JP5355794B2

JP5355794B2 - ラジオ受信装置

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Publication number: JP5355794B2
Application number: JP2012530414A
Authority: JP
Inventors: 和宏中田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-08-24
Filing date: 2010-08-24
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2030-08-24
Also published as: CN102870334B; US8606202B2; US20130029621A1; WO2012025953A1; CN102870334A; JPWO2012025953A1

Description

この発明は、ＡＭ又はＦＭの放送波の周波数帯域内でシーク受信した有効局の周波数をプリセットするラジオ受信装置に関するものである。

特許文献１には、ＡＭ放送波の周波数帯域をシーク受信し、シーク受信した受信周波数が有効局であると、シーク動作を停止するシーク機能を有する放送受信装置が記載されている。この放送受信装置では、中・強電界地域で放送局の受信周波数の倍数周波数や複数局の和差周波数によるスプリアス周波数がプリセットメモリに記憶されて、シーク動作が誤停止（シークミスストップ）することを回避する。これにより、受信電界強度が所定値を超える強電界局が複数ある場合、これらの強電界受信周波数の和差演算から２次並びに限定された３次高調波及び４次高調波のスプリアス周波数を経験的に算出して、算出したスプリアス周波数をプリセットメモリに記憶しないように制御している。

特開２００３−２８３３０２号公報

特許文献１に代表される従来の装置では、２つの強電界局の受信周波数又はその倍数周波数の和差演算でスプリアス周波数を予測することはできるが、経験的な和差演算のみであるため、強電界局の数とその受信周波数から想定される全てのスプリアス周波数を算出することができないという課題がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、複数の強電界局とその受信周波数から想定されるスプリアス周波数を漏れなく算出することで、スプリアス周波数がプリセットされることを防止できるラジオ受信装置を得ることを目的とする。

この発明に係るラジオ受信装置は、受信して、受信に適した放送局の周波数としてプリセットするラジオ受信装置において、放送波の受信周波数帯域内に存在する強電界局を判定する強入力判定部と、強入力判定部でｍ個（ｍは2以上の整数）の強電界局が存在すると判定されると、ｎ次（ｎは2以上の整数）の高調波スプリアス周波数を算出する際、ｍ波からｎ個の周波数を、重複を許して選択した組み合わせの各組のそれぞれの周波数に、各組の周波数をすべて用いて和差演算を施し、更にその中で該当周波数帯内に入るものだけを高調波スプリアス周波数として抽出する作業を、重複を許して選択した組み合わせの各組に施し、抽出された高調波スプリアス周波数での受信信号の信号強度が所定の閾値を越えても、高調波スプリアス周波数をプリセットしないよう制御するスプリアス局演算・判定部とを備え、スプリアス局演算・判定部は、スプリアス周波数での受信信号の信号強度が所定の閾値を越えており、かつ当該受信信号に低周波数のビートが観測される場合、放送局が複数個同一周波数に実在するとみなして当該周波数をプリセットすることを特徴とするものである。

この発明によれば、複数の強電界局の放送局周波数の重複組み合わせの各周波数に和及び差演算を施すことで、受信周波数帯域内で全てのスプリアス周波数を算出し、ある周波数での受信信号の信号強度が所定の閾値を越えても、それがスプリアス周波数と推定される場合には、周波数をプリセットしないよう制御する。
このように、複数の強電界局の放送局周波数の重複組み合わせを用いることによって、複数強電界局の周波数から想定されるスプリアス周波数を漏れなく算出でき、スプリアス周波数がプリセットされることを防止できるという効果がある。また、スプリアス局演算・判定部が、スプリアス周波数と推定される周波数での受信信号の信号強度が所定の閾値を越えており、かつ当該受信信号に低周波数のビートが観測される場合、放送局が実在するとみなして当該周波数をプリセットする。このようにすることで、実在する放送局周波数に相当する周波数を的確にプリセットすることができる。

この発明の実施の形態１によるラジオ受信装置を適用した車載ラジオ受信装置の構成を示すブロック図である。図１のＣＰＵの機能構成を示すブロック図である。図１の車載ラジオ受信装置による動作の流れを示すフローチャートである。

以下、この発明をより詳細に説明するため、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によるラジオ受信装置を適用した車載ラジオ受信装置の構成を示すブロック図である。図１において、車載ラジオ受信装置１は、ラジオアンテナ２ａ、ＲＦ部２、ＲＦＡＧＣ３、ミキサ回路（ＭＩＸＥＲ）４、ＡＤ（Analog-Digital）変換器５、ＩＦ処理部６、検波器７、信号強度検出器８、オーディオ処理部９、ＤＡ（Digital-Analog）変換器１０、アンプ１１、ナビゲーション処理部１２、データベース１３、記憶装置１４、ＣＰＵ１５、操作部１６、表示部１７及びスピーカ１８を備える。

ＲＦ部２は、ラジオアンテナ２ａを介して受信されたＡＭ放送又はＦＭ放送のＲＦ信号を高周波増幅する。ミキサ回路（ＭＩＸＥＲ）４は、ＲＦ部２で高周波増幅された信号と局部発振回路（図１で不図示）の出力信号（局部発振周波数信号）を混合して中間周波数（ＩＦ）信号を生成する。ＲＦＡＧＣ（RF Auto Gain Control）３は、受信したＲＦ信号のレベルに応じて、ＲＦ信号のレベルを一定するように自動制御する。ＲＦ信号レベルが所定の範囲を超える場合には、ＲＦＡＧＣ３によってＲＦ信号が減衰される。

ＡＤ変換器５は、フロントエンドのミキサ回路４からＩＦ信号をサンプリングして、デジタル信号に変換する。ＩＦ処理部６は、ＩＦ信号の帯域制限等の処理を行う。検波器７は、ＩＦ処理部６による処理が施されたＩＦ信号を検波して変調された信号を出力する。すなわち検波器７は、ＩＦ処理部６の出力信号から音声信号と信号強度を検出する。信号強度検出器８は、検波器７の出力から信号強度を測定する。オーディオ処理部９は、検波器７で検出された音声信号の音量及びトーンコントロール等の調整を行う。

ＤＡ変換器１０は、オーディオ処理部９から出力されたデジタル信号をアナログ信号へ変換する。アンプ１１は、ＤＡ変換器１０のアナログ出力信号をスピーカ１８で音声出力可能な電力まで増幅する。ナビゲーション処理部１２は、不図示の位置検出部の検出信号及びデータベース１３に格納した地図データに基づいて、当該ラジオ受信装置を搭載する車両の位置情報を取得する。データベース１３には、ナビゲーション処理に必要なデータを格納するデータベースであり、地図データ等を格納する。記憶装置１４は、過去に受信された放送局のＰＩ（Program Identifier）コードを記憶するＰＩコード記憶領域、シークした放送局の周波数を記憶するプリセットメモリ領域及びスプリアス周波数と推定した周波数を記憶するプリセット禁止周波数記憶領域を備えた記憶装置である。

ＣＰＵ１５は、車載ラジオ受信装置１内の構成部を制御するとともに、受信周波数帯域内の複数の強電界局（強入力局）の放送局周波数から推定されるスプリアス周波数を漏れなく算出し、スプリアス周波数におけるシークミスストップを防止する処理を行う。なお、スプリアス周波数とは、強電界局からの放送局周波数によって混信が発生している周波数である。また、ＣＰＵ１５では、車載ラジオ受信装置１内の構成部を制御して、受信周波数帯域でシーク受信した周波数が有効局であるとシーク動作を停止して、受信した放送局周波数を記憶装置１４のプリセットメモリ領域に記憶する。

操作部１６は、外部からの操作を受け付ける構成部であり、ユーザ操作で設定された動作モードをＣＰＵ１５へ伝える。表示部１７は、ＣＰＵ１５に作成された表示データを入力して表示画面上に表示する。スピーカ１８は、アンプ１１で増幅されたラジオ信号を音声出力する。

図２は、図１のＣＰＵの機能構成を示すブロック図である。図２に示すように、ＣＰＵ１５が、この発明の趣旨に従った制御プログラムを実行することにより、ソフトウェアとハードウェアが協働した具体的な手段として、強入力判定部２１、スプリアス局演算・判定部２２、オーディオ処理制御部２３、チューナ制御部２４、及び記憶装置制御部２５が実現される。

強入力判定部２１は、受信周波数帯域内における強電界局（強入力局）を判定する構成部である。具体的には、強入力判定部２１は、信号強度検出器８によって検出された受信信号の信号強度が、所定の閾値を超えて極めて高く、かつＲＦＡＧＣ３がゲイン飽和している放送局を強電界局と判定する。なお、図１ではＲＦ段のＡＧＣを示したが、ＩＦ段のＡＧＣを設けて、ＩＦＡＧＣ及びＲＦＡＧＣ３がゲイン飽和している放送局を強電界局と判定するようにしてもよい。

スプリアス局演算・判定部２２は、強入力判定部２１で強電界局と判定されたｍ（ｍは自然数）局の放送局の放送局周波数から、受信周波数帯域内に該当するスプリアス周波数として推定される周波数を算出する構成部である。
具体的には、強電界局と判定されたｍ局の放送局周波数から、Ｎ次（Ｎは２以上の自然数）高調波を構成し得る放送局周波数の重複組み合わせを算出し、これらの組み合わせの和・差周波数演算から、スプリアス周波数として推定される周波数を算出する。
また、スプリアス局演算・判定部２２は、ナビゲーション処理部１２で得られた自車の位置情報に基づいて、自車が走行するエリアにおいて同一のＰＩコードを有する放送局をカウントすることで、最も多くの代替局を有するＰＩコードを決定する。
さらに、スプリアス局演算・判定部２２は、チューナ制御部２４を制御して受信周波数帯域で受信可能局をシーク受信させ、シーク受信した周波数が有効局であると、シーク動作を停止し、記憶装置制御部２５を介して、当該受信した放送局周波数を記憶装置１４のプリセットメモリ領域に記憶する。

オーディオ処理制御部２３は、操作部１６による操作内容に基づいて、オーディオ処理部９を制御して、音質や音量調整等を行う。チューナ制御部２４は、操作部１６による操作内容に基づいてＩＦ処理部６及び検波器７を制御して、選局操作を行う。記憶装置制御部２５は、スプリアス局演算・判定部２２によって決定された自車位置に関する放送局のＰＩコード、シーク受信で有効局とされた周波数、及び、スプリアス周波数と推定された周波数を記憶装置１４に記憶する。

次に動作について説明する。
図３は、車載ラジオ受信装置１による動作の流れを示すフローチャートであって、ＦＭ放送波の有効局の周波数のみをプリセットする際に行う、スプリアス周波数の排除処理の詳細を示している。
操作部１６を用いた操作でオートプリセットを起動すると、先ず、ＣＰＵ１５の強入力判定部２１が、信号強度検出器８に検出された受信周波数帯域における、全ての周波数の受信信号の信号強度（信号レベル）を読み出す（ステップＳＴ１）。

次に、強入力判定部２１は、ステップＳＴ１で読み出された全ての周波数の受信信号のうちから、信号強度が所定の閾値以上で極めて高く、かつＲＦＡＧＣ３がゲイン飽和を起こしているｍ局分の放送局を、受信周波数帯域内における強電界局と判定して抽出する（ステップＳＴ２）。

続いて、スプリアス局演算・判定部２２は、強入力判定部２１が抽出したｍ局分の周波数のうち、Ｎ次高調波のスプリアス周波数として推定される周波数を算出するため、ｍ波からＮ波の重複組み合わせ（_ｍＨ_Ｎ通り）を全て抽出する（ステップＳＴ３）。ここで、初期値はＮ＝２とする。例えば、α，β，γ（Ｈｚ）の３つの強電界局（ｍ＝３）が観測された場合で、Ｎ＝２、すなわちＩＭ２成分（非線形デバイスの２次高調波による歪み成分）による周波数は、（α，α）、（β，β）、（γ，γ）、（α，β）、（β，γ）、（γ，α）の６通り（＝_３Ｈ_２＝_４Ｃ_２）の重複組み合わせとなる。

次に、スプリアス局演算・判定部２２は、ステップＳＴ３で求めたそれぞれの周波数の組み合わせにおいて、各周波数の和・差演算を行う（ステップＳＴ４）。
例えば、上記重複組み合わせで、全ての符号の組み合わせを加味して各組の和の周波数及び差の周波数を算出すると、下記のようになる。
−２α、−α＋α＝０、α−α＝０、２α
−２β、−β＋β＝０、β−β＝０、２β
−２γ、−γ＋γ＝０、γ−γ＝０、２γ
−α−β、α−β、−α＋β、α＋β
−β−γ、β−γ、−β＋γ、β＋γ
−γ−α、γ−α、−γ＋α、γ＋α
ここで、負の値や０の周波数はあり得ないので、現実的に発生するスプリアス周波数がα＜β＜γであると、下記の組み合わせの周波数がスプリアス周波数と推定される。
２α、β−α、α＋β、２β、γ−β、γ＋β、２γ、γ−α、γ＋α

次に、スプリアス局演算・判定部２２は、ステップＳＴ４にて算出した周波数のうち、プリセットの対象となっている受信周波数帯域以外の周波数を除いた周波数を記憶装置制御部２５へ通知する。記憶装置制御部２５では、スプリアス局演算・判定部２２から通知された周波数を、スプリアス周波数と推定される周波数として、記憶装置１４のプリセット禁止周波数記憶領域に記憶する。ここまでの処理がステップＳＴ５に相当する。これにより、記憶装置１４のプリセット禁止周波数記憶領域に記憶した周波数で実測された信号強度がシークをストップする信号強度（ストップレベル）を超えていても、記憶装置１４のプリセットメモリ領域に記憶されない。

続くステップＳＴ６において、スプリアス局演算・判定部２２は、Ｎが３以下であるか否かを判定する。ここで、Ｎが３以下である（ステップＳＴ６；ＹＥＳ）であると、ステップＳＴ７へ進む。ステップＳＴ７でＮを“１”インクリメントしてから、ステップＳＴ３に戻り、Ｎ＝４になるまでステップＳＴ３からステップＳＴ５までの処理を繰り返す。これにより、ｍ波の放送局周波数で生成され得る２次高調波のスプリアス周波数と推定される周波数の重複組み合わせに続いて、３次高調波のスプリアス周波数と推定される周波数の重複組み合わせ（_ｍＨ_３通り）及び４次高調波のスプリアス周波数と推定される周波数の重複組み合わせ（_ｍＨ_４通り）が算出され、受信周波数帯域内に該当するものが記憶装置１４のプリセット禁止周波数記憶領域に記憶される。

Ｎが３以下でない場合（ステップＳＴ６；ＮＯ）、スプリアス局演算・判定部２２は、記憶装置１４に記憶されたスプリアス周波数と推定される周波数で実測された電界強度が全てストップレベル以下であるか否かを判定する（ステップＳＴ８）。
すなわち、スプリアス局演算・判定部２２が、記憶装置制御部２５を介して記憶装置１４のプリセット禁止周波数記憶領域に記憶される周波数を読み出し、読み出した周波数を選局するようにチューナ制御部２４に指示する。スプリアス局演算・判定部２２は、このように選局された周波数で信号強度検出器８により実測された信号強度とストップレベルとの比較結果を強入力判定部２１から取得し、この比較結果に基づいて上記判定を行う。

記憶装置１４に記憶されたスプリアス周波数と推定される周波数のいずれかの電界強度がストップレベル以下でない場合（ステップＳＴ８；ＮＯ）、スプリアス局演算・判定部２２は、５次以上の高調波のスプリアス周波数による影響がある受信状態であると判断して、ステップＳＴ７に戻り、ステップＳＴ３からステップＳＴ５までの処理を行う。これにより、５次高調波のスプリアス周波数と推定される周波数の重複組み合わせ（_ｍＨ_５通り）が算出され、受信周波数帯域内に該当するものが、記憶装置１４のプリセット禁止周波数記憶領域に記憶される。
以降、記憶装置１４のプリセット禁止周波数記憶領域に記憶したスプリアス周波数と推定される周波数の電界強度が全てストップレベル以下になるまで、ステップＳＴ３からステップＳＴ５までの処理が繰り返されて、Ｎ次高調波のスプリアス周波数と推定される周波数のそれぞれの重複組み合わせ（_ｍＨ_Ｎ通り、Ｎ＝６，７，８，・・・，ｎ）が算出され、これら重複組み合わせの周波数のうち、受信周波数帯域内に該当するものが記憶装置１４のプリセット禁止周波数記憶領域に記憶される。

スプリアス周波数と推定される周波数の電界強度が全てストップレベル以下である場合（ステップＳＴ８；ＹＥＳ）、記憶装置１４のプリセット禁止周波数記憶領域に記憶されるスプリアス周波数と推定される周波数のうち、低い周波数のビートが観測されるものを実在局の放送局周波数とみなして、プリセットメモリに記憶する（ステップＳＴ９）。
すなわち、スプリアス局演算・判定部２２が、記憶装置制御部２５を介して記憶装置１４のプリセット禁止周波数記憶領域に記憶される周波数を順次読み出させ、読み出した周波数を選局するようにチューナ制御部２４に指示する。スプリアス局演算・判定部２２は、このように選局された周波数における、オーディオ処理部９によるビート有無の判定結果をオーディオ処理制御部２３を介して取得し、この判定結果に基づいて実在局の放送局周波数であるか否かの判断を行う。

次に、スプリアス周波数と推定される周波数で、放送局が存在すると判定された場合には、当該周波数を実在局の放送局周波数とみなしてプリセットメモリする（ステップＳＴ１０）。すなわち、ナビゲーション処理部１２が、地域情報（例えば、自車が走行する地域）として、当該地域で放送している放送局の周波数を含む情報を取得した場合に、スプリアス局演算・判定部２２が、ナビゲーション処理部１２から当該地域情報を取得して、その地域における放送局の周波数と記憶装置１４のプリセット禁止周波数記憶領域に記憶した周波数とを比較し、一致する場合には当該周波数を実在局の放送局周波数とみなす。

続いて、スプリアス周波数と推定される周波数であり、かつて放送局のＰＩコードが、記憶装置１４のＰＩコード記憶領域に記憶されている場合は、当該周波数を実在局の放送局周波数とみなしてプリセットメモリに記憶する（ステップＳＴ１１）。すなわち、スプリアス局演算・判定部２２が、記憶装置制御部２５を介して記憶装置１４に記憶されるスプリアス周波数と推定される周波数及び過去にその場所で記憶されたＰＩコードを読み出し、ＰＩコードで特定される放送局の放送局周波数とスプリアス周波数と推定される周波数が一致する周波数を実在局の放送局周波数とみなす。

上述までの処理でスプリアス周波数でないと判定された周波数であり、実測された信号強度がストップレベルを超えたものを、放送局周波数として、記憶装置１４のプリセットメモリ領域に記憶する（ステップＳＴ１２）。

以上のように、この実施の形態１によれば、強電界局の放送局周波数の重複組み合わせの各周波数に和及び差演算を施すことで、受信周波数帯域内でスプリアス周波数と推定される全ての周波数を算出し、算出したスプリアス周波数において、受信信号の実測信号強度が所定の閾値を越えても、当該周波数をプリセットしないよう制御する。このように、複数の強電界局の放送局周波数の重複組み合わせを用いることで、複数の強電界局とその受信周波数から想定されるスプリアス周波数を漏れなく算出でき、スプリアス周波数がプリセットされることを防止できる。これにより、プリセットリストからスプリアス周波数を確実に除外することが可能である。

また、この実施の形態１によれば、スプリアス局演算・判定部２２が、スプリアス周波数と推定される周波数での受信信号の信号強度が所定の閾値を越えており、かつ当該受信信号に低周波数のビートが観測される場合、放送局が実在するとみなして当該周波数をプリセットする。このようにすることで、実在する放送局周波数に相当する周波数を的確にプリセットすることができる。

さらに、この実施の形態１によれば、地域の放送局の受信周波数を含む地域情報を取得するナビゲーション処理部１２を備え、スプリアス局演算・判定部２２が、スプリアス周波数と推定される周波数のうち、その周波数での受信信号の信号強度が所定の閾値を越えており、かつナビゲーション処理部１２によって取得された地域情報に含まれる放送局の受信周波数に一致する周波数については、放送局が実在するとみなして当該周波数をプリセットする。このようにすることで、実在する放送局周波数に相当する周波数を的確にプリセットすることができる。

さらに、この実施の形態１によれば、スプリアス局演算・判定部２２が、スプリアス周波数と推定される周波数のうち、その周波数での受信信号の信号強度が所定の閾値を越えており、かつ当該周波数で以前に放送局のＰＩコードが取得されている場合、当該周波数をプリセットする。このようにすることで、実在する放送局周波数に相当する周波数を的確にプリセットすることができる。
なお、本願発明はその発明の精神の範囲内において、各実施の形態の自由な組合せ、あるいは変形が可能である。

この発明に係るラジオ受信装置は、スプリアス周波数によるシークミスストップを確実に防止できるので、強電界地域を走行する可能性がある車載のラジオ受信装置に好適である。

Claims

受信周波数帯域内で放送波の受信信号の信号強度が所定の閾値を越える放送局をシーク受信して、受信に適した放送局の周波数としてプリセットするラジオ受信装置において、
前記放送波の受信周波数帯域内に存在する強電界局を判定する強入力判定部と、
前記強入力判定部でｍ個（ｍは2以上の整数）の強電界局が存在すると判定されると、ｎ次（ｎは2以上の整数）の高調波スプリアス周波数を算出する際、前記ｍ波から前記ｎ個の周波数を、重複を許して選択した組み合わせの各組のそれぞれの周波数に、各組の周波数をすべて用いて和差演算を施し、更にその中で該当周波数帯内に入るものだけを高調波スプリアス周波数として抽出する作業を、前記重複を許して選択した組み合わせの各組に施し、前記抽出された高調波スプリアス周波数での受信信号の信号強度が前記所定の閾値を越えても、当該高調波スプリアス周波数をプリセットしないよう制御するスプリアス局演算・判定部とを備え、
前記スプリアス局演算・判定部は、前記スプリアス周波数での受信信号の信号強度が所定の閾値を越えており、かつ当該受信信号に低周波数のビートが観測される場合、放送局が複数個同一周波数に実在するとみなして当該周波数をプリセットすることを特徴とするラジオ受信装置。
受信周波数帯域内で放送波の受信信号の信号強度が所定の閾値を越える放送局をシーク受信して、受信に適した放送局の周波数としてプリセットするラジオ受信装置において、
前記放送波の受信周波数帯域内に存在する強電界局を判定する強入力判定部と、
前記強入力判定部でｍ個（ｍは2以上の整数）の強電界局が存在すると判定されると、ｎ次（ｎは2以上の整数）の高調波スプリアス周波数を算出する際、前記ｍ波から前記ｎ個の周波数を、重複を許して選択した組み合わせの各組のそれぞれの周波数に、各組の周波数をすべて用いて和差演算を施し、更にその中で該当周波数帯内に入るものだけを高調波スプリアス周波数として抽出する作業を、前記重複を許して選択した組み合わせの各組に施し、前記抽出された高調波スプリアス周波数での受信信号の信号強度が前記所定の閾値を越えても、当該高調波スプリアス周波数をプリセットしないよう制御するスプリアス局演算・判定部とを備え、
前記スプリアス局演算・判定部は、前記スプリアス周波数のうち、その周波数での受信信号の信号強度が所定の閾値を越えており、かつ当該周波数で以前に放送局のＰＩ（Program Identifier）コードが取得されている場合、当該周波数をプリセットすることを特徴とするラジオ受信装置。
前記強入力判定部は、放送波の受信信号の信号強度が所定の閾値を越えており、かつ自動利得制御回路部でゲイン制御が飽和している放送局を強電界局であると判定することを特徴とする請求項１または請求項２記載のラジオ受信装置。
地域の放送局の受信周波数を含む地域情報を取得するナビゲーション処理部を備え、
前記スプリアス局演算・判定部は、前記スプリアス周波数のうち、その周波数での受信信号の信号強度が所定の閾値を越えており、かつ前記ナビゲーション処理部によって取得された前記地域情報に含まれる放送局の受信周波数に一致する周波数については、放送局が実在するとみなして当該周波数をプリセットすることを特徴とする請求項１または請求項２記載のラジオ受信装置。
前記スプリアス局演算・判定部における高調波の計算は、算出したスプリアス周波数での実測電界強度が全て所定の閾値未満になる次数の高調波まで行うことを特徴とする請求項１または請求項２記載のラジオ受信装置。