JP2001044862A - 相互変調妨害検出手段を有する受信器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来技術による受信器よりも正確かつ機敏
な、相互変調妨害を検出するための相互変調妨害検出装
置を有する受信器を提供すること。 【解決手段】 アナログ信号処理手段、およびここで生
じる相互変調妨害を検出するための相互変調妨害検出手
段を有する受信器において、アナログ信号処理手段の出
力側は、チャネル選択のための周波数選択手段およびレ
ベル検出手段を介して、相互変調妨害検出手段の第１端
子に接続されており、利得変調信号を発生する信号発生
器が、アナログ信号処理手段の利得制御端子と、相互変
調妨害検出手段の第２端子とに接続されており、相互変
調妨害検出手段は相互変調妨害表示信号を供給する相関
器を備え、該供給は、相互変調妨害検出手段の第１端子
におけるレベル検出手段の出力信号と、相互変調妨害検
出手段の第２端子における利得変調信号との相対的な振
幅変化の差異を検出すると行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は受信器に関し、とり
わけ、アナログ信号処理手段および該アナログ信号処理
手段において生じる相互変調妨害を検出するための相互
変調妨害検出手段を有する受信器に関する。

【０００２】

【従来の技術】このような受信器は米国特許第４,６５
４,８８４号明細書からそれ自身、知られている。前記
明細書に開示されている無線受信器は、チューナ及びＩ
Ｆ増幅器を備えたアナログ信号処理手段と、そしてその
後に続く、自動利得制御回路内に設けられている相互変
調妨害検出装置とを有する。相互変調妨害検出装置にお
いては、相互変調妨害は、所望無線チャネルの帯域幅中
の信号レベルを、所望無線チャネル内に相互変調妨害を
生じさせ得る周波数距離だけ所望無線チャネルから外れ
ている無線チャネルの信号レベルと比較することによっ
て検出される。それらの無線チャネルの周波数は、本明
細書中において妨害無線チャネルとして示すが、周波数
の関係から得られる。この妨害無線チャネルは、考慮さ
れる高調波ひずみの次数に対して特徴的である。例え
ば、３次の高調波相互変調妨害に対してはｆ０＝２ｆ１
±ｆ２であり、ただしｆ０は所望チャネルの搬送波周波
数であり、ｆ１及びｆ２は３次の高調波妨害無線チャネ
ルの搬送波周波数である。所望無線チャネルのレベル
が、妨害チャネルの１つの信号レベルよりも小さくなる
と、相互変調妨害表示信号が生成される。

【０００３】しかし、妨害チャネルの信号レベルを測定
するために、受信器は適切なチューニング位置、すなわ
ち所望のラジオ信号を受信できるチューニング位置を中
断し、妨害信号にチューニングを切り換えなくてはなら
ない。チューニングの切り換えおよび妨害信号の受信が
レベル検出の際に聞こえないようにするために、受信器
を消音しなくてはならない。確かなレベル検出を行うた
めには、受信器を前記妨害チャネルにチューニングして
おくべき期間が、所定のレベル検出時間定数を超えなく
てはならず、それにより最短の消音時間が決まる。さら
に、とりわけ受信器を環境の変化が速いところで使用す
る場合、例えば受信器が車のような移動体に搭載されて
いる場合、妨害チャネルレベルのチェックをかなり頻繁
に行わなくてはならず、それにより消音動作に最小繰り
返し頻度を設定する。以上のことから、全体的な受信器
の性能が大きく劣化してしまう。

【０００４】本発明の第１の目的は、相互変調妨害を検
出するための相互変調妨害検出装置を有する受信器であ
り、前記明細書に開示されているものよりも正確かつ機
敏である受信器を提供することである。前記相互変調妨
害は、例えば増幅器、変調器、相関器などにおいて処理
される際にアナログ信号の利得における非線形性によっ
て生じ、かつ所望無線チャネルの帯域幅内で生じる。

【０００５】本発明の第２の目的は、有用無線信号の処
理を中断する必要のない、相互変調妨害検出装置を提供
することである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、従来
技術による受信器よりも正確かつ機敏な、相互変調妨害
を検出するための相互変調妨害検出装置を有する受信器
を提供することである。

【０００７】本発明の別の課題は、有用無線信号の処理
を中断する必要のない、相互変調妨害検出装置を提供す
ることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題は本発明によ
り、アナログ信号処理手段、および該アナログ信号処理
手段において生じる相互変調妨害を検出するための相互
変調妨害検出手段を有する受信器を次のように構成する
ことにより解決される。すなわち、前記アナログ信号処
理手段の出力側は、チャネル選択のための周波数選択手
段およびレベル検出手段を介して、前記相互変調妨害検
出手段の第１端子に接続されており、利得変調信号を発
生するための信号発生器が、前記アナログ信号処理手段
の利得制御端子だけでなく、相互変調妨害検出手段の第
２端子に接続されており、前記相互変調妨害検出手段は
相関器を備え、該相関器は相互変調妨害表示信号を供給
し、該供給は、一方は相互変調妨害検出手段の第１端子
におけるレベル検出手段の出力信号であり、他方は相互
変調妨害検出手段の第２端子における利得変調信号であ
る信号間の相対的な振幅変化の差異を検出すると行われ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明による上述の型式の受信器
の特徴は、アナログ信号処理装置の出力側が、チャネル
選択のための周波数選択装置とレベル検出装置とを介し
て、前記相互変調妨害検出装置の第１端子に接続され、
利得変調信号を発生させるための信号発生器が、前記ア
ナログ信号処理装置の利得制御端子および相互変調妨害
検出装置の第２端子に接続され、相互変調妨害検出装置
は相関器を備えており、一方は相互変調妨害検出装置の
第１端子におけるレベル検出装置の出力信号であり、他
方は相互変調妨害検出装置の第２端子における利得変調
信号である信号間の、相対振幅変化における差異を検出
すると、前記相関器は相互変調妨害表示信号を供給する
ことである。

【００１０】アナログ信号処理装置の利得変化は、有用
信号のレベルを前記利得変化に従って線形に変化させる
一方、相互変調妨害成分は前記利得変化に伴って２次以
上の次数で変化する。本発明によれば、この利得変化の
違いを用いて、アナログ信号処理装置の出力信号レベル
は有用信号により優位を占められているのか、または相
互変調妨害により優位を占められているのかを検出す
る。アナログ信号処理装置の出力側における信号レベル
の発生は、アナログ信号処理装置の利得変化に比例しな
い、すなわち２次以上の次数で変化するが、この信号レ
ベルの発生は相関器内で正確に検出され、相互変調妨害
表示信号の発生において明白になる。さらに、本発明に
よる相互変調妨害検出は所望無線信号に正しくチューニ
ングされている間に実行され、上述の公知の相互変調妨
害検出手法と対照的に、受信器のチューニングを変化さ
せたり、消音したりする必要がない。

【００１１】発明による受信器の有利な実施例は、信号
発生器が反転装置を介して、前記ＲＦ増幅装置に後置さ
れた振幅変調器の変調信号入力端子に接続されていると
いう特徴を有する。

【００１２】これにより、利得制御信号を用いて前記信
号出力レベルの変調を中和する。これによって、アナロ
グ信号処理装置の信号出力レベルに対する利得変化の影
響が有用信号において顕著になるのを阻止する。

【００１３】有利には、増幅装置内に発生する信号遅延
を補償するために、遅延回路を信号発生器と振幅変調器
の前記変調信号入力端子との間に接続する。

【００１４】本発明による受信器の別の有利な実施例
は、信号発生器は振幅変調装置を備えており、この振幅
変調装置は前記利得制御信号の振幅を、帯域幅制限擬似
ランダム変調信号（bandwidth limited pseudo random
modulation signal）によって変調するという特徴を有
する。

【００１５】利得制御信号に対して帯域幅制限擬似ラン
ダム変調信号を用いることによって、振幅変調信号エネ
ルギーは、広範な周波数範囲にわたって拡散する。それ
によって、前記信号エネルギーが１つまたはそれ以上の
特定周波数において聴力損失（hearing threshold leve
l）に達することを防止する。

【００１６】利得変調信号の振幅を２デシベルに制限す
ることによって、振幅変調信号エネルギーのさらなる抑
圧が達成される。

【００１７】経済的に実現するために、増幅装置に制御
可能な減衰器を設けることが有利である。この減衰器
は、増幅装置の利得制御端子に接続されている広帯域増
幅段に前置され、前記利得制御信号とともに変化する信
号減衰を提供する。

【００１８】別の有利な実施例においては、チャネル選
択のための周波数選択装置はミクサ段を含んでいる。こ
のミクサ段にはＩＦチャネル選択のためのＩＦ回路が後
置され、前記ＩＦ回路の出力側は前記レベル検出装置を
介して相関器の第１端子に接続されている。

【００１９】別の有利な実施例においては、相互変調妨
害表示信号がディスプレイ装置に接続されたレベルイン
ジケータに供給されて相互変調妨害表示信号のレベルを
示すために視覚化される。これによりユーザが適切な処
置、例えばチューニングを変えたり、受信器利得を下げ
たりする処置を講じることを可能にする。

【００２０】チューニングにおける自動的な変更は、前
記処理装置によって制御されているミクサ段に局部発振
器信号を供給するチューニングオシレータの使用して、
相互変調妨害表示信号がスレッショールド値を超える
と、周波数を変化させるようにして達成される。

【００２１】

【実施例】図１ａ及び図１ｂは相互変調妨害の現象を説
明する図である。ここでは図１ａは、所望の１次信号ｓ
と不所望の２次及び３次相互変調積ｄ２及びｄ３それぞ
れとの間の振幅増加における差異を、受信されたＲＦ周
波数帯の電界強度の関数として示している。これらの高
次相互変調積は、受信器（内の増幅器、ミクサ及び復調
器）における信号処理の非線形性のために、受信された
ＲＦ周波数の中のすべてのＲＦ搬送波信号間の相互変調
妨害によって生じる。所望ＲＦ信号が受信電界強度の変
化に比例して変化するのに対して、前記高次高調波ひず
み成分は受信電界強度の変化に対して非線形に（すなわ
ち、それらの高調波ひずみの次数で）変化する。図１ｂ
に示すように、ＲＦ搬送波信号ｆ１及びｆ２が、受信さ
れたＲＦ周波数帯の中で同時に生じると仮定する。それ
らの搬送波周波数ｆ１及びｆ２の最も近くに生じる相互
変調積は、それぞれｆ１±ｆ２に生じる２次相互変調積
ｄ２、ならびに２ｆ１±ｆ２及び２ｆ２±ｆ１に生じる
２つの３次高調波ひずみ成分ｄ３である。 多くのＲＦ
搬送波周波数が存在するので、受信されたＲＦ信号周波
数帯の中の不所望の高次の高調波ひずみ成分の発生は実
際上、不可避であることは明らかである。しかし本発明
は、所望ＲＦ信号と、不所望の高次相互変調積との間の
振幅増加における上記の差異を用いて、所望信号と不所
望の相互変調積とを区別する。

【００２２】図２は、アナログ信号処理装置ＡＳＰ内で
生じる相互変調妨害の、本発明による検出の基本概念を
示している。これは図３に関連して、より詳細に説明す
る種々の受信器回路を含んでもよい。アナログ信号処理
装置ＡＳＰは、信号発生器１０から供給される利得変調
信号によって利得制御され、そしてδｘｄＢの増分的な
振幅変化によってＲＦ入力信号の振幅を変調する。アナ
ログ信号処理装置ＡＳＰの出力信号はチャネル選択さ
れ、そして選択された帯域幅の中のそのレベルは測定さ
れて、そして相関器１２の第１の入力側に供給されてい
る。相関器１２の第２入力側には、信号発生器１０によ
って利得変調信号が供給される。相関器１２は、その第
１の、そして第２の入力端子における振幅変化間の差異
の発生により出力信号を供給して、前記差異の増加に従
って出力振幅を増加させる。前記差異がより大きくなれ
ば、それだけ相関器１２の第２入力端子に生じる相互変
調積２δｘ、３δｘ．．．が、より支配的なものとな
る。相関器１２の出力信号は、それに従ってアナログ信
号処理装置ＡＳＰ内に発生する相互変調妨害を表わして
いる。

【００２３】図３は本発明の有利な実施例による受信器
のブロック図を示している。この受信器はアナログ信号
処理装置１〜８を含んでいる。これらは順次、空中線装
置Ａに接続されたＲＦ入力段１と、制御可能な減衰器２
及びＲＦ増幅器３を含む、制御可能なＲＦ増幅装置２、
３と、ＩＦフィルタ７に接続されたミクサ５を含む周波
数変換及び選択装置４とを含み、ミクサ５には、チュー
ン可能な局部発振器６からの局部発振器信号が供給さ
れ、振幅変調器８を含んでおり、この振幅変調器の後に
はＩＦ及び可聴信号処理装置９が続いている。これらの
アナログ信号処理装置１〜９においては、ＲＦ受信器入
力周波数帯は変調された所望ＲＦ信号を含んでおり、Ｒ
Ｆ搬送波周波数はアンテナ装置Ａから、受動的な、選択
的マッチング用ネットワークを含むＲＦ入力段１に供給
され、そして続いて制御可能なＲＦ増幅装置２、３にお
いて広帯域増幅される。所望ＲＦ信号のＲＦからＩＦへ
の変換は、ミクサー５内において行われる。これは所望
ＲＦ信号を、ＩＦ周波数と等しい周波数距離だけ所望Ｒ
Ｆ信号の搬送波周波数から周波数において外れている局
部発振器信号にミクシングすることによって行われる。
そのようにして変換されたＩＦ信号のＩＦ選択はＩＦフ
ィルタ７内において提供される。可聴形態として再現さ
れるのに適当な可聴信号へのＩＦ信号のさらなる処理
は、ＩＦ及び可聴信号処理装置９において提供される。
所望ＲＦ信号の可聴信号への処理は公知であり、本発明
を適切に理解するためにこれ以上説明する必要はない。

【００２４】振幅変調器８の出力側は相互変調妨害検出
装置１０〜１５に接続される。この相互変調妨害検出装
置は、帯域パスフィルタ１４が後続しているレベル検出
器１３を備えたレベル検出装置１３、１４を有する。帯
域パスフィルタ１４はレベル検出器１３の出力側の振幅
変調信号を選択し、結局その中に生じるＤＣ成分を阻止
する。帯域パスフィルタ１４の出力側は、相関器１２の
第１の端子に接続される。相互変調妨害検出装置１０〜
１５はまた、前記制御可能なＲＦ増幅装置２、３の制御
可能な減衰器２の利得制御端子に接続されている利得変
調信号を発生させるための、信号発生器１０をも含んで
いる。この利得変調信号はまた遅延回路１１を通して相
関器１２の第２の端子にも接続されている。この遅延回
路は、アナログ信号処理装置１〜９の回路２〜４、８に
おいて生じる信号遅延に対応する信号遅延を供給する。
相関器１２の出力側は、低域フィルタ１５を通して相互
変調妨害検出装置１０〜１５の出力端子に接続され、そ
こに相互変調妨害表示信号を供給する。

【００２５】本発明によれば、利得変調信号は減衰器２
の減衰程度を変えるために使われている。そしてそれに
よって制御可能なＲＦ増幅装置２、３の全体的なＲＦ信
号利得を変化させる。ＲＦ広周波数域増幅器４の出力側
におけるＲＦ信号の振幅変化は、結果としてそこからミ
クサ５及びＩＦフィルタ７を通して、振幅変調器８のＩ
Ｆ信号入力側に達する。振幅変調器８においては、ＩＦ
信号は反転利得変調信号によって振幅において変化さ
れ、制御可能なＲＦ増幅装置２、３における利得変調の
結果としてもたらされる１次の振幅変化が取り除かれ
る。このことは、回路２〜４、８を含む信号パス内にお
いて生じる信号遅延を補償するために信号発生器１０か
らの利得変調信号を遅延回路１１を通して、そして利得
変調信号の反転を提供する信号反転器１６を通して、振
幅変調器８の制御端子に供給することによって、達成さ
れる。もしＩＦフィルター７の出力側における信号レベ
ル、すなわちアナログ信号処理装置１〜８において処理
された（すなわち広帯域増幅され、周波数変換されて選
択された）後のレベル、は所望すなわち１次の信号によ
って主として決められ、それから制御可能なＲＦ増幅装
置２、３における利得変調信号によって起こされる振幅
変動は、振幅変調器８において生ずるＩＦ信号レベルの
逆変調によって完全に補償される。続いてレベル検出装
置１３、１４は相関器１２の第１の端子に零レベル信号
を供給する。相関器１２は実際上、信号マルチプライア
によって形成することができる。これは所定の状況にお
いて零レベル出力信号を生じさせ、この信号は低域フィ
ルタ１５を通って相互変調妨害検出装置１０〜１５の出
力側に達する。

【００２６】しかしながら、もしＩＦフィルター７の出
力側における信号レベルが不所望の高次の相互変調積に
よって、支配的に決定されるなら、これら不所望の高次
相互変調積の制御可能なＲＦ増幅装置２、３における利
得変調信号によってもたらされた振幅変化は、振幅変調
器８において生じるＩＦ信号レベルの逆変調によっては
完全には補償されない。残留している高次振幅変化はレ
ベル検出器１３において検出され、帯域パスフィルタ１
４において選択されて、そして相関器１２の第１の端子
に供給される。相関器１２においては、これら残留して
いる高次振幅変化は、前記残留の高次振幅変化の大きさ
で変化する信号レベルを持つＤＣ信号となっている結果
的な利得変調信号と比較（または乗算）される。低域フ
ィルタ１５において選択された後では、このＤＣ信号
は、ＩＦフィルタ７の出力側におけるＩＦ信号内で生ず
る相互変調積の全体的なレベルを示すものとなってい
る。相互変調妨害検出装置１０〜１５の出力端子におけ
る相互変調妨害表示信号は、図２の受信器においては、
別の所望ＲＦ搬送波周波数に受信器のチューニング周波
数の変更を始めるために使われる。このことは、相互変
調妨害検出装置１０〜１５の出力端子に接続されたチュ
ーニング制御信号発生器１７によって達成される。この
チューニング制御信号発生器は、相互変調妨害表示信号
が適切に選択されたスレッショールド値を越えて増加す
るとき、ローカルチューニングオシレータ６にチューニ
ング制御電圧を供給する。チューニング制御信号発生器
１７は、受信器が例えば別の周波数に 自動的にチュー
ニングを切り替えること（いわゆるＡＦスイッチング）
を可能とするＲＤＳ信号処理能力（図示せず）を含むこ
ともできる。

【００２７】受信されているＲＦ信号の相互変調積に関
する全体的なレベルを量的に表示するために、数値また
はアナログの相互変調妨害インジケータ（図示せず）に
相互変調妨害表示信号を表示することもまた、可能であ
る。

【００２８】変調装置８における補償の後に、再現され
る可聴信号における残留振幅変化をさらに目立たなくさ
せるために、信号発生器１０には振幅変調装置（図示せ
ず）を設けることができ、これによって帯域幅制限擬似
ランダム変調信号で前記利得制御信号の振幅を変調す
る。このような擬似ランダム変調信号の使用は、変調の
スペクトルエネルギーの広がりにおいて、前記残留振幅
変化の可聴性を著しく減少させるという結果をもたら
す。

【００２９】利得変調信号によって発生される相対的な
振幅変化をおよそ２ｄＢに制限することによって、振幅
変化の可聴性におけるさらなる低減が達成される。

【００３０】本発明は上に説明されるように、実現の形
態には限定されていない。例えば、利得変化の可聴性を
減らすための処置は、振幅変調器８なしで済まされるか
もしれない。さらに、相互変調妨害検出において必要と
される精度に依存して、帯域パスフィルタ１４、及び／
または低域フィルタ１５なしで済ますこともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１ａおよび図１ｂは相互変調妨害現象を示す
線図である。

【図２】本発明による相互変調妨害検出の基本概念を示
す図である。

【図３】本発明の有利な実施例による受信器のブロック
回路図である。

【符号の説明】

１ ＲＦ入力段 ２ 減衰器 ３ ＲＦ増幅器 ４ 周波数変換及び選択装置 ５ ミクサ ６ 局部発振器 ７ ＩＦフィルタ ８ 振幅変調器 ９ ＩＦ及び可聴信号処理装置 １０ 信号発生器 １２ 相関器 １３ レベル検出器 １４ 帯域パスフィルタ １５ 低域フィルタ １６ 信号反転器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390009416 Ｋｒｕｐｐｓｔｒａｂｅ 105，Ｆｒａｎ ｋｆｕｒｔ ａｍ Ｍａｉｎ，ＢＲＤ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アナログ信号処理手段、および該アナロ
   グ信号処理手段において生じる相互変調妨害を検出する
   ための相互変調妨害検出手段を有する受信器において、 前記アナログ信号処理手段の出力側は、チャネル選択の
   ための周波数選択手段およびレベル検出手段を介して、
   前記相互変調妨害検出手段の第１端子に接続されてお
   り、 利得変調信号を発生するための信号発生器が、前記アナ
   ログ信号処理手段の利得制御端子だけでなく、相互変調
   妨害検出手段の第２端子に接続されており、 前記相互変調妨害検出手段は相関器を備え、 該相関器は相互変調妨害表示信号を供給し、 該供給は、一方は相互変調妨害検出手段の第１端子にお
   けるレベル検出手段の出力信号であり、他方は相互変調
   妨害検出手段の第２端子における利得変調信号である信
   号間の相対的な振幅変化の差異を検出すると行われる、
   ことを特徴とする受信器。
2. 【請求項２】 前記信号発生器は、反転手段を介して振
   幅変調器の変調信号入力端子に接続されており、前記振
   幅変調器は前記ＲＦ増幅手段に後置されている、請求項
   １記載の受信器。
3. 【請求項３】 遅延回路が、前記信号発生器と前記振幅
   変調器の変調信号入力端子との間に接続されている、請
   求項２記載の受信器。
4. 【請求項４】 前記信号発生器は振幅変調手段を備え、 該振幅変調手段は帯域幅制限擬似ランダム変調信号をも
   って前記利得制御信号の振幅を変調する、請求項１記載
   の受信器。
5. 【請求項５】 利得変調信号の振幅は２ｄＢ以下であ
   る、請求項１および４記載の受信器。
6. 【請求項６】 前記増幅手段は制御可能な減衰器を含
   み、 該減衰器は広帯域増幅段に先置されており、 該広帯域増幅段は、増幅手段の利得制御端子に接続され
   ており、前記利得制御信号とともに変化する信号減衰を
   供給する、請求項１〜５いずれか１項記載の受信器。
7. 【請求項７】 前記チャネル選択のための周波数選択手
   段はミクサ段を含み、 該ミクサ段にはＩＦチャネル選択のためのＩＦ回路が後
   置され、 該ＩＦ回路の出力側は、前記レベル検出手段を介して、
   相関器の第１の端子に接続されている、請求項１〜６い
   ずれか１項記載の受信器。
8. 【請求項８】 前記処理手段はレベル指示器を備え、該
   レベル指示器はディスプレイ手段に接続され、それによ
   り相互変調妨害表示信号のレベルを表示する、請求項１
   〜７いずれか１項記載の受信器。
9. 【請求項９】 当該受信器はチューニングオシレータを
   備え、該チューニングオシレータは局部発振器信号をミ
   クサ段に供給し、 該ミクサ段は前記制御手段により制御されており、それ
   により相互変調妨害表示信号がスレッショールド値を超
   えたとき周波数を変化させる、請求項７記載の受信器。