JP2009232236A - Fm選局回路 - Google Patents

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Abstract

【課題】FM放送信号のオートプリセットの精度を向上させることが可能なFM選局回路を提供する。
【解決手段】FM放送信号の受信モードである場合には、次にチャンネルデータに応じた局部発振周波数を設定する(ステップS2)。そして、次に、AFT電圧を検出する(ステップS3)。AFT電圧の電圧レベルの判定処理(1STEP)を実行する(ステップS4)。具体的には、AFT電圧が所定電圧(センター値)よりも低い場合には、局部発振周波数を1ステップ(1STEP=31.25kHz)下げて、AFT電圧の電圧レベルを判定する。一方、AFT電圧が所定電圧(センター値)以上である場合には、局部発振周波数を1ステップ(1STEP=31.25kHz)上げて、AFT電圧の電圧レベルを判定する。ステップS5において、AFT電圧が変化したと判断される場合には、局部発振周波数の調整処理を実行する(ステップS6)。
【選択図】図3

Description

本発明は、テレビ用チューナにおいて、特にFM放送を受信するFM選局回路に関するものである。
近年、電子同調チューナの局部発振出力をPLL(Phase Locked Loop)で制御する選局回路が普及し、これに、マイクロコンピュータ(CPU)を導入して、リモートコントロール選局、受信チャンネル表示機能との連係等、より選局機能の充実を図る傾向にある。
そして、FM信号であるテレビ放送信号を復調する場合にも、局部発振出力の発生制御をPLL形態に構成した局部発振回路で行い、このPLL形態の局部発振回路をCPUにより制御する構成が取られている。
テレビ放送信号のオートプリセットとしては、受信時において、FM検波コイルの出力電圧であるいわゆる自動周波数チューニング電圧(AFT電圧)を測定して、測定したAFT電圧が、AFT電圧の特性線であるAFTカーブの中心周波数の電圧レベル付近となるようにチューニングを実行する。そして、AFTカーブの中心周波数の電圧レベル付近である所定の範囲内の電圧レベルとなった場合に同期有りと判定する。特開平2−131613号公報および特開平6−314958号公報においては、AFT電圧に基づいて選局する一般的な方式が開示されている。
そして、同期有りと判定された場合、さらに、テレビ放送信号に含まれる映像信号の同期信号を検出して、映像信号の同期信号とのAND論理演算結果に基づいてテレビ放送信号の局有り判定を実行する。そして、局有りと判定された当該周波数をチャンネル番号と対応付けて記憶部に記憶(メモリ)することになる。
特開平2−131613号公報 特開平6−314958号公報
しかしながら、FM放送信号のチャンネル帯域幅(200kHz)は、テレビ放送のチャンネル帯域幅(6MHz)よりも狭い。
この点で、テレビ放送信号の場合には、チャンネル帯域幅(6MHz)に合わせて所定周波数ずつ増加あるいは減少させる調整単位は比較的広く取られている。
したがって、FM放送信号を受信可能なテレビ用チューナにおいて、FM放送信号の際のオートプリセットの際に、テレビ放送信号と同様の調整精度により、AFTカーブの中心周波数からのズレを調整しようとした場合、調整単位が広いとチューニングを正常に実行することができないという問題がある。
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、FM放送信号のオートプリセットの精度を向上させることが可能なFM選局回路を提供することを目的とする。
本発明に係るFM選局回路は、テレビ放送信号およびFM放送信号を受信可能なFM選局回路であって、局部発振器と、選局データに基づいた、局部発振器から周波数が制御された発振周波数を出力するためのPLL回路と、入力されたFM放送信号を局部発振器からの発振周波数に基づいて中間周波信号に変換する周波数変換回路と、中間周波信号をFM復調する復調回路と、復調回路に入力される中間周波信号の入力に従って自動周波数調整信号を出力する信号発生回路と、自動周波数調整信号の電圧値を計測する電圧レベル判定手段と、電圧レベル判定手段により読取られた電圧値に基づいて、PLL回路に対して発振周波数を調整するように指示する制御手段とを備える。制御手段は、電圧レベル判定手段により読取られた電圧値に従って発振周波数を所定の周波数シフトさせて電圧レベル判定手段により読取られた電圧値が変化するかどうかを判断し、変化した場合には中心周波数に対する選局データの発振周波数の周波数ズレを算出し、算出結果に基づいて、PLL回路に対して補正された選局データを出力する。
好ましくは、選局データを格納する記憶部をさらに備えた。
好ましくは、制御部は、電圧レベル判定手段により読取られた電圧値に基づいて、中心周波数に対する発振周波数の周波数ズレを算出する周波数誤差検知部を含む。
好ましくは、制御手段は、FM放送信号の受信時の自動周波数調整信号の温度ドリフトに基づく周波数ズレを調整する。
特に、電源投入後からの時間に対応付けられた温度ドリフトに従う補正データを記憶する記憶部と、電源投入後からの時間を計測する計測手段とをさらに備える。制御手段は、計測手段により計測された計測時間に基づいて、記憶部に記憶された電源投入後からの時間に対応する補正データを読み出して、補正データにより選局データを補正してPLL回路に出力する。
本発明に係るFM選局回路は、制御手段において、電圧レベル判定手段により読取られた電圧値に従って発振周波数を所定の周波数シフトさせて電圧レベル判定手段により読取られた電圧値が変化するかどうかを判断し、変化した場合には中心周波数に対する選局データの発振周波数の周波数ズレを算出し、算出結果に基づいて、PLL回路に対して補正された選局データを出力する。
すなわち、所定の周波数シフトさせて、選局データを補正するためFM放送信号のオートプリセットの精度を向上させることが可能である。
以下に図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明においては同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一であるものとする。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態に従うFM選局回路を備えたテレビチューナ1の概略構成を説明するブロック図である。
図1を参照して、本発明の実施の形態1に従うテレビチューナ1は、アンテナ3を介してテレビ放送信号であるRF信号とともにFM放送信号であるRF信号を受信可能であるものとする。本例においては、特にFM放送信号について主に説明し、テレビ放送信号についてはその詳細な説明は省略する。
周波数帯は、大別して一例としてVHF帯(30〜300MHz)とUHF帯(300〜3GHz)に分けられており、入力されたRF信号は、ハイパスフィルタ2により分離される。なお、FM放送信号の帯域は、一例として76〜90MHzが使用されており、VHF帯に含まれているものとする。VHF帯において、テレビ放送信号の帯域としては、一例として90〜222MHzが用いられているものとする。
ハイパスフィルタ2を通過したUHF帯のRF信号は、バンドパスフィルタ6でさらに帯域が制限され、RFアンプ10によりRF信号が増幅される。そして、バンドパスフィルタ14により帯域が制限されてMOP回路16に出力される。
また、VHF帯に関しては、アンテナ3から入力されたRF信号がバンドパスフィルタ4に入力され、バンドパスフィルタ4からRFアンプ8に出力される。RFアンプ8によりバンドパスフィルタ4を通過したRF信号が増幅され、バンドパスフィルタ12を介して帯域が制限されて、MOP回路16に出力される。
MOP回路16は、ミキサ(Mixer)、局部発振器(Oscillator)およびPLLシンセサイザを1つのワンチップの集積回路として設けたものであり、制御部70により入力された選局されたチャンネルデータに対応する発振周波数データに応じた中間周波数を出力する。
MOP回路16は、ミキサ18,22と、局部発振器20,24と、PLLシンセサイザ28と、増幅器26とを含む。局部発振器20,24は、電圧制御発振器(VCO)として構成されており、PLLシンセサイザ28は、制御部70から発振周波数データの入力を受けて、発振周波数データに基づくチューニング電圧を出力する。
そして、PLLシンセサイザ28から出力されるチューニング電圧に従って電圧制御発振器内の可変容量素子の容量値が変化し、局部発振器から出力される信号の発振周波数が調整される。
ミキサ18,22は、局部発振器20,24からそれぞれ出力される発振周波数の入力およびバンドパスフィルタ12,14からの増幅されたRF信号の入力を受けてミキシングし、増幅器26を介して中間周波数を出力する。なお、本例においては、ミキサ18,22において、RF信号と局部発振器20,24からそれぞれ出力される発振周波数がミキシングされて中間周波数が出力されるものとする。
なお、MOP回路16において、PLLシンセサイザ28からのチューニング電圧は、局部発振器20,24のいずれか一方に出力されるものとする。すなわち、VHF帯あるいはUHF帯のいずれか一方のRF信号を受信するものとする。本例においては、一例としてVHF帯のFM放送信号を受信する場合について説明する。
MOP回路16から出力された中間周波数は、バンドパスフィルタ32を介してSAWフィルタ34,36にそれぞれ出力される。そしてSAWフィルタ34,36からの出力信号はPIF/SIF回路40に出力される。
PIF/SIF回路40は、アンプ42,44,48,52と、映像検波回路46と、FM検波回路50と、AFT回路54とを含む。
PIF/SIF回路40は、SAWフィルタ34,36を通過した中間周波数に対して復調処理を施して、映像信号および音声信号をそれぞれ出力する。
具体的には、SAWフィルタ34,36からそれぞれ出力された中間周波数は、アンプ42,44によりそれぞれ増幅され、映像検波回路46およびFM検波回路50にそれぞれ出力される。
そして、映像検波回路46から出力された信号は、アンプ48により増幅されてさらにアンプ56を介して映像信号として出力される。
一方、FM検波回路50から出力された信号は、アンプ52により増幅されて音声信号として出力される。
AFT回路54は、アンプ42からの増幅された中間周波数と、図示しない局部発振器における発振周波数との周波数差に比例した逆S字特性のAFT電圧を出力する。そして、当該AFT電圧をMOP回路16のPLLシンセサイザ28のアナログ−デジタル変換回路であるADC回路30に出力する。
PLLシンセサイザ28のADC回路30は、AFT回路54からのアナログ信号であるAFT電圧を受けて、デジタル変換してその結果を制御部70に出力する。
制御部70は、周波数誤差検知部60およびタイマ75を含み、PLLシンセサイザ28のADC回路30から出力されたデジタル信号を受けて、局有り判定および局部発振周波数調整処理等を実行する。
周波数誤差検知部60は、ADC回路30から出力されたデジタル信号に基づいて、電圧誤差に基づく周波数誤差を算出する。
制御部70は、周波数誤差検知部60で算出された周波数誤差に基づいてPLLシンセサイザ28に出力する発振周波数データを補正する。
また、タイマ75は、チューナに電源が投入されてからの時刻を計測するものとする。
記憶部80は、制御部70との間で必要なデータの授受を実行する。記憶部80には、予めチャンネルデータとともにに対応付けられた発振周波数データが格納されているものとする。
図2は、本発明の実施の形態に従うAFT出力電圧を説明する図である。
図2を参照して、ここでは、横軸には中間周波数が示され、縦軸には対応するAFT電圧が示されている。
ここでは、逆S字特性のAFT電圧のAFTカーブが示されている。そして、本例においては、一例としてテレビチューナ1の周囲温度が25℃である場合に、AFTカーブの中心周波数f0(センター周波数)が41.250MHzとして示されている。
本例においては、AFT電圧値は、2.25〜3.00V間にあれば、周波数ズレなしとして判断されるものとする。
また、ここでは、温度ドリフトによりAFT電圧のAFTカーブが変化している場合が示されている。具体的には、テレビチューナ1の周囲温度が60℃あるいは70℃の場合が示されている。
図3は、本発明の実施の形態に従うFM放送信号のオートプリセットを説明するフロー図である。
図3を参照して、本発明の実施の形態1に従うFM放送信号のオートプリセット時においては、まず、FM放送信号の受信モードであるかどうかを判断する(ステップS1)。具体的には、一例としてFM放送信号の受信周波数の帯域は、76.0〜90.0MHzであり、VHF帯において、テレビ放送信号の受信周波数の帯域は、90.0MHz〜222MHzである。
したがって、ステップS1において、いずれの周波数帯域の信号を受信するかを判断する。
そして、FM放送信号の受信モードである場合には、次にチャンネルデータに応じた局部発振周波数を設定する(ステップS2)。
具体的には、FM放送信号のオートプリセットの際に、制御部70からの指示に応答して、チャンネルデータ(選局データ)に対応付けられた発振周波数データが記憶部80から読み出される。そして、制御部70は、記憶部80に格納された周波数の低い放送局に対応するチャンネルデータに対応付けられた発振周波数データを読み出してPLLシンセサイザ28に出力する。
そして、PLLシンセサイザ28は、制御部70からの指示に応答して、入力された発振周波数となるようにチューニング電圧を出力する。
そして、次に、AFT電圧を検出する(ステップS3)。
具体的には、AFT回路54から出力されるAFT電圧をADC回路30により測定して、その結果が制御部70に入力される。
そして、制御部70は、AFT電圧の電圧レベルの判定処理(1STEP)を実行する(ステップS4)。
具体的には、AFT電圧が所定電圧(センター値)よりも低い場合には、局部発振周波数を1ステップ(1STEP=31.25kHz)下げて、中間周波数を調整してAFT電圧の電圧レベルを判定する。本例においては、センター値の一例として、2.5Vに設定されているものとする。
一方、AFT電圧が所定電圧(センター値)以上である場合には、局部発振周波数を1ステップ(1STEP=31.25kHz)上げて、中間周波数を調整してAFT電圧の電圧レベルを判定する。
ここで、AFT電圧が所定電圧(センター値)よりも低い場合には、1ステップ下げてAFT電圧を検出する理由は、AFTカーブが逆S字特性を示すものであり、1ステップ下げることにより、AFT電圧が所定電圧よりも高くなる場合には、局部発振周波数の調整により中間周波数がAFTカーブの中心周波数にチューニングされていることを確認することができるからである。また、AFT電圧が所定電圧(センター値)よりも高い場合には、1ステップ上げてAFT電圧を検出する理由は、AFTカーブが逆S字特性を示すものであり、1ステップ上げることにより、AFT電圧が所定電圧よりも低くなる場合には、局部発振周波数の調整により中間周波数がAFTカーブの中心周波数にチューニングされていることを確認することができるからである。
そして、次に、逆S字特性のAFT電圧のAFTカーブに従って、AFT電圧が先の検出したAFT電圧から変化したかどうかを判定する(ステップS5)。変化した場合には、シフトさせる前あるいはシフト後の発振周波数は、逆S字特性のAFT電圧のAFTカーブの中心周波数付近であると判断することができる。
ステップS5において、AFT電圧が変化したと判断される場合には、局部発振周波数の調整処理を実行する(ステップS6)。
図4は、ADC回路の出力するデジタル信号を説明する図である。
図4に示されるようにADC回路は、AFT電圧が3〜5Vの場合には、PA2,PA1,PA0の3ビットのデータ信号を「100」に設定する。
また、AFT電圧が2.25〜3Vの場合には、PA2,PA1,PA0の3ビットのデータ信号を「011」に設定する。AFT電圧が1.5〜2.25Vの場合には、PA2,PA1,PA0の3ビットのデータ信号を「010」に設定する。
また、AFT電圧が0.75〜1.5Vの場合には、PA2,PA1,PA0の3ビットのデータ信号を「001」に設定する。
また、AFT電圧が0〜0.75Vの場合には、PA2,PA1,PA0の3ビットのデータ信号を「000」に設定する。
制御部70は、ADC回路30からの3ビットのデータ信号の入力を受けて、AFT電圧の電圧レベルを検出し、そして、AFT電圧が変化したかどうかを判断する。すなわち、ADC回路30からの3ビットのデータ信号に変化があったかどうかを判断する。
変化があった場合には、制御部70は、周波数誤差検知部60を用いてAFT電圧が所定の電圧レベルの範囲内(本例においては、2.25〜3Vの範囲内)に含まれるように周波数ズレを算出する。そして、周波数ズレに従って局部発振周波数を調整する。
周波数誤差検知部60は、上述したようにADC回路30からのAFT電圧のデジタル信号の入力に従って電圧誤差に基づく周波数誤差を算出する。そして、制御部70は、当該周波数誤差に基づいて、PLLシンセサイザ28に対して補正した発振周波数データを出力する。
そして、PLLシンセサイザ28は、補正した発振周波数となるようにチューニング電圧を補正する。そして、局部発振器20の発振周波数を調整し、AFTカーブの中心周波数の電圧レベル付近となるようにチューニングが実行される。
再び、図3を参照して、制御部70は、AFT電圧がAFTカーブの中心周波数の電圧レベル付近である所定の範囲内(本例においては、2.25〜3Vの範囲内)の電圧レベルとなった場合に局有りと判定する(ステップS9)。
そして、チャンネルデータ(選局データ)に対応付けて調整した局部発振周波数データを記憶部80に記憶(チャンネルメモリ)する(ステップS10)。
そして、次のステップS11に進む。
一方、ステップS5において、AFT電圧が変化しないと判断される場合には、次に、AFT電圧の電圧レベルの判定処理(2STEP)を実行する(ステップS7)。
具体的には、AFT電圧が所定電圧よりも低い場合には、局部発振周波数を2ステップ(2STEP=62.50kHz)下げて、中間周波数を調整してAFT電圧の電圧レベルを検出する。
一方、AFT電圧が所定電圧よりも高い場合には、局部発振周波数を2ステップ(2STEP=62.50kHz)上げて、中間周波数を調整してAFT電圧の電圧レベルを検出する。
ここで、AFT電圧が所定電圧(センター値)よりも低い場合には、2ステップ下げてAFT電圧を検出する理由は、AFTカーブが逆S字特性を示すものであり、1ステップでは変化を検出することができない程度、局部発振周波数が中心周波数からずれている場合であっても2ステップ下げることにより、AFT電圧が所定電圧よりも高くなる場合には、局部発振周波数の調整により中間周波数がAFTカーブの中心周波数にチューニングされていることを確認することができるからである。
また、AFT電圧が所定電圧(センター値)よりも高い場合には、2ステップ上げてAFT電圧を検出する理由は、AFTカーブが逆S字特性を示すものであり、1ステップでは変化を検出することができない程度、局部発振周波数が中心周波数からずれている場合であっても2ステップ上げることにより、AFT電圧が所定電圧よりも低くなる場合には、局部発振周波数の調整により中間周波数がAFTカーブの中心周波数にチューニングされていることを確認することができるからである。
そして、次に、逆S字特性のAFT電圧のAFTカーブに従って、AFT電圧が先の検出したAFT電圧から変化したかどうかを判定する(ステップS8)。変化した場合には、シフトさせる前あるいはシフト後の発振周波数は、逆S字特性のAFT電圧のAFTカーブの中心周波数付近であると判断することができる。
ステップS8において、AFT電圧が変化したと判断される場合には、ステップS6の局部発振周波数の調整処理を実行する。
一方、ステップS8において、AFT電圧が変化しないと判断される場合には、放送局の存在を指し示す逆S字特性のAFT電圧のAFTカーブは局部発振周波数の周辺に存在しないと判断して、局無しとして判定する(ステップS13)。
そして、ステップS11において、次のチャンネル選局があるかどうかを判断する。
次のチャンネル選局がある場合には、ステップS12に進んでチャンネルデータに応じた局部発振周波数を再設定し、ステップS3にて上述したのと同様の処理を実行する。具体的には、記憶部80に格納された周波数の低い放送局に対応するチャンネルデータに対応付けられた発振周波数データから順番に読み出してオートプリセットを行う。
当該構成により、FM放送信号のオートプリセットの際、チャンネル帯域幅に合わせて、シフトする周波数(1STEP=31.25kHz)をテレビ放送の調整精度よりも小さくすることにより、テレビ放送のチャンネル帯域幅(6MHz)よりも狭いFM放送信号の狭いチャンネル帯域幅(200kHz)においてもオートプリセットを正常に実行することが可能である。
(実施の形態2)
上記の実施の形態1においては、定常時であるテレビチューナ1の周囲温度が25℃である場合について説明したが、テレビチューナ1の電源投入直後においては、AFT電圧について、テレビチューナ1の周囲温度に起因して温度ドリフトが生じる場合がある。具体的には、図2で示したように、テレビチューナ1の周囲温度が60℃あるいは70℃の場合にAFT電圧のAFTカーブについて、温度ドリフトが生じている場合が示されている。
当該場合には、AFTカーブのセンター周波数が大幅にずれることになり、発振周波数とセンター周波数とが大幅にずれた場合には、オートプリセットを正常に実行することができない可能性がある。
したがって、温度ドリフトが生じる場合には、発振周波数データを補正しておくことにより正常にオートプリセットを実行することが可能となる。
具体的には、記憶部80にテレビチューナ1の電源投入後の時刻と、発振周波数データの補正データを対応付けて記憶させる。
そして、制御部70のタイマ75によりテレビチューナ1の電源投入からの時刻を計測する。
そして、制御部70は、計測した時刻に基づいて、オートプリセットを実行する際に温度ドリフトが生じると判断される場合には、記憶部80から電源投入後の時刻と、発振周波数データの補正データを読み出し、当該補正データを用いて記憶部80に格納された通常の発振周波数データを補正してPLLシンセサイザ28に出力する。
これにより、電源投入後のテレビチューナ1の周囲温度に起因して温度ドリフトが生じる場合であっても、温度ドリフトに対応して発振周波数データを補正することにより、発振周波数がAFTカーブのセンター周波数から大幅にずれることを防止し、オートプリセットを正常に実行することが可能となる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
本発明の実施の形態に従うFM選局回路を備えたテレビチューナ1の概略構成を説明するブロック図である。 本発明の実施の形態に従うAFT出力電圧を説明する図である。 本発明の実施の形態に従うFM放送信号のオートプリセットを説明するフロー図である。 ADC回路の出力するデジタル信号を説明する図である。
符号の説明
1 テレビチューナ、2 ハイパスフィルタ、3 アンテナ、4,6,12,14,32 バンドパスフィルタ、8,10 RFアンプ、16 MOP回路、18,22 ミキサ、20,24 局部発振器、26 増幅器、28 PLLシンセサイザ、30 ADC回路、34,36 SAWフィルタ、40 PIF/SIF回路、42,44,48,52 アンプ、46 映像検波回路、50 FM検波回路、54 AFT回路、56 アンプ、60 周波数誤差検知部、70 制御部、75 タイマ、80 記憶部。

Claims (5)

  1. テレビ放送信号およびFM放送信号を受信可能なFM選局回路であって、
    局部発振器と、
    選局データに基づいた、前記局部発振器から周波数が制御された発振周波数信号を出力するためのPLL回路と、
    入力されたFM放送信号を前記局部発振器からの発振周波数信号に基づいて中間周波信号に変換する周波数変換回路と、
    前記中間周波信号をFM復調する復調回路と、
    前記復調回路に入力される前記中間周波信号の入力に従って自動周波数調整信号を出力する信号発生回路と、
    前記自動周波数調整信号の電圧値を計測する電圧レベル判定手段と、
    前記電圧レベル判定手段により読取られた電圧値に基づいて、前記PLL回路に対して前記発振周波数信号を調整するように指示する制御手段とを備え、
    前記制御手段は、前記電圧レベル判定手段により読取られた電圧値に従って前記発振周波数信号を所定の周波数シフトさせて前記電圧レベル判定手段により読取られた電圧値が変化するかどうかを判断し、変化した場合には中心周波数に対する前記選局データの前記発振周波数信号の周波数ズレを算出し、算出結果に基づいて、前記PLL回路に対して補正された選局データを出力する、FM選局回路。
  2. 前記選局データを格納する記憶部をさらに備えた、請求項1記載のFM選局回路。
  3. 前記制御部は、前記電圧レベル判定手段により読取られた電圧値に基づいて、中心周波数に対する前記発振周波数信号の周波数ズレを算出する周波数誤差検知部を含む、請求項1記載のFM選局回路。
  4. 前記制御手段は、FM放送信号の受信時の前記自動周波数調整信号の温度ドリフトに基づく周波数ズレを調整する、請求項1記載のFM選局回路。
  5. 電源投入後からの時間に対応付けられた温度ドリフトに従う補正データを記憶する記憶部と、
    電源投入後からの時間を計測する計測手段とをさらに備え、
    前記制御手段は、前記計測手段により計測された計測時間に基づいて、前記記憶部に記憶された前記電源投入後からの時間に対応する補正データを読み出して、前記補正データにより前記選局データを補正して前記PLL回路に出力する、請求項4記載のFM選局回路。
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