JP2000165270A

JP2000165270A - Ｆｍ受信機

Info

Publication number: JP2000165270A
Application number: JP33609098A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yokoyama; 博史横山; Masami Yanagibori; 正実柳掘
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-11-26
Filing date: 1998-11-26
Publication date: 2000-06-16
Also published as: EP1005185A2

Abstract

(57)【要約】【課題】帯域フィルタの一部を共用して回路規模の縮小
化を図る【解決手段】ビットレートの異なる第１および第２の付
加情報信号（ＲＤＳ信号とＤＡＲＣ信号）が多重された
ＦＭ信号を受信するＦＭ受信機である。ＦＭ検波された
付加情報信号が共通の帯域フィルタ５０に供給され、こ
の帯域フィルタによって抽出されたＲＤＳ信号が第１の
デコーダ系２０に供給されてデコードされ、帯域フィル
タによって抽出されたＤＡＲＣ信号が第２のデコーダ系
３０に供給されてデコードされる。帯域フィルタは、制
御部５１からの選択信号によって何れの信号を抽出でき
るようにその帯域特性が選択される。帯域フィルタはＢ
ＰＦ６０，ＨＰＦ５４，ＬＰＦ３４とスイッチＳＷａ、
ＳＷｂで構成され、ＲＤＳ信号のときは帯域フィルタと
してＢＰＦのみを使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ＦＭ受信機に関
する。詳しくは、ＦＭ多重放送信号に係る多重データと
してサブキャリアの異なる２種類の付加情報信号をそれ
ぞれ復調するためのデコーダ系のうち、２種類の付加情
報信号を抽出するための帯域フィルタを共用構成とする
ことによって、回路規模の縮小、ローコスト化を図れる
ようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】ヨーロッパ、特にドイツ、フランス、ス
イスなどのヨーロッパ地域では、ＦＭ信号のサブキャリ
ヤを使用した付加サービスが行われている。この付加サ
ービスとして使用される付加情報信号はＲＤＳ（Radio
Data System）信号であって、交通情報、時刻表示、放
送局名表示などのサービスが、ラジオ情報の一部として
利用されている。

【０００３】このＲＤＳサービスは図７に示すように、
ＦＭ放送のメインチャネルＭＣＨ、サブチャネルＳＣＨ
よりも高域側であって、ＦＭパイロット周波数ｆｐの整
数倍をサブキャリヤとする付加情報信号である。サブキ
ャリヤ周波数（ｆｓａ）は３ｆｐ＝３×１９ｋＨｚ＝５
７ｋＨｚに選ばれている。

【０００４】このＲＤＳ信号はそのビットレートが１．
１８７５ｋｂｐｓであるために、充分なサービス情報を
ユーザに提供できないことから、現在ではこれよりもビ
ットレートの高い付加サービスが提案されている。この
新付加サービスとしての付加情報信号はＤＡＲＣ（Data
Radio Channel）信号と称されるもので、その周波数ス
ペクトラムは図７に示すようにＲＤＳ信号に隣接した高
域側の周波数帯域を占有帯域とするものであって、その
サブキャリヤ周波数（ｆｓｂ）はＦＭパイロット周波数
ｆｐの４倍の周波数４ｆｐ＝７６ｋＨｚに選ばれてい
る。

【０００５】ところで、この新付加サービスであるＤＡ
ＲＣ信号の放送が開始されると、ＦＭ受信機としてはＲ
ＤＳ信号とＤＡＲＣ信号の双方を受信できた方が好まし
い。新旧両付加サービス信号を受信できるようにしたＦ
Ｍ受信機の構成例を図８に示す。

【０００６】図８はＦＭ受信機１０の一例を示すもの
で、ＦＭ受信部１２では選局されたＦＭチャネルでのＦ
Ｍ信号が受信されてＦＭ復調処理が行われ、復調信号は
アンプ１４を通じてスピーカ１６より出力される。

【０００７】ＦＭ検波されたＦＭ信号の一部はさらに付
加情報信号のデコーダ系１８に供給される。このデコー
ダ系１８はＲＤＳ信号用のデコーダ２０とＤＡＲＣ信号
用のデコーダ３０の他に、これらの付加情報信号の何れ
かを選択したり、ユーザが指定する必要なデータのみ選
択するマイコンで構成された制御部５１を有し、選択さ
れたデータ（交通情報、時刻データなど）は表示部、こ
の例では液晶表示部（ＬＣＤ）５２上に表示される。

【０００８】ＲＤＳ信号用デコーダ２０はその中心周波
数が３ｆｐであって、Ｑ（クオリティーファクタ：共振
鋭度）の高いバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２２を有
し、このバンドパスフィルタ２２でＦＭ検波信号のうち
ＲＤＳ信号のみが抽出、分離されて出力される。抽出さ
れたＲＤＳ信号はリミッタ２４によって信号レベルが制
限される波形成形処理が行われる。

【０００９】その後、デコード部２６に供給され、クロ
ック源２８からのクロック（正弦波クロック）ｆｃｋａ
によってＲＤＳ信号に含まれるデータのデコード処理が
行われる。デコードされたＲＤＳデータは上述した制御
部５１に供給されて目的のデータの表示処理が行われ
る。上述したクロックｆｃｋａとしては、デューティ５
０％のパルスを得るため、８ｆｓａ＝４５６ｋＨｚのク
ロック周波数が使用されている。

【００１０】一方、ＤＡＲＣ信号用デコーダ３０も中心
周波数が４ｆｐで、比較的そのＱが緩やかなバンドパス
フィルタ３２を有する。このバンドパスフィルタ３２で
ＤＡＲＣ信号が抽出される。抽出されたＤＡＲＣ信号中
には隣接チャネルのＦＭ信号の一部が混入することも考
えられるので、ローパスフィルタ３４によって隣接のＦ
Ｍ信号が除去される。その後ＤＡＲＣ信号はリミッタ３
６によって信号レベルを制限する波形成形処理が行われ
る。

【００１１】その後、デコード部３８に供給され、クロ
ック源４０からのクロック（正弦波クロック）ｆｃｋｂ
によってＤＡＲＣ信号に含まれるデータのデコード処理
が行われる。このデコード処理にあたっては、ＤＡＲＣ
データをデインターリーブ処理するためにワーキング用
のメモリ例えばＳＲＡＭ４２が使用されると共に、フォ
ントＲＯＭ４４を使用して表示データに変換される。こ
のＤＡＲＣデータはＲＤＳデータと同じく上述した制御
部５１に供給されてユーザが選択した目的のデータのみ
が表示部５２に表示される。デコード処理に使用される
クロックｆｃｋｂは７．２ＭＨｚである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述したようにＲＤＳ
信号とＤＡＲＣ信号の両信号を受信するためには少なく
とも２系統の受信系（第１のデコード系２０と第２のデ
コード系３０）を設ける必要があり、特にＲＤＳ信号用
のデコーダ２０をＩＣ化する場合にはバンドパスフィル
タ２２用のチップと、その他の回路に対するチップの、
少なくとも２つのチップを用意しなければならない。

【００１３】同様に、ＤＡＲＣ信号のデコーダ３０をＩ
Ｃ化する場合には、ＲＤＳ信号用と同様にバンドパスフ
ィルタ３２用のチップの他に、リミッタ３６、ローパス
フィルタ３４およびデコード部３８を含む回路系のチッ
プ、ワーキングメモリとして機能するＳＲＡＭ４２のチ
ップ、そしてフォントデータをストアしているＲＯＭ４
４用のチップの少なくとも４つのチップを用意する必要
がある。

【００１４】そのため、２系統の信号デコード系を設け
た場合には、回路基板上に占有するチップ面積（少なく
とも６チップ分）が増大し、回路規模の縮小化は望むべ
くもない。チップ数の増大に伴って両機能をコントロー
ルするためのシステムマイコンの入出力ポート数も多数
必要になるから、現在使用されている受信機用マイコン
より多機能なものを使用せざるを得ず、コストアップも
招来する。

【００１５】そこで、この発明はこのような従来の課題
を解決するため、特にバンドパスフィルタをできるだけ
共用化できるように構成することによって、チップ数の
削減、それに伴う基板面積の縮小化と共に、コストダウ
ンを図ることができるＦＭ受信機を提案するものであ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、請求項１に記載したこの発明に係るＦＭ受信機で
は、ビットレートの異なる第１および第２の付加情報信
号が多重されたＦＭ信号を受信するＦＭ受信機であっ
て、ＦＭ検波された上記付加情報信号が共通の帯域フィ
ルタに供給され、この帯域フィルタによって抽出された
上記第１の付加情報信号が第１のデコーダ系に供給され
てデコードされ、上記帯域フィルタによって抽出された
上記第２の付加情報信号が第２のデコーダ系に供給され
てデコードされると共に、上記帯域フィルタは、制御部
からの選択信号によって何れの付加情報信号を抽出でき
るようにその帯域特性が選択されるようになされたこと
を特徴とする。

【００１７】この発明では、ＲＤＳ信号を抽出する帯域
フィルタとＤＡＲＣ信号を抽出する帯域フィルタの一部
を共用する。つまり、ＲＤＳ信号を抽出するバンドパス
フィルタをＤＡＲＣ信号の帯域フィルタの一部としても
使用する。ＤＡＲＣ信号用帯域フィルタは、ＤＡＲＣ信
号異常の帯域を取り出すハイパスフィルタ、ＤＡＲＣ信
号を抽出するバンドパスフィルタおよび隣接チャネル信
号を除去するローパスフィルタの３つのフィルタで構成
され、そのうちのバンドパスフィルタを共用する。バン
ドパスフィルタに供給されるクロック源も１つにする。

【００１８】帯域フィルタを共用することによって、フ
ィルタチップが１つとなり、その分チップ面積が少なく
なって、回路規模を縮小できる。マイコンの入出力ポー
ト数も削減されるから、現在使用しているマイコンを流
用でき、装置への搭載コストも安くなる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、この
発明の一実施形態について説明する。図１は、実施の形
態としてのＦＭ受信機１０の構成を示す。

【００２０】図１から明らかなように、この発明に係る
ＦＭ受信機１０はＲＤＳ信号用のデコーダ２０とＤＡＲ
Ｃ信号用のデコーダ３０を有し、それぞれで復調された
ＲＤＳ信号若しくはＤＡＲＣ信号がバッファ回路５６を
介してマイコンで構成された制御部５１に供給され、ユ
ーザが選択した付加情報のみ、ＬＣＤなどで構成された
表示部５２上に表示され、ユーザへのサービスに提供さ
れる。

【００２１】両デコーダ２０、３０は従来と同じように
構成され、したがってＲＤＳ信号２０にはデコード部２
６を有し、一方ＤＡＲＣ信号用デコーダ３０にもデコー
ド部３８を有する。そして、ワーキング用のＳＲＡＭ４
２を用いてデインターリーブ処理や、ＲＯＭ４４に格納
されたフォントデータを利用して付加情報のデコード処
理がなされることは従来と同様である。

【００２２】この発明ではＦＭ受信部１２によってＦＭ
検波された付加情報信号（ＲＤＳ信号とＤＡＲＣ信号）
が帯域フィルタ５０に供給されて、希望する付加情報信
号が抽出分離される。そのため、この帯域フィルタ５０
はバンドパスフィルタ６０を有し、このフィルタ６０の
前段には第１のスイッチＳＷａが設けられ、一方の端子
ｒにＦＭ検波された付加情報信号が直接供給され、他方
の端子ｄにはハイパスフィルタ５４を介して付加情報信
号が供給される。

【００２３】バンドパスフィルタ６０の出力段側には第
２のスイッチＳＷｂが設けられ、一方の端子ｒ側はＲＤ
Ｓ信号用デコーダ２０を構成するリミッタ２４に接続さ
れる。他方の端子ｄ側はローパスフィルタ３４を介して
ＤＡＲＣ信号用デコーダ３０を構成するリミッタ３６に
接続される。

【００２４】第１と第２のスイッチＳＷａとＳＷｂは連
動して切り替えられる。図はＲＤＳ信号を選択したとき
の切り替え状態を示す。これらスイッチＳＷａ、ＳＷｂ
は何れも電子スイッチが使用され、その切り替え信号は
制御部５１で生成される。ＲＤＳ信号を抽出するときは
バンドパスフィルタ６０のみが使用される。

【００２５】一方、ＤＡＲＣ信号を抽出するときはハイ
パスフィルタ５４、バンドパスフィルタ６０およびおよ
びフィルタ３４が使用される。まずハイパスフィルタ５
４ででＤＡＲＣ信号以上の周波数帯域の信号が抽出され
たのち、バンドパスフィルタ６０でＤＡＲＣ信号の周波
数帯域が抽出され、そしてローパスフィルタ３４でＤＡ
ＲＣ信号に隣接するチャネルの信号成分が除去される。

【００２６】上述したバンドパスフィルタ６０はＲＤＳ
信号のときはその中心周波数が３ｆｐの狭帯域フィルタ
として機能し、ＤＡＲＣ信号のときはその中心周波数が
４ｆｐの広帯域フィルタとして機能する。そのためには
使用するクロック（駆動クロック）の周波数を異ならせ
ればよい。ＲＤＳ信号用のときはこの例では２．７ＭＨ
ｚのクロックが使用され、ＤＡＲＣ信号用のときはこの
例では３．６ＭＨｚのクロックが使用されている。

【００２７】これは、後述するバンドパスフィルタ６０
の構成上、２．７ＭＨｚのクロック（スイッチングパル
ス）を使用することによって、その中心周波数が５７ｋ
Ｈｚで、狭帯域特性となる帯域フィルタとして機能する
からである。同様に、３．６ＭＨｚのクロックを使用す
ると、その中心周波数が７６ｋＨｚで、広帯域特性とな
る帯域フィルタとして機能するからである。

【００２８】このようなクロックを得るため、単一のク
ロック源７０が設けられ、その基準クロックがクロック
発生器７２に供給される。基準クロックの周波数は、こ
の例ではＲＤＳ信号用のクロック周波数と、ＤＡＲＣ信
号用のクロック周波数の最小公倍数である１０．８ＭＨ
ｚに選ばれている。

【００２９】この基準クロックがクロック発生器７２に
供給され、ここで２．７ＭＨｚと３．６ＭＨｚのクロッ
クが生成される。これらの他に、デコード部２６および
３８で使用されるデコード処理クロックが生成される。
本例では何れも同じデコード処理クロックでデコード処
理を行う例を示してあるので、そのクロックとしては例
えば３．６ＭＨｚが共通に使用される。もちろん、異な
ったクロックをデコード処理クロックとすることもで
き、この場合には端子ａとｂにはそれぞれ対応するデコ
ード処理クロックが供給されることになる。クロック発
生器７２において、どのクロックをバンドパスフィルタ
６０に供給するかは制御部５１からの選択信号によって
定まる。

【００３０】ところで、バンドパスフィルタ６０は上述
したように使用する付加情報信号の種類によってその帯
域特性を変更する必要がある。帯域特性は帯域幅の他
に、Ｑ（クオリティー）特性も考慮する必要がある。つ
まり図７に示すようにＲＤＳ信号は狭帯域特性である
が、そのＱは高い。これに対してＤＡＲＣ信号は広帯域
特性であるが、そのＱは比較的低い。

【００３１】このように帯域幅とＱを考慮して帯域特性
を可変できるようなバンドパスフィルタとしては、バイ
クォッド型帯域フィルタが好適である。この帯域フィル
タは図３のように３個のオペアンプ６４，６６，６８を
使用したアクティブフィルタである。

【００３２】端子６２ａに信号が入力したとき、出力端
子６２ｂに得られる出力信号の帯域幅とＱは次のように
なる。

【００３３】まず、信号線路に接続された抵抗器をＲ１
〜Ｒ４とする。コンデンサをＣとする。この帰還型のア
クティブフィルタのゲインＧと帯域幅Ｂはそれぞれ、Ｇ＝Ｒ２／Ｒ１・・・（１）Ｂ＝１／（Ｒ２・Ｃ）＝１／Ｑ・・・（２）で与えられ、そのときのカットオフ周波数ｆ０は、次の
ようになる。

【００３４】

【数１】

【００３５】ここに、Ｑとはクオリティーファクタであ
る。

【００３６】したがって、いま抵抗器Ｒ２を大きくする
と（式２）よりＱが大きく（高く）なり、抵抗器Ｒ３を
大きくすると、（式３）よりカットオフ周波数ｆ０が低
くなることが判る。つまり、抵抗器Ｒ２，Ｒ３を共に大
きくすると、図４の左側のような帯域特性（中心周波数
は下がるが、Ｑが高くなる）となる。

【００３７】これとは逆に、抵抗器Ｒ２を小さくする
と、（式２）よりＱが小さく（低く）なり、抵抗器Ｒ３
を小さくすると、（式３）よりカットオフ周波数ｆ０が
高くなることが判る。したがって、抵抗器Ｒ２，Ｒ３を
共に小さくすると、図４の右側のような帯域特性（中心
周波数は高くなるが、Ｑは落ちる）となることから、こ
れらの関係は丁度ＲＤＳ信号とＤＡＲＣ信号との帯域特
性に近似している。

【００３８】一方、フィルタとしてＳＣＦ（switched c
apacitor filter）が知られている。このＳＣＦフィル
タは図５に示すように入出力端子７４ａ、７４ｂ間に並
列接続されたコンデンサ（キャパシタ）ＣRを有し、こ
のコンデンサＣRが一方の伝送路に接続されたスイッチ
ＳＷｃの可動端子側に接続されたものである。スイッチ
ＳＷｃは端子７６からのスイッチングパルスＳＰによっ
て交互に切り替え制御される。スイッチングパルスＳＰ
はデューティーが５０％のパルスである。

【００３９】このようにデューティーが５０％のスイッ
チングパルスＳＰを用いてスイッチＳＷｃをスイッチン
グ制御すると、そのときの等価回路は図６のように、伝
送路に抵抗Ｒｃが接続されたものと等価になることが知
られている。そして、そのときのスイッチング周波数ｆ
ｓｐと等価抵抗Ｒｃとの関係は、Ｒｃ＝１／（ｆｓｐ・ＣR）・・・（４）で表される。

【００４０】その結果、スイッチング周波数ｆｓｐを大
きくすると、等価抵抗Ｒｃの値が小さくなり、スイッチ
ング周波数ｆｓｐを小さくすると、等価抵抗Ｒｃの値が
大きくなることが判る。

【００４１】したがって図３に示す抵抗器Ｒ２やＲ３の
代わりにこのＳＣＦフィルタを使用すると共に、そのと
きのスイッチング周波数ｆｓｐを可変すれば、抵抗器Ｒ
２やＲ３の値を自由に可変できるようになる。そして、
抵抗器Ｒ２の値を可変することによって、帯域特性のＱ
を自由に変えることができ、また抵抗器Ｒ３の値を可変
することによって、カットオフ周波数ｆ０を調整でき
る。

【００４２】つまり、図４のように抵抗器Ｒ２，Ｒ３を
ＳＣＦフィルタで代用すると共に、そのスイッチング周
波数ｆｓｐを低くして、Ｒ２，Ｒ３に相当する等価抵抗
Ｒｃの値を共に大きくすると、狭帯域特性でＱの高い帯
域特性（図４左側の帯域特性）が得られる。

【００４３】またスイッチング周波数ｆｓｐを高くし
て、等価抵抗Ｒｃの値を小さくすると、広帯域特性でＱ
の下がった帯域特性（図４右側の帯域特性）を得ること
ができるから、スイッチング周波数ｆｓｐを適切な値と
することによって図７のＲＤＳ信号を抽出したり、ＤＡ
ＲＣ信号を抽出するバンドパスフィルタ６０を構築でき
ることが判る。

【００４４】図２はこのような考えを踏襲したバンドパ
スフィルタ６０の具体例である。第１のＳＣＦフィルタ
ＳＣＦａは抵抗器（可変抵抗器）Ｒ２に相当するもの
で、コンデンサＣ２とスイッチＳ２で構成され、端子８
０にスイッチングパルスＳＰ（ｆｓｐ）が与えられる。
同様に、第２のＳＣＦフィルタＳＣＦｂは抵抗器（可変
抵抗器）Ｒ３に相当するもので、コンデンサＣ３とスイ
ッチＳ３で構成され、端子８２には共通に使用するスイ
ッチングパルスＳＰ（ｆｓｐ）が与えられる。

【００４５】そして、このバンドパスフィルタ６０をＲ
ＤＳ信号を抽出するフィルタとして使用するときには、
第１のスイッチング周波数ｆｓｐａ（＝２．７ＭＨｚ）
が供給され、ＤＡＲＣ信号を抽出するフィルタとして使
用するときには、第２のスイッチング周波数ｆｓｐｂ
（＝３．６ＭＨｚ）が供給される。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明では帯域フ
ィルタを共用化できるように構成したものである。つま
り、第１の付加情報信号を抽出する帯域フィルタを第２
の付加情報信号用帯域フィルタの一部としても使用する
ようにしたものである。

【００４７】このように帯域フィルタを共用することに
よって、フィルタチップが１つとなり、その分チップ面
積が少なくなって、回路規模を縮小できる。制御部とし
てのマイコンの入出力ポート数も削減されるから、現在
使用しているマイコンを流用でき、装置への搭載コスト
も安くなる。

【００４８】したがってこの発明はＲＤＳ信号やＤＡＲ
Ｃ信号などのように、ＦＭ信号に多重されると共に、周
波数帯域が異なる付加情報信号を受信するＦＭ受信機に
適用して極めて好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るＦＭ受信機の一実施形態を示す
要部の系統図である。

【図２】この発明に使用できる帯域フィルタの一実施形
態を示す要部の接続図である。

【図３】帯域フィルタの原理的説明に使用する帯域フィ
ルタの接続図である。

【図４】周波数帯域のレスポンス特性を示す図である。

【図５】ＳＣＦフィルタの説明図である。

【図６】その等価回路図である。

【図７】ＦＭ信号に多重された付加情報信号の周波数特
性図である。

【図８】付加情報信号を受信するＦＭ受信機の構成図で
ある。

【符号の説明】

１０・・・ＦＭ受信機、２０・・・ＲＤＳ信号デコーダ
系、３０・・・ＤＡＲＣ信号デコーダ系、２６・・・Ｒ
ＤＳ信号用デコード部、３８・・・ＤＡＲＣ信号用デコ
ード部、５０・・・帯域フィルタ、３４・・・ローパス
フィルタ、５４・・・ハイパスフィルタ、６０・・・バ
ンドパスフィルタ、７０・・・クロック源、ＳＣＦａ、
ＳＣＦｂ・・・スイッチド・キャパシタ・フィルタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ビットレートの異なる第１および第２の
付加情報信号が多重されたＦＭ信号を受信するＦＭ受信
機であって、ＦＭ検波された上記付加情報信号が共通の帯域フィルタ
に供給され、この帯域フィルタによって抽出された上記第１の付加情
報信号が第１のデコーダ系に供給されてデコードされ、
上記帯域フィルタによって抽出された上記第２の付加情
報信号が第２のデコーダ系に供給されてデコードされる
と共に、上記帯域フィルタは、制御部からの選択信号に
よって何れの付加情報信号を抽出できるようにその帯域
特性が選択されるようになされたことを特徴とするＦＭ
受信機。
【請求項２】上記第１の付加情報信号はＲＤＳ信号で
あり、第２の付加情報信号はＤＡＲＣ信号であることを
特徴とする請求項１記載のＦＭ受信機。
【請求項３】上記帯域フィルタは、バンドパスフィル
タと、その前段に設けられた第１のスイッチを介して接
続されるハイパスフィルタと、上記バンドパスフィルタ
の後段に設けられた第２のスイッチを介して接続される
ローパスフィルタで構成されたことを特徴とする請求項
１記載のＦＭ受信機。
【請求項４】上記バンドパスフィルタは、これに供給
されるクロックの周波数を変更することで、その通過帯
域特性が変更されるようになされたことを特徴とする請
求項３記載のＦＭ受信機。
【請求項５】上記第１および第２のクロックを発生す
るクロック発生器が設けられ、このクロック発生器には
共通のクロック源が接続されるようになされたことを特
徴とする請求項４記載のＦＭ受信機。