JP2008109348A - Fm radio receiver - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、FM受信機に係り、AGC機能を有するFMラジオ受信機に関するものである。 The present invention relates to an FM receiver, and more particularly to an FM radio receiver having an AGC function.
FM信号を受信する受信機は一般にスーパーへテロダイン方式が用いられている。スーパーヘテロダイン方式とは、放送局からの信号と局部発振回路による信号とを混合し、単一周波数の中間周波信号に変換して復調する方式をいい、フィルタを単一の周波数で構成できて妨害波を減衰しやすい(混信に強い)、繰り返し増幅によって受信感度が良い等の利点がある。 A superheterodyne system is generally used for a receiver that receives an FM signal. The superheterodyne system is a system that mixes the signal from the broadcast station and the signal from the local oscillator circuit, converts it to a single-frequency intermediate frequency signal, and demodulates it. There are advantages such as easy wave attenuation (strong against interference) and good reception sensitivity by repeated amplification.
また、FM受信機にはAGC機能が具備されており、良質な音声信号を得るためにAGC機能によって、回路で処理可能な最適な入力信号レベルに制御されている。このAGC機能の動作周波数範囲はAGCを検出する信号の帯域幅で規定されるため、比較的帯域の広いRF回路や混合器出力でAGCを検出した場合、希望信号だけでなく妨害信号に対してもAGCを動作させることができる。しかし、希望信号が小さい状態で妨害信号に対してAGCが動作すると希望信号レベルは減衰し、音質が劣化する。そこで、希望信号レベルが小さい場合にAGC量を抑える機能が具備されている(特許文献1参照)。 Further, the FM receiver has an AGC function, and is controlled to an optimum input signal level that can be processed by a circuit by the AGC function in order to obtain a high-quality audio signal. Since the operating frequency range of this AGC function is defined by the bandwidth of the signal for detecting AGC, when detecting AGC with a relatively wide RF circuit or mixer output, not only the desired signal but also the interference signal Can also operate AGC. However, if the AGC operates on the interference signal with the desired signal being small, the desired signal level is attenuated and the sound quality is deteriorated. Therefore, a function for suppressing the amount of AGC when the desired signal level is low is provided (see Patent Document 1).
図7に記載されている従来のFM受信機について、その動作を説明する。図7に示すように、FM受信機は、アンテナ1、RF回路2、第1混合器3、局部発振器4、IFT5、狭帯域フィルタ6、IF部7、検波回路8、電界強度検出回路9、比較回路10、AGC検出信号の減衰器11、AGC検出信号増幅器12、増幅率制御器13、AGC制御回路14、切替スイッチ15から構成される。
The operation of the conventional FM receiver shown in FIG. 7 will be described. As shown in FIG. 7, the FM receiver includes an
アンテナ1で受信したFM変調信号はRF回路2で利得制御され、第1混合器3で第1中間周波数(IF信号)に変換される。この第1混合器3の出力信号はAGC検出信号とIF処理信号の2系統として入力される。AGC検出信号は、減衰器11に入力される。一方、IF処理信号は、IFT5により第1混合器3の電流出力を電圧変換する。
The FM modulated signal received by the
このIFT5はFM受信局の帯域に比べて十分に広い通過帯域を持ち、出力信号はFM受信局の帯域幅に近い狭帯域フィルタ6を通って、増幅やフィルタリングの信号処理を行うIF部7に入力され、IF部7を経て検波回路8にてFM音声信号に変換される。また狭帯域フィルタ6を通過した信号の電界強度をDC電圧に変換するのが電界強度検出回路9である。
This IFT 5 has a sufficiently wide pass band as compared with the band of the FM receiving station, and the output signal passes through a
電界強度検出回路9の出力がシグナルメーターであり、このシグナルメーターと基準電圧との比較を比較回路10で行って、その大小関係に応じて減衰器11の減衰量を調節する。減衰器11の出力信号はAGC検出信号増幅器12で増幅され、このAGC検出信号増幅器12の出力信号が所定の信号レベルを超えるとRF回路2の利得が小さくなる。このAGC検出信号増幅器12の増幅率を増幅率制御器13を介して切替スイッチ15で切り替えることにより、AGC量を調節し、電波状況に応じた最適なAGC感度に設定される。
The output of the electric field
図8はシグナルメーターに対するAGC感度の変化を示した図である。本発明でのAGC感度の定義は、低いレベルでAGCが動作する場合を“感度が高い”と表現する。減衰器11の動作により、シグナルメーターが小さくなるに連れてAGC感度が低くなる。また、AGC検出信号増幅器12の増幅率の切り替えによってシグナルメーター全域にてAGC感度が変化する。図8に記載のgとhとiのAGC感度特性は増幅率の切り替えによる感度特性の変化である。また図8中のVmaxは回路で扱うことのできるダイナミックレンジを示す。
しかしながら、Vmaxを超えた信号は処理不可能であるので、Vmaxを超えた領域でのAGC感度は存在しない。図8のiの特性にあるように、AGC検出信号増幅器12の増幅率を切り替えて全体的にAGC感度が低い状態に設定した場合にシグナルメーターが小さい領域でAGC不感帯が生じてしまう。この不感帯の領域ではAGCが動作しないため、第1混合器3に入力される妨害波は抑制されることがなく、妨害波の影響で音声劣化を引き起こしてしまうという問題があった。
However, since a signal exceeding Vmax cannot be processed, there is no AGC sensitivity in a region exceeding Vmax. As indicated by i in FIG. 8, when the gain of the AGC
本発明は、前記従来技術の問題を解決することに指向するものであり、FMラジオ受信機におけるAGC機能において、希望信号のアンテナ受信電界強度のシグナルメーターに応じてAGC感度を変えて、シグナルメーターが小さくなってAGC不感帯に入り、妨害信号の影響で音質劣化を起こすことを防ぐFMラジオ受信機を提供することを目的とする。 The present invention is directed to solving the problems of the prior art. In the AGC function in the FM radio receiver, the AGC sensitivity is changed according to the signal meter of the antenna reception electric field strength of the desired signal, and the signal meter It is an object of the present invention to provide an FM radio receiver that prevents the deterioration of the sound quality due to the influence of an interfering signal due to the decrease in the AGC dead zone.
前記の目的を達成するために、本発明に係る請求項1に記載したFMラジオ受信機は、アンテナ入力信号に対するRF利得の制御機能と、アンテナ入力信号に対する第1中間周波信号への変換機能と、第1中間周波信号から音声検波する機能と、アンテナ入力信号の電界強度を示すシグナルメーターを出力する機能と、アンテナ入力信号が所定のAGC検出信号よりも大きいときにRF利得を小さくするAGC機能を有するFMラジオ受信機において、第1中間周波数信号からのAGC検出信号を減衰させる減衰器と、シグナルメーターに対する減衰特性が異なる複数の比較器を持ち、比較器によりシグナルメーターと基準電圧とを比較して減衰器の減衰量を制御する比較回路と、減衰器の出力信号を増幅するAGC検出信号増幅器と、AGC検出信号増幅器の増幅率を切り替える増幅率制御器と、比較回路の複数の比較器と増幅率制御器の増幅率を同時に切り替えるスイッチとを具備し、比較器と増幅率を切り替えてAGC機能を動作させることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an FM radio receiver according to
また、請求項2に記載したFMラジオ受信機は、アンテナ入力信号に対するRF利得の制御機能と、アンテナ入力信号に対する第1中間周波信号への変換機能と、第1中間周波信号から音声検波する機能と、アンテナ入力信号の電界強度を示すシグナルメーターを出力する機能と、アンテナ入力信号が所定のAGC検出信号よりも大きいときにRF利得を小さくするAGC機能を有するFMラジオ受信機において、シグナルメーターが小さくなるとシフト量を大きく、シグナルメーターが大きくなるとシフト量を小さくなるように電圧変換して出力する電圧シフト回路と、第1中間周波数信号からのAGC検出信号を減衰させる減衰器と、電圧シフト回路の出力電圧と基準電圧とを比較して減衰器の減衰量を制御する比較回路と、減衰器の出力信号を増幅するAGC検出信号増幅器と、AGC検出信号増幅器の増幅率を切り替える増幅率制御器と、電圧シフト回路の電圧変換と増幅率制御器の増幅率を同時に切り替えるスイッチとを具備し、シフト量と増幅率を切り替えてAGC機能を動作させることを特徴とする。
The FM radio receiver according to
前記構成によれば、シグナルメーターが零の場合であってもAGC機能が動作できる。 According to the above configuration, the AGC function can be operated even when the signal meter is zero.
本発明によれば、シグナルメーターが零の場合でもAGC機能が動作し、妨害信号による音質劣化を防ぐことができるという効果を奏する。 According to the present invention, even when the signal meter is zero, the AGC function operates, and it is possible to prevent the sound quality from being deteriorated due to the interference signal.
以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施形態1)
図1は本発明の実施形態1におけるFMラジオ受信機の構成を示すブロック図である。ここで、前記従来例を示す図7において説明した構成要件に対応し同等の機能を有するものには同一の符号を付して示し、以下の各図においても同様とする。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an FM radio receiver according to
図1に示すように、FMラジオ受信機は、アンテナ1、RF回路2、第1混合器3、局部発振器4、IFT5、狭帯域フィルタ6、IF部7、検波回路8、電界強度検出回路9、比較回路10、AGC検出信号の減衰器11、AGC検出信号増幅器12、増幅率制御器13、AGC制御回路14、切替スイッチ15で構成される。
As shown in FIG. 1, the FM radio receiver includes an
図1において、アンテナ1で受信したFM変調信号はRF回路2で利得制御され、第1混合器3で第1中間周波数(IF信号)に変換される。第1混合器3の出力信号はAGC検出信号とIF処理信号の2系統として入力される。AGC検出信号は、減衰器11に入力される。一方、IF処理信号は、IFT5により第1混合器3の電流出力を電圧変換する。またIFT5はFM受信局の帯域に比べて十分に広い通過帯域を持ち、その出力信号はFM受信局の帯域幅に近い狭帯域フィルタ6を通って、増幅やフィルタリングの信号処理を行うIF部7を経て検波回路8にてFM音声信号に変換される。
In FIG. 1, the FM modulated signal received by the
狭帯域フィルタ6を通過した信号の電界強度をDC電圧に変換するのが電界強度検出回路9である。電界強度検出回路9の出力がシグナルメーターであり、このシグナルメーターと基準電圧との比較を比較回路10で行って、その大小関係に応じて減衰器11の減衰量を調節し、シグナルメーターが小さい場合は減衰量を大きくし、逆に大きい場合は減衰量を小さくする。
The electric field
減衰器11の出力信号はAGC検出信号増幅器12で増幅され、AGC検出信号増幅器12の出力信号が所定の信号レベルを超えるとRF回路2の利得が小さくなる。また、AGC検出信号増幅器12の増幅率を切替スイッチ15により増幅率制御器13を介して切り替えることによってAGC量を調節し、電波状況に応じた最適なAGC感度に設定される。減衰器11を制御する比較回路10はシグナルメーターに対する減衰量の異なる複数の比較器(第1〜第N比較器)で構成され、切替スイッチ15によって最適な比較回路(比較器)が選択される。
The output signal of the
図2は図1に記載した比較回路(比較器)と減衰器の実施例を示す回路図である。図2に示すように、比較結果出力端子100、スイッチ信号入力端子101、シグナルメーター入力端子102、減衰器11の入力端子104、減衰器11の出力端子105、トランジスタQ1〜QM、抵抗R1〜RN、定電流源I0、ダイオードD1、抵抗RZ1から構成される。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the comparison circuit (comparator) and the attenuator described in FIG. As shown in FIG. 2, the comparison
シグナルメーター入力端子102から入力のシグナルメーターは、まずトランジスタQ2のベースに入力される。基準電圧VrefはトランジスタQ1のベースに入力される。トランジスタQ1,Q2のエミッタ間に抵抗R1が接続される。ここでは、この抵抗をコンパレータ抵抗と呼ぶ。この抵抗R1の両端にはスイッチが設けられ、このスイッチがONした場合にR1の両端とも定電流源I0に接続される。基準電圧Vrefはシグナルメーターの最大値Vmaxの約半分の電圧とする。トランジスタQ2のコレクタは電源VCCに接続され、トランジスタQ1のコレクタが比較回路10の出力端子である。
Signal meter input from signal
この比較回路10の動作は、基準電圧Vrefとシグナルメーターの電位差によって出力の電流が変化する。出力電流Ioutは(数1)
In the operation of the
この比較回路10の中でコンパレータ抵抗のみ変更した複数個の比較器の出力端子が比較回路10の比較結果出力端子100となり、スイッチ信号入力端子101によって選択された比較器のみが動作するように働く。
In this
減衰器11は選択された比較器の出力電流によってダイオードD1を駆動する。ダイオードD1は電流が増加する毎にインピーダンスが低下するため、RZ1とD1のインピーダンスの相対比によって減衰器11の減衰量が決定される。シグナルメーターが十分に小さいときは比較回路10の出力電流が大きいため、ダイオードD1のインピーダンスが下がり、減衰量が大きくなる。逆にシグナルメーターが十分に大きいときは比較回路10の出力電流が小さく、ダイオードD1のインピーダンスが下がらずに減衰量が小さくなる。
図3は図1に示すFMラジオ受信機でシグナルメーターに対するAGC感度をグラフ化したものである。横軸にシグナルメーターを、縦軸にAGC感度をとる。Vmaxは回路のダイナミックレンジである。図3に示すように最大感度をg,h,iと切り替えた際に、比較器も同時に切り替わり、それぞれの最小感度がVmaxを超えない特性を示す。 FIG. 3 is a graph showing the AGC sensitivity with respect to the signal meter in the FM radio receiver shown in FIG. The horizontal axis represents the signal meter, and the vertical axis represents the AGC sensitivity. Vmax is the dynamic range of the circuit. As shown in FIG. 3, when the maximum sensitivity is switched between g, h, and i, the comparators are also switched at the same time, and each minimum sensitivity does not exceed Vmax.
(実施形態2)
図4は本発明の実施形態2におけるFMラジオ受信機の構成を示すブロック図である。本実施形態2はシグナルメーターを電圧シフト回路16で変化させ、減衰器11の制御を単一の比較回路10で実現した実施例である。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an FM radio receiver according to
図4に示すように、FMラジオ受信機は、アンテナ1、RF回路2、第1混合器3、局部発振器4、IFT5、狭帯域フィルタ6、IF部7、検波回路8、電界強度検出回路9、比較回路10、AGC検出信号の減衰器11、AGC検出信号増幅器12、増幅率制御器13、AGC制御回路14、切替スイッチ15、電圧シフト回路16で構成される。
As shown in FIG. 4, the FM radio receiver includes an
図4において、アンテナ1で受信したFM変調信号はRF回路2で利得制御され、第1混合器3で第1中間周波数(IF信号)に変換される。第1混合器3の出力信号はAGC検出信号とIF処理信号の2系統として入力される。AGC検出信号は、減衰器11に入力される。一方、IF処理信号は、IFT5により第1混合器3の電流出力を電圧変換する。またIFT5はFM受信局の帯域に比べて十分に広い通過帯域を持ち、その出力信号はFM受信局の帯域幅に近い狭帯域フィルタ6を通って、増幅やフィルタリングの信号処理を行うIF部7を経て検波回路8にてFM音声信号に変換される。
In FIG. 4, the FM modulated signal received by the
狭帯域フィルタ6を通過した信号の電界強度をDC電圧に変換するのが電界強度検出回路9である。電界強度検出回路9の出力がシグナルメーターであり、電圧シフト回路16に入力される。電圧シフト回路16では、シグナルメーターの最大値ではシフト量は零で出力電圧は変化しないが、シグナルメーターが小さくなるに連れてシフト量を大きくし、電圧をシフトした出力をする。このシフト量は切替スイッチ15にて切り替える。
The electric field
電圧シフト回路16の出力電圧と基準電圧との比較を比較回路10で行い、その大小関係に応じて減衰器11の減衰量を調節する。シグナルメーターが小さい場合は減衰量を大きくし、逆に大きい場合は減衰量を小さくする。減衰器11の出力信号はAGC検出信号増幅器12で増幅され、AGC検出信号増幅器12の出力信号が所定の信号レベルを超えるとRF回路2の利得が小さくなる。
The comparison between the output voltage of the
図5は図4に記載した電圧シフト回路の実施例を示す回路図である。図5に示すように、スイッチ信号入力端子101、シグナルメーター入力端子102、シグナルメーターのシフト電圧出力端子103、トランジスタQ7〜QM、抵抗R10〜RM、抵抗RZ2とから構成される。
FIG. 5 is a circuit diagram showing an embodiment of the voltage shift circuit shown in FIG. As shown in FIG. 5, the switch
シグナルメーター入力端子102から入力のシグナルメーターは、トランジスタQ7とトランジスタQ8のベースに入力される。トランジスタQ7のエミッタはGND間と抵抗R10を介して接続される。シグナルメーターと抵抗R10によって決まるトランジスタQ7のコレクタ電流を1次電流源としてトランジスタQ9,Q10、抵抗R11で構成されるミラー回路によって、1次電流源と極性の異なる2次電流源I10を生成する。
A signal meter input from the signal
また、シグナルメーターはトランジスタQ12〜QMのベースに接続される。トランジスタQ12〜QMのエミッタ−電源間には、それぞれ値の異なる抵抗R12〜RMを接続し、シグナルメーターに対して電流値の異なる電流源I12〜IMを生成する。電流源I10,I12〜IMはそれぞれスイッチによって切り替えられ、1次電流源との差分が抵抗RZ2に流れるように抵抗RZ2を接続し、抵抗RZ2の一端はシグナルメーターに接続される。
Also, signal meter is connected to the base of the
シグナルメーター対して1次電流源と同様の電流特性を示す電流源I10が選択された場合は抵抗RZ2に流れる電流が零となり、出力電圧はシグナルメーターと同様になる。逆にシグナルメーターが小さくなって、電流の大きくなる電流源I12〜IMが選択されると抵抗RZ2に流れる電流が大きくなり、シグナルメーターが小さくなるほど出力電圧がシグナルメーターに対して上昇する。なお、この出力電圧は、前述の電流源I10,I12〜IMを切り替えるスイッチの組み合わせによって、個々のシグナルメーターに応じて変更可能である。 Signal meter against by the primary current source and a similar current becomes zero flowing through the resistor R Z2 If current source I 10 showing the current characteristics is selected, the output voltage becomes similar to the signal meter. Conversely, when the signal meter is reduced and the current sources I 12 to I M that increase the current are selected, the current flowing through the resistor R Z2 increases, and the output voltage increases with respect to the signal meter as the signal meter decreases. . This output voltage can be changed according to each signal meter by a combination of switches for switching the current sources I 10 and I 12 to I M described above.
また、図6(a)は電圧シフト回路の特性図である。図6(a)において、g’はシグナルメーターを比較電圧としてそのまま使用する場合の特性である。AGC検出信号増幅器12の増幅率制御器13を切替スイッチ15によって、最大感度が高くなった場合にh’やi’のようにシグナルメーターが零の場合であっても電圧シフト回路16により電圧を上げることによって減衰器11の減衰量を小さくし、シグナルメーターに対するAGC感度の傾きを緩やかにする。また、図6(b)はシグナルメーターに対するAGC感度の特性図であり、実施形態1で記載した図3の特性と同様の感度特性を示している。
FIG. 6A is a characteristic diagram of the voltage shift circuit. In FIG. 6A, g ′ is a characteristic when the signal meter is used as it is as a comparison voltage. When the maximum sensitivity of the
本発明に係るFMラジオ受信機は、シグナルメーターが零の場合でもAGCが動作し、妨害信号による音質劣化を防ぐことができ、AGC機能を有するFM受信機として有用である。 The FM radio receiver according to the present invention is useful as an FM receiver having an AGC function because the AGC operates even when the signal meter is zero, can prevent deterioration in sound quality due to an interference signal.
1 アンテナ
2 RF回路
3 第1混合器
4 局部発振器
5 IFT
6 狭帯域フィルタ
7 IF部
8 検波回路
9 電界強度検出回路
10 比較回路
11 減衰器
12 AGC検出信号増幅器
13 増幅率制御器
14 AGC制御回路
15 切替スイッチ
16 電圧シフト回路
100 比較結果出力端子
101 スイッチ信号入力端子
102 シグナルメーター入力端子
103 シフト電圧出力端子
104 入力端子
105 出力端子
1
6
Claims (2)
前記第1中間周波数信号からのAGC検出信号を減衰させる減衰器と、前記シグナルメーターに対する減衰特性が異なる複数の比較器を持ち、前記比較器により前記シグナルメーターと基準電圧とを比較して前記減衰器の減衰量を制御する比較回路と、前記減衰器の出力信号を増幅するAGC検出信号増幅器と、前記AGC検出信号増幅器の増幅率を切り替える増幅率制御器と、前記比較回路の複数の比較器と前記増幅率制御器の増幅率を同時に切り替えるスイッチとを具備し、前記比較器と前記増幅率を切り替えて前記AGC機能を動作させることを特徴とするFMラジオ受信機。 An RF gain control function for an antenna input signal, a function for converting the antenna input signal to a first intermediate frequency signal, a function for voice detection from the first intermediate frequency signal, and a signal indicating the electric field strength of the antenna input signal In an FM radio receiver having a function of outputting a meter and an AGC function for reducing the RF gain when the antenna input signal is larger than a predetermined AGC detection signal,
An attenuator for attenuating the AGC detection signal from the first intermediate frequency signal and a plurality of comparators having different attenuation characteristics with respect to the signal meter, and comparing the signal meter with a reference voltage by the comparator A comparison circuit for controlling the attenuation amount of the attenuator, an AGC detection signal amplifier for amplifying the output signal of the attenuator, an amplification factor controller for switching the amplification factor of the AGC detection signal amplifier, and a plurality of comparators of the comparison circuit And a switch for simultaneously switching the amplification factor of the amplification factor controller, and the AGC function is operated by switching the comparator and the amplification factor.
前記シグナルメーターが小さくなるとシフト量を大きく、前記シグナルメーターが大きくなるとシフト量を小さくなるように電圧変換して出力する電圧シフト回路と、前記第1中間周波数信号からのAGC検出信号を減衰させる減衰器と、前記電圧シフト回路の出力電圧と基準電圧とを比較して前記減衰器の減衰量を制御する比較回路と、前記減衰器の出力信号を増幅するAGC検出信号増幅器と、前記AGC検出信号増幅器の増幅率を切り替える増幅率制御器と、前記電圧シフト回路のシフト量と増幅率制御器の増幅率を同時に切り替えるスイッチとを具備し、前記シフト量と前記増幅率を切り替えて前記AGC機能を動作させることを特徴とするFMラジオ受信機。 An RF gain control function for an antenna input signal, a function for converting the antenna input signal to a first intermediate frequency signal, a function for voice detection from the first intermediate frequency signal, and a signal indicating the electric field strength of the antenna input signal In an FM radio receiver having a function of outputting a meter and an AGC function for reducing the RF gain when the antenna input signal is larger than a predetermined AGC detection signal,
When the signal meter is small, the shift amount is increased, and when the signal meter is large, the voltage shift circuit that converts the voltage so that the shift amount is small and outputs, and the attenuation that attenuates the AGC detection signal from the first intermediate frequency signal A comparison circuit that controls an attenuation amount of the attenuator by comparing an output voltage of the voltage shift circuit with a reference voltage, an AGC detection signal amplifier that amplifies the output signal of the attenuator, and the AGC detection signal An amplification factor controller that switches the amplification factor of the amplifier; and a switch that simultaneously switches the shift amount of the voltage shift circuit and the amplification factor of the amplification factor controller, and the AGC function is switched by switching the shift amount and the amplification factor. FM radio receiver characterized by operating.
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