JP2009005028A - Noise eliminating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ノイズ除去装置に係り、特に、受信信号に重畳する様々なパルス性のノイズを除去するうえで好適なノイズ除去装置に関する。 The present invention relates to a noise removing apparatus, and more particularly to a noise removing apparatus suitable for removing various pulse noises superimposed on a received signal.
従来、車両に搭載されるラジオ受信機に受信される受信信号にエンジン点火などに起因したパルス性のノイズが重畳した場合に、そのノイズを受信信号から除去するノイズ除去装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。このノイズ除去装置を有する受信装置は、複数の周波数帯(AM帯及びFM帯)を受信する複数の受信部を有している。ノイズ除去装置においては、一方の周波数帯(AM帯)の信号が受信されている際に、その周波数帯とは異なった他の周波数帯(FM帯)の受信部を用いてノイズが検出される。そして、ノイズが検出されると、そのノイズパルスを含んだ信号経路が遮断される。
しかしながら、上記した特許文献1の装置の如くノイズが検出された際に信号経路が遮断されると、ノイズを含んだ音声が出力されることは無くなる一方で、信号経路の遮断が生ずるため、例えその遮断時間が短時間であっても、受信した音声が全く出力されない時間が生まれてしまう。 However, if the signal path is interrupted when noise is detected as in the device of the above-mentioned Patent Document 1, sound containing noise is not output, but the signal path is interrupted. Even if the interruption time is short, there is a time when the received voice is not output at all.
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、受信信号に重畳するパルス性のノイズを除去することで希望周波数帯域内の希望波を精度よく生成させることが可能なノイズ除去装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described points, and provides a noise removing device capable of accurately generating a desired wave in a desired frequency band by removing pulse noise superimposed on a received signal. The purpose is to provide.
上記の目的は、受信信号からノイズを除去するノイズ除去装置であって、受信信号のうち希望周波数帯域内の信号を受信するメイン受信手段とは別に設けられ、受信信号のうち希望周波数帯域外の信号を受信するサブ受信手段と、前記サブ受信手段に受信される希望周波数帯域外の信号に基づいてノイズを検出するノイズ検出手段と、前記ノイズ検出手段により検出されるノイズに基づいて、前記メイン受信手段に受信された希望周波数帯域内の信号に重畳するノイズを除去するノイズ除去手段と、を備えるノイズ除去装置により達成される。 The above-described object is a noise removing device that removes noise from a received signal, and is provided separately from a main receiving unit that receives a signal within a desired frequency band of the received signal, and is outside the desired frequency band of the received signal. Sub-reception means for receiving a signal; noise detection means for detecting noise based on a signal outside a desired frequency band received by the sub-reception means; and the main signal based on noise detected by the noise detection means. This is achieved by a noise removing device comprising noise removing means for removing noise superimposed on a signal within a desired frequency band received by the receiving means.
この態様の発明において、受信信号のうち希望周波数帯域内の信号を受信するメイン受信手段とは別に、希望周波数帯域外の信号を受信するサブ受信手段が設けられている。パルス性のノイズは、希望周波数帯域内の信号と異なり、広帯域に亘って存在するので、そのノイズ成分が希望周波数帯域内では顕在化し難い一方で、希望周波数帯域外では顕在化し易くなる。従って、サブ受信手段に受信される希望周波数帯域外の信号に基づいてパルス性のノイズを検出することが可能である。そして、その検出したノイズに基づいて、メイン受信手段に受信された希望周波数帯域内の信号に重畳するノイズを除去することとすれば、ノイズの重畳しない希望周波数帯域内の希望波を生成させることが可能となる。 In the invention of this aspect, sub-reception means for receiving signals outside the desired frequency band is provided separately from the main reception means for receiving signals within the desired frequency band of the received signals. Unlike the signal in the desired frequency band, the pulse noise is present over a wide band. Therefore, the noise component is difficult to be manifested in the desired frequency band, but is easily manifested outside the desired frequency band. Accordingly, it is possible to detect pulsating noise based on a signal outside the desired frequency band received by the sub-receiving means. Then, based on the detected noise, if the noise superimposed on the signal in the desired frequency band received by the main receiving means is removed, the desired wave in the desired frequency band where no noise is superimposed is generated. Is possible.
また、上記の目的は、受信信号からノイズを除去するノイズ除去装置であって、受信手段に受信される受信信号から希望周波数帯域内の信号を抽出するメインフィルタとは別に設けられ、受信手段に受信される受信信号から希望周波数帯域外の信号を抽出するサブフィルタと、前記サブフィルタにより抽出される希望周波数帯域外の信号に基づいてノイズを検出するノイズ検出手段と、前記ノイズ検出手段により検出されるノイズに基づいて、前記メイン受信手段に受信された希望周波数帯域内の信号に重畳するノイズを除去するノイズ除去手段と、を備えるノイズ除去装置により達成される。 Further, the above object is a noise removing device that removes noise from a received signal, and is provided separately from a main filter that extracts a signal in a desired frequency band from a received signal received by the receiving means. A sub-filter for extracting a signal outside the desired frequency band from the received signal received, a noise detection unit for detecting noise based on a signal outside the desired frequency band extracted by the sub-filter, and detection by the noise detection unit This is achieved by a noise removal device comprising noise removal means for removing noise superimposed on a signal within a desired frequency band received by the main reception means on the basis of the generated noise.
この態様の発明において、受信手段に受信される受信信号から希望周波数帯域内の信号を抽出するメインフィルタとは別に、希望周波数帯域外の信号を抽出するサブフィルタが設けられている。パルス性のノイズは、希望周波数帯域内の信号と異なり、広帯域に亘って存在するので、そのノイズ成分が希望周波数帯域内の信号では顕在化し難い一方で、希望周波数帯域外の信号では顕在化し易くなる。従って、サブフィルタにより抽出される希望周波数帯域外の信号に基づいてパルス性のノイズを検出することが可能である。そして、その検出したノイズに基づいて、メイン受信手段に受信された希望周波数帯域内の信号に重畳するノイズを除去することとすれば、ノイズの重畳しない希望周波数帯域内の希望波を生成させることが可能となる。 In the invention of this aspect, a sub filter for extracting a signal outside the desired frequency band is provided separately from the main filter for extracting the signal within the desired frequency band from the received signal received by the receiving means. Unlike the signal in the desired frequency band, the pulse noise exists over a wide band, so that the noise component is difficult to manifest in the signal in the desired frequency band, but is easily manifested in the signal outside the desired frequency band. Become. Therefore, it is possible to detect pulse noise based on a signal outside the desired frequency band extracted by the sub-filter. Then, based on the detected noise, if the noise superimposed on the signal in the desired frequency band received by the main receiving means is removed, the desired wave in the desired frequency band where no noise is superimposed is generated. Is possible.
尚、上記したノイズ除去装置において、前記ノイズ検出手段により検出されるノイズの性質に基づいてノイズ発生源を特定するノイズ発生源特定手段を備え、前記ノイズ除去手段は、前記ノイズ発生源特定手段により特定されるノイズ発生源の発するノイズの性質に応じた手法で前記ノイズを除去することとすれば、希望周波数帯域内の信号に重畳する様々な種類のパルス性ノイズをその性質に応じた手法で除去することで、ノイズの種類に関係なくノイズの重畳しない希望周波数帯域内の希望波を生成させることが可能となる。 The noise removing device includes a noise generating source specifying unit that specifies a noise generating source based on a property of noise detected by the noise detecting unit, and the noise removing unit includes the noise generating source specifying unit. If the noise is removed by a technique according to the nature of the noise generated by the specified noise generation source, various types of pulse noise superimposed on the signal within the desired frequency band can be obtained by a technique according to the nature. By removing, it is possible to generate a desired wave in a desired frequency band in which noise is not superimposed regardless of the type of noise.
また、上記したノイズ除去装置において、前記ノイズ発生源特定手段は、前記ノイズ検出手段により検出されるノイズの発生頻度及び持続時間に基づいてノイズ発生源を特定することとすれば、希望周波数帯の信号からパルス性ノイズを精度よく除去することが可能となる。 Moreover, in the above-described noise removing apparatus, if the noise generation source specifying unit specifies the noise generation source based on the noise generation frequency and duration detected by the noise detection unit, It becomes possible to accurately remove pulse noise from the signal.
更に、上記したノイズ除去装置において、予めノイズ発生源とノイズを除去する手法との関係を記憶する記憶手段を備え、前記ノイズ除去手段は、前記記憶手段に記憶される前記関係に基づいて決定される、前記ノイズ発生源特定手段により特定されるノイズ発生源の発するノイズの性質に応じた手法で前記ノイズを除去することとすればよい。 Further, the above-described noise removal apparatus further includes a storage unit that stores a relationship between a noise generation source and a noise removal method in advance, and the noise removal unit is determined based on the relationship stored in the storage unit. The noise may be removed by a method according to the nature of the noise generated by the noise generation source specified by the noise generation source specifying means.
本発明によれば、受信信号に重畳するパルス性のノイズを除去することで希望周波数帯域内の希望波を精度よく生成させることができる。 According to the present invention, a desired wave in a desired frequency band can be generated with high accuracy by removing pulse noise superimposed on a received signal.
以下、図面を用いて、本発明の具体的な実施の形態について説明する。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1実施例であるノイズ除去装置10の構成図を示す。本実施例のノイズ除去装置10は、車両に搭載される受信装置12に適用され、その受信装置12に受信される受信信号からパルス性のノイズを除去する装置である。受信装置12は、AMやFMのラジオ放送やテレビ放送を受信する車載放送受信装置であって、各種の車載電気部品(例えば、点火装置や電気モータ,PWMスイッチングなど)が作動する際に発生するパルス性のノイズの影響を受け得る装置である。 FIG. 1 shows a configuration diagram of a noise removing apparatus 10 according to a first embodiment of the present invention. The noise removal device 10 of this embodiment is a device that is applied to a reception device 12 mounted on a vehicle and removes pulse noise from a reception signal received by the reception device 12. The receiving device 12 is an in-vehicle broadcast receiving device that receives radio broadcasts and television broadcasts of AM and FM, and is generated when various on-vehicle electric components (for example, an ignition device, an electric motor, PWM switching, etc.) are operated. It is a device that can be affected by pulse noise.
図1に示す如く、受信装置12は、受信アンテナ14を備えている。受信アンテナ14は、上記したラジオ放送やテレビ放送の放送波を受信する。受信アンテナ14には、RF部16が接続されている。RF部16は、ラジオ放送帯及びテレビ放送帯の搬送波を増幅する部位である。
As shown in FIG. 1, the receiving device 12 includes a receiving
ノイズ除去装置10は、受信装置12を構成するスーパーへテロダイン方式などからなる2つの受信部(チューナー)20,22を備えている。上記したRF部16の出力は、受信信号として2つの受信部20,22それぞれに供給される。受信部20は、所望の中心周波数fdを有する希望波を選択すべく局部発振周波数fdが与えられるミキサを有している。また、受信部22は、所望の中心周波数fdを有する希望波とは異なる帯域外の信号を選択すべく局部発振周波数fd+Δfが与えられるミキサを有している。
The noise removing device 10 includes two receiving units (tuners) 20 and 22 made of a superheterodyne method or the like that constitute the receiving device 12. The output of the
受信部20は、RF部16からの受信信号のうち希望周波数帯域内の信号(中心周波数fd)を受信することが可能であり、所望の希望波の帯域外に生ずるノイズをフィルタリングしてその希望波の利得調整を行う。また、受信部22は、RF部16からの受信信号のうち希望周波数帯域外の信号(中心周波数fd+Δf)を受信することが可能であり、希望波の帯域外の信号を抽出して利得調整を行う。尚、Δfは、希望周波数帯域外かつ最大10kHz程度のPWMスイッチング周波数以上の周波数が実現され得る周波数である。以下、受信部20をメイン受信部20と、受信部22をサブ受信部22と、それぞれ称す。
The
メイン受信部20にはIF部24が、また、サブ受信部22にはIF部26が、それぞれ接続されている。メイン受信部20の出力はIF部24に、また、サブ受信部22の出力はIF部26に、それぞれ供給される。IF部24は、メイン受信部20からの希望周波数帯域内の信号を中間周波(例えば10.7MHz)に周波数変換する。また、IF部26は、サブ受信部22からの希望周波数帯域外の信号を中間周波に周波数変換する。
An
ノイズ除去装置10は、また、入力レベル検出部30、ノイズ検出部32、ノイズ頻度/持続時間検出部34、ノイズキャンセルレベル判定部36、及びノイズキャンセル処理部(ノイズキャンセラー)40を有している。
The noise removal apparatus 10 also includes an input
入力レベル検出部30はIF部24に、また、ノイズ検出部32はIF部26に、それぞれ接続されている。入力レベル検出部30は、IF部24から供給される希望周波数帯域内の信号に基づいて、その受信信号の入力レベル(電界強度)を検出する。また、ノイズ検出部32は、IF部26から供給される希望周波数帯域外の信号に基づいてパルス性のノイズを検出し、具体的には、その信号のレベル(電界強度)を検出する。そして、その検出した信号レベルがノイズ有無の境界値を示す閾値以上であるか否かを判別する。
The input
ノイズ検出部32には、ノイズ頻度/持続時間検出部34が接続されている。ノイズ検出部32は、信号レベルが閾値以上である場合にノイズ発生を示す信号をノイズ頻度/持続時間検出部34に対して供給する。ノイズ頻度/持続時間検出部34は、ノイズ検出部32から供給される信号に基づいて、閾値以上のレベルのノイズが発生した時とその直前に閾値以上のレベルのノイズが発生した時との時間間隔すなわちノイズレベルが閾値以上となる時の時間間隔(すなわち、ノイズ周期或いはノイズ発生頻度)、及び、ノイズレベルが閾値以上となる状態の持続時間をそれぞれ検出する。
A noise frequency /
上記した入力レベル検出部30、ノイズ検出部32、及びノイズ頻度/持続時間検出部34には、ノイズキャンセルレベル判定部36が接続されている。入力レベル検出部30は希望周波数帯域内の信号の入力レベルを、ノイズ検出部32は希望周波数帯域外の信号の入力レベルを、また、ノイズ頻度/持続時間検出部34はノイズ周期及びノイズ持続時間の情報を、それぞれノイズキャンセルレベル判定部36に供給する。
A noise cancellation
ノイズキャンセルレベル判定部36は、入力レベル検出部30、ノイズ検出部32、及びノイズ頻度/持続時間検出部34からの信号に基づいて、パルス性のノイズの発生有無を判断すると共に、そのノイズが発生するときは更に、そのパルス性のノイズの性質を把握したうえで、後に詳述する如く、そのノイズを発生したノイズ発生源を特定する。そして、そのノイズ発生源によるノイズをキャンセルするうえで最適な処理(ノイズキャンセル処理)を判定する。
The noise cancellation
メイン受信部20に接続するIF部24には、また、検波部38が接続されている。検波部38は、IF部24から供給される希望周波数帯域内の信号を検波する。検波部38には、ノイズキャンセラー40が接続されている。ノイズキャンセラー40は、また、ノイズキャンセルレベル判定部36に接続されている。ノイズキャンセラー40は、検波部38で検波された希望周波数帯域内の信号を、ノイズキャンセルレベル判定部36で判定された最適なノイズキャンセル処理に従って処理する。
A
図2は、ノイズと希望波とを比較した図を示す。また、図3は、希望周波数帯域内の信号にノイズが重畳する様子(同図(A))と、希望周波数帯域外の信号にノイズが重畳する様子(同図(B))と、をそれぞれ表した図を示す。 FIG. 2 shows a comparison between noise and a desired wave. FIG. 3 shows a state in which noise is superimposed on a signal in the desired frequency band (FIG. 3A) and a state in which noise is superimposed on a signal outside the desired frequency band (FIG. 3B). A diagram is shown.
受信装置12に入力するノイズは、車載スイッチのオン/オフや、エンジン点火,電気モータの駆動,PWMスイッチングの駆動,クロックの発生などに起因する。この点、希望周波数帯の希望波は特定の周波数にピークパワーが現れるものであるが、パルス性のノイズは広帯域に亘って分布する。また、希望波は入力レベルが予め定められた時間間隔で大きくなるが(AM帯であれば510kHz〜1710kHz,FM帯であれば76MHz〜108MHz)、パルス性のノイズは一般に上記した希望波の時間間隔よりも長い時間間隔でノイズレベルが大きくなる(例えば、エンジン点火系では数10Hz,電気モータの駆動系では数100Hz〜数kHz,PWMの駆動系では数100Hz〜数10kHz)。更に、放送の希望波は常時発生するのでレベルの大きい状態の持続時間が極めて長いが、ノイズはレベルの大きい状態の持続時間が比較的短いものとなる。 Noise input to the receiving device 12 is caused by on / off of an in-vehicle switch, engine ignition, electric motor driving, PWM switching driving, clock generation, and the like. In this respect, the desired wave in the desired frequency band has a peak power at a specific frequency, but the pulse noise is distributed over a wide band. In addition, the desired wave has a large input level at predetermined time intervals (510 kHz to 1710 kHz in the AM band and 76 MHz to 108 MHz in the FM band), but the pulse noise is generally the time of the desired wave described above. The noise level increases at a time interval longer than the interval (for example, several tens Hz in the engine ignition system, several hundred Hz to several kHz in the electric motor drive system, and several hundred Hz to several tens kHz in the PWM drive system). Further, since the desired wave of broadcasting is always generated, the duration of the high level state is extremely long, but the duration of the noise state is relatively short.
この点、図3(A)に示す如く、希望周波数帯域内の信号にパルス性のノイズが重畳するときは、そのノイズとパワーレベルの大きい希望波とが合成されることで、ノイズ成分が希望周波数帯域内においては顕在化し難いものとなる。一方、図3(B)に示す如く、希望周波数帯域外の信号にパルス性のノイズが重畳するときは、そのノイズがパワーレベルの小さい希望波に合成されることで、ノイズ成分が希望周波数帯域外においては顕在化し易いものとなる。 In this regard, as shown in FIG. 3A, when pulse noise is superimposed on a signal within a desired frequency band, the noise component is desired by combining the noise and a desired wave having a high power level. In the frequency band, it becomes difficult to manifest. On the other hand, as shown in FIG. 3B, when pulsating noise is superimposed on a signal outside the desired frequency band, the noise component is synthesized into a desired wave having a low power level, so that the noise component becomes the desired frequency band. It becomes easy to be manifested outside.
そこで、本実施例のノイズ除去装置10は、希望周波数帯域とは異なるその帯域外の信号に基づいてノイズを検出する点に特徴を有していると共に、また、その検出したノイズの性質に基づいてノイズ発生源を特定して、希望周波数帯域の信号からそのノイズ発生源に対応したノイズを適切に除去する点に特徴を有している。以下、図4及び図5を参照して、本実施例の特徴部について説明する。 Therefore, the noise removal apparatus 10 of the present embodiment is characterized in that noise is detected based on a signal outside that band different from the desired frequency band, and based on the nature of the detected noise. Thus, the noise generation source is specified, and the noise corresponding to the noise generation source is appropriately removed from the signal in the desired frequency band. Hereinafter, with reference to FIG. 4 and FIG. 5, the characteristic part of a present Example is demonstrated.
図4は、本実施例のノイズ除去装置10において実行される制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。また、図5は、ノイズの性質とノイズ発生源とノイズを除去する最適なノイズキャンセル処理との関係を規定したテーブルを示す。 FIG. 4 shows a flowchart of an example of a control routine executed in the noise removal apparatus 10 of the present embodiment. FIG. 5 shows a table defining the relationship between the nature of noise, the noise generation source, and the optimum noise cancellation processing for removing noise.
本実施例のノイズ除去装置10を備える受信装置12において、メイン受信部20は、RF部16からの受信信号から希望周波数帯域内にある希望波の中心周波数fdの信号を抽出して出力する(ステップ100)。この際、パルス性のノイズが発生しているときは、メイン受信部20は、そのパルス性ノイズが重畳された中心周波数fdの信号を出力することとなる。
In the receiving device 12 including the noise removing device 10 of the present embodiment, the main receiving
メイン受信部20から出力された中心周波数fdの信号は、IF部24で中間周波に周波数変換された後、検波部38に入力されると共に、更に入力レベル検出部30に入力される。入力レベル検出部30は、メイン受信部20からの信号に基づいて、その希望周波数帯域内の希望波の入力レベル(電界強度)を検出して記録する(ステップ102)。入力レベル検出部30で検出された希望周波数帯域内の希望波の入力レベルは、ノイズキャンセルレベル判定部36に供給される。ノイズキャンセルレベル判定部36は、入力レベル検出部30から希望周波数帯域内の希望波の入力レベルを把握する。
The signal of the center frequency fd output from the
一方、サブ受信部22は、RF部16からの受信信号から希望周波数帯域外にある中心周波数fd+Δfの信号を抽出して出力する(ステップ110)。尚、この中心周波数fd+Δfは、希望周波数帯域外にある周波数であり、かつ、希望波による入力信号レベル(電界強度)の小さい周波数であって、PWMスイッチング周波数(最大10kHz程度)以上の周波数である。また、この中心周波数fd+Δfは、希望周波数帯域外の周波数であれば、設定されたfdに対して固定した値すなわちΔfが一定値であることで可変されるものであってもよいし、設定されたfdに対して無関係な値すなわち希望周波数帯域外で予め定められた値(例えば、AM帯の510kHz〜1710kHzが希望波の対象周波数であれば、500kHzや1800kHzなど)であってもよい。
On the other hand, the
サブ受信部22から出力された中心周波数fd+Δfの信号は、IF部26で中間周波に周波数変換された後、ノイズ検出部32に入力される。ノイズ検出部32は、予め定められた所定時間(例えば数10msec)ごとに、サブ受信部22からの信号に基づいて、その希望周波数帯域外の信号のレベルを検出し、そして、そのレベルがノイズ有無の境界値を示す閾値以上であるか否かすなわちノイズが発生しているか否かを判別する(ステップ112)。
The signal of the center frequency fd + Δf output from the
その結果、ノイズ検出部32は、希望周波数帯域外の信号レベルが閾値未満であることでノイズが発生していないと判別したときは、ノイズ頻度/持続時間検出部34にノイズ発生を示す信号を供給することなく、ノイズキャンセルレベル判定部36にノイズ未発生を示す信号を供給する。ノイズキャンセルレベル判定部36は、ノイズ検出部32からノイズ未発生を示す信号の供給を受けると、ノイズキャンセラー40に対してノイズキャンセル処理を行わないように指示する。この場合には、検波部38で検波された希望周波数帯域内の信号(検波信号)がノイズキャンセラー40においてノイズキャンセル処理されることなく出力されることとなる(ステップ114)。
As a result, when the
一方、ノイズ検出部32は、希望周波数帯域外の信号レベルが閾値以上であることでノイズが発生していると判別したときは、その希望周波数帯域外の信号レベル(ノイズレベル)を記録したうえで(ステップ116)、ノイズ頻度/持続時間検出部34にノイズ発生を示す信号を供給すると共に、ノイズキャンセルレベル判定部36にそのノイズレベルを供給する。ノイズ頻度/持続時間検出部34は、ノイズ検出部32からノイズ発生を示す信号が供給されるタイミングに基づいて、ノイズレベルが閾値以上となる時の時間間隔であるノイズ周期を検出すると共に、ノイズレベルが閾値以上となる状態の持続時間を検出する(ステップ118)。そして、その検出情報をノイズキャンセルレベル判定部36に供給する。
On the other hand, when the
ノイズキャンセルレベル判定部36は、ノイズ検出部32からの信号に基づいてノイズレベルを、また、ノイズ頻度/持続時間検出部34からの信号に基づいてノイズ周期及びノイズ持続時間を、それぞれ把握することで、ノイズの性質を検出する。そして、そのノイズの性質に基づいて、ノイズカテゴリすなわちノイズを発生したノイズ発生源を特定する(ステップ120)。
The noise cancellation
例えば、ノイズ周期が数kHz以上であってその変動(バラツキ)があまりなくかつノイズレベルの変動があまりないときは、ノイズ発生源がPWMのスイッチング駆動であると判断する。また、ノイズ周期が数100Hz〜数kHzであってその変動が比較的大きくかつノイズレベルの変動も比較的大きいときは、ノイズ発生源がモータであると判断する。更に、ノイズの性質が上記以外の条件に該当するときは、ノイズ発生源が点火系或いはスイッチ系であると判断する。 For example, when the noise period is several kHz or more and there is not much fluctuation (variation) and there is little fluctuation in noise level, it is determined that the noise generation source is PWM switching drive. Further, when the noise period is several hundred Hz to several kHz, the fluctuation is relatively large, and the fluctuation of the noise level is also relatively large, it is determined that the noise generation source is a motor. Further, when the noise characteristics meet conditions other than those described above, it is determined that the noise generation source is an ignition system or a switch system.
ノイズキャンセルレベル判定部36は、図5に示す如き予め規定されたノイズ発生源と最適なノイズキャンセル処理との関係を記憶している。ノイズキャンセルレベル判定部36は、上記の如くノイズ発生源を特定すると、上記したノイズ発生源と最適なノイズキャンセル処理との関係を参照して、その特定ノイズ発生源に対応したノイズ除去を行うのに最適なノイズキャンセル処理を選択する。
The noise cancellation
例えば、ノイズ発生源がPWMのスイッチング駆動であるときは、希望波の中心周波数fd(例えば522kHz)付近のノイズ源高調波(例えばノイズ周期が10kHzであるときには520kHzや530kHzなど)の信号(ラジオ放送の時は音;以下同じ)をアッテネート(減衰)させ、かつ、そのアッテネートを行う作動時間を所定時間(例えば数10μsec以下の時間)に設定する処理を選択する。また、ノイズ発生源がモータであるときは、そのノイズ周期(例えば800Hz〜1200Hz)の信号をアッテネートさせ、かつ、そのアッテネートを行う作動時間を所定時間(例えば数10μsec以下の時間)に設定する処理を選択する。更に、ノイズ発生源が点火系やスイッチ系であるときは、聴感に影響を与えない範囲の信号をアッテネートさせ、かつ、そのアッテネートを行う作動時間を上記のPWMやモータのものよりも長い所定時間(例えば数msecの時間)に設定する処理を選択する。 For example, when the noise source is PWM switching drive, a signal (radio broadcast) of a noise source harmonic (for example, 520 kHz or 530 kHz when the noise period is 10 kHz) near the center frequency fd (for example, 522 kHz) of the desired wave. In this case, a process of attenuating (attenuating) the sound (hereinafter the same) and setting the operation time for the attenuation to a predetermined time (for example, a time of several tens of microseconds or less) is selected. Further, when the noise generation source is a motor, a process of attenuating a signal having a noise period (for example, 800 Hz to 1200 Hz) and setting an operation time for performing the attenuation to a predetermined time (for example, several tens of μsec or less) Select. Furthermore, when the noise source is an ignition system or a switch system, a signal in a range that does not affect the audibility is attenuated, and the operation time for performing the attenuation is a predetermined time longer than that of the above PWM or motor. A process to be set (for example, several milliseconds) is selected.
そして、ノイズキャンセルレベル判定部36は、ノイズの性質、ノイズ発生源、及び入力レベル検出部30からの希望周波数帯域内の希望波の入力レベルに応じて、上記の如く選択した最適ノイズキャンセル処理を実行するようにノイズキャンセラー40に対して指令する(ステップ122)。この場合、ノイズキャンセラー40は、ノイズキャンセルレベル判定部36からの指令を受けて、検波部38で検波された希望周波数帯域内の信号を最適なノイズキャンセル処理に従って処理する。すなわち、検波部38で検波された希望波周波数帯域内の検波信号がノイズキャンセラー40においてノイズキャンセル処理されて出力されることとなる(ステップ124)。
Then, the noise cancellation
例えば、ノイズ発生源がPWMのスイッチング駆動であるときは、希望波の中心周波数fd付近のノイズ源高調波の信号が所定時間だけアッテネートされる。また、ノイズ発生源がモータであるときは、そのノイズ周期の信号が所定時間だけアッテネートされる。 For example, when the noise generation source is PWM switching drive, the noise source harmonic signal near the center frequency fd of the desired wave is attenuated for a predetermined time. When the noise generation source is a motor, the signal having the noise period is attenuated for a predetermined time.
このように本実施例のノイズ除去装置10においては、希望波の希望周波数帯域内(中心周波数fd)とは異なる希望周波数帯域外(中心周波数fd+Δf)の信号のレベルに基づいて、パルス性のノイズを検出することすなわちその発生有無をすることができる。 As described above, in the noise removing apparatus 10 of the present embodiment, the noise of the pulse characteristic is based on the signal level outside the desired frequency band (center frequency fd + Δf) different from the desired frequency band (center frequency fd) of the desired wave. Can be detected, that is, whether or not it has occurred.
上記の如く、パルス性のノイズは広帯域に亘って分布するので、希望周波数帯域内の信号にも重畳する。しかし、希望周波数帯域内の希望波は特定の周波数にピークパワーが現れるので、その希望周波数帯域内ではノイズ成分が顕在化し難いものとなり、仮に希望波のピークパワーが現れる周波数と同じ周波数の信号を用いてノイズを検出しようとしても、そのノイズの抽出は困難となる。 As described above, since the pulse noise is distributed over a wide band, it is also superimposed on the signal in the desired frequency band. However, since the peak power appears at a specific frequency for the desired wave in the desired frequency band, it is difficult for the noise component to be manifested in the desired frequency band, and a signal with the same frequency as the frequency at which the peak power of the desired wave appears is assumed. Even if it is used to detect noise, the extraction of the noise becomes difficult.
これに対して、パルス性のノイズは希望周波数帯域内だけでなく希望周波数帯域外の信号にも重畳する。また、希望波は希望周波数帯域外では低レベルである。この点、希望周波数帯域外ではノイズ成分が顕在化し易いものとなる。従って、本実施例の如く希望周波数帯域外の信号を用いてノイズを検出することとすれば、パルス性のノイズが発生するか否かを精度よく判別すると共に、更にそのノイズのレベルや発生頻度,持続時間などの性質を精度よく抽出・検出することが可能となる。 In contrast, pulse noise is superimposed not only on the desired frequency band but also on signals outside the desired frequency band. The desired wave is at a low level outside the desired frequency band. In this respect, the noise component is likely to appear outside the desired frequency band. Therefore, if noise is detected using a signal outside the desired frequency band as in the present embodiment, it is accurately determined whether or not pulse noise is generated, and the level and frequency of the noise are further determined. , Properties such as duration can be extracted and detected with high accuracy.
また、本実施例のノイズ除去装置10においては、上記の如く精度よく抽出したノイズの性質に基づいてノイズを発生するノイズ発生源を特定すると共に、その特定したノイズ発生源に対応した最適なノイズキャンセル処理を、予めノイズキャンセルレベル判定部36に記憶された図5に示す如き関係に従って選択・決定することができる。そして、その最適ノイズキャンセル処理をノイズの性質、ノイズ発生源、及び希望波レベルに応じて実行させることで、希望周波数帯域内の信号から希望波に重畳するパルス性のノイズを除去することができる。
Further, in the noise removing apparatus 10 of the present embodiment, a noise generation source that generates noise is specified based on the characteristics of the noise extracted with high accuracy as described above, and an optimum noise corresponding to the specified noise generation source is specified. The cancellation process can be selected and determined according to the relationship shown in FIG. 5 stored in the noise cancellation
かかる最適ノイズキャンセル処理によれば、様々な種類のパルス性のノイズをその性質に応じた手法で除去することができ、パルス性ノイズの種類に対応した適切なノイズ除去を実行することができる。この点、本実施例によれば、希望周波数帯域内の信号からノイズのほとんど重畳しない希望波を抽出・生成し出力させることが可能となり、ノイズのほとんど重畳しない希望波の生成をそのノイズの種類に関係なく実現することが可能となっている。 According to such optimum noise cancellation processing, various types of pulse noise can be removed by a method corresponding to the property, and appropriate noise removal corresponding to the type of pulse noise can be performed. In this regard, according to the present embodiment, it is possible to extract and generate a desired wave that hardly superimposes noise from a signal in the desired frequency band, and to output the desired wave. It can be realized regardless of.
尚、上記の第1実施例においては、メイン受信部20が特許請求の範囲に記載した「メイン受信手段」に、サブ受信部22が特許請求の範囲に記載した「サブ受信手段」に、ノイズ検出部32が特許請求の範囲に記載した「ノイズ検出手段」に、ノイズキャンセラー40が特許請求の範囲に記載した「ノイズ除去手段」に、ノイズキャンセルレベル判定部36が特許請求の範囲に記載した「ノイズ発生源特定手段」に、それぞれ相当している。
In the first embodiment, the main receiving
図6は、本発明の第2実施例であるノイズ除去装置100の構成図を示す。本実施例のノイズ除去装置100は、上記第1実施例のノイズ除去装置10において、サブ受信部22を取り除いて受信部を一つだけで構成したうえで、信号復調用のバンドパスフィルタ(BPF)とノイズ検出用のBPFとの2つの異なるフィルタを設けることとしている。尚、図6において、上記図1に示す構成と同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。
FIG. 6 shows a configuration diagram of a
図6に示す如く、ノイズ除去装置100は、受信装置102を構成するスーパーへテロダイン方式などからなる単一の受信部(チューナー)104を備えている。RF部16の出力は、受信信号として受信部104に供給される。受信部104は、所望の中心周波数fdを有する希望波を選択すべく局部発振周波数fdが与えられるミキサを有している。受信部20は、RF部16からの受信信号のうち希望周波数帯域内の信号(中心周波数fd)を受信することが可能であり、所望の希望波の帯域外に生ずるノイズをフィルタリングしてその希望波の利得調整を行う。
As shown in FIG. 6, the
受信部104には、IF部106が接続されている。受信部104の出力はIF部106に供給される。IF部106は、受信部104からの希望周波数帯域内の信号を中間周波(例えば10.7MHz)に周波数変換する。IF部106には、信号復調用BPF108及びノイズ検出用BPF110が接続されている。IF部106の出力は、信号復調用BPF108及びノイズ検出用BPF110にそれぞれ供給される。
An IF
信号復調用BPF108は、IF部106の出力について希望波を復調するための中心周波数(例えば10.7MHz)の信号を通過させることが可能である。また、ノイズ検出用BPF110は、IF部106の出力について、希望波を復調するための中心周波数(例えば10.7MHz)とは異なる、その中心周波数から所定周波数だけずれたノイズ検出を行うための中心周波数の信号を通過させることが可能である。尚、このずれ量としての所定周波数は、受信信号から希望周波数帯域外の周波数であってかつ希望波による入力信号レベル(電界強度)の小さい周波数を抽出できればよく、予め定められた一定値であればよい。
The
信号復調用BPF108には、入力レベル検出部30及び検波部38が接続されている。入力レベル検出部30は、信号復調用BPF108を通過したIF部106からの希望周波数帯域内の信号に基づいて、その受信信号の入力レベル(電界強度)を検出する。また、検波部38は、信号復調用BPF108を通過したIF部106からの希望周波数帯域内の信号を検波する。
An
ノイズ検出用BPF110には、ノイズ検出部32が接続されている。ノイズ検出部32は、ノイズ検出用BPF110を通過したIF部106からの希望周波数帯域外の信号に基づいてパルス性のノイズを検出し、具体的には、その信号のレベルを検出する。そして、その検出した信号レベルがノイズ有無の境界値を示す閾値以上であるか否かを判別する。
A
図7は、本実施例のノイズ除去装置100において実行される制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。尚、図7において、上記図4に示すルーチンと同一の処理を実行するステップについては、同一の符号を付してその説明を省略する。
FIG. 7 shows a flowchart of an example of a control routine executed in the
すなわち、本実施例のノイズ除去装置100を備える受信装置102において、受信部104は、RF部16からの受信信号から希望周波数帯域内にある希望波の中心周波数fdの信号を抽出して出力する。受信部104から出力された中心周波数fdの信号は、IF部106で中間周波に周波数変換された後、信号復調用BPF108及びノイズ検出用BPF110に入力される。信号復調用BPF108は、IF部106の出力について希望周波数帯域内の希望波を復調するための中心周波数(例えば10.7MHz)の信号を通過させる(ステップ200)。
That is, in the receiving
信号復調用BPF108から出力された信号は、検波部38に入力されると共に、更に入力レベル検出部30に入力される。入力レベル検出部30は、メイン受信部20からの信号に基づいて、その希望周波数帯域内の希望波の入力レベル(電界強度)を検出して記録する(ステップ102)。入力レベル検出部30で検出された希望周波数帯域内の希望波の入力レベルは、ノイズキャンセルレベル判定部36に供給される。ノイズキャンセルレベル判定部36は、入力レベル検出部30から希望周波数帯域内の希望波の入力レベルを把握する。
The signal output from the
また、ノイズ検出用BPF110は、IF部106の出力について、上記した希望波を復調するための中心周波数とは異なる、希望周波数帯域外からノイズ検出を行うための中心周波数の信号を通過させる(ステップ202)。ノイズ検出用BPF110から出力された信号は、ノイズ検出部32に入力される。ノイズ検出部32は、予め定められた所定時間(例えば数10msec)ごとに、ノイズ検出用BPF110からの信号に基づいて、その希望周波数帯域外の信号のレベルを検出し、そして、そのレベルがノイズ有無の境界値を示す閾値以上であるか否かすなわちノイズが発生しているか否かを判別する(ステップ112)。
In addition, the
このように本実施例のノイズ除去装置100においては、上記第1実施例のノイズ除去装置10と同様に、希望波の希望周波数帯域内(中心周波数fd)とは異なる希望周波数帯域外(中心周波数fd+Δf)の信号のレベルに基づいて、パルス性のノイズを検出することすなわちその発生有無をすることができる。従って、パルス性のノイズが発生するか否かを精度よく判別すると共に、更にそのノイズのレベルや発生頻度,持続時間などの性質を精度よく抽出・検出することが可能となる。
As described above, in the
また、本実施例のノイズ除去装置100においては、上記の如く精度よく抽出したノイズの性質に基づいてノイズを発生するノイズ発生源を特定すると共に、その特定したノイズ発生源に対応した最適なノイズキャンセル処理を、予めノイズキャンセルレベル判定部36に記憶された図5に示す如き関係に従って選択・決定することができる。そして、その最適ノイズキャンセル処理をノイズの性質、ノイズ発生源、及び希望波レベルに応じて実行させることで、希望周波数帯域内の信号から希望波に重畳するパルス性のノイズを除去することができる。従って、様々な種類のパルス性のノイズをその性質に応じた手法で除去することができ、パルス性ノイズの種類に対応した適切なノイズ除去を実行することができ、これにより、希望周波数帯域内の信号からノイズのほとんど重畳しない希望波を抽出・生成し出力させることが可能となり、ノイズのほとんど重畳しない希望波の生成をそのノイズの種類に関係なく実現することが可能となっている。
Further, in the
更に、本実施例のノイズ除去装置100は、受信信号から希望波を抽出しかつノイズを検出するうえで、受信帯域の異なる2つの受信部20,22を用いる上記した第1実施例のノイズ除去装置10と異なり、単一の受信部104を用いると共に、希望波の周波数を通過させる信号復調用BPF108とその希望波周波数以外の周波数を通過させるノイズ検出用BPF110との2つのフィルタを備える。
Furthermore, the
このため、本実施例のノイズ除去装置100においては、一つの受信部104のみを用いて、上記した第1実施例のノイズ除去装置10と同様の機能、すなわち、パルス性のノイズが発生するか否かの精度よい判別、そのノイズのレベルや発生頻度,持続時間などの性質の精度よい抽出・検出、及びそのノイズの性質に対応した最適なノイズ除去処理を実現することが可能である。この点、本実施例のノイズ除去装置100によれば、上記した第1実施例のノイズ除去装置10に比べて、耐ノイズ性能を司るノイズ検知能力やノイズ除去能力を維持したまま、装置自体の簡易化・小型化・低コスト化を図ることが可能となっており、VICSやFM多重などのアプリケーションに使用される他の受信部がノイズ除去のために使用されるのを回避することが可能となっている。
For this reason, in the
尚、上記の第2実施例においては、受信部104が特許請求の範囲に記載した「受信手段」に、信号復調用BPF108が特許請求の範囲に記載した「メインフィルタ」に、ノイズ検出用BPF110が特許請求の範囲に記載した「サブフィルタ」に、それぞれ相当している。
In the second embodiment, the receiving
ところで、上記の第1及び第2実施例においては、ノイズ除去装置10,100を、車両に搭載された放送を受信する受信装置12,102に適用することとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、GPS衛星からのGPS信号を受信するGPSレシーバや、車両使用者の携帯する携帯機から発信される信号を受信するいわゆるスマート/キーレス受信機,車両使用者の携帯する携帯電話などから発信される信号を受信するBluetooth受信機などの電波受信システム、或いは、車載電子制御ユニット間を繋ぐ車載通信システムに適用することも可能である。
By the way, in said 1st and 2nd Example, although it is supposed that the
また、上記の第1及び第2実施例においては、希望波に重畳するパルス性のノイズが発生していることが検出される場合に希望周波数帯域内の信号からそのノイズを除去するノイズキャンセル処理を行うこととするが、その後、そのノイズの発生が検出されなくなりノイズが発生しなくなったと判断した場合にそのノイズキャンセル処理を停止することとすればよい。また、この場合、ノイズキャンセル処理を、希望周波数帯域内の信号からのノイズ除去の解除が時間をかけて徐々に行われるように実行すること、例えば、信号を減衰させる減衰係数を、時間をかけて徐々に非減衰である“1”に近づけることとしてもよい。 Further, in the first and second embodiments described above, when it is detected that pulse noise superimposed on the desired wave is generated, noise cancellation processing for removing the noise from the signal in the desired frequency band However, after that, when it is determined that the generation of the noise is not detected and the noise is no longer generated, the noise canceling process may be stopped. In this case, the noise cancellation processing is executed so that the cancellation of the noise removal from the signal in the desired frequency band is gradually performed over time, for example, the attenuation coefficient for attenuating the signal is increased over time. It is also possible to gradually approach “1” which is non-attenuating.
更に、上記の第1及び第2実施例においては、ノイズカテゴリ(ノイズ発生源)を特定するうえでノイズレベル、ノイズ周期、及びノイズ持続時間などのノイズの性質を検出するが、このノイズ性質の検出に、ノイズ周期と希望波の周波数fdとの関係を考慮することとしてもよい。例えば、希望波の周波数fdがノイズ周期に対して1000倍以上であるか否かを考慮することとしてもよい。希望波の周波数fdがノイズ周期に対して1000倍以上であるときはノイズカテゴリがモータ系であり、希望波の周波数fdがノイズ周期に対して1000倍未満であるときはノイズカテゴリがPWM系であると判断することとすればよい。 Furthermore, in the first and second embodiments described above, noise characteristics such as noise level, noise period, and noise duration are detected in identifying the noise category (noise source). For the detection, the relationship between the noise period and the frequency fd of the desired wave may be considered. For example, it may be considered whether the frequency fd of the desired wave is 1000 times or more with respect to the noise period. When the desired wave frequency fd is 1000 times or more of the noise period, the noise category is a motor system, and when the desired wave frequency fd is less than 1000 times the noise period, the noise category is a PWM system. It may be determined that there is.
10,100 ノイズ除去装置
12,102 受信装置
20 メイン受信部
22 サブ受信部
32 ノイズ検出部
34 ノイズ頻度/持続時間検出部
36 ノイズキャンセルレベル判定部
40 ノイズキャンセル処理部(ノイズキャンセラー)
104 受信部
108 信号復調用BPF
110 ノイズ検出用BPF
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,100 Noise removal apparatus 12,102
110 BPF for noise detection
Claims (5)
受信信号のうち希望周波数帯域内の信号を受信するメイン受信手段とは別に設けられ、受信信号のうち希望周波数帯域外の信号を受信するサブ受信手段と、
前記サブ受信手段に受信される希望周波数帯域外の信号に基づいてノイズを検出するノイズ検出手段と、
前記ノイズ検出手段により検出されるノイズに基づいて、前記メイン受信手段に受信された希望周波数帯域内の信号に重畳するノイズを除去するノイズ除去手段と、
を備えることを特徴とするノイズ除去装置。 A noise removing device for removing noise from a received signal,
A sub-reception unit that is provided separately from a main reception unit that receives a signal within a desired frequency band among received signals, and that receives a signal outside the desired frequency band among received signals;
Noise detecting means for detecting noise based on a signal outside the desired frequency band received by the sub-receiving means;
Noise removing means for removing noise superimposed on a signal in a desired frequency band received by the main receiving means based on noise detected by the noise detecting means;
A noise removing device comprising:
受信手段に受信される受信信号から希望周波数帯域内の信号を抽出するメインフィルタとは別に設けられ、受信手段に受信される受信信号から希望周波数帯域外の信号を抽出するサブフィルタと、
前記サブフィルタにより抽出される希望周波数帯域外の信号に基づいてノイズを検出するノイズ検出手段と、
前記ノイズ検出手段により検出されるノイズに基づいて、前記メイン受信手段に受信された希望周波数帯域内の信号に重畳するノイズを除去するノイズ除去手段と、
を備えることを特徴とするノイズ除去装置。 A noise removing device for removing noise from a received signal,
A sub-filter that is provided separately from a main filter that extracts a signal in a desired frequency band from a received signal received by the receiving means, and that extracts a signal outside the desired frequency band from a received signal received by the receiving means;
Noise detecting means for detecting noise based on a signal outside the desired frequency band extracted by the sub-filter;
Noise removing means for removing noise superimposed on a signal in a desired frequency band received by the main receiving means based on noise detected by the noise detecting means;
A noise removing device comprising:
前記ノイズ除去手段は、前記ノイズ発生源特定手段により特定されるノイズ発生源の発するノイズの性質に応じた手法で前記ノイズを除去することを特徴とする請求項1又は2記載のノイズ除去装置。 Comprising noise generation source specifying means for specifying a noise generation source based on the nature of noise detected by the noise detection means;
3. The noise removing apparatus according to claim 1, wherein the noise removing unit removes the noise by a method according to a property of noise generated by the noise generating source specified by the noise generating source specifying unit.
前記ノイズ除去手段は、前記記憶手段に記憶される前記関係に基づいて決定される、前記ノイズ発生源特定手段により特定されるノイズ発生源の発するノイズの性質に応じた手法で前記ノイズを除去することを特徴とする請求項3又は4記載のノイズ除去装置。 A storage means for storing a relationship between a noise generation source and a technique for removing noise in advance is provided,
The noise removing unit removes the noise by a method according to a property of noise generated by the noise generation source specified by the noise generation source specifying unit, which is determined based on the relationship stored in the storage unit. The noise removing device according to claim 3 or 4, wherein
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