JP3137410B2 - Am/fmダイレクト受信機 - Google Patents

Am/fmダイレクト受信機

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JP3137410B2
JP3137410B2 JP04049454A JP4945492A JP3137410B2 JP 3137410 B2 JP3137410 B2 JP 3137410B2 JP 04049454 A JP04049454 A JP 04049454A JP 4945492 A JP4945492 A JP 4945492A JP 3137410 B2 JP3137410 B2 JP 3137410B2
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三利 佐々木
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はAM/FMダイレクト受
信機に関する。特に本発明ではサンプリング信号共用化
に伴うディジタル処理の精度向上を目的とする。
【0002】
【従来の技術】従来このような技術の分野として、特開
昭58−184842号公報に記載のものがある。これ
に記載されているAMステレオ放送の方式はモトローラ
方式といわれるもので、送信側では主チャンネル1+L
+Rと副チャンネルL−Rで直角変調し、その合成波を
リミッターを通して振幅変化分を取り除いたのち、1+
L+Rで再び振幅変調したものである。ステレオ識別信
号としてのパイロット信号は25Hzが使用される。受
信側ではAM検波により主チャンネル1+L+Rを求
め、位相検波により位相φを求めtanφ=(L−R)
/(1+L+R)の関係より副チャンネルL−Rを求
め、これらからL及びR信号を得る。
【0003】そしてAM/FMダイレクト受信機は受信
帯域幅の異なるAM受信部とFM受信部が設けられ両者
を切り換えて使用されるものである。これらのAM受信
部、FM受信部では信号処理にDSP(Digital Signal
Processor) が採用されて、ディジタル信号処理が行わ
れている。ところでDSPに使用されるサンプリング周
波数は処理する信号の最大周波数の2倍程度になる。本
受信機ではダイレクト方式を採用し、直交変換後におい
てAM受信部の取り扱う周波数の範囲は0〜10KHz
で、FM受信部の取り扱う範囲は0〜150KHzであ
る。したがって通常サンプリング周波数はFM受信部の
取り扱う周波数の範囲に基づき約300KHzに決めら
れている。
【0004】ダイレクト検波受信機に関する技術として
は、特開昭61−273005号公報に記載されたもの
がある。なおAM/FMダイレクト受信機の全体構成は
実施例の項で説明することとする。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら通常の場
合にはAM受信部にとって上記サンプリング周波数(約
300KHz)は、使用周波数の2倍以上であるので、
信号処理に問題がないが、下記に説明する場合には信号
処理の精度の点で問題が生じる。すなわち、AMステレ
オの受信部における副チャンネル信号の処理では、上述
のように直交変換後の信号から位相φを導出している。
この位相φは通常直交変換後の信号を周波数復調し、こ
の復調信号を積分して求められる。但し、積分するとき
そのままではDC利得が無限大になり、DC成分が不定
となるのでDC成分をカットする。このDC成分をカッ
トするときに、最も低い変調信号であるステレオパイロ
ット信号(25Hz)以下でDC成分をカットしなけれ
ばならない。以下に位相φを求める構成について説明す
る。
【0006】図5は従来のAM/FMダイレクト受信機
における副チャンネルの位相を導出するディジタルフィ
ルタを示す図である。本図に示すディジタルフィルタ
は、フィードバックループを有する二次のIIR形の一
例である。すなわちこのディジタルフィルタは、入力信
号に所定の係数FWを乗算して出力する乗算器100
と、該乗算器100の出力を1サンプリング周期の時間
だけ遅延して一次遅延信号を出力する遅延器101と、
さらに遅延して二次遅延信号を出力する遅延器102
と、一次遅延信号に係数F1を乗算して出力する乗算器
103と、二次の遅延信号に係数F2を乗算して出力す
る乗算器104と、出力信号を遅延して一次フィードバ
ック信号を出力する遅延器105と、さらに遅延して二
次フィードバック信号を出力する遅延器106と、一次
フィードバック信号に所定係数G1を乗算して出力する
乗算器107と、二次フィードバック信号に所定係数G
2を乗算して出力する乗算器108と、乗算器100、
103、104、107、108の出力をすべて加算し
て出力信号とする加算器109とを含む。
【0007】図6は図5のディジタルフィルタの特性で
あってサンプング周波数300KHzの場合のものを
示す図である。本図の特性を求めるにあたって、サンプ
リング周波数は300KHzであり、積分フィルタとし
てのカットオフ周波数が25Hzとなるように各定数は
FW=2.61469E−4、F1=0、F2=2.6
1469E−4、G1=G2=0とし、演算の精度は最
も一般的な16ビットデータの浮動小数点とした場合で
ある。この結果として、本図に示すように、周波数25
Hz付近では演算誤差が生じていることがわかる。
【0008】図7は図5のディジタルフィルタの特性で
あってサンプング周波数40KHzの場合のものを示
す図である。本図に示す特性によれば、AM信号のみを
考えてサンプリング周波数を40KHzにし,各定数は
FW=1.95964−3、F1=0、F2=1.95
964E−3、G1=G2=0とした場合のものである
が、この場合には前記のような問題がなくなるとういこ
とが理解できる。つまり、カットオフ周波数fc とサン
プリング周波数fs に大きな差があると演算の有効桁数
に限りがあるためfs /fc =300KHz/25H≒
104 回足されて結果がでるディジタルフィルタ等では
演算誤差の問題が生じる。このような問題は、AMステ
レオ放送に限らず、一般のAM放送の復調信号に周波数
特性を制御する処理を施す場合においても生じる。しか
しサンプリング周期をAMまたはFM受信で変えること
は構成上、コスト上困難である。
【0009】したがって本発明は、上記問題点に鑑みて
サンプリング周期をFM受信に合わせたままでAMステ
レオ受信の副チャンネルの信号処理で生じるDC成分を
精度よく除去できるAM/FMダイレクト受信機を提供
することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は前記問題点を解
決するために、受信帯幅の異なるAM放送及びFM放
受信信号をディジタル処理するAM/FMダイレク
ト受信機において、AM放送の受信信号を処理するデジ
タルフィルタ部におけるデジタル処理の遅延時間を、F
M放送の受信信号を処理するデジタル処理に用いるサン
プリング周期の整数倍長くする。
【0011】
【作用】本発明のAM/FMダイレクト受信機によれ
ば、前記AM検波部によって前記AM放送の受信信号を
AM検波してステレオ用の主チャンネル信号1+L+R
が形成される。前記AM用位相復調部によって、前記主
チャンネル信号1+L+Rとtanφ=(L−R)/
(1+L+R)との関係から演算処理してステレオ用の
副チャンネル信号L−Rを形成するため、FM検波後の
信号が積分されて位相φが求められ、積分の際に生じる
直流成分が除去されかつこの処理信号にステレオ識別信
号であるパイロット信号25Hzが含まれている。FM
放送の受信信号のディジタル処理に用いるサンプリング
周期に対応して、AM放送の受信信号を処理するデジタ
ルフィルタ部におけるディジタル処理の遅延時間が、該
サンプリング周期の整数倍長くなることによって、遅延
後の乗算の演算回数が低減して有効桁数の末桁の繰り返
し加算による位相積分の誤差が減少し、さらに遅延して
加算する間隔が大きくなるので位相積分の直流成分のカ
ットオフ周波数とサンプリング周波数に大きな差があっ
てもこのカットオフ周波数の精度が向上する。
【0012】
【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図1は本発明の実施例にかかるAM/FMダ
イレクト受信機の全体構成を示す図である。本図に示す
AM/FMダイレクト受信機は、受信信号を直交変換す
る直交変換部1と、直交変換部1からの高周波成分を除
去しかつ外部からAM又はFM受信かの選択によりカッ
トオフ周波数を切り換える低域通過フィルタ2と、該低
域通過フィルタ2の信号からの振幅変調信号を検波して
主チャンネル1+L+R信号を形成するAM検波部3
と、前記低域通過フィルタ2からの周波数変調信号を検
波しかつFMout 信号再生に使用されるFM検波部4
と、該FM検波部4の出力信号を積分して位相φに変調
しかつ積分により生じる直流成分を除去するための演算
処理において1サンプリング周期の遅延時間をn倍にし
て演算するAM位相復調部5と、該AM位相導出部5で
得られた位相φの正接をとりtanφを演算する正接演
算部6と、前記AM検波部3の出力信号と前記正接演算
部6の出力信号を掛けて副チャンネルL−R信号を形成
する掛け算部7と、主チャンネル信号及び副チャンネル
信号から各L及びR信号を形成するマトリックス8とを
含む。低域通過フィルタ2は高周波雑音に対して後段の
ディジタル回路において折り返し信号が混入するのを除
去するためのものである。本実施例では、AM受信部と
FM受信部ではFM検波4が共通して使用する場合につ
いて示す。以下にAM位相復調部5について説明する。
なおサンプリング周期はFM受信部に合致させて300
KHz用いている。
【0013】図2は図1のn次のAM位相復調部を示す
図である。本図(a)に示すAM位相復調部5はn次の
IIR形のディジタルフィルタの一例であり、出力信号
を1サンプリング周期のn倍時間だけ遅延してn次フィ
ードバック信号を出力する遅延器30と、n次フィード
バック信号に所定係数H1を乗算して出力する乗算器3
1と、入力信号に所定係数H2を乗算して出力する乗算
器32と、乗算器31と32の出力を加算して出力信号
とする加算器33とを含む。このディジタルフィルタは
積分器としての機能をもつ。
【0014】本図(b)に示すAM位相復調部5はn次
のFIR形のディジタルフィルタの一例であり、入力信
号に所定係数H3を乗算して出力する乗算器40と、該
乗算器40の出力を1サンプリング周期のn倍時間だけ
遅延してn次遅延信号を出力する遅延器341、n次遅
延信号に所定係数H4を乗算して出力する乗算器42
と、乗算器40と42の出力を加算して出力信号とする
加算器43とを含む。このディジタルフィルタは低域通
過フィルタとしての機能をもつ。
【0015】図3は図1の2n次の別のAM位相復調部
を示す図である。本図(a)に示すAM位相復調部5は
2n次のディジタルフィルタであり、フィードバックル
ープを有する2n次のIIR形の一例である。すなわち
入力信号に所定の係数FWを乗算して出力する乗算器5
0と、該乗算器50の出力を1サンプリング周期のn倍
時間だけ遅延してn次遅延信号を出力する遅延器51
と、さらに1サンプリング周期のn倍時間だけ遅延して
2n次遅延信号を出力する遅延器52と、n次遅延信号
に係数F1を乗算して出力する乗算器53と、2n次の
遅延信号に係数F2を乗算して出力する乗算器54と、
出力信号を1サンプリング周期のn倍時間だけ遅延して
n次フィードバック信号を出力する遅延器55と、さら
に遅延して2n次フィードバック信号を出力する遅延器
56と、n次フィードバック信号に所定係数G1を乗算
して出力する乗算器57と、2n次フィードバック信号
に所定係数G2を乗算して出力する乗算器58と、乗算
器50、53、54、57、58の出力をすべて加算し
て出力信号とする加算器59とを含む。
【0016】本図(a)に示すn次遅延器51、52、
55、56は、本図(b)に示すように、1サンプリン
グ周期だけ遅延する遅延器をn個直列接続したものであ
る。なおn次遅延器の構成は図2においても同様であ
る。本図の構成において、遅延器55、56、乗算器5
7、58、加算器59は積分機能を備え、遅延器51、
52、乗算器53、54、加算器59は低域通過フィル
タの機能を備えている。
【0017】図4は図3のディジタルフィルタの特性で
あってサンプリング周波数300KHzとした場合のも
のを示す図である。本図の特性を求めるにあたって、サ
ンプリング周波数は300KHzであり、積分フィルタ
としてのカットオフ周波数が25Hzとなるように各定
数はFW=1.82741E−3、F1=0、F2=
1.82741E−3、G1=G2=0、n=7とし、
演算の精度は最も一般的な16ビットデータの浮動小数
点とした場合である。この結果として、周波数25Hz
付近では、図6に示すような演算誤差が生じないことが
わかる。この場合、サンプリング周波数を実質的に4
2.86KHzにしたことに相当する。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、F
M放送の受信信号のディジタル処理に用いるサンプリン
グ周期に対応して、AM放送の受信信号を処理するデジ
タルフィルタ部におけるディジタル処理の遅延時間を長
くすることによって、遅延後の乗算の演算回数が低減し
て有効桁数の末桁の繰り返し加算による位相積分の誤差
が減少し、さらに遅延して加算する間隔が大きくなるの
で位相積分の直流成分のカットオフ周波数とサンプリン
グ周波数に大きな差があってもこのカットオフ周波数の
精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例にかかるAM/FMダイレクト
受信機の全体構成を示す図である。
【図2】図1のn次のAM位相復調部を示す図である。
【図3】図1の2n次の別のAM位相復調部を示す図で
ある。
【図4】図3のディジタルフィルタの特性であってサン
プリング周波数300KHzとした場合のものを示す図
である。
【図5】従来のAM/FMダイレクト受信機における副
チャンネルの位相を導出するディジタルフィルタを示す
図である。
【図6】図5のディジタルフィルタの特性であってサン
プシング周波数300KHzの場合のものを示す図であ
る。
【図7】図5のディジタルフィルタの特性であってサン
プシング周波数40KHzの場合のものを示す図であ
る。
【符号の説明】
1…直交変換部 2…低域通過フィルタ 3…AM検波部 4…FM検波部 5…AM位相復調部 6…正接演算部 7…掛け算部 8…マトリックス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04B 1/10 - 1/26 H04H 5/00 303 H04L 27/00 - 27/22

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 受信帯幅の異なるAM放送及びFM放
    送の受信信号をディジタル処理するAM/FMダイレク
    ト受信機において、AM放送の受信信号を処理するデジ
    タルフィルタ部におけるデジタル処理の遅延時間を、F
    M放送の受信信号を処理するデジタル処理に用いるサン
    プリング周期の整数倍長くすることを特徴とするAM/
    FMダイレクト受信機。
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