JP4375923B2 - 無線受信機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線受信機に関し、特にトーンスケルチを備えたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
トーンスケルチを備えた無線受信機では、受信した無線信号に、トーン信号が含まれているか否かを検出するトーン検出回路が設けられている。トーン検出回路がトーン信号を検出したとき、無線信号を復調する復調回路の出力信号が、スケルチ用のスイッチを介して例えば低周波増幅部に供給される。トーン検出回路がトーン信号を検出していないとき、スケルチ用のスイッチによって、復調回路の出力信号が遮断され、無用なノイズ等が拡声されることを防止している。
【０００３】
トーン検出回路は、トーン信号を抽出するために、例えばバンドパスフィルタを有し、このバンドパスフィルタの出力信号のレベルを検出し、この検出したレベルを適切な基準信号と比較し、基準信号よりもレベルが大きいと、トーン信号を検出したと判定する。ここで、バンドパスフィルタの入力側または出力側には、レベル検出信号のレベルを適切な値とするために、増幅部が設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
バンドパスフィルタを用いてトーン信号を抽出しても、バンドパスフィルタの出力信号には、白色雑音等に起因するノイズ信号が含まれる。図４に符号Ａで示すのは、トーン信号が含まれる場合の受信電界強度とレベル検出出力との関係を示したもので、受信電界強度が高い、高Ｓ／Ｎ比の領域では、レベル検出出力にはノイズの影響は殆ど現れない。しかし、受信電界強度が低い、低Ｓ／Ｎ比の領域では、レベル検出出力にはノイズの影響が大きく現れる。これは、バンドパスフィルタの入力側または出力側に設けた増幅部によってノイズ信号が増幅されている影響が大きい。トーン信号が含まれていない場合の受信電界強度とレベル検出出力との関係を符号Ｂで示している。受信電界強度が低い状態では、レベル検出信号のレベルが基準信号を超えることがある。この場合、トーン信号が存在しないにも拘わらず、トーン信号が存在すると誤判断がなされ、スケルチが誤動作する。電界強度の強弱を判断し、電界強度が低い場合や電波無しの状態で、ノイズを出力しないようにするノイズスケルチ機能が採用されているシステムにおいても、ノイズスケルチが働く前にトーンスケルチが誤判断することがあり、やはり問題となる。
【０００５】
本発明は、受信電界強度が低い場合でも、誤動作しないスケルチ回路を備えた受信機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様による無線受信機は、トーン信号が含まれることのある無線信号を受信する受信手段を有している。この受信手段としては、無線信号をそれの基となるベースバンド信号に復調することができるものであれば、どのようなものでも使用することができ、例えばスーパーヘテロダイン方式のものを使用することができる。この受信手段の出力信号に前記トーン信号が含まれているとき、これを検出するトーン検出手段が設けられている。このトーン検出手段が前記トーン信号を検出したとき、前記受信手段の出力信号を通過させ、前記トーン検出手段が前記トーン信号を非検出のとき、前記受信手段の出力信号の通過を阻止するスケルチ手段が設けられている。スケルチ手段としては、例えば受信手段の出力側と、その後段の処理回路、例えば低周波増幅部との間に直列に接続されたスイッチまたは、受信手段の出力側と基準電位点との間に接続されたスイッチ等を使用することができる。前記受信手段における受信電界強度が小さいとき、即ち、低Ｓ／Ｎ比のとき、制御手段が、前記トーン検出手段を前記トーン信号の非検出状態とする。トーン検出手段は、トーン信号が供給される可変利得増幅手段を有するものとできる。制御手段は、受信電界強度の低下に応じて、可変利得増幅手段の利得を低下させて、前記トーン検出手段を前記トーン信号の非検出状態とする。
【０００７】
本発明による無線受信機によれば、受信電界強度が低下すると、可変利得増幅手段によって増幅された信号のレベルが低下する。トーン信号不存在の場合、可変利得増幅手段は、ノイズを増幅するが、そのノイズの増幅レベルが低下する。その結果、トーン検出手段において、謝ってトーンを検出した状態となることが無く、スケルチの誤動作を防止できる。
【０００８】
本発明の他の態様の無線受信機は、上記態様と同様に受信手段と、トーン検出手段と、スケルチ手段と、制御手段とを、有している。前記トーン検出手段は、前記受信手段の出力信号から前記トーン信号を抽出する抽出手段と、抽出された前記トーン信号のレベルを検出するレベル検出手段と、前記レベル検出手段の出力信号が基準値よりも大きいとき、前記スケルチ手段を信号通過状態とするトーン検出信号を発生する判定手段とを、有している。抽出手段としては、例えばトーン信号を通過させることができるフィルタを使用することができる。制御手段は、前記受信手段における受信電界強度が小さいとき、前記判定手段が前記トーン検出信号を非発生の状態とするように、前記トーン信号のレベルまたは基準信号を制御する。
【０００９】
この態様によれば、受信電界強度が低く、ノイズの影響が大きいとき、トーン信号のレベル又は基準信号を制御して、トーン検出信号を非発生の状態としているので、スケルチ手段が遮断状態になり、受信手段から出力信号が出力することが阻止される。従って、受信電界強度が低い状態においてノイズに起因してスケルチ手段が誤動作することを防止できる。
【００１０】
或いは、トーン検出手段は、信号路を含むものにできる。この信号路は、前記抽出手段と、前記レベル検出手段とを含む。さらに、この信号路の出力信号が前記判定手段に供給されている。前記信号路の入力側、内部または出力側に利得調整手段が設けられている。利得調整手段としては、例えば可変増幅部または可変減衰器を使用することができる。制御手段は、前記受信信号の受信電界強度が小さいとき、利得調整手段の利得を下げるように構成されている。この利得の調整は、信号路の出力信号のレベルが、基準信号よりも小さな値になるように行われる。
【００１１】
このように構成した無線受信機では、受信電界強度が低い状態では、制御手段によって利得調整手段の利得が低下させられ、その結果、トーン信号が含まれていないノイズ信号のみを抽出手段が抽出していても、レベル検出手段のレベルは、基準信号よりも小さくなる。従って、スケルチ手段が誤動作して、信号通過状態となることはない。
【００１２】
前記トーン検出手段は、上述したのと同様に抽出手段と、レベル検出手段とを有する信号路を有するものにできる。この場合も、信号路の出力信号が判定手段に供給される。信号路の入力側、内部または出力側に増幅手段を設けることもできる。判定手段に、値が可変の基準信号を基準信号発生手段が供給する。前記制御手段は、前記受信信号の受信電界強度が小さいとき、前記基準信号の値をノイズ信号のレベルよりも大きくするように構成されている。
【００１３】
このように構成した場合、受信電界強度が小さく、ノイズ信号のレベルが大きくても、基準信号の値がノイズ信号のレベルよりも大きいので、判定手段が誤ってトーン検出信号を発生することがない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態の無線受信機は、図１に示すように、受信手段２を有している。受信手段２は、図示しない周波数変換部を備えている。この周波数変換部は、アンテナ４で受信した無線信号を中間周波信号に周波数変換する。この中間周波信号は、図示しない中間周波増幅部によって増幅される。この増幅された中間周波信号が復調手段、例えば検波部６によって検波される。
【００１５】
アンテナ４で受信する無線信号は、非可聴周波数のトーン信号と音声信号とで搬送波を変調したものである。従って、アンテナ４が無線信号を受信していると、検波部６の出力信号には、トーン信号と音声信号とが含まれている。アンテナ４が無線信号を受信していないと、検波部６の出力信号は、ノイズ信号のみである。この検波部６の出力信号は、スケルチ手段、例えば開閉スイッチ８を介して図示しない低周波増幅部に供給され、低周波増幅部の出力信号は、図示しないスピーカに供給されている。
【００１６】
検波部６の出力信号は、トーン検出手段、例えばトーン回路１０にも供給される。このトーン回路１０がトーン信号を検出して、トーン検出信号をスケルチ制御手段、例えばＣＰＵ１２に供給すると、ＣＰＵ１２は、開閉スイッチ８を閉成し、検波部６の出力信号を低周波増幅部に供給する。アンテナ４において無線信号が受信されていないとき、トーン回路１０はトーン検出信号を発生せず、ＣＰＵ１２は、開閉スイッチ８を開放し、ノイズ信号が主である検波部６の出力信号が低周波増幅部に供給されることを阻止している。
【００１７】
トーン回路１０は、図２に示すように、検波部６の出力信号を増幅する利得調整手段、例えば可変利得増幅部１２を有している。この可変利得増幅部１２の出力信号は、抽出手段、例えばトーン信号の周波数を通過帯域内に含むバンドパスフィルタ１４に供給される。バンドパスフィルタ１４には、通過帯域が狭いものが望ましい。このバンドパスフィルタ１４の出力信号は、レベル検出部１６に供給される。レベル検出部１６は、バンドパスフィルタ１４の出力信号のレベルを表すレベル検出信号を生成する。このレベル検出信号は、判定手段、例えば比較部１８に供給される。比較部１８は、基準信号源２０が発生する基準信号とレベル検出信号とを比較し、レベル検出信号が基準信号よりも大きいとき、トーン検出信号をＣＰＵ１２に供給する。
【００１８】
従って、無線信号がトーン信号によって変調されたものである場合、バンドパスフィルタ１４の出力信号としてトーン信号が出力され、このトーン信号のレベルがレベル検出部１６によって検出される。このレベルが比較部１８において基準信号と比較される。トーン信号によって変調された無線通信信号の受信電界強度が通常レベルのときにレベル検出部１６が発生するレベル検出信号のレベルよりも、基準信号は小さく設定されている。従って、通常の受信電界強度のとき、比較部１８がトーン検出信号を発生し、開閉スイッチ８が閉成される。
【００１９】
ところで、バンドパスフィルタ１４を使用して、トーン信号のみを抽出しようとしても、白色雑音等のノイズ信号は、広い周波数帯域にわたって分布しており、バンドパスフィルタの通過帯域にもノイズ信号は存在する。そのため、ノイズ信号の一部はバンドパスフィルタ１４を通過し、レベル検出部１６に供給される。従って、レベル検出信号にはノイズ信号のレベルも含まれている。受信電界強度が大きい場合、即ちＳ／Ｎ比が大きい場合、レベル検出信号に占めるノイズ信号の割合は小さい。しかし、受信電界強度が小さい場合、即ちＳ／Ｎ比が小さい場合、レベル検出信号に占めるノイズ信号の割合は大きい。例えば、可変利得増幅部１２に代えて固定利得増幅部を使用している場合、トーン信号が存在しないにも拘わらず、ノイズ信号が固定利得増幅部によって増幅される。その結果、ノイズ信号が主成分であるレベル検出信号が基準値を超えることがある。この場合、トーン信号が存在しないのに、トーン検出信号を比較部１８が発生し、開閉スイッチ８が誤って閉成される。
【００２０】
そこで、この実施の形態では、可変利得増幅部１２を用いて、受信電界強度が小さい場合、可変利得増幅部１２の利得を小さくして、ノイズ信号を主成分とするレベル検出信号が基準値よりも小さな値となるように構成している。その結果、誤ってトーン検出信号が発生されることを防止でき、開閉スイッチ８が誤動作することを防止できる。可変利得増幅部１２としては、例えば、それの入力抵抗を可変することによって利得を変化させるものを使用することができる。
【００２１】
可変利得増幅部１２を制御するために制御部２２が設けられている。制御部２２は、検波部６が発生する受信電界強度表示信号（ＲＳＳＩ）信号を用いて、利得可変増幅部１２の入力抵抗を変化させて、利得制御を行っている。
【００２２】
即ち、ＲＳＳＩ信号は、受信電界強度に応じた直流電圧であり、それの値が予め定めた利得切換基準値よりも大きいときには、可変利得増幅部１２の利得を予め定めた第１の値となるように入力抵抗値を制御部２２が調整する。ＲＳＳＩ信号の値が利得切換基準値以下のとき、利得を第１の値よりも小さく定めた第２の値とするように入力抵抗値を制御部２２が調整する。
【００２３】
無論、利得可変増幅部１２の利得を第１の値としたとき、トーン信号が含まれているレベル検出信号の値が基準信号を超えるように、第１の値は設定されている。利得可変増幅部１２の利得を第２の値としたときのレベル検出信号の値が基準信号よりも小さくなるように、第２の値は設定されている。
【００２４】
なお、上記の説明では、利得可変増幅部１２の利得は２段階に切り換えられているが、ＲＳＳＩ信号の値が利得切換基準値以下のとき、利得をＲＳＳＩ信号の値に対応させて連続的に減少させるように連続的に利得を変化させても良い。
【００２５】
このように受信電界強度信号が利得切換基準値以下のとき、可変利得増幅部１２の利得を低下させているので、ノイズ信号を主成分とするレベル検出信号の値は基準信号よりも小さく、トーン検出信号を比較部１８は発生しない。従って、ノイズ信号に起因して、開閉スイッチ８が閉成されることを防止できる。
【００２６】
第１の実施の形態では、可変利得増幅部１２の利得を変化させることによって開閉スイッチ８の誤動作を防止した。図３に示す第２の実施の形態では、可変利得増幅部１２に代えて、固定利得増幅部１２ａが使用され、バンドパスフィルタ１４、レベル検出部１６、比較部１８、基準信号源２０が使用されている。この基準信号源２０と比較部１８との間に基準信号調整部２４が設けられている。
【００２７】
この基準信号調整部２４は、基準信号源２０から比較部１８に供給される基準信号の値を調整する。この調整部２４と基準信号源２２とが、基準信号発生手段を構成している。
【００２８】
調整部２４は、第１図に示した制御部２２によって制御される。即ち、検波部１６からのＲＳＳＩ信号が、予め定めた基準信号切換値よりも大きいとき、制御部２２は、調整部２４が第１の値の基準信号を比較部１８に供給するように調整部２４を制御する。ＲＳＳＩ信号が予め定めた基準値切換値以下のとき、制御部２２は、調整部２４が第２の値の基準信号を比較部１８に供給するように、調整部２４を制御する。
【００２９】
第２の値の基準信号は、第１の値の基準信号よりも大きく設定されている。受信電界強度が基準信号切換値よりも大きく、かつトーン信号が存在する状態において、レベル検出信号が第１の値よりも大きくなるように、第１の値は設定されている。受信電界強度が基準信号切換値以下であって、ノイズ信号のみが存在する状態において、レベル検出部１６が発生するレベル検出信号よりも第２の値の基準信号が大きくなるように、第２の値の基準信号は設定されている。
【００３０】
第２の実施の携帯の無線受信機においても、受信電界強度信号が基準信号切換値以下のとき、基準信号の値を大きくしているので、ノイズ信号を主成分とするレベル検出信号の値は基準信号よりも小さく、トーン検出信号を比較部１８は発生しない。従って、ノイズ信号に起因して、開閉スイッチ８が閉成されることを防止できる。
【００３１】
第１の実施の形態において可変利得増幅部１２を、第２の実施の形態において固定利得増幅部１２ａを、バンドパスフィルタ１４の入力側に設けたが、これらは、バンドパスフィルタ１４の出力側またはレベル検出部１６の出力側に設けることもできる。第１の実施の形態において可変利得増幅部１２を使用したが、これに代えて、可変減衰器を利得調整手段として使用することもできる。また、上記の第１の実施の形態では、ＲＳＳＩ信号が利得切換基準値よりも大きいときは、可変利得増幅部１２の利得を第１の利得に固定し、利得切換基準値以下のとき、可変利得増幅部１２の利得を第２の利得に変化させる２段階に利得を変化させた。しかし、ＲＳＳＩ信号の値が大きな値のときには利得を大きくし、ＲＳＳＩ信号の値が小さくなるにつれて利得を徐々に小さくしていくように、利得を無段階調整してもよい。また、制御部２２は、ＲＳＳＩ信号を制御に利用したが、これ以外にも、例えばノイズアンプを設け、このノイズアンプの出力を整流して、受信電界強度が低いときに値が大きくなる信号を得て、これによって可変利得増幅部１２または調整部２４を制御するようにしてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、受信電界強度が低下しているとき、トーン検出手段がトーン非検出状態となるように構成しているので、誤ってトーン検出状態となることがなく、スケルチの誤動作を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の無線受信機のブロック図である。
【図２】図１の無線受信機のトーン検出回路の詳細なブロック図である。
【図３】本発明の第２の実施の携帯の無線受信機で使用するトーン検出回路のブロック図である。
【図４】従来の無線受信機における受信電界強度と検波出力との関係を示す図である。
【符号の説明】
２ 受信手段
８ 開閉スイッチ（スケルチ手段）
１０ トーン検出回路（トーン検出手段）
１２ 可変利得増幅部（利得調整手段）
１４ バンドパスフィルタ（抽出手段）
１６ レベル検出部（レベル検出手段）
１８ 比較部（判定手段）
２０ 基準信号源（基準信号発生手段）
２２ 制御部（制御手段）
２４ 調整部（基準信号発生手段）

Claims (5)

1. トーン信号が含まれることのある無線信号を受信する受信手段と、
   この受信手段の出力信号に前記トーン信号が含まれているとき、これを検出するトーン検出手段と、
   このトーン検出手段が前記トーン信号を検出したとき、前記受信手段の出力信号を通過させ、前記トーン検出手段が前記トーン信号を非検出のとき、前記受信手段の出力信号の通過を阻止するスケルチ手段と、
   前記受信手段における受信電界強度が小さいとき、前記トーン検出手段を前記トーン信号の非検出状態とする制御手段とを、
   具備し、前記トーン検出手段は、前記トーン信号が供給される可変利得増幅手段を有し、前記制御手段は、前記受信電界強度の低下に応じて、前記可変利得増幅手段の利得を低下させることで前記トーン検出手段を前記トーン信号の非検出状態とする無線受信機。
2. トーン信号が含まれることのある無線信号を受信する受信手段と、
   この受信手段の出力信号に前記トーン信号が含まれているとき、これを検出するトーン検出手段と、
   このトーン検出手段が前記トーン信号を検出したとき、前記受信手段の出力信号を通過させ、前記トーン検出手段が前記トーン信号を非検出のとき、前記受信手段の出力信号の通過を阻止するスケルチ手段と、
   制御手段とを、
   有し、前記トーン検出手段は、
   前記受信手段の出力信号から前記トーン信号を抽出する抽出手段と、
   抽出された前記トーン信号のレベルを検出するレベル検出手段と、
   前記レベル検出手段の出力信号が基準信号よりも大きいとき、前記スケルチ手段を信号通過状態とするトーン検出信号を発生する判定手段とを、
   有し、前記制御手段は、前記受信手段における受信電界強度が小さいとき、前記判定手段が前記トーン検出信号を非発生の状態とするように、前記トーン信号のレベルまたは前記基準信号を制御する
   無線受信機。
3. 請求項２記載の無線受信機であって、前記トーン検出手段は、
   前記抽出手段と、前記レベル検出手段とが、信号路に含まれ、
   この信号路の出力信号が前記判定手段に供給され、
   前記信号路の入力側、内部または出力側に利得調整手段が設けられ、前記制御手段は、前記受信信号の受信電界強度が小さいとき、前記利得調整手段の利得を下げる
   無線受信機。
4. 請求項２記載の無線受信機であって、前記トーン検出手段は、
   前記抽出手段と、前記レベル検出手段とが、信号路に含まれ、
   この信号路の出力信号が前記判定手段に供給され、
   前記判定手段に、値が可変の前記基準信号を供給する基準信号発生手段が設けられ、前記制御手段は、前記受信信号の受信電界強度が小さいとき、前記基準信号発生手段の前記基準値信号の値を大きくする無線受信機。
5. 請求項４記載の無線受信機であって、前記信号路の入力側、内部または出力側に増幅手段が設けられている無線受信機。

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