JP2016066903A - ラジオ受信機 - Google Patents

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Abstract

【課題】検波後の音声信号について入力レベルにかかわらず出力レベルを一定に制御する場合に、局間ノイズの低減が可能であって通常電界時のS/Nを改善することができるラジオ受信機を提供すること。【解決手段】AM・FMラジオ受信機100は、受信信号を検波するAM・FM検波回路30と、検波後の信号に対して受信電界強度に応じた特性のミュート処理を行うミュート回路40と、ミュート処理後の音量レベルを所定のレベル範囲について一定に制御するボリュームバランス最適化回路50と、音量レベルが制御された後の信号が入力され、音量が所定のレベル範囲よりも小さい場合にこの入力信号を減衰させる低入力アッテネータ回路60とを備えている。【選択図】図1

Description

本発明は、AM放送やFM放送を受信するラジオ受信機に関する。
従来から、受信電界強度が小さくなったときに、中間周波信号のレベルに対応するSメータ電圧に基づいて、検波器から出力される復調信号を増幅するプリアンプの増幅率を小さくすることにより、受信電界強度の低下に応じてノイズを含む出力信号(AF)のレベルが小さくなるようにしたFM受信機が知られている(例えば、特許文献1参照。)。このFM受信機では、受信電界強度が低下したときのS/Nを改善することができる。
また、従来から、検波後の音声信号について入力レベルにかかわらず出力レベルを一定に制御するボリュームバランス最適化処理を行うようにしたAM/FMラジオが知られている。ボリュームバランス最適化処理を行うことにより、音量が小さい音声が含まれるAM放送やFM放送を受信した場合であっても聴取者が聴きやすい音量の音声を出力することができる。
特開平8−18468号公報
ところで、上述した特許文献1に開示されたFM受信機にボリュームバランス最適化処理を組み合わせると、隣接する放送局の間の受信周波数におけるノイズ(局間ノイズ)が増加するとともに、通常電界時のS/Nが悪化するという問題があった。
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、検波後の音声信号について入力レベルにかかわらず出力レベルを一定に制御する場合に、局間ノイズの低減が可能であって通常電界時のS/Nを改善することができるラジオ受信機を提供することにある。
上述した課題を解決するために、本発明のラジオ受信機は、受信信号を検波する検波手段と、検波手段による検波後の信号に対して、受信電界強度に応じた特性のミュート処理を行うミュート手段と、ミュート処理後の音量レベルを、所定のレベル範囲について一定に制御する音量制御手段と、音量制御手段によって音量レベルが制御された後の信号が入力され、音量が所定のレベル範囲よりも小さい場合にこの入力信号を減衰させる低入力減衰手段とを備えている。また、受信信号の信号レベルを検出する信号レベル検出手段をさらに備え、ミュート手段で用いられる特性は、信号レベル検出手段によって検出される信号レベルが小さいときに減衰量が大きく設定されている。
音量を一定に制御する場合であっても、受信信号の信号レベルが小さいときに減衰させる処理を併用することにより局間ノイズのような弱電界時のノイズを低減することができ、音量制御後に音量が所定のレベル範囲よりも小さい場合に入力信号を減衰させる処理と併用することにより通常電界時のS/Nを改善することができる。
また、上述したミュート手段で用いられる特性は、音量制御手段による音量制御を行うことにより弱電界時に悪化したS/Nを改善可能な減衰量を有することが望ましい。また、上述したミュート手段で用いられる特性は、音量制御手段による音量制御を行うことにより弱電界時に悪化するS/Nの変動量を考慮して設定されることが望ましい。これにより、音量制御を行うことにより悪化した弱電界時のS/Nを確実に改善することが可能となる。
また、受信信号に対して周波数変換を行うことにより中間周波信号を生成するフロントエンド部をさらに備え、信号レベル検出手段は、中間周波信号の信号レベルを検出するSメータであることが望ましい。これにより、ラジオ受信機が置かれた環境における受信電界強度を確実に知ることができる。
また、上述した低入力減衰手段は、入力信号の音量が所定のレベル範囲よりも小さくなるほど、大きな減衰量となることが望ましい。これにより、音量が小さくなった場合に出力に含まれるノイズを低減することができる。
また、上述した音量制御手段は、入力信号の音量レベルが所定のレベル範囲よりも小さくなるほど、出力信号の音量レベルを低下させることが望ましい。これにより、所定のレベル範囲を超えて音量が小さくなった場合の過度な音量制御を抑制することができる。
また、上述したミュート手段は、音量制御手段の動作の有効/無効の設定にしたがって複数の減衰特性を有することが望ましい。また、上述したミュート手段は、音量制御手段の動作が無効の場合の減衰量に比べて有効の場合の減衰量を大きく設定することが望ましい。これにより、音量制御を行う場合と行わない場合とで利用者が感じる違和感をなくすることができる。
また、上述したAM放送波またはFM放送波に対応する受信信号を受信することが望ましい。これにより、AMラジオあるいはFMラジオにおいて、局間ノイズの低減と通常電界時のS/N改善が可能となる。
一実施形態のAM・FMラジオ受信機の構成を示す図である。 ミュート回路の特性を示す図である。 ボリュームバランス最適化回路の特性を示す図である。 低入力アッテネータ回路の特性を示す図である。 ボリュームバランス最適化回路の動作が有効/無効の場合のラジオ入出力特性を示す図である。
以下、本発明を適用した一実施形態のAM・FMラジオ受信機について、図面を参照しながら説明する。図1は、一実施形態のAM・FMラジオ受信機の構成を示す図である。図1に示すように、AM・FMラジオ受信機100は、アンテナ10、AM・FMフロントエンド部(AM・FM F/E)20、AM・FM検波回路30、ミュート回路40、ボリュームバランス最適化回路(VBO回路)50、低入力アッテネータ回路(LIA回路)60、アンプ70、スピーカ72を備えている。
AM・FMフロントエンド部20は、アンテナ10を介して受信した信号の中から所望の受信周波数(同調周波数)の受信信号(RF信号)を抽出するとともに、この抽出された信号に対して周波数変換を行って得られた中間周波信号(IF信号)を増幅する。また、AM・FMフロントエンド部20は、増幅された中間周波信号をAM検波することにより、中間周波信号の信号レベルを検出するSメータ22を含んでいる。このSメータ22は、後段のミュート回路40に向けて中間周波信号の信号レベルを示す受信電界強度信号を出力する。
AM・FM検波回路30は、AM・FMフロントエンド部20から出力される中間周波信号に対して、AM検波あるいはFM検波を行って音声信号(オーディオ信号)を出力する。
ミュート回路40は、AM・FM検波回路30による検波後の信号に対して、受信電界強度に応じた特性のミュート処理を行う。このミュート回路40で用いられるミュート特性は、Sメータ22によって検出される信号レベルが小さいときに減衰量が大きくなるように設定されている。また、このミュート特性は、ボリュームバランス最適化回路50による音量調整を行うことにより弱電界時に悪化するS/Nの変動量を考慮して、このS/Nを改善可能な減衰量となるように設定されている。
図2は、ミュート回路40の特性を示す図である。図2において、横軸はRF入力レベル(Sメータ22で検出された中間周波信号の信号レベル)、縦軸は出力レベルである。また、aはボリュームバランス最適化回路50の動作が有効の場合の減衰特性(ミュート特性)を、bはボリュームバランス最適化回路50の動作が無効の場合の減衰特性をそれぞれ示している。図2に示すように、ボリュームバランス最適化回路50の動作が無効の場合の減衰量に比べて有効の場合の減衰量が大きくなるようにミュート特性が設定されている。
ボリュームバランス最適化回路50は、ボリュームバランス最適化機能を実現するためのものであり、ミュート回路40によるミュート処理後の音声信号の音量レベルを、所定のレベル範囲(図3にeで示す範囲)について一定に制御する。また、ボリュームバランス最適化回路50は、入力される音声信号の音量レベルが上述した所定のレベル範囲よりも小さくなるほど、出力信号の音量レベルを低下させる。
図3は、ボリュームバランス最適化回路50の特性を示す図である。図3において、横軸は入力レベル(入力される音声信号の音量)、縦軸は出力レベル(出力される音声信号の音量)である。また、cはボリュームバランス最適化回路50を通した場合(動作が有効)の特性を、dはボリュームバランス最適化回路50を通さない場合(動作が無効)の特性をそれぞれ示している。図3に示すように、eで示される範囲については、入力される音声信号の音量が一定に制御されて出力される。また、eで示される範囲よりも小さい音量については、一定に制御されずに低下するようになっている。
低入力アッテネータ回路60は、ボリュームバランス最適化回路50によって音量レベルが制御された後の信号が入力され、音量が所定の範囲(図3にeで示す範囲)よりも小さい場合にこの入力信号を減衰させる。具体的には、入力信号の音量が所定の範囲よりも小さくなるほど、大きな減衰量が設定されている。低入力アッテネータ回路60から出力された音声信号は、アンプ70によって増幅され、スピーカ72から出力される。
図4は、低入力アッテネータ回路60の特性を示す図である。図4において、横軸は入力レベル(ボリュームバランス最適化回路50によって音量レベルが制御された後の信号)、縦軸は出力レベル(出力される音声信号の音量)である。また、fは低入力アッテネータ回路60を通した場合の特性を、gは低入力アッテネータ回路60を通さない場合の特性をそれぞれ示している。図4に示すように、入力レベルがh以上の場合には、入力レベルと同じになるように出力レベルが設定されている。また、入力レベルがhより小さい場合には、入力レベルが小さくなるほど大きく減衰するように出力レベルが設定されている。
上述したAM・FM検波回路30が検波手段に、ミュート回路40がミュート手段に、ボリュームバランス最適化回路50が音量制御手段に、低入力アッテネータ回路60が低入力減衰手段に、Sメータ22が信号レベル検出手段にそれぞれ対応する。
図5は、ボリュームバランス最適化回路50の動作が有効/無効の場合のラジオ入出力特性を示す図である。図5において、横軸はRF入力レベル、縦軸は音声信号の出力レベルである。また、s0はボリュームバランス最適化回路50の動作を無効にし、低入力アッテネータ回路60を通さず、ミュート回路40の特性としてb(図2)を選択した場合の信号成分を、n0は同じ設定におけるノイズ成分をそれぞれ示している。さらに、s1はボリュームバランス最適化回路50の動作を有効にし、低入力アッテネータ回路60を通さず、ミュート回路40の特性としてb(図2)を選択した場合の信号成分を、n1は同じ設定におけるノイズ成分をそれぞれ示している。
また、s2はボリュームバランス最適化回路50の動作を有効にし、低入力アッテネータ回路60を通し、ミュート回路40の特性としてa(図2)を選択した場合(本発明に基づく対策を行った場合)の信号成分を、n2は同じ設定におけるノイズ成分をそれぞれ示している。
図5からも明らかなように、従来構成では、ボリュームバランス最適化回路50を用いることにより、局間ノイズが増加するとともに(図5のh1で示した領域参照)、通常電界時のS/Nが悪化していた(図5のh2で示した領域参照)。
これに対し、本発明に基づく対策を行うことにより、局間ノイズについては、従来構成のボリュームバランス最適化回路50を用いなかった場合と同等以上まで改善することができた。また、通常電界時のS/Nについては、従来構成のボリュームバランス最適化回路50を用いなかった場合よりもさらに良好な値とすることができた。
このように、本実施形態のAM・FMラジオ受信機100では、ボリュームバランス最適化回路50によって音量を一定に制御する場合であっても、受信信号の信号レベルが小さいときに減衰させるミュート回路40によるミュート処理を併用することにより局間ノイズのような弱電界時のノイズを低減することができる。また、ボリュームバランス最適化回路50による音量制御後に音量が所定のレベル範囲よりも小さい場合に入力信号を減衰させる低入力アッテネータ回路60による処理と併用することにより通常電界時のS/Nを改善することができる。
また、ミュート回路40で用いられるミュート特性は、ボリュームバランス最適化回路50による音量制御を行うことにより弱電界時に悪化したS/Nを改善可能な減衰量を有するとともに、ボリュームバランス最適化回路50による音量制御を行うことにより弱電界時に悪化するS/Nの変動量を考慮して設定している。これにより、音量制御を行うことにより悪化した弱電界時のS/Nを確実に改善することが可能となる。
また、低入力アッテネータ回路60は、入力信号の音量が所定のレベル範囲よりも小さくなるほど、大きな減衰量となるようにしている。これにより、音量が小さくなった場合に出力に含まれるノイズを低減することができる。
また、ボリュームバランス最適化回路50は、入力信号の音量レベルが所定のレベル範囲よりも小さくなるほど、出力信号の音量レベルを低下させている。これにより、所定のレベル範囲を超えて音量が小さくなった場合の過度な音量制御を抑制することができる。
また、ミュート回路40は、ボリュームバランス最適化回路50の動作の有効/無効の設定にしたがって複数の減衰特性を有している。具体的には、ボリュームバランス最適化回路50の動作が無効の場合の減衰量に比べて有効の場合の減衰量を大きく設定している。これにより、音量制御を行う場合と行わない場合とで利用者が感じる違和感をなくすることができる。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、AM・FMラジオ受信機100において、AM放送とFM放送の両方を受信するようにしたが、いずれか一方のみを受信するようにしてもよい。また、これらのラジオ受信機は、単独で製品化する場合の他に、スマートフォンなどに組み込むようにしてもよい。
また、上述した実施形態のAM・FM検波回路30、ミュート回路40やその他の構成は、その一部をDSP(デジタルシグナルプロセッサ)等によるデジタル処理によって実現するようにしてもよい。
上述したように、本発明によれば、音量を一定に制御する場合であっても、受信信号の信号レベルが小さいときに減衰させる処理を併用することにより局間ノイズのような弱電界時のノイズを低減することができ、音量制御後に音量が所定のレベル範囲よりも小さい場合に入力信号を減衰させる処理と併用することにより通常電界時のS/Nを改善することができる。
10 アンテナ
20 AM・FMフロントエンド部(AM・FM F/E)
30 AM・FM検波回路
40 ミュート回路
50 ボリュームバランス最適化回路(VBO回路)
60 低入力アッテネータ回路(LIA回路)
70 アンプ
72 スピーカ
100 AM・FMラジオ受信機

Claims (10)

  1. 受信信号を検波する検波手段と、
    前記検波手段による検波後の信号に対して、受信電界強度に応じた特性のミュート処理を行うミュート手段と、
    前記ミュート処理後の音量レベルを、所定のレベル範囲について一定に制御する音量制御手段と、
    前記音量制御手段によって音量レベルが制御された後の信号が入力され、音量が前記所定のレベル範囲よりも小さい場合にこの入力信号を減衰させる低入力減衰手段と、
    を備えることを特徴とするラジオ受信機。
  2. 請求項1において、
    受信信号の信号レベルを検出する信号レベル検出手段をさらに備え、
    前記ミュート手段で用いられる前記特性は、前記信号レベル検出手段によって検出される信号レベルが小さいときに減衰量が大きく設定されていることを特徴とするラジオ受信機。
  3. 請求項2において、
    前記ミュート手段で用いられる前記特性は、前記音量制御手段による音量制御を行うことにより弱電界時に悪化したS/Nを改善可能な前記減衰量を有することを特徴とするラジオ受信機。
  4. 請求項1〜3のいずれか一項において、
    前記ミュート手段で用いられる前記特性は、前記音量制御手段による音量制御を行うことにより弱電界時に悪化するS/Nの変動量を考慮して設定されることを特徴とするラジオ受信機。
  5. 請求項1〜4のいずれか一項において、
    受信信号に対して周波数変換を行うことにより中間周波信号を生成するフロントエンド部をさらに備え、
    前記信号レベル検出手段は、前記中間周波信号の信号レベルを検出するSメータであることを特徴とするラジオ受信機。
  6. 請求項1〜5のいずれか一項において、
    前記低入力減衰手段は、入力信号の音量が前記所定のレベル範囲よりも小さくなるほど、大きな減衰量となることを特徴とするラジオ受信機。
  7. 請求項1〜6のいずれか一項において、
    前記音量制御手段は、入力信号の音量レベルが前記所定のレベル範囲よりも小さくなるほど、出力信号の音量レベルを低下させることを特徴とするラジオ受信機。
  8. 請求項1〜7のいずれか一項において、
    前記ミュート手段は、前記音量制御手段の動作の有効/無効の設定にしたがって複数の減衰特性を有することを特徴とするラジオ受信機。
  9. 請求項8において、
    前記ミュート手段は、前記音量制御手段の動作が無効の場合の減衰量に比べて有効の場合の減衰量を大きく設定することを特徴とするラジオ受信機。
  10. 請求項1〜9のいずれか一項において、
    AM放送波またはFM放送波に対応する受信信号を受信することを特徴とするラジオ受信機。
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