JPS5820170B2 - 信号受信方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は周波数変換方式を用いた単一周波数帯を受信す
る受信機を多周波数帯用受信機に変更する場合に便利な
信号受信方式を提案するものである。

一般に、たとえばＡＭ受信機の局部発振信号を通常のパ
ルス計数型復調器により上記局部発振器の発振周波数を
直流電圧に変換し、この直流電圧をもとにして電圧可変
容量ダイオードなどを用いてＦＭ受信機の局部発振器の
発振周波数、およびＦＭ受信機高周波増幅部の同調周波
数を制御する方式が（たとえば、米国特許３８７８４６
７号公報に示されている）知られている。

この場合、ＡＭバンドの局部発振周波数からＦ”Ｍバン
ドの受信周波数が定められるが、この過程においてＡＭ
局部発振周波数を直流電圧に変換する場合の特性ばらつ
き、電圧可変容量ダイオードの特性ばらつき、および温
度変化による特性変化などが原因となり、ＡＭバンドの
局部発振周波数からＦＭバンドの受信周波数を定める場
合の精度が悪くなるという欠点があった。

本発明は上記の欠点を解決しようとするものであり、具
体的にはＦＭ局部発振器を位相制御ループの中に含め、
この位相制御ループに加えられる入力信号としてＡＭ局
部発振器から得られる信号を用いることにより上記の緒
特性のばらつき、温度特性などにより生ずる諸問題を解
決せんとするものである。

そして、本発明はＡＭバンド、ＦＭバンドの受信時にお
いて、それぞれ、従来から使用しているのと同じ中間周
波数を使用できるようにするため、上記の位相制御ルー
プ内にオフセット周波数発振器と周波数変換器、帯域通
過フィルターを導入することを特徴とするものである。

以下、図面を用いて本発明の実施例につき説明する。

第１図はＡＭ受信機の局部発振器を用いてＦＭ受信機の
局部発振器の周波数を制御する一実施例を示すものであ
り、第２図は第１図に示す位相比較器２の一例を示す回
路図、第３図は第１図に示すＦＭ用局部発振器の一例を
示す回路図、第４図は第１図に示す出力端子４から得ら
れる信号を用いてＦＭ受信機の高周波増幅部の同調周波
数を制御するのに便利なＦＭ受信機のフロントエンド部
の一例を示す回路図である。

第１図において、ＡＭ局部発振器から得られる信号は入
力端子１を通じて位相比較器２０１つの入力端に加えら
れる。

上記位相比較器２の他の１つの入力端には周波数を１／
Ｎに分周する分周器９からの出力信号が加えられる。

上記位相比較器２の出力信号は信号の増幅または減衰の
機能を兼ね備えた低域通過フィルタ３を通してＦＭ用局
部発振器の機能を兼ね備えた電圧制御発振器５に加えら
れる。

この電圧制御発振器５の出力はオフセット周波数発振器
６の出力と共に周波数混合器７に加えられる。

上記周波数混合器７の出力は増幅機能を兼ね備えた帯域
通過フィルタ８に加えられ、その出力端からは上記電圧
制御発振器５０周波数および上記オフセット周波数発振
器６０周波数の和または差に等しい周波数を有する信号
が得られ、この信号は前述の分周器９に加えられる。

したがって、位相比較器２、低域通過フィルタ３、電圧
制御発振器５、オフセット周波数発振器６、周波数混合
器７、帯域通過フィルタ８、分周器９はよく知られてい
る位相制御ループを構成し、電圧制御発振器５の発振周
波数は入力端子１に加えられた信号周波数から次に示す
ように定められる。

すなわち、入力端子１に加えられる信号の周波数をＰｌ
、電圧制御発振器５の発振周波数をＢ２、オフセット周
波数発振器６の発振周波数をＢ３、分周器９の分周比を
Ｎ （Ｎは任意の整数）とすれば、上記の位相制御ループが
定常状態で正常に動作している場合には、次式が成立す
る。

ＮＰｌ−Ｐ２±Ｆ３ ・・・・・・・・・・・・・・・
（１）そして、上記の位相制御ループを用い、ＡＭバン
ドの全周波数帯を受信する場合の局部発振周波数からＦ
Ｍバンドの全周波数帯を受信する場合の局部発振周波数
を精度よく定める。

ここで、ＡＭバンドの中間周波数をＦｌ、ＦＭバンドの
中間周波数をＦ、、 、ＡＭバンドの受信周波数帯を周
波数Ａ１からＡ２ までとし、ＦＭバンドの受信周波数
帯を周波数Ｂ１ からＢ２ までとするとき、ＡＭバ
ンドの全周波数帯を受信する場合に使用する局部発振器
の発振周波数からＦＭバンドの全周波数帯を受信する場
合に使用する局部発振器の発振周波数を定めるためには
、前述の（１）式を用いて、次に示す各連立方程式を成
立させればよい。

すなわち、ＡＭバンド、ＦＭバンド共に局部発振周波数
を受信周波数より高く、または、共に低く選定する場合
には、（１）式より または、 また、ＡＭバンド、ＦＭバンドのどちらか一方の局部発
振周波数を受信周波数より高く、他の一方の局部発振周
波数を受信周波数より低く選定する場合には、（１）式
より、 または、 以上に示す（２）、（３）式または（４）、（５）式ま
たは（６）、（７）式、または（８）、（９）式の各連
立方程式を成立させる際にＮが整数でない場合には、そ
の近傍の整数値を用い、位相制御ループを構成するもの
とする。

一例として現状の日本バンドにおいて上述の連立方程式
を満足させる場合を検討すれば、上述のＡ１．Ａ２．Ｂ
１．Ｂ２．Ｆｌ、Ｆ２はそれぞれＡ１＝ ５２５ Ｘ
１０３Ｈｚ Ａ２−１６０５×１０３Ｈ３ Ｂ１＝７６Ｘ１０６Ｈｚ Ｂ２＝ ９０ Ｘ １０６Ｈｚ Ｆ１＝４５５Ｘ１０３Ｈｚ Ｆ２＝１０．７Ｘ１０ Ｈｚ であり、ＡＭバンドでは局部発振周波数は受信周波数よ
り高（、ＦＭバンドでは局部発振周波数は受信周波数よ
り低く選定されているため、（６）、（７）式を用いて より、Ｎ＃１２．９６ Ｆ３＝ ５２．６ Ｘ １０
６Ｈｚが得られる。

したがって位相制御ループの設計にあたっては分周器９
０分周比を１３、オフセット周波数発振器６の発振周波
数を５２．６ ＭＨｚとし、帯域通過フィルタ８０通過
周波数を２３．４ＭＨｚから３７．４ Ｍ Ｈｚまでと
すればよい。

上記のようにＮを整数値に修正することにより周波数Ｆ
３を変更しなげればＡＭバンドの全周波数帯を受信する
ための局部発振周波数からＦＭバンドの全周波数帯を受
信するための局部発振周波数が得られない場合も生ずる
が、そのときには、上述のようにして得られたＮの値を
±１程度増減させ、それに応じて、オフセント発振器の
発振周波数Ｆ３を少し修正し、ＡＭバンドの全周波数帯
を受信するための局部発振周波数から作り出されるＦＭ
バンド用局部発振周波数が、ＦＭバンドの全周波数帯を
受信するために必要なＦＭ局部発振周波数の全範囲を起
して変化するようになせばよい。

第１図に示す電圧制御発振器５への入力制御信号は出力
端子４にも取り出され、後述するＦＭ受信機高周波増幅
部の同調周波数を制御するために利用される。

第２図は第１図に示す位相比較器２の具体的な回路図の
一例であり、入力端子１０に加えられたＡＭ局部発振器
からの信号はバイアス用抵抗１１を含むインバータ１２
で一定振幅を有するパルス状信号に整形され、コンデン
サ１３、抵抗１４で形成される微分回路を通して２人カ
ナンドゲート１８１９で構成されるＲＳフリップフロッ
プの１つの入力端に加えられる。

上記ＲＳフリップフロップの他の１つの入力端はコンデ
ンサ１６、抵抗１７で形成される微分回路を介して入力
端子１５に接続されている。

この入力端子１５には第１図に示す分周器９から得られ
る信号が加えられる。

そして、位相比較器２０機能は上記ＲＳフリップフロッ
プで実現され、出力端子２０からは２つの入力信号の位
相差に応じて一定振幅でパルス幅の変調された信号が得
られる。

この位相比較器２の出力は第１図に示すように利得の調
整機能を兼ね備える低域通過フィルタ３に加えられる。

この低域通過フィルタ３は位相比較器２の出力信号に含
まれたリップル周波数成分を除去すると共に、位相制御
ループの適切な応答特性を実現するために設けられてい
るものであり、通常の位相制御ループの設計手順に従っ
て容易に設計できるものであるため、これ以上の詳述は
省略する。

第３図は第１図に示す電圧制御発振器５の具体的な回路
図の一例であり、コルピッツ発振回路とエミッタフォロ
ワから構成されている。

すなわち、２７ ２８ ３１は発振用トランジスタ３２
のバイアス用抵抗であり、２９３０は発振帰還用コンデ
ンサ、インダクタンス２５および電圧可変容量ダイオー
ド２４は主として発振周波数を決定する素子、２６は結
合コンデンサ、２２は電圧可変容量ダイオード２４に前
記の低域通過フィルタからの出力電圧を入力端子２１を
通して加えるためノ抵抗、２３．３６はバイパス用コン
デンサ、３３はエミッタフォロワ用トランジスタ３５の
バイアス用抵抗、３４は発振器の出力を出力端子３８に
導くための結合用コンデンサであり、３７は電源端子で
ある。

そして、この電圧制御発振器５の発振周波数は入力端子
２１に加えられる電圧により制御され、この電圧制御発
振器からの出力信号は出力端子３８を通して第１図に示
すようにオフセット周波数発振器６から得られる信号と
共に周波数変換器７に加えられる。

オフセット周波数発振器６は通常のＬＣ発振器または、
水晶発振器などで構成でき、周波数変換器７は通常の平
衡型変調器で容易に構成できるため、これ以上の詳述は
省略する。

また、第１図に示す帯域通過フィルタ８はＬＣを用いた
通常の帯域通過型フィルタおよびトランジスタ増幅器な
どで構成でき、分周器９も通常の分周器で容易に構成で
きるため詳述は省略する。

第４図は第１図に示す出力端子４から得られる制御信号
を用いてＦＭ受信機高周波増幅部の同調周波数を制御す
るのに便利なＦＭ受信機のフロントエンド部の一例を示
す回路図である。

すなわち、アンテナより受信された信号は入力端子３９
を通してインダクタンス４０と電圧可変容量ダイオード
４１で形成される共振回路′に加えられる。

抵抗４３は入力端子４４に加えられた制御信号を電圧可
変容量ダイオード４１に与えるためのものであり、４２
はバイパス用コンデンサである。

上記共振回路で選択された受信４号は、ソース接地型Ｆ
ＥＴ増幅器を形成するＦＥＴ４７のゲートに加えられる
。

ＦＥＴ４７のドレインと電源端子５４０間に接続された
インダクタンス４６はＦＥＴ４７にバイアスを与えると
共に、電圧可変容量ダイオード５０と合わせてＦＥＴ増
幅器の出力端の共振回路を形成する。

抵抗４９５２は電圧可変容量ダイオード５０に入力端子
５３を通して加えられた制御電圧を与えるためのもので
あり、４５．５１はバイパス用コンデンサ、４８は結合
用コンデンサである。

ＦＥＴ４７および上記出力端の共振回路で選択増幅され
た信号はミキサ５６に加えられる。

ミキサ５６はよく知られている通常のトランジスタミキ
サなどが利用できるため、詳述は省略する。

なお、ミキサ５６には同時に局部発振器５からの局部発
振信号が加えられる。

この局部発振器５は入力端子５８から加えられる制御電
圧により、その発振周波数が制御されるようなものでよ
く、たとえば、第３図に示すものが使用できる。

ミキサ５６から得られる中間周波数に周波数変換された
信号は出力端子５７を通して中間周波増幅部に加えられ
、さらに検波器、音声周波増幅器を介して、スピーカか
ら音声情報が再現される。

しかし、ミキサ以後の信号処理方式については従来技術
をそのまま適用できるため、詳述は省略する。

第４図に示す制御信号入力端子は４４５３５８の３ケ所
あるが、第１図に示す端子４から得られる制御信号を上
記４４ ５３ ５８の各端子に直接使用しうろことは勿
論であり、あるいは、端子４から得られる制御信号に適
切な処理を施した後、使用してもよいことは云うまでも
ない。

以上に説明したように本発明によれば、単一周波数帯を
受信する受信機を容易に多周波数帯を受信する受信機に
変更することができ、その実用的効果は太きいものがあ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はＡＭ受信機の局部発振器を用いてＦＭ受信機の
局部発振器の周波数を制御する本発明の一実施例を示す
ブロック図、第２図は第１図に示す位相比較器の一例を
示す回路図、第３図は第１図に示すＦＭ用局部発振器の
一例を示す回路図、第４図は第１図に示す出力端子４か
ら得られる信号を用いてＦＭ受信機の高周波増幅部の同
調周波数を制御するのに便利なＦＭ受信機のフロントエ
ンド部の一例を示す回路図である。 ２・・・・・・位相比較器、３・・・・・・低域通過フ
ィルタ、５・・・・・・電圧制御発振器、６・・・・・
・オフセット発振器、７・・・・・・周波数混合器、８
・・・・・・帯域通過フィルタ、９・・・・・・分周器
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１の受信周波数帯を周波数変換方式を用いて受信
   する場合に使用する第１局部発振器と、第２の受信周波
   数帯を周波数変換方式を用いて受信する場合に使用する
   第２局部発振器を備えてなり、第１局部発振器の発振周
   波数を利用して第２局部発振器の発振周波数、および、
   第２の受信周波数帯を直接、周波数選択増幅する高周波
   増幅部の選択する周波数を制御する信号受信方式におい
   て、第１局部発振器からの信号と１／Ｎ分周器の出力信
   号を入力とする位相比較器、この位相比較器の出力信号
   を入力とする位相制御ループ用の低域通過フィルター、
   この低域通過フィルターの出力で発振周波数が制御され
   る第２局部発振器兼用の電圧制御発振器、この電圧制御
   発振器出力と、別に設けたオフセット周波数発振器の出
   力が加えられ、その出力端からこの２つの発振器の発振
   周波数の和および差の周波数を発生させる周波数混合器
   、そしてこの周波数混合器より得られる上記和または差
   の周波数のどちらかを選択し、前述の１／Ｎ分周器に選
   択した周波数を有する信号を供給する帯域通過型フィル
   タからなる位相制御ループを構成し、上記第１の受信周
   波数帯を周波数Ａ１ からＡ２ まで、上記第２の受信
   周波数帯を周波数Ｂ。 からＢ２ まで、上記第１の受信周波数帯を受信する場
   合の中間周波数をＦｌ、そして上記第２の受信周波数帯
   を受信する場合の中間周波数をＦ２ とするとき、オフ
   セット周波数Ｆ３ を新たに設け、次の連立方程式 のいずれかが成立するようにＮ（ただし、Ｎは正整数で
   あり、正整数でない場合には近傍の正整数を用いる。 ）およびＦ３を定めたことを特徴とする信号受信方式。 ２ 位相制御ループが動作している状態においては第２
   局部発振器に含まれた電圧可変容量ダイオードに加えら
   れている制御電圧を利用して第２受信周波数帯の高周波
   増幅部の選択増幅する周波数を制御することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の信号受信方式。 ３ 第１の受信周波数帯をＡＭバンド、第２の受信周波
   数帯をＦＭバンドとすることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の信号受信方式。