JP2008219790A - 受信回路 - Google Patents

Abstract

【課題】ラジオ受信機において、目的受信局の周波数が、水晶発振回路の出力発振信号Ｓ_０の発振周波数の倍数のとき、Ｓ_０に含まれる高調波成分が混合回路に回り込み、目的受信信号と混合されビートを生じる。
【解決手段】水晶発振回路７８の出力レベルを制御可能に構成する。制御部８２は、目的受信周波数が水晶発振回路７８の原発振周波数ｆ_０の倍数である場合に、発振レベル調整回路８０を介して、水晶発振回路７８の出力レベルを通常時よりも引き下げる。これにより、高調波成分が第１混合回路６０に回り込むことが抑制され、ビートの発生を防止できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線伝送信号を受信する受信回路に関し、特に、ビート妨害の抑制に関する。

図２は従来のＦＭラジオ受信機の回路構成を示すブロック図である。受信回路の主要部は集積回路（ＩＣ）２内に構成される。第１混合回路４は、第１局部発振部６から出力される第１局部発振信号Ｓ_ＬＯ１と、アンテナ８から得られるＲＦ（Radio Frequency）信号Ｓ_ＲＦとを混合し、目的受信信号を所定の中間周波数ｆ_ＩＦ１の第１中間周波信号Ｓ_ＩＦ１へ周波数変換する。第２混合回路１０は、第２局部発振部１２から出力される第２局部発振信号Ｓ_ＬＯ２と、Ｓ_ＩＦ１とを混合し、Ｓ_ＩＦ１を所定の中間周波数ｆ_ＩＦ２を有する第２中間周波信号Ｓ_ＩＦ２へ周波数変換する。Ｓ_ＩＦ２はｆ_ＩＦ２を中心周波数とするバンドパスフィルタ（Band Pass Filter：ＢＰＦ）であるＩＦＢＰＦ１４を通過後、ＦＭ検波回路１６にてＦＭ検波され、抽出された検波出力信号Ｓ_ＯＵＴがスピーカ等からなる出力回路へ出力される。

第１局部発振部６は、ＰＬＬ（Phase Lock Loop）を用いて構成された第１発振回路２０と、分周回路２２とを含んで構成される。ＩＣ２には、ＩＣ２に外付けされる水晶発振子２４を用いた水晶発振回路２６が設けられる。第１発振回路２０は、この水晶発振回路２６から周波数ｆ_０の原発振信号Ｓ_０を入力される。第１発振回路２０において、Ｓ_０はＰＬＬの基準発振信号として用いられる。第１発振回路２０は、出力する発振信号Ｓ_ＯＳＣ１の周波数ｆ_ＯＳＣ１を、目的とする受信周波数ｆ_Ｐに応じて変化させ、分周回路２２はＳ_ＯＳＣ１を分周して、周波数（ｆ_Ｐ＋ｆ_ＩＦ１）のＳ_ＬＯ１を生成する。そして、第１混合回路４は、上述のようにＳ_ＬＯ１とＳ_ＲＦとを混合し、周波数ｆ_Ｐの受信信号をＳ_ＩＦ１へ変換する。

例えば、ｆ_ＩＦ１を１０．７ＭＨｚとする場合に、ｆ_０を２０．５ＭＨｚとすることができる。また、この場合に、ｆ_０を２分周して得られる周波数１０．２５ＭＨｚの信号を第２局部発振信号Ｓ_ＬＯ２として用い、ｆ_ＩＦ２を４５０ｋＨｚに設定することができる。
特開２００２−１５８５９５号公報

水晶発振回路器２６が生成する発振信号Ｓ_０を大きな振幅として出力レベルを上げることにより、キャリアノイズ比（ＣＮ比）が確保され、検波における安定性が増し、感度が向上する。また、受信回路の制御を行うロジック回路等の基準クロックの生成にＳ_０を用いる場合には、Ｓ_０のレベルを上げることで、クロックの安定性の向上が図れる。

しかし、Ｓ_０の出力レベルを上げると、それに含まれるｆ_０のｍ倍（ｍは２以上の整数）の周波数を有する高調波も増加する。水晶発振回路２６で生じる高調波成分は、受信回路が形成された基板内の電位変動等を生じ、このような電位変動等を介して第１混合回路４に当該高調波成分が伝達され得る。その結果、アンテナ８からのＳ_ＲＦに当該高調波成分と同じ周波数、又はそれに近い周波数の信号が存在すると、当該信号が第１混合回路４にて高調波成分と混合されてビートを生じる。このビートは、後段回路を通過してＳ_ＯＵＴとして出力され、再生音声にてビート妨害を生じ受信感度の低下をもたらすという問題があった。

例えば、日本のＦＭラジオ放送（周波数帯域７６〜９０ＭＨｚ）に関しては、ｆ_０＝２０．５ＭＨｚの場合のｎ＝４の高調波成分（周波数８２．０ＭＨｚ）が特に問題となる。また、米国等のＦＭラジオ放送（周波数帯域８７．５〜１０８ＭＨｚ）に関しては、ｎ＝５の高調波成分（周波数１０２．５ＭＨｚ）が特に問題となる。

この問題に対し、上記特許文献１は、ビートが発生する場合には、原発振信号Ｓ_０の周波数ｆ_０をずらすことにより、ビートを抑制する技術を示している。この構成では、ｆ_０のシフトに連動して中間周波数もシフトする。例えば、通常、１０．７ＭＨｚに設定されるｆ_ＩＦ１がｆ_０のシフトに応じて２０ｋＨｚシフトし、１０．７２ＭＨｚとなると、通常、４５０ｋＨｚに設定されるｆ_ＩＦ２も２０ｋＨｚシフトし、４７０ｋＨｚとなる。一方、ＩＦＢＰＦ１４の通過帯域は、通常のｆ_ＩＦ２を中心周波数として所定幅に設定される。そのため、ｆ_ＩＦ２がシフトした場合に、受信目的とするＦＭ信号の帯域がＩＦＢＰＦ１４で制限され、検波出力の音声信号の歪みを生じるおそれがあるという問題があった。特に、受信目的局に近い周波数の他の信号に起因する隣接妨害を受ける場合には、ＩＦＢＰＦ１４の通過帯域を狭めて、隣接妨害の影響を軽減することが行われる。このようにＩＦＢＰＦ１４の通過帯域が狭められた状態では、ｆ_ＩＦ２のシフトによって音声歪みが一層発生し易い。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、ビート妨害が抑制された好適な音声信号の再生が可能な受信回路を提供することを目的とする。

本発明に係る受信回路は、所定の基準周波数の基準発振信号を生成する基準発振器と、前記基準発振信号に基づいて、目的受信周波数に応じた周波数の局部発振信号を生成する局部発振部と、無線周波数の入力受信信号と前記局部発振信号とを混合し中間周波信号を生成する混合回路と、前記基準発振器が生成する前記基準発振信号の強度を制御する制御部と、を有し、前記制御部が、通常は、前記基準発振信号の強度を通常時レベルに設定する一方、前記目的受信周波数が前記基準周波数のｍ倍（ｍは２以上の整数である）に相当する値に設定される場合には、当該強度を前記通常時レベルより低い抑圧レベルに設定するものである。前記基準発振器は、水晶発振子を用いた水晶発振回路とすることができる。

本発明によれば、目的受信周波数と基準発振器の発振周波数とがビートを起こし得る関係にある場合に、基準発振信号の強度を下げる。これにより、混合回路に伝達される基準発振信号の高調波成分が低減され、ビートが発生しにくくなる。

以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）について、図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態であるＦＭラジオ受信機の概略の構成を示すブロック図である。本ＦＭラジオ受信機５０は、その主要部を集積回路（ＩＣ）ＩＣ５２として構成され、例えば、自動車の車載オーディオ機器に用いられる。ＦＭラジオ受信機５０は、アンテナ５４、ＲＦアンプ５６、第１局部発振部５８、第１混合回路６０、ＢＰＦ６２，６６、アンプ６４，７４、第２局部発振部６８、第２混合回路７０、ＩＦＢＰＦ７２、ＦＭ検波回路７６、水晶発振回路７８、発振レベル調整回路８０、制御部８２を含んで構成される。

アンテナ５４で受信されたＲＦ信号Ｓ_ＲＦはＲＦアンプ５６で増幅された後、第１混合回路６０に入力される。第１混合回路６０は、入力されたＲＦ信号Ｓ_ＲＦを、第１局部発振部５８から入力される第１局部発振信号Ｓ_ＬＯ１と混合して、第１中間信号Ｓ_ＩＦ１を生成する。Ｓ_ＬＯ１の周波数ｆ_ＬＯ１は、Ｓ_ＲＦに含まれる周波数ｆ_Ｐの目的受信局の信号が第１混合回路６０によるＳ_ＩＦ１への周波数変換にて所定の第１中間周波数ｆ_ＩＦ１に変換されるように調整される。第１中間周波数ｆ_ＩＦ１は、例えば、１０．７ＭＨｚに設定される。

Ｓ_ＩＦ１は、ＢＰＦ６２、アンプ６４及びＢＰＦ６６を経て、第２混合回路７０に入力される。第２混合回路７０は、入力された第１中間信号Ｓ_ＩＦ１を、第２局部発振部６８から入力される第２局部発振信号Ｓ_ＬＯ２と混合して、第２中間周波数ｆ_ＩＦ２の第２中間信号Ｓ_ＩＦ２を生成する。Ｓ_ＬＯ２の周波数ｆ_ＬＯ２は、（ｆ_ＩＦ１−ｆ_ＩＦ２）に設定され、Ｓ_ＩＦ１に含まれる周波数ｆ_ＩＦ１の目的受信信号は第２混合回路７０において周波数ｆ_ＩＦ２に変換される。第２中間周波数ｆ_ＩＦ２は、例えば、４５０ｋＨｚに設定される。

Ｓ_ＩＦ２は、ＩＦＢＰＦ７２及びアンプ７４を経て、ＦＭ検波回路７６に入力される。ＦＭ検波回路７６は例えば、クオドラチュア検波回路で構成される。ＦＭ検波回路７６は、アンプ７４から入力されたＳ_ＩＦ２をＦＭ検波して、音声帯域の検波出力信号Ｓ_ＯＵＴを抽出し、スピーカ等からなる出力回路へ出力する。

第１局部発振部５８は第１発振回路９０及び分周回路９２を含んで構成される。

第１発振回路９０は、周波数ｆ_ＯＳＣ１の発振信号Ｓ_ＯＳＣ１を出力する。第１発振回路７０は、水晶発振回路７８が出力する原発振信号Ｓ_０を基準発振信号として利用するＰＬＬ回路で構成される。具体的には、第１発振回路９０は、位相比較部１００、ループフィルタ１０２、電圧制御発振器（ＶＣＯ）１０４、分周回路１０６，１０８を含んで構成される。

分周回路１０６は、水晶発振回路７８からのＳ_０をｒ分周して、位相比較部１００の基準発振信号Ｓ_Ｒを生成する。分周比ｒは、例えば、Ｓ_Ｒの周波数ｆ_Ｒが、ラジオ放送局に割り当てられる搬送波周波数の間隔に応じた値となるように設定することができる。

一方、分周回路１０８は、ＶＣＯ１０４が生成するＳ_ＯＳＣ１をｎ分周して、位相比較部１００へフィードバックされる発振信号Ｓ_Ｎを生成する。分周比ｎは、目的受信局の周波数ｆ_Ｐに応じて、制御部８２により設定される。

位相比較部１００は、分周回路１０８から入力されるＳ_Ｎと分周回路１０６から入力されるＳ_Ｒとの位相差に応じた時間幅のパルスを生成する。

ループフィルタ１０２は、位相比較部１００の出力を平滑化し、制御電圧Ｖ_Ｔを生成する。ＶＣＯ１０４は、Ｖ_Ｔに応じて発振周波数を変化させ、その結果、生成されるＳ_ＯＳＣ１が上述のように分周回路１０８を介して位相比較部１００に入力される。

このＰＬＬ回路は、Ｓ_Ｎの周波数ｆ_ＮがＳ_Ｒの周波数ｆ_Ｒに一致するようにフィードバック制御し、目的受信局に対応した周波数ｆ_ＯＳＣ１を有するＳ_ＯＳＣ１を生成し、分周回路９２へ出力する。ｆ_ＯＳＣ１は、α・（ｆ_Ｐ＋ｆ_ＩＦ１）に設定される。ここで、αは分周回路９２の分周比である。

分周回路９２は、既に述べたように第１発振回路９０からのＳ_ＯＳＣ１をα分周してＳ_ＬＯ１を生成し、第１混合回路６０へ出力する。ちなみに、この分周回路９２の分周比αを変えることで、ラジオ受信機は、複数の放送帯域に柔軟に対応することが可能である。例えば、当該ラジオ受信機が使用される国に応じて分周比αを設定することで、国によって異なる帯域の放送を受信することができる。例えば、分周回路９２において、αは１，２，３のいずれかに設定可能に構成することができる。

水晶発振回路７８は、ＩＣ５２に外付けされる水晶発振子８４を用いて構成され、周波数ｆ_０の原発振信号Ｓ_０を出力する。水晶発振回路７８は、発振レベル調整回路８０により発振出力のレベルを調整可能に構成される。なお、本実施形態では、ｆ_０は２０．５ＭＨｚに設定される。

発振レベル調整回路８０は、制御部８２からの制御信号に応じて水晶発振回路７８の出力レベルを制御する。この制御は、例えば、水晶発振回路７８を構成するアンプのゲインを調整することにより行うことができる。

第２局部発振部６８は、ｆ_ＩＦ１＝１０．７ＭＨｚ、ｆ_ＩＦ２＝４５０ｋＨｚに設定する場合に対応して、周波数ｆ_ＬＯ２が１０．２５ＭＨｚであるＳ_ＬＯ２を生成する。このＳ_ＬＯ２を生成するために、本実施形態の第２局部発振部６８は、分周回路９４を有している。分周回路９４は、水晶発振回路７８からの２０．５ＭＨｚの発振信号Ｓ_０を２分周して、上記Ｓ_ＬＯ２を生成し、第２混合回路７０へ供給する。

ＩＦＢＰＦ７２は、ｆ_ＩＦ２を中心周波数とし、かつ通過帯域幅Ｗ_Ｆを可変設定できるバンドパスフィルタである。ＩＦＢＰＦ７２の通過帯域幅Ｗ_Ｆは、隣接妨害の有無に応じて広狭が切り換えられる。具体的には、隣接妨害波が存在しない場合は、Ｗ_Ｆを音声歪みが生じないように広めの基準帯域幅に設定する一方、隣接妨害波が存在する場合には、Ｗ_Ｆを基準帯域幅より狭めることにより、隣接妨害除去を図ることができる。

制御部８２は、例えば、第１発振回路９０の分周回路１０８の分周比ｎの設定や、分周回路９２の分周比αの切り換えを行う。例えば、制御部８２はマイクロコンピュータを含んで構成することができ、その記憶部に受信局の周波数ｆ_Ｐに対応したｎを予め格納しておき、ユーザからの目的受信局の設定に応じて、対応するｎを当該記憶部から読み出し、分周回路１０８にセットする構成とすることができる。また、制御部８２は、発振レベル調整回路８０を介して水晶発振回路７８の出力レベルの制御を行う。このレベル制御を以下に説明する。

制御部８２は、ユーザによるチューニング操作に対し、通常は、分周回路１０８の分周比ｎを、選択された目的受信局に対応する値に設定する処理を行う一方、水晶発振回路７８の出力レベルは比較的高レベルである通常時レベルに維持する。これに対し、選択された目的受信局の周波数ｆ_Ｐが水晶発振回路７８の発振周波数ｆ_０のｍ倍（ｍは２以上の整数である）に一致する場合、またはそれに近い値である場合には、分周回路１０８の分周比ｎの設定を行うと共に、水晶発振回路７８の出力レベルを通常時レベルより低いレベル（抑圧レベル）に設定する。例えば、ｆ_０＝２０．５ＭＨｚの場合に、日本においてはｆ_０の４倍周波数である８２．０ＭＨｚがＦＭ放送帯に属し、米国等においてはｆ_０の５倍周波数である１０２．５ＭＨｚがＦＭ放送帯に属する。よって、日本で使用されるＦＭラジオ受信機５０の制御部８２は、ｆ_Ｐが８２．０ＭＨｚの場合に、Ｓ_０を抑圧レベルに設定するように構成することができる。また、米国等で使用されるＦＭラジオ受信機５０の制御部８２は、ｆ_Ｐが１０２．５ＭＨｚの場合に、Ｓ_０を抑圧レベルに設定するように構成することができる。

例えば、水晶発振回路７８の出力強度の設定レベルは、受信局の周波数ｆ_Ｐに対応させて分周回路１０８の分周比ｎと共に、制御部８２を構成するマイクロコンピュータの記憶部に予め格納しておくことができる。そして、制御部８２は、ユーザによる受信局の選択に応じて、対応する設定レベル及び分周比ｎを記憶部から読み出し、上記分周回路１０８への分周比ｎの設定動作に連動して、水晶発振回路７８の強度を当該設定レベルに制御する。

抑圧レベルは、Ｓ_０に含まれる高調波成分が第１混合回路６０に回り込むことが好適に防止されるように定められる。これにより、ビート妨害が抑制される。その際、ＣＮ比が低下し、受信機の動作の安定性に影響が及ぶことが考えられる。よって、抑圧レベルは、ビートが好適に抑制されると共に、安定性が過度に損なわれないように、両者のバランスを考慮して定められる。

ちなみに、水晶発振回路７８の出力レベルの調整において、周波数ｆ_０は一定に保たれ、ｆ_ＩＦ１，ｆ_ＩＦ２等はレベル切り換えによって変わらない。よって、Ｓ_ＩＦ２の帯域は、抑圧レベルとした場合と通常時とで変わりはなく、抑圧レベルに設定状態でのＳ_ＩＦ２が、通常時のＳ_ＩＦ２よりもＩＦＢＰＦ７２にて帯域制限を受け易くなるということはなく、音声歪みが特段増加することはない。すなわち、本発明によれば、ビート妨害が好適に抑制できる。また、隣接妨害が起こり得る場合には、当該隣接妨害及び音声歪みの回避を図りつつ、ビート妨害が抑制される。

なお、上述の実施形態では、水晶発振回路７８により基準発振信号を生成しているが、他の種類の発振回路により基準発振信号を生成する構成とすることもできる。また、本発明はＡＭラジオ受信機や、その他の無線受信装置にも適用することができる。

本発明の実施形態であるＦＭラジオ受信機の概略の構成を示すブロック図である。 従来のＦＭラジオ受信機の回路構成を示すブロック図である。

符号の説明

５０ ＦＭラジオ受信機、５２ ＩＣ、５４ アンテナ、５６ ＲＦアンプ、５８ 第１局部発振部、６０ 第１混合回路、６２，６６ ＢＰＦ、６４，７４ アンプ、６８ 第２局部発振部、７０ 第２混合回路、７２ ＩＦＢＰＦ、７６ ＦＭ検波回路、７８ 水晶発振回路、８０ 発振レベル調整回路、８２ 制御部、８４ 水晶発振子、９０ 第１発振回路、９２，９４，１０６，１０８ 分周回路、１００ 位相比較部、１０２ ループフィルタ、１０４ ＶＣＯ。

Claims (3)

1. 所定の基準周波数の基準発振信号を生成する基準発振器と、
   前記基準発振信号に基づいて、目的受信周波数に応じた周波数の局部発振信号を生成する局部発振部と、
   無線周波数の入力受信信号と前記局部発振信号とを混合し中間周波信号を生成する混合回路と、
   前記基準発振器が生成する前記基準発振信号の強度を制御する制御部と、
   を有し、
   前記制御部は、
   通常は、前記基準発振信号の強度を通常時レベルに設定する一方、前記目的受信周波数が前記基準周波数のｍ倍（ｍは２以上の整数である）に相当する値に設定される場合には、当該強度を前記通常時レベルより低い抑圧レベルに設定すること、
   を特徴とする受信回路。
2. 請求項１に記載の受信回路において、
   前記基準発振器は、水晶発振子を用いた水晶発振回路であること、
   を特徴とする受信回路。
3. 請求項１又は請求項２に記載の受信回路において、
   前記局部発振部は、前記基準発振信号及び前記局部発振信号それぞれに基づく２つの入力発振信号の位相差に基づいて動作するＰＬＬ回路であって、前記局部発振信号を可変な分周比ｎで分周して前記入力発振信号の一方を生成する分周回路を有し、
   前記制御部は、
   前記基準発振信号の前記分周回路の前記分周比ｎ及び前記強度の設定レベルを、前記目的受信周波数に対応させて予め記憶した記憶部を有し、
   設定された前記目的受信周波数に対応する前記分周比ｎ及び前記設定レベルを前記記憶部から読み出し、前記分周比ｎを前記分周回路に設定する動作と当該設定レベルに基づく前記基準発振信号の強度制御動作とを連動させて行うこと、
   を特徴とする受信回路。

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