JP4775740B2 - Receiver circuit - Google Patents
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Description
本発明は、無線伝送信号を受信する受信回路に関し、特に、ビート妨害の抑制に関する。 The present invention relates to a receiving circuit that receives a radio transmission signal, and more particularly to suppression of beat interference.
図2は従来のFMラジオ受信機の回路構成を示すブロック図である。受信回路の主要部は集積回路(IC)2内に構成される。第1混合回路4は、第1局部発振部6から出力される第1局部発振信号SLO1と、アンテナ8から得られるRF(Radio Frequency)信号SRFとを混合し、目的受信信号を所定の中間周波数fIF1の第1中間周波信号SIF1へ周波数変換する。第2混合回路10は、第2局部発振部12から出力される第2局部発振信号SLO2と、SIF1とを混合し、SIF1を所定の中間周波数fIF2を有する第2中間周波信号SIF2へ周波数変換する。SIF2はfIF2を中心周波数とするバンドパスフィルタ(Band Pass Filter:BPF)であるIFBPF14を通過後、FM検波回路16にてFM検波され、抽出された検波出力信号SOUTがスピーカ等からなる出力回路へ出力される。
FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of a conventional FM radio receiver. The main part of the receiving circuit is configured in an integrated circuit (IC) 2. The first mixing circuit 4 mixes the first local oscillation signal S LO1 output from the first local oscillation unit 6 and an RF (Radio Frequency) signal S RF obtained from the
第1局部発振部6は、PLL(Phase Lock Loop)を用いて構成された第1発振回路20と、分周回路22とを含んで構成される。IC2には、IC2に外付けされる水晶発振子24を用いた水晶発振回路26が設けられる。第1発振回路20は、この水晶発振回路26から周波数f0の原発振信号S0を入力される。第1発振回路20において、S0はPLLの基準発振信号として用いられる。第1発振回路20は、出力する発振信号SOSC1の周波数fOSC1を、目的とする受信周波数fPに応じて変化させ、分周回路22はSOSC1を分周して、周波数(fP+fIF1)のSLO1を生成する。そして、第1混合回路4は、上述のようにSLO1とSRFとを混合し、周波数fPの受信信号をSIF1へ変換する。
The first local oscillating unit 6 includes a first oscillating
例えば、fIF1を10.7MHzとする場合に、f0を20.5MHzとすることができる。また、この場合に、f0を2分周して得られる周波数10.25MHzの信号を第2局部発振信号SLO2として用い、fIF2を450kHzに設定することができる。
水晶発振回路器26が生成する発振信号S0を大きな振幅として出力レベルを上げることにより、キャリアノイズ比(CN比)が確保され、検波における安定性が増し、感度が向上する。また、受信回路の制御を行うロジック回路等の基準クロックの生成にS0を用いる場合には、S0のレベルを上げることで、クロックの安定性の向上が図れる。
By increasing the output level of the oscillation signal S 0 of the
しかし、S0の出力レベルを上げると、それに含まれるf0のm倍(mは2以上の整数)の周波数を有する高調波も増加する。水晶発振回路26で生じる高調波成分は、受信回路が形成された基板内の電位変動等を生じ、このような電位変動等を介して第1混合回路4に当該高調波成分が伝達され得る。その結果、アンテナ8からのSRFに当該高調波成分と同じ周波数、又はそれに近い周波数の信号が存在すると、当該信号が第1混合回路4にて高調波成分と混合されてビートを生じる。このビートは、後段回路を通過してSOUTとして出力され、再生音声にてビート妨害を生じ受信感度の低下をもたらすという問題があった。
However, when the output level of S 0 is increased, harmonics having a frequency that is m times f 0 (m is an integer of 2 or more) included therein are also increased. The harmonic component generated in the
例えば、日本のFMラジオ放送(周波数帯域76〜90MHz)に関しては、f0=20.5MHzの場合のn=4の高調波成分(周波数82.0MHz)が特に問題となる。また、米国等のFMラジオ放送(周波数帯域87.5〜108MHz)に関しては、n=5の高調波成分(周波数102.5MHz)が特に問題となる。 For example, for FM radio broadcasting in Japan (frequency band 76-90 MHz), the harmonic component of n = 4 (frequency 82.0 MHz) when f 0 = 20.5 MHz is particularly problematic. In addition, for FM radio broadcasting in the United States and the like (frequency band: 87.5 to 108 MHz), n = 5 harmonic components (frequency: 102.5 MHz) are particularly problematic.
この問題に対し、上記特許文献1は、ビートが発生する場合には、原発振信号S0の周波数f0をずらすことにより、ビートを抑制する技術を示している。この構成では、f0のシフトに連動して中間周波数もシフトする。例えば、通常、10.7MHzに設定されるfIF1がf0のシフトに応じて20kHzシフトし、10.72MHzとなると、通常、450kHzに設定されるfIF2も20kHzシフトし、470kHzとなる。一方、IFBPF14の通過帯域は、通常のfIF2を中心周波数として所定幅に設定される。そのため、fIF2がシフトした場合に、受信目的とするFM信号の帯域がIFBPF14で制限され、検波出力の音声信号の歪みを生じるおそれがあるという問題があった。特に、受信目的局に近い周波数の他の信号に起因する隣接妨害を受ける場合には、IFBPF14の通過帯域を狭めて、隣接妨害の影響を軽減することが行われる。このようにIFBPF14の通過帯域が狭められた状態では、fIF2のシフトによって音声歪みが一層発生し易い。
In response to this problem,
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、ビート妨害が抑制された好適な音声信号の再生が可能な受信回路を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a receiving circuit capable of reproducing a suitable audio signal in which beat disturbance is suppressed.
本発明に係る受信回路は、所定の基準周波数の基準発振信号を生成する基準発振器と、前記基準発振信号に基づいて、目的受信周波数に応じた周波数の局部発振信号を生成する局部発振部と、無線周波数の入力受信信号と前記局部発振信号とを混合し中間周波信号を生成する混合回路と、前記基準発振器が生成する前記基準発振信号の強度を制御する制御部と、を有し、前記制御部が、通常は、前記基準発振信号の強度を通常時レベルに設定する一方、前記目的受信周波数が前記基準周波数のm倍(mは2以上の整数である)に相当する値に設定される場合には、当該強度を前記通常時レベルより低い抑圧レベルに設定するものである。前記基準発振器は、水晶発振子を用いた水晶発振回路とすることができる。 A receiving circuit according to the present invention includes a reference oscillator that generates a reference oscillation signal having a predetermined reference frequency, a local oscillation unit that generates a local oscillation signal having a frequency corresponding to a target reception frequency based on the reference oscillation signal, A control circuit that controls the intensity of the reference oscillation signal generated by the reference oscillator; and a mixing circuit that generates an intermediate frequency signal by mixing an input reception signal of radio frequency and the local oscillation signal The unit normally sets the intensity of the reference oscillation signal to a normal level, while the target reception frequency is set to a value corresponding to m times the reference frequency (m is an integer of 2 or more). In this case, the intensity is set to a suppression level lower than the normal level. The reference oscillator may be a crystal oscillation circuit using a crystal oscillator.
本発明によれば、目的受信周波数と基準発振器の発振周波数とがビートを起こし得る関係にある場合に、基準発振信号の強度を下げる。これにより、混合回路に伝達される基準発振信号の高調波成分が低減され、ビートが発生しにくくなる。 According to the present invention, when the target reception frequency and the oscillation frequency of the reference oscillator have a relationship that can cause a beat, the strength of the reference oscillation signal is reduced. As a result, the harmonic component of the reference oscillation signal transmitted to the mixing circuit is reduced, making it difficult for beats to occur.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態であるFMラジオ受信機の概略の構成を示すブロック図である。本FMラジオ受信機50は、その主要部を集積回路(IC)IC52として構成され、例えば、自動車の車載オーディオ機器に用いられる。FMラジオ受信機50は、アンテナ54、RFアンプ56、第1局部発振部58、第1混合回路60、BPF62,66、アンプ64,74、第2局部発振部68、第2混合回路70、IFBPF72、FM検波回路76、水晶発振回路78、発振レベル調整回路80、制御部82を含んで構成される。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an FM radio receiver according to an embodiment of the present invention. The main part of the
アンテナ54で受信されたRF信号SRFはRFアンプ56で増幅された後、第1混合回路60に入力される。第1混合回路60は、入力されたRF信号SRFを、第1局部発振部58から入力される第1局部発振信号SLO1と混合して、第1中間信号SIF1を生成する。SLO1の周波数fLO1は、SRFに含まれる周波数fPの目的受信局の信号が第1混合回路60によるSIF1への周波数変換にて所定の第1中間周波数fIF1に変換されるように調整される。第1中間周波数fIF1は、例えば、10.7MHzに設定される。
The RF signal S RF received by the
SIF1は、BPF62、アンプ64及びBPF66を経て、第2混合回路70に入力される。第2混合回路70は、入力された第1中間信号SIF1を、第2局部発振部68から入力される第2局部発振信号SLO2と混合して、第2中間周波数fIF2の第2中間信号SIF2を生成する。SLO2の周波数fLO2は、(fIF1−fIF2)に設定され、SIF1に含まれる周波数fIF1の目的受信信号は第2混合回路70において周波数fIF2に変換される。第2中間周波数fIF2は、例えば、450kHzに設定される。
S IF1 is input to the
SIF2は、IFBPF72及びアンプ74を経て、FM検波回路76に入力される。FM検波回路76は例えば、クオドラチュア検波回路で構成される。FM検波回路76は、アンプ74から入力されたSIF2をFM検波して、音声帯域の検波出力信号SOUTを抽出し、スピーカ等からなる出力回路へ出力する。
S IF2 is input to the
第1局部発振部58は第1発振回路90及び分周回路92を含んで構成される。
The first
第1発振回路90は、周波数fOSC1の発振信号SOSC1を出力する。第1発振回路70は、水晶発振回路78が出力する原発振信号S0を基準発振信号として利用するPLL回路で構成される。具体的には、第1発振回路90は、位相比較部100、ループフィルタ102、電圧制御発振器(VCO)104、分周回路106,108を含んで構成される。
The
分周回路106は、水晶発振回路78からのS0をr分周して、位相比較部100の基準発振信号SRを生成する。分周比rは、例えば、SRの周波数fRが、ラジオ放送局に割り当てられる搬送波周波数の間隔に応じた値となるように設定することができる。
一方、分周回路108は、VCO104が生成するSOSC1をn分周して、位相比較部100へフィードバックされる発振信号SNを生成する。分周比nは、目的受信局の周波数fPに応じて、制御部82により設定される。
On the other hand, the frequency dividing
位相比較部100は、分周回路108から入力されるSNと分周回路106から入力されるSRとの位相差に応じた時間幅のパルスを生成する。
ループフィルタ102は、位相比較部100の出力を平滑化し、制御電圧VTを生成する。VCO104は、VTに応じて発振周波数を変化させ、その結果、生成されるSOSC1が上述のように分周回路108を介して位相比較部100に入力される。
The
このPLL回路は、SNの周波数fNがSRの周波数fRに一致するようにフィードバック制御し、目的受信局に対応した周波数fOSC1を有するSOSC1を生成し、分周回路92へ出力する。fOSC1は、α・(fP+fIF1)に設定される。ここで、αは分周回路92の分周比である。
The PLL circuit is configured to feedback control so that the frequency f N of the S N coincides with the frequency f R of S R, generates a S OSC1 with a frequency f OSC1 corresponding to the intended receiving station, the output to the
分周回路92は、既に述べたように第1発振回路90からのSOSC1をα分周してSLO1を生成し、第1混合回路60へ出力する。ちなみに、この分周回路92の分周比αを変えることで、ラジオ受信機は、複数の放送帯域に柔軟に対応することが可能である。例えば、当該ラジオ受信機が使用される国に応じて分周比αを設定することで、国によって異なる帯域の放送を受信することができる。例えば、分周回路92において、αは1,2,3のいずれかに設定可能に構成することができる。
As described above, the frequency dividing circuit 92 divides S OSC1 from the
水晶発振回路78は、IC52に外付けされる水晶発振子84を用いて構成され、周波数f0の原発振信号S0を出力する。水晶発振回路78は、発振レベル調整回路80により発振出力のレベルを調整可能に構成される。なお、本実施形態では、f0は20.5MHzに設定される。
発振レベル調整回路80は、制御部82からの制御信号に応じて水晶発振回路78の出力レベルを制御する。この制御は、例えば、水晶発振回路78を構成するアンプのゲインを調整することにより行うことができる。
The oscillation
第2局部発振部68は、fIF1=10.7MHz、fIF2=450kHzに設定する場合に対応して、周波数fLO2が10.25MHzであるSLO2を生成する。このSLO2を生成するために、本実施形態の第2局部発振部68は、分周回路94を有している。分周回路94は、水晶発振回路78からの20.5MHzの発振信号S0を2分周して、上記SLO2を生成し、第2混合回路70へ供給する。
The second local oscillating
IFBPF72は、fIF2を中心周波数とし、かつ通過帯域幅WFを可変設定できるバンドパスフィルタである。IFBPF72の通過帯域幅WFは、隣接妨害の有無に応じて広狭が切り換えられる。具体的には、隣接妨害波が存在しない場合は、WFを音声歪みが生じないように広めの基準帯域幅に設定する一方、隣接妨害波が存在する場合には、WFを基準帯域幅より狭めることにより、隣接妨害除去を図ることができる。 IFBPF72 is centered frequency f IF2, and a band-pass filter the pass bandwidth W F can be variably set. Bandwidth W F passing IFBPF72 are wide and narrow is switched according to the presence or absence of adjacent interference. Specifically, when the adjacent interference wave does not exist, while setting the W F to the reference bandwidth of spread so as not to cause audio distortion, when the adjacent interfering wave exists, a reference bandwidth W F By making it narrower, adjacent interference removal can be achieved.
制御部82は、例えば、第1発振回路90の分周回路108の分周比nの設定や、分周回路92の分周比αの切り換えを行う。例えば、制御部82はマイクロコンピュータを含んで構成することができ、その記憶部に受信局の周波数fPに対応したnを予め格納しておき、ユーザからの目的受信局の設定に応じて、対応するnを当該記憶部から読み出し、分周回路108にセットする構成とすることができる。また、制御部82は、発振レベル調整回路80を介して水晶発振回路78の出力レベルの制御を行う。このレベル制御を以下に説明する。
For example, the
制御部82は、ユーザによるチューニング操作に対し、通常は、分周回路108の分周比nを、選択された目的受信局に対応する値に設定する処理を行う一方、水晶発振回路78の出力レベルは比較的高レベルである通常時レベルに維持する。これに対し、選択された目的受信局の周波数fPが水晶発振回路78の発振周波数f0のm倍(mは2以上の整数である)に一致する場合、またはそれに近い値である場合には、分周回路108の分周比nの設定を行うと共に、水晶発振回路78の出力レベルを通常時レベルより低いレベル(抑圧レベル)に設定する。例えば、f0=20.5MHzの場合に、日本においてはf0の4倍周波数である82.0MHzがFM放送帯に属し、米国等においてはf0の5倍周波数である102.5MHzがFM放送帯に属する。よって、日本で使用されるFMラジオ受信機50の制御部82は、fPが82.0MHzの場合に、S0を抑圧レベルに設定するように構成することができる。また、米国等で使用されるFMラジオ受信機50の制御部82は、fPが102.5MHzの場合に、S0を抑圧レベルに設定するように構成することができる。
In response to the tuning operation by the user, the
例えば、水晶発振回路78の出力強度の設定レベルは、受信局の周波数fPに対応させて分周回路108の分周比nと共に、制御部82を構成するマイクロコンピュータの記憶部に予め格納しておくことができる。そして、制御部82は、ユーザによる受信局の選択に応じて、対応する設定レベル及び分周比nを記憶部から読み出し、上記分周回路108への分周比nの設定動作に連動して、水晶発振回路78の強度を当該設定レベルに制御する。
For example, the setting level of the output intensity of the
抑圧レベルは、S0に含まれる高調波成分が第1混合回路60に回り込むことが好適に防止されるように定められる。これにより、ビート妨害が抑制される。その際、CN比が低下し、受信機の動作の安定性に影響が及ぶことが考えられる。よって、抑圧レベルは、ビートが好適に抑制されると共に、安定性が過度に損なわれないように、両者のバランスを考慮して定められる。
The suppression level is determined so that the harmonic component included in S 0 is preferably prevented from entering the
ちなみに、水晶発振回路78の出力レベルの調整において、周波数f0は一定に保たれ、fIF1,fIF2等はレベル切り換えによって変わらない。よって、SIF2の帯域は、抑圧レベルとした場合と通常時とで変わりはなく、抑圧レベルに設定状態でのSIF2が、通常時のSIF2よりもIFBPF72にて帯域制限を受け易くなるということはなく、音声歪みが特段増加することはない。すなわち、本発明によれば、ビート妨害が好適に抑制できる。また、隣接妨害が起こり得る場合には、当該隣接妨害及び音声歪みの回避を図りつつ、ビート妨害が抑制される。
Incidentally, the output level adjustment of the
なお、上述の実施形態では、水晶発振回路78により基準発振信号を生成しているが、他の種類の発振回路により基準発振信号を生成する構成とすることもできる。また、本発明はAMラジオ受信機や、その他の無線受信装置にも適用することができる。
In the above-described embodiment, the reference oscillation signal is generated by the
50 FMラジオ受信機、52 IC、54 アンテナ、56 RFアンプ、58 第1局部発振部、60 第1混合回路、62,66 BPF、64,74 アンプ、68 第2局部発振部、70 第2混合回路、72 IFBPF、76 FM検波回路、78 水晶発振回路、80 発振レベル調整回路、82 制御部、84 水晶発振子、90 第1発振回路、92,94,106,108 分周回路、100 位相比較部、102 ループフィルタ、104 VCO。 50 FM radio receiver, 52 IC, 54 antenna, 56 RF amplifier, 58 first local oscillator, 60 first mixing circuit, 62,66 BPF, 64,74 amplifier, 68 second local oscillator, 70 second mixing Circuit, 72 IFBPF, 76 FM detection circuit, 78 crystal oscillation circuit, 80 oscillation level adjustment circuit, 82 control unit, 84 crystal oscillator, 90 first oscillation circuit, 92, 94, 106, 108 frequency division circuit, 100 phase comparison Part, 102 loop filter, 104 VCO.
Claims (3)
前記基準発振信号に基づいて、目的受信周波数に応じた周波数の局部発振信号を生成する局部発振部と、
無線周波数の入力受信信号と前記局部発振信号とを混合し中間周波信号を生成する混合回路と、
前記基準発振器が生成する前記基準発振信号の強度を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
通常は、前記基準発振信号の強度を通常時レベルに設定する一方、前記目的受信周波数が前記基準周波数のm倍(mは2以上の整数である)に相当する値に設定される場合には、当該強度を前記通常時レベルより低い抑圧レベルに設定すること、
を特徴とする受信回路。 A reference oscillator that generates a reference oscillation signal of a predetermined reference frequency;
Based on the reference oscillation signal, a local oscillation unit that generates a local oscillation signal having a frequency corresponding to a target reception frequency;
A mixing circuit that mixes a radio frequency input reception signal and the local oscillation signal to generate an intermediate frequency signal;
A control unit for controlling the intensity of the reference oscillation signal generated by the reference oscillator;
Have
The controller is
Usually, when the intensity of the reference oscillation signal is set to a normal level, the target reception frequency is set to a value corresponding to m times the reference frequency (m is an integer of 2 or more). Setting the intensity to a suppression level lower than the normal level;
A receiving circuit.
前記基準発振器は、水晶発振子を用いた水晶発振回路であること、
を特徴とする受信回路。 The receiving circuit according to claim 1,
The reference oscillator is a crystal oscillation circuit using a crystal oscillator;
A receiving circuit.
前記局部発振部は、前記基準発振信号及び前記局部発振信号それぞれに基づく2つの入力発振信号の位相差に基づいて動作するPLL回路であって、前記局部発振信号を可変な分周比nで分周して前記入力発振信号の一方を生成する分周回路を有し、
前記制御部は、
前記基準発振信号の前記分周回路の前記分周比n及び前記強度の設定レベルを、前記目的受信周波数に対応させて予め記憶した記憶部を有し、
設定された前記目的受信周波数に対応する前記分周比n及び前記設定レベルを前記記憶部から読み出し、前記分周比nを前記分周回路に設定する動作と当該設定レベルに基づく前記基準発振信号の強度制御動作とを連動させて行うこと、
を特徴とする受信回路。 The receiving circuit according to claim 1 or 2,
The local oscillation unit is a PLL circuit that operates based on a phase difference between two input oscillation signals based on the reference oscillation signal and the local oscillation signal, and divides the local oscillation signal by a variable frequency division ratio n. A frequency dividing circuit that circulates and generates one of the input oscillation signals;
The controller is
A storage unit that stores the division ratio n of the reference oscillation signal and the setting level of the intensity in advance corresponding to the target reception frequency;
The division ratio n and the set level corresponding to the set target reception frequency are read from the storage unit, the operation for setting the division ratio n in the frequency divider circuit, and the reference oscillation signal based on the set level In conjunction with the intensity control operation of
A receiving circuit.
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