JP4133977B2 - ラジオ受信機用ブースタアンプ - Google Patents

Description

本発明は、ラジオ受信機用ブースタアンプに関し、特に車載用ラジオ受信機に接続されるブースタアンプの利得制御に関する。

一般に、車載用ラジオ受信機システムは、アンテナに接続されたブースタアンプと、ブースタアンプの後段に接続されたラジオ受信機とを備えている。ブースタアンプは、アンテナから受信したＲＦ（高周波）信号の損失を防ぐためＲＦ信号を増幅し、これをラジオ受信機側へ出力している。

図６は、従来の車載用ラジオ受信機システムの構成例を示す図である。同図に示すように、アンテナ１０は接続ポート１２を介してブースタアンプ２０に接続される。ブースタアンプ２０は、アンテナ１０からのＲＦ信号を受け取る減衰器２２と、減衰器２２の出力段に接続されたＲＦ増幅器２４と、減衰器２２の動作を制御するＡＧＣ回路２６とを有している。ＡＧＣ回路２６は、ＲＦ増幅器２４の出力レベルを検知し、検知されたレベルに応じた制御電圧を減衰器２２に供給することで、アンテナ１０から過大なＲＦ信号が入力されるのを防止している。

ブースタアンプ２０から出力されたＲＦ信号は、ラジオ受信機３０の接続ポート３２を介して入力される。ラジオ受信機３０は、入力したＲＦ信号から所望の周波数信号を選定し、選定された信号をＩＦ（中間周波数）信号に変換し、検波等を行った後、スピーカから希望局のラジオ放送を出力させている。

図６に示すブースタアンプ２０は、それ自身がＡＧＣ機能を備えているが、これ以外にも、ラジオ受信機３０側に設けられたＡＧＣ回路からの出力信号をブースタアンプ２０の減衰器２２やＲＦ増幅器２４の制御に用いることも可能である。

例えば特許文献１は、車載用ＦＭ受信システム装置に関するもので、比較的広帯域で電界強度を検出するＲＦ−ＡＧＣ出力回路と、比較的狭帯域で電界強度を検出するＩＦ−ＡＧＣ出力回路との出力レベルから相互変調、混変調特性に対し最適な電圧を、アンテナアンプ内部の減衰器およびＲＦ増幅器へ出力する技術を開示している。

特許文献２は、特許文献１と同様の手法により、相互変調、混変調特性に対し最適な電圧を、アンテナアンプ内部のＲＦ増幅器へ出力する技術を開示している。

特開平５−２２１７４号 特開平５−２２１７５号

しかしながら、図６に示すようなラジオ受信機用ブースタアンプ２０では、ＡＧＣ回路２６がアンテナ１０の受信信号の全帯域について作動するため、希望放送局の受信強度が弱く、非希望放送局が近くに存在しその受信強度が高いと、アンテナ１０の受信レベルが高くなり、これに応答してＡＧＣ回路２６が減衰器２２により受信信号を減衰させてしまう。この減衰により、希望局の信号が減衰され、希望局のオーディオ信号の出力レベルが低下してしまうという課題がある。また、ＡＧＣ回路２６の検出レベルは、ＲＦ増幅器２４の利得に左右されるため、任意な作動レベルを選択することができないという課題もあった。他方、特許文献１や２に開示される発明は、上記課題を解決し得るものではなく、しかもラジオ受信機内にブースタアンプの動作を制御するための制御回路を設ける必要があるため、構成が複雑化し、かつ低コスト化の実現も難しい。

本発明は、上記従来の課題を解決し、後段に配されるラジオ受信機からの情報を特別な信号ラインを設けることなく、ブースタアンプのＡＧＣ回路の利得制御に利用可能なラジオ受信機用ブースタアンプを提供することを目的とする。

本発明に係るラジオ受信機用ブースタアンプは、ラジオ受信機の前段に接続され、アンテナからの高周波信号を減衰可能な減衰器と、減衰器からの高周波信号を増幅し、増幅された信号を出力信号ラインに供給する増幅器と、ラジオ受信機の入力部と接続される前記出力信号ライン上のインピーダンス変化を検出するインピーダンス検出手段と、インピーダンス検出手段の検出結果に応答して前記減衰器の動作を制御する制御手段とを有するものである。

本発明に係るラジオ受信機用ブースタアンプによれば、後段に接続されたラジオ受信機側の情報に基づきブースタアンプのＡＧＣ回路を制御するようにしたので、ラジオ受信機にとって最適な動作条件にてブースタアンプのＡＧＣ回路の制御を行うことができる。さらに、ブースタアンプが接続されるラジオ受信機の入力部の信号ラインのインピーダンス変化を検出するようにしたので、ブースタアンプのＡＧＣ回路を制御するための独自の制御ラインを必要とせず、しかもラジオ受信機側に専用の制御回路を必要としない。従って、本発明に係るブースタアンプを、種々のラジオ受信機と組み合わせて使用することができ、ブースタアンプに汎用性を持たせることで、安価でかつ高性能なラジオ受信システムを提供することができる。

さらにラジオ受信機側のＡＧＣ回路が帯域制限された周波数信号、例えば中間（ＩＦ）周波数信号により作動されるため、ラジオ受信機にとって最適な状態でブースタアンプのＡＧＣ回路が動作され、受信強度が弱い希望局の信号であっても、非希望局の受信信号に圧殺されず、感度良く音声出力を得ることができる。

以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施例に係る車載用ＦＭラジオ受信機システムの構成を示す図である。ラジオ受信機システム１００は、アンテナ１０に接続されたブースタアンプ２００と、ブースタアンプ２００の後段に接続されたラジオ受信機３００とを含んで構成される。

ブースタアンプ２００は、アンテナ１０からのＲＦ信号を受け取る電圧制御型の減衰器２１０と、減衰器２１０からの出力信号を増幅するＲＦ増幅器２２０と、ＲＦ増幅器２２０の出力信号ライン上のインイーダンス変化を検出するインピーダンス検出器２３０と、インピーダンス検出器２３０の検出結果に基づき減衰器２１０の動作を制御する電圧制御部２４０とを備えている。

電圧制御部２４０は、しきい値検出器２４２と積分器２４４とを含んでいる。しきい値検出部２４２には、好ましくは複数のしきい値が設定されており、インピーダンス検出器２３０の検出値に基づき複数のしきい値から所定のしきい値が選択され、選択されたしきい値に対応する電圧が出力される。しきい値検出器２４２の複数のしきい値は、ユーザによって可変しこれを設定できるようにしてもよい。

積分器２４４は、しきい値検出器２４２からの電圧信号を受け取り、これを波形を整形し、制御電圧Ｓ１として減衰器２１０へ出力する。減衰器２１０は、所定の範囲の制御電圧Ｓ１に応じて入力されたＲＦ信号の減衰を行う。

アンテナ１０とブースタアンプ２００は、接続ポート２５０を介して接続される。また、ブースタアンプ２００とラジオ受信機３００は、接続ポート２６０を介して接続される。接続ポート２６０は、ブースタアンプ２００のＲＦ増幅器２２０の出力信号ラインに接続されるとともに、ラジオ受信機３００の入力部に接続される。ラジオ受信機システム１００は、接続ポート２５０および２６０を介して、接続または離脱させることが可能である。

図２は、ラジオ受信機３００の一般的な内部構成を示すブロック図である。同図に示すように、ラジオ受信機３００は、接続ポート２６０を介してブースタアンプ２００からのＲＦ信号を受け取りこれを増幅するＲＦ増幅器３１０と、増幅されたＲＦ信号から希望局の周波数信号を選択する同調回路３２０と、局部発信器３３０からの周波数信号とＲＦ信号を混合し中間周波数（ＩＦ）信号を生成する混合器３４０と、ＩＦ信号からオーディオ信号を検波する検波器３５０と、オーディオ信号を左右チャンネルに分離するマルチプレクサ（ＭＰＸ）復調器３６０と、復調されたオーディオ信号を増幅しスピーカから音声信号を出力させるオーディオアンプ３７０と、同調回路３２０からのＲＦ信号および／または混合器３４０からのＩＦ信号に基づき減衰器３８０の動作を制御するＡＧＣ回路３９０とを備えている。ＡＧＣ回路３９０は、ＲＦ増幅器３１０の動作を制御することも可能である。

図３は、図２に示す減衰器３８０の回路例である。接続ポート２６０に接続された入力ラインは、コンデンサＣ１、Ｃ２を介してＦＥＴＭＯＳを含むＲＦ増幅器３１０に接続されている。さらに入力ラインは、ＰＩＮダイオードＤ２を介して接地され、かつ、これと並列のＰＩＮダイオードＤ１、抵抗Ｒ１、コンデンサＣ３を介して接地されている。ＡＣＧ回路３９０は、ＲＦ信号またはＩＦ信号のレベルに応じて制御電圧Ｓ２を抵抗Ｒ１とコンデンサＣ３との間のノードに接続している。制御電圧Ｓ２に応じてＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ２が所定の抵抗にて導通し、入力ラインからのＲＦ信号がＧＮＤ側へ流され、ＲＦ信号が減衰されるようになっている。

次に、本実施例のブースタアンプの動作について説明する。
図２に示すようなラジオ受信機３００の前段に接続されたブースタアンプ２００は、インピーダンス検出器２３０により接続ポート２６０に接続された信号ラインのインピーダンス変化を検出する。すなわち、
アンテナ１０を介して受信強度が大きな信号がブースタアンプ２００に入力されると、この信号がＲＦ増幅器２２０によって増幅されてラジオ受信機３００の接続ポート２６０に供給される。すると、ラジオ受信機３００のＡＧＣ回路３９０が作動して、減衰器３８０のＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ２を介して入力ラインをＧＮＤにショートさせ、入力信号レベルに制限をかける動作を開始する。この動作により、接続ポート２６０の入力信号ラインのインピーダンスが約７５Ωから数Ωまで下がる。

接続ポート２６０に接続されたインピーダンス検出器２３０は、入力信号ライン上のインピーダンスの変化を検出し、電圧制御部２４０は、インピーダンス変化に応じた制御電圧Ｓ１を減衰器２１０に供給し、減衰器２１０の動作を制御する。一方、ラジオ受信機３００のＡＧＣ回路３９０が作動しない入力領域では、インピーダンス変化が生じず、ブースタアンプ２００のＡＧＣは作動せず、通常の増幅器として動作する。

本実施例によれば、ブースタアンプ２００は、ラジオ受信機３００におけるＡＧＣ回路３９０の最適な動作情報を利用して、アンテナからの受信レベルの利得を制御することができる。従って、希望局の受信強度が非希望局の受信強度よりも低い場合であっても、希望局の受信強度が圧殺されることなく、良好な受信感度のオーディオ出力を得ることができる。また、ＡＧＣ回路３９０が作動中は、ラジオ受信機の入力インピーダンスが一定となるように動作するので、入力段、同調回路のＱの低下が低減され選択性を維持することができる。さらに、ブースタアンプ２００は、ラジオ受信機側に専用の制御回路や新たな信号ライン等を必要としない構成であるため、種々のラジオ受信機との組み合わせて使用することができる。

次に、本実施例に係るインピーダンス検出器２３０の構成について説明する。インピーダンス検出器２３０は、信号ラインのＶＳＷＲ(Voltage Standing Wave Ratio)からインピーダンスの変化を検出することができる。アンテナ１０におけるインピーダンスは７５Ω（公称）であり、接続ポート２６０（入力信号ライン）におけるインピーダンスが７５Ωから数Ωに低下すると、インピーダンスミスマッチング（不整合）が生じ、伝送ラインの終端（ここでは、接続ポート２６０が該当する）から反射波が発生し、伝送ライン上にＶＳＷＲが生じる。インピーダンス検出器２３０は、ＲＦ増幅器２１０の出力信号ラインと接続ポート２６０との接続に、例えば方向性結合器を用い、ＶＳＲＷの発生による反射電力からインピーダンス変化を検出することができる。方向性結合器は、例えば、クオドラチャハイブリッドタイプのものを用いてもよい。

次に、インピーダンス検出器２３０の他の構成例について説明する。ラジオ受信機３００の入力信号ラインのインピーダンスが低下すると、ブースタアンプ２００の負荷が増加し、その出力波形のひずみが増大する。これにより出力信号成分の高調波が増大するので、所定のカットオフ特性をもつ高域通過濾波器（Ｈ．Ｐ．Ｆ）を用いて、減衰器２１０を制御するようにしてもよい。例えば図４に示すように、増幅器２１０の出力信号ラインに高域通過濾波器２３２を接続する。高域通過濾波器２３２は、図５に示すような遮断周波数ｆ１の周波数特性を有し、遮断周波数ｆ１以上のＲＦ出力信号に重畳された高調波を検出する。検出された結果は、しきい値検出器２４２において対応するしきい値が選択され、選択されたしきい値電圧が積分器２４４を介して減衰器２１０に供給される。

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

上記実施例では、車載用ＦＭラジオ受信機システムを例示したが、ＡＭラジオ受信機用のブースタアンプとしても適用することが可能である。

本発明に係るラジオ受信機用ブースタアンプは、自動車等の移動体に搭載されるアンテナ用アンプとして利用することができる。

本発明の第１の実施例に係るラジオ受信機システムの構成を示す図である。 ラジオ受信機の内部構成を示す部である。 ラジオ受信機の減衰器の回路例である。 ブースタアンプの他のインピーダンス検出器の例を示す図である。 高域通過濾波器の周波数特性を示す図である。 従来のラジオ受信機システムの構成を示す図である。

符号の説明

１０：アンテナ １００：ラジオ受信機システム
２００：ブースタアンプ ２１０：減衰器
２２０：ＲＦ増幅器 ２３０：インピーダンス検出器
２３２：高域通過濾波器 ２４０：電圧制御部
２４２：しきい値検出器 ２４４：積分器
２５０、２６０：接続ポート ３００：ラジオ受信機
３１０：ＲＦ増幅器 ３２０：同調回路
３３０：発信器 ３４０：混合器
３５０：検波器 ３６０：ＭＰＸマルチプレクサ
３７０：ＡＦアンプ ３８０：減衰器
３９０：ＡＧＣ回路 Ｓ１、Ｓ２：制御電圧

Claims (8)

1. ラジオ受信機の前段に接続されるラジオ受信機用ブースタアンプであって、
   アンテナからの高周波信号を減衰可能な減衰器と、
   減衰器からの高周波信号を増幅し、増幅された信号を出力信号ラインに供給する増幅器と、
   ラジオ受信機の入力部に接続される前記出力信号ライン上のインピーダンス変化を検出するインピーダンス検出手段と、
   インピーダンス検出手段の検出結果に応答して前記減衰器の動作を制御する制御手段とを有し、
   前記インピーダンス検出手段は、ラジオ受信機側のＡＧＣ回路が作動される前記入力部に接続された前記出力信号ライン上のインピーダンス変化を検出する、
   ラジオ受信機用ブースタアンプ。
2. インピーダンス検出手段は、前記出力信号ライン上に方向性結合器を含み、当該方向性結合器における反射電力の変化を検出する、請求項１に記載のラジオ受信機用ブースタアンプ。
3. ラジオ受信機の前段に接続されるラジオ受信機用ブースタアンプであって、
   アンテナからの高周波信号を減衰可能な減衰器と、
   減衰器からの高周波信号を増幅し、増幅された信号を出力信号ラインに供給する増幅器と、
   ラジオ受信機の入力部に接続される前記出力信号ラインに接続され、前記出力信号ライン上の所定周波数以上の高調波成分を検出する高域通過濾波器と、
   前記高域通過濾波器の検出結果に応答して前記減衰器の動作を制御する制御手段とを有し、
   前記高域通過濾波器は、ラジオ受信機側のＡＧＣ回路が作動される前記入力部に接続された前記出力信号ライン上の高調波成分を検出する、
   ラジオ受信機用ブースタアンプ。
4. 前記制御手段は、複数のしきい値を設定するしきい値設定手段を含み、前記制御手段は、しきい値設定手段により設定された複数のしきい値と前記インピーダンス検出手段による検出結果とを比較し、選択されたしきい値に対応する制御電圧を減衰器に供給する、請求項１または２に記載のラジオ受信機用ブースタアンプ。
5. 前記制御手段は、複数のしきい値を設定するしきい値設定手段を含み、前記制御手段は、しきい値設定手段により設定された複数のしきい値と前記高域通過濾波器による検出結果とを比較し、選択されたしきい値に対応する制御電圧を減衰器に供給する、請求項３に記載のラジオ受信機用ブースタアンプ。
6. 前記制御手段は、積分回路を含み、前記制御電圧を積分回路を介して減衰器に供給する、請求項４または５に記載のラジオ受信機用ブースタアンプ。
7. 前記ブースタアンプの前記出力信号ラインは、前記ラジオ受信機の入力部に対して着脱自在である、請求項１ないし６いずれか１つに記載のラジオ受信機用ブースタアンプ。
8. 請求項１ないし７いずれか１つに記載のブースタアンプと、
   ブースタアンプに接続されたラジオ受信機とを有し、
   前記ラジオ受信機は、前記入力部に接続された減衰器を含み、該減衰器は、高周波信号または中間周波数信号に基づき作動するＡＧＣ回路によって制御される、ラジオ受信機システム。

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