JP3946915B2 - スケルチ回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばワイヤレス・マイクロホン・システム等のワイヤレス・システムの受信機側に使用されるスケルチ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
上記スケルチ回路は、例えば受信機のアンテナ入力レベル(受信電界強度)が、スケルチレベルと呼ばれる所定のレベル以下のときに、受信機の出力をOFFし、上記アンテナ入力レベルがスケルチレベルを超えたときに初めて、受信機の出力をONする回路である。これにより、例えばワイヤレス・マイクロホン・システムにおいては、希望信号(相手方の送信機から送られてくる電波であって受信を希望する電波)が存在しない所謂無信号時、或いは希望信号が何らかの原因により受信機側に到達し難くなったときに、受信機から聴感上不快な雑音が出力されるのを防止できる。従って、受信機が希望信号以外の妨害電波を受信しても、上記アンテナ入力レベルがスケルチレベル以下であれば、その妨害電波による雑音の発生を防止できる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のスケルチ回路によれば、受信機が、希望信号以外に例えば一般に知られている隣接チャンネル妨害や相互変調妨害を受けた場合にも、上記アンテナ入力レベルがスケルチレベルを超えて、受信機の出力がONされることがある。これにより、受信機から、上記隣接チャンネル妨害や相互変調妨害によるビート音(ジュクジュク音)や極端に大きい歪んだ音声が出力されて、聴感上、極めて不快な思いをするという問題がある。
【0004】
そこで、本発明は、上記隣接チャンネル妨害や相互変調妨害等を受けた場合にも、受信機の出力をOFFすることによって、これら妨害電波による不快な雑音が受信機から出力されるのを防止するスケルチ回路、を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、送信機側において例えば一般に知られている瞬時周波数偏移制限(Instant Deviation Control : IDC)回路やスプラッタフィルタ等により通信の対象となる原信号の最大振幅が制限された信号を受信する受信機に用いられるスケルチ回路において、
アンテナ入力端子から入力される受信信号を処理して上記原信号を再生する受信部と、
この受信部により再生して得た再生信号をスイッチ制御信号に従って出力端子から出力しまたは非出力とするスイッチ部と、
上記再生信号、例えば検波出力、の信号レベルを検出し、この検出して得た信号レベルを表すレベル検出信号を生成するレベル検出部と、
上記レベル検出信号が入力され、このレベル検出信号の表す信号レベルと、上記受信部により正規の希望信号を受信したときの検波出力の最大振幅レベルを超える第1の基準レベルと、を比較して、少なくとも上記レベル検出信号の表す信号レベルが上記第1の基準レベル以上のとき、上記出力端子から上記検波出力を非出力とするスイッチ制御信号を生成して上記スイッチ部に供給するスイッチ制御部と、
を具備するものである。
【0006】
なお、ここで言う上記原信号としては、例えば音声信号等の可聴周波信号や映像信号、或いは各種制御信号等、の様々な情報(データ)を有する信号がある。そして、上記レベル検出部は、上記検波出力に代えて、例えばこの検波出力に含まれるノイズのレベルを検出する等により、上記再生信号の信号レベルを間接的に検出してもよい。このレベル検出部が生成する上記レベル検出信号としては、例えば、上記検出して得た信号レベルに比例する電圧または電流を有する信号や、この信号をディジタル化して得たデータ等がある。
【0007】
即ち、一般のワイヤレス・システムにおいては、電波の質を高品位に保ちながら、所定の占有周波数帯域幅を満足するために、通常、送信機側において、上記IDC回路やスプラッタフィルタ等により送受信の対象となる原信号(即ち変調信号)に偏移制限を掛けて、その最大振幅(所謂変調の深さ)を制限する、という手段が講じられる。このように偏移制限された信号を正規の希望信号として受信する場合、受信機の検波出力の信号レベルは、上記偏移制限による変調の深さに応じた或る振幅レベルを最大として、それ以上には上がらない。これに対して、受信機が上述した隣接チャンネル妨害や相互変調妨害を受けた場合には、これら妨害電波による高調波歪み等の影響により、受信機は、正規の希望信号に掛けられている変調の深さ(レベル)比べて数倍の深さで変調された信号を受信するのと等価な状態になる。よって、この場合、検波出力の信号レベルは、正規の希望信号を受信しているときよりも相当大きくなり、上記最大振幅レベルを超えることがある。このことから、検波出力の信号レベルが上記最大振幅よりも大きいか否かによって、受信機が隣接チャンネル妨害や相互変調妨害を受けているか否かを判断でき、本発明は、この判断結果に基づいてスケルチ回路のスイッチ部をON/OFF制御するものである。
【0008】
例えば、今、本発明のスケルチ回路を備えた受信機と、この受信機の相手方の送信機との間で、無線通信を行っているとする。この状態で、受信機が正規の希望信号のみを受信している場合、検波出力の信号レベルは、上記最大振幅レベルを超えることはなく、即ち上記第1の基準レベルよりも低い。従って、スイッチ制御部は、受信部により上記受信信号を変換して得た例えば可聴周波信号等の再生信号を出力端子から出力するように、スイッチ部を制御する(詳しくは、この制御を実現するためのスイッチ制御信号を生成してスイッチ部に供給する)。
【0009】
一方、受信機が、上記隣接チャンネル妨害や相互変調妨害等の影響を受けて、上記検波出力の信号レベルが、最大振幅レベルを超えて、例えばこの最大振幅レベルよりも僅かに大きい第1の基準レベル以上になったとする。すると、スイッチ制御部は、受信部の出力をOFFするように、スイッチ部を制御する。よって、この場合、上記隣接チャンネル妨害や相互変調妨害等による不快な雑音は、受信機から出力されることはない。
【0010】
なお、送受信機間で無線通信を行っていないときに、上記隣接チャンネル妨害や相互変調妨害等の影響を受けた場合にも、上記と同様に、受信部の出力がOFFされる。従って、これら妨害電波による雑音が受信機から出力されることはない。
【0011】
また、上記スイッチ制御部は、上記レベル検出信号の表す信号レベルと、上記受信部により正規の希望信号を受信したときの検波出力の最大振幅レベルよりも低い第2の基準レベルと、を比較して、上記レベル検出信号の表す信号レベルが上記第2の基準レベル以下のときにも、上記可聴周波信号等の再生信号を非出力とする上記スイッチ制御信号を生成し上記スイッチ部に供給するよう構成してもよい。
【0012】
ここで、上記第2の基準レベルとして、例えば、希望信号に可聴周波信号等の送受信の対象となる原信号が実際に含まれている(換言すれば、送信機(変調回路)に対して可聴周波信号等の原信号が入力されている)と見なすことのできる最低限のレベル、を設定するとする。この場合、希望信号に可聴周波信号等の原信号が実際に含まれているときにのみ、受信部の出力が自動的にONされて、所謂一般に知られているボイススイッチ的な動作を奏する。一方、希望信号に可聴周波信号等の原信号が含まれていないときには、受信部の出力はOFFされる。従って、実際の(原信号を送受信するという)通信行為には不要な雑音等を除去できるという所謂雑音除去機能を実現できる。
【0013】
更に、上記レベル検出信号の表す信号レベルが上記第1の基準レベル以上であるか否かを表す情報を出力する情報出力手段を設けてもよい。このようにすれば、上記レベル検出信号の表す信号レベルが上記第1の基準レベル以上になって、受信機の出力がOFFされたときに、その原因が隣接チャンネル妨害や相互変調妨害によるものであることを、情報出力手段の出力情報から容易に把握できる。特に、上記のように、第2の基準レベルを設け、この第2の基準レベルよりも上記レベル検出信号の表す信号レベルの方が低いときにも受信部の出力をOFFするよう構成する場合、上記情報出力手段は非常に有効である。即ち、受信部の出力がOFFされたとき、その原因が、隣接チャンネル妨害や相互変調妨害によるものか(即ち上記レベル検出信号の表す信号レベルが第1の基準レベル以上であるのか)、それとも、希望信号に可聴周波信号等の原信号が含まれていないためなのか(即ちレベル検出信号の表す信号レベルが第2の基準レベル以下であるのか)を、容易に判別できる。なお、この情報出力手段から出力させる情報は、例えば、液晶(LCD)パネルや発光ダイオード(LED)等の表示器を用いて視覚的な形態で出力してもよいし、メッセージ音等の聴覚的な形態で出力してもよい。
【0014】
更に、第1の基準レベルを任意に可変できるレベル可変手段を設けてもよい。このように、第1の基準レベルを任意に可変できるようにすれば、本発明のスケルチ回路を備えた受信機の使用環境等に応じた設定を実現でき、ひいてはより信頼性の高い無線通信を実現できる。なお、上記のように第2の基準レベルを設ける場合には、この第2の基準レベルについても任意に可変できるように構成してもよい。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明に係るスケルチ回路を例えばFM(周波数変調)ワイヤレス・マイクロホン・システムの受信機に応用する場合の一実施の形態について、図1及び図2を参照して説明する。なお、本実施の形態の受信機は、例えば、上述したIDC回路やスプラッタフィルタ等により送受信の対象なる音声信号(即ち変調信号)の最大振幅を制限(即ち偏移制限)する機能を備えた送信機を通信相手とすること、を前提とするものである。
【0016】
図1は、本実施の形態の受信機の概略構成を示すブロック図である。同図に示すように、この受信機は、受信アンテナ1からアンテナ入力端子2を介して入力される受信信号を、高周波(RF)増幅器3により増幅し、高周波フィルタ4により処理した後の信号が入力される周波数変換部5を備えており、ここで局部発振回路6から供給される局部発振信号と混合することにより、上記受信信号を中間周波(IF)信号に変換する所謂スーパ・ヘテロダイン方式のものである。この中間周波信号は、中間周波増幅器7で増幅された後、中間周波フィルタ8を介してFM検波回路9に入力され、ここで音声信号が検波される。この音声信号は、電子スイッチ回路10を介して低周波(AF)増幅器11に入力され、ここで増幅された後、出力端子12を経てスピーカ13に供給される。
【0017】
また、上記FM検波回路9によって検波された音声信号は、電圧検出回路14にも入力される。この電圧検出回路14は、入力された音声信号、即ちFM検波回路9の検波出力、の電圧レベルVを検出し、その検出結果をCPU(中央処理装置)15に供給する。この電圧検出回路14によって検出して得た電圧レベルVは、送信機側における偏移制限後の音声信号の振幅レベルに比例し、CPU15は、その検出結果に応じて、スイッチ制御信号を生成する。このスイッチ制御信号は、上記電子スイッチ回路10に供給され、これによって、電子スイッチ回路のON/OFF動作、即ち上記可聴周波信号の出力/非出力が制御される。なお、CPU15には、例えば押しボタンキーやツマミ構成の操作部16が接続されており、CPU15は、この操作部16の操作に応じて、受信機自体の電源をON/OFFしたり、或いは上記局部発振回路6の発振周波数を調整し、即ち希望信号の周波数を選択したりする。また、CPU15には、例えば液晶パネル構成の表示部17も接続されており、CPU15は、上記操作部16による操作状況や電子スイッチ回路10のON/OFF制御状況等を、この表示部17に表示する。
【0018】
上記のように構成された受信機において、例えば、今、図示しない相手方の送信機側との間で、無線通信を行っているとする。このときの、送信機側における上記偏移制限前の所謂元の音声信号の信号レベル(換言すれば偏移制限前の変調の深さ)Eと、これに対する受信機側の検波出力、即ち上記電圧検出回路14による検出電圧レベルVと、の関係を、図2のグラフに示す。同図から明らかなように、受信機が、上記偏移制限の掛けられた希望信号のみを受信しているときには、上記検出電圧レベルVは、或る電圧レベルVM を最大として、それ以上には上がらない。
【0019】
ところが、受信機が、上述した隣接チャンネル妨害や相互変調妨害等を受けた場合には、上記検出電圧レベルVが、上記最大の電圧レベル、所謂最大振幅レベルVM を超えることがある。これは、上記隣接チャンネル妨害や相互変調妨害を受けているときには、高調波歪み等の影響により、正規の希望信号に掛けられている変調の深さに比べて数倍の深さで変調された信号を受信するのと等価な状態になるからである。
【0020】
そこで、本実施の形態においては、上記最大振幅レベルVM よりも例えば僅かに大きい電圧レベルVH に、第1の閾値を設ける。そして、電圧検出回路14の検出電圧レベルVがこの第1の閾値VH 以上であるとき、上記隣接チャンネル妨害や相互変調妨害等の影響を受けているものと見なして、上記電子スイッチ回路10により受信機の出力をOFFするよう(厳密には、この電子スイッチ回路10をOFFするためのスイッチ制御信号を生成するよう)、CPU15をプログラムする(詳しくは、この制御を実現するためのプログラムを構成して、これを図示しない記憶部に記憶させ、このプログラムに従ってCPU15を動作させる)。一方、上記検出電圧レベルVが第1の閾値VH よりも低いときには、正規の希望信号を受信しているものと見なして、受信機の出力をONする。このようにすれば、受信機が上記隣接チャンネル妨害や相互変調妨害等の強力な妨害電波を受信したときに、受信機から、この妨害電波によるビート音や歪んだ音声等の極めて不快な雑音が出力されるのを防止できる。
【0021】
なお、上記妨害電波のうち隣接チャンネル妨害については、例えばその影響を上記中間周波フィルタ8等により排除可能なようにも考えられる。しかし、受信機が、例えば一般に知られている社団法人電波産業界(Association of Radio Industries and Businesses:ARIB)の定める「RCR−STD−15A」規格に基づく800MHz帯のワイヤレス・マイクロホン・システム用のものである場合には、上記隣接チャンネルは希望信号と125kHzしか離れていないことになる。このような狭帯域の信号を上記中間周波フィルタ8により損失なく抽出するのは、非常に困難であり、よって、多少なりとも受信機全体の受信感度が低下する。これに対して、本実施の形態によれば、少なくとも隣接チャンネル妨害を受けていないときには、受信感度を低下させることなく希望信号を受信するので、高品質な無線通信を確保できる。
【0022】
そして、上記のように検出電圧レベルVが第1の閾値VH 以上であるとき、その旨を表す第1のメッセージを表示部17に表示するように、CPU15をプログラムする。このようにすれば、上記検出電圧レベルVが第1の閾値VH 以上となって、受信機の出力がOFFされたとき、その原因が、上記隣接チャンネル妨害または相互変調妨害によるものであることを、第1のメッセージから把握できる。
【0023】
更に、上記第1の閾値VH とは別に、上記最大振幅レベルVM よりも低い電圧レベル、例えば正規の希望信号に音声信号が実際に含まれている(換言すれば、相手方の送信機であるマイクロホンに対して実際に音声等が入力されている)と見なすことのできる最低限の電圧レベルVL に、第2の閾値を設ける。そして、上記電圧検出回路14の検出電圧レベルVが、この第2の閾値VL 以下であるときにも、電子スイッチ回路10によって受信機の出力をOFFするよう、CPU15をプログラムする。
【0024】
このようにすれば、希望信号に音声信号が実際に含まれているとき(換言すれば、マイクロホンに対して実際に音声等が入力されているとき)にのみ、受信機の出力が自動的にONされるという、ボイススイッチ的な動作を奏する。一方、送受信機間で希望信号(電波)の送受信は行われているものの、その希望信号に音声信号が含まれていないときには、受信機の出力はOFFされる。従って、音声信号を送受信するという実際の通信行為には不要な雑音等を除去できるという、雑音除去機能を実現できる。
【0025】
また、このとき同時に、上記検出電圧レベルVが第2の閾値VL 以下である旨を表す第2のメッセージを、表示部17に表示するように、CPU15をプログラムする。このようにすれば、受信機の出力がOFFされた原因が、上記隣接チャンネル妨害または相互変調妨害によるものではなく、単に希望信号に音声信号が含まれていない所謂無音声状態等にあることを、上記第2のメッセージから把握できる。
【0026】
ところで、CPU15は、上記一連の動作を実現するために、例えば図3に示すフローチャートに従って動作する。
【0027】
即ち、CPU15は、電圧検出回路14により検出して得た検出電圧レベルVが、第1の閾値VH よりも低いか否かを判断する(ステップS2)。ここで、上記検出電圧レベルVが第1の閾値VH 以上であると判断したとき(NOの場合)、CPU15は、表示部17に上記第1のメッセージを表示する(ステップS4)。そして、受信機の出力をOFFするように電子スイッチ回路10を制御(厳密には、この制御を実現するためのスイッチ制御信号を生成)した後(ステップS6)、このフローを抜ける。
【0028】
一方、上記ステップS2において、検出電圧レベルVが第1の閾値VH よりも低いと判断した場合(YESの場合)には、CPU15は、ステップS8に進む。そして、このステップS8において、表示部17に第1のメッセージを表示しているか否かを判断し、表示している場合(YESの場合)には、その表示を取り消してから(ステップS10)、ステップS12に進み、第1のメッセージを表示していない場合(NOの場合)には、ステップS10を飛ばして、直接ステップS12に進む。
【0029】
ステップS12においては、CPU15は、上記検出電圧レベルVが第2の閾値VL よりも大きいか否かを判断する。ここで、上記検出電圧レベルVが第2の閾値VL 以下であると判断したとき(NOの場合)、CPU15は、表示部17に上記第2のメッセージを表示する(ステップS14)。そして、受信機の出力をOFFするように電子スイッチ回路10を制御した後(ステップS6)、このフローを抜ける。
【0030】
一方、上記ステップS12において、検出電圧レベルVが第2の閾値VL よりも大きいと判断した場合(YESの場合)には、CPU15は、ステップS16に進む。そして、このステップS16において、表示部17に第2のメッセージを表示しているか否かを判断し、表示している場合(YESの場合)には、その表示を取り消してから(ステップS18)、ステップS20に進み、第2のメッセージを表示していない場合(NOの場合)には、ステップS18を飛ばして、直接ステップS20に進む。
【0031】
CPU15は、上記ステップS20において、受信機の出力をONするように電子スイッチ回路10を制御した後、このフローを抜ける。
【0032】
なお、本実施の形態における上記第1及び第2の各閾値VH 及びVL が、それぞれ、特許請求の範囲に記載の第1及び第2の各基準レベルに対応する。これら各閾値VH 及びVL については、例えば操作部16の操作により任意に可変できるように構成してもよい。
【0033】
そして、本実施の形態の電圧検出回路14が、特許請求の範囲に記載のレベル検出部に対応する。なお、本実施の形態では、この電圧検出回路14によって、FM検波回路9の検波出力の電圧レベルVを検出するよう構成したが、この検波出力のうち可聴周波数帯域外のノイズレベルを検出するよう構成してもよい。また、FM検波回路9の出力側に電圧検出回路14を設けることによって、上記検波出力の電圧レベルVを検出するよう構成したが、これと同様の作用を奏するのであれば、別途検出手段を用いてもよい。ただし、設計の容易さや回路の簡素さ及び低コスト性等を考慮すると、本実施の形態の構成が極めて有効である。
【0034】
また、本実施の形態におけるCPU15が、特許請求の範囲に記載のスイッチ制御部に対応する。なお、本実施の形態では、このCPU15によりソフトウェア的に上記スイッチ制御部を構成したが、これに限らず、例えばコンパレータ(比較)回路等の純粋なハードウェア構成により上記スイッチ制御部を実現しても良い。
【0035】
そして、本実施の形態における表示部17が、特許請求の範囲に記載の情報出力手段に対応する。この表示部17に限らず、例えば音声等の聴覚的な形態によって上記第1及び第2の各メッセージを出力する手段により上記情報出力手段を構成してもよい。
【0036】
本実施の形態では、スーパ・ヘテロダイン方式のFMワイヤレス・マイクロホン・システムに本発明を応用する場合について説明したが、これに限らない。例えば、受信信号を中間周波信号に変換しない所謂ストレート方式の受信機や、AM(振幅変調)用のワイヤレス受信機等、他の様々なワイヤレス・システムの受信機にも、本発明を応用できることは言うまでもない。また、ワイヤレス・マイクロホン・システムに限らず、例えば映像信号や各種制御信号等、音声以外の情報(データ)を送受信することを目的とするワイヤレス・システムの受信機についても、本発明を応用できる。
【0037】
更に、本実施の形態の受信機に対して、上述した従来の(即ち一般の)スケルチ回路、具体的には、アンテナ入力レベルに応じて受信機の出力をON/OFFさせるスケルチ回路を、併合させてもよい。このようにすれば、より高品位な無線通信を実現できる。
【0038】
【発明の効果】
以上のように、本発明のスケルチ回路によれば、隣接チャンネル妨害や相互変調妨害等の影響により強力な妨害電波を受信した場合にも、受信機の出力がOFFされる。従って、これらの妨害電波の影響により、ビート音や極めて大きい歪んだ音声等の雑音が出力されるのを防止でき、聴感上、不快な思いをすることなく、高品位な無線通信を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るスケルチ回路を備えた受信機の概略構成を表すブロック図である。
【図2】同実施の形態におけるアンテナ入力とその検出電圧との関係、及び各閾値の設定状況を表すグラフである。
【図3】同実施の形態におけるCPUの動作を表すフローチャートである。
【符号の説明】
1 受信アンテナ
2 アンテナ入力端子
5 周波数変換部
9 FM検波回路
10 電子スイッチ回路
12 出力端子
14 電圧検出回路
15 CPU
Claims (4)
- 通信の対象である原信号の最大振幅が制限された信号を受信する受信機に用いられるスケルチ回路において、
アンテナ入力端子から入力される受信信号を処理して上記原信号を再生する受信部と、
この受信部により再生して得た再生信号をスイッチ制御信号に従って出力端子から出力しまたは非出力とするスイッチ部と、
上記再生信号の信号レベルを検出し、この検出して得た信号レベルを表すレベル検出信号を生成するレベル検出部と、
上記レベル検出信号が入力され、このレベル検出信号の表す信号レベルと、上記受信部により正規の希望信号を受信したときに得られる上記再生信号の最大レベルを超える第1の基準レベルと、を比較して、少なくとも該レベル検出信号の表す信号レベルが該第1の基準レベル以上のとき、上記出力端子から上記再生信号を非出力とする上記スイッチ制御信号を生成して上記スイッチ部に供給するスイッチ制御部と、
を具備し、
上記スイッチ制御部は、上記レベル検出信号の表す信号レベルと、上記受信部により上記正規の希望信号を受信したときに得られる再生信号の最大レベルよりも低い第2の基準レベルと、をも比較して、該レベル検出信号の表す信号レベルが該第2の基準レベル以下のときにも、上記出力端子から上記再生信号を非出力とする上記スイッチ制御信号を生成し上記スイッチ部に供給し、
さらに、上記レベル検出信号の表す信号レベルが上記第1の基準レベル以上であるとき第1のメッセージを出力し、該レベル検出信号の表す信号レベルが上記第2基準レベル以下であるとき第2のメッセージを出力する、情報出力手段を備えることを特徴とする、
スケルチ回路。 - 上記第1の基準レベルを任意に可変できるレベル可変手段を備える、請求項1に記載のスケルチ回路。
- 上記レベル可変手段は上記第2の基準レベルをも任意に可変できる、請求項2に記載のスケルチ回路。
- 上記受信信号の周波数を選択する手段をさらに備える、請求項1ないし3のいずれかに記載のスケルチ回路。
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