JPH1041841A - シンセサイザ受信機 - Google Patents

シンセサイザ受信機

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JPH1041841A
JPH1041841A JP20908796A JP20908796A JPH1041841A JP H1041841 A JPH1041841 A JP H1041841A JP 20908796 A JP20908796 A JP 20908796A JP 20908796 A JP20908796 A JP 20908796A JP H1041841 A JPH1041841 A JP H1041841A
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JP
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circuit
converter
frequency
voltage
vco
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JP20908796A
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Inventor
Nobuo Haruyama
信夫 晴山
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シンセサイザ受信機において、選局の操作性
を損なわずに、消費電流を低減する。 【解決手段】 PLL20がロックしたときにA/Dコ
ンバータ41から得られるデジタルデータDLPFを、D
/Aコンバータ42によりアナログ電圧V42にD/A変
換する。このアナログ電圧V42をスイッチ回路26を通
じてVCO21に供給してこのVCO21の発振周波数
fLOをPLL20がロックしたときの周波数に保持す
る。スイッチ回路52により、少なくとも可変分周回路
22、位相比較回路23および形成回路24の電源をオ
フにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明はシンセサイザ受信
機に関する。
【0002】
【従来の技術】PLLを使用したシンセサイザ受信機
は、基本的には図4に示すように構成されている。すな
わち、符号10はFM受信回路を示し、アンテナ11に
よりFM放送が受信され、その受信信号が電子同調方式
のアンテナ同調回路12に供給されて目的とする周波数
fRXの放送波信号SRXが取り出される。
【0003】そして、この信号SRXが、高周波アンプ1
3を通じてミキサ回路14に供給されるとともに、VC
O21から周波数fLOが、例えば、 fLO=fRX−fIF〔kHz〕 ・・・ (1) fIFは中間周波数で、例えば、fIF=10.7MHzの発振信
号SLOが取り出され、この信号SLOがミキサ回路14に
局部発振信号として供給され、信号SRXは中間周波信号
SIF(中間周波数fIF)に周波数変換される。
【0004】さらに、この中間周波信号SIFが、中間周
波フィルタおよびアンプから構成されている中間周波回
路15を通じてFM復調回路16に供給されてオーディ
オ信号が復調され、このオーディオ信号がアンプ17を
通じてスピーカ18に供給される。
【0005】そして、このとき、VCO21は、回路2
2〜25とともに、PLL20を構成している。すなわ
ち、VCO21からの信号SLOが、可変分周回路22に
供給されて1/Nの周波数に分周され、この分周信号が
位相比較回路23に供給されるとともに、発振回路24
から基準周波数、例えば周波数50kHzの発振信号が取り
出され、この発振信号が比較回路23に供給される。そ
して、この比較回路23の比較出力が、アクティブタイ
プのローパスフィルタ25に供給されて直流分VLPFが
取り出され、この直流分VLPFがVCO21にその制御
電圧として供給される。さらに、出力電圧VLPFが、同
調回路12にその同調電圧として供給される。
【0006】したがって、PLL20がロックした定常
時には、分周回路22からの分周信号と、発振回路24
の発振信号とは周波数が等しいので、このときの発振信
号SLOの周波数fLOは、 fLO=N×0.05〔MHz〕 ・・・ (2) となり、(1)、(2)式から fRX=fLO+fIF =N×0.05+10.7〔MHz〕 ・・・ (3) となる。
【0007】したがって、分周比Nを、1306〜1946の間
において「1」ずつ変化させれば、局部発振周波数fLO
が、65.3MHz〜97.3MHzの間を50kHzの間隔で変化する
ので、受信周波数fRXは、76.0MHz〜108.0MHzの周波
数帯を50kHzの周波数ステップで、かつ、分周比Nに対
応して変化することになる。したがって、任意の周波数
のFM放送およびテレビ放送の第1〜3チャンネルの音
声放送を受信することができる。
【0008】さらに、この受信機には、システム制御用
としてマイクロコンピュータ30が設けられている。そ
して、マイクロコンピュータ30においては、選局に関
するキー(スイッチ)31のうちのどれかを操作する
と、その操作されたキーに対応した値の分周比Nが用意
されて分周回路22にセットされ、受信回路10の受信
周波数fRXは、その操作されたキーに対応した周波数と
なる。こうして、キー31を操作することにより、目的
とするFM放送およびテレビ放送の第1〜3チャンネル
の音声放送を聴くことができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、シンセ
サイザ受信機は、キー31を操作するだけで、選局をす
ることができ、特にプリセット機能を利用すれば、ワン
タッチで目的とする放送局を選局することができる。
【0010】ところが、PLL20は消費電流が大き
く、また、受信機全体の消費電流から見ても、その割り
合いがかなり大きい。このため、電池を電源とするFM
受信機において、PLL20を設けてシンセサイザ方式
にすると、選局の操作性はよくなるが、電池の寿命が短
くなるという問題点を生じてしまう。
【0011】この問題点を解決するため、マイクロコン
ピュータ30により選局データを形成し、これをD/A
変換してアナログ選局電圧VCを得るとともに、この選
局電圧VCをVCO21に供給して選局を行う方法が考
えられている。すなわち、このようにすれば、VCO2
1以外はPLL20が不要になるので、消費電流を減ら
すことができる。また、操作性もPLL20の場合と変
わらない。
【0012】しかし、VCO21は一般に可変容量ダイ
オードを使用して発振周波数fLOの変更を実現している
ので、選局電圧VCと発振周波数fLOとの関係は、図5
に示すように非直線となる。また、可変容量ダイオード
には、ばらつきがある。したがって、この方法は、受信
機の製造時に選局電圧VCと発振周波数fLOとの関係を
調整する必要があり、民生用の受信機には実際的ではな
い。この方法は高級な測定器など特殊な機器に使用され
ているだけである。
【0013】この発明は、以上のような問題点を解決し
ようとするものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】このため、この発明にお
いては、VCOと、このVCOの発振信号を分周する可
変分周回路と、基準周波数の信号を形成する形成回路
と、上記可変分周回路の分周出力と、上記基準周波数の
信号とを位相比較する位相比較回路と、この位相比較回
路の位相比較出力からその直流分を取り出して上記VC
Oにその制御電圧として供給するためのローパスフィル
タとを有してPLLが構成され、上記VCOの発振信号
を使用して受信信号の周波数変換を行うとともに、上記
可変分周回路の分周比を変更することにより、上記発振
信号の周波数を変更して受信周波数を変更するようにし
たシンセサイザ方式の受信機において、上記直流分の値
をデジタルデータにA/D変換するA/Dコンバータ
と、上記デジタルデータをアナログ電圧にD/A変換す
るD/Aコンバータと、上記アナログ電圧を上記直流分
に代わって上記VCOに上記制御電圧として供給するス
イッチ回路と、少なくとも上記可変分周回路、上記位相
比較回路および上記形成回路の電源を制御する第2のス
イッチ回路とを有し、上記PLLがロックしたときに上
記A/Dコンバータから得られる上記デジタルデータ
を、上記D/Aコンバータにより上記アナログ電圧にD
/A変換し、このアナログ電圧を上記スイッチ回路を通
じて上記VCOに供給してこのVCOの発振周波数を上
記PLLがロックしたときの周波数に保持するととも
に、上記第2のスイッチ回路により、少なくとも上記可
変分周回路、上記位相比較回路および上記形成回路の電
源をオフにするようにしたシンセサイザ受信機とするも
のである。
【0015】したがって、PLLのロック後、すなわ
ち、定常時には、D/Aコンバータの出力電圧により受
信周波数が保持されるとともに、このとき、少なくとも
可変分周回路、位相比較回路および形成回路には、電源
が供給されなくなる。
【0016】
【発明の実施の形態】図1は、この発明をFM受信機に
適用した場合で、FM受信回路10が、アンテナ11か
らスピーカ18までを有して上述のように構成される。
また、復調回路16の復調出力の一部がAFC電圧形成
回路19に供給されてAFC電圧VAFCが形成され、こ
のAFC電圧VAFCがVCO21にその制御電圧の一部
として供給される。
【0017】さらに、PLL20が、VCO21からロ
ーパスフィルタ25までを有して上述のように構成され
るとともに、このとき、ローパスフィルタ25とVCO
21との間の制御電圧ラインにスイッチ回路26が設け
られる。また、このスイッチ回路26の出力電圧が、同
調回路12にその同調電圧として供給される。
【0018】さらに、ローパスフィルタ25の出力電圧
VLPFがA/Dコンバータ41に供給されてデジタルデ
ータDLPFにA/D変換され、このデジタルデータDLPF
がマイクロコンピュータ30に供給される。また、マイ
クロコンピュータ30からD/Aコンバータ42に所定
のデジタルデータD42が供給されてアナログ電圧V42に
D/A変換され、この電圧V42がスイッチ回路26に供
給される。
【0019】また、電源端子51が、VCO21の電源
ラインに接続されるとともに、スイッチ回路52を通じ
て回路25、24、23、22の電源ラインに接続され
る。さらに、マイクロコンピュータ30からスイッチ回
路26、52にそれらの制御信号が供給される。
【0020】このような構成において、選局時および選
局後の定常時には、マイクロコンピュータ30により以
下のような処理が実行されて選局および選局後の受信状
態が保持される。
【0021】すなわち、キー31のどれかを操作する
と、 まず、マイクロコンピュータ30からの制御信号に
より、スイッチ回路26が図の状態に接続されるととも
に、スイッチ回路52がオンとされる。したがって、回
路21〜25によりPLLとしての信号ループが構成さ
れるとともに、端子51の直流電圧VCCが回路21〜2
5にそれらの動作電圧として供給されるので、PLL2
0はそのPLLとしての動作を開始する。
【0022】 続いて、マイクロコンピュータ30に
おいて、操作されたキーに対応する分周比Nが用意さ
れ、この分周比Nが可変分周回路22にセットされる。
この結果、PLL20はその新しい分周比Nについてロ
ック状態となる。したがって、このとき、VCO21の
発振周波数fLOは新しい分周比Nに対応した周波数とな
るので、受信周波数fRXはキー操作に対応した周波数と
なり、目的とする放送局が選局される。
【0023】 放送局が選局されると(PLL20が
ロック状態になると)、ローパスフィルタ25の出力電
圧VLPFは、このときの受信周波数fRXおよび発振周波
数fLOに対応した値となっているとともに、その電圧V
LPFの値がデジタルデータDLPFにA/D変換されてい
る。そこで、このデジタルデータDLPFがマイクロコン
ピュータ30に取り込まれる。
【0024】 次に、マイクロコンピュータ30か
ら、項で取り込んだデジタルデータDLPFに等しい値
のデジタルデータD42が出力され、このデジタルデータ
D42がD/Aコンバータ42にラッチされる。したがっ
て、D/Aコンバータ42からは、デジタルデータD42
に対応したアナログ電圧V42が出力されるとともに、こ
のとき、 D42=DLPF=VLPF であるから、 V42=VLPF ・・・ (11) となる。つまり、D/Aコンバータ42からは、ローパ
スフィルタ25の出力電圧VLPFに等しい値の直流電圧
V42が出力されるようになる。なお、このとき、D/A
コンバータ42にラッチされたデジタルデータD42は、
マイクロコンピュータ30から次にデジタルデータD42
が出力されるまで変化しないので、アナログ電圧V42も
同様に変化しないことになる。
【0025】 続いて、マイクロコンピュータ30か
らの制御信号により、スイッチ回路26が図とは逆の状
態に接続され、アナログ電圧V42がスイッチ回路26を
通じてVCO21(および同調回路12)にその制御電
圧として供給される。すると、このとき、(11)式によ
り、 V42=VLPF であるから、VCO21の発振周波数fLOは項で制御
された周波数の状態を続け、これにより受信周波数fRX
も項で制御された周波数の状態に続ける。したがっ
て、この項によりスイッチ回路26が図とは逆の状態
に接続されても、項で選局された放送局の選局状態が
保持されることになる。
【0026】 次に、マイクロコンピュータ30から
の制御信号により、スイッチ回路52がオフとされ、P
LL20はVCO21だけに電源が供給され、回路22
〜25には電源が供給されなくなる。この場合、この
項が実行されても、選局状態は項により変化しないの
で、項より選局された放送局の選局状態が保持される
ことになる。
【0027】 以後、再び選局のキー操作が実行され
るまで、スイッチ回路26、52は制御されず、現在の
状態、すなわち、スイッチ回路26が図とは逆の状態に
接続され、かつ、スイッチ回路52がオフの状態が保持
され、項より選局された放送局の選局状態が保持され
る。
【0028】 しかし、再び選局のキー操作が行われ
ると、マイクロコンピュータ30の処理は項から再開
され、選局が更新される。
【0029】こうして、選局のキー操作を行うと、その
キー操作に対応した放送局が選局されるが、この選局時
には、、項に記したように、PLL20のPLLと
しての動作により選局が行われるので、図4の受信機と
まったく同様に選局を行うことができ、選局が容易であ
る。
【0030】また、キー操作に対応した放送局が選局さ
れたのち、すなわち、PLL20のロック後の定常時に
は、アナログ電圧V42により選局結果が保持されている
が、この選局結果の保持されている期間は項の期間で
あるとともに、この項の期間には、スイッチ回路52
がオフであり、回路22〜25には動作電圧が供給され
ていない。したがって、定常時におけるPLL20の消
費電流を大幅に低減することができる。
【0031】なお、定常時には、D/Aコンバータ42
が動作している必要があるが、上述から明らかなよう
に、D/Aコンバータ42は高速に動作する必要がな
く、すなわち、低速のものでよく、また、VCO21は
電圧制御であってD/Aコンバータ42の出力電流は小
さくてよいので、D/Aコンバータ42の消費電流は十
分に小さい。そして、A/Dコンバータ41について
も、同様である。したがって、コンバータ42、41の
消費電流が問題になることはない。
【0032】さらに、一般にPLLにより発振信号を形
成すると、その発振周波数はPLLのフィードバック作
用により目標値に保持されるので、発振周波数のC/N
やサイドスプリアス特性が単体の発振回路に比べて不利
であるが、上述のPLL20においては、定常時には、
VCO21は単なる発振回路として動作しているので、
C/Nやサイドスプリアス特性の点で有利である。
【0033】また、定常時には、発振回路24の発振や
分周回路22の分周が停止しているので、キャリアリー
クやノイズなどの点においても、有利である。さらに、
定常時には、VCO21の発振はオープンループとなる
が、AFC電圧VAFCによりAFCが行われるので、温
度変化などに起因する発振周波数fLOの変動を防止する
ことができる。
【0034】さらに、選局時にVCO21がPLL20
の一部として動作することにより発振周波数fLOが設定
され、定常時はその設定された発振周波数fLOが保持さ
れるので、発振周波数fLOに図5に示すような非直線性
があっても、あるいはVCO21の可変容量ダイオード
にばらつきがあっても、発振周波数fLOの調整が不要で
ある。
【0035】ところで、一般にA/DコンバータはD/
Aコンバータの数倍の回路規模となり、それだけ消費電
流も大きい。そして、このことは、A/Dコンバータ4
1についても同様である。
【0036】そこで、図2に示すFM受信機において
は、そのA/Dコンバータ41をD/Aコンバータによ
り逐次比較形に構成することにより、消費電流をさらに
低減した場合である。なお、図2においては、紙面の都
合で、PLL20の電源系についての図示を省略してい
るが、この電源系は図1の受信機と同様である。
【0037】そして、ローパスフィルタ25の出力電圧
VLPFが電圧比較用のオペアンプ43に供給される。ま
た、マイクロコンピュータ30から所定のデジタルデー
タD44が取り出され、このデジタルデータD44がD/A
コンバータ44に供給されてアナログ電圧V44にD/A
変換され、この電圧V44がオペアンプ43に供給され
る。そして、オペアンプ43の出力信号(1ビットのデ
ータ)D43がマイクロコンピュータ30に供給される。
【0038】なお、信号D43は、 V44>VLPFのとき、D43=“0” V44<VLPFのとき、D43=“1” になるものとする。
【0039】また、上記のように可変分周回路22の分
周比Nは、1306〜1946の間を変化するので、分周比Nの
ステップ数は640ステップ(=1946−1306)となるが、
VCO21の非直線性を考慮して3倍の1920ステップと
すると、ローパスフィルタ25の出力電圧VLPFが変化
するときのステップ数も1920ステップとなる。そして、
このステップ数は11ビット(=2048)に相当するので、
出力電圧VLPFをデジタルデータDLPFにA/D変換する
とき、そのデジタルデータDLPFは11ビットで表現する
ことなる。さらに、後述するように、デジタルデータD
44は、最終的には、デジタルデータDLPFに等しくなる
ものであり、したがって、データD44も11ビットであ
る。
【0040】このような構成において、上記項におい
てデジタルデータDLPFが必要とされるとき、マイクロ
コンピュータ30により以下のように逐次比較処理が実
行されてデジタルデータDLPFが求められる。
【0041】すなわち、 (1) まず、データD44は、 MSB=“1” 2SB〜LSB=“0〜0” とされる。そして、このデータD44からD/A変換され
た電圧V44と、このときの出力電圧VLPFとがオペアン
プ43において電圧比較され、その比較出力D43がデー
タDLPFのMSBとされる。 (2) 次に、データD44は、 MSB=データDLPFのMSB 2SB=“1” 3SB〜LSB=“0〜0” とされる。そして、電圧V44と電圧VLPFとがオペアン
プ43において電圧比較され、その比較出力D43がデー
タDLPFの2SBとされる。 (3) 次に、データD44は、 MSB=データDLPFのMSB 2SB=データDLPFの2SB 3SB=“1” 4SB〜LSB=“0〜0” とされる。そして、電圧V44と電圧VLPFとがオペアン
プ43において電圧比較され、その比較出力D43がデー
タDLPFの3SBとされる。(4) 以後、データD44の4
SB〜LSBについても、各ビットごとに同様の処理が
順に実行される。
【0042】そして、データD44のLSBまで処理が実
行されたとき、電圧V44は電圧VLPFに収束しているの
で、D44=V44=VLPFである。また、このとき、DLPF
=D44である。したがって、VLPF=DLPFとなるので、
ローパスフィルタ25の出力電圧VLPFが、デジタルデ
ータDLPFにA/D変換されたことになる。そして、以
後、項以降の処理が実行される。
【0043】そして、この場合、このFM受信機におい
ては、A/Dコンバータ41をD/Aコンバータ44お
よびオペアンプ43により構成しているので、消費電流
を低減することができる。
【0044】ところで、図2のFM受信機において、D
/Aコンバータ44は項を実行するときにだけ必要に
なり、D/Aコンバータ42は項以降を実行するとき
に必要になるものであり、これらD/Aコンバータ4
4、42が同時に必要になることはない。
【0045】そこで、図3に示すFM受信機において
は、D/Aコンバータ44をD/Aコンバータ42によ
り兼用して逐次比較形のA/Dコンバータ41を構成す
ることにより、消費電流をさらに低減した場合である。
なお、図3においても、紙面の都合で、PLL20の電
源系についての図示を省略しているが、この電源系は図
1の受信機と同様である。
【0046】そして、ローパスフィルタ25の出力電圧
VLPFが電圧比較用のオペアンプ43に供給されるとと
もに、D/Aコンバータ42からのアナログ電圧V42が
オペアンプ43に供給される。また、オペアンプ43の
出力信号D43がマイクロコンピュータ30に供給され
る。
【0047】そして、上記項においてデジタルデータ
DLPFが必要とされるとき、(1)kr(4)項が実行されて
デジタルデータD42が上述のデジタルデータD44と同様
に変化させられ、ローパスフィルタ25の出力電圧VLP
Fが、デジタルデータDLPF(=D42)にA/D変換され
る。そして、次に項以降の処理を実行される。
【0048】こうして、このFM受信機においては、単
一のD/Aコンバータ42およびオペアンプ43によ
り、図1あるいは図2のFM受信機と同等の処理を実行
することができる。したがって、消費電流をさらに低減
することができる。
【0049】なお、上述のFM受信機においては、AF
Cが常に動作しているが、選局のためにPLL20がP
LLとして動作している期間には、AFCを禁止するこ
ともできる。
【0050】
【発明の効果】この発明によれば、シンセサイザ受信機
において、PLLを使用した場合と同等の操作性で選局
を行うことができ、しかも、消費電流を低減することが
できる。さらに、C/Nやサイドスプリアス特性の点で
有利であるとともに、キャリアリークやノイズなどの点
においても、有利である。
【0051】また、発振周波数に非直線性があっても、
あるいはVCOの可変容量ダイオードにばらつきがあっ
ても、発振周波数の調整が不要である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一形態を示す系統図である。
【図2】この発明の他の形態を示す系統図である。
【図3】この発明の他の形態を示す系統図である。
【図4】この発明を説明するための系統図である。
【図5】この発明を説明するための特性図である。
【符号の説明】
10…FM受信回路、12…アンテナ同調回路、14…
ミキサ回路、15…中間周波回路、16…FM復調回
路、19…AFC電圧形成回路、20…PLL、21…
VCO、22…可変分周回路、23…位相比較回路、2
4…発振回路、25…ローパスフィルタ、30…マイク
ロコンピュータ、41…A/Dコンバータ、42…D/
Aコンバータ、43…オペアンプ、44…D/Aコンバ
ータ、51…電源端子

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】VCOと、 このVCOの発振信号を分周する可変分周回路と、 基準周波数の信号を形成する形成回路と、 上記可変分周回路の分周出力と、上記基準周波数の信号
    とを位相比較する位相比較回路と、 この位相比較回路の位相比較出力からその直流分を取り
    出して上記VCOにその制御電圧として供給するための
    ローパスフィルタとを有してPLLが構成され、 上記VCOの発振信号を使用して受信信号の周波数変換
    を行うとともに、 上記可変分周回路の分周比を変更することにより、上記
    発振信号の周波数を変更して受信周波数を変更するよう
    にしたシンセサイザ方式の受信機において、 上記直流分の値をデジタルデータにA/D変換するA/
    Dコンバータと、 上記デジタルデータをアナログ電圧にD/A変換するD
    /Aコンバータと、 上記アナログ電圧を上記直流分に代わって上記VCOに
    上記制御電圧として供給するスイッチ回路と、 少なくとも上記可変分周回路、上記位相比較回路および
    上記形成回路の電源を制御する第2のスイッチ回路とを
    有し、 上記PLLがロックしたときに上記A/Dコンバータか
    ら得られる上記デジタルデータを、上記D/Aコンバー
    タにより上記アナログ電圧にD/A変換し、 このアナログ電圧を上記スイッチ回路を通じて上記VC
    Oに供給してこのVCOの発振周波数を上記PLLがロ
    ックしたときの周波数に保持するとともに、 上記第2のスイッチ回路により、少なくとも上記可変分
    周回路、上記位相比較回路および上記形成回路の電源を
    オフにするようにしたシンセサイザ受信機。
  2. 【請求項2】請求項1に記載のシンセサイザ受信機にお
    いて、 上記A/Dコンバータを、 第2のD/Aコンバータと、 この第2のD/Aコンバータの出力電圧と、上記直流分
    とを電圧比較する比較回路とにより逐次比較形に構成す
    るようにしたシンセサイザ受信機。
  3. 【請求項3】請求項1に記載のシンセサイザ受信機にお
    いて、 上記A/Dコンバータを、 上記D/Aコンバータと、 このD/Aコンバータの出力電圧と、上記直流分とを電
    圧比較する比較回路とにより逐次比較形に構成するよう
    にしたシンセサイザ受信機。
  4. 【請求項4】請求項1、請求項2あるいは請求項3に記
    載のシンセサイザ受信機において、 AFC電圧の形成回路を有し、 上記AFC電圧を上記VCOにその制御電圧として供給
    してAFCを行うようにしたシンセサイザ受信機。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN100342651C (zh) * 2001-08-29 2007-10-10 皇家飞利浦电子股份有限公司 改进后的具有减小的抖动的分频器和基于它的发射器
WO2012120777A1 (ja) * 2011-03-09 2012-09-13 パナソニック株式会社 無線装置

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