JP2003152666A - パイロット信号抽出回路 - Google Patents
パイロット信号抽出回路Info
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Abstract
イロット信号抽出回路を提供すること。 【解決手段】 FM検波回路から出力されるFMステレ
オ複合信号に含まれるパイロット信号を検出し、その電
圧レベル(振幅)に応じた検出信号を生成する。パイロ
ット信号抽出回路30には、時定数回路100、200
が含まれている。この時定数回路100等は、このコン
デンサを間欠的に充電する充電回路と、間欠的に放電さ
せる放電回路とを備えており、小さな静電容量のコンデ
ンサに対して間欠的な充放電動作を行うことにより、大
きな時定数が設定されている。
Description
のステレオ複合信号に含まれるパイロット信号を検出す
るパイロット信号抽出回路に関する。
レオ複合信号からL信号およびR信号を再生するFM復
調回路を有している。このFM復調回路は、マトリック
ス方式とスイッチング方式に大別されるが、いずれの方
式においてもステレオ複合信号に重畳されたパイロット
信号を用いてL信号とR信号の抽出を行っている点で共
通している。このパイロット信号は非常に微弱であると
ともに、それ以外の成分による電圧変動があるため、単
純に所定の閾値電圧と比較しただけでは、このパイロッ
ト信号を抽出することは困難である。このため、ステレ
オ復調回路内では、PLL(位相同期ループ)回路を用
いてこの微弱なパイロット信号に同期した信号を生成し
ている。
外にモノラル放送が存在するため、正確にパイロット信
号の有無を検出して、ステレオ放送とモノラル放送の判
別を行う必要がある。従来、この判別は、ステレオ復調
回路内で発生したパイロット信号に同期した信号を用い
て、ステレオ複合信号に対して同期検波を行って、微弱
なパイロット信号のみを累積することにより行われてい
た。
構成を示す図である。このパイロット信号抽出回路20
0では、パイロット信号に同期した19kHzの信号を
用いてステレオ複合信号に対する同期検波が行われ、パ
イロット信号の電圧レベルに応じてコンデンサ202が
徐々に充電されて、その両端電圧に応じた電圧レベルを
有する検出信号が差動増幅器204から出力される。
来のパイロット信号抽出回路200では、同期検波によ
って抽出されたパイロット信号の電圧レベルを累積する
ために、大きな時定数のコンデンサが必要になる。した
がって、このコンデンサの占有面積が大きくなるため、
コスト面からのチップ面積の制約を考慮すると、パイロ
ット信号抽出回路を半導体基板上に一体形成することが
できないという問題があった。
たものであり、その目的は、半導体基板上に一体形成す
ることができるパイロット信号抽出回路を提供すること
にある。
ために、本発明のパイロット信号抽出回路は、FMステ
レオ複合信号に含まれるパイロット信号に同期した信号
を用いてFMステレオ複合信号に対する同期検波を行う
同期検波回路と、同期検波による検波出力を所定の時定
数で平滑する時定数回路と、時定数回路の出力電圧に基
づいてパイロット信号の検出信号を生成する検出信号生
成回路とを有している。また、時定数回路は、コンデン
サと、コンデンサの端子電圧と入力電圧とを比較する電
圧比較器と、端子電圧よりも入力電圧の方が相対的に高
い場合にコンデンサを間欠的に充電する充電回路と、端
子電圧の方が入力電圧よりも相対的に低い場合にコンデ
ンサから間欠的に放電電流を放出する放電回路とを備え
ている。コンデンサに対して間欠的な充放電が行われる
ため、コンデンサの静電容量を小さくした場合であって
も緩やかに端子電圧が変化し、等価的に大きな時定数を
設定することができる。したがって、小さな静電容量の
コンデンサを用いた場合であってもパイロット信号抽出
回路内の時定数回路に大きな時定数を設定することがで
き、パイロット信号抽出回路全体を半導体基板上に一体
形成することが可能となる。
する電流供給部と、電流供給部による充電電流の間欠的
な供給動作のタイミングを制御する第1のタイミング制
御部とを含んで充電回路を構成するとともに、コンデン
サから所定の放電電流を放出する電流放出部と、電流放
出部による放電電流の間欠的な放出動作のタイミングを
制御する第2のタイミング制御部とを含んで放電回路を
構成することが望ましい。電流供給部による充電電流の
供給動作のタイミングと電流放出部による放電電流の放
出動作のタイミングを制御することにより、コンデンサ
の間欠的な放電動作を容易に制御することができる。
第2のタイミング制御部によって制御される充電電流の
間欠的な供給時間と放電電流の間欠的な放出時間を異な
らせる充放電速度設定手段をさらに備えることが望まし
い。充放電動作が行われる時間そのものを異ならせるこ
とにより、パイロット信号を新たに検出する応答時間
と、一旦検出されたパイロット信号が消失したことを検
出する応答時間を異ならせることができる。
のそれぞれが、所定のデューティ比を有するパルス信号
に基づいてタイミングの制御を行うスイッチを有してい
る場合に、上述した充放電速度設定手段は、充電用のパ
ルス信号のデューティ比と放電用のパルス信号のデュー
ティ比を異ならせることが望ましい。これにより、充電
時間と放電時間とを異ならせる制御が容易となる。
によって供給される充電電流と電流放出部によって放出
される放電電流を異ならせる充放電速度設定手段をさら
に備えることが望ましい。充電電流値と放電電流値とを
異ならせることにより、パイロット信号を新たに検出す
る応答時間と、一旦検出されたパイロット信号が消失し
たことを検出する応答時間を異ならせることができる。
ぞれが、所定の基準電圧がゲートに印加されるトランジ
スタによって構成されている場合に、上述した充放電速
度設定手段は、充電用のトランジスタと放電用のトラン
ジスタのゲート寸法を異ならせることが望ましい。これ
により、充電電流値と放電電流値とを異ならせる制御が
容易となる。
態のパイロット信号抽出回路について詳細に説明する。
図1は、本実施形態のパイロット信号抽出回路を含むF
M受信機の構成を示す図である。図1に示すFM受信機
は、高周波増幅回路11、混合回路12、局部発振器1
3、中間周波フィルタ14、16、中間周波増幅回路1
5、リミット回路17、FM検波回路18、ステレオ復
調回路19、パイロット信号抽出回路30を含んで構成
されている。
信号を高周波増幅回路11によって増幅した後、局部発
振器13から出力される局部発振信号を混合することに
より、高周波信号から中間周波信号への変換を行う。中
間周波フィルタ14、16は、中間周波増幅回路15の
前段および後段に設けられており、入力される中間周波
信号から所定の帯域成分のみを抽出する。中間周波増幅
回路15は、中間周波フィルタ14、16を通過する一
部の中間周波信号を増幅する。
信号を高利得で増幅する。FM検波回路18は、リミッ
ト回路17から出力される振幅一定の信号に対してFM
検波処理を行う。ステレオ復調回路19は、FM検波回
路18から出力されるFM検波後のステレオ複合信号に
対してステレオ復調処理を行って、L信号およびR信号
を生成する。また、このステレオ復調回路19は、19
kHzのパイロット信号に同期した38kHzの同期信
号を生成しており、この同期信号を分周した19kHz
の同期信号が外部に出力されている。
回路18から出力されるFMステレオ複合信号に含まれ
るパイロット信号を抽出し、その電圧レベル(振幅)に
応じた検出信号を生成する。図2は、パイロット信号抽
出回路30の詳細な構成を示す図である。図2に示すよ
うに、パイロット信号抽出回路30は、抵抗32、3
4、FET36、38、インバータ回路40、差動増幅
器42、時定数回路100、200を含んで構成されて
いる。
調回路19から出力される19kHzの同期信号が入力
されており、ドレインが抵抗32の一方端および時定数
回路100の入力端に共通に接続され、ソースが固定電
位(Vdd/2)に接続されている。また、他方のFET
38は、ゲートにステレオ復調回路19から出力される
19kHzの同期信号がインバータ回路40を介して入
力されており、ソースが抵抗34の一方端および時定数
回路200の入力端に共通に接続され、ドレインが固定
電位(Vdd/2)に接続されている。さらに、一方の時
定数回路100の出力端が差動増幅器42の非反転入力
端子に、他方の時定数回路200の出力端が差動増幅器
42の反転入力端子にそれぞれ接続されている。
ET36がオン状態になって抵抗32の一方端が固定電
位に接続される。このため、FET36がオフ状態の間
だけパイロット信号が時定数回路100に入力される。
特に、19kHzの同期信号はパイロット信号に同期し
ているため、例えばパイロット信号の電圧がVdd/dを
超える半周期分のみが抽出される同期検波が行われ、そ
の検波出力が時定数回路100に入力される。
号によって周期的にFET38がオン状態になって抵抗
34の一方端が固定電位に接続される。このため、FE
T38がオフ状態の間だけパイロット信号が時定数回路
200に入力される。例えば、パイロット信号の電圧が
Vdd/2よりも低くなる半周期分のみが抽出される同期
検波が行われ、その検波出力が時定数回路200に入力
される。
力されるパイロット信号の半周期分を、所定の時定数で
平滑する。また、時定数回路200は、抵抗34を介し
て入力されるパイロット信号の残りの半周期分を、所定
の時定数で平滑する。したがって、パイロット信号の振
幅が大きくなると、時定数回路100、200の出力電
圧がともに上昇し、差動増幅器42から出力される検出
信号の電圧レベルが大きくなる。反対に、パイロット信
号の振幅が小さくなったり、パイロット信号自体がなく
なると、時定数回路100、200の出力電圧が低下
し、差動増幅器42から出力される検出信号の電圧レベ
ルが小さくなる。
を示す図である。なお、時定数回路200も基本的に同
じ構成を有している。図3に示すように、本実施形態の
時定数回路100は、コンデンサ110、電圧比較器1
12、充電回路114、放電回路116、充放電速度設
定部118を備えている。電圧比較器112は、コンデ
ンサ110の端子電圧と入力電圧とを比較し、この比較
結果に応じて充電回路114あるいは放電回路116の
動作を有効にする。充電回路114は、間欠的に充電電
流を供給することによりコンデンサ110を充電する。
例えば、この充電回路114は、定電流回路とスイッチ
とを含んで構成されており、スイッチがオン状態になっ
たときに定電流回路からコンデンサ110に対して充電
電流が供給される。また、放電回路116は、間欠的に
放電電流を流すことによりコンデンサ110を放電す
る。例えば、この放電回路116は、定電流回路とスイ
ッチとを含んで構成されており、スイッチがオン状態に
なったときにコンデンサ110から一定の電流が放出さ
れる。充放電速度設定部118は、充電回路114によ
るコンデンサ110の充電速度と放電回路116による
コンデンサ110の放電速度を設定する。この充放電速
度設定部118が充放電速度設定手段に対応しており、
具体的な内容については後述する。
0は、コンデンサ110に対して間欠的な充放電動作を
行っている。このため、コンデンサ110の静電容量を
小さく設定した場合でも、緩やかにその両端電圧が変化
し、大きな時定数を有する回路、すなわち大きな静電容
量を有するコンデンサを使用した場合と同等の充放電特
性を得ることができる。また、充電回路114や放電回
路116では、所定の電流をコンデンサ110に供給、
あるいはコンデンサ110から放出する制御を行うが、
これらの供給、放出動作は間欠的に行われるため、その
際の電流値をIC化に適したある程度大きな値に設定す
ることができる。したがって、時定数回路100、20
0を含むパイロット信号抽出回路30全体を半導体基板
上に形成してIC化することが可能になる。また、コン
デンサ等の外付け部品が不要になるため、パイロット信
号抽出回路30全体を大幅に小型化することができる。
充放電速度設定部118によってコンデンサ110に対
する充電速度と放電速度が異なるように設定されてい
る。このように、充放電動作が行われる時間そのものを
異ならせることにより、パイロット信号を新たに検出す
る感度(応答時間)と、一旦検出されたパイロット信号
が消失したことを検出する感度(応答時間)を異ならせ
ることができる。これにより、例えばパイロット信号を
検出してからFMステレオ処理を開始するまでの時間
と、パイロット信号の消失を検出してからモノラル処理
を開始するまでの時間を異ならせることが容易となる。
を示す回路図である。図4に示すように、時定数回路1
00は、コンデンサ110、定電流回路140、FET
142、144、150、154、156、スイッチ1
46、152、電圧比較器160、アンド回路162、
164、分周器170を含んで構成されている。
ントミラー回路が構成されており、定電流回路140か
ら出力される定電流と同じ充電電流が生成される。ま
た、この充電電流の生成タイミングがスイッチ146に
よって決定される。スイッチ146は、インバータ回路
1とアナログスイッチ2とFET3によって構成されて
いる。アナログスイッチ2は、pチャネルFETとnチ
ャネルFETの各ソース・ドレイン間を並列接続するこ
とにより構成されている。アンド回路162の出力信号
が直接nチャネルFETのゲートに入力されているとと
もに、この出力信号の論理をインバータ回路1によって
反転した信号がpチャネルFETのゲートに入力されて
いる。したがって、このアナログスイッチ2は、アンド
回路162の出力信号がハイレベルのときにオン状態に
なって、反対にローレベルのときにオフ状態になる。ま
た、FET3は、アナログスイッチ2がオフ状態のとき
にFET144のゲート・ドレイン間を低抵抗で接続す
ることにより、FET144による電流供給動作を確実
に停止させるためのものである。
流回路140が接続された一方のFET142のゲート
と他方のFET144のゲートとが接続された状態にな
るため、一方のFET142に接続された定電流回路1
40によって生成される定電流とほぼ同じ電流が他方の
FET144のソース・ドレイン間にも流れる。この電
流が、充電電流としてコンデンサ110に供給される。
反対に、スイッチ146がオフ状態になると、FET1
44のゲートがドレインに接続された状態になるため、
この充電電流の供給が停止される。
ET142、144が電流供給部に対応する。スイッチ
146、アンド回路162が第1のタイミング制御部に
対応する。また、上述したFET142と定電流回路1
40にFET150を組み合わせることにより、コンデ
ンサ110の放電電流を設定するカレントミラー回路が
構成されており、その動作状態がスイッチ152によっ
て決定される。スイッチ152はスイッチ146と同じ
構成を有している。このスイッチ152は、アンド回路
164の出力信号の論理に応じてオンオフ状態が制御さ
れており、この出力信号がハイレベルのときにオン状態
に、ローレベルのときにオフ状態になる。
流回路140が接続された一方のFET142のゲート
と他方のFET150のゲートとが接続された状態にな
るため、定電流回路140によって生成される定電流と
ほぼ同じ電流が他方のFET150のソース・ドレイン
間にも流れる。この電流が、コンデンサ110に蓄積さ
れた電荷を放出する放電電流になる。
ンサ110から直接取り出すことはできないため、本実
施形態では、FET150のソース側にFET154、
156によって構成される別のカレントミラー回路が接
続されている。2つのFET154、156はゲート同
士が接続されており、FET154に上述した放電電流
が流れたときに、同じ電流が他方のFET156のソー
ス・ドレイン間にも流れるようになっている。このFE
T156は、ドレインがコンデンサ110の高電位側の
端子に接続されており、FET156に流れる電流は、
コンデンサ110に蓄積された電荷が放出されることに
よって生成される。
ET142、150、154、156が電流放出部に対
応する。スイッチ152、アンド回路164が第2のタ
イミング制御部に対応する。また、電圧比較器160
は、プラス端子に印加されるコンデンサ110の端子電
圧と、マイナス端子に印加される時定数回路100の入
力電圧との大小比較を行う。この電圧比較器160は、
非反転出力端子と反転出力端子を有しており、プラス端
子に印加されるコンデンサ110の端子電圧の方がマイ
ナス端子に印加される入力電圧よりも大きい場合には非
反転出力端子からハイレベルの信号が出力され、反転出
力端子からローレベルの信号が出力される。反対に、プ
ラス端子に印加されるコンデンサ110の端子電圧の方
がマイナス端子に印加される入力電圧よりも小さい場合
には非反転出力端子からローレベルの信号が出力され、
反転出力端子からハイレベルの信号が出力される。
定のパルス信号が入力され、他方の入力端子に電圧比較
器160の非反転出力端子が接続されている。したがっ
て、コンデンサ110の端子電圧の方が時定数回路10
0の入力電圧よりも大きい場合に、アンド回路162か
ら所定のパルス信号が出力される。
子に分周器170から出力される所定のパルス信号が入
力され、他方の入力端子に電圧比較器160の反転出力
端子が接続されている。したがって、コンデンサ110
の端子電圧の方が時定数回路100の入力電圧よりも小
さい場合に、アンド回路164から所定のパルス信号が
出力される。上述した分周器170が充放電速度設定手
段に対応する。
の入力端子に入力されたパルス信号を所定の分周比で分
周して出力する。上述したように、この分周後のパルス
信号は、アンド回路164の一方の入力端子に入力され
る。時定数回路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。
サ110が充電されていない場合や、時定数回路100
の入力電圧が上昇傾向にある場合には、コンデンサ11
0の端子電圧の方が時定数回路100の入力電圧よりも
低い状態にある。このとき、アンド回路162からパル
ス信号が出力され、アンド回路164からはパルス信号
が出力されない。したがって、スイッチ146のみが間
欠的にオン状態になり、このオン状態になるタイミング
で所定の充電電流がコンデンサ110に供給される。こ
の充電動作は、コンデンサ110の端子電圧が時定数回
路100の入力電圧よりも相対的に高くなるまで継続さ
れる。
10の端子電圧が時定数回路100の入力電圧を超えた
場合や、この入力電圧が下降傾向にあってコンデンサ1
10の端子電圧よりこの入力電圧の方が低い場合には、
アンド回路164からパルス信号が出力され、アンド回
路162からはパルス信号が出力されない。したがっ
て、スイッチ152のみが間欠的にオン状態になり、こ
のオン状態になるタイミングで所定の放電電流がコンデ
ンサ110から放出される。この放電動作は、コンデン
サ110の端子電圧が時定数回路100の入力電圧より
も相対的に低くなるまで継続される。
164から出力される2種類のパルス信号を比較する
と、アンド回路162から出力されるパルス信号のデュ
ーティ比の方がアンド回路164から出力されるパルス
信号のデューティ比よりも大きいため、2つのアンド回
路162、164のそれぞれから同じ時間だけパルス信
号が出力された場合を考えると、単位時間当たりの充電
速度の方が放電速度よりも速くなる。
つのアンド回路162、164からデューティ比が異な
るパルス信号を出力するために分周器170を用いた
が、異なるデューティ比のパルス信号を別々に生成して
2つのアンド回路162、164のそれぞれに入力する
ようにしてもよい。また、アンド回路164の一方の入
力端側に分周器170を挿入することにより、コンデン
サ110の充電時間よりも放電時間の方が遅くなるよう
に設定されているが、反対に放電時間よりも充電時間の
方が遅くなるようにするには、アンド回路162の一方
の入力端側に分周器170を挿入すればよい。あるい
は、分周器170を取り除くことにより、コンデンサ1
10の充電時間と放電時間を同じにすることができる。
ンデンサ110に対する充電速度と放電速度を異ならせ
るために、FET144、150のそれぞれがオン状態
になる単位時間当たりの割合を異ならせたが、これらの
FETのゲート寸法を異ならせることにより、充電電流
と放電電流そのものを異ならせるようにしてもよい。
である。図5に示す時定数回路100Aは、図4に示し
た時定数回路100に対して、分周器170を削除する
とともに、2つのFET144、150をゲート寸法を
変更した2つのFET144A、150Aに変更した点
が異なっている。
ート寸法を示す図である。ゲート電圧が同じであって
も、ゲート幅Wとゲート長Lを変更することにより、チ
ャネル抵抗が変化するため、ソース・ドレイン間を流れ
る電流は変化する。本実施形態では、充電電流を多くし
てアタック時間を短くしたいため、FET144Aのゲ
ート幅Wを大きな値に、ゲート長Lを小さな値に設定す
る。一方、放電電流を少なくしてリリース時間を長くし
たいため、FET150Aのゲート幅Wを小さな値に、
ゲート長Lを大きな値に設定する。このように、FET
144A、150Aのそれぞれゲート寸法を異ならせる
ことによっても充電速度と放電速度を容易に異ならせる
ことができる。この場合には、FET144A、150
Aは、充電回路114と放電回路116の一部の構成を
なすとともに、充放電速度設定手段としての機能を有す
る。
デンサに対して間欠的な充放電が行われるため、コンデ
ンサの静電容量を小さくした場合であっても緩やかに端
子電圧が変化し、等価的に大きな時定数を設定すること
ができる。したがって、小さな静電容量のコンデンサを
用いた場合であってもパイロット信号抽出回路内の時定
数回路に大きな時定数を設定することができ、パイロッ
ト信号抽出回路全体を半導体基板上に一体形成すること
が可能となる。
M受信機の構成を示す図である。
である。
る。
る。
である。
Claims (6)
- 【請求項1】 FMステレオ複合信号に含まれるパイロ
ット信号に同期した信号を用いて、FMステレオ複合信
号に対する同期検波を行う同期検波回路と、 前記同期検波による検波出力を所定の時定数で平滑する
時定数回路と、 前記時定数回路の出力電圧に基づいて前記パイロット信
号の検出信号を生成する検出信号生成回路とを有するパ
イロット信号抽出回路において、 前記時定数回路は、 コンデンサと、 前記コンデンサの端子電圧と入力電圧とを比較する電圧
比較器と、 前記端子電圧よりも前記入力電圧の方が相対的に高い場
合に、前記コンデンサを間欠的に充電する充電回路と、 前記端子電圧の方が前記入力電圧よりも相対的に低い場
合に、前記コンデンサから間欠的に放電電流を放出する
放電回路と、 を備えることを特徴とするパイロット信号抽出回路。 - 【請求項2】 請求項1において、 前記充電回路は、前記コンデンサに所定の充電電流を供
給する電流供給部と、前記電流供給部による充電電流の
間欠的な供給動作のタイミングを制御する第1のタイミ
ング制御部とを含んで構成されており、 前記放電回路は、前記コンデンサから所定の放電電流を
放出する電流放出部と、前記電流放出部による放電電流
の間欠的な放出動作のタイミングを制御する第2のタイ
ミング制御部とを含んで構成されていることを特徴とす
るパイロット信号抽出回路。 - 【請求項3】 請求項2において、 前記時定数回路は、前記第1および第2のタイミング制
御部によって制御される充電電流の間欠的な供給時間と
放電電流の間欠的な放出時間を異ならせる充放電速度設
定手段をさらに備えることを特徴とするパイロット信号
抽出回路。 - 【請求項4】 請求項3において、 前記第1および第2のタイミング制御部のそれぞれは、
所定のデューティ比を有するパルス信号に基づいて前記
タイミングの制御を行うスイッチを有しており、 前記充放電速度設定手段は、充電用の前記パルス信号の
デューティ比と放電用の前記パルス信号のデューティ比
を異ならせることを特徴とするパイロット信号抽出回
路。 - 【請求項5】 請求項2において、 前記時定数回路は、前記電流供給部によって供給される
充電電流と前記電流放出部によって放出される放電電流
を異ならせる充放電速度設定手段をさらに備えることを
特徴とするパイロット信号抽出回路。 - 【請求項6】 請求項5において、 前記電流供給部および前記電流放出部のそれぞれは、所
定の基準電圧がゲートに印加されるトランジスタによっ
て構成されており、 前記充放電速度設定手段は、充電用の前記トランジスタ
と放電用の前記トランジスタのゲート寸法を異ならせる
ことを特徴とするパイロット信号抽出回路。
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---|---|---|---|
JP2001348054A JP4092100B2 (ja) | 2001-11-13 | 2001-11-13 | パイロット信号抽出回路 |
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