波器而构成。

第3可编程分频器44将外部时钟信号CKext以预先设定的第3分频比n3进行分频，并供给滤波器50。从第3可编程分频器44输出的第3时钟信号CK3被用作使滤波器50内部的开关元件导通/截止的时钟信号。

开关电容滤波器的频率特性依赖于内部的开关元件的开关频率。因此，通过将对开关元件供给的时钟信号根据外部时钟信号CKext而使用分频比可调节的第3可编程分频器44来生成，可不附加新的振荡器而构成电路。而且，即使在外部时钟信号CKext的频率变化的情况下，通过将第3可编程分频器44的第3分频比n3设定为适当的值，也可以使滤波器50的频带特性为期望的频带特性。

以上，根据实施方式，说明了有关FM发送机的结构、动作。下面，说明有关实施方式的FM发送机100的应用例。上述FM发送机100例如适合装载在具有音频重放功能的携带电话终端等的小型电子设备上。图4是表示装载了实施方式的FM发送机的小型电子设备的结构的方框图。

小型电子设备200具有：FM发送机100、存储器110、声频编码器120、天线130、振荡器140、控制单元150。

振荡器140具有规定的振荡频率，生成小型电子设备200的系统时钟CKsys。在存储器110中，声频数据以压缩、或非压缩的形式被记录。声频编码器120从存储器110读出声频数据DA，根据需要而进行编码，从而生成声频信号S1L、S1R，并输出到FM发送机100。FM发送机100如上述那样进行立体声调制、频率调制，进而将放大后的高频信号S4输出到天线130。

声频编码器120、控制单元150根据系统时钟信号CKsys而进行规定的运算。此外，该系统时钟信号CKsys被作为外部时钟信号CKext输入到FM发送机100。

控制单元150例如是微处理器，根据振荡器140的振荡频率、即系统时钟CKsys的频率，设定FM发送机100的第1可编程分频器40、第2可编程分频器42等的分频比n1、n2。分频比的设定，通过在FM发送机100中准备寄存器等，并可从外部变更其值而实现。

根据图4的小型电子设备200，将系统时钟CKsys作为FM发送机100的外部时钟信号而使用，并作为其他电路块的时钟信号而使用，所以能够以一个振荡器进行动作。即，由于不需要设置FM发送机专用且昂贵的石英振子等，所以能够实现装置的小型化、低成本。此外，即使在FM发送机100被装载在系统时钟信号的频率有所不同的装置上的情况下，通过适当地设定第1可编程分频器40、第2可编程分频器42等的分频比n1、n2，能够实现稳定的立体声调制、频率调制。即，FM发送机100不限制于所装载的装置的系统时钟，与以往的FM发送机相比，还具有通用性好的优点。

实施方式是例示，本领域技术人员应当理解，在这些各结构元件或各处理过程的组合上有各种各样的变形例，而这些变形例也在本发明的范围内。

Claims

1.一种FM发送机，包括：

立体声调制器，将输入的声频信号变换为立体声合成信号；

频率调制器，包含PLL电路，将从所述立体声调制器输出的立体声合成信号作为调制信号，实行频率调制；以及

第1、第2可编程分频器，将输入的外部时钟信号以分别设定的第1、第2分频比进行分频并输出，

其特征在于，将所述第1可编程分频器的输出信号作为用于生成所述立体声合成信号的基准时钟信号，将所述第2可编程分频器的输出信号作为所述PLL电路的基准时钟信号。

2.如权利要求1所述的FM发送机，其特征在于，

所述PLL电路的基准时钟信号的频率被设定为作为从所述频率调制器输出的被调制信号而可获得所需的频率的值，

同时所述外部时钟信号的频率被设定为所述PLL电路的基准时钟信号的频率的整数倍。

3.如权利要求1或2所述的FM发送机，其特征在于，还包括：

滤波器，设置在所述立体声调制器的前级，对输入的所述声频信号的频带进行校正，并输出到所述立体声调制器；以及

第3可编程分频器，将所述外部时钟信号以所设定的第3分频比进行分频而输出，

将所述滤波器以包含了开关元件的开关电容滤波器构成，同时将所述第3可编程分频器的输出信号用作使所述开关元件导通/截止的时钟信号。

4.如权利要求1或2所述的FM发送机，其特征在于，所述外部时钟信号是装载了本FM发送机的装置的系统时钟。

5.如权利要求1或2所述的FM发送机，其特征在于，所述FM发送机被一体集成在一个半导体衬底上。

6.一种小型电子设备，其特征在于，包括：

振荡器，生成规定的频率的系统时钟；

权利要求1或2所述的FM发送机，被输入了由所述振荡器生成的系统时钟；以及

天线，用于将所述FM发送机的输出信号向外部发送。