JP4245243B2

JP4245243B2 - Ｆｍラジオ受信機の信号処理回路

Info

Publication number: JP4245243B2
Application number: JP33488199A
Authority: JP
Inventors: 裕久鈴木; 正明平
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1999-11-25
Filing date: 1999-11-25
Publication date: 2009-03-25
Anticipated expiration: 2019-11-25
Also published as: JP2001156667A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＦＭラジオ放送波を受信し、受信信号を中間周波数信号に周波数変換した後、デジタル信号に変換し復調処理するＦＭラジオ受信機の信号処理回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ＦＭラジオ受信機には、アナログ回路が用いられ、この回路においては、アンテナで受信された放送波を増幅器で増幅し、この増幅ＲＦ信号に対し希望局の周波数と中間周波数だけ異なる局部発振信号を混合する。そして、混合後の信号から中間周波数の成分のみを抽出することで希望局の信号を得、この中間周波数に周波数変換された希望局の信号についてＦＭ復調処理を行い、復調信号をスピーカに供給して音声を出力している。
【０００３】
ここで、ＣＤ（コンパクト・ディスク）プレーヤのように、オーディオ信号をＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセッサ）によりデジタル処理するシステムが普及してきており、ＦＭラジオ受信機においても、ＤＳＰを利用して信号処理が行われる場合も増えてきている。
【０００４】
このようなＤＳＰによるオーディオ信号の処理では、グラフィックイコライザ機能、バス・トレブル、ラウドネス、ローブースト機能、サラウンド機能などを達成することが容易であり、アナログ処理に比べて幅広い処理が可能になる。
【０００５】
ここで、ＤＳＰを用いるＦＭラジオ受信機においては、中間周波数信号をデジタル信号に変換し、得られたデジタル信号をＤＳＰで処理する。すなわち、中間周波数に対し、ＦＭ復調を施しＬ＋Ｒ信号（コンポジット信号）を得る。このＬ＋Ｒ信号には、３８ｋＨｚの副搬送波にのったＬ−Ｒ信号および１９ｋＨｚのパイロット信号が重畳されている。１９ｋＨｚのパイロット信号を利用して副搬送波に同期した３８ｋＨｚのクロック信号を得て、これを利用してＬ−Ｒ信号を復調する。そして、Ｌ＋Ｒ信号とＬ−Ｒ信号の加減算によってＬ信号およびＲ信号を得、得られたＬ信号およびＲ信号をＤ／Ａ変換してスピーカに供給している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、ＤＳＰにおける処理はすべてデジタル信号の処理であり、副搬送波によるＬ−Ｒ信号の復調もデジタルコンポジット信号とデジタル信号としての３８ｋＨｚのクロックの乗算として行われる。
【０００７】
そして、３８ｋＨｚのクロック信号は、システムクロックなどを分周して得られる矩形波であり、これをデジタル信号で十分正確に表すためには、その信号の１０倍程度のサンプリング周波数が必要である。すなわち、３８ｋＨｚ×１０＝３８０ｋＨｚ程度のサンプリング周波数で、３８ｋＨｚのクロック信号をＡ／Ｄ変換してデジタル信号を得ることが必要である。
【０００８】
一方、デジタル処理において実用上高周波のクロックで動作する回路を構成することは困難であるため、サンプリング周波数を低くしたいという要求がある。しかし、サンプリング周波数を低くすれば、それだけ復調用のデジタルクロック信号が不正確になり、正確な復調ができないという問題点があった。
【０００９】
本発明は、復調用クロックについてのサンプリング周波数を低くしてもＬ−Ｒ信号の比較的正確な復調が行えるＦＭラジオ受信機の信号処理回路を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ＦＭラジオ放送波を受信し、受信信号を中間周波数信号に周波数変換した後、デジタル信号に変換し復調処理するＦＭラジオ受信機の信号処理回路であって、ＦＭ復調して得られたデジタルコンポジット信号に対し、デジタル基準副搬送波を用いてＬ−Ｒ信号を復調する際に、デジタル基準副搬送波として正弦波または疑似正弦波を利用するものであり、前記デジタル基準副搬送波は、前記デジタルコンポジット信号の副搬送波と同期した矩形波信号を生成するクロック発生回路と、前記クロック発生回路からの矩形波信号の高調波成分を除去して前記正弦波または疑似正弦波を生成するＩＩＲフィルタとから生成されることを特徴とする。
【００１１】
このように、デジタル基準副搬送波を正弦波または疑似正弦波としてＬ−Ｒ信号を復調する。正弦波の場合、高調波成分がなくサンプリング周波数が比較的低くても、復調の際に歪みが発生しにくい。このため、デジタル基準副搬送波を得るためのサンプリング周波数が比較的低くても、Ｌ−Ｒ信号の正確な復調を行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）について、図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は、実施形態の回路を示す図であり、アンテナ１０によって受信されたＲＦ信号は、フロントエンド１２に供給される。フロントエンド１２では、受信信号を増幅した後、局部発振信号を混合し、フィルタリングして所定の中間周波数（ＩＦ）信号を得る。ここで、局部発振信号は、希望局周波数に対し中間周波数分だけ異なった周波数となるように調整されており、中間周波数信号として希望局の信号が得られる。なお、ＦＭラジオ受信機において、通常は中間周波数信号は１０．７ＭＨｚであるが、本実施形態では、搬送波の周波数を４６０ｋＨｚ程度まで周波数を落としておく。これにより、中間周波数を実用上のＤＳＰの動作速度に依存させることができる。
【００１５】
このフロントエンド１２からの中間周波数信号は、アンプ１４に供給され、ここで増幅される。アンプ１４で増幅された中間周波数信号は、Ａ／Ｄ変換器１６に供給され、デジタル信号に変換される。
【００１６】
得られたデジタルの中間周波数信号は、ＤＳＰ２０に供給され、ここでＦＭ復調処理が行われる。まず、中間周波数信号は、ＦＭ復調回路２２に供給され、ここで位相を１８０°遅らせた信号をＦＭ復調する。これによって、Ｌ＋Ｒ信号（コンポジット信号）が得られる。このＬ＋Ｒ信号には、３８ｋＨｚの副搬送波にのったＬ−Ｒ信号および１９ＫＨｚパイロット信号が重畳されている。そこで、ローパスフィルタ２４により高域を除去して、ベースバンドのＬ＋Ｒを取り出す。
【００１７】
一方、Ｌ＋Ｒ信号は、Ｌ−Ｒ復調回路２６に供給され、ここでＬ−Ｒ信号が取り出される。このために、Ｌ＋Ｒ信号はバンドパスフィルタ２８にも供給され、ここで１９ｋＨｚのパイロット信号が取り出される。このパイロット信号は、Ｌ−Ｒ信号がのっている副搬送波と同期している。そして、このパイロット信号がクロック発生回路３０に供給され、ここで３８ｋＨｚの矩形波（矩形波の基準副搬送波）が発生される。例えば、この矩形波は、システムクロックを分周して３８ｋＨｚの矩形波を作り、この矩形波の位相をＰＬＬ回路によりパイロット信号に同期させることで発生させることができる。なお、この矩形波は、副搬送波と同期した３８ｋＨｚの振動であればよく、Ｌ−Ｒ信号から直接発生してもよい。
【００１８】
そして、この基準副搬送波を用いてＬ＋Ｒ信号に重畳されているＬ−Ｒ信号を復調するが、このときにクロック発生回路３０で発生した３８ｋＨｚの信号は、矩形波である。そこで、この矩形波をフィルタ３２により、正弦波または正弦波に近い波形を持つ疑似正弦波に変換する。
【００１９】
そして、この正弦波の３８ｋＨｚの基準副搬送波をＬ−Ｒ復調回路２６に供給する。これによって、Ｌ−Ｒ復調回路２６は、Ｌ＋Ｒ信号（コンポジット信号）に基準副搬送波を乗算することで、副搬送波にのっているＬ−Ｒ信号を得る。
【００２０】
そして、フィルタ２４の出力であるＬ＋Ｒ信号と、Ｌ−Ｒ復調回路２６からのＬ−Ｒ信号は、加算器３４および減算器３６に供給される。そこで、加算器３４においてＬ信号が得られ、減算器３６においてＲ信号が得られる。そして、これらＬ信号およびＲ信号をそれぞれＤ／Ａ変換器３８ａ、３８ｂを介しスピーカへ出力することで、音声が出力される。なお、ＤＳＰ２０において、音声信号をデジタル処理しているため、サラウンドや、各種のエフェクト処理を行うことが容易であり、周波数帯域毎の音量調整やグラフィックイコライザ機能などを達成することも容易である。
【００２１】
このように、本実施形態では、基準副搬送波として、フィルタ３２により、矩形波を鈍らせ、正弦波または正弦波に近い疑似正弦波を採用することによって、基準副搬送波についてのサンプリング周波数を小さくすることができる。すなわち、矩形波の場合には、高調波成分があり、サンプリング周波数を変換しようとする矩形波の周波数の１０倍程度としなければ、デジタル信号によりその矩形波を正しく表すことができない。つまり、クリップされた信号は１倍から１０倍程度までの高周波が含まれており、これらをすべてサンプリングするには、高いサンプリング周波数が必要となる。本実施形態の場合、３８ｋＨｚの基準副搬送波であり、そのサンプリングクロックは３８０ｋＨｚ程度になる。しかし、正弦波を用いると、サンプリングクロックが比較的低いものであっても、これを用いた復調において、正確な復調が行える。この際、正弦波は１倍から２倍程度の高周波だけが含まれているので、搬送波の２〜３倍のサンプリング周波数で復調できるのである。本実施形態では、３８ｋＨｚの矩形波についてのサンプリング周波数として、１５４ｋＨｚ程度を採用し、このサンプリング周波数で得た矩形波をフィルタ３２により鈍らせて正弦波とした。これによって、Ｌ−Ｒ復調回路２６において正確なＬ−Ｒ信号の復調が行えた。
【００２２】
ここで、フィルタ３２には、ローパスまたはバンドパスフィルタが用いられるが、例えばＩＩＲ（Infinite Impulse Response）フィルタが採用される。このＩＩＲフィルタは、加算後の信号を遅延して加算器に戻すループを持ち、これによってインパルスに対する応答が無限に続くシステムである。通常の場合、加算器の入力前の信号を遅延して加算器に供給する経路や、遅延時間の異なる経路などを有するとともに、複数の経路に配置された係数乗算器の係数を設定できるようになっており、この係数を適切なものに設定することにより所望のフィルタリングが行える。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、デジタル信号処理において、基準副搬送波を正弦波または疑似正弦波としてＬ−Ｒ信号を復調するため、基準副搬送波を得るためのサンプリング周波数が比較的低くても、Ｌ−Ｒ信号の正確な復調を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の回路の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０アンテナ、１２フロントエンド、１４アンプ、１６Ａ／Ｄ変換器、２０ＤＳＰ、２２ＦＭ復調回路、２４フィルタ、２６Ｌ−Ｒ復調回路、２８バンドパスフィルタ、３０クロック発生回路、３２フィルタ。

Claims

ＦＭラジオ放送波を受信し、受信信号を中間周波数信号に周波数変換した後、デジタル信号に変換し復調処理するＦＭラジオ受信機の信号処理回路であって、
ＦＭ復調して得られたデジタルコンポジット信号に対し、デジタル基準副搬送波を用いてＬ−Ｒ信号を復調する際に、デジタル基準副搬送波として正弦波または疑似正弦波を利用するものであり、
前記デジタル基準副搬送波は、
前記デジタルコンポジット信号の副搬送波と同期した矩形波信号を生成するクロック発生回路と、
前記クロック発生回路からの矩形波信号の高調波成分を除去して前記正弦波または疑似正弦波を生成するＩＩＲフィルタと、
から生成されることを特徴とするＦＭラジオ受信機の信号処理回路。