JP2004007363A - Ｐａｍ及びａｍ無線ステレオ放送、送信機、受信機 - Google Patents

Abstract

【課題】ＡＭ及びＰＡＭステレオ放送において、右側チャンネルと左側チャンネルの分離度を上げる。
【解決手段】インバータによる発振回路（Ａ）で＋−の搬送波を生成し、ＰＮＰ型トランジスタ（１１）及びＮＰＮ型トランジスタ（１６）で右側チャンネルと左側チャンネルを各々変調増幅して送信する。受信機側では平衡検波を用いる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＡＭラジオのステレオ放送でいままでの変調方法のＡＭ変調と異なったＡＭ変調し、ＡＭ放送が聞ける。その上ステレオの右チャンネルと左チャンネルの分離度を向上してステレオ放送が聞こえる。受信機と送信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＡＭステレオ放送は、右チャンネルと左チャンネルの分離度が悪かった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＡＭラジオにおける放送信号の変調方法をＡＭながらかえることをして上記目的の達成を図った。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために音楽演奏、音声等の音をスタジオで右チャンネル、左チャンネルの音を右マイク、左マイクで集音させる。それから音声の強弱を左、右のマイクで電気信号の大小に変換した後、右、左チャンネル電気信号、それと録音の音楽を同じようにして、右、左チャンネルの電気信号を２つのオペアンプで一方は反転、もう一方は非反転増幅して変調できる位の大きさに増幅を行います。
これをインバータで発生する搬送波に図１、図１７、図２２のような変調回路で変調してさらに電力増幅回路で増幅し、アンテナに給電し、無線放送します。変調回路はコレクタから仮に８００［ｋＨｚ］インバータをＡＭ変調するための電源として用いるものとエミッタから仮に８００［ｋＨｚ］インバータをＡＭ変調するための電源として用いるものが考えられる。それと増幅素子に図１のようなトランジスターと図２２のようなＪ−ＦＥＴを用いるが考えられるがそれは詳しいことは後記することにし、まず変調器は普通用いられているトランジスター増幅回路で電圧分圧バイアス回路で常時増幅されるように音声入力、バイアス入力も加わっていますが、インバータを使用している関係上増幅されたり、されなかったり、出力はどうかというと搬送波は入力に比例して大きくなったり、小さくなったりしてＡＭ変調されるのです。入力も２つあるので搬送波−側と搬送波＋側の２つのＡＭ変調ができる。
【０００５】
以上のように構成されたＡＭ及びＰＡＭ無線ステレオ、送信機、受信機で送信機の概要に入って説明しましたが、次の受信機について普通のＡＭラジオでブロック図でブロック図１２の中に示す。中間周波トランスで最終段でトランスから０［Ｖ］タップを降ろしてからダイオード復調回路を構成するに図１２になるように中間周波トランスと２つのダイオードを接続しなければならない。そして、図１２の指示点ｎは右チャンネル音であり、指示点ｌは左チャンネル音である。それをオペアンプで電力増幅して左右スピーカーを駆動させている。それから今１つテレビジョンの技術を使用してみる。これは図１３、改訂版入門カラーテレビ、著者直川一也、発行者学校法人電機大学、ＩＳＢＮ４−５０１−３１８１０４Ｃ−３０５５、１９９６年２月２日、第９版１刷発行１３３ページ図７、１２、２重平衡形ＩＣ検波回路である。
この２つの出力を取り出して、左右２つのオペアンプを駆動させて左、右スピーカーを鳴らす。このような回路でスタジオ演奏された音楽が再生できる。それから図１で示される変調器で図２の右マイク入力電圧を非反転オペアンプで増幅して電力増幅回路で電力増幅させて出力させて電磁波になり、それを図１２のＡＭラジオ受信機で復調した時の図１５の電圧波形になることから電圧の大きさは別にして一致していることから、又図６の左マイク入力電圧を反転アンプで増幅して搬送波に乗せて電力増幅回路で電力増幅させて出力させて電磁波になり、それを図１２のＡＭラジオ受信機で復調した時の図１６の電圧波形になることから電圧の大きさは別にして一致していることから確かにＡＭラジオステレオ放送が確実に施行されていることがわかる。更に図１７、図２２の変調器も同様に一致することがわかる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する図１に右マイク２と左マイク３を設置し右非反転オペアンプ４と左反転オペアンプ５で右チャンネル、左チャンネルの音を増幅します。右チャンネルとＲチャンネルと同じで、左チャンネルがＬチャンネルと同じものである。そこで−側Ｒチャンネル増幅変調を行う。それはトランジスター１１で行う。そして−側とは搬送波の−側のことを言っている。トランジスター１１には増幅を行うためにバイアス電圧を発生させます。
このときトランジスター１１がＰＮＰ形であるならばトランジスター１６はＮＰＮ形でなければならない。そして右結合コンデンサ６と左結合コンデンサ７から音声信号だけ取り出し、バイアス抵抗８とバイアス抵抗９を使って、バイアスをかけて増幅させる。図４の指示点ｃ、電圧はバイアス電圧と異なり、使用しているトランジスターのエミッタとベースの間の電圧でそれがトランジスター１１のベースにかかっている。この際、充分大きな音声信号でも過変調過増幅にならないように先のバイアス抵抗８とバイアス抵抗９の値を決定しなければならない。
トランジスター１１の増幅の前のマイク電圧を図２、ａ点の電圧とすると図１の非反転オペアンプの利得は２０［ｄＢ］になります。それから−側Ｒチャンネ
ルの増幅度を決定する。式で示すと
【数１】Ｇ＝βＲｌ／（ｈｉｅ１＋βＲｅ）になります。【数２】β≒ｈｆｅ１で直流増幅度に当たり、【数３】ｈｉｅ１＝０．０２６×ｈｆｅ１／Ｉｅでｈｉｅ１は小信号入力インピーダンスを示している。Ｉｅはエミッタ電流です。この図１の回路ではＲｌはコレクタ抵抗１２とトランス２１とコンデンサー２２介して、電力増幅回路Ｂの入力インピーダンスと並列接続された。
合成抵抗で決める抵抗が増幅度を決定する抵抗Ｒｌになります。Ｒｅエミッタ抵抗１０でバイアスがかかると増幅される抵抗です。ダイオード１３は−側Ｒチャンネル、トランジスター１１の保護のためのものである。今仮に８００［ｋＨｚ］インバータＡで図１で指示点ｇに−側Ｒチャンネル増幅変調回路の−１２［Ｖ］が発生する。別に−１２［Ｖ］固執する必要はありませんが、−側Ｒチャンネルの電源になり、図７の指示点ｅの電圧が電力増幅回路Ｂで増幅され図１０あるいは図１１で見る指示点ｉ点出力−側Ｒチャンネル変調波を図１０の場合は電力増幅回路Ｂが反転増幅器の場合、図１１は電力増幅回路Ｂが非反転増幅回路の場合ですが、変調波をアンテナ２３で空間に送出させる。
【０００７】
次に図１に＋側Ｌチャンネル増幅を行う。左マイク３と反転オペアンプ５で左チャンネルの音の増幅を行います。この時の反転オペアンプ５の利得は２０［ｄＢ］です。
図８の指示点ｄ電圧はＲチャンネル増幅時のときと同じバイアス抵抗と異なり使用している。トランジスターのエミッタとベース間の電圧で図で示すと図８です。充分な大きな音声信号電圧でも過増幅、過変調にならないように先のバイアス抵抗１８とバイアス抵抗１９を決定する。そして、＋Ｌチャンネルの増幅度
を決定する。増幅度の方は文番号
【０００６】文と同じになります。それはコレクタ抵抗１５とトランス２１とコンデンサー２２を介して電力増幅回路Ｂの入力インピーダンスと並列接続された。合成抵抗で決める抵抗が増幅度を決定する＋Ｌチャンネル増幅器のＲｌになります。Ｒｅエミッタ抵抗１７にバイアスがかかると増幅させるための抵抗です。そしてダイオード１４は＋Ｌチャンネルトランジスター１６の保護のもので用いても用いなくてもどちられもかまいません。今仮に８００［ｋＨｚ］インバータＡ、図１に指示点ｈに＋Ｌチャンネル増幅変調回路の＋１２［Ｖ］が発生する。電圧は１２［Ｖ］と固執する必要はありません。＋Ｌチャンネルの電源になり、図１の指示点ｆの電圧が電力増幅回路Ｂで増幅され図１０でみる指示点ｉの出力電圧＋側Ｌチャンネル変調波でアンテナ２３で空間に放出される。
【０００８】
図１７に示される実施例では右マイク４７で音声信号から電気信号図２の指示点ａのような電圧波形になりますが、それを非反転オペアンプ４８で増幅します。それを結合コンデンサ５０で音声信号だけにし、それにバイアス抵抗４９、バイアス抵抗５１でバイアス電圧がかかった状態で−側Ｒチャンネル増幅をトランジスター５６で増幅します。
指示点ｊ点の電圧はトランジスター５６のエミッタ抵抗５２が発生がする電圧が２［Ｖ］で後の残りがトランジスター５６のエミッタとベースの間の電圧になります。その電圧波形を増幅するための出力抵抗Ｒｌがトランス４４で結合された電力増幅回路Ｂの入力インピーダンスになります。【数１】のエミッタ抵抗Ｒｅ５２になります。そして、増幅されるための抵抗になっています。
ダイオード５３は−Ｒ側チャンネルはトランジスター５６の保護のためのものである。また仮に８００［ｋＨｚ］インバータＡは図１７で指示点ｍに図１のように増幅されているため出力波形は図１９、ｍ点の電圧波形になります。これを電力増幅回路Ｂで増幅して、電力増幅回路Ｂが反転増幅器の場合は出力は図１０になり、非反転増幅器の場合は図１１の出力電圧になり図１７でみる指示点ｐの出力電圧−Ｒチャンネル変調波でアンテナ５４に放出されます。
【０００９】
そして、＋側Ｌチャンネルには図１７に示される実施例では左マイク４６で音声信号から電気信号図６のような電圧波形になりますが、それを反転オペアンプ６２で増幅し、それを結合コンデンサ６１で音声信号だけを取り出し、それにバイアス抵抗６０、バイアス抵抗６３でバイアス電圧がかかった状態で−Ｒチャンネルをトランジスター５７で増幅します。指示点ｋの電圧はトランジスター５７のエミッタ抵抗Ｒｅ５８が発生する電圧が２［Ｖ］で後の残り電圧がトランジスター５７のエミッタとベース間の電圧になります。その電圧波形を増幅するための出力抵抗Ｒｌがトランス４４で結合された電力増幅回路Ｂの入力インピーダン
スになります。【数１】のエミッタ抵抗Ｒｅ５８になります。そして、増幅されるための抵抗になっています
また仮に８００［ｋＨｚ］インバータＡは図１７で指示点Ｏに図１のように増幅されているため出力波形は図１９、ｍ点の電圧波形になります。これを電力増幅回路Ｂで増幅して図１７でみる指示点Ｐの出力電圧＋Ｌチャンネル変調波でアンテナ５４に放出されます。
【００１０】
図２２で示される実施例ではスタジオ６５、右マイク６６、左マイク６７、右非反転オペアンプ６８、左反転オペアンプ８２、右結合コンデンサ６９、左結合コンデンサ８０、−Ｒ側変調増幅回路のＪ−ＦＥＴ７４を使用した回路で図２２指示点ｕの電圧はＪ−ＦＥＴ７４のソース電圧を３［Ｖ］とすると後の残りの電圧がソースとゲート間の電圧になります。
そのような電圧になるようにバイアス電圧を−Ｒ側チャンネルは増幅の時は抵抗７０、抵抗７１とソース抵抗７２でかけて増幅し、その出力は図２２のｒ点で図２４がｒ点の出力電圧です。また図２２指示点ｔの電圧はＪ−ＦＥＴ７６のソース電圧を３［Ｖ］とすると後の残りの電圧がソースとゲート間の電圧になります。
そのような電圧になるようにバイアス電圧を＋Ｌ側チャンネルは増幅の時は抵抗７９、抵抗８１とソース抵抗７７でかけて増幅しその出力は図２２のｓ点で図２６がｓ点の出力電圧になります。電圧利得Ａ_Ｇとすると【数４】Ａ_Ｇ＝ｇｍＺｏでＺｏはトランス７４で結合された電力増幅回路Ｂの入力インピーダンスになります。これは−Ｒ側チャンネル、＋Ｌ側チャンネルと同じです。その結果、図２４ｒ点の出力電圧と図２６ｓ点の出力電圧を電力増幅回路Ｂで図１０あるいは図１１の変調波に増幅され、アンテナ６４で空間に放出する。
【００１１】
次に送信機の電源について言うとインバータＡと電力増幅回路Ｂ、図１、図１７、図２２の−側Ｒチャンネル、＋Ｌチャンネルのバイアス＋１２［Ｖ］、−１２［Ｖ］の電圧発生源にならなければならない。そしてその仮に＋１２［Ｖ］、−１２［Ｖ］は出力の大小に問わずいつも数ｍＶも狂わず一定でなければならないし、この送信機の性能に関与している。
【００１２】
図１２で示される実施例でブロック図で表す。高周波増幅回路Ｅにアンテナ２４、バーアンテナ使用で送信機よりの変調波を増幅させてスーパーヘテロダイン受信機にするためミクサＦを用意し、局部発信回路Ｉで４５５ｋＨｚの中間周波の電力を中間周波増幅回路Ｇで得て、その出力をＩＦＴトランス２５で復調しますが、図１２で示す接続の仕方をするとダイオード２６、ダイオード２７、コンデンサ２８、抵抗３０、抵抗３１、コンデンサ３３、コンデンサ３４で包絡線検波、復調する。
ここで図１０、ｑ、ｐ、ｉ点の電圧波形が電力増幅回路Ｂが反転増幅器でその時、図１２の指示点ｎが右チャンネル、Ｒチャンネルの音であり、指示点ｌが左チャンネル、Ｌチャンネルの音である。もし電力増幅回路Ｂが非反転増幅器であるなら図１２の指示点ｎが左チャンネルの音になり、指示点ｌが右チャンネルの音になる。このような受信機によってスタジオ１、スタジオ４５、スタジオ６５の指示点ａと指示点ｂの音が正確に再生されるのである。
【００１３】
図１３で示す２重平衡形ＩＣ検波回路で復調するのには中間周波トランスの出力を取り入れて復調すれば放送電力が小さい時も復調できます。
そして、出力であるが指示点ａに対しても指示点ｂに対しても反転しません。出力端子からオペアンプ４０からスピーカー４２で音を再生し、もう一つの出力端子からオペアンプ４１からスピーカー４３で音を再生する。
【００１４】
図では表してはいないものにＡＧＣ回路がある。ＡＧＣ回路については中間周波トランス２５の２次側にもう１つの２次側のコイルを設けて復調し、その電圧を中間周波増幅回路のバイアス回路にフィードバックすればよいと考えられる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明は以上説明した通り、受信機でオペアンプ等の増幅装置を使ってスピーカーで放送を聞くことができる。分離度ＬチャンネルとＲチャンネルは高い。それにインバータＡは８００［ｋＨｚ］と仮に用いているが放送局送信機の放送周波数がインバータＡの周波数になる。また電源については電圧は増幅が可能であるなら適度のボルト数でかまわない。このような回路で無理なく安価にステレオ放送が聞ける送信機、受信機である。
【図面の簡単な説明】
【図１】送信機の変調器で、コレクタ側から回路電源を受けて変調を行うタイプの電子回路。
【図２】送信機について右マイク２で発生する右音声信号電圧信号を表した図である。
【図３】送信機についているインバータ８００［ｋＨｚ］の発信回路のｇ点の電圧波形を示した図である。
【図４】送信機の右マイク２で発生した電圧にバイアス電圧を重畳した電圧信号図である。
【図５】送信機についている８００［ｋＨｚ］インバータＡの発振回路ｈ点の電圧波形。
【図６】送信機についている左マイク３で発生する左音声信号を表した図である。
【図７】図４のｃ点の電圧波形を増幅した右チャンネル信号電圧を示した図である。
【図８】送信機についている左マイク３で発生した電圧にバイアス電圧を重畳した電圧信号図である。
【図９】図８のｆ点の電圧波形を増幅した左チャンネル信号電圧を示した図である。
【図１０】送信機でアンテナに結電される電力増幅回路Ｂが反転増幅器の場合の図である。
【図１１】送信機でアンテナに結電される電力増幅回路Ｂが非反転増幅器の場合の図である。
【図１２】受信機でアンテナ２４、バーアンテナで受信した電波を増幅した回路でダイオードと中間トランスの接合の仕方が両波検波する形の図である。
【図１３】受信機の中間周波増幅回路Ｇから中間周波トランスＩＦＴで出力される、電波をＩＣになっている２重平衡形ＩＣ検波回路で検波している図である。
【図１４】２重平衡形ＩＣ検波回路の出力左右オペアンプで鳴らせる位に増幅する図である。
【図１５】図１２で復調された出力電圧ｎ点の電圧波形を表した図である。右チャンネルの音である。
【図１６】図１２で復調された出力電圧ｌ点の電圧波形を表した図である。Ｌチャンネルの音である。
【図１７】送信機の変調器の電源をその変調器のエミック側から受けるタイプの電子回路である。
【図１８】図１７の送信機の右チャンネルの入力電圧ｊ点の電圧波形である。
【図１９】図１７のｊ点の電圧波形を増幅したｍ点の右チャンネル信号電圧を示した図である。
【図２０】図１７の送信機の左チャンネルの入力電圧ｋ点の電圧波形である。
【図２１】図１７のｋ点の電圧波形を増幅したｏ点の左チャンネル信号電圧を示した図である。
【図２２】送信機でソース側から電源を用いるタイプで増幅素子にＪ−ＦＥＴを用いた送信機の回路図、ブロック図。
【図２３】図２２の送信機の右チャンネルの入力電圧ｕ点の電圧波形である。
【図２４】図２２のｕ点の電圧波形を増幅したｒ点の右チャンネル信号電圧を示した図である。
【図２５】図２２の送信機の左チャンネルの入力電圧ｔ点の電圧波形である。
【図２６】図２２のｔ点の電圧波形を増幅したｓ点の左チャンネル信号電圧を示した図である。
【符号の説明】
１、４５、６５　スタジオ
２、４７、６６　右マイク
３、４６、６７　左マイク
４、４８、６８、３６、３７、４０、４１　非反転オペアンプ
５、６２、８２　反転オペアンプ
３８、３９、４２、４３　スピーカー
１３、１４、２６、２７、５３、５９、７３、７８　ダイオード
８、９、１８、１９、４９、５１、６０、６３、７０、７１、８１　バ
イアス抵抗
６、７、３２、３３、５０、６１、６９、８０　結合コンデンサ
２３、２４、５４、６４　アンテナ
２５　中間周波トランス
Ａ　インバータ
Ｂ　電力増幅回路
Ｄ　電源回路
Ｅ　高周波増幅回路
Ｆ　ミクサ
Ｇ　中間周波増幅回路

Claims (5)

1. ＡＭステレオの放送を聞くために搬送波発振回路にインバータ（Ａ）を用いトランジスター（１１）、トランジスター（１６）でＡＭ変調して送信する送信機に関する。
2. ＡＭステレオの放送を聞くために搬送波発振回路にインバータ（Ａ）を用いトランジスター（５６）、トランジスター（５７）でＡＭ変調して送信する送信機に関する。
3. ＡＭステレオの放送を聞くために搬送波発振回路にインバータ（Ａ）を用いＪ−ＦＥＴ（７３）、Ｊ−ＦＥＴ（７５）でＡＭ変調して送信する送信機に関する。
4. インバータ（Ａ）の電圧も−を送出される方をトランジスター（１１）とし、＋を送出される方をトランジスター（１６）にする請求項１の記載のＡＭステレオ、ＰＡＭステレオ放送である。
5. インバータ（Ａ）の電圧も−を送出される方をトランジスター（５６）とし、＋を送出される方をトランジスター（５７）にする請求項２の記載のＡＭステレオ、ＰＡＭステレオ放送である。
   【請求書６】インバータ（Ａ）の電圧も−を送出される方をＪ−ＦＥＴ（７３）とし、＋を送出される方をＪ−ＦＥＴ（７５）にする請求項３の記載のＡＭステレオ、ＰＡＭステレオ放送である。
   【請求書７】ＡＭ受信機にダイオード２個使った両波検波にしたＰＡＭ、ＡＭステレオ受信機に関する。
   【請求書８】ＡＭ受信機にダイオード替りに２重平衡検波回路を用いたＰＡＭ、ＡＭステレオ受信機に関する。

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