JP2005130081A - 受信装置を備えた電気機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 電源装置から発生する高調波による受信妨害を防ぐ。
【解決手段】 ラジオの放送波を選局したとき、受信周波数を取得する。電源装置の2次側の出力電圧から発振周波数を検出する。受信周波数と発振周波数を比較する。受信周波数と発振周波数のｎ倍（ｎは自然数）との差が偏差内にあるか判断する。この差が偏差外のとき、高調波の影響がないと判断し、放送波を受信する。差が偏差内にあるとき、発振回路の時定数を変える。電源装置の発振周波数がずれて、受信周波数への高調波の影響がなくなる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えばＡＭラジオ放送等の電波を受信する受信装置を備え、スイッチング方式の電源装置から供給される電力によって作動するオーディオ機器等の電気機器に関する。

ＡＭラジオの放送波を受信する受信装置およびＣＤやＭＤの再生装置等を備えたオーディオ機器において、各装置を作動させるための電力を供給するのにスイッチング方式の電源装置が使用され、機器の小型軽量化が図られている。

この電源装置では、入力された交流電源を高周波でスイッチングし、トランスにより変圧し、整流して、直流電力を出力する。受信装置が、この電力によって作動して、選局された放送波を受信する。

ところで、電源装置が動作するときの発振周波数に対し、その整数倍の周波数を持つ高調波が発生する。例えば、図３に示すように、発振周波数が７０ｋＨｚのとき、高調波は１４０ｋＨｚ、２１０ｋＨｚ、２８０ｋＨｚのように７０ｋＨｚ毎に現れる。このような高調波の周波数が放送波の受信周波数と近接する場合、高調波がノイズとなって、放送波に干渉する。放送波にノイズがのると、正弦波であるものが方形波になってくる。そのため、受信装置は放送波を良好に受信できなくなったり、出力音声に雑音が発生したりする。

このような高調波による受信妨害を防止するために、特許文献１では、高調波の周波数と受信周波数とが一致するとき、発振回路に対する制御電圧を変化させて、発振周波数をシフトしている。特許文献２では、動作中に妨害波が発生すると、電源装置の周波数可変発振回路のスイッチング周波数を制御する。
特開平１１−３３２２３０号公報（段落００２１、００２２） 特開平６−３０３７７２号公報（段落００１７）

高調波に対する対策として、電源装置の発振周波数を可変している。例えば、特許文献１では、電圧制御発振回路を使用し、特許文献２では、周波数可変発振回路を使用し、各発振回路を動作させて、発振周波数を変化させている。このように、周波数可変機能を有する発振回路を使用しなければならず、コストがかかる。また、電源装置の発振周波数を実際に検出して、受信電波の周波数との比較がなされていないため、無用な制御が行われたり、あるいは必要な制御がされないといったおそれがあり、確実に電源装置の発振周波数による受信妨害を防ぐことができない。

本発明は、上記に鑑み、簡単な回路構成によって、電源装置の発振周波数による放送波等の電波の受信妨害を防ぐことができる電気機器の提供を目的とする。

本発明は、特定の周波数の電波を受信する受信装置と、電源電圧を所定の発振周波数でスイッチングして電力を供給する電源装置と、該電源装置の発振周波数を検出して、受信電波の周波数と比較する判断手段と、前記発振周波数の高調波が受信周波数に影響を及ぼすと判断したとき、前記発振周波数を変化させる可変手段とを有するものである。

判断手段では、電源装置の２次側の発振周波数を検出して、検出された発振周波数と受信電波の周波数とを比較する。そして、発振周波数が受信電波の周波数に影響を及ぼすか否かを判断する。影響を及ぼすか否かの判断は、特定の受信周波数と発振周波数あるいは高調波の周波数とを比較して、両者が一致しているか、あるいは近接しているかどうかによって判断する。一致あるいは近接しているとき、高調波が受信に影響を及ぼし、近接していないとき、受信には高調波は影響しない。

具体的には、発振周波数のｎ倍（ｎは自然数）と受信周波数との差が設定された偏差内にあるか否かを判断する。影響を及ぼすと判断するときは、差が偏差内にある場合である。影響を及ぼさないと判断するときは、差が偏差を越える場合である。

なお、受信周波数を検出するとき、放送波や無線通信では使用できる周波数が特定されているので、受信したいチャンネルを選局することにより、自動的に受信周波数を認識できる。発振周波数を検出するとき、電源装置の２次側の整流前の出力から発振周波数を検出することによって、正確な発振周波数を検出することができる。

可変手段では、比較の結果、差が偏差内にあるときに、電源装置の発振周波数を変化させる。すると、発振周波数が変動し、高調波の周波数が受信周波数からずれる。算出された差が偏差外になるので、高調波による受信妨害がなくなる。

具体的には、電源装置における発振回路に外付けされた時定数回路の時定数を可変する。時定数が変わることにより、発振回路から出力される周波数が変わる。この周波数に基づいて、電源装置は電源電圧をスイッチングして、直流電力を出力する。したがって、電源の発振周波数が変化するので、高調波の周波数が受信電波の周波数からずれる。

ここで、受信装置が、ラジオ、特にＡＭラジオの放送波を受信するものであるとき、受信周波数が発振周波数に近いので、高調波の影響が大きい。しかし、上記のように必要に応じて電源装置の発振周波数を変化させることにより、受信時の高調波の影響を防げる。

本発明によると、電源の発振周波数を変動させることにより、発振周波数に基づく高調波による受信周波数への影響を排除できる。このとき、電源装置における発振回路に時定数回路を外付けして、その時定数を変化させるので、簡単な回路構成で発振周波数をずらすことができる。

本実施形態の電気機器は、図１に示すように、ＡＭ／ＦＭラジオの受信装置１とＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤ、ＨＤＤ、ビデオテープ等の記録媒体の再生装置とを搭載した複合機器であり、スイッチング方式の電源装置２および各装置を駆動制御するマイコンからなる制御装置３を備えている。

受信装置１は、アンテナ４、放送波を受信するチューナ、受信した音声信号をスピーカから出力するために増幅する増幅回路等から構成され、制御装置３により、選局された周波数の放送波を受信するように制御される。受信装置１および再生装置は、電源装置２の２次側に接続され、電源装置２から供給される電力によって作動する。そして、外部からの操作信号に基づいて制御装置３により、受信装置１や再生装置は所定の処理を行うように駆動制御される。

電源装置２は、いわゆるスイッチング電源装置であり、整流回路（図示せず）と、スイッチング素子５と、ＰＷＭ制御回路６と、トランス７と、ダイオードおよびコンデンサからなる整流平滑回路８によって構成される。電源装置２において、商用交流電源の電力が整流平滑され、整流平滑された直流電力が、スイッチング素子５によりスイッチングされてパルス幅に応じた電圧となって、トランス７に供給される。トランス７によって直流電力が変圧され、ＰＷＭ制御回路６によって制御されるパルス幅に対応した直流電圧が得られる。直流電圧は、整流平滑され、制御装置３、受信装置１等にそれぞれ供給される。

ＰＷＭ制御回路６は、発振回路９を備えており、発振回路９から出力される発振周波数でスイッチング素子５をスイッチングする。発振回路９には、コンデンサ１０および抵抗１１が接続され、コンデンサ１０および抵抗１１によって決まる時定数にしたがって周波数が設定される。このように、発振回路９は所定の発振周波数を出力するように設定されている。

ところで、電源装置２は高速でスイッチングするため、高調波が発生する。この高調波は、発振周波数のｎ倍（ｎは自然数）の周波数を持ち、放送波を受信するときのノイズとなる。高調波による受信妨害を防ぐために、電源装置２の発振周波数を検出する検出手段と、発振周波数と放送波の受信周波数とを比較する比較手段と、比較の結果、高調波の周波数が受信周波数に近接するとき、電源装置２の発振周波数を変化させる可変手段とを有する。

検出手段は、トランス７の２次側において、整流平滑回路８よりも上流側の出力電圧から周波数を検出する。すなわち、トランス７からの直流電力は制御装置３に入力され、制御装置３内のカウンタによって入力された電圧の周期が測定される。したがって、発振周波数は、制御装置３によって常時モニターされる。また、整流前の出力電圧の周波数をモニターすることにより、素早く正確な電源周波数を検出でき、電源周波数の変化に対応できる。

比較手段は、高調波の周波数に相当する発振周波数のｎ倍（ｎは自然数）の周波数と受信周波数との差を算出して、算出された差が設定された偏差内にあるか否かを判断する。この判断は制御装置３が行う。この差が偏差内にあれば、高調波の周波数が受信周波数に近接していることになり、制御装置３は、高調波が受信に影響を及ぼすと判断する。この差が偏差を越えれば、高調波が受信に影響を及ぼさないと判断する。偏差を設けることにより、測定誤差や信号の減衰の影響を排除できる。

なお、選局することにより、受信したい放送波の周波数が決定されるので、制御装置３は、受信周波数を自動的に取得できる。制御装置３において、受信装置から入力された受信信号をカウンタによって測定して、受信周波数を検出するようにしてもよい。

可変手段は、発振回路９の時定数を変えるものである。すなわち、時定数を決めるコンデンサ１０および抵抗１１にさらに抵抗を追加して、抵抗値を変える。そのため、発振回路９に接続されたコンデンサ１０および抵抗１１と並列に可変用抵抗１２を接続する。２つの抵抗１１、１２とコンデンサ１０により時定数回路１３が構成され、時定数回路１３は、発振回路９に外付けされる。時定数回路１３を外付けしておくことにより、抵抗等の各素子を取り替えることができるので、仕様に応じて発振周波数の設定を容易に変更できる。

そして、この時定数を変えるために、時定数回路１３に対する可変用抵抗１２の挿入あるいは切り離しが制御装置３によって制御される。可変用抵抗１２と直列に切替スイッチ１４が接続され、トランジスタからなる切替スイッチ１４が制御装置３からの駆動信号によってオンオフされる。制御装置３と切替スイッチ１４との間に、フォトカプラ１５が介装されている。フォトカプラ１５は、電源の１次側と２次側との電気的な絶縁を図りながら駆動信号を伝達する。フォトカプラ１５のフォトトランジスタには、トランス７の１次側から整流平滑された直流電圧が印加される。

したがって、可変手段は、時定数回路１３、切替スイッチ１４、フォトカプラ１５によって構成される。可変用抵抗１２が挿入されると、時定数回路１３の抵抗値が下がり、時定数が小さくなる。その結果、発振周波数は高くなる。可変用抵抗１２が切り離されると、時定数回路１３の抵抗値が上がり、時定数が大きくなる。その結果、発振周波数は低くなる。通常、可変用抵抗１２は時定数回路１３から切り離された状態にある。

次に、放送波を受信するときの高調波の影響に対する動作を図２に基づいて説明する。所望の放送波を受信するように選局が行われる。これに伴って、制御装置３は受信周波数であるｆｒを取得する。また、制御装置３は、電源装置２の発振周波数を常時モニターしているので、現在の発振周波数であるｆｐも取得する。

そして、制御装置３は、受信周波数と発振周波数とを比較する。受信周波数が発振周波数をｎ倍した値に近接していないか確認する。具体的には、次式に基づいて受信周波数と発振周波数のｎ倍との差が偏差内にあるか判断する。
−ｘ≦ｆｒ−ｎ＊ｆｐ≦ｘ
ｘは偏差値、ここでは５ｋＨｚとする。

例えば、ＡＭラジオの受信周波数が５６０ｋＨｚのとき、発振周波数が７０ｋＨｚであると、８倍の高調波が受信周波数と一致する。この偏差値は、周波数の測定誤差や高調波が回路内を伝達するときの減衰を考慮して設定される。なお、受信周波数と発振周波数の比較において、ｆｒ／（ｎ＊ｆｐ）を算出して、その比率から影響を及ぼすか否かを判断してもよい。

比較の結果、算出された差が偏差内になければ、高調波の影響はないと判断する。そして、選局された放送波を受信する通常の動作を行う。

算出された差が偏差内にあれば、放送波の受信に高調波が悪影響を及ぼすと判断する。制御装置３は、駆動信号としてＨｉｇｈ信号をフォトカプラ１５に出力する。フォトカプラ１５がオンして、Ｈｉｇｈ信号が１次側に設けられた切替スイッチ１４に伝達される。切替スイッチ１４がオンして、可変用抵抗１２が時定数回路１３に挿入される。発振回路９の時定数が変化して、発振周波数が高くなる。

このとき、可変用抵抗１２は、変化後の発振周波数が通常の発振周波数より２〜３ｋＨｚずれるような抵抗値に設定される。この程度周波数がずれれば、高調波はｎ倍ずれることになるので、受信周波数との差は偏差値を越える。したがって、受信周波数は高調波の影響を受けない。しかも、発振周波数のずれ量は可変用抵抗１２によって決まった量に固定できるので、大幅な周波数のずれが生じることはない。そのため、電気機器内の他の装置が動作不安定になるといったような、ずれ過ぎによる電源供給への悪影響が起こらない。発振周波数を少しだけずらせば、高調波は大きくずれるので、周波数可変機能を有する高価な発振回路を使用しなくても、抵抗を追加するだけで、安価に十分な効果を発揮できる。

以上のように発振回路９の時定数を変化させることにより、発振周波数が変化する。この後、制御装置３は、再び受信周波数と発振周波数とを比較する。算出された差が偏差内にあるので、選局された放送波を受信する通常の動作を行う。この間に新たに選局された場合は、上記の動作を繰り返す。

したがって、電源装置２から高調波が発生しても、その高調波の周波数を放送波の受信周波数からずらすことにより、ノイズとして受信に影響することがなくなる。受信妨害を防止でき、放送波を良好に受信できる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。電源装置は、高調波を発生する電源装置であればよく、インバータ制御を行うもの、トライアック等により位相制御を行うものがある。受信装置は、ＡＭラジオの放送だけでなく、ＦＭ放送、テレビ放送を受信するものでもよく、さらには無線通信を行うものであってもよい。このような電源装置および受信装置を備えた電気機器としては、テレビ、ビデオデッキ、無線通信機、携帯電話、情報携帯端末（ＰＤＡ）、パソコンがある。

可変手段として、可変用抵抗の代わりに、コンデンサとしてもよく、さらには可変用抵抗と切替スイッチの組み合わせの代わりに、可変抵抗あるいは可変容量コンデンサを使用してもよく、制御装置によって抵抗値あるいは容量を制御する。また、可変用抵抗を複数接続してもよく、これらを順に切り替えたり、あるいは組み合わせを変えて、時定数を変える。1回目の発振周波数の変更でうまくいかない場合でも、繰り返すことによって、確実に高調波の周波数を放送波の受信周波数からずらすことができる。

本発明の受信装置を備えた電気機器の概略回路図 ラジオ放送波受信時における高調波対策の動作フローチャート 高調波をスペクトラム解析した波形図

符号の説明

１ 受信装置
２ 電源装置
３ 制御装置
６ ＰＷＭ制御回路
７ トランス
９ 発振回路
１２ 可変用抵抗
１３ 時定数回路
１４ 切替スイッチ

Claims (3)

1. 特定の周波数の電波を受信する受信装置と、電源電圧を所定の発振周波数でスイッチングして電力を供給する電源装置と、該電源装置の発振周波数を検出して、受信電波の周波数と比較する判断手段と、前記発振周波数の高調波が受信周波数に影響を及ぼすと判断したとき、前記発振周波数を変化させる可変手段とを有することを特徴とする受信装置を備えた電気機器。
2. 特定の周波数の電波を受信する受信装置と、電源電圧を所定の発振周波数でスイッチングして電力を供給する電源装置と、該電源装置の２次側の発振周波数を検出する検出手段と、検出された前記発振周波数と受信電波の周波数とを比較する比較手段と、比較の結果、前記発振周波数のｎ倍（ｎは自然数）と受信周波数との差が設定された偏差内にあるとき、前記電源装置の発振周波数を変化させる可変手段とを有することを特徴とする受信装置を備えた電気機器。
3. 電源装置は、発振回路と、該発振回路に外付けされた時定数回路とを有し、可変手段は、前記時定数回路の時定数を可変することにより、発振周波数を変化させることを特徴とする請求項１または２記載の受信装置を備えた電気機器。