JP2897264B2

JP2897264B2 - チューナ

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Publication number: JP2897264B2
Application number: JP18832989A
Authority: JP
Inventors: 康夫山田
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1989-07-20
Filing date: 1989-07-20
Publication date: 1999-05-31
Anticipated expiration: 2014-05-31
Also published as: JPH0352410A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」この発明は、スーパヘテロダイン方式のチューナに関
する。

「従来の技術」局部発振器として例えばPLLを用いたスーパヘテロダ
イン方式のチューナが知られている。第２図は、EMチュ
ーナにおける局部発振器用のPLLの構成例を示したもの
である。同図において、基準信号発生器１は、周波数fx
の信号を発生する水晶発振器２と、この信号をＭ分周
（Ｍは整数）して周波数fx/Mの基準信号を発生するバイ
ナリカウンタ３とからなる。

PLL4は、周波数・位相比較器５と、ローパスフィルタ
６と、VCO（電圧制御発振器）７と、分周比Ｐ（Ｐは整
数）のプリスケーラ８と、分周比Ｎ（Ｎは整数）を切り
換え可能なプログラマブル分周器９とを閉ループ構成に
接続してなる。

VCO7は第３図に示すようなLC共振回路で基本的に構成
されている。このLC共振回路における容量Ｃは、例えば
バラクタダイオードによって実現される。第２図のPLL4
の場合、ローパスフィルタ６の出力により、VCO7の容量
Ｃが変化し、VCO7を構成するLC共振回路の共振周波数が
制御される。これにより、VCO7の発振周波数が制御され
る。

VCO7の発振出力は、プリスケーラ8,プログラマブル分
周器９によって分周され、選局制御回路10によって読み
込まれる。この結果、選局制御回路10によってVCO7の発
振周波数が検出され、所望の局の受信に適した分周比Ｎ
がプログラマブル分周器９に設定される。このように、
選局制御回路10は、前記分周比Ｎを決定する処理を含む
放送受信に必要なプログラム処理を行う。

以下、このFMチューナの動作を説明する。図示してな
い選局操作子が操作されると、その初期状態における入
力電圧に応じた周波数でVCO7が発振し、この発振周波数
が上述したように選局制御回路10によって検知され、選
局周波数に対応する分周比Ｎがプログラマブル分周器９
に与えられる。この時、プリスケーラ８はVCO7の発振出
力（周波数fvco）を分周し、分周信号（周波数fvco/P）
を出力する。プログラマブル分周器９はプリスケーラ８
の分周出力をさらに分周し、周波数fvco/（Ｎ・Ｐ）を
有する比較信号を出力する。

周波数・位相比較器５は、比較信号とバイナリカウン
タ３の基準信号とを周波数（及び位相）について比較
し、それらの間の周波数（及び位相）差に応じた差信号
を出力する。この差信号は、ローパスフィルタ６により
帯域制限され、VCO7に入力される。

しかして、PLL回路４は、差信号の値が最小となるよ
うに動作し、バイナリカウンタ３の出力信号（周波数fx
/M）とプログラマブル分周器９の出力信号｛周波数fvco
/（Ｎ・Ｐ）｝とが位相同期する。そして、VCO7の発振
周波数fvcoは、fx（Ｎ・Ｐ）/Mとなり、このVCO7の出力
信号が局部発振信号としてFM復調に用いられる。

一方、FMチューナにおける高周波増幅器は、選局周波
数に応じて通過帯域特性を制御する必要があり、高周波
増幅器の各段間には通過帯域特性を制御可能な同図回路
が介挿される。そして、上述したように、局部発振信号
を得るのに、PLLを用いる場合は、PLLを構成するVCO7の
入力電圧がこれら同調回路の同調制御に用いられてい
る。

「発明が解決しようとする課題」ところで、上述した従来のFM受信装置内では、局部発
振用PLLを構成するVCOの入力電圧にPLL内の他の回路に
よって発生される雑音が混入し、局部発振周波数の安定
性が悪くなり、復調出力の信号対雑音比が悪化するとい
う問題があった。この対策として、水晶発振器の発振出
力を局部発振信号として用いることが考えられる。しか
し、高周波増幅段の同調制御を行うのに、選局周波数に
応じた電圧値を発生する電圧出力手段が必要になる。そ
こで、水晶発振器から出力される局部発振信号に対応し
た同調電圧を得るために、例えばPLLを構成し、このPLL
を構成するVCOの入力電圧により高周波増幅段の同調制
御を行う方法が考えられる。しかしながら、VCOの製品
バラツキおよび温度特性を含めた周波数精度を考慮する
と、PLLのVCOの発振周波数と水晶発振器の発振周波数を
一致させることが難しく、この両方の周波数にずれが生
じた場合にビート妨害が発生する恐れがある。

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであ
り、安定した局部発振信号が得られ、高い信号対雑音比
が得られると共にビート妨害の発生する恐れのないチュ
ーナを提供することを目的とする。

「課題を解決するための手段」この発明は、選局周波数に対応して中間周波数だけ隔
たった周波数の局部発振信号を発振出力する水晶発振手
段と、前記選局周波数に対応し、前記水晶発振器の発振
周波数とは逆方向に中間周波数だけ隔たった周波数の局
部発振周波信号を発生すると共に、該局部発振周波信号
に基づいて同調電圧を発生し出力する同調電圧出力手段
と、前記水晶発振手段の発振出力あるいは前記同調電圧
出力手段の局部発振周波信号のどちらか一方をチューナ
混合部に供給すると共に、前記同調電圧をチューナ高周
波増幅部に供給する局部発振器選択手段とを具備するこ
とを特徴とする。

「作用」上記構成によれば、水晶発振手段あるいは同調電圧出
力手段から出力される局部発振信号がチューナ混合部に
供給され、復調が行われる。また、この時、同調電圧出
力手段から出力される同調電圧によってチューナ高周波
増幅器の通過帯域制御が行われる。ここで、同調電圧出
力手段と水晶発振器とでは、各々で発生される局部発振
信号の周波数が所定周波数間隔だけ隔たっており、ビー
ト妨害は発生しない。

「実施例」以下、図面を参照し、本発明の一実施例を説明する。

第１図は、この発明の一実施例によるFMチューナのブ
ロック図である。第１図において、アンテナ21により受
信された受信信号（周波数f₀のFM放送信号、最大変調レ
ベル±75KHz）は、同調回路22及び23を介してRF（高周
波）増幅器24によって高周波増幅される。更に、RF増幅
器24の出力信号は、同調回路25及び26を介してミキサ27
に入力される。ここで、同調回路22,23,25,26は、例え
ば前述の第２図に示したようなコイルおよびバラクタダ
イオードを用いた構成のものが用いられ、共通の同調電
圧VTにより帯域通過特性が制御される。

ミキサ27では、同調回路26の出力信号と局部発振信号
とが混合され、周波数変換が行われる。ここで、局部発
振信号は、水晶発振器42あるいはVCO43から出力される
選局周波数f₀に対し10.7MHz隔たった周波数であり、こ
れらの各発振出力の一方が、スイッチ46によって選択さ
れて供給される。なお、スイッチ46の切換動作について
は、後述する。また、水晶発振器42は、このFMチューナ
において受信可能な選局周波数に対応し、複数並設され
ても良いが、第１図では、ある選局周波数に対応したも
の１個のみを図示した。そして、ミキサ27の出力信号は
バンドパスフィルタ28によって帯域制限され、周波数1
0.7MHzの中間周波数信号が得られる。この中間周波信号
は、中間周波増幅器29によって増幅後、FM検波器30によ
ってFM検波され、音声信号が得られる。そして、音声信
号は、マルチプレクサ31によって左音声信号Ｌ及び右音
声信号Ｒに分解されて出力される。

FM検波器30の出力信号は、さらにシグナルメータ回路
32及びステーション検出回路33に入力される。シグナル
メータ回路32は、音声信号のレベルを判定し、その受信
状態における受信電界の強さを示す受信レベル信号を出
力する。一方、ステーション検出回路33は、音声信号の
レベルを検知し、該レベルが所定レベル以上である場合
に、放送局からの信号が受信されたことを示す局検出信
号を出力する。これらの受信レベル信号及び局検出信号
はデータ制御回路34に入力される。

データ制御回路34は、シグナルメータ回路32の検出信
号、ステーション検出回路33の局検出信号および図示し
ていない当該システムの操作部からの指示に従って、レ
ジスタ35aおよび35bに後述する分周比データを供給す
る。

基準分周回路36は、水晶発振器38の発振出力を増幅器
37によって増幅して得られる信号（周波数fREF₀）を分
周するものであり、この基準分周回路36の分周出力が、
後述するPLL100に位相比較用の基準信号（周波数fREF）
として送られる。基準分周回路36の分周動作は、データ
制御回路34から出力されレジスタ35aに設定される分周
比Nsに基づいて行われる。このように、分周比Nsを変化
させることができるので、選局周波数のステップが、例
えば50KHz、100KHz、又は200KHzという具合に受信地域
によって異なる場合においても、それに対応して基準信
号fREFを調整することができる。

水晶発振器42の発振出力およびVCO43の発振出力はス
イッチ41に入力される。そして、両発振出力の一方がス
イッチ41によって選択され、増幅器40によって増幅後、
主分周回路39によって分周される。そして、その分周出
力がレジスタ35bを介してデータ制御回路34に読み込ま
れ、データ制御回路34によって水晶発振器42あるいはVC
O43の発振周波数が検知されると共に主分周回路39に設
定する分周比が決定される。そして、決定された分周比
はデータ制御回路34から出力されてレジスタ35bに設定
され、主分周回路39はこの設定された分周比に基づいて
分周動作する。そして、分周出力がコンパレータ44へ入
力される。

コンパレータ44には、前述した基準分周回路36の基準
信号（周波数fREF）が入力される。また、上述のよう
に、比較入力として主分周回路39の分周出力が入力され
る。そして、コンパレータ44からは上記比較入力と基準
信号との周波数差に応じた差信号ERが出力され、ローパ
スフィルタ45によってこの差信号ERの直流成分が取り出
され、同調電圧VTとして同調回路22、23,25,26に供給さ
れる。また、この同調電圧VTは、VCO43に供給される。

そして、スイッチ41がVCO43の出力を選択するように
切り換えられることにより、VCO43、スイッチ41、増幅
器40、主分周回路39、コンパレータ44及びローパスフィ
ルタ45からなるループ回路がPLL100として動作するよう
になっている。

次に、前記構成の動作を、あるFM放送局を受信する場
合について説明する。

まず、受信者が、図示していない操作部に設けられて
いる所望の放送局の選局スイッチを押したとする。ここ
で、各選局周波数に対応した水晶発振器が完全装備され
ている場合は、使用者が対応する選局スイッチを押すこ
とにより水晶発振器が指定される。また、そうでない場
合には、使用者が所望の放送局を指定する選局スイッチ
を押すこと、その放送局に対応する水晶発振器があるか
否かが自動的に判断され、対応する水晶発振器が設けら
れていない場合には、その表示がなされ、そして、通常
のPLL動作による受信（後述）に自動的に切り換えられ
る。一方、所望の放送局に対応した水晶発振器が存在す
る場合には、その水晶発振器42が選択され、その水晶発
振器42において発振が開始される。そして、局部発振信
号（周波数fL₁＝f₀＋10.7MHz）が水晶発振器42から出力
される。この時、スイッチ41は水晶発振器42の発振出力
を選択するように切り換えられている。そして、この水
晶発振器42の発振出力が主分周回路39,レジスタ35bを介
してデータ制御回路34に読み込まれてその周波数が検出
され、これにより選局周波数に対応した分周比Ｎがデー
タ制御回路34からレジスタ35bに設定される。

次いでスイッチ41がVCO43側に切り換えられる。これ
により、VCO43の発振出力がスイッチ41を介して増幅器4
0で増幅された後、レジスタ35bに設定された分周比Ｎ′
に従い、主分周回路39によって分周される。

ここで、分周比は、水晶発振器42の局部発振信号（fL
₁＝fL₀＋10.7MHz）をデータ制御回路34で読み込むた
め、通常のPLLでは、このfL₁に対応する分周比Ｎ′が設
定されるが、この実施例では、VCO43の発振周波数がfL₂
＝f₀−10.7MHzの状態でPLL動作するため、前記fL₁＝fL₀
＋10.7MHzの場合の分周比Ｎが自動的に設定されるよう
になっている。

そして、この分周出力と基準信号（周波数fREF）との
周波数差に応じた差信号ERがコンパレータ44から出力さ
れ、ローパスフィルタ45によってその直流分が抽出さ
れ、同調電圧VTとして同調回路22,23,25,26に供給され
ると共にVCO43に入力される。そして、VCO43は同調電圧
VTに応じた周波数で発振する。

ここで、同調電圧VTは基準周波数fREFと主分周回路39
の分周出力の周波数（f₀−10.7MHz）/N′の周波数差に
応じた電圧値となっている。そして、同調電圧VTがこの
電圧値の時に当該選局周波数に適合する通過帯域特性と
なるように同調回路22,23,25,26が設計されている。ま
た、この同調電圧VTに対しては、fL2＝f₀−10.7MHz付近
の周波数で発振するように、VCO43の電圧対周波数特性
が決められている。

こうして、VCO43,スイッチ41,増幅器40,主分周回路3
9,コンパレータ44,ローパス・フィルタ45によるPLLがロ
ック状態になる。

この状態において、シグナルメータ回路32およびステ
ーション検出回路33から出力される受信レベル信号およ
び局検出信号から、データ制御回路34によって、受信状
態の良否が判定される。そして、受信状態が悪いと判定
された場合、スイッチ46がVCO43側に切り換えられ、VCO
43の発振出力を局部発振信号として用いるFM復調に切り
換えられる。なお、前述したように、所望の放送局に対
応する水晶発振器がない場合は、その局の選局スイッチ
が押されると、自動的にこの受信状態となるように制御
される。

一方、受信状態が良好であると判定された場合は、上
述のように水晶発振器42の発振出力を局部発振信号とし
て用いるFM復調が行われる。

ただし、この良否判断結果により、局部発振信号に水
晶発振器を用いるか、あるいはVCOを用いるかは任意に
設定できる。また、これらの受信動作を行う場合、受信
動作が完了するまで、所望の選局周波数をミューティン
グすれば、受信動作中のスイッチ切換等により生じるノ
イズを操作者等に聴こえなくすることができる。

このように、この発明のFMチューナは、同調回路22,2
3,25,26の同調制御はPLL100によって行い、受信信号のF
M復調は水晶発振器42の局部発振信号に基づいて行うこ
とができる。従って、局部発振周波数が安定し、信号対
雑音比の良いFM復調を行うことができる。また、上記受
信時、VCO43の発振周波数fL₂＝f₀−10.7MHzは、選局周
波数f₀を境に、水晶発振器42の局部発振周波数fL1＝f₀
＋10.7MHzと反対側にあるので、ビート妨害の発生が防
止される。

なお、上記実施例においては、水晶発振器42の局部発
振周波数をf₀＋10.7MHzとし、この水晶発振器の発振出
力をミキサ27に供給すると共に、VCO43の発振周波数をf
₀−10.7MHzとしたが、逆に水晶発振器42の発振周波数を
f₀−10.7MHzとする場合はVCO43の発振周波数をf₀＋10.7
MHzとすれば良い。また、上記実施例では、VCO43の発振
周波数と選局周波数f₀との差は、10.7MHzとしたが、こ
の周波数差はビート妨害を発生しない程度の大きさがあ
ればよい。例えば、FM放送において最大変調レベルが±
75kHzの場合は、その周波数帯域に含まれるビートを発
生しないようにすればよいので、100kHz程度の周波数差
を設ければ十分である。また、上記実施例では、水晶発
振器42を発振させ、一旦、データ制御回路34に、その周
波数値を読み込ませた後に主分周回路に分周比Ｎを設定
するようにしたが、図示されない操作部を操作すること
によって図示されない記憶回路に記憶されている数値の
中から対応する分周比Ｎを呼び出し、主分周回路に設定
するようにしてもよい。また、地域によって受信可能な
周波数が異なるので、水晶発振器を取り替え自在に設計
すると都合がよい。そして、上記実施例では同調電圧を
PLLから供給するようにしているが、この同調電圧の発
生手段としては、水晶発振器42との間でビートを発生し
ないもので、選局周波数に対応した同調電圧および局部
発振周波数を必要な精度で出力することができるもので
あればよい。以上、この発明をFMチューナに適用する場
合の実施例について説明したが、AMチューナの場合には
中間周波数が455kHzとなるような基本構成にすれば、上
記FMチューナの場合と同様の効果が得られる。

「発明の効果」以上説明したように、この発明によれば、選局周波数
に対応して中間周波数だけ隔たった周波数の局部発振信
号を発振出力する水晶発振手段と、前記選局周波数に対
応し、前記水晶発振手段の発振周波数とは逆方向に中間
周波数だけ隔たった周波数の局部発振周波信号を発生す
ると共に、該局部発振周波信号に基づいて同調電圧を発
生し出力する同調電圧出力手段と、前記水晶発振手段の
発振出力あるいは前記同調電圧出力手段の局部発振周波
信号のどちらか一方をチューナ混合部に供給すると共
に、前記同調電圧をチューナ高周波増幅部に供給する局
部発振器選択手段とを設けたので、局部発振周波数が安
定し、信号対雑音比の良好な復調出力が得られ、かつ、
ビート妨害が発生しないチューナが実現されるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるFMチューナの構成を
示すブロック図、第２図は従来公知の一般的なPLLの構
成を示すブロック図、第３図はVCOに用いられる共振回
路の構成例を示す図である。 24……RF増幅器（高周波増幅器）、22,23,25,25……同
調回路、27……ミキサ、42……水晶発振器、100……PL
L、34……データ制御回路。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】選局周波数に対して中間周波数だけ隔たっ
た周波数の局部発振信号を発振出力する水晶発振手段
と、前記選局周波数に対応し、前記水晶発振器の発振周波数
とは逆方向に中間周波数だけ隔たった周波数の局部発振
周波信号を発生すると共に、該局部発振周波信号に基づ
いて同調電圧を発生し出力する同調電圧出力手段と、前記水晶発振手段の発振出力あるいは前記同調電圧出力
手段の局部発振周波信号のどちらか一方をチューナ混合
部に供給すると共に、前記同調電圧をチューナ高周波増
幅部に供給する局部発振器選択手段とを具備することを特徴とするチューナ。