JP2009177523A - Ｆｍ無線受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 送信側での音声入力レベルにかかわらず、常に音声ボリュームで調整したレベルに従った大きさの音声が得られるようにしたＦＭ無線受信装置を提供すること。
【解決手段】 比較処理部１０２により、音声信号Ａの最大レベルＡｍとトーン信号レベルＴの比率α(＝ｃ(Ａｍ／Ｔ))を比較処理部１０２により計算し、音声ボリューム２０５の減衰量βとの積からなる減衰量γ(＝α・β)を算出する。そして、この減衰量γにより振幅変更処理部１０４の増幅度を制御し、音声信号の正規化レベルがトーン信号レベルＴに応じて決められるようにしたもの。
【選択図】図１

Description

本発明は、トーンスケルチ方式のＦＭ無線受信装置に係り、特にグループ通信システムに好適なＦＭ無線受信装置に関する。

ＦＭ(周波数変調)無線通信においては、受信側で受信信号に対する同調が外れていた場合、ＦＭ検波回路から雑音が出力されてしまうという特性があり、このため、検波出力が或るレベル(振幅の大きさ)に達するまでは音声信号が検波回路から後段に出力されないようにし、無音状態を保つという、いわゆるスケルチ機能が適用されているのが一般的である。

また、これとは別に、送信信号にトーン信号と呼ばれる所定の周波数の信号を挿入し、これによりグループ通信を可能にしたＦＭ無線通信システムが従来から知られているが、この場合、受信側では、当該受信信号が自局宛であるか否かを、受信されたトーン信号の周波数に応じて判定し、自局宛の信号では無かった場合はスケルチ機能を働かせ、音声が再生されないようにしており、この場合はトーンスケルチ方式と呼ばれている(例えば、特許文献１参照)。

そこで、このようなグループ通信用のトーンスケルチ方式によるＦＭ無線受信装置の一例について、図２により説明する。
いま、図示してない送信側から発射された電波がアンテナ２０１で捉えられると高周波信号が高周波回路２０２に入力されるようになる。
そこで、高周波回路２０２では、まず、入力された高周波信号から、この高周波回路２０２において同調が取られている周波数の信号が選択される。そして、この選択された信号は帯域制限処理を受けた上で周波数変換され、この結果、高周波回路２０２から所定の周波数の高周波ＦＭ変調信号がＦＭ検波回路２０３に供給されるようになる。

ＦＭ検波回路２０３では、入力された高周波信号に対して、例えばクオドラチュア検波を施し、音声帯域信号に復調するが、このとき復調された音声信号の振幅は入力された高周波ＦＭ変調信号の周波数編移、つまり変調度に比例し、周波数編移が大きければ音声信号の振幅も大きくなり、小さければ振幅も小さくなる。
一方、周波数編移が多くなると、それに従って伝送帯域が広がってしまうので、周波数編移の最大値、つまり最大変調度については、送信側で制限が与えられていて、所定の周波数編移に抑えられている。

こうしてＦＭ復調された音声帯域信号は、ＦＭ検波回路２０３からＢＰＦ(バンドパスフィルタ)２０４に供給され、ここでフィルタ処理され、例えば３００Ｈｚから３ＫＨｚまでの周波数の信号成分が音声信号として抽出される。
そして、抽出された音声信号は音声ボリューム２０５に供給され、ここで所定の信号レベルに調整されてからＳＷ(スイッチ)２０６を介してスピーカ２０７に供給され、音声として再生されることになる。
ここで、このＳＷ２０６は電子スイッチで、いわゆるスケルチスイッチとして機能するものであるが、詳細は後述する。

また、ここで、音声ボリュームとは、いわゆるボリウムコントローラのことで、一般的には回転操作型の可変抵抗器からなる音量調節器のことであり、従って、音声ボリューム２０５を通話者がマニュアル操作(手動操作)することにより、当該音声ボリューム２０５による減衰量が変化し、スピーカ２０７から再生される音声の大きさ(音量)が正規化されている音量を最大値として、それ以下の任意の音量に調整できることになる。
なお、ここには図示されていないが、ＳＷ２０６とスピーカ２０７の間には電力増幅回路が設けてあり、これによりスピーカ２０７が音声信号により駆動され、音声がスピーカ２０７から再生されることになる。

一方、このときＦＭ検波回路２０３でＦＭ復調された音声帯域信号は、ＬＰＦ(ローパスフィルタ)２０８にも供給される。そして、ここでフィルタ処理され、例えば３００Ｈｚ以下の周波数の信号成分が抽出されてトーン判定処理部２０９に入力される。
そこで、トーン判定処理部２０９は、入力された３００Ｈｚ以下の周波数の信号成分の中に自局に割り当てられているトーン信号の周波数と同じ成分が含まれているか否かを調べ、これにより、いま現在、アンテナ２０１で受信されている高周波信号が、自局宛の信号か否かを判定する。

そして、まず、トーン判定処理部２０９は、自局宛の信号であると判定されたときは、ＳＷ２０６にオン信号を供給し、ＳＷ２０６を導通状態にして、音声ボリューム２０５から出力されている音声信号がスピーカ２０７に供給されるのを許可する。
一方、自局宛の信号ではないと判定された場合、トーン判定処理部２０９はＳＷ２０６にオフ信号を供給る。従って、この場合、音声ボリューム２０５から出力されている音声信号はＳＷ２０６で遮断され、スピーカ２０７には供給されなくなるので、スケルチ機能が与えられ、トーンスケルチ方式としての動作が得られることになる。

特開平８−４６５４０号公報

ＦＭ無線通信システムの場合、送信信号の変調度を決める周波数編移は変調信号のレベルに依存し、ひいてはマイクロホンに入力される音声のレベルに依存する。
そこで、従来技術では、マイクロホン出力に対してＡＬＣ(Automatic Level Control：自動振幅制御)を働かせ、変調信号のレベルが、通話者の話し方にかかわらず、常に正規化(予め設定してある所定のレベルになるようにすること)されるようにしている。

従って、通常、受信側での音声信号のレベルも、基本的には正規化が保たれている筈であるが、しかし、ここで、ＡＬＣによる制御が不可能なレベルの音声がマイクロホンに入力されてしまった場合、受信側での音声信号レベルは正規化されなくなってしまい、この場合、音声ボリューム、例えば図２の音声ボリューム２０５を操作して対応する必要があり、このため、従来技術によるＦＭ無線受信装置の場合、使い勝手に問題があった。

本発明の目的は、送信側での音声入力レベルにかかわらず、常に音声ボリュームで調整したレベルに従った大きさの音声が得られるようにしたＦＭ無線受信装置を提供することにある。

上記目的は、トーンスケルチ方式のＦＭ無線受信装置において、復調信号に含まれている音声信号の最大値レベルを検出する最大値レベル検出手段と、前記音声信号の最大値レベルを前記復調信号に含まれているトーン信号のレベルと比較する比較手段と、前記音声信号に対して施すべきレベル増減量を前記比較手段による比較結果と音量調節手段により設定されている減衰量とに基づいて算出する計算処理手段と、前記音声信号のレベルを前記レベル増減量に応じて変更する変更処理手段とを設け、前記変更処理手段の出力がスピーカに供給されるようにして達成される。

上記手段によれば、音声信号のレベルが、トーン信号のレベルに基づいて増減されるようになるが、このとき、送信側でのトーン信号のレベルは、マイクロホンの出力信号レベルに依存せず、常に正規化されていると見做せるので、受信側で復調されるトーン信号のレベルを見れば、音声信号の正規化レベルが判ることになり、従って、上記手段によれば、正規化レベルを前提として、任意に音量調節された音声出力を得ることができる。

本発明によれば、通話者の話し方にかかわらず、受信側では、常に音量調節器により設定した音量による音声の再生が得られることになり、使い勝手の向上に大きく寄与することができる。

以下、本発明によるＦＭ無線受信装置について、図示の実施の形態により詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態を示したブロック図で、ここで、アンテナ２０１、高周波回路２０２、ＦＭ検波回路２０３、ＢＰＦ２０４、音声ボリューム２０５、ＳＷ２０６、スピーカ２０７、ＬＰＦ２０８、それにトーン判定処理部２０９は、図２により説明した従来技術の場合と同じであり、従って、この実施形態は、図２で説明したトーンスケルチ方式のＦＭ無線受信装置に本発明を適用した場合の一実施の形態に相当し、このため、これら従来技術の構成に加えて、更に最大振幅処理部１０１と比較処理部１０２、減衰量計算処理部１０３、振幅変更処理部１０４、それにＳＷ１０５、１０６が設けられている。

次に、この実施形態の動作について説明する。
まず、最大振幅処理部１０１は、ＢＰＦ２０４により抽出された音声信号Ａを入力し、そのレベルを一定時間の間、逐次監視することにより音声信号Ａの最大レベルＡｍを検出する働きをする。従って、このときの最大レベルＡｍについても、一定時間毎に順次、更新されてゆくことになる。
そして、ここで検出された最大レベルＡｍは比較処理部１０２に供給されるが、このとき比較処理部１０２には、ＬＰＦ２０８により検出されているトーン信号Ｔも入力されている。

比較処理部１０２では、最大レベルＡｍをトーン信号のレベルＴと比較し、トーン信号レベルＴに対する最大値レベルＡｍの比率αを検出する。
ここで、トーン信号は一定レベルの単一周波数による信号なので、Ｔ＝最大値と見做すことができ、従って、ことさら最大値を検出する必要はない。
本実施例では、Ａｍ＝Ｔのときα＝１、Ａｍ＞Ｔのときα＞１、Ａｍ＜Ｔのときはα＜１となるものとする。
検出された比率αは、減衰量計算処理部１０３に供給される。

音声ボリューム２０５の操作位置に応じた減衰量βも減衰量計算処理部１０３に供給されるが、こで、この減衰量βとは、音声ボリューム２０５の操作位置、例えば回転操作型の可変抵抗器の場合、その回転角度から一義的に与えられるものであり、従って、通話者がマニュアル操作により音量調整したときの減衰値が減衰量βとなる。

そこで、減衰量計算処理部１０４は、これら比率αと減衰量βを取り込み、それらに基づいて減衰量γを算出する。例えば、比率αが所定値より大きい場合、具体的には、音声信号の最大レベルが送信側で正常に正規化されたときの最大レベルを上回っている場合、減衰量γを音声ボリューム２０５の操作位置から決定される減衰量βよりも大きな値に設定し、音声ボリューム２０５で招請したレベルに従った大きさの音声が出力されるようにする。
そして、算出された減衰量γは振幅変更処理部１０４に供給され、この振幅変更処理部１０４によって、一方のＳＷ１０５から供給される音声信号Ａのレベルを減衰量γに応じて増減させ、他方のＳＷ１０６に供給する働きをする。

このとき、一方のＳＷ、つまりＢＰＦ２０４側にあるＳＷ１０５と、他方のＳＷ、つまりトーンスケルチ用のＳＷ２０６側にあるＳＷ１０６は、マニュアル操作により連動して切換動作される１回路２接点型の切換スイッチで夫々構成されていて、従来技術のトーンスケルチ方式と同じ動作をする場合(基本トーンスケルチ方式と呼ぶ)と、本発明の実施形態として動作する場合(自動レベル制御型トーンスケルチ方式と呼ぶ)とに任意に切換えられるようにしてある。
ここで、ＳＷ１０５、１０６をマニュアル操作し、図に実線で示すように、上側の固定接点に切換えると基本トーンスケルチ方式になり、破線で示すように、下側の固定接点に切換えると自動レベル制御型トーンスケルチ方式になる。

そして、まず、基本トーンスケルチ方式に切換えたとき、つまり図に実線で示されているようにＳＷ１０５、１０６が切換えられているときは、ＢＰＦ２０４から供給される音声信号Ａは、音声ボリューム２０５を介してトーンスケルチ用のＳＷ２０６に入力されるようになる。
従って、この場合は、既に図２により説明した従来技術と同じ動作になる。

また、自動レベル制御型トーンスケルチ方式に切換えたとき、つまり図に破線で示されているようにＳＷ１０５、１０６が切換えられているときは、ＢＰＦ２０４から供給される音声信号Ａは振幅変更処理部１０４に入力され、音声ボリューム２０５を迂回して振幅変更処理部１０４からトーンスケルチ用のＳＷ２０６に入力されるようになる。
ここで既に説明したように、送信側でのトーン信号のレベルは、マイクロホンの出力信号レベルに依存せず、常に正規化されていて、受信側で復調されるトーン信号と音声信号のレベルを比較すれば、音声信号が送信側で正規化されたか否かを知ることができる。

従って、これらの比較結果に基づいて減衰量を調整することで、音声信号Ａとして、常に正規化レベルにある信号を得ることができ、この結果、常に正規化レベルにある音声信号Ａに基づき、それから任意に正しく音量調節された音声出力を得ることができる。
また、この実施形態では、ＳＷ１０５、１０６が設けられている。
従って、この実施形態によれば、基本トーンスケルチ方式と自動レベル制御型トーンスケルチ方式とに切換えて動作させることができるという利点がある。

本発明に係るＦＭ無線受信装置の実施形態を示すブロック図である。 従来技術に係るＦＭ無線受信装置の一例を示すブロック図である。

符号の説明

１０１：最大振幅検出処理部
１０２：比較処理部
１０３：減衰量計算処理部
１０４：振幅変更処理部
１０５：ＳＷ(方式切換用のスイッチ)
１０６：ＳＷ(方式切換用のスイッチ)
２０１：アンテナ
２０２：高周波回路
２０３：ＦＭ検波回路
２０４：ＢＰＦ(バンドパスフィルタ)
２０５：音声ボリューム(ボリウムコントローラ)
２０６：ＳＷ(トーンスケルチ用のスイッチ)
２０７：スピーカ(音声再生用)
２０８：ＬＰＦ(ローパスフィルタ)
２０９：トーン判定処理部
Ａ ：音声信号
Ａｍ：音声信号Ａの最大レベル
Ｔ ：トーン信号(トーン信号レベル)
α ：トーン信号レベルＴに対する最大値レベルＡｍの比率(α＝ｃ(Ａｍ／Ｔ))
β ：音声ボリューム２０５により設定されている減衰量
γ ：減衰量(γ＝α・β)

Claims (1)

1. トーンスケルチ方式のＦＭ無線受信装置において、
   復調信号に含まれている音声信号の最大値レベルを検出する最大値レベル検出手段と、
   前記音声信号の最大値レベルを前記復調信号に含まれているトーン信号のレベルと比較する比較手段と、
   前記音声信号に対して施すべきレベル増減量を前記比較手段による比較結果と音量調節手段により設定されている減衰量とに基づいて算出する計算処理手段と、
   前記音声信号のレベルを前記レベル増減量に応じて変更する変更処理手段とを設け、
   前記変更処理手段の出力がスピーカに供給されるように構成したことを特徴とするＦＭ無線受信装置。

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