JP4238268B2 - Ｆｍ受信機 - Google Patents

Description

本発明は、アークタンジェント検波方式のＦＭ受信機に関する。

ＦＭ放送を受信するＦＭ受信機として、クォドラチャ検波器によってＦＭ検波するクォドラチャ検波方式のものと、アークタンジェント検波器によってＦＭ検波するアークタンジェント検波方式のものが知られている。

これらクォドラチャ検波器とアークタンジェント検波器は共に、ＦＭ波の周波数変化を位相検波するという点で共通しているが、主に、クォドラチャ検波器はアナログ信号処理によりＦＭ検波を行うＦＭ受信機に採用され、アークタンジェント検波器はデジタル信号処理によりＦＭ検波を行うＦＭ受信機に採用されている。

すなわち、近年注目されている移動受信における受信品質向上を図り得る地上放送等のデジタル化に伴い、アナログ受信したＦＭ波をデジタル信号処理によってＦＭ検波しようとすると、クォドラチャ検波器では信号歪みが生じ易い等の問題から、デジタル信号処理によりＦＭ検波を行うＦＭ受信機ではアークタンジェント検波器が主に採用されている。

図１（ａ）は、移動受信を考慮した従来のアークタンジェント検波方式のＦＭ受信機の一般的な構成を表したブロック図である。
同図において、このＦＭ受信機１は、受信アンテナＡＮＴで受信した放送波をＲＦ部（高周波増幅部）２で増幅し、増幅された高周波の受信信号と、同調周波数の局発信号ＬＯとを混合することによる周波数変換によって中間周波信号を生成し、更に中間周波信号をＩＦアンプ部４で帯域制限等してアークタンジェント検波器５に供給するようになっている。

アークタンジェント検波器５は、例えば特開平１１−２５１８４１号公報の図１に示されているようなアークタンジェント検波器（同公報では、デジタルＦＭ検波回路と呼ばれている）等で構成されており、ＩＦアンプ部４のアナログ出力信号（すなわち、帯域制限された中間周波信号）ＳIFをデジタル信号処理によってＦＭ検波すべく、所定のサンプリング周波数でサンプリングして入力し、直交変換を施すことによって位相差を有する２つの信号Ｓ，Ｃを生成する。そして、２つの信号Ｓ，Ｃに基づいて次式（１）で表される演算処理を行うことで、上述の帯域制限された中間周波信号の周波数変化を位相変化ωtとして検出し、その検出した位相変化に応じてレベル値が変化するＦＭ検波信号Ｄdet、すなわち復調信号を生成している。

更に、移動に伴って受信環境が随時変化する移動受信では、Ｓ／Ｎ等の向上を図ることでノイズ感の低減を実現することが極めて重要であることから、ＦＭ検波信号ＤdetをＡＲＣ機能（自動受信機能）を有するＡＲＣ部６で処理し、処理後のＦＭ検波信号ＤoutをＦＭステレオ復調器（ＭＰＸ）等に供給するようになっている。

すなわち、ＡＲＣ部６は、ＩＦアンプ部４で検出される電界強度を示す信号（以下「Ｓメータ信号」と称する）Ｓmのレベル変化に応じて、ＦＭ検波信号Ｄdetの高域成分を自動的に抑制するハイカットコントロール機能と、モノラル再生とステレオ再生との自動切替え等を行うチャンネルセパレーションコントロール機能の他、ＦＭ検波信号Ｄdetのレベルを自動的に減衰調整するアッテネータ機能を有している。

そして、受信環境が良好でなくなるのに伴ってＳメータ信号Ｓmのレベルが低下すると、その低下量に応じて、ハイカットコントロール機能がＦＭ検波信号Ｄdetの高域ノイズ成分を抑制すべく自動的に高域カットオフ周波数を調整すると共に、アッテネータ機能がＦＭ検波信号Ｄdetのレベルを減衰させることで、Ｓ／Ｎの向上を図り、更に、チャンネルセパレーションコントロール機能がステレオ再生からモノラル再生への自動切替えを行うことにより、上述のＦＭステレオ復調器から出力される音声信号に基づいてスピーカ等を鳴動させても、ノイズ感を低減させ得る音声や音楽等を再生してユーザに提供するようにしている。

ところで、上記従来のＦＭ受信機では、マルチパス妨害やドップラーシフトやフェージング等により受信環境が劣化し、電界強度が短時間で頻繁に変化すると、ＡＲＣ部６に設けられているアッテネータ機能では、それに応じて同様に変化することとなるＳメータ信号Ｓmのレベル変化に追従できず、本来のアッテネータ機能を発揮することができなくなるという問題があった。このため、Ｓ／Ｎの向上を図ることができなくなり、ユーザに対してノイズ感の低減を図ることが困難となるという問題があった。

すなわち、図１（ｂ）に示すように、Ｓメータ信号Ｓmが受信環境の劣化によって比較的なだらかにレベル変化したような場合には、同図（ｃ）に示すように、ＡＲＣ部６から出力されるＦＭ検波信号ＤoutのレベルもＳメータ信号Ｓmのレベル変化に沿って減衰され、Ｓ／Ｎの向上が図られることとなるが、同図（ｄ）に示すように、受信環境の劣化により電界強度が短時間で頻繁に変化し、Ｓメータ信号Ｓmが短時間で頻繁にレベル変化することとなると、ＡＲＣ部６はこれに追従できず、同図（ｅ）に示すように、制御不能で不安定なレベル変動を生じるＦＭ検波信号Ｄoutを出力してしまう。このため、このＦＭ検波信号ＤoutをＦＭステレオ復調器が復調してスピーカ等を鳴動させた場合、却って刺激的なノイズ音が発生してしまう等の問題を招来していた。

本発明は、こうした従来の課題に鑑みてなされたものであり、受信環境の変化に対して、よりＳ／Ｎ等の向上を図ることが可能なＦＭ受信機を提供することを目的とする。

請求項１に記載のＦＭ受信機の発明は、周波数変換によって受信信号から生成される中間周波信号に対してアークタンジェント検波を施すことによりＦＭ検波信号を生成するアークタンジェント検波器と、前記中間周波数のレベル変化を検出することで受信感度の変化を示すＳメータ信号を生成する手段と、前記Ｓメータ信号のレベル変化に応じて、入力信号に対してレベル調整を施すアッテネータ機能を有するＡＲＣ手段とを有するＦＭ受信機であって、前記Ｓメータ信号と所定の閾値とを逐一比較すると共に、前記Ｓメータ信号のレベルが前記閾値より小さいときには、前記閾値と前記Ｓメータ信号のレベルとの差の絶対値に相当する減衰率で、前記アークタンジェント検波器で生成されるＦＭ検波信号を減衰させて前記入力信号として前記ＡＲＣ手段に供給し、前記Ｓメータ信号のレベルが前記閾値より大きいときには、前記アークタンジェント検波器で生成されるＦＭ検波信号を減衰させずに前記入力信号として前記ＡＲＣ手段に供給する可変減衰手段と、を有し、前記可変減衰手段は、前記Ｓメータ信号のレベル変化に応じて、前記ＡＲＣ手段のアッテネータ機能のレベル調整よりも高速に前記減衰率を変化させることで、受信環境の頻繁な変化に追従して前記ＦＭ検波信号のＳ／Ｎの向上を図って、前記ＡＲＣ手段に供給すること、を特徴とする。

請求項１に記載のＦＭ受信機の発明は、周波数変換によって受信信号から生成される中間周波信号に対してアークタンジェント検波を施すことによりＦＭ検波信号を生成するアークタンジェント検波器と、前記中間周波信号のレベル変化を検出することで受信感度の変化を示すＳメータ信号を生成する生成手段と、前記Ｓメータ信号のレベル変化に応じて、入力信号に対してレベル調整を施すアッテネータ機能を有するＡＲＣ手段とを有するＦＭ受信機であって、前記Ｓメータ信号と所定の閾値とを逐一比較すると共に、前記Ｓメータ信号のレベルが前記閾値より小さいときには、前記閾値と前記Ｓメータ信号のレベルとの差の絶対値に相当する減衰率で、前記アークタンジェント検波器で生成されるＦＭ検波信号を減衰させて前記入力信号として前記ＡＲＣ手段に供給し、前記Ｓメータ信号のレベルが前記閾値より大きいときには、前記アークタンジェント検波器で生成されるＦＭ検波信号を減衰させずに前記入力信号として前記ＡＲＣ手段に供給する可変減衰手段と、を有し、前記可変減衰手段は、前記Ｓメータ信号のレベル変化に応じて、前記ＡＲＣ手段のアッテネータ機能のレベル調整よりも高速に前記減衰率を変化させることで、受信環境の頻繁な変化に追従して前記ＦＭ検波信号のＳ／Ｎの向上を図って、前記ＡＲＣ手段に供給すること、を特徴とする。
請求項３に記載のＦＭ受信機の発明は、周波数変換によって受信信号から生成される中間周波信号に対してアークタンジェント検波を施すことによりＦＭ検波信号を生成するアークタンジェント検波器と、前記アークタンジェント検波器で生成される前記ＦＭ検波信号に対して、受信環境の劣化に応じて減衰率を変化させ、該減衰率に基づいてレベルを自動調整したＦＭ検波信号を生成する可変減衰手段と、前記可変減衰手段で生成される前記ＦＭ検波信号に対して、受信環境の劣化に応じて減衰率を変化させ、該減衰率に基づいてレベルを自動調整するアッテネータ機能を有するＡＲＣ手段と、を有し、前記可変減衰手段は、前記ＡＲＣ手段のアッテネータ機能よりも高速に減衰率を変化させること、を特徴とする。

本発明の好適な実施形態について、図２及び図３を参照して説明する。図２は、本実施形態のＦＭ受信機の構成を表したブロック図、図３は動作を説明するための波形図である。

図２において、このＦＭ受信機１０は、到来電波（放送波）を受信する受信アンテナＡＮＴが接続されたＲＦ部１１と、周波数変換部１２と、ＩＦアンプ部１３と、アークタンジェント検波器１４と、可変減衰手段としての可変減衰回路１５と、ＡＲＣ部１６を有して構成されている。

ここで、ＲＦ部１１と、周波数変換部１２、ＩＦアンプ部１３、アークタンジェント検波器１４及びＡＲＣ部１６は、一般的なＦＭ受信機と同様の構成となっており、アークタンジェント検波器１４とＡＲＣ部１６の間に可変減衰回路１５が設けられることで、ＦＭ受信機１０は、従来のＦＭ受信機には無い特徴を有している。

すなわち、受信アンテナＡＮＴが放送波を受信すると、ＲＦ部１１から増幅された高周波の受信信号が出力され、周波数変換部１２がその受信信号と同調周波数の局発信号ＬＯとを混合することによる周波数変換によって中間周波信号を生成する。

ＩＦアンプ部１３は、周波数変換部１２で生成される中間周波信号に対して帯域制限等を施すことにより、ベースバンド周波数の帯域制限中間周波信号ＳIFを出力する他、帯域制限中間周波信号ＳIFのレベル変化を検出することで電界強度を示す信号（すなわち、Ｓメータ信号）Ｓmを生成して出力する。

アークタンジェント検波器１４は、帯域制限中間周波信号ＳIFに対しデジタル信号処理によるアークタンジェント検波を施すことにより、ＦＭ検波信号Ｄdet1を出力する。すなわち、アークタンジェント検波器１４は、デジタル信号処理によってＦＭ検波すべく、帯域制限中間周波信号ＳIFを所定のサンプリング周波数でサンプリングして入力し、直交変換を施すことによって位相差を有する２つの信号Ｓ，Ｃを生成すると共に、前記式（１）に示した演算処理を行うことで、帯域制限中間周波信号ＳIFの周波数変化を位相変化ωtとして検出し、その検出した位相変化に応じてレベル値が変化するＦＭ検波信号Ｄdet1、すなわち復調信号を生成して出力する。

ＡＲＣ部１６は、後述の可変減衰回路１５から出力されるＦＭ検波信号Ｄdet2の高域成分をＳメータ信号Ｓmのレベル変化に応じて自動的に抑制することで、Ｓ／Ｎの向上を図るハイカットコントロール機能と、Ｓメータ信号Ｓmのレベル変化に応じてモノラル再生とステレオ再生との自動切替え等を行うチャンネルセパレーションコントロール機能の他、Ｓメータ信号Ｓmのレベル変化に応じてＦＭ検波信号Ｄdet2のレベルを自動的に減衰調整することでＳ／Ｎの向上を図るアッテネータ機能を有している。そして、ハイカットコントロール機能とチャンネルセパレーションコントロール機能とアッテネータ機能とによる処理を施したＦＭ検波信号ＤoutをＦＭステレオ復調器（ＭＰＸ）等に供給するようになっている。

次に、可変減衰回路１５は、減衰率を高速に可変調整する可変増幅器等で形成されており、ＩＦアンプ部１３から出力されるＳメータ信号Ｓmのレベルが所定の規定値よりも低下すると、その規定値より低下するＳメータ信号Ｓmの低下量に応じて高速に減衰率を変化させ、ＦＭ検波信号Ｄdet1のレベルを減衰させて、その減衰後のＦＭ検波信号Ｄdet2を出力する。

すなわち、可変減衰回路１５は、Ｓメータ信号Ｓmのレベル変化に追従して、ＡＲＣ部１６に設けられているアッテネータ機能よりも高速に減衰率を変化させる可変増幅器等で形成されている。そして、次式（２-a）（２-b）で表されるように、Ｓメータ信号Ｓmのレベル値ＬＳmが上述の規定値ＴＨＤaと等しい場合又は大きな値となった場合には、受信環境が良好であると判断して、減衰率Ｇvを０(db)に設定し、一方、Ｓメータ信号Ｓmのレベル値ＬＳmが規定値ＴＨＤaより小さな値となった場合には、そのＳメータ信号Ｓmのレベル変化に追従して、そのレベル値ＬＳmと規定値ＴＨＤaとの差の絶対値│ＴＨＤa−ＬＳm│に比例した分だけ減衰率Ｇvを０(dB)より増加（別言すれば、増幅率を０(dB)より低下）させることでＦＭ検波信号Ｄdet1のレベルを減衰させ、減衰後のＦＭ検波信号Ｄdet2をＡＲＣ部１６に供給する。

以上に説明した構成を有する本実施形態のＦＭ受信機１０によれば、可変減衰回路１５がＳメータ信号Ｓmのレベル変化に追従して減衰率Ｇvを変化させることにより、アークタンジェント検波器１４でＦＭ検波されたＦＭ検波信号Ｄdet1のレベルを自動調整するので、マルチパス妨害やドップラーシフトやフェージング等により受信環境が頻繁に変化するような場合であっても、Ｓ／Ｎの向上を図ったＦＭ検波信号Ｄdet2を生成して、ＡＲＣ部１６に供給することができる。

そして更に、マルチパス妨害やドップラーシフトやフェージング等による受信環境の頻繁な変化に応じてＳメータ信号Ｓmのレベルが頻繁に変化し、ＡＲＣ部１６に設けられているアッテネータ機能がその変化に追従しない場合でも、ＡＲＣ部１６の入力段側に設けられている可変減衰回路１５が予めＳ／Ｎの向上を図ったＦＭ検波信号Ｄdet2を生成してＡＲＣ部１６に供給するので、ＡＲＣ部１６の機能を補って、Ｓ／Ｎに優れたＦＭ検波信号ＤoutをＡＲＣ部１６から出力させることができる。

ちなみに、図３（ａ）は、図１（ｄ）に示したのと同様にＳメータ信号Ｓmが頻繁に変化した場合、図３（ｂ）は、ＡＲＣ部６から出力されるＦＭ検波信号Ｄoutのレベル変化をアナログ信号の変化として示すと共に、図１（ｅ）に対応させて示した波形図である。

これら図３（ａ）（ｂ）から明らかな通り、可変減衰回路１５が、頻繁にレベル変化するＳメータ信号Ｓmに応じて自動的に減衰率Ｇvを調整させることで、Ｓ／Ｎの向上を図ったＦＭ検波信号Ｄdet2を予め生成してＡＲＣ部１６に供給するので、ＡＲＣ部１６から出力されるＦＭ検波信号ＤoutもＳメータ信号Ｓmのレベル変化に応じて減衰率Ｇvが調整され、Ｓ／Ｎの向上が図られた信号となることが実験的にも確認された。そして、ＦＭ検波信号ＤoutをＦＭステレオ復調器（ＭＰＸ）に供給し、復調させた音声信号に基づいてスピーカ等を鳴動させると、ノイズ感を低減させ得る音声や音楽等を再生してユーザに提供することが可能である。

なお、以上に説明した本実施形態のＦＭ受信機１０では、ＩＦアンプ部１３で生成されるＳメータ信号Ｓmの変化に応じて可変減衰回路１５が減衰率Ｇvを可変調整するようになっているが、帯域制限中間周波信号ＳIFに含まれているノイズ成分を検出するノイズ検出回路を設けておき、該ノイズ検出回路で検出されるノイズ成分の時間に対するレベル変化に応じて、可変減衰回路１５が減衰率Ｇvを自動的に調整する構成としてもよい。

すなわち、次式（３-a）（３-b）で表されるように、可変減衰回路１５は、上述のノイズ検出回路で検出されるノイズ成分のレベル値ＬＳnが所定の規定値ＴＨＤbと等しい場合又は小さな値となった場合には、受信環境が良好であると判断して減衰率Ｇvを０(db)に設定し、一方、ノイズ成分のレベル値ＬＳnが規定値ＴＨＤbより大きな値となった場合には、そのノイズ成分のレベル変化に追従して、そのレベル値ＬＳnと規定値ＴＨＤbとの差の絶対値│ＴＨＤb−ＬＳn│に比例した分だけ減衰率Ｇvを０(dB)から増加（別言すれば、増幅率を０(dB)から低下）させることでＦＭ検波信号Ｄdet1のレベルを減衰させ、処理後のＦＭ検波信号Ｄdet2をＡＲＣ部１６に供給する構成としてもよい。

次に、より具体的な実施例に係るＦＭ受信機について、図４を参照して説明する。なお、図４は、本実施例のＦＭ受信機の構成を表したブロック図であり、図２と同一又は相当する部分を同一符号で示している。

図４において、本実施例のＦＭ受信機１０は、図２に示した実施形態のＦＭ受信機と同様に、受信アンテナＡＮＴが接続されたＲＦ部１１と、周波数変換部１２と、ＩＦアンプ部１３と、アークタンジェント検波器１４と、可変減衰回路１５と、ＡＲＣ部１６を有して構成されている。
ここで、可変減衰回路１５は、遅延回路１５aと、減算器１５b、比較器１５c、絶対値回路１５d及び乗算器１５eによって構成されている。

遅延回路１５aは、ＩＦアンプ部１３から出力されるＳメータ信号Ｓmを所定の遅延時間τdで遅延させて出力する。すなわち、ＩＦアンプ部１３が帯域制限を行った帯域制限中間周波信号ＳIFを出力する時点から、アークタンジェント検波回路１４がアークタンジェント検波によってＦＭ検波信号Ｄdet1を生成して乗算器１５eに供給するまでに要する処理時間Ｔ１と、ＩＦアンプ部１３がＳメータ信号Ｓmを生成して出力する時点から、遅延回路１５aと減算器１５b及び絶対値回路１５dを介して、利得調整信号Ｓgvが乗算器１５eに供給されるまでに要する処理時間Ｔ２との両者の遅延時間Ｔ１，Ｔ２が等しくなるように、遅延回路１５aの遅延時間τdが設定されている。

減算器１５bは、遅延回路１５aで遅延されたＳメータ信号Ｓmdのレベル値ＬＳmと所定の規定値ＴＨＤaとの差（ＴＨＤa−ＬＳm）を演算して、絶対値回路１５dに供給する。
比較器１５cは、Ｓメータ信号Ｓmdのレベル値ＬＳmと規定値ＴＨＤaとを比較し、レベル値ＬＳmが規定値ＴＨＤaと等しいとき、又はレベル値ＬＳmが規定値ＴＨＤaより大きいときには、切替制御信号Ｓcmtによって減算器１５bを制御することにより、上述の差（ＴＨＤa−ＬＳm）を値１に設定させて出力させ、一方、レベル値ＬＳmが規定値ＴＨＤaより小さいときには、切替制御信号Ｓcmtによって減算器１５bを制御することにより、上述の差（ＴＨＤa−ＬＳm）をそのまま出力させる。

これにより、比較器１５cは、受信環境の劣化に伴ってＳメータ信号Ｓmdのレベル値ＬＳmが規定値ＴＨＤaよりも低下した場合に限り、アークタンジェント検波器１４から出力されるＦＭ検波信号Ｄdet1のレベルを減衰調整できるようにしている。

絶対値回路１５dは、減算器１５bから出力される上述の差（ＴＨＤa−ＬＳm）の絶対値│ＴＨＤa−ＬＳm│を演算すると共に、前記式（２-b）に示したように、Ｇv＝−20×log₁₀│THDa−LSm│で表される演算を行うことによって、デシベル表記の減衰率Ｇvを演算し、その演算結果である減衰率Ｇvを示す減衰率制御信号Ｓgvを乗算器１５eに供給する。すなわち、絶対値回路１５dは、減算器１５bから出力される上述の差（ＴＨＤa−ＬＳm）が、比較器１５cの制御の下で値１として供給されると、減衰率Ｇvを０(dB)とする減衰率制御信号Ｓgvを乗算器１５eに供給し、減算器１５bから差（ＴＨＤa−ＬＳm）の値がそのまま供給されると、絶対値│ＴＨＤa−ＬＳm│からデシベルで表される減衰率Ｇvを演算して、その減衰率Ｇvを示す減衰率制御信号Ｓgvを乗算器１５eに供給する。

乗算器１５eは、アークタンジェント検波器１４から出力されるＦＭ検波信号Ｄdet1と、減衰率制御信号Ｓgvで指定される減衰率Ｇvとを乗算（掛け算）することにより、ＦＭ検波信号Ｄdet1のレベルを減衰させたＦＭ検波信号Ｄdet2を生成して、ＡＲＣ部１６に供給する。

以上に説明した本実施例のＦＭ受信機１０によれば、可変減衰回路１５がＳメータ信号Ｓmのレベル変化に追従して減衰率Ｇvを変化させることにより、アークタンジェント検波器１４でＦＭ検波されたＦＭ検波信号Ｄdet1のレベルを自動調整するので、マルチパス妨害やドップラーシフトやフェージング等により受信環境が頻繁に変化するような場合であっても、Ｓ／Ｎの向上を図ったＦＭ検波信号Ｄdet2を生成して、ＡＲＣ部１６に供給することができる。

更に、マルチパス妨害やドップラーシフトやフェージング等による受信環境の頻繁な変化に応じてＳメータ信号Ｓmのレベルが頻繁に変化し、ＡＲＣ部１６に設けられているアッテネータ機能がその変化に追従しない場合でも、ＡＲＣ部１６の入力段側に設けられている可変減衰回路１５が予めＳ／Ｎの向上を図ったＦＭ検波信号Ｄdet2を生成してＡＲＣ部１６に供給するので、ＡＲＣ部１６の機能を補って、Ｓ／Ｎに優れたＦＭ検波信号ＤoutをＡＲＣ部１６から出力させることができる。

更に、遅延回路１５aを設けたことにより、アークタンジェント検波器１４から出力されるＦＭ検波信号Ｄdet1に対して、乗算器１５eが受信環境の劣化するタイミングに合わせて減衰率Ｇvを自動調整することができるため、Ｓ／ＮのよいＦＭ検波信号Ｄdet2をＡＲＣ部１６に供給することができる。

次に、他の実施例について、図５を参照して説明する。なお、図５は、本実施例のＦＭ受信機の構成を表したブロック図であり、図４と同一又は相当する部分を同一符号で示している。

図５において、本実施例のＦＭ受信機１０は、図４に示した実施形態のＦＭ受信機と同様に、受信アンテナＡＮＴが接続されたＲＦ部１１と、周波数変換部１２と、ＩＦアンプ部１３と、アークタンジェント検波器１４と、可変減衰回路１５と、ＡＲＣ部１６を有して構成されている。

ここで、可変減衰回路１５は、遅延回路１５aと、減算器１５b、比較器１５c、絶対値回路１５dと乗算器１５eの他、ノイズ検出回路としてのローパスフィルタ１５f及び減算器１５gとを有して構成されている。

ローパスフィルタ１５fは、ＩＦアンプ部１３から出力される帯域制限中間周波信号ＳIFの最高周波数（上側最大周波数遷移）よりも低い所定の周波数を高域カットオフ周波数とする低域通過型フィルタで形成されており、帯域制限中間周波信号ＳIFのエンベロープ成分を通過させて減算器１５gに供給する。

減算器１５gは、帯域制限中間周波信号ＳIFから帯域制限中間周波信号ＳIFのエンベロープ成分を減算することにより、受信環境の変化に応じて生じるノイズ成分Ｓnを抽出して遅延回路１５aに供給する。

遅延回路１５aは、減算器１５gより入力されるノイズ成分Ｓnを所定の遅延時間τdで遅延させて、減算器１５b及び比較器１５cに供給する。すなわち、遅延回路１５aの遅延時間τdは、ＩＦアンプ部１３が帯域制限を行った帯域制限中間周波信号ＳIFを出力する時点から、アークタンジェント検波回路１４がアークタンジェント検波によってＦＭ検波信号Ｄdet1を生成して乗算器１５eに供給するまでに要する処理時間Ｔ１と、帯域制限中間周波信号ＳIFがローパスフィルタ１５fに入力されて、ローパスフィルタ１５fと減算器１５gと遅延回路１５aと減算器１５b及び絶対値回路１５dを介して、利得調整信号Ｓgvが乗算器１５eに供給されるまでに要する処理時間Ｔ２との両者の遅延時間Ｔ１，Ｔ２が等しくなるように設定されている。

減算器１５bは、遅延回路１５aで遅延されたノイズ成分Ｓndのレベル値ＬＳnと所定の規定値ＴＨＤbとの差（ＴＨＤb−ＬＳn）を演算して、絶対値回路１５dに供給する。
比較器１５cは、ノイズ成分Ｓndのレベル値ＬＳnと規定値ＴＨＤbとを比較し、レベル値ＬＳnが規定値ＴＨＤbと等しいとき、又はレベル値ＬＳnが規定値ＴＨＤbより小さいときには、切替制御信号Ｓcntによって減算器１５bを制御することにより、上述の差（ＴＨＤb−ＬＳn）を値１に設定させて出力させ、一方、レベル値ＬＳnが規定値ＴＨＤnより大きいときには、切替制御信号Ｓcntによって減算器１５bを制御することにより、上述の差（ＴＨＤb−ＬＳn）をそのまま出力させる。

これにより、比較器１５cは、受信環境の劣化に伴ってノイズ成分Ｓndのレベル値ＬＳnが規定値ＴＨＤbよりも大きくなった場合に限り、アークタンジェント検波器１４から出力されるＦＭ検波信号Ｄdet1のレベルを減衰調整できるようにしている。

絶対値回路１５dは、減算器１５bから出力される上述の差（ＴＨＤb−ＬＳn）の絶対値│ＴＨＤb−ＬＳn│を演算すると共に、前記式（３-a）に示したように、Ｇv＝−20×log₁₀│THDb−LSn│で表される演算を行うことによって、デシベル表記の減衰率Ｇvを演算し、その演算結果である減衰率Ｇvを示す減衰率制御信号Ｓgvを乗算器１５eに供給する。

すなわち、絶対値回路１５dは、減算器１５bから出力される上述の差（ＴＨＤb−ＬＳn）が、比較器１５cの制御の下で値１として供給されると、減衰率Ｇvを０(dB)とする減衰率制御信号Ｓgvを乗算器１５eに供給し、減算器１５bから差（ＴＨＤb−ＬＳn）の値がそのまま供給されると、絶対値│ＴＨＤb−ＬＳn│からデシベルで表される減衰率Ｇvを演算して、その減衰率Ｇvを示す減衰率制御信号Ｓgvを乗算器１５eに供給する。

乗算器１５eは、アークタンジェント検波器１４から出力されるＦＭ検波信号Ｄdet1と、減衰率制御信号Ｓgvで指定される減衰率Ｇvとを乗算（掛け算）することにより、ＦＭ検波信号Ｄdet1のレベルを減衰させたＦＭ検波信号Ｄdet2を生成して、ＡＲＣ部１６に供給する。

かかる構成を有する本実施例のＦＭ受信機１０によれば、帯域制限中間周波信号ＳIFに含まれているノイズ成分Ｓnを抽出することで、マルチパス妨害やドップラーシフトやフェージング等による受信環境の変化を検出し、その検出したノイズ成分Ｓnに基づいて乗算器１５eの減衰率を自動調整する利得制御信号ｓgvを生成するようにしたので、受信環境の劣化に応じてＳ／Ｎの向上を図ることができる。

更に、上述の実施例１の場合と同様に、マルチパス妨害やドップラーシフトやフェージング等による受信環境の頻繁な変化に応じてＳメータ信号Ｓmのレベルが頻繁に変化し、ＡＲＣ部１６に設けられているアッテネータ機能がその変化に追従しない場合でも、ＡＲＣ部１６の入力段側に設けられている可変減衰回路１５が予めＳ／Ｎの向上を図ったＦＭ検波信号Ｄdet2を生成してＡＲＣ部１６に供給するので、ＡＲＣ部１６の機能を補って、Ｓ／Ｎに優れたＦＭ検波信号ＤoutをＡＲＣ部１６から出力させることができる。

更に、遅延回路１５aを設けたことにより、アークタンジェント検波器１４から出力されるＦＭ検波信号Ｄdet1に対して、乗算器１５eが受信環境の劣化するタイミングに合わせて減衰率Ｇvを自動調整することができるため、Ｓ／ＮのよいＦＭ検波信号Ｄdet2をＡＲＣ部１６に供給することができる。

従来のＦＭ受信機の構成及び機能を説明するための図である。 本発明の実施形態に係るＦＭ受信機の構成を表したブロック図である。 図２に示したＦＭ受信機の効果を説明するための波形図である。 実施例に係るＦＭ受信機の構成を表したブロック図である。 更に、他の実施例に係るＦＭ受信機の構成を表したブロック図である。

符号の説明

１２…周波数変換部
１３…ＩＦアンプ部
１４…アークタンジェント検波器
１４…可変減衰回路
１６…ＡＲＣ部

Claims (6)

1. 周波数変換によって受信信号から生成される中間周波信号に対してアークタンジェント検波を施すことによりＦＭ検波信号を生成するアークタンジェント検波器と、
   前記中間周波信号のレベル変化を検出することで受信感度の変化を示すＳメータ信号を生成する生成手段と、
   前記Ｓメータ信号のレベル変化に応じて、入力信号に対してレベル調整を施すアッテネータ機能を有するＡＲＣ手段とを有するＦＭ受信機であって、
   前記Ｓメータ信号と所定の閾値とを逐一比較すると共に、前記Ｓメータ信号のレベルが前記閾値より小さいときには、前記閾値と前記Ｓメータ信号のレベルとの差の絶対値に相当する減衰率で、前記アークタンジェント検波器で生成されるＦＭ検波信号を減衰させて前記入力信号として前記ＡＲＣ手段に供給し、前記Ｓメータ信号のレベルが前記閾値より大きいときには、前記アークタンジェント検波器で生成されるＦＭ検波信号を減衰させずに前記入力信号として前記ＡＲＣ手段に供給する可変減衰手段と、
   を有し、
   前記可変減衰手段は、前記Ｓメータ信号のレベル変化に応じて、前記ＡＲＣ手段のアッテネータ機能のレベル調整よりも高速に前記減衰率を変化させることで、受信環境の頻繁な変化に追従して前記ＦＭ検波信号のＳ／Ｎの向上を図って、前記ＡＲＣ手段に供給すること、
   を特徴とするＦＭ受信機。
2. 前記可変減衰手段は、
   前記閾値と前記Ｓメータ信号のレベルとの差の絶対値に相当する減衰率を演算し、当該減衰率を示す減衰率制御信号を生成する演算回路と、
   前記演算回路より供給される前記減衰率制御信号によって示される減衰率と前記ＦＭ検波信号とを乗算することにより、当該減衰率に応じて減衰させた前記入力信号または減衰させない前記入力信号を生成して前記ＡＲＣ手段に供給する乗算器と、
   アークタンジェント検波器によって前記中間周波信号から前記ＦＭ検波信号が生成され前記乗算器へ出力されるまでに要する第１の処理時間と、前記演算回路によって前記Ｓメータ信号から前記減衰率制御信号が生成され前記乗算器へ供給されるまでに要する第２の処理時間とが等しくなるように、前記第２の処理時間を遅延させる遅延回路と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載のＦＭ受信機。
3. 周波数変換によって受信信号から生成される中間周波信号に対してアークタンジェント検波を施すことによりＦＭ検波信号を生成するアークタンジェント検波器と、
   前記アークタンジェント検波器で生成される前記ＦＭ検波信号に対して、受信環境の劣化に応じて減衰率を変化させ、該減衰率に基づいてレベルを自動調整したＦＭ検波信号を生成する可変減衰手段と、
   前記可変減衰手段で生成される前記ＦＭ検波信号に対して、受信環境の劣化に応じて減衰率を変化させ、該減衰率に基づいてレベルを自動調整するアッテネータ機能を有するＡＲＣ手段と、
   を有し、
   前記可変減衰手段は、前記ＡＲＣ手段のアッテネータ機能よりも高速に減衰率を変化させること、
   を特徴とするＦＭ受信機。
4. 前記可変減衰手段は、前記中間周波信号から検出される電界強度を示すＳメータ信号の変化に応じて、前記減衰率を調整させることを特徴とする請求項３に記載のＦＭ受信機。
5. 前記可変減衰手段は、前記中間周波信号に含まれているノイズ成分の変化に応じて、前記減衰率を調整させることを特徴とする請求項３に記載のＦＭ受信機。
6. 前記可変減衰手段は、
   前記中間周波信号に基づき決定される受信環境の劣化に応じて前記減衰率を演算し、当該減衰率を示す減衰率制御信号を生成する演算回路と、
   前記演算回路より供給される前記減衰率制御信号によって示される減衰率と前記ＦＭ検波信号とを乗算することにより、前記レベルを自動調整したＦＭ検波信号を生成する乗算器と、
   アークタンジェント検波器によって前記中間周波信号から前記ＦＭ検波信号が生成され前記乗算器へ出力されるまでに要する第１の処理時間と、前記演算回路によって前記Ｓメータ信号から前記減衰率制御信号が生成され前記乗算器へ供給されるまでに要する第２の処理時間とが等しくなるように、前記第２の処理時間を遅延させる遅延回路と、
   を備えることを特徴とする請求項３に記載のＦＭ受信機。

Images