JP3911150B2 - Fm受信機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、FM受信機に係り、特にマルチパス検出および隣接妨害検出を行うための信号レベル検出部の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
ここ数年、半導体技術が進歩し、従来の構成では外付け部品により実現されていた部分を半導体に内設することができるようになってきている。例えば、検波回路の入力信号の周波数を、従来のIF信号(中間周波数信号:10.7MHz)に比べて十分低い周波数、例えば450kHzにすることにより、位相シフト回路を集積回路内に設けることが可能になり、FM受信機における必須の技術となってきている。
【0003】
一方、FM受信機の性能は向上し、特にカーステレオにおけるFMチューナについては、その厳しい受信条件の下で使用される関係上、隣接妨害対策あるいはマルチパス対策などの機能を備えている。
【0004】
マルチパスとは、受信信号の直接波と建物などによる反射波とを同時に受信したとき、干渉により電波の強弱が現れる現象であって、移動体受信では、図4に示すaのように、時間に対してのレベル検波(Sメータ)出力が変動するようになり、電界の落ち込む場所では、音声に歪みを生じるため、FM受信機における課題の一つとなっている。
【0005】
また隣接妨害とは、希望局信号fdに対して隣接局信号(fd+Δf)が存在する場合に、Δfが小さいときに、帯域フィルタ内に信号fdおよび(fd+Δf)が入る現象であり、信号にノイズが出て音声に歪みを生じるため、これもFM受信機における課題の一つとなっている。このとき、図5に示すhのように、Sメータ出力にはΔfのビート成分iが生じる。
【0006】
マルチパス検出および隣接妨害検出の機能は、通常、Sメータ出力により検出しており、このSメータ出力に現れるAC成分を検出するため、その特性には、応答速度が速いこと、および入力に対してのリニアリティが良いことが求められる。しかしながら、レベル検出回路のSメータ出力にIF周波数のAC成分がもれて出てきた場合に、マルチパス検出および隣接妨害検出において、誤検出を生じるという問題がある。
【0007】
以下、図6に示す従来例について説明する。
【0008】
図6は従来のFM受信機の構成を示すブロック図であり、アンテナ回路1によって受信された放送波が高周波増幅回路2によって増幅され、これによって生成された希望波(受信信号)が、第1の混合器4に入力される。そして、この第1の混合器4において、受信信号は、第1の局部発振回路3から入力される第1の局部発振信号と混合されて第1のIF信号に変換され、さらに、第1のIF増幅回路5によって増幅される。この増幅された第1のIF信号は、次に第2の混合器7に入力される。そして、この第2の混合器7において、増幅された第1のIF信号は、第2の局部発振回路6から入力される第2の局部発振信号と混合されて、第2のIF信号に変換され、さらに、第2のIF増幅回路8に入力されて振幅が一定のFM信号に生成された後、FM検波回路9においてFM検波される。
【0009】
さらに第1のIF信号および第2のIF信号は、レベル検出回路10に入力され、入力電界強度を表すSメータ出力として出力される。そして、レベル検出回路10から出力されるSメータ出力に基づいて、マルチパス検出回路12によりマルチパスの検出が行われ、また隣接妨害検出回路13により隣接妨害の検出が行われる。
【0010】
図2は本従来例および後述する本発明の実施の形態にて用いられるレベル検出手段の一例を説明するためのブロック図である。
【0011】
図2において、14は第1のIF増幅回路5内に構成されている3段のアンプ、15は第2のIF増幅回路8内に構成されている2段のアンプである。16はレベル検出回路(図1のレベル検出回路10)の一例であり、第1のIF増幅回路5および第2のIF増幅回路8の内部に設けられたレベル検出用の増幅器の出力を入力として、5段のピーク検波回路16aによりピーク検波を行い、各段の出力を加算回路16bに入力して、Sメータ出力を出力する。なお、図2中の17は平滑容量である。
【0012】
前記Sメータ出力は図3に示すような特性を示す。図3には横軸を信号入力レベルとした場合の図2に示すレベル検出回路(Sメータ)における出力特性の一例を示す。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
前記構成の従来のFM受信機においては、Sメータ出力の十分な入力ダイナミックレンジを確保するため、前記第1のIF増幅回路5および前記第2のIF増幅回路8の信号レベルを検出することが必要であるが、図2に示すピーク検波の平滑容量17によっては、Sメータ出力に第1のIF信号および第2のIF信号が漏れて出力されるようになる。
例えばマルチパス発生時にはSメータ出力は、図4に示すようになる。図4は横軸に時間、縦軸はSメータ出力をとったものであり、移動体がマルチパスが起こっている電界中を移動する際に現れる特性の一例である。図4に示すaのように、マルチパス時にはSメータの落ち込みノイズ、あるいはSメータの持ち上がりが現れ、このAC成分を検出することによりマルチパス検出を行うことができる。図4は、第1のIF信号および第2のIF信号が漏れた場合のSメータ出力の一例である。マルチパス検出回路12では、このSメータ出力をHPF(広域フィルタ)に通した後のAC出力を検出する。
【0014】
図6に示す従来のFM受信機のように、第2のIF出力の周波数が450kHzの場合、Sメータ出力への第2のIF信号の漏れはマルチパス検出の周波数に近いため、図4に示すbのように、Sメータの第2のIF信号成分が重畳し、これをHPFに通すと図4に示すfのようになり、第2のIF信号出力とマルチパスノイズとを区別することができないため、誤検出の原因となる。この信号出力を十分下げるためには平滑容量17を大きくし、カットオフ周波数を数十kHz以下に設定する必要があるが、その設定を行うことにより図4に示すcのようにSメータ出力の応答が遅くなり、HPFを通した後の出力は図4に示すgのようになるため、数十kHzから数百kHzにおいて生起するマルチパス妨害によるノイズ出力が抑えられ、十分なマルチパス検出を行うことができない。
【0015】
また図5は横軸に時間をとった場合の隣接妨害発生時におけるSメータ出力の一例を示す図である。図5に示すhのように、隣接妨害発生時には希望局信号fdと隣接妨害局信号(fd+Δf)のビート成分がΔfとなり、Sメータ出力に漏れて出てくる。このAC成分を検出することにより隣接妨害検出を行うことができる。
【0016】
図6に示す従来のFM受信機のように、第2のIF出力の周波数が450kHzの場合、Sメータ出力への第2のIF信号の漏れは隣接妨害検出の周波数に近いため、マルチパスと同様に区別するためには特別なフィルターが必要になり、集積回路内に設けることは実用的でなく、検出することができなくなる。この第2のIF信号出力を十分下げるためには平滑容量17を大きくし、カットオフ周波数を数十kHz以下に設定する必要があるが、その設定を行うことで図4に示すeのようにSメータのAC成分の出力のレベルが下がり、十分な隣接妨害検出を行うことができない。
【0017】
本発明は、前記従来の技術が有する課題を解決すべくしてなされたものであって、第1のIF周波数と第2のIF周波数をもつFM受信機において、マルチパス検出あるいは隣接妨害検出を可能とするFM受信機を提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、受信信号と第1の局部発振信号とを混合して第1のIF信号を出力する第1の混合器と、縦続接続された複数個の増幅器を備えて前記第1のIF信号を増幅する第1のIF増幅回路と、前記第1のIF増幅回路の出力と第2の局部発振信号を混合して第2のIF信号を出力する第2の混合器と、前記第2のIF信号を増幅する第2のIF増幅回路と、縦続接続された複数個の増幅器を備えて前記第1のIF増幅回路の出力を増幅する第3のIF増幅回路と、前記第1のIF増幅回路および第3のIF増幅回路出力のレベルを検出するレベル検出回路を備えたFM受信機において、前記レベル検出回路が、前記第1のIF増幅回路および前記第3のIF増幅回路における各縦続接続された複数個の前記増幅器の各出力信号を個々にピーク検波するピーク検波回路と、前記各ピーク検波回路の出力信号を加算する加算器と、前記加算器の出力信号を出力する出力端子とを備えたことを特徴とする。
【0019】
請求項2に記載の発明は、請求項1記載のFM受信機において、レベル検出回路の出力端子の高域AC成分を検出するマルチパス検出回路を備え、前記レベル検出回路の出力によってマルチパス検出を行うものである。
【0020】
請求項3に記載の発明は、請求項1記載のFM受信機において、レベル検出回路の出力端子の信号を入力して希望局周波数の隣接周波数のビート成分を検出する隣接妨害検出回路を備え、前記レベル検出回路の出力によって隣接妨害検出を行うものである。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【0022】
図1は本発明の実施の形態を説明するためのFM受信機の実施形態における構成を示すブロック図である。なお、図6にて説明した従来例の部材に対応する部材には同一符号を付した。
【0023】
図1において、アンテナ回路1によって受信された放送波が高周波増幅回路2によって増幅され、これによって生成された希望波(受信信号)が第1の混合器4に入力される。そして、この第1の混合器4において受信信号は、第1の局部発振回路3から入力される第1の局部発振信号と混合されて第1のIF信号に変換され、さらに第1のIF増幅回路5によって増幅される。この増幅された第1のIF信号は、次に第2の混合器7に入力される。そして、この第2の混合器7において、増幅された第1のIF信号は、第2の局部発振回路6から入力される第2の局部発振信号と混合されて、第2のIF信号に変換され、さらに第2のIF増幅回路8に入力されて振幅が一定のFM信号に生成された後、FM検波回路9においてFM検波される。
【0024】
さらに、第2の混合器7に入力される前の第1のIF信号は、第3のIF増幅回路11に入力される。また前記第1のIF信号および第3のIF信号の出力はレベル検出回路10に入力されて、入力電界強度を表すSメータ出力として出力される。そして、レベル検出回路10から出力されるSメータ出力に基づいて、マルチパス検出回路12によりマルチパスの検出が行われ、また隣接妨害検出回路13により隣接妨害の検出が行われる。
【0025】
図2の本実施の形態におけるレベル検出手段の構成を説明するためのブロック図において、14は図1における第1のIF増幅回路5内に構成されている3段のアンプ、15は図1における第3のIF増幅回路11内に構成されている2段のアンプである。16は図1のレベル検出回路10の具体例であって、第1のIF増幅回路5および第3のIF増幅回路11の内部に設けられたレベル検出用の増幅器の出力を入力として、5段のピーク検波回路16aによりピーク検波を行い、各段の出力を加算回路16bに入力して、Sメータ出力を出力する。
【0026】
本実施の形態のFM受信機では、Sメータ出力には前記第1のIF出力の周波数成分のみからなる信号が検出される。このため、第1のIF出力の周波数がマルチパス検出あるいは隣接妨害の周波数に比べて高いため、ピーク検波の容量およびSメータ出力の平滑容量を小さくすることができ、Sメータ出力の応答速度を損なうことなく、また隣接妨害局がある場合のビート出力レベルへの影響も小さく、妨害の検出を行うことが容易である。すなわち、本実施の形態のFM受信機では、マルチパス時のSメータ出力は図4に示すaのようになり、これをHPFに通した出力は図4に示すeのようになるため、マルチパス検出が可能になる。また、ビート出力も図5に示すhのようになって隣接検出が可能になる。例えばIF出力が10.7MHzの場合、このSメータ出力に漏れる信号を十分下げるためには、カットオフ周波数を数百kHz以下に設定する必要があるが、マルチパス検出に必要とされる周波数帯は数十kHzから百kHz程度までの周波数であり、カットオフ周波数の設定が十分可能である。また100kHz隣接妨害時のビート成分100kHzについても、カットオフ周波数に対して低いため十分検出することが可能である。さらに、本実施形態の構成によれば、Sメータ出力の応答速度が速く、入力に対してのリニアリティの良い特性を実現することができるため、妨害の検出が容易である。
【0027】
なお、本実施の形態では、図2に示すように、3段のアンプ14により第1のIF増幅回路5を構成し、2段のアンプ15により第3のIF増幅回路11を構成した例を説明したが、任意の複数段であってもよい。
【0028】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第1のIF信号の周波数成分のみでSメータ出力を検出するためのIF増幅回路を設けることにより、マルチパス検出と隣接妨害検出が容易に行われるFM受信機が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を説明するためのFM受信機の構成を示すブロック図
【図2】従来のFM受信機および本実施の形態に用いられるレベル検出手段の構成を説明するためのブロック図
【図3】信号入力レベルに対するレベル検出回路の出力の一例を示す図
【図4】マルチパス時におけるレベル検出回路の出力の一例を示す図
【図5】隣接妨害時におけるレベル検出回路の出力の一例を示す図
【図6】従来のFM受信機の構成を示すブロック図
【符号の説明】
1 アンテナ回路
2 高周波増幅回路
3 第1の局部発振回路
4 第1の混合器
5 第1のIF増幅回路
6 第2の局部発振回路
7 第2の混合器
8 第2のIF増幅回路
9 FM検波回路
10 レベル検出回路
11 第3のIF増幅回路
12 マルチパス検出回路
13 隣接妨害検出回路
Claims (3)
- 受信信号と第1の局部発振信号とを混合して第1の中間周波数信号を出力する第1の混合器と、縦続接続された複数個の増幅器を備えて前記第1のIF信号を増幅する第1の中間周波数増幅回路と、前記第1の中間周波数増幅回路の出力と第2の局部発振信号を混合して第2の中間周波数信号を出力する第2の混合器と、前記第2の中間周波数信号を増幅する第2の中間周波数増幅回路と、縦続接続された複数個の増幅器を備えて前記第1の中間周波数増幅回路の出力を増幅する第3の中間周波数増幅回路と、前記第1の中間周波数増幅回路および第3の中間周波数増幅回路出力のレベルを検出するレベル検出回路を備えたFM受信機において、
前記レベル検出回路が、前記第1の中間周波数増幅回路および前記第3の中間周波数増幅回路における各縦続接続された複数個の前記増幅器の各出力信号を個々にピーク検波するピーク検波回路と、前記各ピーク検波回路の出力信号を加算する加算器と、前記加算器の出力信号を出力する出力端子とを備えたことを特徴とするFM受信機。 - 前記レベル検出回路の前記出力端子の高域AC成分を検出するマルチパス検出回路を備えたことを特徴とする請求項1記載のFM受信機。
- 前記レベル検出回路の前記出力端子の信号を入力して希望局周波数の隣接周波数のビート成分を検出する隣接妨害検出回路を備えたことを特徴とする請求項1記載のFM受信機。
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