JP4981649B2 - ラジオ受信装置、オーディオシステム、及びラジオ受信装置の製造方法 - Google Patents
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Description
(a)FM放送信号を中間周波数信号に変換する周波数変換部を配置する工程、
(b)クロック信号を発振する発振回路の配置を配置する工程、
(c)前記クロック信号の発振周波数並びに前記クロック信号の逓倍周波数及び分周周波数のいずれかをサンプリング周波数として、前記中間周波数信号をデジタルサンプリングするA/D変換器の配置を配置する工程、
(d)前記発振周波数並びに前記クロック信号の逓倍周波数及び分周周波数のいずれかを動作周波数として、デジタルサンプリングされた前記中間周波数信号を用いてデジタル復調処理を行うデジタル復調部の配置を配置する工程、
(e)前記クロック信号の周波数及び前記クロック信号の高調波周波数が、前記FM放送信号を含むFM放送帯域と衝突せず、かつ、前記FM放送帯域と200kHz以上離間するように、前記クロック信号の周波数を選択する工程。
<1.本実施の形態にかかるラジオ受信機の構成>
図1は、本実施の形態にかかるラジオ受信機のブロック図である。図1において、アンテナ100、RF−IF変換部101、IF復調部107、ラジオ用OSC108は、上述した図8に示したものと同様である。本実施の形態のラジオ受信機の特徴の1つは、ラジオ用OSC108の周波数を37.8MHzとしている点にある。この周波数選択の有効性を説明する際の前提として、以下では、RF−IF変換部101及びIF復調部107の詳細な構成例及び動作について説明する。
続いて以下では、ラジオ用OSC108の発振周波数の最適な選択について詳しく説明する。IF復調部107が有する発振回路104に接続されるラジオ用OSC108の発振周波数に求められる第1の条件は、典型的な中間周波数(例えば10.7MHz)に対して、デジタル復調を行ううえで十分なサンプリング周波数をA/D変換器102に供給できることである。また、第2の条件は、A/D変換器012やデジタル復調部103の消費電力低減の観点からできるだけ小さな周波数が望ましいことである。さらに、第3の条件は、ラジオ用OSC108の発振周波数及びその高調波周波数が、全世界のFM放送帯域と重ならず、少なくとも200kHz以上離間することである。なお、FM放帯域と200kHz以上離間させるのは、FM放送信号がチャネル中心周波数に対して±75kHz程度の拡がりを持つためである。このため、干渉を避けるためのガードバンドを200kHz程度とすることが適切である。これら第1〜第3の条件を満足する周波数について、図3を参照しながら説明する。
上述した第1〜第3の条件を満足するためのラジオ用OSC108の発振周波数の第1の選択肢は、37.1MHz以上、37.9MHz以下の範囲内である。例えば、IF信号周波数が10.7MHzである場合、ラジオ用OSC108の発振周波数を37.1M〜37.9MHzの範囲内から選択すれば、IF信号周波数の約4倍の周波数となる。したがって、アナログIF信号のデジタルサンプリングを行うために十分なクロック信号をA/D変換器102に対して供給でき、上述した第1の条件を満足する。
上述した第1〜第3の条件を満足するためのラジオ用OSC108の発振周波数の第2の選択肢は、54.1MHz以上、64.8MHz以下の範囲内である。例えば、IF信号周波数が10.7MHzである場合、ラジオ用OSC108の発振周波数を54.1M〜64.8MHzの範囲内から選択すれば、IF信号周波数の約5〜6倍の周波数となる。したがって、アナログIF信号のデジタルサンプリングを行うために十分なクロック信号をA/D変換器102に対して供給でき、上述した第1の条件を満足する。また、その2次高調波の周波数108.2MHz〜129.6MHzは、欧州バンドの上限周波数108.0MHzと200KHz以上離れている。3次以上の高調波も同様である。つまり、54.1M〜64.8MHzの周波数範囲は、上述した第2及び第3の条件も満足する。
上述した第1〜第3の条件を満足するためのラジオ用OSC108の発振周波数の第3の選択肢は、74.2MHz以上、75.8MHz以下の範囲内である。これは、上述した第1の選択肢の2次高調波の周波数範囲に等しい。ただし、IF信号周波数が10.7MHzである場合、第3の選択肢の周波数は、IF信号周波数の7倍以上の高周波となってしまう。また、FM放送信号に対する妨害の程度は、直接波による妨害のほうが高調波よるものより大きい。これらを考慮すると、第3の選択肢の周波数は利用可能ではあるものの、上述した第1又は第2の選択肢の周波数を利用するほうが好ましい。なお、発振回路104が生成する動作クロック周波数を1/2にすることで消費電力を低減し、電磁波障害をより抑制するとすれば、その方法は上述した第1の選択肢と等価である。
上述した第1〜第3の条件を満足するためのラジオ用OSC108の発振周波数の第4の選択肢は、108.2MHz以上である。世界中で使用されているFM放送帯域より高い周波数を選択すれば、FM放送信号に対する妨害を抑制できる。しかしながら、IF信号周波数が10.7MHzである場合、第3の選択肢の周波数は、IF信号周波数の10倍以上の高周波となってしまう。このため、デジタル復調回路を相応のクロック速度で動作するよう設計する必要がある。さらに、108.2MHzより下の周波数を使用できないために、消費電力の低減が難しいこと、電磁波障害を抑制し難いことを考慮すると、第4の選択肢の周波数は、利用可能ではあるものの、上述した第1〜第3の選択肢の周波数を利用するほうが好ましい。
以上は、ラジオ用OSC108及び発振回路104の発振周波数が、FM放送信号に対する妨害にならないためには、選択されるべき周波数範囲について説明した。続いて以下では、FM放送及びAM放送の正確な選局(チャネル選択)を実行可能とするために、ラジオ用OSC108及び発振回路104の発振周波数をどのような値に設定すべきか、より具体的には、どのような約数をもつ値に設定すべきかについて述べる。
f_VCO = f_REF × N (1)
f_FMLO = f_VCO/K = f_REF × N/K,(K=2又は3) (2)
f_AMLO = f_VCO/M = f_REF × N/M (3)
f_FMC = Δf_FMLO = f_REF × ΔN/K,(K=2又は3) (4)
f_AMC = Δf_AMLO = f_REF × ΔN/M (5)
f_REF = f_FMC × K/ΔN,(K=2又は3) (6)
f_REF = f_AMC × M/ΔN (7)
<4.好適な発振周波数の具体例>
上述した図1に示したIF復調部107の構成は一例である。例えば、逓倍クロックを用いずともデジタル復調部103がデジタル復調処理を実行可能であれば、逓倍回路105を省略することも可能である。この場合、図5に示すように、発振回路104の生成する37.8MHzのクロック信号を直接的にデジタル復調部103に供給すればよい。
上述した第1〜第4の選択肢の中からラジオ用OSC108の発振周波数を決定することにより、A/D変換器102やデジタル復調部103の動作のために、発振回路104から供給されるクロック信号及びその高調波の周波数は、世界中で使用されているFM放送帯域のいずれとも衝突せず、200kHz以上離間する。このため、非特許文献1〜3に開示されている動作周波数とは対照的に、デジタル復調部103から放射される電磁波がFM放送信号へ干渉することがない。
また、上述した本実施の形態にかかるラジオ受信機を使用することによって、筐体又は回路上のICチップ及び配線等のレイアウトの工夫による電磁は障害対策の必要性が軽減される。このことは、ラジオ受信機を用いた車載オーディオ機器等の製品構成の自由度の向上にも繋がる。
101 RF−IF変換部
102 A/D変換器
103 デジタル復調部
104 発振回路
105 逓倍回路
106 分周回路
107 IF復調部
108 オーディオOSC
110 オーディオ信号処理部
120 サブ基板(デジタルチューナモジュール)
121 主基板(オーディオ処理モジュール)
125 シールドパッケージ
200 周波数シンセサイザ
213 FM用ミキサ
214 AM用ミキサ
Claims (13)
- FM放送信号の復調処理をデジタル信号処理により行うラジオ受信装置であって、
前記FM放送信号を中間周波数信号に変換する周波数変換部と、
クロック信号を発振する発振回路と、
前記クロック信号の発振周波数並びに前記クロック信号の逓倍周波数及び分周周波数のいずれかをサンプリング周波数として、前記中間周波数信号をデジタルサンプリングするA/D変換器と、
前記発振周波数並びに前記クロック信号の逓倍周波数及び分周周波数のいずれかを動作周波数として、デジタルサンプリングされた前記中間周波数信号を用いてデジタル復調処理を行うデジタル復調部とを備え、
前記発振周波数が、37.1MHz以上37.9MHz以下、54.1MHz以上64.8MHz以下、又は74.2MHz以上75.8MHz以下の範囲内に含まれることを特徴とするラジオ受信装置。 - 前記デジタル復調部は、デジタル信号処理プロセッサであり、プログラムを実行することにより前記デジタル復調処理を実行する請求項1に記載のラジオ受信装置。
- 前記クロック信号を分周して基準周波数を有する基準クロック信号を生成する分周回路をさらに備え、
前記周波数変換部は、前記基準クロック信号を入力し、前記中間周波数信号への変換に用いられる局所周波数を生成する周波数シンセサイザを有する請求項1に記載のラジオ受信装置。 - 前記発振周波数が、37.8MHzであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のラジオ受信装置。
- 前記周波数変換部、前記発振回路、前記A/D変換器、及び前記デジタル復調部が、電磁波を遮断するシールド構造を有する共通のパッケージ内に収容されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のラジオ受信装置。
- 前記発振回路、前記A/D変換器、及び前記デジタル復調部が1つの半導体基板に集積された半導体集積回路として形成されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のラジオ受信装置。
- 電磁波を遮断するシールド構造を有するパッケージに収容されたチューナモジュールと、
前記チューナモジュールから供給されるデジタルオーディオ信号の信号処理を行うオーディオ処理モジュールとを備え、
前記チューナモジュールは、
FM放送信号を中間周波数信号に変換する周波数変換部と、
クロック信号を発振する発振回路と、
前記クロック信号の発振周波数並びに前記クロック信号の逓倍周波数及び分周周波数のいずれかをサンプリング周波数として、前記中間周波数信号をデジタルサンプリングするA/D変換器と、
前記発振周波数並びに前記クロック信号の逓倍周波数及び分周周波数のいずれかを動作周波数として、デジタルサンプリングされた前記中間周波数信号を用いてデジタル復調処理を行うデジタル復調部とを備え、
前記発振周波数が、37.1MHz以上37.9MHz以下、54.1MHz以上64.8MHz以下、又は74.2MHz以上75.8MHz以下の範囲内に含まれることを特徴とするオーディオシステム。 - 前記発振回路、前記A/D変換器、及び前記デジタル復調部が1つの半導体基板に集積された半導体集積回路として形成されていることを特徴とする請求項7に記載のオーディオシステム。
- デジタル信号処理により復調処理を行うラジオ受信装置の製造方法であって、
FM放送信号を中間周波数信号に変換する周波数変換部を配置する工程と、
クロック信号を発振する発振回路を配置する工程と、
前記クロック信号の発振周波数並びに前記クロック信号の逓倍周波数及び分周周波数のいずれかをサンプリング周波数として、前記中間周波数信号をデジタルサンプリングするA/D変換器を配置する工程と、
前記発振周波数並びに前記クロック信号の逓倍周波数及び分周周波数のいずれかを動作周波数として、デジタルサンプリングされた前記中間周波数信号を用いてデジタル復調処理を行うデジタル復調部を配置する工程と、
37.1MHz以上37.9MHz以下、54.1MHz以上64.8MHz以下、又は74.2MHz以上75.8MHz以下の範囲内から、前記クロック信号の周波数を選択する工程と、
を含むラジオ受信装置の製造方法。 - 前記FM放送信号を含むFM放送帯域と衝突せず、前記FM放送帯域と200kHz以上離間する周波数の中から、前記FM放送信号の隣接チャネル間隔の倍数である周波数を前記クロック信号の周波数として選択する請求項9に記載のラジオ受信装置の製造方法。
- 前記請求項10の製造方法によって選択される複数の周波数のうち、整数の約数を最も多く有する周波数を前記クロック信号の周波数として選択することを特徴とするラジオ受信装置の製造方法。
- 前記周波数変換部、前記発振回路、前記A/D変換器、及び前記デジタル復調部を、電磁波を遮断するシールド構造を有する共通のパッケージ内に収容することを特徴とする請求項9乃至11のいずれか1項に記載のラジオ受信装置の製造方法。
- 前記発振回路、前記A/D変換器、及び前記デジタル復調部を1つの半導体基板に集積することを特徴とする請求項9乃至12のいずれか1項に記載のラジオ受信装置の製造方法。
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