JP2002009650A - Fm受信機 - Google Patents

Fm受信機

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JP2002009650A
JP2002009650A JP2000189859A JP2000189859A JP2002009650A JP 2002009650 A JP2002009650 A JP 2002009650A JP 2000189859 A JP2000189859 A JP 2000189859A JP 2000189859 A JP2000189859 A JP 2000189859A JP 2002009650 A JP2002009650 A JP 2002009650A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 過変調の放送波を受信した場合における音声
信号の歪みを低減することができるFM受信機を提供す
ること。 【解決手段】 中間周波増幅/FM検波回路18から出
力されるコンポジット信号は、アンプ50によって振幅
レベルを調整され、アナログ−デジタル変換部54によ
りデジタルデータに変換される。過変調検出部66は、
アナログ−デジタル変換部54から出力されるデジタル
データに基づいて、アンプ50から出力されるコンポジ
ット信号の振幅レベルが所定のしきい値を超えている場
合に所定の検出信号を出力する。過変調検出部66から
検出信号が出力されると、制御部22は、アンプ50の
ゲインを所定量だけ減少するようゲイン設定部52に指
示する。指示を受けたゲイン設定部52は、アンプ50
のゲインを所定量だけ減少した値に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、FM放送波を受信
するFM受信機に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、FM放送を配信している放送
局では、音声信号等を用いてFM変調処理を行って所定
周波数の搬送波に対応するFM放送波を送信している。
このFM変調処理においては、所定の変調度を有するF
M変調信号が用いられ、音声信号等の振幅を周波数偏移
に対応付けた変換処理が行われる。
【0003】このようなFM放送波を受信するFM受信
機では、受信したFM放送波を所定周波数(例えば1
0.7MHz)の中間周波数信号に変換した後、FM復
調処理を行って、この中間周波信号に重畳されているF
M変調信号を取り出している。このFM変調信号とし
て、例えばモノラルのFM放送波の場合には音声信号が
得られる。また、ステレオ方式のFM放送波の場合に
は、FM変調信号として、L成分とR成分が重畳された
コンポジット信号が得られる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のFM
受信機では、設計時に周波数偏移の許容幅が決まってお
り、中間周波信号の周波数偏移がこの許容幅を超えてい
る、いわゆる過変調のFM放送波を受信した場合には、
周波数偏移に比例して復調後の音声信号の振幅値がFM
受信機における所定の許容値を超えてしまうことによ
り、復調後の音声信号に歪みを生じてしまう場合があ
る。
【0005】すなわち、一般には、放送波の周波数偏移
を大きくすることにより、復調後の音声信号のSN比を
向上させることができるが、1局当たりの占有周波数帯
域幅も広がってしまうため、両者の兼ね合いから周波数
偏移の値が決められており、例えば、日本では、周波数
偏移の最大幅が±75kHzに設定されている。ところ
が、地域によっては、周波数偏移についての規制が厳格
でない放送局も存在するため、周波数偏移を日本におけ
る一般的な値よりも大きく設定している場合もある。こ
のように、周波数偏移の大きいFM放送波、すなわち高
い周波数のFM変調信号が重畳された過変調のFM放送
波を受信した場合には、復調後の音声信号の振幅が大き
くなり、この振幅値が所定の許容値を超えると音声信号
に歪みが生じ、出力される音声の品質が劣化してしまう
ために好ましくない。
【0006】特に、最近ではステレオ復調やノイズ除去
あるいは音質補正等の各種の処理をDSP(デジタル信
号プロセッサ)等で行う場合が多いが、DSP等の動作
電圧が低電圧化されるのに伴って、FM復調された信号
をデジタルデータに変換するアナログ−デジタル変換器
の許容入力電圧も低電圧化しており、過変調のFM放送
波が受信されるとFM復調された信号の振幅が大きくな
るためアナログ−デジタル変換器の許容入力電圧を超え
てしまい、最終的に得られる音声信号が歪むことにな
る。
【0007】本発明は、このような点に鑑みて創作され
たものであり、その目的は、過変調の放送波を受信した
場合における音声信号の歪みを低減することができるF
M受信機を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明のFM受信機では、所定の受信周波数を
有するFM放送波を受信手段により受信し、受信したF
M放送波に含まれるFM変調信号をFM復調手段によっ
て復調する際に、FM復調手段から出力される復調信号
の振幅レベルを第1の信号レベル調整手段により調整
し、振幅レベルが調整された後の復調信号の振幅レベル
を信号レベル検出手段により検出しており、検出される
復調信号の振幅レベルが所定値以下となるように、第1
の信号レベル調整手段による振幅レベルの調整値を設定
している。過変調のFM放送波を受信することによりF
M復調手段から出力される復調信号の振幅レベルが過度
に大きくなった場合であっても、第1の信号レベル調整
手段を通した後の復調信号の振幅レベルが所定値以下と
なるように調整されるので、この振幅レベルが調整され
た復調信号に基づいて再生される音声信号の歪みを低減
することができる。
【0009】また、FM復調信号に基づいて、FM放送
波に含まれる音声信号を再生する音声再生手段と、上述
した第1の信号レベル調整手段による調整によって変更
された振幅レベルを元に戻す振幅レベルの再調整を行う
第2の信号レベル調整手段とをさらに備えることが望ま
しい。第2の信号レベル調整手段によって振幅レベルの
再調整を行うことにより、音声再生手段により再生され
る音声の音量を適切な値、すなわち、第1の信号レベル
調整手段による振幅レベルの調整が行われる前の復調信
号の振幅レベルに応じた音量にすることができるので、
再生される音声を聴取する利用者が音量変化により感じ
る違和感を軽減することができる。
【0010】また、上述した第1の信号レベル調整手段
から出力されるアナログの復調信号をデジタルデータに
変換するアナログ−デジタル変換手段をさらに備えてお
り、第1の信号レベル調整手段から出力される復調信号
の振幅レベルが、アナログ−デジタル変換手段の許容入
力電圧よりも低くなるように、第1の信号レベル調整手
段による振幅レベルの調整値が設定されることが望まし
い。最近では、復調信号に基づいて音声を再生する一連
の処理、例えば、ステレオ復調処理のために必要なフィ
ルタリング処理やノイズ除去処理などをデジタル処理に
より行う場合が多いが、この場合に、第1の信号レベル
調整手段から出力される復調信号の振幅レベルをアナロ
グ−デジタル変換手段の許容入力電圧よりも低くなるよ
うに調整することにより、アナログ−デジタル変換手段
の入力信号の振幅が高い場合に生じる出力電圧のクリッ
プを防止することができるため、過変調の復調信号をア
ナログ−デジタル変換手段に入力することにより生じる
音声信号の歪みを低減することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した一実施形
態のFM受信機について、図面を参照しながら説明す
る。図1は、本発明を適用した一実施形態のFM受信機
の構成を示す図である。同図に示すFM受信機100
は、アンテナ10、フロントエンド部(F/E)12、
選局回路14、操作部16、中間周波増幅/FM検波回
路(IF/DET)18、音声出力部20、制御部2
2、デジタル−アナログ変換部(D/A)23、パワー
アンプ24、スピーカ26を含んで構成されている。
【0012】フロントエンド部12は、アンテナ同調回
路や高調波増幅回路、局部発振回路、混合回路等を含ん
でおり、アンテナ10から入力されるFM放送波の中か
ら所望の受信周波数(同調周波数)成分を抽出するとと
もに、抽出した信号に対して所定の周波数変換を行い、
10.7MHzの中間周波信号を出力する。
【0013】選局回路14は、受信周波数を設定するた
めのものであり、フロントエンド部12内の局部発振回
路とともにPLL(位相同期ループ)を構成する。例え
ば、プログラマブルカウンタからなる分周回路を有して
おり、この分周比を制御部22からの指示にしたがって
変更することによりフロントエンド部12内の局部発振
回路の発振周波数を変えて、受信周波数を切り替える。
【0014】操作部16は、利用者が所望の放送局を選
択するために受信周波数を入力したり、スピーカ26か
ら出力される音声の音量や音質等を調整するためのもの
であり、選局キー等の操作キーを備え、利用者の操作指
示に応じた信号を制御部22に出力する。
【0015】中間周波増幅/FM検波回路18は、フロ
ントエンド部12から出力される中間周波信号を増幅す
るとともに同調動作を行い、その同調結果に対してFM
検波を行ってコンポジット信号(FM復調信号)を出力
する。音声出力部20は、中間周波増幅/FM検波回路
18から出力されるコンポジット信号を音声信号(L信
号とR信号からなるステレオ音声信号)に分離するステ
レオ復調処理を行うとともに、音声信号に対して音量や
音質の補正処理を行う。音声出力部20に含まれる各構
成要素の詳細については後述する。
【0016】制御部22は、受信周波数の設定やスピー
カ26から出力される音声の音量や音質の調整等、FM
受信機100全体の動作を制御するものである。制御部
22の動作内容の詳細については後述する。デジタル−
アナログ変換部23は、音声出力部20から出力される
デジタルデータの音声信号をアナログの音声信号に変換
する。パワーアンプ24は、スピーカ26を駆動するた
めに、デジタル−アナログ変換部23から出力される音
声信号を所定のゲインで増幅する。スピーカ26は、パ
ワーアンプ24から出力される駆動信号に基づいて音声
を出力する。
【0017】次に、上述した音声出力部20の詳細構成
について説明する。図1に示す音声出力部20は、2つ
のアンプ50、62、2つのゲイン設定部52、64、
アナログ−デジタル変換部(A/D)54、ノイズキャ
ンセラ/ステレオ復調部56、音質補正部58、過変調
検出部66を含んで構成されている。
【0018】なお、本実施形態の音声出力部20は、専
用DSPにより実現されており、ステレオ復調処理や音
質補正処理等をデジタル処理によって実現している。一
連の処理をデジタル化することによりノイズ等の影響を
受けにくくなるので、ステレオ復調処理のために必要な
フィルタリング処理や音質補正処理などを行う際の信号
の劣化を低減することができ、より高品質な音声信号を
出力することができるとともに、FM受信機100全体
の省スペース化や部品点数の削減による低コスト化を図
ることができる。また、処理をデジタル化していること
から汎用性が高く、音量や音質の補正処理等を行う部分
を他のオーディオ機器、例えば、CDプレーヤ等(図示
せず)と共用することにより、本実施形態のFM受信機
100やCDプレーヤ等を含んで構成されるオーディオ
システム全体の省スペース化や低コスト化を実現できる
という利点もある。
【0019】アンプ50は、中間周波増幅/FM検波回
路18から入力されるコンポジット信号を所定のゲイン
で増幅あるいは減衰することにより、コンポジット信号
の振幅レベル(電圧値)を後段のアナログ−デジタル変
換部54への入力に適したレベルに調整する。ゲイン設
定部52は、制御部22からの指示に基づいてアンプ5
0のゲインを設定する。
【0020】アナログ−デジタル変換部54は、アンプ
50から出力されるゲイン調整後のコンポジット信号を
デジタルデータに変換する。ノイズキャンセラ/ステレ
オ復調部56は、アナログ−デジタル変換部54からデ
ジタルデータとして出力されるコンポジット信号に対し
て所定のノイズ除去処理を行った後にステレオ復調処理
を行ってステレオの音声信号を生成する。
【0021】音質補正部58は、制御部22からの操作
指示に基づいて、音声信号の音質を補正する処理(例え
ば、高域を強調する等の処理)を行う。アンプ62は、
スピーカ26から出力される音声の音量を調整するため
に、音質補正部58から出力される音声信号を所定のゲ
インで増幅あるいは減衰する。ゲイン設定部64は、制
御部22からの指示に基づいてアンプ62のゲインを設
定する。
【0022】過変調検出部66は、アナログ−デジタル
変換部54から出力されるコンポジット信号に基づいて
過変調の発生を検出し、所定の検出信号を制御部22に
出力する。具体的には、中間周波増幅/FM検波回路1
8から出力されるコンポジット信号は、中間周波数(1
0.7MHz)に対する周波数偏移が大きいほど振幅レ
ベルが高くなるので、過変調検出部66は、このコンポ
ジット信号の振幅レベルが予め設定されている所定のし
きい値Vthよりも高くなった場合にその旨を示す所定
の検出信号を出力する。このしきい値Vthは、アナロ
グ−デジタル変換部54の許容入力電圧の最大値に基づ
いてその値が設定される。
【0023】図2は、アナログ−デジタル変換部54の
許容入力電圧としきい値Vthの関係を説明する図であ
る。本実施形態のアナログ−デジタル変換部54は、許
容入力電圧の最大値がVmaxとなっており、入力信号
の振幅レベルがこの最大値Vmaxを超えると出力デー
タが所定値に固定されるクリップが発生し、出力データ
に歪みが生じる。この場合に、中間周波信号の周波数偏
移の増加に応じてコンポジット信号の振幅レベルが増加
し、上述した許容入力電圧の最大値Vmaxを超えた時
点で過変調を検出したのでは、その直後にアンプ50の
ゲインを下げる処理を行ったとしても、短時間ではある
が出力信号に歪みが生じて、その後のステレオ復調処理
等に悪影響を及ぼし、スピーカ26から出力される音声
に異音、雑音等が発生してしまうこととなる。
【0024】したがって、本実施形態では、上述した最
大値Vmaxよりもいくらか低いレベルにしきい値Vt
hを設定し、アナログ−デジタル変換部54から出力さ
れるコンポジット信号の振幅レベルがこのしきい値Vt
hを超えた時点で過変調を検出して、アナログ−デジタ
ル変換部54に入力されるコンポジット信号の振幅レベ
ルを減衰させている。
【0025】具体的には、周波数偏移がある値f0 より
大きいFM放送波を受信し、対応するコンポジット信号
の振幅レベルがしきい値Vthを超えることにより過変
調が検出されると、コンポジット信号の振幅レベルを所
定量だけ減衰させるようにアンプ50のゲインが設定さ
れる。このため、一度過変調が検出された後は、周波数
偏移がf0 よりも大きい値であるf1 となるまでは、コ
ンポジット信号の振幅レベルがしきい値Vthを超えな
いこととなる。また、周波数偏移がf1 より大きくな
り、対応するコンポジット信号の振幅レベルがしきい値
Vthを超えて過変調が検出された場合には、コンポジ
ット信号の振幅レベルをさらに所定量だけ減衰させるよ
うにアンプ50のゲインが設定される。このため、二度
目に過変調が検出された後は、周波数偏移がf1 よりも
大きい値であるf2 となるまでは、コンポジット信号の
振幅レベルがしきい値Vthを超えないこととなる。
【0026】このように、過変調を検出する毎にコンポ
ジット信号の振幅レベルを調整する処理を何回か繰り返
して行うことにより、最大値Vmaxを超える振幅レベ
ルのコンポジット信号がアナログ−デジタル変換部54
に入力されることを防止することができる。
【0027】上述したアンテナ10、フロントエンド部
12、選局回路14が受信手段に、中間周波増幅/FM
検波回路18がFM復調手段に、アンプ50、ゲイン設
定部52が第1の信号レベル調整手段に、過変調検出部
66が信号レベル検出手段にそれぞれ対応している。ま
た、ノイズキャンセラ/ステレオ復調部56が音声再生
手段に、アンプ62、ゲイン設定部64が第2の信号レ
ベル調整手段に、アナログ−デジタル変換部54がアナ
ログ−デジタル変換手段にそれぞれ対応している。
【0028】本実施形態のFM受信機100はこのよう
な構成を有しており、次にその動作を説明する。図3
は、過変調が検出された場合におけるFM受信機100
の動作を示す流れ図であり、主に、制御部22において
行われる動作について説明されている。
【0029】制御部22は、過変調検出部66からの検
出信号の有無に基づいて、過変調が検出されたか否かを
判定する(ステップ100)。過変調が検出されると、
ステップ100で肯定判断がなされ、次に制御部22
は、前段側のアンプ50のゲインを所定量(例えば1.
5dB)だけ減少した値に設定するようゲイン設定部5
2に指示を出力する(ステップ101)。これにより、
アナログ−デジタル変換部54に入力されるコンポジッ
ト信号の振幅レベルが低下することとなる。
【0030】また、制御部22は、後段側のアンプ62
のゲインを所定量だけ増加した値に設定するようゲイン
設定部64に指示を出力する(ステップ102)。具体
的には、アンプ62のゲインの増加量は、上述したステ
ップ101におけるアンプ50のゲインの減少量に対応
して設定される。すなわち、本実施形態では、アナログ
−デジタル変換部54の出力信号に歪みが生じるのを防
ぐために、入力されるコンポジット信号の振幅レベルを
低下させているので、その低下分を後段側のアンプ62
で補うことによって、最終的にスピーカ26から出力さ
れる音声の音量が変化しないようにしている。
【0031】次に、制御部22は、操作部16から受信
周波数を変更する旨の指示が出力されているか否かを判
定する(ステップ103)。受信周波数を変更する旨の
指示がなされていない場合には、ステップ103で否定
判断がなされ、次に制御部22は、各アンプ50および
62のゲインを調整する処理(上述したステップ101
および102に示した処理)を行った回数が所定回数を
超えているか否かを判定する(ステップ104)。
【0032】具体的には、本実施形態では、過変調が検
出された場合に、各アンプ50、62のゲインを調整す
る処理を予め設定した所定回数(例えば、2回)に分け
て段階的に行うことにより、アナログ−デジタル変換部
54に入力されるコンポジット信号の振幅レベルが必要
以上に低下することを防止している。
【0033】ゲインの調整回数が所定回数を超えていな
い場合には、ステップ104で否定判断がなされ、制御
部22は、上述したステップ100に戻り、過変調が検
出されたか否かの判定以降の動作を繰り返す。また、ゲ
インの調整回数が所定回数を超えた場合には、上述した
ステップ104で肯定判断がなされ、制御部22は、ス
テップ103に戻り、受信周波数の変更指示がなされた
か否かの判定以降の動作を繰り返す。すなわち、本実施
形態では、ゲインの調整回数が所定回数を超えた後は、
受信周波数の変更指示がなされるまで(ステップ103
で肯定判断がなされるまで)の間は、ステップ103〜
104の判定が繰り返されるので、ゲイン調整は行われ
ないこととなる。
【0034】受信周波数の変更指示がなされると、ステ
ップ103で肯定判断がなされ、制御部22は、選局回
路14に指示を送って受信周波数を変更するとともに
(ステップ105)、各アンプ50および62のゲイン
を変更前の値に設定する(ステップ106)。その後、
制御部22は、上述したステップ100に戻り、以降の
処理を繰り返す。
【0035】また、過変調が検出されない場合には、上
述したステップ100で否定判断がなされ、制御部22
は、ステップ103に進み、受信周波数の変更指示がな
されたか否かの判定以降の処理を行う。このように、本
実施形態のFM受信機100は、過変調のFM放送波を
受信することにより、コンポジット信号の振幅レベルが
所定のしきい値Vthを超えた場合に、アンプ50のゲ
インを所定量だけ減少させることによってコンポジット
信号の振幅レベルを低下させているので、コンポジット
信号に基づいて再生される音声信号の歪みを低減するこ
とができる。また、アンプ50においてコンポジット信
号の振幅レベルを低下させた分を後段側のアンプ62で
補うことによって、最終的にスピーカ26から出力され
る音声の音量が変化しないようにしているので、スピー
カ26から出力される音声を聴取する利用者が感じる違
和感を軽減することができる。
【0036】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変
形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、
専用DSPにより一体成形された音声出力部20を用い
ていたが、必ずしも専用DSPを用いる必要はなく、音
声出力部20に含まれる各構成要素をそれぞれ別々の部
品によって実現してもよい。
【0037】また、上述した実施形態では、音声出力部
20は、ステレオ復調処理、ノイズ除去処理、音質補正
処理等をデジタル処理により行っていたが、アナログ処
理により行ってもよい。この場合には、デジタル−アナ
ログ変換部23およびアナログ−デジタル変換部54を
省略し、上述したノイズキャンセラ/ステレオ復調部5
6、音質補正部58、アンプ62をそれぞれ従来から周
知のアナログ回路により実現すればよい。なお、この場
合における過変調検出部66は、ウインドウコンパレー
タ等を用いたアナログ回路により実現すればよく、過変
調を検出する基準となるしきい値Vthは、アナログ回
路で実現されるノイズキャンセラ/ステレオ復調部の許
容入力電圧を考慮して設定すればよい。
【0038】また、上述した実施形態では、音声出力部
20の後段にデジタル−アナログ変換部23およびパワ
ーアンプ24を設けていたが、入力されたデジタル信号
に基づいて直接スピーカを駆動するいわゆるデジタルア
ンプによりアンプ62が実現される場合には、後段のデ
ジタル−アナログ変換部23およびパワーアンプ24を
省略することができる。
【0039】また、上述した実施形態において音声出力
部20に備わっている音質補正部58、アンプ62、ゲ
イン設定部64は、音声出力部20から分離して別の機
能ブロックとしてもよい。
【0040】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、過変
調のFM放送波を受信することにより復調信号の振幅レ
ベルが過度に大きくなった場合であっても、復調信号の
振幅レベルが所定値以下となるように調整されるので、
この振幅レベルが調整された復調信号に基づいて再生さ
れる音声信号の歪みを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施形態のFM受信機の構成を示す図であ
る。
【図2】アナログ−デジタル変換部の許容入力電圧とし
きい値Vthの関係を説明する図である。
【図3】過変調が検出された場合におけるFM受信機の
動作を示す流れ図である。
【符号の説明】
10 アンテナ 12 フロントエンド部(F/E) 14 選局回路 16 操作部 18 中間周波増幅/FM検波回路(IF/DET) 20 音声出力部 22 制御部 23 デジタル−アナログ変換部(D/A) 24 パワーアンプ 26 スピーカ 50、62 アンプ 52、64 ゲイン設定部 54 アナログ−デジタル変換部(A/D) 56 ノイズキャンセラ/ステレオ復調部 58 音質補正部 66 過変調検出部 100 FM受信機

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の受信周波数を有するFM放送波を
    受信する受信手段と、 前記FM放送波に含まれるFM変調信号を復調するFM
    復調手段と、 前記FM復調手段から出力される復調信号の振幅レベル
    を調整する第1の信号レベル調整手段と、 前記第1の信号レベル調整手段によって振幅レベルが調
    整された後の前記復調信号の振幅レベルを検出する信号
    レベル検出手段と、 を備え、前記信号レベル検出手段によって検出された前
    記復調信号の振幅レベルが所定値以下となるように、前
    記第1の信号レベル調整手段による振幅レベルの調整値
    を設定することを特徴とするFM受信機。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 前記FM復調信号に基づいて、前記FM放送波に含まれ
    る音声信号を再生する音声再生手段と、 前記第1の信号レベル調整手段による調整によって変更
    された振幅レベルを元に戻す振幅レベルの再調整を行う
    第2の信号レベル調整手段と、 をさらに備えることを特徴とするFM受信機。
  3. 【請求項3】 請求項1において、 前記第1の信号レベル調整手段から出力されるアナログ
    の前記復調信号をデジタルデータに変換するアナログ−
    デジタル変換手段をさらに備えており、 前記第1の信号レベル調整手段から出力される前記復調
    信号の振幅レベルが、前記アナログ−デジタル変換手段
    の許容入力電圧よりも低くなるように、前記第1の信号
    レベル調整手段による振幅レベルの調整値が設定される
    ことを特徴とするFM受信機。
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