JP4837151B2

JP4837151B2 - ラジオ放送受信装置

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Publication number: JP4837151B2
Application number: JP2011526317A
Authority: JP
Inventors: 和宏中田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-08-21
Filing date: 2009-08-21
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2029-08-21
Also published as: DE112009005161T5; US20120058740A1; US8346194B2; JPWO2011021252A1; CN102474282B; DE112009005161B4; WO2011021252A1; CN102474282A

Description

この発明は、受信帯域の幅が中間周波数より広く、受信帯域の異なる周波数を独立に受信する２つのチューナを有するラジオ放送受信装置に関する。

従来、例えば、メインとサブの２つのチューナを用い、それぞれが同一の受信帯域で異なる周波数の放送局を独立して受信するラジオ放送受信装置が知られている。

ラジオ放送受信装置で受信した放送信号は、フロントエンドにある局部発振器の発振周波数（局部発振周波数ｆ_ＬＯＣ）を調整することにより同調が行なわれる。
局部発振器で受信信号の周波数ｆがどれだけ下げられるかは、周波数が局部発振周波数ｆ_ＬＯＣより高いか低いかに依存する。いずれの場合も、中間周波数ｆ_ＩＦは、ｆ_ＩＦ＝│ｆ−ｆ_ＬＯＣ│となる。したがって、中間周波数ｆ_ＩＦになる可能性のある周波数は、ｆ＝ｆ_ＬＯＣ＋ｆ_ＩＦと、ｆ＝ｆ_ＬＯＣ−ｆ_ＩＦの２つがある。前者を上側局部発振周波数、後者を下側局部発振周波数という。

ところで、中間周波数ｆ_ＩＦが受信帯域の幅（上端周波数−下端周波数）より小さい場合、２つのチューナで別々の放送局を同じ受信帯域内で受信しようとすると、以下の問題が発生する。すなわち、上側局部発振周波数、下側局部発振周波数にかかわらず、一方のチューナの局部発振周波数が他方のチューナの受信周波数に一致するか、同調の変更時に他方のチューナの受信周波数を横切るため、干渉によって他方のチューナにノイズが混入し、受信性能が低下する。

例えば、図７に示されるように、受信帯域幅を７６ＭＨｚ〜９０Ｍｚ、中間周波数ｆ_ＩＦを１０．７ＭＨｚとし、一方のチューナでの受信周波数を８９．４ＭＨｚとした場合、上側局部発振周波数（上側局発）は、８９．４＋１０．７＝１００．１ＭＨｚで帯域外になるが、下側局部発振周波数（下側局発）は、８９．４−１０．７＝７８．７ＭＨｚで帯域内となり、他方のチューナで同じ受信帯域の放送局を受信しようとした場合、上記した局部発振周波数の妨害を受けてしまう。

これに対し、従来、特許文献１には、一方のチューナの局部発振周波数が他方のチューナの受信周波数に干渉することを防止するために、一方のチューナのある受信周波数における局部発振信号とその高調波が他方のチューナの受信周波数に一致する場合には、他方のチューナでその周波数での受信を停止する技術が開示されている。

特開平１−１３２９６８号公報

しかしながら上記した特許文献１に開示された技術によれば、他方のチューナで受信を継続することはできず、このため、メインとサブの２つのチューナからなるダブルチューナが本来持つ性能を発揮できないという課題がある。

この発明は上記した課題を解決するためになされたものであり、局部発振周波数による他方のチューナへの干渉を未然に防ぎ、メインとサブの両チューナによる受信の継続を実現するラジオ放送受信装置を提供することを目的とする。

この発明に係るラジオ放送受信装置は、受信帯域の幅が中間周波数より広く、前記中間周波数の２倍以下であって、前記受信帯域の異なる周波数を独立に受信する２つのチューナを有するラジオ放送受信装置において、受信帯域の上端周波数から中間周波数を減算して得られる第３の周波数領域と、受信帯域の下端周波数へ中間周波数を加算して得られる第３の周波数領域と、第１の周波数領域と第１の周波数領域が重複する第２の周波数領域とに分離して管理する制御部とを備えたものである。

この発明によれば、局部発振周波数を状況に応じて切替えることにより、中間周波数が受信帯域の幅より小さい場合でも一方の局部発振周波数が他方のチューナに干渉することなく、また、高周波スイッチにより同調変更の際の過渡状態も含めて干渉をなくすことができるため、両方のチューナによる放送受信の継続を実現することが可能になる。

この発明の実施の形態１によるラジオ放送受信装置の構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態１によるラジオ放送受信装置のフロントエンド部の構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態１によるラジオ放送受信装置の制御部の構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態１によるラジオ放送受信装置の動作を示すフローチャートである。この発明の実施の形態１によるラジオ放送受信装置の受信帯域と局部発振周波数との関係を示した図である。この発明の実施の形態１によるラジオ放送受信装置の同調変更時の状態遷移を示した図である。ラジオ放送受信装置の受信帯域と局部発振周波数との関係の一例を示した図である。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るラジオ放送受信装置の構成を示すブロック図である。ここではラジオ放送受信装置として、例えば、選局中の放送局名やその放送で再生中の曲名を表示可能な、特に、欧州で普及しているＲＤＳ（Radio Data System）受信機を例示している。

図１によれば、ラジオ放送受信装置は、ラジオアンテナ１と、アンテナ分配器２と、ＰＩＮ（p-intrinsic-n）ダイオード３、４と、メインチューナ５と、サブチューナ６と、ＲＤＳデコーダ７と、ＡＤ（Analog-Digital）コンバータ８と、検波器９と、オーディオ処理回路１０と、ＤＡ（Digital-Analog）コンバータ１１と、オーディオ出力部１２と、制御部１３と、操作部１４と、表示部１５と、により構成される。

上記構成において、ラジオアンテナ１により受信された放送電波は、アンテナ分配器２に入力される。アンテナ分配器２は、アンテナ入力を２系統に分配し、それぞれ、メインチューナ５とサブチューナ６に出力する。なお、アンテナ分配器２の出力である放送電波は、高周波スイッチとして動作するＰＩＮダイオード３、４にも出力される。ＰＩＮダイオード３、４は、いずれも一端がアンテナ分配器２とメインチューナ５（サブチューナ６）が内蔵するフロントエンド部との間に接続され、他端が接地されており、ＯＮ（短絡）させることにより、メインチューナ５（サブチューナ６）の局部発振器の漏れを吸収することができる。メインチューナ５は、中間周波数を出力でき、サブチューナ６は、検波音声を出力できる。

メインチューナ５、およびサブチューナ６が内蔵するＲＦ（Radio Frequency）フロントエンド部５０の構成が図２に示されている。
ＲＦフロントエンド部５０は、局部発振周波数を変更して同調を行う部分であって、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）５１と、局部発振器５２と、同調回路５３と、混合器５４とを含む。ラジオアンテナ１、アンテナ分配器２経由で受信された電波は、受信信号として同調回路５３に入力され、ＰＬＬ回路５１経由、局部発振器５２で生成される波形（局部発振周波数）と混合器５４でミキシングされ、中間周波数信号（ｆ_ＩＦ）が生成される。ＰＬＬ５１は、周知のように、チューナの持つ基準周波数と受信周波数とのずれを補正するために、ずれの大きさだけ局部発振周波数を変化させる周波数制御回路である。

なお、同調回路５３の入力端にはＰＩＮダイオード３（４）が接続されており、局部発振器５２、混合器５４、同調回路５３経由で発生し、他方のチューナ６（５）の受信周波数に干渉する局部発振信号の漏れ（図中、矢印表記）は、このＰＩＮダイオード３（４）により吸収される。

説明を図１に戻す。ＲＤＳデコーダ７は、受信信号に含まれる音声信号以外のデータをデコードし、例えば、マイクロプロセッサが実装される制御部１３に転送する。
制御部１３は、例えば、図５に示されるように、受信帯域を、受信帯域の上端周波数から中間周波数を減算して得られる第３の周波数を含む第３の周波数領域（III）と、受信帯域の下端周波数へ中間周波数を加算して得られる第１の周波数を含む第１の周波数領域（I）と、第１の周波数領域と第３の周波数領域が重複する第２の周波数領域（II）とに分離して管理し、ＲＦフロントエンド部５０により、周波数領域を跨いだ同調の変更が行われた場合、選局周波数が第３の周波数より大きい場合にはＲＦフロントエンド部５０を制御して上側局部発振周波数に、第１の周波数より小さい場合にはフロントエンド部５０を制御して下側局部発振周波数に切替える制御を行う。また、制御部１３は、メインチューナ５とサブチューナ６のアンテナ端とＲＦフロントエンド部５０との間に接続される、一端が接地された高周波スイッチ（ＰＩＮダイオード３、４）を、上側局部発振周波数、又は下側局部発振周波数の切替えに連動して制御する。詳細は、図３を用いて後述する。

なお、ＡＤコンバータ８は、メインチューナ５（ＲＦフロントエンド部５０）からのｆ_ＩＦ信号をサンプリングしてデジタル信号に変換し、検波器９は、音声信号や信号強度を検出し、オーディオ処理回路１０は、音量やトーンコントロール等の調整を行い、ＤＡコンバータ１１は、オーディオ処理回路１０から出力されるデジタル信号をアナログ信号に変換してアンプやスピーカ駆動系を含むオーディオ出力部１２へ供給するもので、これらコンポーネントはいずれもＤＳＰ（Digital Signal Processor）内に実装される。

操作部１４は、選局等のユーザ指示を制御部１３に伝達するキースイッチであり、表示部１５は、サブチューナ６のＲＤＳ情報を表示する、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display Device）で構成される表示モニタである。

図３は、この発明の実施の形態１によるラジオ放送受信装置の制御部１３の構成を示すブロック図である。
図３によれば、制御部１３は、周波数領域該当演算部１３１と、ＰＬＬ受信周波数設定演算部１３２と、チューナ基本設定・オーディオ処理制御部１３３と、ＰＩＮダイオード制御部１３４と、ＰＬＬ制御部１３５と、ＲＤＳデータ処理部１３６とを含む。これらブロックは、いずれも制御部１３が内蔵するマイクロプロセッサによりプログラム制御の下で実現される機能ブロックであり、その詳細は、後述するフローチャートにより説明する。

周波数領域該当演算部１３１は、操作部１４の操作によるメインチューナ５又はサブチューナ６の同調周波数変更操作が、後述する周波数領域を跨ぐ変更か否かを判定するために、同調周波数変更操作の都度、該当周波数領域を演算して、ＰＬＬ受信周波数設定演算部１３２と、ＰＩＮダイオード制御部１３４とを制御する。
ＰＬＬ受信周波数設定演算部１３２は、周波数領域該当演算部１３１による制御の下でＰＬＬに局部発振周波数の設定を行い、ＰＬＬ制御部１３５により、例えば、同調周波数が第１の周波数より大きい領域に該当する場合には上側局部発振周波数に、第２の周波数より小さい場合には下側局部発振周波数に切替える制御を行う。ＰＩＮダイオード制御部１３４は、周波数領域該当演算部１３１による制御の下、上記の切替え動作と連動してＰＩＮダイオード３、４のアクティベート／デアクティベート制御を行う。

チューナ基本設定・オーディオ処理制御部１３３は、操作部１４の操作内容に基づき、メインチューナ５、サブチューナ６を制御して選局操作を行う他、オーディオ処理回路１０を制御して音質や音量調整等を行う。
ＲＤＳデータ処理部１３６は、ＲＤＳデコーダ７でデコードされた文字情報等を表示部１５に表示するためのデータ変換処理を行う。

図４は、この発明の実施の形態１によるラジオ放送受信装置の動作を示すフローチャートである。以下、図４を参照しながら動作説明を行うが、その前に、図５、図６を参照して、受信帯域と局部発振周波数との関係、および状態遷移について簡単に説明する。

図５は、欧州のＦＭ帯域を示しており、受信周波数帯域を８７．５ＭＨｚ〜１０８．０ＭＨｚとし、中間周波数（Ｉ_ＦＭ）を、１０．７ＭＨｚとする。そして、ここでは、局部発振周波数と中間周波数との関係で受信周波数帯域を３つの領域に分離して管理するものとする。例えば、受信帯域の上端周波数から中間周波数１０．７ＭＨｚを減算して得られる第３の周波数領域（領域III）と、受信帯域の下端周波数へ中間周波数を加算して得られる第１の周波数領域（領域I）と、第１の周波数領域と第３の周波数領域が重複する第２の周波数領域（領域II）である。

さらに、図６に示されるように、（Ａ）〜（Ｃ）の３つの状態とその遷移について考える。この中で、領域IIは、全ての状態（Ａ）〜（Ｃ）に含まれるが、領域I、IIから領域IIへ、又は、領域II、IIIから領域IIへのメインチューナ５、サブチューナ６の受信周波数の変更については、各状態内の局部発振周波数の設定から変更しないものとする。例えば、状態Ａで、メインチューナ５が９７．５ＭＨｚ、サブチューナ６が１０２．０ＭＨｚに同調されており、メインチューナ５の受信周波数を９８．０ＭＨｚに変更する場合は、状態Ａの中にとどまり、局部発振周波数の設定は要しない。

以下、図４のフローチャートを参照しながら、図１〜図３に示すこの発明の実施の形態１によるラジオ放送受信装置の動作について詳細に説明する。

まず、操作部１４による操作を契機に行われるメインチューナ５又はサブチューナ６の同調周波数の変更後（ステップＳＴ４１）、制御部１３は、周波数領域該当演算部１３１で、その変更が、図６の状態遷移図で示した現在該当しているメインチューナ５（サブチューナ６）の周波数領域から外れる周波数への変更か否かを判定する（ステップＳＴ４２）。
ここで、外れる設定であると判定されると（ステップＳＴ４２“ＹＥＳ（該当）”）、制御部１３は、ＰＩＮダイオード制御部１３４によりＰＩＮダイオード３、４をアクティベートし、また、ＰＬＬ受信周波数設定演算部１３２により演算された局部発振周波数を、ＰＬＬ制御部１３５によりＲＦフロントエンド部５０のＰＬＬ回路５１に設定する（ステップＳＴ４３）。

ＰＩＮダイオード制御部１３４は、上述したＰＬＬ設定完了後、ＰＩＮダイオード３、４をデアクティベートする（ステップＳＴ４４）。

一方、ステップＳＴ４２で該当周波数領域から外れない設定であると判定されると（ステップＳＴ４２“ＮＯ（該当せず）”）、制御部１３は、局部発振周波数を、ＰＬＬ制御部１３５によりＲＦフロントエンド部５０のＰＬＬ回路５１に設定する動作のみ行う（ステップ４５）。

上述した動作説明を、図６の状態遷移図を用いて補足すると以下のようになる。ここでは、（ａ）（ｂ）の２つの状態遷移の例が示されている。
図６（ａ）において、状態Ａでは、メインチューナ５が領域I又はII、サブチューナ６が領域II又はIIIにあって、メインチューナ５に下側局部発振周波数（局発）が、サブチューナ６に上側局部発振周波数がデフォルトでそれぞれ設定されているものとする。これを同調変更によりメインチューナ５が領域II又はIIIに移行した場合、状態Ｂに遷移する。
この場合、メインチューナ５の局部発振周波数は、サブチューナ６の受信周波数を横切るため、制御部１３は、メインチューナ５側のＰＩＮダイオード３をＯＮ（短絡）してメインチューナ５を下側局部発振周波数に切替える制御を行う。

また、状態Ｂ−状態Ｄ間の遷移では、サブチューナ６の局部発振周波数がメインチューナ５の受信周波数を横切るため、制御部１３は、サブアンテナ６側のＰＩＮダイオード４をＯＮして下側局部発振周波数に切替える制御を行う。
なお、状態Ｄは、状態Ａにおけるメインチューナ５とサブチューナ６が入替わっただけであり、実質的に状態Ａと等価である。状態Ａ−Ｄ間の遷移においては、双方のチューナ５とチューナ６の同調周波数が同時に変化し、局部発振周波数の干渉は考慮しなくて良いので、制御部１３は、ＰＩＮダイオード３、４の制御は不要で、遷移の過渡期においてオーディオ処理回路１０による音声ミュート処理のみを行う。

図６（ｂ）では、状態Ｃにおいて、メインチューナ５が領域I又はII、サブチューナ６が領域I又はIIにあって、メインチューナ５に下側局部発振周波数（局発）が、サブチューナ６に下側局部発振周波数が設定されている以外は、図６（ａ）と同じである。
状態Ａ−状態Ｃ間の遷移では、サブチューナ６の局部発振周波数がメインチューナ５の受信周波数を横切るため、制御部１３は、サブアンテナ６側のＰＩＮダイオード４をＯＮして下側局部発振周波数に切替える制御を行う。また、状態Ｃ−状態Ｄへの遷移では、メインチューナ５の局部発振周波数は、サブチューナ６の受信周波数を横切るため、制御部１３は、メインチューナ５側のＰＩＮダイオード３をＯＮ（短絡）してメインチューナ５を上側局部発振周波数に切替える操作を行う。

なお、状態Ａ−Ｄ間の遷移においては、図６（ａ）同様、双方のチューナの同調周波数が同時に変化し、局部発振周波数の干渉は考慮しなくて良いので、制御部１３は、ＰＩＮダイオード３、４の制御は不要で、遷移の過渡期においてオーディオ処理回路１０による音声ミュート処理のみを行う。

以上説明のように、この発明の実施の形態１に係るラジオ放送受信装置によれば、局部発振周波数を状況に応じて切り変えることにより、局部発振周波数の他方のチューナへの干渉を受信状態と同調変更の過渡状態の双方において排除することができ、両方のチューナの受信の継続を実現可能である。
すなわち、中間周波数ｆ_ＩＦが受信帯域の幅（上端周波数−下端周波数）より小さい場合においても、一方の局部発振周波数が他方のチューナに同調の過渡状態も含めて干渉することがなく、音声またはＲＤＳデータが途切れることがないという効果が得られる。また、中間周波数フィルタは、特定の周波数しか特性の良好なものがないため、この発明のラジオ放送受信装置によって他方のチューナの干渉を排除したうえで、良好な特性の中間周波数フィルタを使用することができる。

更に、この発明の実施の形態１に係るラジオ放送受信装置によれば、ＰＩＮダイオード３、４をＯＮする回数も最小限に押さえることができ、制御部の負担を減らすことができる。

なお、図３に示す制御部１３が有する機能は、全てをソフトウェアによって実現しても、あるいはその少なくとも一部をハードウェアで実現してもよい。例えば、制御部１３が、受信帯域の上端周波数から中間周波数を減算して得られる第３の周波数を含む第３の周波数領域と、受信帯域の下端周波数へ中間周波数を加算して得られる第１の周波数を含む第１の周波数領域と、第１の周波数領域と第３の周波数領域が重複する第２の周波数領域とに分離して管理し、周波数領域を跨いだ同調の変更が行われた場合、選局周波数が第３の周波数より大きい場合にはフロントエンド部を制御して上側局部発振周波数に、第１の周波数より小さい場合にはフロントエンド部を制御して下側局部発振周波数に切替えるデータ処理は、１又は複数のプログラムによりコンピュータ上で実現してもよく、また、その少なくとも一部をハードウェアで実現してもよい。

以上のように、この発明は、受信帯域の幅が中間周波数より広く、中間周波数の２倍以下であって、受信帯域の異なる周波数を独立に受信する２つのチューナを有する、特に、ＲＤＳラジオ放送受信装置に使用して好適である。

Claims

受信帯域の幅が中間周波数より広く、前記中間周波数の２倍以下であって、前記受信帯域の異なる周波数を独立に受信する２つのチューナを有するラジオ放送受信装置において、
局部発振周波数を変更して同調を行うフロントエンド部と、
前記受信帯域の上端周波数から前記中間周波数を減算して得られる第３の周波数を含む第３の周波数領域と、前記受信帯域の下端周波数へ前記中間周波数を加算して得られる第１の周波数を含む第１の周波数領域と、前記第１の周波数領域と第３の周波数領域が重複する第２の周波数領域とに分離して管理し、前記周波数領域を跨いだ同調の変更が行われた場合、選局周波数が前記第３の周波数より大きい場合には前記フロントエンド部を制御して上側局部発振周波数に、前記第１の周波数より小さい場合には前記フロントエンド部を制御して下側局部発振周波数に切替える制御部と、
を備えたことを特徴とするラジオ放送受信装置。
前記制御部は、
前記それぞれのチューナのアンテナ端子と前記フロントエンド部との間に接続される、一端が接地された高周波スイッチを、前記上側局部発振周波数、又は前記下側局部発振周波数の切替えに連動して制御することを特徴とする請求項１記載のラジオ放送受信装置。