JPH11191741A - Fm多重放送受信機のfm多重信号復調回路ブロック - Google Patents

Fm多重放送受信機のfm多重信号復調回路ブロック

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JPH11191741A
JPH11191741A JP9358573A JP35857397A JPH11191741A JP H11191741 A JPH11191741 A JP H11191741A JP 9358573 A JP9358573 A JP 9358573A JP 35857397 A JP35857397 A JP 35857397A JP H11191741 A JPH11191741 A JP H11191741A
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signal
multiplex
demodulation circuit
circuit block
frequency
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Atsushi Tokura
淳 十倉
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高価なA/D変換器を用いることなく、全て
のFM多重放送信号の復調をデジタル処理のみで行うこ
とができるFM多重放送受信機のFM多重信号復調回路
ブロックを提供する。 【解決手段】 FM多重信号復調回路ブロック120に
リミッタアンプ111を設け、リミッタアンプ111に
FMラジオ受信ブロック106のFMチューナ102か
らFM−IF信号を入力する。リミッタアンプ111
は、この微弱な入力信号を増幅し、続いて、デジタル信
号レベルでリミッタをかけ、2値化したFM−IF信号
を出力し、以下、遅延回路114、乗算器115等によ
りデジタル信号処理してFM多重放送データを出力す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、FM多重放送の受
信に使用されるFM多重放送受信機に関し、より詳しく
は、復調信号へのノイズの混入及び信号レベルの変動を
防止できるFM多重放送受信機のFM多重信号復調回路
ブロックに関する。
【0002】
【従来の技術】この種のFM多重放送受信機の一従来例
として、本願出願人が特開平9−74364号公報で先
に提案したものがある。このFM多重放送受信機は、音
声信号のFM復調回路ブロックからFM多重信号復調回
路ブロックへFM復調信号を出力することによりFM多
重信号の復調を行っている。以下に図10に基づき、こ
のFM多重放送受信機の構成及びその動作を説明する。
【0003】このFM多重放送受信機は、FM放送受信
用のアンテナ101、FMラジオ受信ブロック(音声信
号復調回路ブロック)106、スピーカ105、FM多
重信号復調回路ブロック162及びCPU131等から
なる制御系を備えている。
【0004】FMラジオ受信ブロック106は、FMチ
ューナ102、FM復調回路103及びステレオ復調回
路104によって構成されている。FM多重信号復調回
路ブロック162は、バンドパスフィルタ(BPF)1
61、L−MSK(=Level controlle
d−Minimum Shift Keyingの略で
あり、その詳細については、文献「エレクトロニクス’
95.1月号p16〜p22」参照)復調回路118及
び同期・誤り訂正回路119によって構成されている。
また、制御系は、CPU131、メモリ132、LCD
表示部133及び操作部134によって構成されてい
る。
【0005】上記構成において、アンテナ101はFM
多重信号を含む放送信号を捕らえ、FMチューナ102
に出力する。FMチューナ102は、アンテナ101か
らのFM多重信号を含む放送信号に対して、高周波増幅
及び局部発振と混合して中間周波数変換を行う。そし
て、変換したFM−IF信号をFM復調回路103に出
力する。
【0006】FM復調回路103は、FMチューナ10
2からFM−IF信号が入力されると、このFM−IF
信号の周波数に比例した電圧をFM復調信号として、ス
テレオ復調回路104とFM多重信号復調回路ブロック
162内のバンドパスフィルタ161に出力する。
【0007】ステレオ復調回路104は、入力信号であ
るFM復調信号をステレオ信号に復調し、ラジオ音声と
してスピーカ105に出力する。一方、バンドパスフィ
ルタ161はFM復調信号よりFM多重信号帯域である
76KHz帯域のみを抽出して、L−MSK復調回路1
18へ出力する。
【0008】L−MSK復調回路118は、L−MSK
方式で変調されたFM多重信号を復調し、同期・誤り訂
正回路119へFM多重放送データストリームとデータ
クロックを出力する。同期・誤り訂正回路119は、F
M多重放送データストリームより、ブロック・フレーム
の同期を検出し、スクランブル解除・誤り訂正・誤り検
出を行い、FM多重放送データをCPU131に出力す
る。なお、ブロックとは、デジタルデータの区切りを示
すものをいい、フレームとは、ブロックの集合されたも
のをいう。
【0009】CPU131は、FM多重放送データをメ
モリ132に蓄積する一方、操作部134からの操作に
応じて、メモリ132に蓄積されたFM多重放送データ
を多重放送番組としてLCD表示部133に表示する。
【0010】なお、FMラジオ受信ブロック106の構
成は、FM多重放送受信機能のない一般のFMラジオの
構成と同じである。
【0011】上記のように、FM復調回路103は、ス
テレオ音声信号のFM復調とFM多重信号のFM復調で
併用されている。
【0012】なお、上記公報と同内容の技術が開示され
ているFM多重放送受信機として、特開平6−1048
56号公報に記載されたものがある。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のF
M多重放送受信機では、FM復調回路103に、通常、
FMステレオ音声信号を処理するためのICを使用して
いる。これは、FMステレオ音声を低ノイズ・低ひずみ
で復調するためであり、ノイズ成分となる高周波域を減
衰させるディエンファシス処理と、入力レベルが低いと
きにFM復調レベルを下げることにより雑音を抑圧する
処理とが含まれる。
【0014】しかしながら、これらの処理は、音声の処
理には不可欠であるものの、入力レベルが低い場合のF
M多重信号の復調に悪影響を与えるという問題がある。
【0015】加えて、FM多重信号はFM復調信号の振
幅成分にあるため、復調信号へのデジタル回路からのノ
イズがFM復調信号へ混入すると、FM多重復調に誤り
が発生しやすくなるという問題もある。この問題は、特
に、FM復調信号レベルが低い場合により多く発生す
る。
【0016】また、復調精度を向上させるために、バン
ドパスフィルタ161以下のFM多重信号復調回路ブロ
ック162は、一般に、デジタル信号を処理するLSI
で構成されるが、FM多重信号復調回路ブロック162
の入力部分に、復調信号を振幅に応じたデジタル信号に
変換する高価なA/D変換器を挿入する必要がある。こ
のため、FM多重放送受信機のコストアップを招来する
という問題がある。
【0017】本発明は、このような現状に鑑みてなされ
たものであり、高価なA/D変換器を用いることなく、
全てのFM多重放送信号の復調をデジタル信号処理のみ
で行うことができるFM多重放送受信機のFM多重信号
復調回路ブロックを提供することを目的とする。
【0018】本発明の他の目的は、入力レベルの変動の
影響を受けずに、FM多重放送データをノイズの無い、
高感度・高精度で復調することができるFM多重放送受
信機のFM多重信号復調回路ブロックを提供することに
ある。
【0019】また、本発明の他の目的は、1つの半導体
基板上に形成することができる結果、小型化、低コスト
化及び消費電力の低減を図ることができるFM多重放送
受信機のFM多重信号復調回路ブロックを提供すること
にある。
【0020】
【課題を解決するための手段】本発明のFM多重放送受
信機のFM多重信号復調回路ブロックは、FMラジオ受
信ブロックのFMチューナから入力されるFM−IF信
号をデジタル信号処理してFM多重放送データを出力す
るFM多重放送受信機のFM多重信号復調回路ブロック
であって、該FM−IF信号を増幅し、且つ2値化する
2値化手段と、該2値化手段の出力信号を、クロック供
給手段から供給され、該FM−IF信号の周波数の2倍
より大きい周波数のクロック信号に同期して遅延させる
遅延手段と、該2値化手段の出力信号と該遅延手段の出
力信号とを乗算してFM復調を行う乗算手段と、該乗算
手段の出力信号からFM多重信号以外の帯域の信号を除
去するデジタルフィルタとを備えており、そのことによ
り上記目的が達成される。
【0021】好ましくは、前記2値化手段と前記遅延手
段との間に、該2値化手段の出力信号を、前記クロック
供給手段から供給され、前記FM−IF信号の周波数以
下の周波数のクロック信号に同期してサンプリングし、
該FM−IF信号の周波数を該クロック信号の周波数だ
け減算するサンプリング手段を設ける構成とする。
【0022】また、好ましくは、前記サンプリング手段
がフリップフロップである構成とする。
【0023】また、好ましくは、前記2値化手段がリミ
ッタアンプである構成とする。
【0024】また、好ましくは、前記リミッタアンプ
は、前記FM−IF信号を該FM−IF信号と同じ周波
数のデジタル信号レベルの2値化したFM−IF信号に
変換する構成とする。
【0025】また、好ましくは、前記デジタルフィルタ
は、前記乗算手段の出力信号からFM復調信号を取り出
し、且つサンプリングレートをより低いものに変換する
デシメーションフィルタと、該デシメーションフィルタ
からのFM復調信号よりFM多重信号のみを取り出すデ
ジタルバンドパスフィルタとで構成され、該デジタルバ
ンドパスフィルタは、該デシメーションフィルタより低
いサンプリングレートで動作し、且つ該デシメーション
フィルタに比べ、高次の急峻なフィルタ特性を持つ構成
とする。
【0026】また、好ましくは、前記遅延手段は、1個
以上のD型フリップフロップを直列に接続してなり、前
記クロック信号の周期の整数倍の遅延時間を得る構成と
する。
【0027】また、本発明のFM多重放送受信機のFM
多重信号復調回路ブロックは、FMラジオ受信ブロック
のFMチューナから入力されるFM−IF信号をデジタ
ル信号処理してFM多重放送データを出力するFM多重
放送受信機のFM多重信号復調回路ブロックであって、
該FM−IF信号をデジタル信号レベルのパルス信号に
変換する電圧変換手段と、該電圧変換手段の出力信号の
パルス数をカウントし、ゲート信号発生手段から供給さ
れるゲート信号の入力によってカウンタ出力値をクリア
するカウンタ手段と、該ゲート信号の入力によって該カ
ウンタ手段の出力値を保持するレジスタと、該レジスタ
の出力信号からFM多重信号以外の帯域の信号を除去す
るデジタルフィルタとを備え、ゲート信号期間のパルス
数をカウントすることにより該FM−IF信号の一定期
間ごとの周波数を求めてFM復調を行うように構成され
ており、そのことにより上記目的が達成される。
【0028】また、本発明のFM多重放送受信機のFM
多重信号復調回路ブロックは、FMラジオ受信ブロック
のFMチューナから入力されるFM−IF信号をデジタ
ル信号処理してFM多重放送データを出力するFM多重
放送受信機のFM多重信号復調回路ブロックであって、
該FM−IF信号をデジタル信号レベルのパルス信号に
変換する電圧変換手段と、該電圧変換手段からの信号
と、可変分周器からの信号との位相差を検出し、位相差
信号を出力する位相比較器と、該位相差信号を積分し、
帯域制限するループフィルタと、該ループフィルタから
の出力値により、クロック供給手段から供給されるクロ
ック信号の分周比を決める該可変分周器と、該ループフ
ィルタの出力信号からFM多重信号以外の帯域の信号を
除去するデジタルフィルタとを備えており、そのことに
より上記目的が達成される。
【0029】好ましくは、前記電圧変換手段がリミッタ
アンプである構成とする。
【0030】また、本発明のFM多重放送受信機のFM
多重信号復調回路ブロックは、請求項1〜請求項10記
載のFM多重信号復調回路ブロックを構成する前記各手
段が同一の半導体基板上に形成されており、そのことに
より上記目的が達成される。
【0031】以下に、本発明の作用を説明する。
【0032】本発明のFM多重信号復調回路ブロック
は、FMラジオ受信ブロックのFMチューナから入力さ
れるFM−IF信号を、一例として、リミッタアンプか
らなる2値化手段により、増幅し、続いて、デジタル化
する構成、即ち、振幅成分のないFM−IF信号を直接
デジタル処理する構成をとるので、入力レベルが変動す
る場合であっても、全てのFM多重放送信号の復調をデ
ジタル信号処理のみで精度よく処理することができる。
【0033】よって、本発明のFM多重信号復調回路ブ
ロックによれば、FM多重放送データをノイズ無く、高
感度・高精度で復調することが可能になる。
【0034】しかも、高価なA/D変換器を用いる必要
がない。
【0035】加えて、全てのFM多重放送信号の復調を
デジタル信号処理のみで精度よく処理できることによ
り、FM多重信号復調回路ブロックを1チップのデジタ
ルICで構成できるので、小型化及び低コスト化が図
れ、更には消費電力も低減できる。
【0036】また、2値化手段と遅延手段との間に、2
値化手段の出力信号を、クロック供給手段から供給さ
れ、FM−IF信号の周波数以下の周波数のクロック信
号に同期してサンプリングし、FM−IF信号の周波数
をクロック信号の周波数だけ減算するサンプリング手段
を設ける構成によれば、FM−IF信号の低周波数への
周波数変換を行うことができるので、その分、より一層
の低消費電力化が可能になる。
【0037】また、デジタルフィルタを、乗算手段の出
力信号からFM復調信号を取り出し、且つサンプリング
レートをより低いものに変換するデシメーションフィル
タと、デシメーションフィルタからのFM復調信号より
FM多重信号のみを取り出すデジタルバンドパスフィル
タとで構成し、デジタルバンドパスフィルタは、デシメ
ーションフィルタより低いサンプリングレートで動作
し、且つデシメーションフィルタに比べ、高次の急峻な
フィルタ特性を持つ構成によれば、高いサンプリングレ
ートで動作するデシメーションフィルタと低いレートで
動作するデジタルバンドパスフィルタにて処理を分離で
きるので、結果的に、直接デジタルフィルタ処理を行う
場合に比べて、高いサンプリングレートで動作する回路
の部分を少なくすることが可能になる。よって、その
分、消費電力を一層少なくすることができる。
【0038】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づき具体的に説明する。
【0039】(実施形態1)図1〜図3は、本発明FM
多重信号復調回路ブロックを備えたFM多重放送受信機
の実施形態1を示す。本実施形態1のFM多重放送受信
機は、図1に示すように、FM多重信号復調回路ブロッ
ク120の構成が、図10に示す従来例と異なる他は同
様の構成になっている。従って、対応する部分に同一の
符号を付し、以下では主として、異なる部分について説
明する。
【0040】図1に示すように、本実施形態1のFM多
重信号復調回路ブロック120は、リミッタアンプ11
1、クロック信号発生器112、遅延回路114、乗算
器115、デシメーションフィルタ(LPF)116及
びデジタルバンドパスフィルタ(BPF)117が新た
に設けられており、L−MSK復調回路118及び同期
・誤り訂正回路119については、同様の構成になって
いる。
【0041】次に、FM多重信号復調回路ブロック12
0の動作について説明する。リミッタアンプ111に
は、従来例同様のFMラジオ受信ブロック106のFM
チューナ102からFM−IF信号が入力される。リミ
ッタアンプ111は、この微弱な入力信号を増幅し、続
いて、デジタル信号レベルでリミッタをかけ、2値化し
たFM−IF信号を出力する。図2は、この信号波形を
示すが、その詳細については後述する。
【0042】リミッタアンプ111の出力、即ち、2値
化されたFM−IF信号は、遅延回路114及び乗算器
115に与えられる。遅延回路114は、D型フリップ
フロップ(FF)を数段直列に接続して構成されてお
り、2値化されたFM−IF信号をクロック信号発生器
112から与えられるクロック信号に同期して保持し、
続いて、このFM−IF信号を所定時間遅延させ、遅延
されたFM−IF信号を乗算器115に出力する。
【0043】乗算器115は、リミッタアンプ111か
らの2値化されたFM−IF信号と、遅延回路114に
よって遅延された2値化FM−IF信号とをXOR演算
し、FM復調信号と、FM−IF信号の2倍の周波数と
その高調波が混合された信号とをデシメーションフィル
タ116に出力する。
【0044】デシメーションフィルタ116は、この入
力信号をフィルタ処理し、混合信号からFM復調信号の
みを取り出し、デジタルバンドパスフィルタ117に出
力する。なお、上記のクロック信号発生器112は、遅
延回路114及びデシメーションフィルタ116に動作
の基準となるクロック信号を出力する。
【0045】デジタルバンドパスフィルタ117は、デ
シメーションフィルタ116から入力されるFM復調信
号をフィルタ処理し、FM復調信号からFM多重信号の
みを取り出し、L−MSK復調回路118に出力する。
【0046】L−MSK復調回路118は、L−MSK
方式で変調された多重信号を復調し、同期・誤り訂正回
路119へFM多重放送データストリームとデータクロ
ックとを出力する。同期・誤り訂正回路119は、FM
多重放送データストリームからブロック・フレームの同
期を検出し、スクランブル解除・誤り訂正・誤り検出を
行い、FM多重放送データをCPU131に出力する。
【0047】CPU131は、上記従来例同様に、FM
多重放送データをメモリ132に蓄積する一方、操作部
134からの操作に応じて、メモリ132に蓄積された
FM多重放送データを多重放送番組としてLCD表示部
133に表示する。
【0048】ここで、FM多重放送受信機のFM−IF
信号の中心周波数は、一般に、10.7MHzに取られ
る場合が多いが、本発明では、FM−IF周波数に任意
の値を取ることができる。以下に、一例として、FM−
IF周波数を10.7MHzとする場合を例にとって、
上記FM多重信号復調回路ブロック120の動作を更に
詳細に説明する。
【0049】まず、FMチューナ102の出力信号であ
るFM−IF信号は、図2(a)に示す波形をしてい
る。このFM−IF信号は、上述のように、リミッタア
ンプ111内で増幅され、同図(b)に示す波形とな
る。続いて、リミッタアンプ111によりデジタル信号
レベルに振幅を制限され(同図(c)参照)、その後、
同図(d)に示す波形に波形整形されて、遅延回路11
4に出力される。
【0050】この波形処理により、FM−IF信号は、
FM−IF信号と同じ周波数をもつ1ビットのデジタル
信号に変換される。このデジタル信号は高調波を含んで
いるが、基本波成分はFM−IF信号と同一である。よ
って、この信号は、2値化されたFM−IF信号とな
る。
【0051】図3(a)は、2値化されたFM−IF信
号の周波数スペクトルを示す。2値化されたFM−IF
信号は、2方向に分けられ、上述のように、一方は直接
乗算機115に入力され、他方は遅延回路114で遅延
された後、乗算機115に入力される。遅延回路114
は、2値化されたFM−IF信号をFM−IF信号の周
波数10.7MHzの4倍の42.8MHzでサンプリ
ングし、所定時間遅延させる。
【0052】乗算器115は、上述のように、FM−I
F信号と遅延信号とを乗算し、これにより、2乗検波を
行うため、その出力は、FM復調信号とFM−IF信号
の高調波成分が混合された信号となる。同図(b)は、
この混合信号のスペクトルを示す。
【0053】この後、この混合信号は、デシメーション
フィルタ116の入力段にてクロック112のタイミン
グでサンプリングされ、同図(b)に示すデシメーショ
ンフィルタ通過域特性でフィルタ処理され、FM復調信
号となる。
【0054】このFM復調信号は、1ビットのみの信号
であるが、FM復調信号の周波数帯域に比べ、サンプリ
ング周波数が非常に高いため、256倍以上でオーバー
サンプリングされている。即ち、データのクロック周波
数よりも2倍以上の周波数のクロックでサンプリンすべ
きところを2倍よりもはるかに大きい周波数でサンプリ
ンしている。
【0055】このため、本実施形態1では、デシメーシ
ョンフィルタ116にて2値・多値変換・1/256間
引き処理を行っており、これにより、同図(c)に示す
ように、167KHzサンプリング、8ビット精度のF
M復調信号を得ることができる。
【0056】同図(c)に示すように、デシメーション
フィルタ116によって処理されたFM復調信号は、ス
テレオ音声信号のL+R信号、L−R信号(38kH
z)、ステレオ放送であることを示すパイロット信号(1
9kHz)及びFM多重信号(76kHz)を含んでい
る。
【0057】この混合信号を、本実施形態1では、同図
(c)中にその通過域特性を示すデジタルバンドパスフ
ィルタ117でフィルタ処理しており、これにより、同
図(d)に示すように、FM多重信号のみを抽出するこ
とができる。
【0058】ここで、デシメーションフィルタ116と
デジタルバンドパスフィルタ117での処理をFM復調
信号及び高調波が混合した信号から直接デジタルフィル
タ処理を行うことにより、直接FM多重信号を抽出する
ことも可能である。
【0059】しかしながら、直接デジタルフィルタ処理
ができるフィルタは、消費電力が大きいという問題があ
る。
【0060】これに対して、デシメーションフィルタ1
16は、折り返し歪みとなる高調波成分を除去すること
が必要となるが、FM復調信号から周波数が離れている
ため、緩やかなフィルタ特性しか要求されない。そのた
め、単純な回路構成で実現することができる。
【0061】一方、デジタルバンドパスフィルタ117
は、通過域での平坦特性と近接するステレオ音声信号を
除去する急峻な遮断特性が必要であるため、FIRフィ
ルタ及びIIRフィルタを数個直列に接続し、高次のフ
ィルタを構成する必要がある。この結果、回路構成が複
雑になる。
【0062】よって、両者を組み合わせた本実施形態2
のフィルタ構成によれば、高いサンプリングレートで動
作するデシメーションフィルタ116と低いレートで動
作するデジタルバンドパスフィルタ117にて処理を分
離できるので、結果的に、直接デジタルフィルタ処理を
行う場合に比べて、高いサンプリングレートで動作する
回路の部分を少なくすることが可能になる。よって、そ
の分、消費電力を少なくすることができる。
【0063】今少し具体的に説明すると、本実施形態1
のフィルタ構成によれば、緩やかな特性のフィルタでフ
ィルタリングした後、特定の取り出したい周波数付近を
急峻なフィルタ特性を有するフィルタで処理できるの
で、消費電力を少なくすることができるのである。
【0064】以上のように、本実施形態1のFM多重信
号復調回路ブロック120によれば、高価なA/D変換
器を用いることなく、全てのFM多重放送信号の復調を
テジタル信号処理のみで処理することが可能となるの
で、FM多重放送データをノイズ無く、高感度・高精度
で復調することができる。
【0065】また、FM多重信号復調回路ブロック12
0の全処理がデジタル信号処理で構成できるので、この
部分を1チップのデジタルLSIとすることができる。
これにより、低消費電力化、小型化及び低コスト化を図
ることができる。
【0066】(実施形態2)図4及び図5は、本発明F
M多重信号復調回路ブロックを備えたFM多重放送受信
機の実施形態2を示す。本実施形態2のFM多重信号復
調回路ブロック122は、図4に示すように、実施形態
1の遅延回路114の前段にフリップフロップ113を
設けており、この点のみが、実施形態1のFM多重信号
復調回路ブロック120とは異なっている。従って、実
施形態1と対応する部分には同一の符号を付し、以下で
は重複する説明は省略する。
【0067】フリップフロップ113は、リミッタアン
プ111から入力される2値化されたFM−IF信号を
クロック信号発生器112からのクロック信号に同期し
てサンプル・ホールドし、サンプル・ホールドした信号
を遅延回路114及び乗算器115に出力する。
【0068】ここで、クロック信号発生器112より出
力されるクロック信号は、FM−IF信号の中心周波数
より、FM−IF信号の帯域幅だけ低い周波数である。
ここでは、一例として、FM−IF信号の中心周波数を
10.7MHz,FM−IF信号の周波数幅を700K
Hzとして、クロック信号発生器112から出力される
サンプリングクロック信号を10MHzとした場合を例
にとって説明する。
【0069】図5(a)は、フリップフロップ113に
入力されるFM−IF信号の周波数スペクトルを示す。
このFM−IF信号は、フリップフロップ113によっ
て、クロック信号発生器112から与えられる10MH
zのサンプリングクロック信号に同期してサンプリング
される。これは、FM−IF信号をクロック信号で乗算
することと同等の効果が得られることを意味する。よっ
て、FM−IF信号は、フリップフロップ113によっ
て、同図(b)に示すように、中心波数が10.7MH
zからサンプリングクロック周波数10MHzを減算し
た0.7MHzに周波数変換される。
【0070】周波数変換されたFM−IF信号は、遅延
回路114及び乗算回路115により2乗検波され、同
図(c)に示すように、FM復調されたステレオ音声信
号、FM多重信号及びFM−IF信号の高調波成分に変
換される。
【0071】そして、同図(c)に示す通過域特性を有
するデシメーションフィルタ116が、この混合信号か
らFM−IF信号の高調波成分を除去し、ステレオ音声
信号及びFM多重信号を抽出する。また、デシメーショ
ンフィルタ116は、間引き処理により10MHzサン
プリング・1ビットの信号を156KHzサンプリング
・6ビットの多値信号に変換する。
【0072】続いて、デジタルバンドパスフィルタ11
7が、このFM復調信号からFM多重信号を抽出し、L
−MSK復調回路118に出力する。L−MSK復調回
路118は、FM多重放送データストリームとデータク
ロックとを復調する。
【0073】このように、本実施形態2のFM多重信号
復調回路ブロック122は、FM−IF信号を2値化し
た後、サンプリングしており、FM−IF信号の低周波
数への周波数変換をデジタル回路のみの簡潔な回路構成
で実現できる。
【0074】加えて、FM−IF信号の周波数を低周波
数へ変換することにより、各信号のサンプリング周波数
を低くすることができるので、より低速のデジタル処理
でFM復調を行うことが可能になる。よって、その分、
より一層の低消費電力化が可能になる。
【0075】(実施形態3)図6及び図7は本発明FM
多重信号復調回路ブロックを備えたFM多重放送受信機
の実施形態3を示す。本実施形態3のFM多重信号復調
回路ブロック144は、図6に示すように、リミッタア
ンプ111とデジタルバンドパスフィルタ117との間
に、カウンタ回路142及びレジスタ回路143を設
け、遅延回路114、乗算器115及びデシメーション
フィルタ116を除いた点が、主として実施形態1のF
M多重信号復調回路ブロック120と異なっている。更
には、クロック信号発生器112の代わりにゲート信号
発生回路141が設けられている。なお、実施形態1と
対応する部分には同一の符号を付してあり、以下では重
複する説明は省略する。
【0076】カウンタ回路142は、リミッタアンプ1
11からの2値化されたFM−IF信号の立ち上がりを
検出し、その回数、つまりカウント値をバイナリデータ
としてレジスタ回路143に出力する。
【0077】レジスタ回路143は、カウンタ回路14
2からのFM−IF信号のカウント値をゲート信号発生
回路141からのゲート信号(ゲート信号パルス)に同
期して保持し、デジタルバンドパスフィルタ117に出
力する。
【0078】ここで、ゲート信号発生回路141は、カ
ウンタ回路142のリセット動作の制御とレジスタ回路
143のゲート制御のためのゲート信号を生成する。
【0079】次に、図7に基づき、ゲート信号発生回路
141、カウンタ回路142及びレジスタ回路143の
動作について説明する。
【0080】ゲート信号発生回路141は、同図(b)
に示すように、一定周期のパルス信号であるゲート信号
を出力している。カウンタ回路142は、同図(a)に
示す2値化されたFM−IF信号がリミッタアンプ11
1より入力されると、同図(c)に示すように、FM−
IF信号の立ち上がりエッジ毎にカウンタ出力、つま
り、カウント値を1つずつインクリメントして行く。
【0081】レジスタ回路143は、同図(b)に示す
ゲート信号が入力されると、その時点のカウンタ出力を
取り込み、これをレジスタ出力として出力する。
【0082】その一方で、カウンタ回路142は、ゲー
ト信号によりカウンタ出力がリセットされ、0となる。
【0083】この一連の動作により、ゲート信号の1周
期ごとの周期中のFM−IF信号のパルスの数がレジス
タ回路143より出力される。この出力信号は、FM−
IF信号の周波数に比例した値をとる信号である。よっ
て、これらの回路でFM−IF信号のFM復調を実現で
きる。
【0084】続いて、デジタルバンドパスフィルタ11
7がこのFM復調信号からFM多重信号を抽出してL−
MSK復調回路118に出力する。L−MSK復調回路
118は、FM多重放送データストリームとデータクロ
ックとを復調する。
【0085】このように、本実施形態3のFM多重信号
復調回路ブロック144においても、全てのFM多重放
送信号の復調をデジタル信号処理のみで処理することが
可能となるので、FM多重放送データを、ノイズ無く、
高感度・高精度で復調することができる。
【0086】(実施形態4)図8及び図9は本発明FM
多重信号復調回路ブロックを備えたFM多重放送受信機
の4実施形態4を示す。本実施形態4のFM多重信号復
調回路ブロック155は、図8に示すように、リミッタ
アンプ111とデジタルバンドパスフィルタ117との
間に、位相比較器151、ループフィルタ(LPF)1
52及び可変分周器153を設け、遅延回路114、乗
算器115及びデシメーションフィルタ116を除いた
点が、主として実施形態1のFM多重信号復調回路ブロ
ック120と異なっている。なお、実施形態1と対応す
る部分には同一の符号を付してあり、以下では重複する
説明は省略する。
【0087】位相比較器151は、リミッタアンプ11
1から与えられる2値化されたFM−IF信号と、可変
分周器153から与えられる分周信号の位相とを比較
し、比較結果、即ち、差分信号を比較結果信号としてル
ープフィルタ152に出力する。
【0088】ループフィルタ152は、位相比較器15
1の出力信号である比較結果信号の帯域を制限し、ルー
プの安定化を図るとともに、FM復調信号を取り出す。
なお、可変分周器153には、クロック信号発生回路1
54からクロック信号が供給される。
【0089】可変分周器153は、クロック信号発生回
路154からのクロック信号をループフィルタ152の
出力の値で分周し、その値に比例した周波数の分周信号
を発生して位相比較器151に出力する。
【0090】次に、図9に基づき、位相比較器151、
ループフィルタ152、可変分周器153及びクロック
信号発生回路154の動作について説明する。
【0091】位相比較器151には、上述のように、リ
ミッタアンプ111からの同図(a)に示す2値化され
たFM−IF信号と、同図(b)に示す可変分周器15
3からの分周信号が入力される。
【0092】すると、位相比較器151は、同図(c)
に示すように、2つの入力信号のエッジを検出し、FM
−IF信号の立ち下がりエッジで内部のカウンタをデク
リメントし、分周信号の立ち下がりエッジでカウンタを
インクリメントする。この動作により、FM−IF信号
より分周信号の周波数が高ければ、カウンタのカウント
値は増加し、逆に低ければ減少する。双方の信号に周波
数の差が無ければ、カウンタのカウント値は変わらな
い。よって、位相比較器151の出力には、同図(d)
に示すように、双方の信号の周波数の差を積分した値が
出力される。
【0093】位相比較器151の出力は、同図(e)に
示すように、ループフィルタ152で帯域制限され、可
変分周器153へ出力される。
【0094】可変分周器153は、クロック信号発生回
路154から与えられるクロック信号を帯域制限された
位相比較器151の出力の値だけ分周を行って出力す
る。これにより、同図(f)に示すように、位相比較器
151の出力の値が高ければ出力される信号の周波数が
低くなり、逆に、位相比較器151の出力の値が低けれ
ば出力信号の周波数は高くなる。よって、位相比較器1
51の出力の値に逆に比例した周波数の出力信号が得ら
れる。
【0095】ここで、可変分周器153の出力は、図8
に示すように、位相比較器151へフィードバックされ
る。よって、FM−IF信号の周波数が上昇すると、位
相比較器151の出力の値が減少し、可変分周器153
の出力信号の周波数が上がる。位相比較器151の出力
の値は、可変分周器151の出力信号とFM−IF信号
の周波数と等しくなるまで減少する。
【0096】逆に、FM−IF信号の周波数が下がる
と、位相比較器151の出力の値が増加し、可変分周器
153の出力の周波数が下がる。位相比較器151の出
力の値は、可変分周器153の出力信号とFM−IF信
号の周波数とが等しくなるまで増加する。
【0097】よって、このフィードバック動作により、
FM−IF信号と可変分周器153の出力信号の周波数
とが等しくなるように制御される。ここで、可変分周器
153の入力信号となる位相比較器151の出力と、可
変分周器153の出力信号の周波数とは比例関係にあ
る。故に、位相比較器151の出力は、FM−IF信号
の周波数に比例した出力となる。よって、本実施形態4
によれば、FM−IF信号の周波数に比例したFM復調
信号が得られる。
【0098】また、ループフィルタ152は、高域信号
成分を除去するので、フィードバックによる発振や発散
を抑止する効果がある。また、FM復調信号から不要な
FM−IF信号・高調波信号成分を除去する効果もあ
る。
【0099】このFM復調信号から、デジタルバンドパ
スフィルタ117によりFM多重信号を抽出してL−M
SK復調回路118に出力し、L−MSK復調回路11
8によりFM多重放送データとクロックとを復調する。
【0100】このように、本実施形態4のFM多重信号
復調回路ブロック155においても、高価なA/D変換
器を用いることなく、全てのFM多重放送信号の復調を
デジタル信号処理のみで処理することが可能となる。よ
って、FM多重放送データをノイズ無く、高感度・高精
度で復調することができる。
【0101】
【発明の効果】以上のように、本発明のFM多重信号復
調回路ブロックによれば、FMラジオ受信ブロックのF
Mチューナから入力されるFM−IF信号を、一例とし
て、リミッタアンプからなる2値化手段により、増幅
し、続いて、デジタル化する構成、即ち、振幅成分のな
いFM−IF信号を直接デジタル処理する構成をとるの
で、入力レベルが変動する場合であっても、全てのFM
多重放送信号の復調をデジタル信号処理のみで精度よく
処理することができる。
【0102】よって、本発明のFM多重信号復調回路ブ
ロックによれば、FM多重放送データをノイズ無く、高
感度・高精度で復調することが可能になる。
【0103】しかも、高価なA/D変換器を用いる必要
がないので、FM多重信号復調回路ブロックの低コスト
化を図ることができる。
【0104】加えて、全てのFM多重放送信号の復調を
デジタル信号処理のみで精度よく処理できることによ
り、FM多重信号復調回路ブロックを1チップのデジタ
ルICで構成できるので、小型化及び低コスト化が図
れ、更には消費電力も低減できる。
【0105】また、特に請求項2記載のFM多重信号復
調回路ブロックによれば、2値化手段と遅延手段との間
に、2値化手段の出力信号を、クロック供給手段から供
給され、FM−IF信号の周波数以下の周波数のクロッ
ク信号に同期してサンプリングし、FM−IF信号の周
波数をクロック信号の周波数だけ減算するサンプリング
手段を設ける構成をとるので、FM−IF信号の低周波
数への周波数変換を行うことができるので、その分、よ
り一層の低消費電力化が可能になる。
【0106】また、特に請求項6記載のFM多重信号復
調回路ブロックによれば、デジタルフィルタを、乗算手
段の出力信号からFM復調信号を取り出し、且つサンプ
リングレートをより低いものに変換するデシメーション
フィルタと、デシメーションフィルタからのFM復調信
号よりFM多重信号のみを取り出すデジタルバンドパス
フィルタとで構成し、デジタルバンドパスフィルタは、
デシメーションフィルタより低いサンプリングレートで
動作し、且つデシメーションフィルタに比べ、高次の急
峻なフィルタ特性を持つ構成をとるので、高いサンプリ
ングレートで動作するデシメーションフィルタと低いレ
ートで動作するデジタルバンドパスフィルタにて処理を
分離できるので、結果的に、直接デジタルフィルタ処理
を行う場合に比べて、高いサンプリングレートで動作す
る回路の部分を少なくすることが可能になる。よって、
その分、消費電力を一層少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1を示す、FM多重放送受信
機のシステム構成を示すブロック図。
【図2】本発明の実施形態1を示す、リミッタアンプ内
での信号変換を示す波形図。
【図3】本発明の実施形態1を示す、動作手順を示す波
形図。
【図4】本発明の実施形態2を示す、FM多重放送受信
機のシステム構成を示すブロック図。
【図5】本発明の実施形態2を示す、動作手順を示す波
形図。
【図6】本発明の実施形態3を示す、FM多重放送受信
機のシステム構成を示すブロック図。
【図7】本発明の実施形態3を示す、動作手順を示す波
形図。
【図8】本発明の実施形態4を示す、FM多重放送受信
機のシステム構成を示すブロック図。
【図9】本発明の実施形態4を示す、動作手順を示す波
形図。
【図10】従来のFM多重放送受信機のシステム構成を
示すブロック図。
【符号の説明】
101 アンテナ 102 FMチューナ 103 FM復調回路 104 ステレオ復調回路 105 スピーカ 106 FMラジオ受信ブロック 111 リミッタアンプ 112 クロック信号発生器 113 フリップフロップ 114 遅延回路 115 乗算器 116 デシメーションフィルタ 117 デジタルバンドパスフィルタ 118 L−MSK復調回路 119 同期・誤り訂正回路 120、122、144、155 FM多重信号復調回
路ブロック 131 CPU 132 メモリ 133 LCD表示部 134 操作部 141 ゲート信号発生回路 142 カウンタ回路 143 レジスタ回路 151 位相比較器 152 ループフィルタ 153 可変分周器 154 クロック信号発生回路

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 FMラジオ受信ブロックのFMチューナ
    から入力されるFM−IF信号をデジタル信号処理して
    FM多重放送データを出力するFM多重放送受信機のF
    M多重信号復調回路ブロックであって、 該FM−IF信号を増幅し、且つ2値化する2値化手段
    と、 該2値化手段の出力信号を、クロック供給手段から供給
    され、該FM−IF信号の周波数の2倍より大きい周波
    数のクロック信号に同期して遅延させる遅延手段と、 該2値化手段の出力信号と該遅延手段の出力信号とを乗
    算してFM復調を行う乗算手段と、 該乗算手段の出力信号からFM多重信号以外の帯域の信
    号を除去するデジタルフィルタとを備えたFM多重放送
    受信機のFM多重信号復調回路ブロック。
  2. 【請求項2】 前記2値化手段と前記遅延手段との間
    に、該2値化手段の出力信号を、前記クロック供給手段
    から供給され、前記FM−IF信号の周波数以下の周波
    数のクロック信号に同期してサンプリングし、該FM−
    IF信号の周波数を該クロック信号の周波数だけ減算す
    るサンプリング手段が設けられている請求項1記載のF
    M多重放送受信機のFM多重信号復調回路ブロック。
  3. 【請求項3】 前記サンプリング手段がフリップフロッ
    プである請求項2記載のFM多重放送受信機のFM多重
    信号復調回路ブロック。
  4. 【請求項4】 前記2値化手段がリミッタアンプである
    請求項1〜請求項3のいずれかに記載のFM多重放送受
    信機のFM多重信号復調回路ブロック。
  5. 【請求項5】 前記リミッタアンプは、前記FM−IF
    信号を該FM−IF信号と同じ周波数のデジタル信号レ
    ベルの2値化したFM−IF信号に変換する請求項4記
    載のFM多重放送受信機のFM多重信号復調回路ブロッ
    ク。
  6. 【請求項6】 前記デジタルフィルタは、前記乗算手段
    の出力信号からFM復調信号を取り出し、且つサンプリ
    ングレートをより低いものに変換するデシメーションフ
    ィルタと、 該デシメーションフィルタからのFM復調信号よりFM
    多重信号のみを取り出すデジタルバンドパスフィルタと
    で構成され、 該デジタルバンドパスフィルタは、該デシメーションフ
    ィルタより低いサンプリングレートで動作し、且つ該デ
    シメーションフィルタに比べ、高次の急峻なフィルタ特
    性を持つ請求項1〜請求項5のいずれかに記載のFM多
    重放送受信機のFM多重信号復調回路ブロック。
  7. 【請求項7】 前記遅延手段は、1個以上のD型フリッ
    プフロップを直列に接続してなり、前記クロック信号の
    周期の整数倍の遅延時間を得る請求項1〜請求項6のい
    ずれかに記載のFM多重放送受信機のFM多重信号復調
    回路ブロック。
  8. 【請求項8】 FMラジオ受信ブロックのFMチューナ
    から入力されるFM−IF信号をデジタル信号処理して
    FM多重放送データを出力するFM多重放送受信機のF
    M多重信号復調回路ブロックであって、 該FM−IF信号をデジタル信号レベルのパルス信号に
    変換する電圧変換手段と、 該電圧変換手段の出力信号のパルス数をカウントし、ゲ
    ート信号発生手段から供給されるゲート信号の入力によ
    ってカウンタ出力値をクリアするカウンタ手段と、 該ゲート信号の入力によって該カウンタ手段の出力値を
    保持するレジスタと、 該レジスタの出力信号からFM多重信号以外の帯域の信
    号を除去するデジタルフィルタとを備え、ゲート信号期
    間のパルス数をカウントすることにより該FM−IF信
    号の一定期間ごとの周波数を求めてFM復調を行うFM
    多重放送受信機のFM多重信号復調回路ブロック。
  9. 【請求項9】 FMラジオ受信ブロックのFMチューナ
    から入力されるFM−IF信号をデジタル信号処理して
    FM多重放送データを出力するFM多重放送受信機のF
    M多重信号復調回路ブロックであって、 該FM−IF信号をデジタル信号レベルのパルス信号に
    変換する電圧変換手段と、 該電圧変換手段からの信号と、可変分周器からの信号と
    の位相差を検出し、位相差信号を出力する位相比較器
    と、 該位相差信号を積分し、帯域制限するループフィルタ
    と、 該ループフィルタからの出力値により、クロック供給手
    段から供給されるクロック信号の分周比を決める該可変
    分周器と、 該ループフィルタの出力信号からFM多重信号以外の帯
    域の信号を除去するデジタルフィルタとを備えたFM多
    重放送受信機のFM多重信号復調回路ブロック。
  10. 【請求項10】 前記電圧変換手段がリミッタアンプで
    ある請求項8又は請求項9記載のFM多重放送受信機の
    FM多重信号復調回路ブロック。
  11. 【請求項11】 請求項1〜請求項10記載のFM多重
    信号復調回路ブロックを構成する前記各手段が同一の半
    導体基板上に形成されているFM多重放送受信機のFM
    多重信号復調回路ブロック。
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