JP3839041B2 - デジタル信号処理部を有する放送受信機 - Google Patents

Description

本発明は、デジタル信号処理部を有する放送受信機に関する。
デジタル信号処理のために、それぞれの役割、タスクに整合するためにプログラミング可能であるプロセッサが公知である。これにより例えば、デジタル信号の個々の走査標本値の加算または乗算のような信号処理を実施することができるが、例えばデジタルフィルタのような著しく複雑な処理を実施することもできる。放送受信機においては、１つまたは複数のデジタル信号プロセッサを用いた実現の場合、準同時に処理しなければならない数多くの種々の信号が存在している。これにより、必要とされる信号プロセッサの計算能力にまさに高い要求が課せられる。
本発明の課題は、デジタル信号処理回路、殊にデジタル信号プロセッサの既存の容量ができるだけ有利に利用される、デジタル信号処理部を有する放送受信機を提供することである。
この課題は本発明によれば、
受信されたステレオマルチプレクス信号およびそこから導出される有効信号がデジタル形において第１の走査標本化レートによって処理され、
少なくとも部分的に、前記ステレオマルチプレクス信号から導出された複数の補助信号が前記第１の走査標本化レートに比して低い第２の走査標本化レートで処理され
、
前記処理された補助信号の走査標本化レートは第１の走査標本化レートに高められかつ
前記処理された補助信号は第１の走査標本化レートを有する制御信号として、前記ステレオマルチプレクス信号および有効信号に作用する
ことによって解決される。
本発明の放送受信機において、デジタル信号プロセッサの容量が特別有利な仕方で使用されるので、放送受信機の基本機能、すなわちオーディオ信号の受信および復調が行われるのみならず、例えば信号処理の、その都度受信される信号の品質への整合のような別の機能も可能である。
処理された補助信号の標本化レートを高める際に、エイリアスノイズが生じる可能性がある。これらのノイズが再生されるオーディオ信号中に顕著になる場合には、本発明の実施例によれば、処理された補助信号の標本化レートを第１の標本化レートへ高めた後すぐに、低域通過フィルタリングを続けるようにする。
受信されたステレオマルチプレクス信号中のノイズの検出は、本発明の実施例において、ステレオマルチプレクス信号の有効周波数領域の上限値と第１の標本化レートとの間のステレオマルチプレクス信号のスペクトル成分を含んでおりかつ標本化レートが第２の標本化レートに低減される第１の補助信号を導出することによって行うことができる。
ノイズを検出するための別の可能性は、別の実施例において、ステレオ復号化の際にシンメトリー信号を発生し、該シンメトリー信号は、差帯域（Ｌ−Ｒ）に対して自乗関係にありかつ低域通過フィルタおよび第２の標本化レートへの標本化レート低減を介して第２の補助信号を形成する点にある。
さらに、信号の品質を判定するために、並びに送信機掃引または択一的な送信機の試し受信のための情報として受信強度が重要であり、それは別の実施例によれば、振幅変調されたＦＭ中間周波数信号から、低域通過フィルタリングおよび標本化レート低減によって第３の補助信号を形成することによって測定される。
本発明の放送受信機における制御信号の有利な導出は、補助信号の組み合わせによって、ステレオチャネル分離状態に影響を及ぼす第１の制御信号およびノイズがある場合に再生された有効信号の音量を低減する第２の制御信号を形成することによって可能である。
本発明の別の実施例によれば、第１および第２の標本化レートが相互に整数比の関係にある。その際有利には、第１の標本化レートは２２８ｋＨｚでありかつ第２の標本化レートは９．５ｋＨｚである。
ステレオマルチプレクス信号が、第１の標本化レートの上方にありかつ有利には該第１の標本化レートの２倍である第３の標本化レートによって受信装置からデジタル形において供給可能であるとき、有利な仕方で、少なくとも部分的にデジタルな受信部の使用が可能である。
本発明の放送受信機の有利な実施例において、信号の処理は相応に標本化レートに関して、
ステレオマルチプレクス信号、有効信号、補助信号および制御信号の処理はデジタル信号プロセッサにおいて、ステレオマルチプレクス信号および有効信号を処理するためのプログラム部分および補助信号および制御信号を処理するためのｎ個のプログラム部分を有するプログラムを用いて行われ、ただしｎは第１の標本化レートの、第２の標本化レートに対する比でありかつ
プログラムはそれ自体、第１の標本化レートに相応する周波数によって繰り返し実行され、その際それぞれの実行サイクルにおいて、ステレオマルチプレクス信号および有効信号を処理するためのプログラム部分およびその都度補助信号および制御信号を処理するための別のプログラム部分の１つが処理される
ことによって可能である。
本発明の実施例は図面において複数の図に基づいて示されておりかつ次に詳細に説明する。その際、
第１図は、本発明の放送受信機のブロック回路略図であり、
第２図は、制御信号を形成するための回路の詳細図であり、
第３図は、本発明の放送受信機に設けられているデジタル信号プロセッサに対するプログラムを簡単に示す図である。
第１図に示されている実施例において、アンテナ１を介して受信される信号は受信部（チューナ）２においてそれ自体公知のように増幅され、選択されかつ復調される。受信部２の出力側３に、４５６ｋＨｚの標本化レートを有するステレオマルチプレクス信号ＭＰＸ１が取り出される。引き続く、エイリアスノイズのない２２８ｋＨｚへの標本化レートの低減−デシメーション（間引き）とも称する−を実現するために、標本化レート低減部４の前に低域通過フィルタ５が設けられている。ステレオマルチプレクス信号の申し分ない引き続く処理のために、それ自体、通過域において平坦な周波数特性を有する低域通過フィルタが必要である。殊に４５６ｋＨｚの高い標本化レートにおいてこのために必要なコストを節約するために、実施例においては、降下する周波数特性を有する簡単な低域通過フィルタが設けられている。しかし周波数特性低下は引き続く補償フィルタ６において補償される。
それからステレオマルチプレクス信号ＭＰＸ２は、自動ノイズ抑圧回路７を介して導かれ、この回路は、殊に火花ノイズが発生する際に、ノイズの開始の前の標本値をノイズの終了まで繰り返す。この回路に、ステレオデコーダ８が接続されており、このデコーダは、乗算器９，１０を介して出力側１１，１２に導かれる２つのオーディオ信号Ｌ，Ｒを発生する。そこからオーディオ信号は低周波増幅器を介してスピーカに供給される。
ステレオマルチプレクス信号ＭＰＸ１から、高域通過フィルタ１３および間引き回路１４を用いて、ステレオマルチプレクス信号の有効周波数領域の上方にある信号成分を含んでいる信号が発生されるが、それは間引きによって下方の周波数領域へ変換されている。この信号ＭＰＸ３は、種々のノイズ、例えば車両の点火火花によって生じするノイズを表している。この信号は、一方において自動ノイズ抑圧回路７を制御するためにかつ他方において１５において走査標本化レートの、９．５ｋＨｚへの低減デシメーション（間引き）によって補助信号Ｈ１を形成するために使用される。
標本化レートが同様に９．５ｋＨｚである別の補助信号が、１６における低域通過フィルタリングおよび１７における間引きによってシンメトリー信号ＳＹから形成される。この信号はステレオデコーダ８においても形成される。そこで周知のように、差信号Ｌ−Ｒを形成するためにステレオ副搬送波が振幅復調される。このことは第１図に図示の実施例では、補助搬送波を放送受信機において再生された、同じ位相位置の副搬送波と乗算することによって行われる。ステレオデコーダ８においてステレオ副搬送波は付加的に、基準搬送波に対して９０°回転している搬送波と乗算され、これにより、ステレオ副搬送波の対称的な側波帯では０でありかつ非対称の場合には相応に０から偏差している信号が生じる。この信号から、１６における低域通過フィルタリングおよび１７における間引きによって別の補助信号Ｈ２が形成される。
受信部２は出力側１８に、ＦＭ中間周波信号の振幅復調によって生じる信号ＡＭを送出する。この信号は図示の実施例では同様に４５６ｋＨｚの標本化レートを有しかつ低域通過フィルタリング１９の後に２０において１／４８に低減（デシメーション）変換され（係数４８だけ間引きされ）、その結果生じる第３の補助信号Ｈ３は９．５ｋＨｚの標本化レートを有している。
回路２１において、補助信号Ｈ１，Ｈ２およびＨ３が相互に制御信号ＤおよびＡＦＥ＿ＡＭＵに組み合わされ、それらの走査ないし標本化レートは最初９．５ｋＨｚであるが、２２および２３において２２８ｋＨｚに逓昇変換される。このことは、その都度２４の標本値の補間によって行われ、この補間は、最も簡単な場合、それぞれの標本値が２４回繰り返される点にある。制御信号Ｄは、低域通過フィルタ２２′を介してステレオデコーダ８の制御入力側に供給されかつそこで、障害のある受信の場合モノラル作動への切換のために用いられる。信号ＡＦＥ＿ＡＭＵは、低域通過フィルタ２３′を介して乗算器９および１０に供給され、これによりノイズの存在する場合の音量の低減（マスキング）が行われる。
第２図には、回路２１（第１図）に対する実施例が示されている。入力側２５，２６，２７は、補助信号Ｈ１，Ｈ２およびＨ３が供給される。受信電界強度を表す補助信号Ｈ３は、低域通過フィルタ２８、２９において異なった時定数によって平均化を施される。切換スイッチ３０は、後で説明する信号ＤＤ２に依存して、低域通過フィルタ２８、２９の出力信号の１つを信号ＡＭＣとして送出する。この信号は、３１において、雑音減衰ＡＦＥを発生するための雑音曲線の形において重み付けられる。比較的小さな時定数を有する電界強度信号はさらに３１において同様に重み付けられる（信号ＷＦ２）。この信号は３３において制御信号Ｄを形成するために信号ＡＴ１と乗算される。制御信号は出力側３４において取り出される。
信号ＤＤ２を発生するために、補助信号Ｈ２およびＨ１が用いられる。ステレオマルチプレクス信号の有効領域の上方にあるスペクトル成分を表す補助信号Ｈ１は、このために３５においてまず、自乗され、これによりこの成分のエネルギー内容に対する尺度が形成される。この尺度信号は、３６において、しきい値検出器を介して導かれ、その結果前以て決められたしきい値より上にあるエネルギーを有するスペクトル成分の存在を示す信号ＡＨＤが生じる。シンメトリー信号ＳＹ（第１図）から形成される補助信号Ｈ２は、３７における自乗後に、しきい値検出器３７′を介して導かれ、したがってその出力信号ＡＳＤは、前以て決められたしきい値を上回る非対称性を示している。この形式の非対称性はとりわけ、隣接チャネル干渉の存在を表すものである。
数多くの用途において、信号ＤＤ２として信号ＡＨＤないしＡＳＤの１つを使用することで、既に著しい利点が得られる。しかし図示の実施例では、出力信号ＡＨＤおよびＡＳＤが制御可能な論理回路網３８を介して導かれる２つの検出器３６，３７が設けられている。このことは一方において、搬送周波ステレオ信号が送出されない純然たるモノラル放送では、信号ＤＤ２の導出は補助信号Ｈ１から行われるという利点を有する。同様に、信号ＤＤ２の導出は、ヨーロッパ規格とは異なっているステレオ信号伝送方法、例えば米国におけるＦＭＸ方法でも可能である。
論理回路網３８によって、２つの信号ＡＨＤおよびＡＳＤの、信号ＤＤ１への選択または論理結合が行われる。論理回路網３８は簡単な場合、制御可能なマルチスイッチから構成することができ、このスイッチの入力側に、信号ＡＨＤおよびＡＳＤ、これら信号のＯＲ結合およびこれらの信号のＡＮＤ結合信号が供給可能である。それから制御可能な切換スイッチの出力側に信号ＤＤ１が取り出され、この信号はパルス幅弁別器３９に供給される。このパルス幅弁別器は、信号ＤＤ１が調整可能な最小時間に対して作用しているとき初めて、信号ＤＤ２がノイズを指示するように考慮する。
信号ＤＤ２は、切換スイッチ３０の制御の他に、２つの非対称的な積分器４０，４１に対するトリガ信号として用いられる。これらの積分器は、実質的にそれぞれ、トリガの瞬間に０または別の前以て決めることができる値にジャンプしかつ、信号ＤＤ２が０になるまでの間この値を維持する計数器を含んでいる。それから信号ＤＤ２が論理レベル１をとると、調整可能な時定数を有する非対称な積分器４０，４１の出力信号ＡＴ１およびＡＭＵは最大値に上昇する。この信号ＡＴ１は、３２において重み付けられた電界強度信号ＷＦ２とともに乗算器３３に供給される。
非対称な積分器４１の出力信号ＡＭＵは４２において、信号ＡＦＥと乗算され、これにより乗算器９，１０（第１図）を用いたオーディオ信号の、最大で３３ｄＢの減衰を起こさせる信号ＡＦＥ＿ＡＭＵが生じる。この信号は出力側４３においてこの回路から取り出される。
第３図に著しく簡単化されて示されている、第１図のブロック回路図を用いて説明した機能を実施するプログラムは、２２８ｋＨｚの繰り返し周波数で実行されるループから成っている。その際それぞれの実行サイクルにおいて、プログラム部分Ｍ１ないしＭｎが順次実行され、これらは２２８ｋＨｚの標本化周波数による信号の処理のために用いられる。これらプログラム部は殊に、補償フィルタ６、自動ノイズ抑圧回路７、ステレオデコーダ８、乗算器９および１０並びに低域通過フィルタ１６を実現する。
それぞれの実行サイクルにおいて、プログラム部Ｍｎの後に、別のプログラム部Ａ１ないしＡ２４の１つが実行される。プログラム部Ｍｎの後に計数変数に依存してプログラム部Ａ１ないしＡ２４の１つを呼び出すプログラム部は、切換スイッチ４５として略示されている。プログラム部Ａ１ないしＡ２４は、その都度２４番目の実行サイクルにおいてのみ処理され、このことは９．５ｋＨｚの標本化レートに相応する。これらのプログラム部分において殊に、第２図にブロック図にて示されている機能が実施される。
間引き（低減デシメーション）１５，１７は、その都度プログラム部Ｍ１ないしＭｎの１つにおいて、信号ＭＰＸ３ないし低域通過フィルタリングされたシンメトリー信号ＳＹの標本値をメモリに書き込みかつ信号Ｈ１ないしＨ２の処理を実施するそれぞれのプログラム部Ａ１ないしＡ２４によって、記憶された標本値を比較的低い標本化レートによって読み出すことによって実施される。標本化レート変換２２，２３は（第１図）、プログラム部Ａ１ないしＡ２４の１つにおいてその都度、それぞれの信号の１つの標本値をメモリに書き込みかつこの標本値２４をいつか比較的高い標本化レートによってこの信号を必要とするプログラム部Ｍ１ないしＭｎの１つによって読み出すことによって行われる。エイリアスノイズを回避するために、２２，２３における（第１図）標本化レート変換にその都度、低域通過フィルタリングが続く。
図示の実施例では、４５６ｋＨｚレベルにおける処理は、実質的に受信部２内の機能、殊に中間周波信号の復調を実施する別の信号プロセッサによって実施される。その場合間引き２０は、この信号プロセッサが信号ＡＭの標本値を１９における低域通過フィルタリング（第１図）後に、４５６ｋＨｚの繰り返し周波数でメモリに書き込み、そこから信号プロセッサがプログラム部Ａ１ないしＡ２４の１つにおいて標本値を９．５ｋＨｚの標本化レートで読み出す−すなわち２４番目ごとの標本値を読み出すことによって行われる。

Claims (10)

1. 受信されたステレオマルチプレクス信号およびそこから導出される有効信号がデジタル形において第１の走査標本化レートによって処理され、
   少なくとも部分的に、前記ステレオマルチプレクス信号から導出された補助信号（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３）が前記第１の走査標本化レートに比して低い第２の走査標本化レートで処理され、
   前記処理された補助信号の走査標本化レートは第１の走査標本化レートに高められかつ
   前記処理された補助信号は第１の走査標本化レートを有する制御信号（Ｄ，ＡＦＥ−ＡＭＵ）として、前記ステレオマルチプレクス信号および有効信号（Ｌ，Ｒ）に作用する
   ことを特徴とするデジタル信号処理部を有する放送受信機。
2. 前記処理された補助信号の走査標本化レート（２２，２３）を前記第１の走査標本化レートへ高めた後すぐに、低域フィルタリング（２２′，２３′）が続く
   ことを特徴とする請求項１記載の放送受信機。
3. 前記ステレオマルチプレクス信号の有効周波数領域の上限値と前記第１の走査標本化レートとの間の前記ステレオマルチプレクス信号のスペクトル成分を含んでおりかつ走査標本化レートが前記第２の標本化レートに低減される、前記補助信号の第１の補助信号（Ｈ１）が導出される
   ことを特徴とする請求項１または２記載の放送受信機。
4. ステレオ符号化の際に、シンメトリー信号が発生され、該シンメトリー信号は、差帯域（Ｌ−Ｒ）に対して自乗関係にありかつ低域通過フィルタ（１６）および前記第２の走査標本化レートへの走査標本化レート低減（１７）を介して第２の補助信号（Ｈ２）を形成する
   ことを特徴とする請求項２または３記載の放送受信機。
5. 振幅変調されたＦＭ中間周波数信号（１８）から、低域通過フィルタリング（１９）および走査標本化レート低減（２０）によって第３の補助信号（Ｈ３）が生じる
   ことを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項記載の放送受信機。
6. 前記複数の補助信号（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３）の組み合わせによって、ステレオチャネル分離状態に影響を及ぼす第１の制御信号（Ｄ）およびノイズがある場合に再生された有効信号（Ｌ，Ｒ）の音量を低減する第２の制御信号（ＡＦＥ−ＡＭＵ）が生じる
   ことを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項記載の放送受信機。
7. 第１および第２の走査標本化レートは、相互に整数比の関係にある
   ことを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項記載の放送受信機。
8. 第１の走査標本化レートが２２８ｋＨｚでありかつ第２の走査標本化レートは９．５ｋＨｚである
   ことを特徴とする請求項７記載の放送受信機。
9. 前記ステレオマルチプレクス信号（ＭＰＸ１）は、前記第１の走査標本化レートの上方にありかつ有利には該第１の走査標本化レートの２倍である第３の走査標本化レートによって受信装置（２）からデジタル形において供給可能であることを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項記載の放送受信機。
10. 前記ステレオマルチプレクス信号、前記有効信号、前記補助信号（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３）および前記制御信号（Ｄ，ＡＦＥ−ＡＭＵ）の信号処理はデジタル信号プロセッサにおいて、前記ステレオマルチプレクス信号および前記有効信号を処理するためのプログラム部分および前記補助信号および前記制御信号を処理するためのｎ個のプログラム部分を有するプログラムを用いて行われ、ただしｎは前記第１の走査標本化レートの、前記第２の走査標本化レートに対する比でありかつ
    前記プログラムはそれ自体、前記第１の走査標本化レートに相応する周波数によって繰り返し実行され、その際それぞれの実行サイクルにおいて、前記ステレオマルチプレクス信号および有効信号を処理するためのプログラム部分およびその都度前記補助信号および制御信号を処理するための別のプログラム部分の１つが処理される
    ことを特徴とする請求項１から９までのいずれか１項記載の放送受信機。

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