JP2006013755A - ステレオノイズコントロール回路及びそのｍｏｓ集積回路 - Google Patents

Abstract

【課題】ステレオノイズコントロール回路の直流出力電圧の変動を抑えることである。
【解決手段】ＭＯＳトランジスタＱ１，Ｑ２のゲートに３８ｋＨｚの信号Ｉ３８Ｐ，Ｉ３８Ｎが入力しているときには、その３８ｋＨｚの信号Ｉ３８Ｐ，Ｉ３８Ｎのレベルによって両者の交流的なソース電圧は異なる。その結果、ＭＯＳトランジスタＱ１とＱ２のソース側の抵抗Ｒ１〜Ｒ５には両者のソース電圧の電圧差と、スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ５の状態により決まる抵抗値とに応じた電流が流れる。従って、スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ５をオン、オフさせることで出力信号の振幅値を変化させることができる。これによりステレオノイズコントロール回路の直流出力電圧を変化させずに出力信号の振幅を調整することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＦＭ受信機のステレオノイズコントロール回路及びその回路を搭載したＭＯＳ集積回路に関する。

ＦＭ受信機には、ＦＭステレオ信号の受信状態が悪い場合は、ステレオセパレーションレベルを下げてノイズを減らし、受信状態が良い場合は、セパレーションレベルを高くしてステレオ受信を行うステレオノイズコントロール回路が設けられている。

従来、ステレオノイズコントロール回路では、受信信号強度を検出し、検出したＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）信号のレベルに基づいてＬ−Ｒ信号の信号レベルを調整することが行われているが、ノイズを低減する上で最適なＬ−Ｒ信号のレベルとＲＳＳＩ信号レベルとの関係を一義的には決めることは難しかった。

そのような問題点を解決するために、例えば、特許文献１には、希望局信号の受信レベルとＬ−Ｒ信号の減衰量の関係を示すデジタルデータを記憶しておいて、受信信号レベルと、上記のデジタルデータとに基づいてＬ−Ｒ信号の減衰量を制御するノイズ低減回路について記載されている。

また、特許文献２には、ＦＭ受信機をモノラル動作からステレオ動作に切り換えるとき、あるいはその逆に動作を切り換えるときに発生するノイズを低減する方法について記載されている。
特開平６−３１５０１６号公報 特開平８−１４９０９７号公報

ステレオノイズコントロール回路として、例えば、ステレオ復調に用いる３８ｋＨｚの信号の振幅を受信信号強度に応じて変化させてセパレーションレベルを調整する回路が知られている。信号の振幅を変化させる方法として、差動増幅回路に可変電流源を設け、その可変電流源の電流を変化させて信号の振幅を制御することが考えられる。

しかしながら、セパレーションレベルを調整するために差動増幅回路のバイアス電流を変化させると、ＦＥＴのドレイン・ソース間の電圧が変わり、信号のダイナミックレンジが狭くなるという問題点がある。

本発明の課題は、ステレオノイズコントロール回路の直流出力電圧の変動を抑えることである。

本発明のステレオノイズコントロール回路は、ステレオ信号のセパレーションレベルを調整してノイズを低減する回路であって、ステレオ複合信号を復調するための所定周波数の信号がゲートに入力する第１のＭＯＳトランジスタと、前記所定周波数の信号を反転した信号がゲートに入力する第２のＭＯＳトランジスタと、前記第１及び第２のＭＯＳトランジスタのソース間に、抵抗とスイッチ素子とが直列に接続された回路が複数並列に接続された切り換え回路と、前記第１のＭＯＳトランジスタのソースと接地間に接続された第１の電流源と、前記第２のＭＯＳトランジスタのソースと接地間に接続された第２の電流源とを備え、前記スイッチ素子をオン、オフして前記第１及び第２のＭＯＳトランジスタのソース間の抵抗値を変化させて出力信号の振幅を調整する。

この発明によれば、ステレオノイズコントロール回路のソース間の抵抗を切り換えて出力信号の振幅を変化させたときに直流出力電圧が変化しないようにできる。また、電源電圧が変動した場合でも、抵抗の両端の電圧は変化しないので交流利得の変動を少なくできる。
本発明の他のセステレオノイズコントロール回路は、ステレオ信号のセパレーションレベルを調整してノイズを低減する回路であって、ステレオ複合信号を復調するための所定周波数の信号がゲートに入力する第１のＭＯＳトランジスタと、前記所定周波数の信号を反転した信号がゲートに入力する第２のＭＯＳトランジスタと、前記第１及び第２のＭＯＳトランジスタのドレイン間に、抵抗とスイッチ素子とが直列に接続された回路が複数並列に接続された切り換え回路と、前記第１及び第２のＭＯＳトランジスタのソースと接地間に接続された電流源とを備え、前記スイッチ素子をオン、オフして前記第１及び第２のＭＯＳトランジスタのドレイン間の抵抗値を変化させて前記所定周波数の信号の振幅を調整する。

この発明によれば、ステレオノイズコントロール回路のドレイン間に接続された抵抗を切り換えて出力信号の振幅を変化させたときに直流出力電圧が変化しないようにできる。例えば、電源と第１及び第２のＭＯＳトランジスタのドレイン間に接続する負荷を抵抗にした場合に、負荷抵抗とそのときオン状態のスイッチ素子と直列に接続される抵抗の値とで交流利得が決まるので、交流利得が電源電圧の変動等の影響を受けにくくなる。

本発明の他の態様は、前記第１及び第２のＭＯＳトランジスタのゲートには、それぞれ３８ｋＨｚの信号とその反転信号が入力し、前記スイッチ素子は、ｐチャネルＭＯＳトランジスタとｎチャネルＭＯＳトランジスタが並列に接続されている。

このように構成することで、ステレオ複合信号の復調に用いる３８ｋＨｚの信号の振幅を変化させてステレオセパレーションレベルを調整することができる。

本発明によれば、ステレオノイズコントロール回路の直流出力電圧を変化させずにステレオセパレーションレベルを調整するための信号の振幅を変化させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態のステレオノイズコントロール回路１１の回路図である。
このステレオノイズコントロール回路１１は、ステレオ復調回路１２のステレオ信号のセパレーションレベルを調整してノイズを低減するための回路である。

以下に述べるステレオノイズコントロール回路１１及び２１は、ｐチャネルＭＯＳトランジスタとｎチャネルＭＯＳトランジスタを形成できるＣＭＯＳプロセスにより製造される半導体集積回路、例えば、ＦＭラジオ受信機用ＭＯＳ集積回路基板上に搭載される。

図１において、ｎチャネルＭＯＳトランジスタＱ１とＱ２は、差動増幅回路を構成し、ｎチャネルＭＯＳトランジスタ（以下、ＭＯＳトランジスタという）Ｑ１のゲートには、パイロット信号に同期した２倍の周波数の３８ｋＨｚの信号Ｉ３８Ｐが入力し、ＭＯＳトランジスタＱ２のゲートには３８ｋＨｚの信号Ｉ３８Ｐの反転信号Ｉ３８Ｎが入力する。

ＭＯＳトランジスタＱ１のドレインには抵抗Ｒ６が接続され、抵抗Ｒ６の他端は電源電圧Ｖｄｄに接続されている。ＭＯＳトランジスタＱ１のドレインからは、ＭＯＳトランジスタＱ３の利得で決まる振幅値を有する３８ｋＨｚの信号Ｏ３８Ｎが出力される。

ＭＯＳトランジスタＱ２のドレインには抵抗Ｒ７が接続され、その抵抗Ｒ７の他端は電源電圧Ｖｄｄに接続されている。ＭＯＳトランジスタＱ２のドレインからは、ＭＯＳトランジスタＱ２の利得で決まる振幅値を有する３８ｋＨｚの信号Ｏ３８Ｐが出力される。これらの信号Ｏ３８Ｐ、Ｏ３８Ｎは、ステレオ復調回路１２にステレオセパレーションレベルを調整するための信号として出力される。

ＭＯＳトランジスタＱ１とＱ２のソース間には、直列に接続された抵抗Ｒ１とスイッチ素子ＳＷ１と、抵抗Ｒ２とスイッチ素子ＳＷ２と、抵抗Ｒ３とスイッチ素子ＳＷ３と、抵抗Ｒ４とスイッチ素子ＳＷ４と、抵抗Ｒ５とスイッチ素子ＳＷ５が並列に接続された切り換え回路が接続されている。

スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ５は、例えば、ｐチャネルＭＯＳトランジスタとｎチャネルＭＯＳトランジスタが並列に接続されたトランスファーゲートからなる。このスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ５をオン、オフさせる制御端子（図示せず）には、例えば、受信信号強度表示信号（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indicator）をＡ／Ｄ変換したデジタルデータが与えられおり、受信信号強度が所定値以下のときには、受信信号強度に応じてスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ５がオン、オフ制御され、出力信号の振幅が順次小さくなるように制御される。

ＭＯＳトランジスタＱ１のソースと接地との間には電流源Ｉ１が接続され、ＭＯＳトランジスタＱ２のソースと接地との間には、同じ出力電流の電流源Ｉ１が接続されている。
上記のステレオノイズコントロール回路１１の出力信号Ｏ３８Ｐ、Ｏ３８Ｎは、図示しないステレオ復調回路にステレオ複合信号を復調するための３８ｋＨｚの信号として出力される。従って、３８ｋＨｚの出力信号Ｏ３８Ｐ、Ｏ３８Ｎの振幅を変化させることでセパレーションレベルを変化させてノイズを低減することができる。

次に、以上のような構成のステレオノイズコントロール回路１１の動作を説明する。ＭＯＳトランジスタＱ１，Ｑ２のゲートに３８ｋＨｚの信号が入力していない状態では、両者のゲートの直流バイアス電圧が同一で、抵抗Ｒ６とＲ７の値が等しいとすると、ＭＯＳトランジスタＱ３とＱ４の直流のドレイン電圧は等しくなる。

従って、スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ５の中のどのスイッチ素子をオンさせても抵抗Ｒ１〜Ｒ５には電流は流れないので、抵抗Ｒ１〜Ｒ５はＭＯＳトランジスタＱ１，Ｑ２の負荷として影響しない。よって、抵抗Ｒ１〜Ｒ５の値はＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２の電圧利得に影響しない。

他方、ＭＯＳトランジスタＱ１とＱ２のゲートに３８ｋＨｚの信号Ｉ３８ＰとＩ３８Ｎが入力しているときには、例えば、ＭＯＳトランジスタＱ１がオン、ＭＯＳトランジスタＱ２がオフとなり、両者の交流的なソース電圧は異なる値となる。従って、ＭＯＳトランジスタＱ１とＱ２のソース間の抵抗Ｒ１〜Ｒ５にはＭＯＳトランジスタＱ１，Ｑ２のソース電圧の電圧差と、そのときスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ５のオン、オフ状態により決まる抵抗値とに応じた電流が流れる。

ソース接地回路の電圧利得は、ドレイン側の負荷抵抗に比例し、ソース側の抵抗に反比例する値となる。従って、スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ５をオン、オフさせてソース側の抵抗値を変化させることでＭＯＳトランジスタＱ１とＱ２の利得を変化させ、ステレオノイズコントロール回路１１の出力信号Ｏ３８Ｎ，Ｏ３８Ｐの振幅を変化させることができる。このように出力信号Ｏ３８Ｎ，Ｏ３８Ｐの振幅を変化させることで、ステレオ復調回路のステレオセパレーションレベルを変化させステレオ信号のノイズを低減することができる。

このとき、スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ５をオン、オフさせてソース側の抵抗値を変化させても、上述したようにＭＯＳトランジスタＱ１，Ｑ２の直流バイアス電圧には影響しないので、ＭＯＳトランジスタＱ１とＱ２の出力信号のダイナミックレンジは制限されない。

次に、図２は、本発明の第２の実施の形態のステレオノイズコントロール回路２１の回路図である。
図２において、図１と同じ回路には同じ符号を付けてそれらの説明は省略する。ｎチャネルＭＯＳトランジスタＱ３とＱ４は差動増幅回路を構成し、ＭＯＳトランジスタＱ３のゲートには、パイロット信号の２倍の周波数の３８ｋＨｚの信号Ｉ３８Ｐが入力し、ＭＯＳトランジスタＱ４のゲートには３８ｋＨｚの信号Ｉ３８Ｐの反転信号Ｉ３８Ｎが入力する。

ＭＯＳトランジスタＱ３とＱ４のドレイン間には、直列に接続された抵抗Ｒ１とスイッチ素子ＳＷ１と、抵抗Ｒ２とスイッチ素子ＳＷ２と、抵抗Ｒ３とスイッチ素子ＳＷ３と、抵抗Ｒ４とスイッチ素子ＳＷ４とが並列に接続された切り換え回路が接続されている。スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４は、例えば、ｐチャネルＭＯＳトランジスタとｎチャネルＭＯＳトランジスタが並列に接続されたトランスファーゲートからなる。

また、ＭＯＳトランジスタＱ３のドレインには抵抗Ｒ６が接続され、抵抗Ｒ６の他端は電源Ｖｄｄに接続されている。ＭＯＳトランジスタＱ４のドレインには抵抗Ｒ７が接続され、抵抗Ｒ７の他端は電源Ｖｄｄに接続されている。ＭＯＳトランジスタＱ３のドレインからは、その利得で決まる振幅値を有する３８ｋＨｚの信号Ｏ３８Ｎが出力される。また、ＭＯＳトランジスタＱ４のドレインからは、その利得で決まる振幅値を有する３８ｋＨｚの信号Ｏ３８Ｐが出力される。

ＭＯＳトランジスタＱ３とＱ４のソースには、ＭＯＳトランジスタＱ５が接続され、ゲートには一定電圧Ｖｂが与えられ、ソースは接地されている。このＭＯＳトランジスタＱ５は電流源として働く。

次に、以上のような構成のステレオノイズコントロール回路２１の動作を説明する。ＭＯＳトランジスタＱ３，Ｑ４のゲートに３８ｋＨｚの信号が入力していない状態では、両者のゲートの直流バイアス電圧が同一で、抵抗Ｒ６とＲ７の値が等しいとすると、ＭＯＳトランジスタＱ３とＱ４の直流のドレイン電圧は等しくなる。

従って、スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ５の中のどのスイッチ素子をオンさせても抵抗Ｒ１〜Ｒ５には電流は流れないので抵抗Ｒ１〜Ｒ５はＭＯＳトランジスタＱ３，Ｑ４の負荷として影響しない。よって、抵抗Ｒ１〜Ｒ５の値は、ＭＯＳトランジスタＱ３、Ｑ４の電圧利得に影響しない。

他方、ＭＯＳトランジスタＱ３，Ｑ４のゲートに３８ｋＨｚの信号が入力しているときには、ゲートに入力する３８ｋＨｚの信号の電圧に応じた電圧がドレイン電圧として出力され、差動増幅回路として動作するＭＯＳトランジスタＱ３，Ｑ４の交流のドレイン電圧は異なる値となる。そして、ＭＯＳトランジスタＱ３とＱ４のドレイン間電圧の減衰量はドレイン間に接続される抵抗値Ｒ１〜Ｒ４、つまりスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４のオン、オフ状態により決まる抵抗値により定まる。

ソース接地回路の電圧利得は、ドレイン側の負荷抵抗に比例するので、スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４をオン、オフさせて抵抗値を変化させることでＭＯＳトランジスタＱ３とＱ４の電圧利得を変化させ、ステレオノイズコントロール回路２１の出力信号Ｏ３８Ｎ，Ｏ３８Ｐの振幅を変化させることができる。

このとき、スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４をオン、オフさせてドレイン間の抵抗値を変化させても、上述したように抵抗Ｒ１〜Ｒ４には直流電流は流れないので、ＭＯＳトランジスタＱ３，Ｑ４の直流のドレイン電圧は変化しない。従って、ＭＯＳトランジスタＱ３とＱ４の出力信号Ｏ３８Ｎ，Ｏ３８Ｐのダイナミックレンジは制限されない。

本発明は、上述した実施の形態に限らず、例えば以下のように構成しても良い。
（１）ステレオノイズコントロール回路は、実施の形態に示した回路に限らず、公知の他の回路にも適用できる。例えば、抵抗Ｒ６，Ｒ７の替わりにＭＯＳトランジスタを使用しても良い。
（２）本発明は、ＦＭラジオ受信機に限らず、周波数変調されたステレオ信号を受信する受信機であれば、どのような受信機にも適用できる。

第１の実施の形態のステレオノイズコントロール回路の回路図である。 第２の実施の形態のステレオノイズコントロール回路の回路図である。

符号の説明

Ｑ１〜Ｑ４，Ｑ５ ｎチャネルＭＯＳトランジスタ
Ｒ１〜Ｒ５ 抵抗
ＳＷ１〜ＳＷ５ スイッチ素子
Ｉ１ 電流源

Claims (6)

1. ステレオ信号のセパレーションレベルを調整する信号を出力する回路であって、
   ステレオ複合信号を復調するための所定周波数の信号がゲートに入力する第１のＭＯＳトランジスタと、
   前記所定周波数の信号を反転した信号がゲートに入力する第２のＭＯＳトランジスタと、
   前記第１及び第２のＭＯＳトランジスタのソース間に、抵抗とスイッチ素子とが直列に接続された回路が複数並列に接続された切り換え回路と、
   前記第１のＭＯＳトランジスタのソースと接地間に接続された第１の電流源と、
   前記第２のＭＯＳトランジスタのソースと接地間に接続された第２の電流源とを備え、
   前記スイッチ素子をオン、オフして前記第１及び第２のＭＯＳトランジスタのソース間の抵抗値を変化させて出力信号の振幅を調整するセステレオノイズコントロール回路。
2. ステレオ信号のセパレーションレベルを調整するための信号を出力する回路であって、
   ステレオ複合信号を復調するための所定周波数の信号がゲートに入力する第１のＭＯＳトランジスタと、
   前記所定周波数の信号を反転した信号がゲートに入力する第２のＭＯＳトランジスタと、
   前記第１及び第２のＭＯＳトランジスタのドレイン間に、抵抗とスイッチ素子とが直列に接続された回路が複数並列に接続された切り換え回路と、
   前記第１及び第２のＭＯＳトランジスタのソースと接地間に接続された電流源とを備え、
   前記スイッチ素子をオン、オフして前記第１及び第２のＭＯＳトランジスタのドレイン間の抵抗値を変化させて出力信号の振幅を調整するセステレオノイズコントロール回路。
3. 前記第１及び第２のＭＯＳトランジスタのゲートには、それぞれ３８ｋＨｚの信号とその反転信号が入力し、
   前記スイッチ素子は、ｐチャネルＭＯＳトランジスタとｎチャネルＭＯＳトランジスタが並列に接続されて構成されている請求項１または２記載のステレオノイズコントロール回路。
4. 受信信号強度示す信号をＡ／Ｄ変換したデジタルデータに基づいて前記スイッチ素子をオン、オフさせて出力信号の振幅を可変する請求項１，２または３記載のステレオノイズコントロール回路。
5. ステレオ信号のセパレーションレベルを調整するための信号を出力する回路であって、
   ステレオ複合信号を復調するための所定周波数の信号がゲートに入力する第１のＭＯＳトランジスタと、
   前記所定周波数の信号を反転した信号がゲートに入力する第２のＭＯＳトランジスタと、
   前記第１及び第２のＭＯＳトランジスタのソース間に、抵抗とスイッチ素子とが直列に接続された回路が複数並列に接続された切り換え回路と、
   前記第１のＭＯＳトランジスタのソースと接地間に接続された第１の電流源と、
   前記第２のＭＯＳトランジスタのソースと接地間に接続された第２の電流源とを備え、
   前記スイッチ素子をオン、オフして前記第１及び第２のＭＯＳトランジスタのソース間の抵抗値を変化させて出力信号の振幅を調整するセステレオノイズコントロール回路を搭載したＭＯＳ集積回路。
6. ステレオ信号のセパレーションレベルを調整するための信号を出力する回路であって、
   ステレオ複合信号を復調するための所定周波数の信号がゲートに入力する第１のＭＯＳトランジスタと、
   前記所定周波数の信号を反転した信号がゲートに入力する第２のＭＯＳトランジスタと、
   前記第１及び第２のＭＯＳトランジスタのドレイン間に、抵抗とスイッチ素子とが直列に接続された回路が複数並列に接続された切り換え回路と、
   前記第１及び第２のＭＯＳトランジスタのソースと接地間に接続された電流源とを備え、
   前記スイッチ素子をオン、オフして前記第１及び第２のＭＯＳトランジスタのドレイン間の抵抗値を変化させて出力信号の振幅を調整するセステレオノイズコントロール回路を搭載したＭＯＳ集積回路。
   
   

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