JPH08223066A - Fm多重信号の受信回路 - Google Patents

Fm多重信号の受信回路

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JPH08223066A
JPH08223066A JP7028122A JP2812295A JPH08223066A JP H08223066 A JPH08223066 A JP H08223066A JP 7028122 A JP7028122 A JP 7028122A JP 2812295 A JP2812295 A JP 2812295A JP H08223066 A JPH08223066 A JP H08223066A
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Kazuhiro Kimura
和広 木村
Shigeaki Hayashibe
茂明 林部
Yutaka Hirakoso
豊 平社
Takahiko Masumoto
隆彦 増本
Shizuka Ishimura
静 石村
Toshiyuki Ozawa
利行 小沢
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 PLL周波数シンセサイザ回路内部の発振
器に結合される振動子の固有周波数の選択幅を広げるこ
とのできるFM多重信号の受信回路を提供することを目
的とする。 【構成】 第1のPLL周波数シンセサイザ回路3に使
用されるクロック信号CLK1を基に、スイッチドキャ
パシタフィルタ21及び遅延検波回路42に使用される
クロック信号CLK2を第2のPLL周波数シンセサイ
ザ回路45で作成する様にした。更に、選局された放送
局の搬送波信号にデジタル信号が存在することを検出し
た制御回路52の出力に基づき、スイッチドキャパシタ
フィルタ21、遅延検波回路42及び第2のPLL周波
数シンセサイザ回路45を動作させる様にした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、FM多重信号の受信回
路に関する。
【0002】
【従来の技術】FM放送は、現在ステレオ音声放送とし
て広く親しまれているが、最近ではステレオ信号の周波
数帯域より上の周波数帯域に各種情報を符号化したデジ
タル信号を多重した所謂FM多重放送が一部放送開始さ
れている。このFM多重放送を受信することにより利用
者が受けられるサービスとしては、例えば、音声番組と
は独立した情報(ニュース、天気予報、株価情報等)、
音声番組の補完情報(音楽に合わせて歌詞を流すカラオ
ケ放送、タイトル名、アーティスト名等)の提供が実現
されている。更に今後のサービスとして、道路交通情報
を車内モニタに表示させるシステム等も検討されてい
る。
【0003】ところで、FM多重放送を受信する受信機
には、少なくとも、選局された放送局から送出されて来
る搬送波信号の周波数に同調を取るPLL周波数シンセ
サイザ回路と、前記搬送波信号の周波数及び前記PLL
周波数シンセサイザ回路の出力信号の周波数を基に得ら
れた中間周波数信号がFM検波された後に、前記デジタ
ル信号の周波数帯域を抜き取るフィルタ回路と、前記フ
ィルタ回路から得られた周波数帯域から前記デジタル信
号を復元する検波回路と、が内蔵されている。ところ
が、前記PLL周波数シンセサイザ回路、前記フィルタ
回路、及び前記検波回路は各々動作クロック入力を必要
とする構造であり、従来は、前記PLL周波数シンセサ
イザ回路に使用されるクロック信号即ち前記PLL周波
数シンセサイザ回路内部に設けた発振器から発生するク
ロック信号を、そのまま直接前記フィルタ回路及び前記
検波回路に印加し共通に使用していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記P
LL周波数シンセサイザ回路内部の発振器から出力され
るクロック信号を、前記フィルタ回路及び前記検波回路
に共通印加する様に構成している為、発振器の出力周波
数は、前記フィルタ回路及び前記検波回路を動作させる
こともでき、且つ、前記PLL周波数シンセサイザ回路
内部でFM多重信号を送出する際に使用する搬送波信号
のチャンネルスペース周波数も作成することのできる値
に選定しなければならない。従って、発振器と結合する
振動子(水晶、セラミック等)の固有振動数が限定され
てしまい、振動子に対する使用者の選択幅が狭まってし
まう問題があった。更に、前記フィルタ回路又は前記検
波回路に印加すべきクロック信号の周波数が、前記PL
L周波数シンセサイザ回路のみで本来必要とするクロッ
ク信号の周波数より高い場合、発振器の出力周波数を前
者のクロック信号の周波数に合わせて高く設定しなけれ
ば成らず、これより消費電流が多くなる問題も生じる。
【0005】そこで、本発明は、PLL周波数シンセサ
イザ回路内部の発振器に結合される振動子の固有周波数
の選択幅を広げることのできるFM多重信号の受信回路
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】本発明は、前記問題点を
解決する為に成されたものであり、その特徴とするとこ
ろは、FMステレオ信号の周波数帯域より上の周波数ス
ペクトルの隙間に各種情報を符号化したデジタル信号が
多重されたFM多重信号を受信し、該FM多重信号から
前記デジタル信号を抜き取り信号処理を行う回路であっ
て、少なくとも、選局された放送局から送出されて来る
搬送波信号の周波数に同調を取る第1のPLL周波数シ
ンセサイザ回路と、前記搬送波信号の周波数及び前記第
1のPLL周波数シンセサイザ回路の出力信号の周波数
を基に得られた中間周波数信号がFM検波された後に、
前記デジタル信号の周波数帯域を抜き取るフィルタ回路
と、前記フィルタ回路から得られた周波数帯域から前記
デジタル信号を復元する検波回路と、を含むFM多重信
号の受信回路において、前記第1のPLL周波数シンセ
サイザ回路で使用される第1のクロック信号を基に、前
記フィルタ回路及び前記検波回路に使用される第2のク
ロック信号を発生する第2のPLL周波数シンセサイザ
回路と、選局された放送局の搬送波信号に前記デジタル
信号が存在するか否かを検出し、前記デジタル信号の存
在を検出した出力に基づき、前記フィルタ回路、前記検
波回路及び前記第2のPLL周波数シンセサイザ回路を
動作させる制御回路と、を備えた点である。
【0007】
【作用】本発明によれば、第1のPLL周波数シンセサ
イザ回路に使用される第1のクロック信号を基に、フィ
ルタ回路及び検波回路に使用される第2のクロック信号
を第2のPLL周波数シンセサイザ回路で作成する様に
した。更に、選局された放送局の搬送波信号にデジタル
信号が存在することを検出した制御回路の出力に基づ
き、フィルタ回路、検波回路及び第2のPLL周波数シ
ンセサイザ回路を動作させる様にした。これにより、第
1のPLL周波数シンセサイザ回路内部の発振器に結合
される振動子の固有周波数の選択幅が広がり、また、フ
ィルタ回路及び検波回路のクロック周波数より低い固有
周波数を有する振動子を発振器に結合することもでき、
消費電流を低減することもできる。
【0008】
【実施例】本発明の詳細を図面に従って具体的に説明す
る。図1は本発明のFM多重信号の受信回路を示すブロ
ック図である。図1において、(1)はFM放送を受信
する為のアンテナである。該アンテナ(1)にて受信さ
れるFM多重信号は、搬送波上に0〜15KHzの周波
数帯域を有する音声信号(L+R)、19KHzのパイ
ロット信号、38KHzを中心として23KHz〜53
KHzの周波数帯域を有する音声信号(L−R)、及び
76KHzを中心に65KHz〜87KHzの周波数帯
域を有する各種情報を表すデジタル信号が重畳された状
態となっている。(2)は増幅器であり、アンテナ
(1)で受信された微弱なFM多重信号を増幅するもの
である。
【0009】(3)は(第1の)PLL周波数シンセサ
イザ回路であり、ラジオの聴取者が選局したラジオ局か
ら送出される搬送波周波数に応じて動作するものであ
る。以下、該PLL周波数シンセサイザ回路(3)の内
部構成について説明する。(4)は発振器であり、例え
ば水晶振動子(5)と接続されて発振動作を行うもので
あり、本実施例においては4.5MHzのクロック信号
CLK1を発生するものである。(6)は基準周波数分
周器であり、クロック信号CLK1を45分周して10
0KHzの基準周波数信号fr1を作成するものであ
る。尚、基準周波数信号fr1が100KHzである理
由は、FMラジオ局に与えられるチャンネルスペース即
ち搬送波周波数の最小間隔が100KHzに設定されて
いることに起因する。(7)はプログラマブル分周器で
あり、選局されたラジオ局の搬送波周波数に応じて分周
数が可変されるものであり、基準周波数信号fr1(=
100KHz)と等しい可変周波数信号fp1を出力す
るものである。(8)は位相比較器であり、基準周波数
信号fr1及び可変周波数信号fp1の相対的位相関係
を比較し、比較信号PD1を出力するものである。具体
的には、可変周波数信号fp1の位相が基準周波数信号
fr1の位相より遅れている場合、位相比較器(8)か
らは位相遅れ時間に対応した幅の負パルスが出力され、
また、可変周波数信号fp1の位相が基準周波数信号f
r1の位相より進んでいる場合、位相比較器(8)から
は位相進み時間に対応した幅の正パルスが出力される。
(9)はローパスフィルタであり、比較信号PD1を積
分してアナログ信号を発生するものである。(10)は
電圧制御発振器VCOであり、前記アナログ信号の値に
応じた周波数信号fvco1を発生するものである。こ
の周波数信号fvco1は増幅器(11)を介してプロ
グラマブル分周器(7)に帰還される。ここで、可変周
波数信号fp1は基準周波数信号fr1と位相がロック
した状態にあり、それ故に両信号fp1及びfr1の周
波数は等しくなっている。即ち、周波数信号fvco1
は、基準周波数信号fr1及びプログラマブル分周器
(7)の分周数の積と等しくなる。この分周数は選局さ
れたラジオ局の搬送波周波数に対応している為、周波数
信号fvco1は各FMラジオ局に1対1に対応した値
となる。以上がPLL周波数シンセサイザ回路(3)の
構成である。
【0010】(12)はミキサーであり、アンテナ
(1)に到来した複数のFM信号frfと周波数信号f
vco1との差を出力するものである。(13)はバン
ドパスフィルタであり、ミキサー(12)から出力され
た周波数帯域から10.7MHzの周波数のみを抜き取
るものである。即ち、10.7MHzと周波数信号fv
co1とを加算した周波数が聴取者にて選局されたFM
ラジオ局の搬送波周波数であり、当該FMラジオ局が選
局されたことが判別される。(14)はFM検波回路で
あり、10.7MHzの搬送波に重畳したステレオ信号
(L−R)(L+R)及びデジタル信号等の周波数を電
圧変換するものである。即ち、種々の音程を示す周波数
を有する前記ステレオ信号及びデジタル信号は、10.
7MHzの搬送波周波数を中心に±75KHzの範囲で
変化しており、この変化が音量を表す。この音量に対応
する周波数が電圧に変換される。
【0011】(15)はローパスフィルタであり、FM
検波回路(14)から得られる周波数スペクトルから音
声信号(L−R)(L+R)が存在する周波数帯域を抜
き取るものである。(16)はマルチプレクサであり、
音声信号(L−R)(L+R)を基に右側の音声信号R
及び左側の音声信号Lを作り出すものである。該マルチ
プレクサ(16)から得られた音声信号R及びLは各々
増幅器(17)(18)を介してスピーカ(19)(2
0)から放音される。
【0012】(21)はスイッチドキャパシタフィルタ
SCFであり、FM検波されたFM多重信号の周波数ス
ペクトルの中から各種情報を含むデジタル信号が多重さ
れている周波数帯域を抜き取る所謂バンドパスフィルタ
機能を有するものである。該スイッチドキャパシタフィ
ルタ(21)の具体回路について図2を用いて説明す
る。尚、図2において、INはFM検波回路(14)の
出力であり、OUTは後述するスライス回路の入力とな
る。
【0013】図2において、(22)は演算増幅器であ
り、−(反転入力)端子はコンデンサ(23)を介して
FM検波回路(14)の出力と接続されると共にコンデ
ンサ(24)を介してそれ自体の出力端子とも接続され
ている。且つ演算増幅器(22)の+(非反転入力)端
子は接地されている。また、(25)〜(29)はクロ
ック信号CK1で開閉されるスイッチ、(30)〜(3
4)はクロック信号CK2で開閉されるスイッチであ
る。尚、クロック信号CK1及びCK2は各々1.8M
Hzで位相反転関係にあり、発振器(4)のクロック信
号CLK1を基に後述する第2のPLL周波数シンセサ
イザ回路から発生するクロック信号CLK2(7.2M
Hz)を使用して作成される。具体的には、2段のTフ
リップフロップ(図示せず)を直列接続し、初段のTフ
リップフロップにクロック信号CLK2を印加すること
により次段のTフリップフロップから互いに位相反転関
係にあるクロック信号CK1及びCK2が得られる。こ
の関係を図3に示す。即ち、スイッチ(25)〜(2
9)はクロック信号CK1のハイレベル期間に閉成し、
且つスイッチ(30)〜(34)はクロック信号CK2
のハイレベル期間に閉成し、よってスイッチ(25)〜
(29)及び(30)〜(34)は相補的に開閉するこ
とになる。スイッチ(25)〜(29)及び(30)〜
(34)は実際にはMOSトランジスタで実現される。
(35)は演算増幅器であり、−端子はコンデンサ(3
6)を介してそれ自体の出力端子と接続され、+端子は
接地されている。また、演算増幅器(22)の出力端子
はスイッチ(27)、コンデンサ(37)及びスイッチ
(32)を介して演算増幅器(35)の−端子と接続さ
れている。また、演算増幅器(35)の出力端子はスイ
ッチ(34)、コンデンサ(38)及びスイッチ(3
2)を介してそれ自体の−端子と接続されている。ま
た、演算増幅器(22)の−端子はスイッチ(25)、
コンデンサ(39)及びスイッチ(26)を介して演算
増幅器(35)の出力端子と接続されている。更に、コ
ンデンサ(37)の両端と接地との間には各々スイッチ
(28)(33)が接続され、コンデンサ(38)の一
端と接地との間にはスイッチ(29)が接続され、コン
デンサ(39)の両端と接地との間には各々スイッチ
(30)(31)が接続されている。以上の如く接続さ
れたスイッチドキャパシタフィルタ(21)において、
端子INにFM検波出力が印加され、スイッチ(25)
〜(29)及び(30)〜(34)がクロック信号CK
1及びCK2に同期してスイッチングしてコンデンサ
(23)(24)(36)〜(39)が適宜充放電を行
うことにより端子OUTからは76KHz±11KHz
の周波数帯域のみが抜き取られることになる。
【0014】再び図1に戻り、(40)は前述したスラ
イス回路であり、FM多重周波数帯域に存在する各種情
報を所定レベルのデジタル値に波形整形するものであ
る。該スライス回路(40)の具体回路について図4を
用いて説明する。スイッチドキャパシタフィルタ(2
1)にて抜き取られたFM多重周波数帯域に存在する情
報は未だ微弱な為、これ等の情報を所定レベルのデジタ
ル値に変換する必要がある。そこで、図4において、
(41)は比較器であり、+端子は基準電源Vrefと
接続され、−端子にはスイッチドキャパシタフィルタ
(21)の出力が印加される。尚、比較器(41)の電
源入力は電源Vdd(例えば5ボルト)及び接地と接続
されている。即ち、スイッチドキャパシタフィルタ(2
1)から出力される情報レベルが基準電圧Vrefより
小さい時、比較器(41)からは0ボルト(論理
「0」)が出力され、一方、スイッチドキャパシタフィ
ルタ(21)出力が基準電圧Vrefより大きい時、比
較器(41)からは5ボルト(論理「1」)が出力さ
れ、結果として5ボルトの振幅を有するデジタル値が比
較器(41)から出力される。
【0015】再び図1に戻り、(42)は遅延検波回路
であり、FM多重周波数帯域に存在するデジタル信号を
復元するものである。該デジタル信号の1データは規格
上16KHzである。遅延検波は、1データ以前の位相
を基準として、現在の1データとの位相差を検出する
為、7.2MHzのクロック信号CLK2で1データ分
遅延する為に、450段のシフトレジスタ(43)及び
EXORゲート(44)が必要となる。こうして復元さ
れた16KHzのデジタル信号は、図示はしていないが
同期再生誤り訂正回路等に印加され、信号処理を施され
る。
【0016】また、(45)は前述した(第2の)PL
L周波数シンセサイザ回路である。該PLL周波数シン
セサイザ回路(45)内部において、(46)は45分
周器であり、PLL周波数シンセサイザ回路(3)内部
の発振器(4)から発生するクロック信号CLK1を4
5分周し、100KHzの周波数信号fr2を発生する
ものである。(47)は電圧制御発振器VCOであり、
スイッチドキャパシタフィルタ(21)及び遅延検波回
路(42)を動作させる為のクロック信号CLK2
(7.2MHz)を発生するものであり、電圧制御発振
器(47)の出力は増幅器(48)を介して72分周器
(49)に印加される。該72分周器(49)からは1
00KHzの周波数信号fp2が出力される。(50)
は位相比較器であり、周波数信号fr2及びfp2の位
相比較を行うものである。具体的には、周波数信号fp
2の位相が周波数信号fr2の位相より遅れている時、
遅れ時間に相当する幅の負パルスが位相比較器(50)
から位相比較出力PD2として出力され、反対に、周波
数信号fp2の位相が周波数信号fr2の位相より進ん
でいる時、進み時間に相当する幅の正パルスが位相比較
器(50)から位相比較出力PD2として出力される。
(51)はローパスフィルタであり、位相比較器(5
0)の出力PD2を積分してアナログ信号を出力するも
のである。電圧制御発振器(47)はローパスフィルタ
(51)の出力に応じて常にクロック信号CLK1に位
相がロックしたクロック信号CLK2を発生する。
【0017】また、(52)は制御回路であり、使用者
により選局されたFM放送局から送出されて来る信号が
FM多重信号である時のみ、スイッチドキャパシタフィ
ルタ(21)、スライス回路(40)及び遅延検波回路
(42)から成るブロック(53)とクロック発生器
(45)とを動作させる様に働くものである。以上よ
り、スイッチドキャパシタフィルタ(21)及び遅延検
波回路(42)を動作させる為のクロック信号CLK2
をクロック発生器(45)で作成する様にした為、発振
器(4)に結合される振動子(5)の固有振動数を、ク
ロック信号CLK2に関係なく、クロック信号CLK1
の整数倍であれば如何なる値のものでも選択して使用す
ることができ、振動子(5)の選択幅が広がることにな
る。例えクロック信号CLK2の周波数がクロック信号
CLK1の周波数より高い場合でも、クロック信号CL
K2の周波数を考慮しなくて済む為、クロック信号CL
K1の周波数を低く設定でき、電流消費量を低減できる
ことになる。更に、制御回路(52)を設けたことによ
り、クロック発生器(45)及びブロック(53)をF
M多重信号の受信時のみ動作させる様にした為、この点
においても電流消費量の低減が可能となる。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、フィルタ回路及び検波
回路を動作させる為の第2のクロック信号を第2のPL
L周波数シンセサイザ回路で作成する様にした為、発振
器に結合される振動子の固有振動数を、第2のクロック
信号に関係なく、第1のクロック信号の整数倍であれば
如何なる値のものでも選択して使用することができ、振
動子の選択幅が広がることになる。例え第2のクロック
信号の周波数が第1のクロック信号の周波数より高い場
合でも、第2のクロック信号の周波数を考慮しなくて済
む為、第1のクロック信号の周波数を低く設定でき、電
流消費量を低減できる利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のFM多重信号の受信回路を示すブロッ
ク図である。
【図2】図1の一部構成の具体回路例を示す図である。
【図3】図2に使用される波形を示すタイムチャートで
ある。
【図4】図1の他の一部構成の具体例を示す図である。
【図5】図1の他の一部構成の具体例を示す図である。
【符号の説明】
(3) 第1のPLL周波数シンセサイザ回路 (4) 発振器 (5) 水晶振動子 (21) スイッチドキャパシタフィルタ (42) 遅延検波回路 (45)第2のPLL周波数シンセサイザ回路 (52) 制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 増本 隆彦 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 石村 静 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 小沢 利行 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 FMステレオ信号の周波数帯域より上の
    周波数スペクトルの隙間に各種情報を符号化したデジタ
    ル信号が多重されたFM多重信号を受信し、該FM多重
    信号から前記デジタル信号を抜き取り信号処理を行う回
    路であって、少なくとも、選局された放送局から送出さ
    れて来る搬送波信号の周波数に同調を取る第1のPLL
    周波数シンセサイザ回路と、前記搬送波信号の周波数及
    び前記第1のPLL周波数シンセサイザ回路の出力信号
    の周波数を基に得られた中間周波数信号がFM検波され
    た後に、前記デジタル信号の周波数帯域を抜き取るフィ
    ルタ回路と、前記フィルタ回路から得られた周波数帯域
    から前記デジタル信号を復元する検波回路と、を含むF
    M多重信号の受信回路において、 前記第1のPLL周波数シンセサイザ回路で使用される
    第1のクロック信号を基に、前記フィルタ回路及び前記
    検波回路に使用される第2のクロック信号を発生する第
    2のPLL周波数シンセサイザ回路を設けたことを特徴
    とするFM多重信号の受信回路。
  2. 【請求項2】 選局された放送局の搬送波信号に前記デ
    ジタル信号が存在するか否かを検出し、前記デジタル信
    号の存在を検出した出力に基づき、前記フィルタ回路、
    前記検波回路及び前記第2のPLL周波数シンセサイザ
    回路を動作させる制御回路を設けたことを特徴とする請
    求項1記載のFM多重信号の受信回路。
  3. 【請求項3】 前記第1のPLL周波数シンセサイザ回
    路は、前記第1のクロック信号を基に、FM多重信号を
    送出する搬送波信号のチャンネルスペース周波数を発生
    する基準周波数分周器を含み、前記第1のクロック信号
    を発生する発振器に接続される振動子の周波数は、前記
    チャンネルスペース周波数の整数倍の周波数に設定可能
    であることを特徴とする請求項1記載のFM多重信号の
    受信回路。
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JP2010161378A (ja) * 2010-01-26 2010-07-22 Oki Semiconductor Co Ltd 半導体集積回路装置、信号処理装置、及び半導体モジュール
JP2011155367A (ja) * 2010-01-26 2011-08-11 Furuno Electric Co Ltd 基準周波数発生装置
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