JP2005079870A

JP2005079870A - Ａｍ受信回路

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Publication number: JP2005079870A
Application number: JP2003307426A
Authority: JP
Inventors: Koji Saito; 康二齋藤; Yutaka Hirakoso; 豊平社; Masaaki Taira; 正明平
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2003-08-29
Filing date: 2003-08-29
Publication date: 2005-03-24
Anticipated expiration: 2023-08-29
Also published as: US20050059374A1; CN100539447C; JP4349865B2; CN1592123A; TW200509558A; TWI243547B; US7171180B2; KR100572294B1; KR20050021903A

Abstract

【課題】受信放送波電界強度が弱い場合にも適切な音質補正を行うＡＭ受信回路を提供する。
【解決手段】ＩＦ部１６は、所望の放送波の搬送周波数を、所定の中間周波数に変換し、増幅器によって増幅して出力する。ＩＦ−ＡＧＣ回路１８は、中間周波信号出力の一部を取り出し、ＩＦ部１６の増幅器の利得を制御する。ＩＦ信号部１６の出力信号は、ＡＭ検波部２０に入力され、搬送波成分を取り除き、もとの変調信号である音声信号を得る。ＡＭ検波部２０から出力された音声信号は音質補正部２２に入力され、音声信号の周波数特性を変化させて、音質を補正する。ＩＦ強度検出部３０は、ＩＦ部１６から出力されたＩＦ信号の搬送波周波数成分をＢＰＦ３４で抽出し、そのＩＦ信号搬送波の強度を積分器３６で直流電圧信号に変換する。音質補正部２２は、受信電界強度が弱い場合、ＩＦ信号搬送波強度信号に基づいて音質の補正を行う。
【選択図】図４

Description

本発明はＡＭ受信回路、特に受信放送波の電界強度が弱い場合に、その電界強度に応じた音質補正を行うＡＭ受信回路に関する。

ＡＭ（振幅変調）方式は、伝送したい信号（変調信号）を、放送局から放射可能な周波数（搬送波）の振幅に乗せて伝送する方法であって、主に中波ラジオ放送（５２６．５〜１６０６．５ｋＨｚ）に用いられている。中波放送用周波数帯の電波は、地表波による伝播のほか、特に夜間には地上１００ｋｍ付近の電離層（Ｅ層）で反射する空間波による伝播も加わり、広いサービスエリアを確保することができるとともに、車などの移動体に対しても安定したサービスができるという特徴がある。

ＡＭ信号を受信する受信装置において、一般にスーパーヘテロダイン検波方式が用いられている。スーパーヘテロダイン検波方式とは、放送局からの信号と受信装置に内蔵した発振(局部発振）回路による信号とを合成し、このビートを検波して中間周波に置き換え増幅し、復調する方式をいい、高い増幅利得を得やすい、混信を防ぎやすいという特徴を有している。さらに、ＡＭ信号を受信する受信回路には希望する放送波の周波数のみ通過させるバンドパスフィルターが必要とされるが、フィルターの帯域特性を変えずにその中心周波数を連続的に変化させることは非常に難しいため、局部発振周波数を変化させ、一定の周波数に変換された中間周波数のみを通過させる方法が採用されている。

ＡＭ信号を受信する受信装置において、アンテナから入力される受信放送波電界強度に応じて、出力する音声信号である検波信号レベルが変動したり、混信が発生しやすくなったりする。

そこで、従来、受信ＲＦ信号を増幅するためのＡＧＣ（オートゲインコントロール）回路の感度を受信放送波電界強度により変更することによって、混信の発生を抑える方法が提案されている(例えば特許文献１参照）。

一般に、ＡＭ信号を受信する受信装置において、アンテナから入力される受信放送波の電界強度が変動した場合でも、出力する音声信号を一定に保つように、ＲＦ信号増幅器ないし中間周波数増幅器の増幅率を調整するためのＡＧＣ回路が設けられている。

しかし、アンテナから入力される受信放送波の電界強度が弱くなるにしたがって、ＡＭ受信機のスピーカー出力等には、音声信号に対して増幅器等から発生するノイズが増える。

そこで、弱電界入力時におけるＳＮ比（ＳｉｇｎａｌｔｏＮｏｉｓｅｒａｔｉｏ：信号対雑音比）の低下による聴感上の耳障りを抑制するために、検波部以降の音声信号回路において、その音質を補正するための音質補正回路が設けられている。

例えば、ＦＭ受信装置において、受信放送波電界強度に基づいて、トーンコントロール回路を制御し、出力信号の音質を調整する方法が提案されている(特許文献２参照）。

特開平７−２２９７５号公報特開２０００−１３３４０号公報

ＡＭ信号を受信する受信装置において、受信放送波信号の電界強度情報として、ＡＧＣ回路のＡＧＣ制御電圧（以下Ｓメータ信号出力という）が、一般に利用されている。

ここで、従来のＡＭ受信回路における音質補正方法について説明する。図１は、従来のＡＭ受信回路の一実施形態であるＡＭ受信回路１００の構成の概略を示す図である。放送波は、アンテナ１１２で受け、ＦＥ（フロントエンド）部１１４に入力される。ＦＥ部１１４は、ＲＦ増幅器を備え、放送波信号を同期選択して増幅し出力する。ＩＦ（ＩｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅＦｒｅｑｕｅｎｃｙ：中間周波数）信号部１１６は、搬送波周波数の変換を行う機能を有し、受信放送波周波数から所定の周波数（通常４５０ｋＨｚ）異なる信号を出力する局部発信器と、前記放送波信号と局部発信信号とを混合する混合器とを備え、受信した放送波のうち所望の放送波の搬送波を、所定の中間周波数（通常４５０ｋＨｚ）に変換する。さらに、その中間周波数を中心周波数とするバンドパスフィルター（ＢＰＦ）によって所望の信号のみ抽出し、中間周波数信号（ＩＦ信号）として、増幅して出力する。ここで、ＡＭ受信回路１００には、ＩＦ信号部１１６のＩＦ出力信号強度を一定とするためにＩＦ−ＡＧＣ回路１１８を備えている。ＩＦ−ＡＧＣ回路１１８は、ＩＦ信号部１１６の出力の一部を受け取り、ＡＧＣ制御電圧（シグナルメータ信号）を発生させ、ＩＦ信号部１１６の入力にフィードバックさせることによりＩＦ信号部１１６の増幅器の利得を制御する。

次に、ＩＦ信号部１１６の出力信号は、ＡＭ検波部１２０に入力される。ＡＭ検波部１２０は、ＩＦ信号から搬送波成分を取り除き、もとの変調信号である音声信号を得る。音質補正部１２２は、ＩＦ−ＡＧＣ回路１１８が発生させたシグナルメータ（Ｓメータ）信号を、受信放送電界強度情報を反映するものとして利用し、それに応じて音質補正を行っている。

図２はアンテナ１１２で受けた受信電界強度に対する、ＩＦ信号部１１６の増幅器への入力信号強度（実線）と該増幅器の増幅度（破線）との関係を示した図である。原則として受信電界強度が大きくなるにしたがって、増幅器への入力信号強度は大きくなり、増幅器の増幅度はＡＧＣ回路１１８の働きにより、小さくなる。しかしながら、受信電界強度Ｅ１以下においては、ＩＦ信号部１１６の増幅器の増幅度（回路の増幅率）は、有限であるため、増幅器の増幅度は、受信電界強度によらず一定の値となる。

一方、図３にアンテナ１１２で受けた受信電界強度に対する、ＩＦ信号部１１６の増幅器の増幅度（破線）とＳメータ信号出力（実線）との関係を示す。受信電界強度がＥ１以上では、増幅器の増幅度は、ＡＧＣ回路１１８により出力信号強度一定とすべく制御されているので、ＡＧＣ回路１１８は受信放送波信号の電界強度に応じたＳメータ信号を出力する。しかしながら、受信電界強度がＥ１以下では、検波出力であるＳメータ信号は、その検出感度が低いため、出力されず、ＡＧＣ回路１１８が機能せず、ＩＦ部増幅器の増幅度は一定となる。

したがって、従来のＳメータ信号出力を受信放送波の電界強度情報として利用する方法では、受信放送波信号の電界強度がＥ１より大きい場合では、その電界強度に応じた音質補正ができるが、受信放送波信号の電界強度がＥ１より小さいような弱電界強度環境下においては、電界強度情報を得ることができず、聴感上の耳障りを抑制するために、その音質を適正に補正することができなかった。

そこで本願発明は、弱電界強度環境において、その電界強度を検出し、その電界強度に応じた音質補正を行うＡＭ受信回路を提供する。

本発明のＡＭ受信回路は、受信放送波から生成された中間周波数信号を増幅し、出力する中間周波数信号部と、前記中間周波数信号出力からＡＭ変調信号を検波し、出力するＡＭ検波部と、前記ＡＭ検波部の出力信号の音質を補正する音質補正部と、を備えたＡＭ受信回路であって、前記中間周波数信号出力から搬送波周波数成分を抽出するバンドパスフィルタと、前記バンドパスフィルタからの出力を積分し、前記中間周波数信号の搬送波の強度を直流電圧に変換し、出力する積分器と、を有し、前記直流電圧に応じて前記音質の補正を行うことを特徴とする。

この構成によれば、受信放送波電界強度が弱い場合にも、受信放送波電界強度を検出することができ、耳障りを抑制する音質補正を適切に行うことができる。

また、本発明のＡＭ受信回路は、アンテナから入力された受信放送波信号を増幅して出力するフロントエンド部と、前記受信放送波信号出力から中間周波数信号を生成し、増幅して出力する中間周波数信号部と、前記中間周波数信号出力からＡＭ変調信号を検波し、出力するＡＭ検波部と、前記ＡＭ検波部の出力信号の音質を補正する音質補正部と、前記中間周波数信号出力から搬送波成分を抽出するバンドパスフィルタと、前記バンドパスフィルタからの出力を積分し、前記中間周波数信号の搬送波の強度を直流電圧に変換し、出力する積分器と、を備えたＡＭ受信回路であって、前記フロントエンド部、または、中間周波数信号部の少なくとも一方に、それぞれ前記受信放送波信号出力強度、または、中間周波数信号出力強度を制御するＡＧＣ回路が接続され、前記音質補正部は、前記ＡＧＣ回路が出力するシグナルメータ信号の強度に応じて音質の補正を行い、前記シグナルメータ信号が所定の強度より小さいとき、前記積分器が出力する前記直流電圧に応じて音質の補正を行うことを特徴とする。

この構成によれば、シグナルメータ信号が所定の強度より小さい場合にも、受信放送波電界強度を検出することができ、耳障りを抑制する音質補正を適切に行うことができる。

以上のように本発明では、中間周波数信号出力から搬送波周波数成分をバンドパスフィルタにより抽出し、前記バンドパスフィルタからの出力を積分して、前記中間周波数信号の搬送波周波数成分の強度を直流電圧に変換する。そして、前記直流電圧に応じて前記音質の補正を行う。従って、受信放送波電界強度が弱い場合にも、受信電界強度を検出することができ、耳障りを抑制する音質補正を適切に行うことができる。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。

図４は、本発明の実施形態１に係るＡＭ受信回路１０の構成を示す図である。

放送波は、アンテナ１２で受け、ＦＥ（フロントエンド）部１４に入力される。ＦＥ部１４は、放送波（ＲＦ）信号を同期選択して出力する。ここで、ＦＥ部１４は、ＲＦ信号を増幅するためのＲＦ増幅器を備えてもよい。

ＩＦ（ＩｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅＦｒｅｑｕｅｎｃｙ：中間周波数）部１６は、搬送波周波数の変換を行う機能を有し、所望の放送波周波数より所定の周波数（通常４５０ｋＨｚ）異なる信号を出力する局部発信器と、前記放送波信号と局部発信信号とを混合する混合器とを備え、受信した放送波のうち所望の放送波の搬送波を、所定の中間周波数（通常４５０ｋＨｚ）に変換する。さらに、その中間周波数を、中心周波数とするバンドパスフィルター（ＢＰＦ）によって抽出し、放送波と同じ情報の振幅変調信号であるＩＦ信号とし、増幅器によって増幅して出力する。ここで、ＩＦ部１６は、４５０ＫＨｚを搬送波とするＩＦ信号を生成する１段構成としたが、一旦１０．７ＭＨｚにアップコンバートするファーストＩＦ段とそのファーストＩＦ信号を４５０ｋＨｚにダウンコンバートするセカンドＩＦ段との２段構成としてもよい。１０．７ＭＨｚのＩＦ信号はＦＭ受信回路において用いられる周波数であり、この構成によれば、ＡＭ放送波とＦＭ放送波とを受信する受信機において、ＩＦ部以降の回路を共有することができる。

ＩＦ部１６への入力信号強度は、アンテナ１２に入力される放送波信号強度、すなわち、放送波電界強度に比例し、受信場所や受信局によってその電界強度が変化した場合に、その出力信号レベルも変動し、出力される音声信号のレベルも変動してしまう。そこで、ＩＦ部１６の出力信号レベルを一定に保つためのＩＦ−ＡＧＣ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌ；自動利得制御）回路１８を備える。ＩＦ−ＡＧＣ回路１８は、中間周波信号出力の一部を取り出し、ダイオードで振幅に比例した直流電圧（ＡＧＣ電圧：シグナルメータ信号）を作り、そのシグナルメータ信号に基づいて、ＩＦ部１６の増幅器の利得を制御する。すなわち、ＩＦ−ＡＧＣ回路１８は入力される受信電界強度が弱いときにＩＦ部１６の増幅器の利得を上げ、受信電界強度が強いときにＩＦ部１６の増幅器の利得を下げ、入力される受信電界強度の変動が音声出力に現れないようにする。

シグナルメータ信号は、２段構成を成すＩＦ部においては、ファーストＩＦ段の出力から作っても良いし、セカンドＩＦ段の出力から作っても良い。また、ＩＦ信号をデジタル信号化して復調するＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）構成の受信回路においては、デジタルＩＦ信号から演算により作っても良い。

ＩＦ信号部１６の出力信号は、ＡＭ検波部２０に入力される。ＡＭ検波部２０は、搬送波成分を取り除き、もとの変調信号である音声信号を得る。

ＡＭ検波部２０から出力された音声信号は音質補正部２２に入力される。音質補正部２２は、音声信号の周波数特性を変化させ、音質を補正する。このような音質補正は、受信放送波電界強度に応じて行われることが望ましい。例えば、受信放送波電界強度が十分大きい場合、音質補正は必要とはならないが、受信放送波電界強度が小さいとき、ＩＦ−ＡＧＣ回路１８によりＩＦ部１６の有する増幅回路の増幅率が大きくなるため、増幅回路から発生する広い帯域の及ぶノイズの割合が音声信号に対して大きくなる。このような場合、音声信号の中心周波数から外れた帯域を減衰させて、音声信号に対するノイズの割合を減少させ、聴感上の耳障りを抑制したり、全体に出力レベルを上げて、音声信号を聞き取りやすくしたり、さらにこれらを組み合わせたりする。これらの補正は、受信放送波電界強度に応じて切り替えることとしても良いし、受信放送波電界強度に比例させて補正の程度を変更しても良い。音質補正部２２はアナログ回路から構成しても良いし、デジタル信号で処理を行うＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）で構成しても良い。

音質補正部２２の出力は、増幅回路に送られ、増幅された後、スピーカー等から出力される。

本発明において特徴的なことは、受信放送波電界強度の検出を、ＩＦ信号の搬送波強度に基づいて行い、音質補正部２２は、受信放送波電界強度が弱い場合、そのＩＦ信号搬送波強度に応じて音質の補正を行うことである。ここで、ＩＦ信号搬送波強度は、ＩＦ部１６から出力されたＩＦ信号の搬送波周波数成分をＢＰＦ３４で抽出し、そのＩＦ信号の搬送波を積分器３６で直流電圧信号に変換した信号として得られる。したがって、この方法によれば、ＩＦ信号の搬送波周波数成分の強度を検出するため、受信電界強度が小さい場合でも、受信電界強度を反映した受信電界強度情報を得ることができる。ＢＰＦ３４は、搬送波周波数成分だけを鋭く選択するほど、他の周波数のノイズの影響を排除することができる。ＩＦ信号強度検出部３０では、ＩＦ搬送波周波数成分のみ通過させればよいため、音声信号用のＩＦ信号セラミックフィルタより狭帯域のＢＰＦを用いることが望ましい。また、ＩＦ信号をデジタル信号化した場合には、デジタル信号処理により狭帯域なＢＰＦ処理を行うことが好ましい。

図５に受信放送波電界強度に対する、ＩＦ信号搬送波強度信号およびシグナルメータ信号強度を示す。受信放送波電界強度がＥ１以下では、増幅器の増幅率の限界によりＡＧＣ回路が機能しないため、シグナルメータ信号は出力されないが、受信放送波電界強度に応じてＩＦ信号搬送波強度信号は出力される。

したがって、受信放送波電界強度がＥ１以下では、ＩＦ信号搬送波強度が受信放送電界強度を反映する情報となる。ここで、シグナルメータ信号が出力され始める電界強度（Ｅ１）は、受信回路のＦＥ部、ＩＦ部の回路構成等によっても異なるが２０μＶ程度である。

本実施形態によれば、シグナルメータ信号が出力されないような弱電界強度（約２０μＶ以下）においても、ＩＦ信号搬送波強度に基づいて、正確な放送波電界強度情報を得ることができ、その受信電界強度に応じて音質の補正を最適に行うことができる。

この放送波電界強度情報の検出構成は、ＦＭ受信回路に比較して、ＡＭ受信回路において特に有用である。ＦＭ受信回路においては、ＩＦ信号周波数である４５０ｋＨｚの搬送波強度は電界強度によらず、ほぼ一定になるのに対し、ＡＭ受信回路においては、受信放送波電界強度が弱い場合、ＩＦ信号波は受信放送波電界強度を反映したものになるためである。

ここで、音質補正部２２は、図５における受信放送波電界強度がＥ１以上の場合、シグナルメータ信号に基づいて音質補正を行うことが好ましい。受信放送波電界強度がＥ１以上の場合、ＩＦ−ＡＧＣ回路１８によりＩＦ部１６から出力されるＩＦ信号の搬送波強度は一定となり、ＩＦ信号の搬送波周波数成分の強度は、受信放送波電界強度の情報とはならない。この場合、シグナルメータ信号が受信放送波電界強度を反映する情報となり、音質補正部２２は、シグナルメータ信号に基づいて音質補正を行うことにより、受信放送波電界強度に応じ、適切な音質補正を行うことができる。

音質補正部２２において、その音質補正を、受信放送波電界強度が弱い場合にＩＦ信号搬送波強度に基づいて行い、受信放送波電界強度が強い場合にシグナルメータ信号に基づいて行うことは、両者の信号を加算することにより、実現することができる。これは、図５に示すように、受信放送波電界強度が弱い場合（Ｅ１以下）では、シグナルメータ信号は出力されず、受信放送波電界強度が強い場合（Ｅ１以上）では、ＩＦ信号搬送波強度が一定となるため、両者の加算信号は、受信放送波電界強度が弱い場合（Ｅ１以下）でも、強い場合（Ｅ１以上）でも、受信放送波電界強度を反映したものとなるためである。また、加算せず、両者をＩＦ信号搬送波強度が所定の強度となる場合、もしくはシグナルメータ信号強度が所定の強度となる場合に切り替えることとしてもよい。

さらに、実施形態１に係るＡＭ受信回路１０において、ＲＦ−ＡＧＣ回路を備え、ＦＥ部１４の出力信号強度に応じてＦＥ部１４に備えられたＲＦアンプの増幅率を制御してもよい。この場合、ＲＦ−ＡＧＣ回路は、ＲＦ−ＡＧＣ制御電圧（ＲＦ−シグナルメータ信号）を出力し、これを前記説明した、ＩＦ−ＡＧＣ回路１８が出力するシグナルメータ信号に代えてもよし、両者を選択、加算、組み合わせ等した信号をシグナルメータ信号とすることもできる。

従来のＡＭ受信回路の一実施形態であるＡＭ受信回路１００の構成の概略を示す図である。受信電界強度に対する、ＩＦ信号部の増幅器への入力信号強度（実線）と増幅器の増幅度（破線）との関係を示した図である。受信電界強度に対する、増幅器の増幅度（破線）とＳメータ信号出力（実線）との関係を示す図である。本発明の実施形態１に係るＡＭ受信回路１０の構成を示す図である。受信放送波電界強度に対する、ＩＦ信号搬送波強度およびシグナルメータ信号強度を示す図である。

符号の説明

１０，１００ＡＭ受信回路、１２，１１２アンテナ、１４，１１４ＦＥ（フロントエンド）部、１６，１１６ＩＦ信号部、１８，１１８ＩＦ−ＡＧＣ回路、２０，１２０検波部、２２，１２２音質補正部、３４ＢＰＦ、３６積分器。

Claims

受信放送波から生成された中間周波数信号を増幅し、出力する中間周波数信号部と、
前記中間周波数信号出力からＡＭ変調信号を検波し、出力するＡＭ検波部と、
前記ＡＭ検波部の出力信号の音質を補正する音質補正部と、
を備えたＡＭ受信回路であって、
前記中間周波数信号出力から搬送波周波数成分を抽出するバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタからの出力を積分し、前記中間周波数信号の搬送波の強度を直流電圧に変換し、出力する積分器と、
を有し、
前記積分器から出力された直流電圧に応じて前記音質の補正を行うことを特徴とするＡＭ受信回路。
アンテナから入力された受信放送波信号を増幅して出力するフロントエンド部と、
前記受信放送波信号出力から中間周波数信号を生成し、増幅して出力する中間周波数信号部と、
前記中間周波数信号出力からＡＭ変調信号を検波し、出力するＡＭ検波部と、
前記ＡＭ検波部の出力信号の音質を補正する音質補正部と、
前記中間周波数信号出力から搬送波成分を抽出するバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタからの出力を積分し、前記中間周波数信号の搬送波の強度を直流電圧に変換し、出力する積分器と、
を備えたＡＭ受信回路であって、
前記フロントエンド部、または、中間周波数信号部の少なくとも一方に、それぞれ前記受信放送波信号出力強度、または、中間周波数信号出力強度を制御するＡＧＣ回路が接続され、
前記音質補正部は、前記ＡＧＣ回路が出力するシグナルメータ信号の強度に応じて音質の補正を行い、前記シグナルメータ信号が所定の強度より小さいとき、前記積分器が出力する前記積分器から出力された直流電圧に応じて音質の補正を行うことを特徴とするＡＭ受信回路。