CN101056107A - 滤波电路、包含其的调频发送机、以及小型电子设备 - Google Patents

Abstract

提供一种滤波电路、包含其的调频发送机以及使用它们的小型电子设备。课题是缩小调频发送机的电路规模。调频发送机(100)将输入音频信号(S1)变换为立体声合成信号(S2)并进行频率调制后输出。滤波电路(50)被输入输入音频信号(S1)，并对频带进行校正后输出。立体声调制器(10)对滤波电路(50)的输出信号(S1’)进行立体声调制，变换为立体声合成信号(S2)。频率调制器(20)基于从立体声调制器(10)输出的立体声合成信号(S2)，执行频率调制。滤波电路(50)例如包含预增强电路或低通滤波器。滤波电路(50)的至少一部分，即低通滤波器或预增强电路，由开关电容滤波器构成。

Description

滤波电路、包含其的调频发送机、以及小型电子设备

技术领域

本发明涉及生成立体声合成信号并进行频率调制后输出的调频发送机。

背景技术

已知将音频信号变换为立体声合成信号，使用频率调制器进行频率调制后输出的调频发送机。这样的调频发送机由于能够不经由RCA电缆等布线而传输音频信号，因此被利用于汽车音响的CD自动换片装置(changer)和主要的光头单元之间的信号传输等。进而，近年来，硬盘音频设备、存储器音频设备、具有音乐再现功能的携带电话终端广泛地普及，但在从落地式音频组合音响等的扬声器再现这样的小型电子设备中存储的音乐数据的用途中，也使用调频发送机。专利文献1至3中公开了相关联的频率调制器和调频发送机。

在将调频发送机内置于携带电话终端等小型电子设备的情况下，电路的小型化成为非常重要的课题。在调频发送机中，在频率调制器的前级设有对音频信号的高频带的频率分量进行强调的预增强电路，和包含用于除去高频分量的低通滤波器等的滤波电路(参照专利文献3)。

[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

[专利文献3]特开平9-312588号公报

在将滤波电路使用电阻元件和电容器元件构成为模拟滤波器的情况下，存在滤波器的频率特性由于元件的电阻值和电容值的偏差而变动的问题。此外，为了处理音频信号的频带，存在电容器的电容值变得非常大，难以内置于IC(Integrated Circuit，集成电路)中，部件数增大的问题。部件数的增大成为妨碍装载到小型电子设备的原因。

发明内容

本发明鉴于这样的课题而完成，其目的在于提供一种缩小了电路规模的调频发送机。

本发明的某一方式，涉及将输入音频信号变换为立体声合成信号并进行频率调制后输出的调频发送机。该调频发送机包括：滤波电路，被输入输入音频信号，并对频带进行校正后输出；立体声调制器，对滤波电路的输出信号进行立体声调制，变换为立体声合成信号；以及频率调制器，基于从立体声调制器输出的立体声合成信号，执行频率调制。滤波电路的至少一部分由开关电容滤波器构成。

根据该方式，通过由开关电容滤波器构成滤波电路，从而能够减小用于决定滤波器的频带的电容器的电容值，因此能够集成到半导体衬底上，并且可以简化电路。

滤波电路还包含用于除去输入音频信号的高频分量的低通滤波器，该低通滤波器由开关电容滤波器构成也可以。此外，在其它方式中，滤波电路还包含用于强调输入音频信号的高频分量的预增强电路，该预增强电路由开关电容滤波器构成也可以。在其它方式中，低通滤波器和预增强电路两者都由开关电容滤波器构成也可以。

将低通滤波器构成为开关电容滤波器的情况下，能够灵活地设计频率特性，可以使用几个～十几个几pF～几十pF的电容器来构成高阶，例如3阶到7阶左右的滤波器。进而，由于这些电容器可集成到半导体衬底上，因此能够削减部件数。在将预增强电路构成为开关电容滤波器的情况下，可通过集成来简化电路，同时与使用外置部件的情况相比，能够降低电路部件的电阻值、电容值的偏差引起的频率特性的变动，并且能够实现稳定的预增强性能。此外，在将两者构成为开关电容滤波器的情况下，能够进一步简化电路，同时能够使对于输入音频信号的频率校正稳定。

由开关电容滤波器构成的低通滤波器的频率特性在19kHz以及38kHz具有凹口(notch)也可以。通过从音频信号中除去立体声调制器的副载波以及导频信号的频率，从而能够生成良好的频率调制波。

由开关电容滤波器构成的低通滤波器的阶数为5阶，其频率特性在19kHz以及38kHz具有凹口也可以。在该情况下，能够将电路面积和调频发送机的性能平衡设定为最佳。

由开关电容滤波器构成的预增强电路包含可变电容器，为根据可变电容器的电容值，要强调的频率(以下称作预增强时间常数)可改变。在该情况下，通过变更电容值，从而能够应对预增强时间常数不同的多个国家和地区。

开关电容滤波器的开关所使用的时钟信号的频率也可以在从100kHz到1MHz之间。通过使用该频带的时钟信号，能够将电容器的电容值设定为最适于集成的范围。

频率调制器由包含PLL(Phase Locked Loop，锁相环)电路的直接调制型构成，开关电容滤波器的开关所使用的时钟信号，与频率调制器的PLL电路的基准时钟信号，是起源相同的信号。也可以是，开关电容滤波器的开关所使用的时钟信号，与在立体声调制器中使用的38kHz的副载波以及19kHz的导频信号，是起源相同的信号。

通过将时钟信号间接地或直接地与其它信号共用，从而不需要专用的振荡器，因此能够简化电路。

某一方式的调频发送机也可以包括分频器，其对搭载了该调频发送机的装置的系统时钟进行分频，并作为开关电容滤波器的开关所使用的时钟信号输出。

由立体声调制器、频率调制器以及开关电容滤波器构成的滤波电路的一部分被一体集成在一个半导体衬底上也可以。“一体集成”包含电路的构成元件全部被一体集成在半导体衬底上的情况，和电路的主要构成元件被一体集成的情况，也可以为了调节电路常数而在半导体衬底的外部设有一部分电阻或电容器等。通过将这些电路作为一个LSI集成，从而能够削减电路面积。

本发明的其它方式涉及被设置在对输入音频信号进行频率调制的频率调制器的前级的滤波电路。该滤波电路包括：预增强电路，强调输入音频信号的高频分量；以及低通滤波器，被设置在预增强电路的前级或后级，将输入音频信号的高频分量除去。预增强电路以及低通滤波器的至少一个由开关电容滤波器构成。

频率调制器由包含PLL(Phase Locked Loop)电路的直接调制型构成，开关电容滤波器的开关所使用的时钟信号，与频率调制器的PLL电路的基准时钟信号，是起源相同的信号也可以。

本发明的其它方式是小型电子设备。该小型电子设备包括：上述调频发送机；天线，用于将调频发送机的输出信号发送到外部；振荡器，生成规定频率的系统时钟；以及第1分频器，将系统时钟以第1分频比进行分频，并提供给调频发送机的开关电容滤波器。该小型电子设备也可以还包括：第2分频器，将系统时钟以第2分频比进行分频，并提供给调频发送机的立体声调制器，以生成38kHz的副载波以及19kHz的导频信号；以及第3分频器，将系统时钟以第3分频比进行分频，并作为PLL电路的基准时钟信号，提供给由包含PLL(Phase Locked Loop)电路的直接调制型构成的调频发送机的频率调制器。

根据该方式，通过搭载利用了开关电容滤波器的调频发送机，从而能够使小型电子设备小型化。此外，通过设置第1到第3分频器，从而能够共用一个系统时钟，因此能够使装置简化、低成本化。

另外，以上的构成元件的任意组合、本发明的构成元件或表现在方法、装置、系统等之间相互置换的结果，作为本发明的方式都有效。

根据本发明，能够缩小调频发送机的电路规模。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的FM发送机的结构的电路图。

图2是表示图1的滤波电路的结构的方框图。

图3是表示图2的预增强电路的结构例子的电路图。

图4是表示图3的第3电容器为可变电容时的结构例子的电路图。

图5是表示图2的低通滤波器的结构例子的电路图。

图6是表示图5的低通滤波器的频率特性的图。

图7是表示图1的调频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8是表示搭载了实施方式的调频发送机的小型电子设备的结构的方框图。

标号说明

10立体声调制器，20频率调制器，24分频器，40第1可编程分频器，42第2可编程分频器，44第3可编程分频器，50滤波电路，52预增强电路，54限幅电路，56低通滤波器，100调频发送机，130天线，140振荡器，200小型电子设备。

具体实施方式

图1是表示本发明的实施方式的调频发送机100的结构的电路图。在以后的图中，对与已经出现的构成元件相同或同等的构成元件赋予同一标号并适当省略说明。调频发送机100将由输入到输入端子102的L声道(左声道)和R声道(右声道)构成的立体声音频信号S1L、S1R(以下，也简称作输入音频信号S1)变换为立体声合成信号，进而进行频率变换之后放大，并从输出端子104输出。调频发送机100作为功能IC而一体集成在一个半导体衬底上。另外，被输入到输入端子102的音频信号是单声道也可以。

首先，说明调频发送机100的结构以及处理信号的概要。调频发送机100包括：滤波电路50、立体声调制器10、频率调制器20、功率放大器30、第1可编程分频器40、第2可编程分频器42、第3可编程分频器44。输入音频信号S1被输入到滤波电路50。滤波电路50将输入音频信号S1的频带校正后输出。立体声调制器10将作为滤波电路50的输出信号的被校正了频带的音频信号S1L’、S1R’进行立体声调制，并变换为立体声合成信号S2。频率调制器20基于从立体声调制器10输出的立体声合成信号S2，执行频率调制。频率调制器20将具有载频的高频信号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输出被放大了的高频信号S4。

本实施方式的特征在于，滤波电路50的至少一部分由开关电容滤波器构成。在后面详细叙述，滤波电路50包含对输入音频信号S1的高频分量进行强调的预增强电路和将输入音频信号S1的高频分量除去的低通滤波器等而构成。

通过将滤波电路50的一部分由开关电容滤波器构成，从而能够减小用于决定滤波器频带的电容器的电容值，因此能够集成到半导体衬底，并且能够简化电路。

在本实施方式中，滤波电路50的开关电容滤波器的开关所使用的第1时钟信号CK1优选设定在从100kHz至1MHz之间。通过将第1时钟信号CK1的频率设定在该范围中，能够将构成开关电容滤波器的电容器的容量值设为几pF程度，并且容易集成到IC。此外，通过将第1时钟信号CK1的频率设为100kHz以上，从而成为比在后级的立体声调制器10中使用的38kHz的副载波以及19kHz的导频信号高出数倍的频率，因此能够减轻第1时钟信号CK1对立体声调制产生的影响，并且能够实现稳定的立体声调制。

在本实施方式中，滤波电路50的开关电容滤波器的开关所使用的第1时钟信号CK1，与在立体声调制器10中使用的38kHz的副载波以及19kHz的导频信号起源相同。进而，在本实施方式中，频率调制器20由使用PLL电路的直接调制型构成，第1时钟信号CK1与频率调制器20的PLL电路的基准时钟信号起源相同。

以下，说明用于在滤波电路50、立体声调制器10、频率调制器20中共用时钟信号的技术。外部时钟信号CKext被输入到时钟输入端子106。作为该外部时钟信号CKext的频率的条件，优选预先决定为调频发送机100的规格。例如，在某一方式的调频发送机100中，外部时钟信号CKext的频率假设作为在10MHz～20MHz之间被划分为每规定的频率宽度Δf的频率的其中一个被输入。

第1可编程分频器40以预先设定的第1分频比n1将从外部输入的外部时钟信号CKext进行分频，并作为第1时钟信号CK1提供给滤波电路50。被输入滤波电路50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由f1＝fext/n1得到。第1时钟信号CK1被用于滤波电路50内部的开关电容滤波器的开关。

第2可编程分频器42以预先设定的第2分频比n2将从外部输入的外部时钟信号CKext进行分频，并输出到立体声调制器10。即，被输入立体声调制器10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由f2＝fext/n2得到。从第2可编程分频器42输出的第2时钟信号CK2在立体声调制器10中，被作为用于生成立体声合成信号S2的基准时钟信号被使用。在本实施方式中，设定第2分频比n2以使第2时钟信号CK2的频率f2成为最接近38kHz的值。

第3可编程分频器44以预先设定的第3分频比n3将外部时钟信号CKext进行分频，并输出到频率调制器20。即，被输入频率调制器20的第3时钟信号CK3的频率f3使用外部时钟信号CKext的频率fext由f3＝fext/n3得到。如后述这样，频率调制器20由包含PLL电路的直接调制型构成。从第3可编程分频器44输出的第3时钟信号CK3被用作频率调制器20的PLL电路的基准时钟信号。

这样，通过设置三个分频器，可以间接地共用滤波电路50、立体声调制器10、频率调制器20所使用的时钟信号。因此，由于不必设置滤波电路50的开关电容滤波器专用的振荡器，因此能够简化电路。

以下，说明各电路块的结构以及动作的细节。图2是表示图1的滤波电路50的结构例子的方框图。滤波电路50对L声道、R声道分别具有预增强电路52、限幅电路54、低通滤波器56。L声道、R声道由符号所添加的L、R的字符进行区别。另外，由于L声道和R声道的结构相同，因此以下以L声道为例进行说明。

作为输入音频信号S1的L声道分量的音频信号S1L被输入到预增强电路52L。预增强电路52L将音频信号S1L的高频分量进行强调。限幅电路54L进行限制，以使预增强电路52L的输出信号的电平不超过某一值。低通滤波器56L除去限幅电路54的输出信号的高频分量。

在本实施方式中，预增强电路52L以及低通滤波器56L被构成为开关电容滤波器。第1时钟信号CK1为了开关电容滤波器的开关用而被输入预增强电路52L以及低通滤波器56L。

另外，滤波电路50的结构不限定为图2的结构，各块的顺序等适当变更即可。此外，不一定需要将预增强电路52以及低通滤波器56两者都由开关电容滤波器构成，也可以仅将其中一个由开关电容滤波器构成，另一个被构成为有源滤波器或无源滤波器。此外，也可以在预增强电路52的前级或低通滤波器56的后级另外设置用于抗混淆(anti-aliasing)的滤波器。

图3是表示预增强电路52的结构例子的电路图。预增强电路52包含第1电容器C1～第4电容器C4、第1开关SW1～第4开关SW4、第1运算放大器Op1。第1开关SW1～第4开关SW4对应于第1时钟信号CK1而交替地重复第1状态和第2状态。

第1基准电压Vref1被输入到第1运算放大器Op1的同相输入端子。第1电容器C1被设置在第1运算放大器Op1的输出端子和反相输入端子之间。第1运算放大器Op1的输出端子为预增强电路52的输出端子114。

第2电容器C2的第1端子上连接第1开关SW1，第2电容器C2的第2端子上连接第2开关SW2。与第1电容器C1并联地设置由第1开关SW1、第2电容器C2、第2开关SW2被依次连接而构成的路径。第1开关SW1，在第1状态下，在第1运算放大器Op1的反相输入端子侧导通，在第2状态下，在被施加了第2基准电压Vref2的基准电压端子侧导通。第2开关SW2，在第1状态下，在第1运算放大器Op1的输出端子侧导通，在第2状态下，在被施加了第2基准电压Vref2的基准电压端子侧导通。

第3电容器C3被设置在预增强电路52的输入端子112和第1运算放大器Op1的反相输入端子之间。第4电容器C4的第1端子上连接第3开关SW3，第4电容器C4的第2端子上连接第4开关SW4。与第3电容器C3并联地设置由第3开关SW3、第4电容器C4、第4开关SW4被依次连接而构成的路径。第3开关SW3，在第1状态下，在输入端子侧导通，在第2状态下，在被施加了第2基准电压Vref2的基准电压端子112侧导通。第4开关SW4，在第1状态下，在第1运算放大器Op1的反相输入端子侧导通，在第2状态下，在被施加了第2基准电压Vref2的基准电压端子侧导通。

预增强电路52对应于第1时钟信号CK1而交替地重复第1状态和第2状态。另外，图3所示的第1开关SW1～第4开关SW4的状态表示第1状态。各开关SW1～SW4在与图3相反侧导通的状态为第2状态。

这样构成的预增强电路52的频率特性由1+ωτ得到。这里，ω是输入音频信号S1的角频率，τ是预增强电路52的时间常数。

预增强电路52的时间常数τ由第1时钟信号CK1的频率f1以及第1电容器C1～第4电容器C4的电容值决定。例如，在某一实施例中，也可以构成为f1＝500kHz，C1＝C2＝C4＝1pF。在该情况下，在C3＝1pF时，τ＝0μs，在C3＝25pF时，τ＝50μs，在C3＝37.5pF时，τ＝75μs，在C3＝50pF时，τ＝100μs。

另外，预增强电路52的时间常数τ需要根据调频发送机100被使用的国家和地区来设定。因此，可以将第3电容器C3构成为可变电容。图4是表示作为可变电容的第3电容器C3的结构例子的电路图。第3电容器C3包含并联设置的第3电容器C3a～第3电容器C3d的四个电容器。在第3电容器C3b的两端设有转移栅(transfer gate)TG1。同样，在第3电容器C3c、C3d的两端分别设有转移栅TG2、TG3。

例如，在设为C3a＝1pF、C3b＝24pF、C3c＝12.5pF、C3d＝12.5pF的情况下，在转移栅TG1～TG3全部截止的状态下，时间常数为τ＝0μs。此外，在转移栅TG1导通时，τ＝50μs，在转移栅TG2、TG2导通时，τ＝75μs，在转移栅TG1、TG2、TG3导通时，τ＝100μs。

图3的预增强电路52的结构为例示，也可以采用其它的结构。例如，第3电容器C3也可以不采用如图4所示的可变电容，而仅将第3电容器C3构成为外置部件。此外，关于电路形式，只要能够得到所希望的预增强特性，也可以采用其它的结构。

接着，说明由开关电容滤波器构成的低通滤波器56。图5是表示低通滤波器56的结构例子的电路图。低通滤波器56由开关电容滤波器构成5阶的契比雪夫(Chebyshev)型低通滤波器。低通滤波器56包含第2运算放大器Op2～第6运算放大器Op6、第5电容器C5～第26电容器C26、多个开关SW5～SW25。多个开关SW5～SW25的状态对应于第1时钟信号CK1而交替地重复第1状态和第2状态。图5表示第1状态，各开关在相反侧导通的状态为第2状态。

低通滤波器56除去被输入到输入端子122的信号的高频分量，并从输出端子124输出。在第2运算放大器Op2～第6运算放大器Op6的同相输入端子分别施加第1基准电压Vref1。

在第2运算放大器Op2的输出端子和反相输入端子之间设置第5电容器C5。第6电容器C6被设置在输入端子122和第2运算放大器Op2的反相输入端子之间。第7电容器C7的第1端子与被施加了第2基准电压Vref2的基准电压端子连接，第2端子上连接开关SW5。开关SW5在第1状态下，在第2运算放大器Op2的反相输入端子侧导通，在第2状态下，在输入端子122侧导通。

在第8电容器C8的两端连接开关SW6、SW7。与第5电容器C5并联地设有包含第8电容器C8以及开关SW6、SW7而构成的路径。开关SW6，在第1状态下，在第2运算放大器Op2的反相输入端子侧导通，在第2状态下，在被施加了第2基准电压Vref2的基准电压端子侧导通。开关SW7，在第1状态下，在第2运算放大器Op2的输出端子侧导通，在第2状态下，在被施加了第2基准电压Vref2的基准电压端子侧导通。

在第9电容器C9的两端连接开关SW8、SW9。在第2运算放大器Op2的输出端子和第3运算放大器Op3的反相输入端子之间设有包含第9电容器C9以及开关SW8、SW9而构成的路径。开关SW8，在第1状态下，在被施加了第2基准电压Vref2的基准电压端子侧导通，在第2状态下，在第2运算放大器Op2的输出端子侧导通。开关SW9，在第1状态下，在第3运算放大器Op3的反相输入端子侧导通，在第2状态下，在被施加了第2基准电压Vref2的基准电压端子侧导通。第10电容器C10被设置在第3运算放大器Op3的输出端子和反相输入端子之间。

在第11电容器C11的两端连接开关SW10、SW11。在第3运算放大器Op3的输出端子和第4运算放大器Op4的反相输入端子之间设有包含第11电容器C11以及开关SW10、SW11而构成的路径。开关SW10，在第1状态下，在第3运算放大器Op3的输出端子侧导通，在第2状态下，在被施加了第2基准电压Vref2的基准电压端子侧导通。开关SW11，在第1状态下，在第4运算放大器Op4的反相输入端子侧导通，在第2状态下，在被施加了第2基准电压Vref2的基准电压端子侧导通。第12电容器C12被设置在第4运算放大器Op4的输出端子和反相输入端子之间。

在第13电容器C13的两端连接开关SW12、SW13。在第4运算放大器Op4的输出端子和第5运算放大器Op5的反相输入端子之间设有包含第13电容器C13以及开关SW12、SW13而构成的路径。开关SW12，在第1状态下，在被施加了第2基准电压Vref2的基准电压端子侧导通，在第2状态下，在第4运算放大器Op4的输出端子侧导通。开关SW13，在第1状态下，在第5运算放大器Op5的反相输入端子侧导通，在第2状态下，在被施加了第2基准电压Vref2的基准电压端子侧导通。第14电容器C14被设置在第5运算放大器Op5的输出端子和反相输入端子之间。

在第15电容器C15的两端连接开关SW14、SW15。在第5运算放大器Op5的输出端子和第6运算放大器Op6的反相输入端子之间设有包含第15电容器C15以及开关SW14、SW15而构成的路径。开关SW14，在第1状态下，在第5运算放大器Op5的输出端子侧导通，在第2状态下，在被施加了第2基准电压Vref2的基准电压端子侧导通。开关SW15，在第1状态下，在第6运算放大器Op6的反相输入端子侧导通，在第2状态下，在被施加了第2基准电压Vref2的基准电压端子侧导通。第16电容器C16被设置在第6运算放大器Op6的输出端子和反相输入端子之间。

在第17电容器C17的两端连接开关SW16、SW17。在第6运算放大器Op6的输出端子和反相输入端子之间设有包含第17电容器C17以及开关SW16、SW17而构成的路径。开关SW16，在第1状态下，在第6运算放大器Op6的反相输入端子侧导通，在第2状态下，在被施加了第2基准电压Vref2的基准电压端子侧导通。开关SW17，在第1状态下，在第6运算放大器Op6的输出端子侧导通，在第2状态下，在被施加了第2基准电压Vref2的基准电压端子侧导通。

在第18电容器C18的两端连接开关SW18、SW19。在第3运算放大器Op3的输出端子和第2运算放大器Op2的反相输入端子之间设有包含第18电容器C18以及开关SW18、SW19而构成的路径。开关SW18，在第1状态下，在第2运算放大器Op2的反相输入端子侧导通，在第2状态下，在被施加了第2基准电压Vref2的基准电压端子侧导通。开关SW19，在第1状态下，在第3运算放大器Op3的输出端子侧导通，在第2状态下，在被施加了第2基准电压Vref2的基准电压端子侧导通。

在第19电容器C19的两端连接开关SW20、SW21。在第5运算放大器Op5的输出端子和第4运算放大器Op4的反相输入端子之间设有包含第19电容器C19以及开关SW20、SW21而构成的路径。开关SW20，在第1状态下，在第4运算放大器Op4的反相输入端子侧导通，在第2状态下，在被施加了第2基准电压Vref2的基准电压端子侧导通。开关SW21，在第1状态下，在第5运算放大器Op5的输出端子侧导通，在第2状态下，在被施加了第2基准电压Vref2的基准电压端子侧导通。

在第20电容器C20的两端连接开关SW22、SW23。在第4运算放大器Op4的输出端子和第3运算放大器Op3的反相输入端子之间设有包含第20电容器C20以及开关SW22、SW23而构成的路径。开关SW22，在第1状态下，在第3运算放大器Op3的反相输入端子侧导通，在第2状态下，在被施加了第2基准电压Vref2的基准电压端子侧导通。开关SW23，在第1状态下，在被施加了第2基准电压Vref2的基准电压端子侧导通，在第2状态下，在第4运算放大器Op4的输出端子侧导通。

在第21电容器C21的两端连接开关SW24、SW25。在第6运算放大器Op6的输出端子和第5运算放大器Op5的反相输入端子之间设有包含第21电容器C21以及开关SW24、SW25而构成的路径。开关SW24，在第1状态下，在第5运算放大器Op5的反相输入端子侧导通，在第2状态下，在被施加了第2基准电压Vref2的基准电压端子侧导通。开关SW25，在第1状态下，在被施加了第2基准电压Vref2的基准电压端子侧导通，在第2状态下，在第6运算放大器Op6的输出端子侧导通。

第22电容器C22被设置在第4运算放大器Op4的输出端子和第2运算放大器Op2的反相输入端子之间。第23电容器C23被设置在第6运算放大器Op6的反相输入端子和第4运算放大器Op4的输出端子之间。第24电容器C24被设置在第4运算放大器Op4的反相输入端子和第2运算放大器Op2的输出端子之间。第25电容器C25被设置在第6运算放大器Op6的输出端子和第4运算放大器Op4的反相输入端子之间。

优选低通滤波器56的频率特性设计为在19kHz以及38kHz具有凹口。这可以通过设为第1时钟信号CK1的频率f1＝500kHz，C5＝32pF、C6＝2pF、C7＝8pF、C8＝4pF、C9＝2pF、C10＝16pF、C11＝4pF、C12＝32pF、C13＝2pF、C14＝16pF、C15＝4pF、C16＝11pF、C17＝4pF、C18＝4pF、C19＝4pF、C20＝2pF、C21＝2pF、C22＝16pF、C23＝2.2pF、C24＝8.8pF、C25＝3pF来实现。图6表示图5的低通滤波器56的频率特性。在本实施方式中，由于构成5阶的契比雪夫型滤波器，因此能够构成直到15kHz为止具有平坦的透过特性并且在19kHz急剧地衰减的良好的滤波器。如果将这样的滤波器由模拟的有源滤波器构成，则需要数十nF的非常大的电容器，难以集成化。如本实施方式这样，通过使用开关电容滤波器，能够将电容器集成到半导体衬底上。

此外，如图6所示，在19kHz、38kHz设置凹口的情况下，在后级的立体声调制器10中，38kHz的副载波以及19kHz的导频信号的干扰被抑制，因此能够实现良好的立体声调制。

但是，低通滤波器56的结构以及频率特性不限定于图5、图6。即，低通滤波器56被设计使调频发送机100整体得到必要的特性即可，滤波器的阶数优选3阶到7阶。在构成为2阶左右的滤波器就足够的情况下，用模拟滤波器而不是开关电容滤波器构成即可。

图7是表示图1的调频发送机100的立体声调制器10、频率调制器20的内部结构的方框图。有关立体声调制器10、频率调制器20的结构、动作已被广泛熟知，因此这里简单地进行说明。

立体声调制器10包含加法器12、减法器13、加法器14、振幅调整器15、多路复用器16、1/2分频器17。加法器12将L声道和R声道的立体声音频信号S1L’、S1R’相加，并生成和信号L+R。减法器13从L声道和R声道的立体声音频信号S1L’、S1R’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2可编程分频器42输出的38kHz的第2时钟信号CK2进行振幅调制。多路复用器16将和信号L+R与从振幅调制器15输出的副载波S1”合成。1/2分频器17对38kHz的第2时钟信号CK2进行1/2分频，并生成19kHz的导频信号Sp。加法器14将多路复用器16的输出信号和导频信号Sp合成而生成立体声合成信号S2。

频率调制器20包含VCO22、分频器24、相位比较器26、环形滤波器28、加法器29。VCO22以对应于控制电压Vcnt的频率振荡。VCO22的输出信号S3作为被调制信号被输出到外部，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是自然数)，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，并输出与两个信号的相位差对应的电压(以下称作相位差电压Vpc)。如上所述，PLL电路的基本时钟信号CKref是从图1的第3可编程分频器44输出的第3时钟信号CK3。

环形滤波器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叠加到环形滤波器28的输出信号中，并作为控制电压Vcnt输出。

VCO22的输出信号S3是载频frf＝CK2×n，是由立体声合成信号S2进行了频率调制的信号。这里，PLL电路的基准时钟信号CKref(＝CK3)的频率被设定为作为从频率调制器20输出的被调制信号S3能得到必要的频率的值。即，在将被载波的频率以100kHz幅度变化的情况下，基准时钟信号CKref的频率被设定为100kHz或者其约数。如果，在采用在频率调制器20的后级还设置1/2分频器，则在将输出信号S3进行了1/2分频之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或者其约数。进而，外部时钟信号CKext的频率fext最好设定为PLL电路的基准时钟信号CKref(＝CK3)的频率f3的整数倍。

根据如上述这样构成的调频发送机100，滤波电路50的开关电容滤波器的开关所使用的第1时钟信号CK1、用于生成立体声合成信号S2的基准时钟信号CK2、PLL电路的基准时钟信号CK3(＝CKref)使用可编程分频器由同一外部时钟信号CKext生成。即，成为起源相同的信号。其结果，不必设置专用的振荡器而能够缩小电路规模。此外，即使在外部时钟信号CKext的频率对搭载了调频发送机的每个装置都不同的情况下，能够独立地设置第1可编程分频器40、第2可编程分频器42、第3可编程分频器44的分频比n1、n2、n3，因此能够得到在滤波电路50、立体声调制器10、频率调制器20中需要的所希望的基准时钟。

此外，由于PLL电路的基准时钟信号CKref(＝CK3)对调频发送机100的载波的频率有影响，因此应该以高精度生成，而滤波电路50的开关电容滤波器用的第1时钟信号CK1或立体声合成信号用的基准时钟信号CK2的频率精度不要求那么高。因此，通过与外部时钟信号CKext和第1时钟信号CK1、第2时钟信号CK2的关系相比，优先地规定外部时钟信号CKext的频率和PLL电路的基准时钟信号CKref(＝CK3)的关系，从而能够提高调频发送机整体的性能。

以上，基于实施方式说明了调频发送机的结构以及动作。接着，说明实施方式的调频发送机100的应用例子。上述调频发送机100例如能够良好地搭载于具有音频再现功能的携带电话终端等小型电子设备中。图8是表示实施方式的搭载了调频发送机的小型电子设备的结构的方框图。

小型电子设备200包括调频发送机100、存储器110、音频编码器120、天线130、振荡器140、控制部分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。存储器110中以压缩或非压缩的形式记录有音频数据。音频编码器120从存储器110中读出音频数据DA，并根据需要进行编码，从而生成音频信号S1L、S1R并输出到调频发送机100。如上所述，调频发送机100进行立体声调制、频率调制，而将放大了的高频信号S4输出到天线130。

音频编码器120、控制部分150通过系统时钟信号CKsys进行规定的运算处理。此外，该系统时钟信号CKsys作为外部时钟信号CKext被输入调频发送机100。

控制部分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的频率来设定调频发送机100的第1可编程分频器40、第2可编程分频器42、第3可编程分频器44的分频比n1、n2、n3等。分频比的设定通过在调频发送机100中准备寄存器等，可从外部变更值来实现。

如上所述，根据本实施方式，由于能够紧凑地设计调频发送机100的滤波电路50，因此能够实现图8的小型电子设备200的小型化、低成本化。此外，由于将系统时钟CKsys用作调频发送机100的外部时钟信号，并用作其它电路块的时钟信号，因此能用一个振荡器进行工作。即，由于不必设置调频发送机专用的昂贵的晶体振子等，因此能够实现装置的小型化、低成本化。此外，调频发送机100即使在被搭载于系统时钟信号的频率不同的装置中的情况下，也可以通过适当地设定第1可编程分频器40、第2可编程分频器42等的分频比n1、n2，从而能够实现稳定的立体声调制、频率调制。即，调频发送机100不被所搭载的装置的系统时钟所限制，与以往的调频发送机相比，具有通用性高的优点。

实施方式为例示，本领域技术人员应当理解，这些各构成元件或各处理过程的组合可以有各种变形例，而且这样的变形例也属于本发明的范围。

如图1所示，实施方式中，对被输入时钟输入端子106的外部时钟信号CKext进行分频，从第1时钟信号CK1生成第3时钟信号CK3，但不限定于此。即，也可以分别单独地设置以滤波电路50、立体声调制器10、频率调制器20中所需的频率振荡的振荡器。在该情况下，由于可以使提供给各块的频率分别最佳化，因此从装置的性能的观点出发是有利的。

Claims (17)

1.一种调频发送机，将输入音频信号变换为立体声合成信号，并进行频率调制后输出，其特征在于，包括：

滤波电路，被输入所述输入音频信号，并对频带进行校正后输出；

立体声调制器，对所述滤波电路的输出信号进行立体声调制，变换为立体声合成信号；以及

频率调制器，基于从所述立体声调制器输出的立体声合成信号，执行频率调制，

所述滤波电路的至少一部分由开关电容滤波器构成。

2.如权利要求1所述的调频发送机，其特征在于，所述滤波电路包含用于除去所述输入音频信号的高频分量的低通滤波器，该低通滤波器由开关电容滤波器构成。

3.如权利要求1所述的调频发送机，其特征在于，所述滤波电路包含用于强调所述输入音频信号的高频分量的预增强电路，该预增强电路由开关电容滤波器构成。

4.如权利要求1所述的调频发送机，其特征在于，

所述滤波电路包含：

预增强电路，强调所述输入音频信号的高频分量；以及

低通滤波器，被设置在所述预增强电路的前级或后级，将所述输入音频信号的高频分量除去，

所述预增强电路以及所述低通滤波器由开关电容滤波器构成。

5.如权利要求2或4所述的调频发送机，其特征在于，由开关电容滤波器构成的所述低通滤波器的频率特性在19kHz以及38kHz具有凹口。

6.如权利要求2或4所述的调频发送机，其特征在于，由开关电容滤波器构成的所述低通滤波器的阶数为3阶以上7阶以下。

7.如权利要求6所述的调频发送机，其特征在于，由开关电容滤波器构成的所述低通滤波器的阶数为5阶，其频率特性在19kHz以及38kHz具有凹口。

8.如权利要求3或4所述的调频发送机，其特征在于，由开关电容滤波器构成的所述预增强电路包含可变电容器，根据所述可变电容器的电容值，要强调的频率可改变。

9.如权利要求1至4的任何一项所述的调频发送机，其特征在于，将所述开关电容滤波器的开关所使用的时钟信号的频率设定在从100kHz到1MHz之间。

10.如权利要求1至4的任何一项所述的调频发送机，其特征在于，所述频率调制器由包含PLL(Phase Locked Loop)电路的直接调制型构成，

所述开关电容滤波器的开关所使用的时钟信号，与所述频率调制器的PLL电路的基准时钟信号，是起源相同的信号。

11.如权利要求1至4的任何一项所述的调频发送机，其特征在于，所述开关电容滤波器的开关所使用的时钟信号，与在所述立体声调制器中使用的38kHz的副载波以及19kHz的导频信号，是起源相同的信号。

12.如权利要求1至4的任何一项所述的调频发送机，其特征在于，包括分频器，其对搭载了该调频发送机的装置的系统时钟进行分频，并作为所述开关电容滤波器的开关所使用的时钟信号输出。

13.如权利要求1至4的任何一项所述的调频发送机，其特征在于，由所述立体声调制器、所述频率调制器以及开关电容滤波器构成的所述滤波电路的一部分被一体集成在一个半导体衬底上。

14.一种滤波电路，被设置在对输入音频信号进行频率调制的频率调制器的前级，其特征在于，包括：

预增强电路，强调所述输入音频信号的高频分量；以及

低通滤波器，被设置在所述预增强电路的前级或后级，将所述输入音频信号的高频分量除去，

所述预增强电路以及所述低通滤波器的至少一个由开关电容滤波器构成。

15.如权利要求14所述的滤波电路，其特征在于，所述频率调制器由包含PLL(Phase Locked Loop)电路的直接调制型构成，

所述开关电容滤波器的开关所使用的时钟信号，与所述频率调制器的PLL电路的基准时钟信号，是起源相同的信号。

16.一种小型电子设备，其特征在于，包括：

权利要求1至4的任何一项所述的调频发送机；

天线，用于将所述调频发送机的输出信号发送到外部；

振荡器，生成规定频率的系统时钟；以及

第1分频器，将所述系统时钟以第1分频比进行分频，并提供给所述调频发送机的开关电容滤波器。

17.如权利要求16所述的小型电子设备，其特征在于，还包括：

第2分频器，将所述系统时钟以第2分频比进行分频，并提供给所述调频发送机的立体声调制器，以生成38kHz的副载波以及19kHz的导频信号；以及

第3分频器，将所述系统时钟以第3分频比进行分频，并作为PLL电路的基准时钟信号，提供给由包含所述PLL(Phase Locked Loop)电路的直接调制型构成的所述调频发送机的所述频率调制器。

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