JP2001156666A - Signal processing circuit for fm radio receiver - Google Patents
Signal processing circuit for fm radio receiverInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、FMラジオ放送波
を受信し、受信信号を中間周波数信号に周波数変換した
後、デジタル信号に変換し復調処理するFMラジオ受信
機の信号処理回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a signal processing circuit of an FM radio receiver that receives an FM radio broadcast wave, converts a received signal into an intermediate frequency signal, converts the signal into a digital signal, and demodulates the signal.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、FMラジオ受信機には、アナ
ログ回路が用いられ、この回路においては、アンテナで
受信された放送波を増幅器で増幅し、この増幅RF信号
に対し希望局の周波数と中間周波数だけ異なる局部発振
信号を混合する。そして、混合後の信号から中間周波数
の成分のみを抽出することで希望局の信号を得、この中
間周波数に周波数変換された希望局の信号についてFM
復調処理を行い、復調信号をスピーカに供給して音声を
出力している。2. Description of the Related Art Conventionally, analog circuits have been used in FM radio receivers. In this circuit, a broadcast wave received by an antenna is amplified by an amplifier, and the frequency of a desired station is compared with the amplified RF signal. Local oscillation signals different by an intermediate frequency are mixed. Then, the signal of the desired station is obtained by extracting only the intermediate frequency component from the mixed signal, and the signal of the desired station frequency-converted to the intermediate frequency is subjected to FM.
A demodulation process is performed, and a demodulated signal is supplied to a speaker to output a sound.
【0003】ここで、CD(コンパクト・ディスク)プ
レーヤのように、オーディオ信号をDSP(デジタル・
シグナル・プロセッサ)によりデジタル処理するシステ
ムが普及してきており、FMラジオ受信機においても、
DSPを利用して信号処理が行われる場合も増えてきて
いる。[0003] Here, like a CD (compact disk) player, an audio signal is converted to a DSP (digital disc).
Signal processing (digital signal processing) systems have become widespread, and FM radio receivers
The number of cases in which signal processing is performed using a DSP is increasing.
【0004】このようなDSPによるオーディオ信号の
処理では、グラフィックイコライザ機能、バス・トレブ
ル、ラウドネス、ローブースト機能、サラウンド機能な
どを達成することが容易であり、アナログ処理に比べて
幅広い処理が可能になる。[0004] In the processing of an audio signal by such a DSP, it is easy to achieve a graphic equalizer function, bass treble, loudness, low boost function, surround function, and the like, and a wider range of processing can be performed than analog processing. Become.
【0005】ここで、DSPを用いるFMラジオ受信機
においては、中間周波数信号をデジタル信号に変換し、
得られたデジタル信号をDSPで処理して音声信号を
得、得られた音声信号をD/A変換してスピーカに供給
している。Here, in an FM radio receiver using a DSP, an intermediate frequency signal is converted into a digital signal,
The obtained digital signal is processed by a DSP to obtain an audio signal, and the obtained audio signal is D / A converted and supplied to a speaker.
【0006】特に、FM信号においては、搬送波の周波
数変位の情報が欲しいため、中間周波数信号について、
リミッタアンプにより矩形波に増幅する。そして、この
矩形波の中間周波数信号をA/D変換器でデジタルデー
タに変換する。そこで、デジタルデータの変化状態から
FM復調を行うことができる。In particular, in the case of an FM signal, since information on the frequency displacement of a carrier is desired, an intermediate frequency signal is
It is amplified to a rectangular wave by a limiter amplifier. Then, the intermediate frequency signal of this rectangular wave is converted into digital data by an A / D converter. Therefore, FM demodulation can be performed from a change state of digital data.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ここで、A/D変換器
におけるサンプリング周波数が十分大きい(例えば、搬
送波の周波数の10倍以上)場合には、変換して得たデ
ジタルデータから正確な復調が行える。ところが、デジ
タル処理において実用上超高周波のクロックで動作する
回路を構成することは困難であるため、サンプリング周
波数を低くしたいという要求がある。しかし、サンプリ
ング周波数を低くすれば、それだけデジタル信号が不正
確になり、正確な復調ができないという問題点があっ
た。Here, when the sampling frequency in the A / D converter is sufficiently large (for example, 10 times or more the frequency of the carrier wave), accurate demodulation can be performed from the digital data obtained by the conversion. I can do it. However, it is difficult to configure a circuit that operates with an ultra-high frequency clock in digital processing in practice, and there is a demand for lowering the sampling frequency. However, if the sampling frequency is lowered, the digital signal becomes inaccurate and the demodulation cannot be performed accurately.
【0008】本発明は、サンプリング周波数を低くして
も比較的正確な復調が行えるFMラジオ受信機の信号処
理回路を提供することを目的とする。An object of the present invention is to provide a signal processing circuit of an FM radio receiver that can perform relatively accurate demodulation even when the sampling frequency is lowered.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、FMラジオ放
送波を受信し、受信信号を中間周波数信号に周波数変換
した後、デジタル信号に変換し復調処理するFMラジオ
受信機の信号処理回路であって、中間周波数信号を増幅
するアンプと、このアンプの出力レベルに応じてアンプ
の増幅率を制御するAGC回路と、前記アンプの出力を
アナログデジタル変換するA/D変換回路と、を有し、
AGC回路によって、アンプの出力がほぼ正弦波となる
ように調整することを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a signal processing circuit of an FM radio receiver which receives an FM radio broadcast wave, converts a received signal into an intermediate frequency signal, converts the signal into a digital signal, and demodulates the signal. An amplifier for amplifying the intermediate frequency signal; an AGC circuit for controlling an amplification factor of the amplifier according to an output level of the amplifier; and an A / D conversion circuit for converting the output of the amplifier from analog to digital. ,
It is characterized in that the output of the amplifier is adjusted to be substantially a sine wave by the AGC circuit.
【0010】これによって、アンプの出力を正弦波状と
することができ、A/D変換回路におけるサンプリング
周波数が比較的低くても、DSPにおいて正確な復調を
行うことができる。Thus, the output of the amplifier can be made sinusoidal, and accurate demodulation can be performed in the DSP even if the sampling frequency in the A / D conversion circuit is relatively low.
【0011】また、本発明は、FMラジオ放送波を受信
し、受信信号を中間周波数信号に周波数変換した後、デ
ジタル信号に変換し復調処理するFMラジオ受信機の信
号処理回路であって、中間周波数信号を増幅するアンプ
と、このアンプの出力をアナログデジタル変換するA/
D変換回路と、A/D変換回路から出力されるデジタル
信号からその波形を検出し、この検出結果に基づくデジ
タル制御信号を出力する処理回路と、前記デジタル制御
信号をアナログ制御信号に変換するD/A変換回路と、
を有し、D/A変換回路の出力により前記アンプの増幅
率を制御し、アンプの出力がほぼ正弦波となるように調
整することを特徴とする。The present invention is also a signal processing circuit of an FM radio receiver which receives an FM radio broadcast wave, converts a received signal into an intermediate frequency signal, converts the signal into a digital signal, and demodulates the signal. An amplifier that amplifies the frequency signal and an A / A that converts the output of this amplifier from analog to digital
A D conversion circuit, a processing circuit for detecting a waveform of the digital signal output from the A / D conversion circuit and outputting a digital control signal based on the detection result, and a D circuit for converting the digital control signal into an analog control signal / A conversion circuit;
Wherein the amplification factor of the amplifier is controlled by the output of the D / A conversion circuit, and the output of the amplifier is adjusted to be substantially a sine wave.
【0012】また、本発明は、FMラジオ放送波を受信
し、受信信号を中間周波数信号に周波数変換した後、デ
ジタル信号に変換し復調処理するFMラジオ受信機の信
号処理回路であって、中間周波数信号を矩形波に増幅す
るリミッタアンプと、このリミッタアンプの出力をなま
らせるフィルタ回路と、このフィルタ回路の出力をアナ
ログデジタル変換するA/D変換回路と、を有し、フィ
ルタ回路の出力がほぼ正弦波となるように調整すること
を特徴とする。The present invention is also a signal processing circuit of an FM radio receiver which receives an FM radio broadcast wave, converts the frequency of a received signal into an intermediate frequency signal, converts the signal into a digital signal, and demodulates the signal. A limiter amplifier for amplifying the frequency signal into a rectangular wave, a filter circuit for blunting the output of the limiter amplifier, and an A / D conversion circuit for analog-to-digital conversion of the output of the filter circuit; It is characterized in that it is adjusted so as to be substantially a sine wave.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態(以下
実施形態という)について、図面に基づいて説明する。Embodiments of the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described below with reference to the drawings.
【0014】「第1実施形態」図1は、第1実施形態の
回路を示す図であり、アンテナ10によって受信された
RF信号は、フロントエンド12に供給される。フロン
トエンド12では、受信信号を増幅した後、局部発振信
号を混合し、フィルタリングして所定の中間周波数(I
F)信号を得る。ここで、局部発振信号は、希望局周波
数に対し中間周波数分だけ異なった周波数となるように
調整されており、中間周波数信号として希望局の信号が
得られる。なお、FMラジオ受信機において、通常は中
間周波数信号は10.7MHzであるが、本実施形態で
は、搬送波の周波数を460kHz程度まで周波数を落
としておく。これにより、中間周波数を実用上のDSP
の動作速度に依存させることができる。FIG. 1 is a diagram showing a circuit according to a first embodiment. An RF signal received by an antenna 10 is supplied to a front end 12. In the front end 12, after amplifying the received signal, the local oscillation signal is mixed, filtered and subjected to a predetermined intermediate frequency (I
F) Obtain a signal. Here, the local oscillation signal is adjusted to have a frequency different from the desired station frequency by an intermediate frequency, and a signal of the desired station is obtained as an intermediate frequency signal. In the FM radio receiver, the intermediate frequency signal is usually 10.7 MHz, but in the present embodiment, the frequency of the carrier is reduced to about 460 kHz. As a result, the intermediate frequency can be changed to a practical DSP.
Can be made dependent on the operation speed.
【0015】このフロントエンド12からの中間周波数
信号は、アンプ14に供給され、ここで増幅される。こ
こで、このアンプ14の出力は、積分器16に供給さ
れ、この積分器16の出力に基づいてアンプ14の増幅
率(ゲイン)が制御されるようになっている。すなわ
ち、積分器16において、アンプ14の出力の信号レベ
ルが検出され、これによってアンプ14のゲインをコン
トロールするAGC(オート・ゲイン・コントロール)
回路が形成されている。特に、このAGCにより、アン
プ14のゲインをコントロールして、アンプ14の出力
がほぼ正弦波となるようにしている。The intermediate frequency signal from the front end 12 is supplied to an amplifier 14 where it is amplified. Here, the output of the amplifier 14 is supplied to an integrator 16, and the amplification factor (gain) of the amplifier 14 is controlled based on the output of the integrator 16. That is, the integrator 16 detects the signal level of the output of the amplifier 14, and thereby controls the gain of the amplifier 14 by an AGC (auto gain control).
A circuit is formed. In particular, the gain of the amplifier 14 is controlled by the AGC so that the output of the amplifier 14 becomes substantially a sine wave.
【0016】アンプ14からの正弦波は、A/D変換器
18に供給され、デジタル信号に変換される。ここで、
このA/D変換器18におけるサンプリング周波数は、
1MHz程度とかなり低い周波数としている。The sine wave from the amplifier 14 is supplied to an A / D converter 18 and converted into a digital signal. here,
The sampling frequency of the A / D converter 18 is
The frequency is as low as about 1 MHz.
【0017】得られたデジタル信号は、DSP20に供
給され、ここでFM復調処理が行われる。このFM復調
処理は、位相を180°遅らせた信号を乗算することで
行われる。これによって、L+R信号が得られ、ここか
ら38kHzの副搬送波にのったL−R信号を分離し、
これらを、加減算して、L信号およびR信号を得る。そ
して、これらL信号およびR信号をそれぞれD/A変換
器22a、22bを介しスピーカへ出力することで、音
声が出力される。ここで、DSPにおいて、音声信号を
デジタル処理しているため、サラウンドや、各種のエフ
ェクト処理を行うことが容易であり、周波数帯域毎の音
量調整やグラフィックイコライザ機能などを達成するこ
とも容易である。The obtained digital signal is supplied to a DSP 20, where an FM demodulation process is performed. This FM demodulation processing is performed by multiplying a signal whose phase is delayed by 180 °. As a result, an L + R signal is obtained, from which the LR signal on the 38 kHz subcarrier is separated,
These are added and subtracted to obtain an L signal and an R signal. Then, the L signal and the R signal are output to the speaker via the D / A converters 22a and 22b, respectively, so that sound is output. Here, since the audio signal is digitally processed in the DSP, it is easy to perform surround and various effect processings, and it is also easy to achieve volume adjustment for each frequency band, a graphic equalizer function, and the like. .
【0018】このように、本実施形態においては、AG
C回路を有し、アンプ14から出力される信号が正弦波
となるようにしている。これによって、A/D変換器1
8において、A/D変換される信号は正弦波となる。A
/D変換器18は、8ビットのデジタル信号を出力する
ものであり、サンプリング周波数が低くても、波形を表
現できる。すなわち、従来のようにリミッタアンプによ
り搬送波がクリップするまで増幅すると、これを表現す
るデジタル信号のサンプリング周波数はかなり高いもの
が必要であり、正確な復調を行うためには、搬送波の周
波数の10倍のサンプリング周波数が必要であった。つ
まり、クリップされた信号は1倍から10倍程度までの
高周波が含まれており、これらをすべてサンプリングす
るには、高いサンプリング周波数が必要となる。本実施
形態のように、A/D変換する信号の搬送波を正弦波と
することで、サンプリング周波数を搬送波の2〜3倍程
度でも十分な復調を行うことができる。この際、正弦波
は1倍から2倍程度の高周波だけが含まれているので、
搬送波の2〜3倍のサンプリング周波数で復調ができる
のである。そして、サンプリング周波数を低くすること
でDSP20における処理を容易することができ、さら
に消費電力の節約も可能となる。As described above, in this embodiment, AG
It has a C circuit so that the signal output from the amplifier 14 becomes a sine wave. Thereby, the A / D converter 1
At 8, the signal to be A / D converted is a sine wave. A
The / D converter 18 outputs an 8-bit digital signal, and can express a waveform even if the sampling frequency is low. That is, if the carrier wave is amplified by the limiter amplifier until clipping as in the conventional case, the sampling frequency of the digital signal representing the signal needs to be considerably high. Sampling frequency was required. That is, the clipped signal contains a high frequency of about 1 to 10 times, and a high sampling frequency is required to sample all of them. As in the present embodiment, by making the carrier of the signal to be A / D converted into a sine wave, sufficient demodulation can be performed even if the sampling frequency is about two to three times the carrier. At this time, the sine wave contains only high frequency of about 1 to 2 times,
Demodulation can be performed at a sampling frequency that is two to three times the carrier frequency. By lowering the sampling frequency, processing in the DSP 20 can be facilitated, and power consumption can be further reduced.
【0019】「第2実施形態」図2は、第2実施形態の
回路を示す図であり、DSP20の内部に波形検出部2
4が設けられている。この波形検出部24は、デジタル
信号のレベルおよび歪み率をデータの変化から検出す
る。そして、検出したレベルおよび歪み率に応じてなる
べく歪みがなく、かつレベルが所定以上となるように、
アンプ14のゲインを決定する。そして、この決定され
たゲインをD/A変換器26により、アナログ信号に変
換してアンプ14に供給し、アンプ14のゲインをコン
トロールする。なお、レベルのみの検出によりアンプ1
4のゲインをコントロールしてもよいが、歪み率もみた
方が正弦波を得るための精度の高い制御が行える。[Second Embodiment] FIG. 2 is a diagram showing a circuit according to a second embodiment.
4 are provided. The waveform detector 24 detects the level and distortion rate of a digital signal from a change in data. Then, as little distortion as possible according to the detected level and distortion rate, and the level is equal to or higher than a predetermined value,
The gain of the amplifier 14 is determined. Then, the determined gain is converted into an analog signal by the D / A converter 26 and supplied to the amplifier 14, and the gain of the amplifier 14 is controlled. In addition, the detection of the amplifier 1
Although the gain of 4 may be controlled, it is possible to perform highly accurate control for obtaining a sine wave by also considering the distortion factor.
【0020】このようなDSP20におけるデジタルデ
ータから波形を検出することで、より精度の高いアンプ
14のゲインコントロールができ、アンプ14の出力に
正弦波が得られる。そこで、低いサンプリング周波数に
おいて波形を十分に表すデジタル信号を得、これに基づ
いて正確な復調が可能となる。By detecting the waveform from the digital data in the DSP 20, more accurate gain control of the amplifier 14 can be performed, and a sine wave can be obtained at the output of the amplifier 14. Therefore, a digital signal sufficiently representing a waveform is obtained at a low sampling frequency, and accurate demodulation can be performed based on the digital signal.
【0021】「第3実施形態」図3は、第3実施形態の
回路を示す図であり、従来例と同様に、フロントエンド
12の出力について、リミッタアンプ30によって、信
号がクリップするまで増幅する。これによって、リミッ
タアンプ30の出力に、矩形波が得られる。そして、こ
のリミッタアンプ30の出力をローパスフィルタ32に
供給する。このローパスフィルタ32は、波形を鈍らせ
るものであり、これによって、ローパスフィルタ32の
出力に正弦波が得られる。そして、この正弦波がA/D
変換器18においてA/D変換されるため、低いサンプ
リング周波数において波形を十分に表すデジタル信号を
得、これに基づいて正確な復調が可能となる。[Third Embodiment] FIG. 3 is a diagram showing a circuit according to a third embodiment. Similar to the conventional example, the output of the front end 12 is amplified by the limiter amplifier 30 until the signal is clipped. . As a result, a rectangular wave is obtained at the output of the limiter amplifier 30. Then, the output of the limiter amplifier 30 is supplied to the low-pass filter 32. The low-pass filter 32 serves to dull the waveform, so that a sine wave is obtained at the output of the low-pass filter 32. And this sine wave is A / D
Since the A / D conversion is performed in the converter 18, a digital signal sufficiently representing a waveform at a low sampling frequency is obtained, and accurate demodulation can be performed based on the digital signal.
【0022】[0022]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
アンプの出力を正弦波状とすることができ、A/D変換
回路におけるサンプリング周波数が比較的低くても、D
SPにおいて正確な復調を行うことができる。As described above, according to the present invention,
The output of the amplifier can be sinusoidal, and even if the sampling frequency in the A / D conversion circuit is relatively low, D
Accurate demodulation can be performed in the SP.
【図1】 第1実施形態の構成を示すブロック図であ
る。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a first embodiment.
【図2】 第2実施形態の構成を示すブロック図であ
る。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a second embodiment.
【図3】 第3実施形態の構成を示すブロック図であ
る。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a third embodiment.
10 アンテナ、12 フロントエンド、14 アン
プ、16 積分器、18A/D変換器、20 DSP、
22a,22b D/A変換器、24 波形検出部、2
6 D/A変換器、30 リミッタアンプ、32 ロー
パスフィルタ。10 antenna, 12 front end, 14 amplifier, 16 integrator, 18 A / D converter, 20 DSP,
22a, 22b D / A converter, 24 waveform detector, 2
6 D / A converter, 30 limiter amplifier, 32 low pass filter.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5D062 BB13 BB15 5D108 AB09 5K020 CC03 DD13 EE04 NN10 5K061 AA02 AA11 BB04 CC00 CC11 CC23 CC27 CC52 JJ00 JJ06 JJ24 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5D062 BB13 BB15 5D108 AB09 5K020 CC03 DD13 EE04 NN10 5K061 AA02 AA11 BB04 CC00 CC11 CC23 CC27 CC52 JJ00 JJ06 JJ24
Claims (3)
中間周波数信号に周波数変換した後、デジタル信号に変
換し復調処理するFMラジオ受信機の信号処理回路であ
って、 中間周波数信号を増幅するアンプと、 このアンプの出力レベルに応じてアンプの増幅率を制御
するAGC回路と、 前記アンプの出力をアナログデジタル変換するA/D変
換回路と、 を有し、 AGC回路によって、アンプの出力がほぼ正弦波となる
ように調整することを特徴とするFMラジオ受信機の信
号処理回路。1. A signal processing circuit of an FM radio receiver for receiving an FM radio broadcast wave, converting a received signal into an intermediate frequency signal, converting the signal into a digital signal, and demodulating the digital signal, wherein the intermediate frequency signal is amplified. And an AGC circuit for controlling the amplification factor of the amplifier according to the output level of the amplifier; and an A / D conversion circuit for converting the output of the amplifier from analog to digital. A signal processing circuit for an FM radio receiver, wherein the signal processing circuit adjusts the signal to be substantially a sine wave.
中間周波数信号に周波数変換した後、デジタル信号に変
換し復調処理するFMラジオ受信機の信号処理回路であ
って、 中間周波数信号を増幅するアンプと、 このアンプの出力をアナログデジタル変換するA/D変
換回路と、 A/D変換回路から出力されるデジタル信号からその波
形を検出し、この検出結果に基づくデジタル制御信号を
出力する処理回路と、 前記デジタル制御信号をアナログ制御信号に変換するD
/A変換回路と、 を有し、D/A変換回路の出力により前記アンプの増幅
率を制御し、アンプの出力がほぼ正弦波となるように調
整することを特徴とするFMラジオ受信機の信号処理回
路。2. A signal processing circuit of an FM radio receiver that receives an FM radio broadcast wave, converts a received signal into an intermediate frequency signal, converts the signal into a digital signal, and demodulates the digital signal, wherein the intermediate frequency signal is amplified. And an A / D conversion circuit for converting the output of the amplifier from analog to digital. A process of detecting a waveform from a digital signal output from the A / D conversion circuit and outputting a digital control signal based on the detection result A circuit for converting the digital control signal into an analog control signal;
And an A / A conversion circuit, wherein the amplification factor of the amplifier is controlled by the output of the D / A conversion circuit, and the output of the amplifier is adjusted to be substantially a sine wave. Signal processing circuit.
中間周波数信号に周波数変換した後、デジタル信号に変
換し復調処理するFMラジオ受信機の信号処理回路であ
って、 中間周波数信号を矩形波に増幅するリミッタアンプと、 このリミッタアンプの出力をなまらせるフィルタ回路
と、 このフィルタ回路の出力をアナログデジタル変換するA
/D変換回路と、 を有し、 フィルタ回路の出力がほぼ正弦波となるように調整する
ことを特徴とするFMラジオ受信機の信号処理回路。3. A signal processing circuit of an FM radio receiver that receives an FM radio broadcast wave, converts a received signal into an intermediate frequency signal, converts the signal into a digital signal, and demodulates the signal. Limiter amplifier that amplifies the signal into a wave, a filter circuit that blunts the output of the limiter amplifier, and A that converts the output of this filter circuit from analog to digital
A signal processing circuit for an FM radio receiver, comprising: a / D conversion circuit; and adjusting the output of the filter circuit to be substantially a sine wave.
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