JP2777717B2 - Ｆｍ放送受信装置 - Google Patents
Ｆｍ放送受信装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明はデータ放送（FM多重放送）の受信装置に関す
る。
る。
B.発明の概要 データ多重のFM放送受信機において、通常のFM復調に
よりパイロット信号を分離し、これから第２副搬送波76
kHzを発生させ、一方通常のIF信号と周波数変換により
ベースバンド信号の極性が反転している逆相のIF信号を
作り、この二つのIF信号を76kHzの第２副搬送波でスイ
ッチして（必要ならば直交する２種の副搬送波を使用す
る）、その出力をFM復調（必要ならば直交する副搬送波
に対応して２個の復調器）してデータ信号を得る。
よりパイロット信号を分離し、これから第２副搬送波76
kHzを発生させ、一方通常のIF信号と周波数変換により
ベースバンド信号の極性が反転している逆相のIF信号を
作り、この二つのIF信号を76kHzの第２副搬送波でスイ
ッチして（必要ならば直交する２種の副搬送波を使用す
る）、その出力をFM復調（必要ならば直交する副搬送波
に対応して２個の復調器）してデータ信号を得る。
C.従来の技術 FMのデータ放送（FM多重放送）のベースバンド信号
は、第５図に示すように、15kHz以下のモノラル信号、f
p＝19kHzのパイロット信号、38kHzを副搬送波とする±1
5kHzの帯域のステレオ信号、それに76kHz（４fp）を第
２副搬送波としてデータ（音声を含む）信号を多重して
いる。なお、FMステレオ放送との受信時の妨害排除を考
慮して、データ信号の振幅は全体の2.5％とされてい
る。
は、第５図に示すように、15kHz以下のモノラル信号、f
p＝19kHzのパイロット信号、38kHzを副搬送波とする±1
5kHzの帯域のステレオ信号、それに76kHz（４fp）を第
２副搬送波としてデータ（音声を含む）信号を多重して
いる。なお、FMステレオ放送との受信時の妨害排除を考
慮して、データ信号の振幅は全体の2.5％とされてい
る。
一般に、かゝるデータ信号の受信には従来よりも広帯
域のIF帯を持つ受信機を用いる。第６図はFM多重受信機
のデータ受信部の構成を示すブロック図で、図中、１は
アンテナ入力信号、２は高周波増幅器、３は周波数コン
バータ、４は局部発振器、５はリミッタ、６はFM復調
器、７はパイロット分離フィルタ、８はデータ信号分離
フィルタ、９は４fp（76kHz）発生器、10はcos4ωpt、1
1は90°移相器、12,13は同期検波回路、14は符号合成
器、15は出力データを表わす。
域のIF帯を持つ受信機を用いる。第６図はFM多重受信機
のデータ受信部の構成を示すブロック図で、図中、１は
アンテナ入力信号、２は高周波増幅器、３は周波数コン
バータ、４は局部発振器、５はリミッタ、６はFM復調
器、７はパイロット分離フィルタ、８はデータ信号分離
フィルタ、９は４fp（76kHz）発生器、10はcos4ωpt、1
1は90°移相器、12,13は同期検波回路、14は符号合成
器、15は出力データを表わす。
アンテナ入力信号１を高周波増幅器２で高周波（RF）
増幅し、周波数コンバータ３に加え、局部発振器４との
周波数の差を作り、IF信号とする。IF信号の搬送波は1
0.7MHz（無変調時の周波数）に選んでいる。IF信号はFM
変調波である。リミッタ５で振幅の変動分を抑制し、FM
復調器６でベースバンド信号を復元する。以下はデータ
放送の受信に絞って説明する。パイロット分離フィルタ
７で19kHzを取り出す。データ信号分離フィルタ８の76
±15kHzでデータ信号のAM変調波を取り出す。パイロッ
ト信号分離フィルタ７の出力を４逓倍して76kHzを４fp
発生器９で発生させる。データ放送が単一の位相を用い
る際には４fp発生器９の出力はcos4ωpt10のみでよい
が、直交位相を用いている場合には、90°移相器11のsi
n4ωptも用いる。cos4ωpt10および90°移相器11の出力
でデータ信号分離フィルタ８の出力を同期検波回路12お
よび13を用いて同期検波すれば、データ信号を得る。同
期検波回路12および13の出力を符号合成器14で合成し
て、もとの符号パターン15となる。
増幅し、周波数コンバータ３に加え、局部発振器４との
周波数の差を作り、IF信号とする。IF信号の搬送波は1
0.7MHz（無変調時の周波数）に選んでいる。IF信号はFM
変調波である。リミッタ５で振幅の変動分を抑制し、FM
復調器６でベースバンド信号を復元する。以下はデータ
放送の受信に絞って説明する。パイロット分離フィルタ
７で19kHzを取り出す。データ信号分離フィルタ８の76
±15kHzでデータ信号のAM変調波を取り出す。パイロッ
ト信号分離フィルタ７の出力を４逓倍して76kHzを４fp
発生器９で発生させる。データ放送が単一の位相を用い
る際には４fp発生器９の出力はcos4ωpt10のみでよい
が、直交位相を用いている場合には、90°移相器11のsi
n4ωptも用いる。cos4ωpt10および90°移相器11の出力
でデータ信号分離フィルタ８の出力を同期検波回路12お
よび13を用いて同期検波すれば、データ信号を得る。同
期検波回路12および13の出力を符号合成器14で合成し
て、もとの符号パターン15となる。
第７図（ａ）は送信するデータパターンであり、
（ｂ）は76kHz（cos4ωpt）を変調したものであり、こ
れを（ｃ）のcos4ωptで同期検波して（ｄ）の元のデー
タパターンとなる。第７図（ｅ）は２相、すなわち、co
s4ωptとsin4ωptを変調した例であり、（ｆ），（ｇ）
のcos4ωpt,sin4ωptで同期検波して（ｈ），（ｉ）の
パターンを得、（ｊ）を合成すれば入力の（ａ）と等し
くなる。
（ｂ）は76kHz（cos4ωpt）を変調したものであり、こ
れを（ｃ）のcos4ωptで同期検波して（ｄ）の元のデー
タパターンとなる。第７図（ｅ）は２相、すなわち、co
s4ωptとsin4ωptを変調した例であり、（ｆ），（ｇ）
のcos4ωpt,sin4ωptで同期検波して（ｈ），（ｉ）の
パターンを得、（ｊ）を合成すれば入力の（ａ）と等し
くなる。
D.発明が解決しようとする課題 かゝるデータ受信で問題となるのは弱電界受信時に発
生するFM復調に伴う雑音である。FM復調の雑音の振幅は
復調信号の周波数に比例し、三角雑音として知られてい
る。第８図に第５図のベースバンド信号に対応させて示
す。76kHz±15kHzの雑音は38kHz±15kHzよりも約6 d BS
N比が悪くなる。しかも信号振幅が2.5％（約−32dB）な
ので、弱電界でFM多重のデータを受信することは困難と
なる。
生するFM復調に伴う雑音である。FM復調の雑音の振幅は
復調信号の周波数に比例し、三角雑音として知られてい
る。第８図に第５図のベースバンド信号に対応させて示
す。76kHz±15kHzの雑音は38kHz±15kHzよりも約6 d BS
N比が悪くなる。しかも信号振幅が2.5％（約−32dB）な
ので、弱電界でFM多重のデータを受信することは困難と
なる。
［発明の目的］ 本発明の目的は、FM多重放送のデータ信号をSN比よく
受信し、弱電界におけるデータの受信を可能とするFM放
送受信装置を提供することである。
受信し、弱電界におけるデータの受信を可能とするFM放
送受信装置を提供することである。
E.課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明によるFM放送受信
装置は、中間周波信号を復調する第１の復調器の出力か
らパイロット信号（fp）を分離するパイロット分離手段
と、このパイロット信号（fp）に基づく第２副搬送波を
発生する第２副搬送波発生手段と、上記中間周波信号に
対して逆相の中間周波信号を発生する逆相IF発生手段
と、上記第２副搬送波に基づき正相の中間周波信号と逆
相の中間周波信号を選択的に出力するスイッチング手段
と、および、このスイッチング手段の出力を復調する第
２の復調器と、を含むことを要旨とする。
装置は、中間周波信号を復調する第１の復調器の出力か
らパイロット信号（fp）を分離するパイロット分離手段
と、このパイロット信号（fp）に基づく第２副搬送波を
発生する第２副搬送波発生手段と、上記中間周波信号に
対して逆相の中間周波信号を発生する逆相IF発生手段
と、上記第２副搬送波に基づき正相の中間周波信号と逆
相の中間周波信号を選択的に出力するスイッチング手段
と、および、このスイッチング手段の出力を復調する第
２の復調器と、を含むことを要旨とする。
本発明において、更に、第２副搬送波と直交する第３
の副搬送波を発生する手段と、上記第３の副搬送波に基
づき正相の中間周波信号と逆相の中間周波信号を選択的
に出力する第２のスイッチング手段と、該スイッチング
手段の出力を復調する第３の復調器と、を設けてもよ
い。
の副搬送波を発生する手段と、上記第３の副搬送波に基
づき正相の中間周波信号と逆相の中間周波信号を選択的
に出力する第２のスイッチング手段と、該スイッチング
手段の出力を復調する第３の復調器と、を設けてもよ
い。
また、上述した本発明装置において、上記第２副搬送
波がパイロット信号（fp）の４逓倍信号としてもよい。
波がパイロット信号（fp）の４逓倍信号としてもよい。
F.作用 第８図からも明らかなように、FMのモノラル信号に較
べて多重（データ）信号のFM復調雑音は約20dB大きい。
音声信号のエンファシスを考慮すると約26 dBの差にな
り、弱電界では殆んど受信不可能となる。そこで、本発
明ではFM多重のデータ信号を第６図に示すように、FM復
調してから分離するのではなく、専用にFM復調すること
で大幅なFM復調雑音の低減を図る。
べて多重（データ）信号のFM復調雑音は約20dB大きい。
音声信号のエンファシスを考慮すると約26 dBの差にな
り、弱電界では殆んど受信不可能となる。そこで、本発
明ではFM多重のデータ信号を第６図に示すように、FM復
調してから分離するのではなく、専用にFM復調すること
で大幅なFM復調雑音の低減を図る。
本発明の動作は、具体的には下記のステップから成
る。
る。
（１）FM音声復調によるパイロットfp＝19kHzのパイロ
ット信号の分離、 （２）パイロットfp＝19kHzから第２副搬送波４fp＝76k
Hzの発生、 （３）IF段で通常の正相のIFとベースバンドの極性が逆
極性になる逆相IFの発生、 （４）スイッチにより（３）の正相、逆相のIFを４fpの
パルスでτ＝6.58μｓ毎にスイッチして交互に取り出
す。この際、スイッチパルスはcos4ωptの他にsin4ωpt
を併用する場合もある。
ット信号の分離、 （２）パイロットfp＝19kHzから第２副搬送波４fp＝76k
Hzの発生、 （３）IF段で通常の正相のIFとベースバンドの極性が逆
極性になる逆相IFの発生、 （４）スイッチにより（３）の正相、逆相のIFを４fpの
パルスでτ＝6.58μｓ毎にスイッチして交互に取り出
す。この際、スイッチパルスはcos4ωptの他にsin4ωpt
を併用する場合もある。
（５）（４）のスイッチ出力をFM復調器で復調し、必要
があれば２個の復調器を用いて、その出力を合成する。
があれば２個の復調器を用いて、その出力を合成する。
G.実施例 以下に、図面を参照しながら、実施例を用いて本発明
を一層詳細に説明するが、それらは例示に過ぎず、本発
明の枠を越えることなしにいろいろな変形や改良があり
得ることは勿論である。
を一層詳細に説明するが、それらは例示に過ぎず、本発
明の枠を越えることなしにいろいろな変形や改良があり
得ることは勿論である。
第１図は本発明によるFM放送受信装置の構成を示すブ
ロック図で、図中、第６図と共通する引用番号は第６図
におけるものと同じか、またはそれに対応する部分を表
わし、16は周波数コンバータ、17は固定発振器（21.4MH
z）、18,19は電子スイッチ、20,21はFM復調器（リミッ
タ付き）を表わす。
ロック図で、図中、第６図と共通する引用番号は第６図
におけるものと同じか、またはそれに対応する部分を表
わし、16は周波数コンバータ、17は固定発振器（21.4MH
z）、18,19は電子スイッチ、20,21はFM復調器（リミッ
タ付き）を表わす。
以下上記実施例の動作を説明する。
リミッタ５の出力を復調器６でベースバンド信号と
し、データ信号分離フィルタ７でパイロット信号cos ω
ptを取り出し、４fp発生器９で４逓倍してcos4ωptと
し、出力をcos4ωpt10とする。一方、90°移相器11で90
°位相を回転してsin4ωptとする。
し、データ信号分離フィルタ７でパイロット信号cos ω
ptを取り出し、４fp発生器９で４逓倍してcos4ωptと
し、出力をcos4ωpt10とする。一方、90°移相器11で90
°位相を回転してsin4ωptとする。
リミッタ５の出力は周波数コンバータ16に加え、固定
発振器（21.4MHz）により16の出力にリミッタ５の出力
とは逆相のベースバンド信号のIF信号を得る。
発振器（21.4MHz）により16の出力にリミッタ５の出力
とは逆相のベースバンド信号のIF信号を得る。
周波数コンバータ16は平衡変調器で、低域通過フィル
タからなる。この際、入力のリミッタ５の出力が、周波
数コンバータ16の出力に洩れる場合には、第２図の構成
を用いても良い。すなわち、局部発振器23は21.4MHzよ
りも高くし、例えば50MHzとし、コンバータ22の出力で
は、39.3MHzを中心とする帯域通過フィルタでIF分を取
り出し、コンバータ24へ加え、局部発振器25の周波数は
39.3−10.7＝28.6MHzにしてコンバータ24の出力から低
域通過フィルタで10.7MHzのIFを得る。周波数コンバー
タ16の出力はリミッタ５の出力とともに電子スイッチ1
8,19に加え、それぞれ４fp発振器９の出力のcos4ωptと
90°移相器11の出力のsin4ωptでスイッチし、その出力
をそれぞれFM復調器20および21で復調し、低周波成分を
取り出し、必要ならば符号合成器14でデータ信号を復元
する。
タからなる。この際、入力のリミッタ５の出力が、周波
数コンバータ16の出力に洩れる場合には、第２図の構成
を用いても良い。すなわち、局部発振器23は21.4MHzよ
りも高くし、例えば50MHzとし、コンバータ22の出力で
は、39.3MHzを中心とする帯域通過フィルタでIF分を取
り出し、コンバータ24へ加え、局部発振器25の周波数は
39.3−10.7＝28.6MHzにしてコンバータ24の出力から低
域通過フィルタで10.7MHzのIFを得る。周波数コンバー
タ16の出力はリミッタ５の出力とともに電子スイッチ1
8,19に加え、それぞれ４fp発振器９の出力のcos4ωptと
90°移相器11の出力のsin4ωptでスイッチし、その出力
をそれぞれFM復調器20および21で復調し、低周波成分を
取り出し、必要ならば符号合成器14でデータ信号を復元
する。
第３図は周波数コンバータ16の出力をスイッチングす
る例を示す。（ａ）の縦軸は周波数であり、実線はリミ
ッタ５の正相のIF、破線は周波数コンバータ16の逆相の
IFを示す。（ｂ）はcos4ωptを方形波表示したスイッチ
ングパルスcos4ωpt10であり、（ａ）をスイッチして実
線、破線の太線を交互に出力する。電子スイッチ18の出
力は（ａ）のまゝであり、（ａ）の縦軸を振幅に置換し
たのがFM復調器20のフィルタ入力である。なお、第３図
ではcos4ωptのみ変調している例を示す。
る例を示す。（ａ）の縦軸は周波数であり、実線はリミ
ッタ５の正相のIF、破線は周波数コンバータ16の逆相の
IFを示す。（ｂ）はcos4ωptを方形波表示したスイッチ
ングパルスcos4ωpt10であり、（ａ）をスイッチして実
線、破線の太線を交互に出力する。電子スイッチ18の出
力は（ａ）のまゝであり、（ａ）の縦軸を振幅に置換し
たのがFM復調器20のフィルタ入力である。なお、第３図
ではcos4ωptのみ変調している例を示す。
FM復調器20の低域通過フィルタ出力は第３図（ｃ）と
なり、入力データ信号となる。第３図（ａ）ではモノラ
ル、ステレオ、データ信号の多重を示し、パイロット信
号は省略した。
なり、入力データ信号となる。第３図（ａ）ではモノラ
ル、ステレオ、データ信号の多重を示し、パイロット信
号は省略した。
上述したように受信信号の中間周波信号（IF信号）を
多重データ信号の搬送周波数である76KHzでスイッチン
グすることにより、ベースバンドにおける各信号成分の
分布は第５図でデータ成分とモノラル成分を入れ替えた
ようになる。
多重データ信号の搬送周波数である76KHzでスイッチン
グすることにより、ベースバンドにおける各信号成分の
分布は第５図でデータ成分とモノラル成分を入れ替えた
ようになる。
つまり、IF信号を4fp＝76KHzの信号でスイッチングす
ることは、IF信号と76KHz信号を乗算することと等価で
あり、このスイッチング（乗算）の結果、ベースバンド
における76KHzを中心に分布していたデータ成分はベー
スバンドにおける0KHz（中心周波数位置）に分布する信
号に変換され、ベースバンドにおける0KHz（中心周波数
位置）に分布していたモノラル成分はベースバンドにお
ける76KHzを中心に分布する信号に変換されることとな
る。
ることは、IF信号と76KHz信号を乗算することと等価で
あり、このスイッチング（乗算）の結果、ベースバンド
における76KHzを中心に分布していたデータ成分はベー
スバンドにおける0KHz（中心周波数位置）に分布する信
号に変換され、ベースバンドにおける0KHz（中心周波数
位置）に分布していたモノラル成分はベースバンドにお
ける76KHzを中心に分布する信号に変換されることとな
る。
その結果、復調後の雑音分布は第４図のようになる。
第４図にFM復調器20の出力の低域通過フィルタの入力
信号での雑音分布を示す。データ信号は15kHz以下に位
置し、モノラル信号が76kHz帯に存在する。したがっ
て、FM復調器20の出力の低域通過フィルタで15kHz以下
を取り出せば、雑音は第８図のデータ信号の雑音の約1/
9に減少する。
信号での雑音分布を示す。データ信号は15kHz以下に位
置し、モノラル信号が76kHz帯に存在する。したがっ
て、FM復調器20の出力の低域通過フィルタで15kHz以下
を取り出せば、雑音は第８図のデータ信号の雑音の約1/
9に減少する。
H.発明の効果 以上説明したとおり、FM復調における三角雑音はベー
スバンド信号の高周波で増大しているために、FM多重の
データ信号のように76kHzの第２副搬送波を用いるもの
の、SN比は向上しないのに反して、本発明によれば、正
相と逆相のIFを第２副搬送波（cos4ωptとsin4ωpt）で
交互にスイッチすることでその出力をFM復調すると、低
周波にデータ信号が生じ、SN比の向上を図ることができ
る。
スバンド信号の高周波で増大しているために、FM多重の
データ信号のように76kHzの第２副搬送波を用いるもの
の、SN比は向上しないのに反して、本発明によれば、正
相と逆相のIFを第２副搬送波（cos4ωptとsin4ωpt）で
交互にスイッチすることでその出力をFM復調すると、低
周波にデータ信号が生じ、SN比の向上を図ることができ
る。
第１図は本発明によるFM放送受信装置の構成を示すブロ
ック図、第２図は第１図の周波数コンバータの構成を示
すブロック図、第３図はデータ信号の復調例を示す波形
図、第４図はデータ復調系のFM復調雑音分布を示す図、
第５図はFM多重放送のベースバンドの信号の周波数分布
を示す図、第６図はFM放送受信機のデータ受信部の構成
を示すブロック図、第７図はFM多重のデータと第２副搬
送波の変調波形図、第８図はFM復調による雑音分布を示
す図である。 １……アンテナ入力信号、２……高周波増幅器、３……
周波数コンバータ、４……局部発振器、５……リミッ
タ、６……FM復調器、７……パイロット分離フィルタ、
８……データ信号分離フィルタ、９……４fp（76kHz）
発生器、10……cos4ωpt、11……90°移相器、12,13…
…同期検波回路、14……符号合成器、15……出力デー
タ、16……周波数コンバータ、17……固定発振器（21.4
MHz）、18,19……電子スイッチ、20,21……FM復調器
（リミッタ付き）。
ック図、第２図は第１図の周波数コンバータの構成を示
すブロック図、第３図はデータ信号の復調例を示す波形
図、第４図はデータ復調系のFM復調雑音分布を示す図、
第５図はFM多重放送のベースバンドの信号の周波数分布
を示す図、第６図はFM放送受信機のデータ受信部の構成
を示すブロック図、第７図はFM多重のデータと第２副搬
送波の変調波形図、第８図はFM復調による雑音分布を示
す図である。 １……アンテナ入力信号、２……高周波増幅器、３……
周波数コンバータ、４……局部発振器、５……リミッ
タ、６……FM復調器、７……パイロット分離フィルタ、
８……データ信号分離フィルタ、９……４fp（76kHz）
発生器、10……cos4ωpt、11……90°移相器、12,13…
…同期検波回路、14……符号合成器、15……出力デー
タ、16……周波数コンバータ、17……固定発振器（21.4
MHz）、18,19……電子スイッチ、20,21……FM復調器
（リミッタ付き）。
Claims (3)
- 【請求項１】（ａ）中間周波信号を復調する第１の復調
器の出力からパイロット信号（fp）を分離するパイロッ
ト分離手段、 （ｂ）このパイロット信号（fp）に基づく第２副搬送波
を発生する第２副搬送波発生手段、 （ｃ）上記中間周波信号に対して逆相の中間周波信号を
発生する逆相IF発生手段、 （ｄ）上記第２副搬送波に基づき正相の中間周波信号と
逆相の中間周波信号を選択的に出力するスイッチング手
段、および （ｅ）このスイッチング手段の出力を復調する第２の復
調器、 を含むことを特徴とするFM放送受信装置。 - 【請求項２】（ｆ）第２副搬送波と直交する第３の副搬
送波を発生する手段、 （ｇ）上記第３の副搬送波に基づき正相の中間周波信号
と逆相の中間周波信号を選択的に出力する第２のスイッ
チング手段、 （ｈ）該スイッチング手段の出力を復調する第３の復調
器、 を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のFM
放送受信装置。 - 【請求項３】上記第２副搬送波がパイロット信号（fp）
の４逓倍信号であることを特徴とする特許請求の範囲第
１項又は第２項記載のFM放送受信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10954288A JP2777717B2 (ja) | 1988-05-02 | 1988-05-02 | Ｆｍ放送受信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10954288A JP2777717B2 (ja) | 1988-05-02 | 1988-05-02 | Ｆｍ放送受信装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01279647A JPH01279647A (ja) | 1989-11-09 |
| JP2777717B2 true JP2777717B2 (ja) | 1998-07-23 |
Family
ID=14512892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10954288A Expired - Fee Related JP2777717B2 (ja) | 1988-05-02 | 1988-05-02 | Ｆｍ放送受信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2777717B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0624982D0 (en) * | 2006-12-14 | 2007-01-24 | Cambridge Silicon Radio Ltd | FM signal quality measurement |
-
1988
- 1988-05-02 JP JP10954288A patent/JP2777717B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01279647A (ja) | 1989-11-09 |
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