JP3468151B2 - 自動周波数制御方法及びその装置 - Google Patents

自動周波数制御方法及びその装置

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JP3468151B2
JP3468151B2 JP04937499A JP4937499A JP3468151B2 JP 3468151 B2 JP3468151 B2 JP 3468151B2 JP 04937499 A JP04937499 A JP 04937499A JP 4937499 A JP4937499 A JP 4937499A JP 3468151 B2 JP3468151 B2 JP 3468151B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル・サテラ
イト・ラジオ等の自動周波数制御方法及びその装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】例えば、ドイツでは、通信衛星コペルニ
クスの1チャンネルを使用して、デジタル・サテライト
・ラジオ(DigitalSateliteRadio;DSR)放送を行っ
ている。DSR放送は16チャンネルのステレオ放送で
あって、12.625GHzのキャリアーを直交位相変
調(QuadraturePhaseShiftKeying;QPSK変調)する
ことで、16チャンネルを同時に放送している。各チャ
ンネルのサンプリング周波数は32kHz、量子化ビッ
ト数は14ビットフローティング(16ビット相当)、
周波数特性は15kHzまでのデジタル信号で、その音
質はコンパクト・ディスク(CD)並だと言われてい
る。
【0003】ところで、ドイツでは、都市部を中心にケ
ーブル放送が発達しており、ケーブル放送により、TV
放送やFM放送のみならず、DSR放送も受信可能であ
る。しかし、ケーブルの敷設されていない地域では、パ
ラボラアンテナで受信する必要がある。
【0004】この場合、図1に示すように、室外のパラ
ボラアンテナ1により受信された12.625GHzの
信号は、LNC(LowNoiseConverter)2により、増幅さ
れると共に、その周波数が所定の第1中間周波数(95
0〜1750MHz、例えば、1150MHz)に周波
数変換され、同軸ケーブルを介して、DSRチューナー
のフロントエンド3に入力され、更に、第2中間周波数
(480MHz)に周波数変換されると共に、自動利得
制御(AGC)が行われる。尚、図2に示すように、フ
ロントエンド3に入力可能な信号の帯域幅は27MHz
とされ、DSR放送の信号の帯域幅は15MHzとされ
ている。
【0005】そして、第2中間周波数信号は、周波数混
合器(MIX)5に入力されて、その周波数が下記のよ
うにして、第3中間周波数(40MHz)に周波数変換
される。即ち、基準発振器6からの基準発振周波数が、
分周器7により分周されて、位相比較器8に入力され
る。又、VCO(電圧制御発振器)9からの発振周波数
が、CPU10により制御されたプログラマブル分周器
11により1/Nに分周されて、位相比較器8に入力さ
れる。位相比較器8は、入力された両周波数を比較し
て、生じた位相誤差電圧を、制御電圧として、LPF
(ローパスフィルター)12を介して、VCO9に出力
する。
【0006】これにより、VCO9からの出力周波数
が、所定の局部発振周波数(440MHz)として、周
波数混合器5に入力され、第2中間周波数信号の周波数
の480MHzと混合されて、40MHzの第3中間周
波数信号が出力される。尚、基準発振器6、分周器7、
位相比較器8、プログラマブル分周器11、LPF1
2、VCO9により、局部発振回路、即ち、PLL回路
(PhasedLockedLoop;位相同期回路)14が構成される。
又、フロントエンド3から、AGC電圧の変化を利用し
て、信号強度電圧がCPU10に出力される。尚、CP
U10には、ROM15、RAM16が接続されると共
に、チューナー等のディスプレィ17が接続されて、C
PU10は、上記ディスプレィ17に、同調完了表示等
を行う。
【0007】第3中間周波数信号は、中間周波数増幅回
路(IF回路)18により増幅され、SAWフィルター
19を介して、QPSK復調回路20に入力されて、復
調された後、デコーダー21により、デジタル復調さ
れ、デジタルフィルター22、D/Aコンバーター2
3、LPF24、アンプ25を介して、スピーカ26に
入力され、アナログ音声が再生される。尚、QPSK復
調回路20からのデジタル信号がデコーダー21に入力
したとき、デジタル信号の先頭の16ビットの同期信号
を検出し、ロックしたことをCPU10に出力する。こ
の同期信号により、パラボラアンテナ1からの入力信号
がDSR信号であって、他のフォーマット信号でないこ
とが認識され、誤動作が防止される。
【0008】又、QPSK復調回路20のPLL制御部
28からの制御信号が、同調検出回路29に入力され
て、制御信号の直流電圧の大小により、同調、離調の検
出が行われ、この検出結果がCPU10に入力されて、
下記のように、自動周波数制御(AFC)が行われてい
る。即ち、例えば、図3に示すように、第3中間周波数
信号では、その周波数が40MHzが最適同調点とさ
れ、この最適同調点の±500kHzが同調範囲とさ
れ、±800kHzが復調可能範囲とされている。
【0009】ところで、LNC2は、その温度変化(温
度ドリフト)により、出力信号の周波数が所定の周波数
からずれ易い。そして、このずれにより、第3中間周波
数信号の周波数が、40MHzよりも±500kHz以
上ずれた場合、即ち、QPSK復調回路20のPLL制
御部28からの制御信号の直流電圧が予め決められた範
囲を越えた場合には、同調検出回路29がこれを検出し
て、その検出信号がCPU10に入力され、CPU10
は、プログラマブル分周器11に入力するN値を変更す
るというAFC動作が行われる。
【0010】即ち、例えば、第3中間周波数信号の周波
数が、40MHzよりも500kHz以上大となった場
合には、同調検出回路29は+の検出信号をCPU10
に送り、CPU10は、同調検出回路29からの+の検
出信号が無くなるまで、プログラマブル分周器11に指
令するN値、即ち、VCO9の発振周波数を上げ続け
て、第3中間周波数信号の周波数が同調範囲内に入るよ
うにする。又、第3中間周波数信号の周波数が、40M
Hzよりも500kHz以上小となった場合には、同調
検出回路29は−の検出信号をCPU10に送り、CP
U10は、同調検出回路29からの−の検出信号が無く
なるまで、プログラマブル分周器11に指令するN値、
即ち、VCO9の発振周波数を下げ続けて、第3中間周
波数信号の周波数が同調範囲内に入るようにする。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上記従来においては、
AFC動作中に、第3中間周波数信号の周波数が、予め
決められた同調範囲内に入ると、同調検出回路29は±
の検出信号をCPU10に出力せず、VCO9の発振周
波数の変化が停止される。そのため、図9に示すよう
に、第3中間周波数信号の周波数が同調範囲の端部に入
った際に、AFC動作が停止されることとなる。このよ
うに、第3中間周波数信号の周波数が同調範囲の端部に
入った段階で、AFC動作が停止されるため、LNC2
が、再度、温度変化した際に、第3中間周波数信号の周
波数が同調範囲内から外れ易く、AFC動作が再度必要
となる問題があった。
【0012】本発明は上記問題を解決できる自動周波数
制御方法及びその装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の自動周波数制御方法の特徴とするところ
は、復調回路に入力される中間周波数信号の周波数が、
復調回路における、正規中間周波数の−αから+αまで
の同調範囲内から外れた際に、中間周波数信号の周波数
をAHz(但し、α/2<A≦2α)ステップで増加さ
せることと、上記周波数をAHzステップで減少させる
こととを、交互に行って、中間周波数信号の周波数を上
記同調範囲内に入れた後(尚、この際の中間周波数信号
の周波数をF2Hzとする。)、中間周波数信号の周波
数を、BHz(但し、B≦α/2)ステップで増加させ
ることと、減少させることとを別個に行って、上記各増
減時において、中間周波数信号の周波数が同調範囲内か
ら外れるまでのステップ数SQ、SRを、それぞれ、求
め、これらステップ数SQとSRの差分値の1/2の
値、又は、この近似値を求めて、この求めた値に上記B
Hzを乗算し、この乗算結果に上記F2Hzを加算し
て、この加算結果を中間周波数信号の周波数とする点に
ある。又、本発明の自動周波数制御装置の特徴とすると
ころは、A.復調回路に入力される中間周波数信号の周
波数が、復調回路における、正規中間周波数の−αから
+αまでの同調範囲内から外れた際に、中間周波数信号
の周波数をAHz(但し、α/2<A≦2α)ステップ
で増加させることと、上記周波数をAHzステップで減
少させることとを、交互に行う手段と、B.上記手段に
より、中間周波数信号の周波数を上記同調範囲内に入れ
た後(尚、この際の中間周波数信号の周波数をF2Hz
とする。)、中間周波数信号の周波数を、BHz(但
し、B≦α/2)ステップで増加させることと、減少さ
せることとを別個に行う手段と、C.上記各増減時にお
いて、中間周波数信号の周波数が同調範囲内から外れる
までのステップ数SQ、SRを、それぞれ、求める手段
と、D.上記ステップ数SQとSRの差分値の1/2の
値、又は、この近似値を求める手段と、E.上記求めた
値に上記BHzを乗算する手段と、F.上記乗算結果に
上記F2Hzを加算して、この加算結果を中間周波数信
号の周波数とする手段を有する点にある。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を説明するが、装置の構成は、従来例を示す図1と同じ
であると共に、図2及び図3に関する説明も上記同様で
あって、従来例との相違点は制御のみであり、図4〜図
7に示すフローチャートに基づきその制御を詳しく説明
する。
【0015】まず、図4のステップS1で、DSRのチ
ューナーの電源がオン操作される。次に、ステップS2
で、信号強度が所定強度以上であるか、否かが判断され
る。NOであれば、ステップS1に戻り、YESであれ
ば、ステップS3に移る。ステップS3では、CPU1
0により、同調検出回路29からの検出信号の有無によ
って、第3中間周波数信号の現在の周波数F1MHz
が、正規第3中間周波数(40MHz)の±αkHzの
同調範囲(即ち、正規第3中間周波数(40MHz)の
+αkHzから−αkHまでの同調範囲)内にあるか、
否かが判断される(尚、この同調範囲内にあるか、否か
の判断は、常に、上記のように行われるので、以下で
は、CPU10や同調検出回路29等の説明は省略す
る。)。
【0016】尚、本例では、±αkHzとして±500
kHzを採用しているが、この±500kHzは、あく
まで例示であって、電波の強弱に関係無く且つ受信品質
に差がなく、正しく受信できる範囲を規定している。ス
テップS3で、YESであれば、ステップS4に移り、
CPU10により、チューナー等のディスプレィ17に
同調完了表示が行われる。又、NOであれば、図5のス
テップS5に移る。
【0017】ステップS5以下では、上記のように、第
3中間周波数信号の現在の周波数F1が、同調範囲内か
ら外れた際に、第3中間周波数信号の周波数を、A(但
し、α/2<A≦2α)kHzステップで増加させるこ
とと、減少させることとを、増減が交互になるように、
行って(尚、上記周波数の増減は、どちらを先にしても
よい。)、第3中間周波数信号の周波数を上記同調範囲
内に入れることが行われる。尚、第3中間周波数信号の
周波数の増減は、CPU10により、プログラマブル分
周器11に指令するN値を増減させて、VCO9の発振
周波数を増減させることにより行われる。又、上記Ak
Hzは、(1) できるだけ少ないステップ数で、第3
中間周波数信号の周波数を上記同調範囲内に入れるため
に、できるだけ大きく、(2) しかも、第3中間周波
数信号の周波数を増減させた際に、±500kHzの同
調範囲を飛び越さない大きさとする必要がある。
【0018】ところで、ステップS5では、まず、SP
=1として、ステップS6に移る。ステップS6(ステ
ップS8も同様である。)では、上記AkHzとして、
500kHzを採用しており、第3中間周波数信号の現
在の周波数F1が、(0.5×SP)MHzだけ増加さ
れ、第1変更周波数F2MHzとされて、ステップS7
に移る。ステップS7では、第1変更周波数F2が40
MHz±500kHzの同調範囲内にあるか、否かが判
断される。YESであれば、図6のステップS11に移
り、NOであれば、ステップS8に移る。ステップS8
では、中間周波数信号の現在の周波数F1が、(0.5
×SP)MHzだけ減少され、第1変更周波数F2とさ
れて、ステップS9に移る。ステップS9では、第1変
更周波数F2が40MHz±500kHzの同調範囲内
にあるか、否かが判断される。YESであれば、ステッ
プS11に移り、NOであれば、ステップS10に移
る。ステップS10では、SPが1だけ増加されて、ス
テップS6に戻る。
【0019】ステップS11以下では、第3中間周波数
信号の第1変更周波数F2を、B(但し、B≦α/2)
kHzステップで増加させることと、減少させることと
を別個に行い(尚、上記周波数の増減は、どちらを先に
してもよい。)、各増減時において、中間周波数信号の
周波数が同調範囲内から外れるまでのステップ数SQ、
SRを、それぞれ、求め、中間周波数信号の周波数を、
F2+(B/1000)×((SQ−SR)/2)とす
ることが行われる。尚、上記式では、ステップ数SQと
SRの差を2で除算した値を使用したが、その近似値を
使用してもよい。即ち、図6のステップS11では、先
ず、第3中間周波数信号の第1変更周波数F2がRAM
16に記憶され、ステップS12に移る。ステップS1
2では、SQ=1とされて、ステップS13に移る。ス
テップS13では、SQの値がRAM16に記憶され、
ステップS14に移る。
【0020】ステップS14(ステップS19も同様で
ある。)では、BkHzとして、31kHzが例示的に
採用され、第1変更周波数F2が、(0.031×S
Q)MHzだけ増加されて、第2変更周波数F3MHz
とされ、ステップS15に移る。ステップS15では、
第2変更周波数F3が、40MHz±500kHzの同
調範囲外にあるか、否かが判断される。YESであれ
ば、図7のステップS17に移り、NOであれば、ステ
ップS16に移る。ステップS16では、SQが1だけ
増加されて、ステップS13に戻る。
【0021】図7のステップS17では、SR=1とさ
れて、ステップS18に移り、SRの値がRAM16に
記憶される。ステップS19では、第1変更周波数F2
が、(0.031×SR)MHzだけ減少され、第2変
更周波数F3とされて、ステップS20に移る。ステッ
プS20では、第2変更周波数F3が、40MHz±5
00kHzの同調範囲外にあるか、否かが判断され、Y
ESであれば、ステップS22に移り、NOであれば、
ステップS21に移る。ステップS21では、SRが1
だけ増加されて、ステップS18に戻る。ステップS2
2では、0.031×((SQ−SR)/2)MHz
が、第1変更周波数F2に加えられて、第3変更周波数
F4MHzとされ、ステップS23で、第3中間周波数
信号の周波数が上記第3変更周波数F4とされて、ステ
ップS4へ戻る。
【0022】次に、DSRの電源をオンし、フロントエ
ンド3からのAGC電圧により、フロントエンド3への
入力信号の強度が所定以上となった際に、LNC2の温
度変化等により、第3中間周波数信号の現在の周波数F
1が、正規第3中間周波数の同調範囲の下限値から−
1.4MHzずれていた場合、即ち、第3中間周波数信
号の現在の周波数F1が38.1MHzとなっていた場
合の周波数制御について説明する。
【0023】この場合には、まず、第3中間周波数信号
の現在の周波数F1を、500kHzステップで増加さ
せることと、減少させることとを、増減が交互になるよ
うに、行って、下記のように、第1変更周波数F2とす
るのであるが、上記増減は、図8のAに示すように、第
1変更周波数F2が正規第3中間周波数の同調範囲内に
入るまで行う。即ち、まず、第3中間周波数信号の現在
の周波数F1である、38.1MHzに、500kH
z、即ち、0.5MHzを加算して、第1変更周波数F
2を38.6MHzとする。
【0024】しかし、この周波数は、正規第3中間周波
数信号の同調範囲、即ち、40MHz±0.5MHz内
にないので、次に、上記38.1MHzから0.5MH
zを減算して、第1変更周波数F2を37.6MHzと
する。この周波数も、上記正規第3中間周波数信号の同
調範囲内にないので、次に、38.1MHz(第3中間
周波数信号の現在の周波数F1)に0.5MHzを加算
した上記38.6MHzに、更に、0.5MHzを加算
して、第1変更周波数F2を39.1MHzとする。
【0025】しかし、この周波数も、上記正規第3中間
周波数信号の同調範囲内にないので、次に、38.1M
Hz(第3中間周波数信号の現在の周波数F1)から
0.5MHzを減算した上記37.6MHzから、更
に、0.5MHzを減算して、第1変更周波数F2を3
7.1MHzとする。この周波数も、上記正規第3中間
周波数信号の同調範囲内にないので、次に、上記39.
1MHzに、更に、0.5MHzを加算して、第1変更
周波数F2を39.6MHzとする。この周波数F2は
正規第3中間周波数の同調範囲内に入るので、これをR
AM16に記憶させる。
【0026】尚、従来においては、制御方法は異なる
が、上記のように、第3中間周波数信号の周波数が、正
規中間周波数の同調範囲の端部に入った時点で、周波数
制御を停止していた。しかし、上記のような場合には、
第1変更周波数F2は、正規第3中間周波数の同調範囲
の下限値から僅か100kHz大であるだけなので、L
NC2の温度変化等による、僅かの周波数ずれにより、
第3中間周波数信号の周波数が正規第3中間周波数の同
調範囲外となり易かった。
【0027】しかし、本発明では、更に、下記の周波数
制御を行って、正規第3中間周波数の略最適同調点、即
ち、略センター値を検出する動作を行っている。即ち、
第1変更周波数F2を31kHzステップで連続的に増
加させて、第2変更周波数F3とするが、上記増加は、
図8のBに示すように、第2変更周波数F3が正規第3
中間周波数の同調範囲外となるまで行う。即ち、第2変
更周波数F3を、39.631MHz、39.662M
Hz、39.693MHz…40.468MHz、4
0.499MHz、40.530MHz(30ステップ
目)と順次増加させていく。
【0028】次に、第1変更周波数F2を31kHzス
テップで減少させて、第2変更周波数F3とするが、上
記減少は、図8のCに示すように、第2変更周波数F3
が正規第3中間周波数の同調範囲外となるまで行う。即
ち、第2変更周波数F3を、39.569MHz、3
9.538MHz、39.507MHz、39.476
MHz(4ステップ目)と順次減少させていく。
【0029】そして、第3変更周波数F4として、F4
=F2+(B/1000)×((SQ−SR)/2)=
39.6+0.031×((30−4)/2)=40.
003MHzを算出し、これを第3中間周波数信号の周
波数とした後、チューナー等のディスプレィ17に同調
完了表示を行う。上記のようにして、第3中間周波数信
号の周波数を40.003MHzとすれば、第3中間周
波数信号の周波数を、正規第3中間周波数の同調範囲の
略最適同調点(センター値)、即ち、略40MHzとで
きるので、再度、LNC2の温度変化等があって、第3
中間周波数信号の周波数がずれても、正規第3中間周波
数の同調範囲外となりにくい。又、最初に大きな周波数
ステップで、正規第3中間周波数の同調範囲をサーチし
た後、小さな周波数ステップで、正規第3中間周波数の
同調範囲の略センター値をサーチするようにしているの
で、正規第3中間周波数の同調範囲の略センター値を能
率良くサーチできる。
【0030】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
中間周波数信号の周波数が、正規中間周波数の同調範囲
内から外れた際に、周波数制御により、中間周波数信号
の周波数を、正規中間周波数の同調範囲の略最適同調
点、即ち、略センター値とできるので、再度、受信装置
の温度変化等により、中間周波数信号の周波数がずれて
も、中間周波数信号の周波数が正規中間周波数の同調範
囲外となりにくい。又、最初に大きな周波数ステップ
で、正規中間周波数の同調範囲をサーチした後、小さな
周波数ステップで、正規中間周波数の同調範囲の略セン
ター値をサーチするようにしているので、正規中間周波
数の同調範囲の略センター値を能率良くサーチできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例を示すブロック図で
ある。
【図2】図1のフロントエンドに入力可能な信号の帯域
幅等を示す説明図である。
【図3】本発明の実施の形態の一例の正規第3中間周波
数の同調範囲等を示す説明図である。
【図4】本発明の実施の形態の一例を示すフローチャー
トである。
【図5】本発明の実施の形態の一例を示すフローチャー
トである。
【図6】本発明の実施の形態の一例を示すフローチャー
トである。
【図7】本発明の実施の形態の一例を示すフローチャー
トである。
【図8】本発明の実施の形態の一例の周波数制御を説明
するための説明図である。
【図9】従来一例の周波数制御を説明するための説明図
である。
【符号の説明】
1 パラボラアンテナ 2 LNC 3 フロントエンド 5 周波数混合器 10 CPU 14 PLL回路 16 RAM
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03J 7/00 - 7/28 H04B 1/16 - 1/26 H04L 27/22

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 復調回路に入力される中間周波数信号の
    周波数が、復調回路における、正規中間周波数の−αか
    ら+αまでの同調範囲内から外れた際に、中間周波数信
    号の周波数をAHz(但し、α/2<A≦2α)ステッ
    プで増加させることと、上記周波数をAHzステップで
    減少させることとを、交互に行って、 中間周波数信号の周波数を上記同調範囲内に入れた後
    (尚、この際の中間周波数信号の周波数をF2Hzとす
    る。)、 中間周波数信号の周波数を、BHz(但し、B≦α/
    2)ステップで増加させることと、減少させることとを
    別個に行って、 上記各増減時において、中間周波数信号の周波数が同調
    範囲内から外れるまでのステップ数SQ、SRを、それ
    ぞれ、求め、 これらステップ数SQとSRの差分値の1/2の値、又
    は、この近似値を求めて、 この求めた値に上記BHzを乗算し、 この乗算結果に上記F2Hzを加算して、 この加算結果を中間周波数信号の周波数とする自動周波
    数制御方法。
  2. 【請求項2】 A.復調回路に入力される中間周波数信
    号の周波数が、復調回路における、正規中間周波数の
    αから+αまでの同調範囲内から外れた際に、中間周波
    数信号の周波数をAHz(但し、α/2<A≦2α)ス
    テップで増加させることと、上記周波数をAHzステッ
    プで減少させることとを、交互に行う手段と、 B.上記手段により、中間周波数信号の周波数を上記同
    調範囲内に入れた後(尚、この際の中間周波数信号の周
    波数をF2Hzとする。)、中間周波数信号の周波数
    を、BHz(但し、B≦α/2)ステップで増加させる
    ことと、減少させることとを別個に行う手段と、 C.上記各増減時において、中間周波数信号の周波数が
    同調範囲内から外れるまでのステップ数SQ、SRを、
    それぞれ、求める手段と、 D.上記ステップ数SQとSRの差分値の1/2の値、
    又は、この近似値を求める手段と、 E.上記求めた値に上記BHzを乗算する手段と、 F.上記乗算結果に上記F2Hzを加算して、この加算
    結果を中間周波数信号の周波数とする手段を有する自動
    周波数制御装置。
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