JPS632181B2

JPS632181B2 -

Info

Publication number: JPS632181B2
Application number: JP16327480A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Watanabe; Masanori Ienaka
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1980-11-21
Filing date: 1980-11-21
Publication date: 1988-01-18
Also published as: JPS5787638A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、AMステレオ受信装置に関する。

従来より、AMステレオ受信装置として、特開
昭53−140901号公報により提案されたものが公知
である。このAMステレオ方式は、AM−PM方
式とも呼ばれるものであり、送信装置から振幅変
調された和信号Ｌ＋Ｒと、位相変調された差信号
Ｌ−Ｒとが送信される。

したがつて、受信装置としては、周知のAMラ
ジオ受信装置と同様のアンテナ回路、RF増幅段、
周波数変換段、及び中間周波増幅段を通して得ら
れた受信信号をAM検波して和信号Ｌ＋Ｒ（モノ
ラル信号）を形成する。そして、上記受信号を
PM検波して差信号を形成し、マトリツクス回路
で両者を合成（加算、減算）することにより、左
チヤンネルステレオ信号Ｌと、右チヤンネルステ
レオ信号を得るものである。

この公知のAMステレオ受信装置では、AM変
調率が100％以上の過変調、又は雑音等による大
きな負のピークのためにキヤリア切れが生じる
と、PM検波出力信号に不所望のバースト雑音が
生じて、聴感上問題となるものである。

そこで、上記のキヤリア切れを検出して、強制
的にモノラル再生に切り換えることが考えられ
る。

しかし、この場合、AM変調率が略85％を越え
ると、キヤリアの位相を変化させることによつて
PM検波出力信号に悪影響を及ぼすことが、この
出願に係る発明者の研究によつて見い出された。

すなわち、上述のようにキヤリア切れを検出し
たのでは、PM検波出力信号におけるバースト雑
音に対するアタツクタイムが遅れて、完全なバー
スト雑音の消去が不可能となるものである。

この発明の目的は、AM過変調等によるバース
ト雑音を確実に消去することができるAMステレ
オ受信装置を提供することにある。

この発明の基本的特徴によれば、AM−PM方
式のAMステレオ受信装置において、AM変調率
が略85％を越えた場合、これをキヤリア切れとみ
なしてPM検波器を含む差信号伝達経路が不動作
とされる。

以下、この発明を実施例とともに詳細に説明す
る。

第１図は、この発明の一実施例を示すブロツク
図である。

アンテナ回路で受信された高周波（例えば、
530KHz〜1600KHz）のAM放送信号は、RF増幅
段１で増幅される。このRF増幅信号と、局部発
振回路３で形成された局部発振信号とが周波数混
合回路２により混合され、周波数変換されて中間
周波増幅段４に入力される。以上の構成は周知の
AMラジオ受信装置と同様であり、RF増幅段１、
中間周波増幅段４には、段間周波数選択素子を含
むものである。

この実施例においては、AM変調成分より広い
周波数帯にわたり分布するPM変調成分のエネル
ギー損失を少なくするため、周知のAMラジオ受
信装置に比べ、又はAM検波器５への中間周波増
幅信号に比べ、より広い周波数帯域、例えば、最
終段の段間周波数選択素子の入力側における中間
周波増幅段の出力信号をPM検波人力側として用
いる。ただし、終段の段間周波数選択素子により
和、差信号成分に位相ずれが生じてステレオ分離
度を悪化させる場合には、例えば、差信号伝達経
路に位相補正を行なう遅延回路を設けるものであ
る（図示せず）。

狭帯域の中間周波増幅信号IF₁は、AM検波器
５により、AM検波されて和信号Ｌ＋Ｒが得られ
る。

このAM検波出力は、ステレオ再生信号を形成
するマトリツクス回路１５及びAGC電圧を形成
するAGCフイルタ６に入力される。このAGCフ
イルタ６で形成されたAGC電圧は、RF増幅段１
及び中間周波増幅段４の利得制御の他、差信号Ｌ
−Ｒの人力電界強度に応じたレベル調整、人力電
界強度検出のためにも用いられる。このことは、
後述する可変利得回路１０、ステレオ／モノラル
切り換え、表示の説明で明らかとなろう。

また、上記比較的広帯域の中間周波増幅信号
IF₂はリミツタアンプ７に入力され、ここで中間
周波増幅信号に含まれるAM変調成分が除去され
る。

このリミツタアンプ７の出力は、FM検波器８
と、FM−PM検波変換のためのローパスフイル
タ９とで構成されたPM検波器でPM検波され、
差信号Ｌ−Ｒ及びステレオパイロツト信号Ｐ（５
Hz）を得る。

この実施例では、リミツタアンプ７を通した
PM変調信号をFM検波器８で検波するものであ
るので、その検波出力FMは、第２図に示すよう
に検波出力レベルが周波数に比例するものであ
る。

そこで、同図に示すように、遮断周波数f₀から
周波数に逆比例する伝達特性LPを有するローパ
スフイルタ９を通すことにより、FM検波出力
FMをPM検波出力PMに変換するものである。

したがつて、ローパスフイルタ９の遮断周波数
f₀は、再生下限周波数以下の低周波、例えば、50
〜20Hz程度に設定される。

このようなPM検波により形成された差信号Ｌ
−Ｒは、入力電界強度に無関係に一定のレベルと
なるのに対し、AM検波により形成された和信号
Ｌ＋Ｒは、人力電界強度に比例して変化する。し
たがつて、このまま直接マトリツクス回路１５で
合成した場合には、良好なステレオ分離度が得ら
れないことより、PM検波により形成された差信
号Ｌ−Ｒは、和信号Ｌ＋Ｒのレベルに応じて変化
するAGC電圧で制御される可変利得回路１０に
よりレベル調整され、両者のレベル整合がなされ
る。

そして、レベル調整された差信号Ｌ−Ｒは、ス
テレオ／モノラル切り換えのために設けられたミ
ユート回路１３を通してマトリツクス回路１５に
入力される。

このAM−PM方式の下では、前述したように
AM変調が100％以上の過変調又は雑音等による
大きな負のピークのためにキヤリア切れが生じる
と、FM検波出力に不所望のバースト雑音が発生
し、不快音の原因となる。

このキヤリア切れ検出を行なうにあたり、ピー
ク検波器１１の入力側にゲート回路１６が設けら
れる。このゲート回路１６は、上記中間周波増幅
信号IF₂のAM変調率が略85％を越えるキヤリア
の伝達を禁止する。したがつて、ピーク検波器１
１には、AM変調率が略85％以下のキヤリアのみ
が入力される。これにより、ピーク検波器１１の
出力には、AM変調率が略85％を越えるキヤリア
は、キヤリア切れとする検出信号が得られる。

また、上記バースト雑音は、FM−PM検波変
換のためのローパスフイルタ９によつて積分され
るためにリカバリータイムが遅れる。したがつ
て、ピーク検波器１１で形成されたキヤリア切れ
検出信号は、リカバリータイムのみを遅延させる
遅延回路１２を通してミユート回路１３を動作さ
せる。これにより、マトリツクス回路１５からは
バースト雑音が発生している間一時的に和信号の
みが出力されて、モノラル再生に自動的に切り換
えられ、バースト雑音の消去がなされる。

また、PM検波出力が入力に印加されたローパ
スフイルタ１４は、例えば、５Hzのステレオパイ
ロツト信号の有無を検出して、ミユート回路１３
を制御することによるステレオ／モノラル切り換
えと、その旨の表示を行なう。

ただし、ステレオパイロツト信号が検出されて
ステレオ放送のときでも、入力電界強度が弱く、
ステレオ再生に不適当な場合には、モノラル再生
に切り換える。この動作は、AGC電圧により上
述のような弱人力電界強度であることを判別して
強制的にモノラル再生、表示の切り換えを行なう
ものである。

第３図は、この発明の要部一実施例を示す具体
的回路図である。

この実施例においては、点線で囲まれた各回路
素子は周知の半導体製造方法によつて、１個のシ
リコンチツプに形成され、丸で囲まれた数字は端
子番号を示し、これらを介して外付部品で構成さ
れた外付回路網と接続されている。

この実施例回路では、FM検波器８を回路の簡
単なクオドラチヤ検波回路で構成するものであ
る。

すなわち、トランジスタQ₁〜Q₆は、周知の平
衡差動型の掛算回路を構成するものであり、リミ
ツタアンプ７の出力がトランジスタQ₁，Q₂のベ
ースに印加されている。また、リミツタアンプ７
の出力は、コンデンサC₁により90゜位相シフトさ
れ、外付端子３を介して接続されたタンク回路
L₁₀₁，L₁₀₁により取り出された中心周波数（450K
Hz）がスイツチングトランジスタQ₃，Q₆のベー
スに印加される。

定電流回路I₀₂と抵抗R₁及びダイオード（ダイ
オード形態に接続されたトランジスタを含む、以
下同じ）Q₁₃，Q₁₃′は、バイアス回路を構成する
ものであり、抵抗R₁とダイオードQ₁₃，Q₁₃′で形
成された定電圧がスイツチングトランジスタQ₄，
Q₅のベースに印加される。そして、外付端子４
とタンク回路におけるコイルL₁₀₁を介して、スイ
ツチングトランジスタQ₃，Q₆のベースにバイア
ス電圧を供給する。なお、コンデンサC₁₀₂は、タ
ンク回路の交流的接地のために用いられ、トラン
ジスタQ₁，Q₂の共通接続されたエミツタには、
定電流回路I₀₁が設けられる。

共通接続されたトランジスタQ₃，Q₅のコレク
タから得られる一方の掛算出力は、トランジスタ
Q₇，Q₈及びトランジスタQ₁₁，Q₁₂でそれぞれ構
成された電流ミラー回路を介して、吸い込み電流
信号として出力される。共通接続されたトランジ
スタQ₄，Q₆のコレクタから得られる他方の掛算
出力は、トランジスタQ₉，Q₁₀で構成された電流
ミラー回路を介して押し出し電流信号として出力
される。そしてトランジスタQ₁₀，Q₁₂のコレク
タを共通接続することにより、差の電流信号を得
るものである。この掛算回路によるクオドラチヤ
検波出力は、変調周波数に比例するFM検波出力
であるため、外付端子５を介して接続された抵抗
R₁₀₁とコンデンサC₁₀₃と構成されたローパスフイ
ルタ９でPM検波信号に変換される。すなわち前
述したように、ローパスフイルタ９の遮断周波以
上の周波数に逆比例する伝達特性を利用してPM
検波信号に変換されるものである。

上記出力トランジスタQ₁₀，Q₁₂のコレクタに
は外付端子４からのバイアス電圧が抵抗R₁₀₁及び
外付端子５を介して印加されている。

ローパスフイルタ９で変換されたPM検波出力
は、カツプリングコンデンサC₁₀₄を介して外付端
子６に印加され、バツフアアンプ９′で増幅され
て外付端子７から出力される。このPM検波出力
に含まれるパイロツト信号は、抵抗R₁₀₂と、コン
デンサC₁₀₅で構成されたローパスフイルタ１４で
取り出され、カツプリングコンデンサC₁₀₆を通し
て外付端子９から制御回路１４′に入力される。

また、上記PM検波出力は、ミユート回路１３
の一部を構成するコンデンサC₁₀₇、抵抗R₁₀₃コン
デンサC₁₀₈を通して可変利得回路１０の入力端子
である外付端子１０に印加される。

この実施例では、第１図のブロツク図と異なり
ミユート回路１３は、可変利得回路１０の入力側
に設けられている。ミユート回路１３を構成する
コンデンサC₁₀₇，C₁₀₈は、ミユート動作による直
流レベルの変動を防止するとともに、パイロツト
信号の除去に用いられる。

一方、キヤリア切れを検出するピーク検波器１
１はダーリントン形態のトランジスタQ₁₆，Q₁₄
及びQ₁₇，Q₁₅のコレクタがすべて共通に接続さ
れトランジスタQ₁₆，Q₁₇のベースには、ダイオ
ードQ₁₃，Q₁₃′で形成されたバイアス電圧が印加
され、トランジスタQ₁₄，Q₁₅のエミツタが共通
接続されて抵抗R₂により接地されている。そし
て、トランジスタQ₁₄，Q₁₅のベースに、カツプ
リングコンデンサC₂，C₃を介して、ゲート回路
１６からの互いに逆相のキヤリアが印加されてい
る。

ゲート回路１６は、差動トランジスタ回路が利
用される。すなわち、差動トランジスタQ₂₇，
Q₂₈の共通エミツタに定電流回路I₀₃が設けられそ
れぞれのトランジスタQ₂₇，Q₂₈のコレクタには
負荷抵抗R₁₂，R₁₃が設けられる。これらの差動
トランジスタQ₂₇，Q₂₈のコレクタ出力信号はト
ランジスタQ₂₉，Q₃₀と抵抗R₁₄，R₁₅でそれぞれ
構成されたエミツタフオロワ回路を通してピーク
検波器１１に伝達される。そして、AM変調率が
略85％を越えるキヤリアの伝達を禁止するため、
差動トランジスタQ₂₇，Q₂₈のベース直流電圧間
にはオフセツト電圧が設定される。

すなわち、上記中間周波増幅段４から外付端子
１を介して入力される中間周波増幅信号IFは、
エミツタ接地増幅トランジスタQ₂₅のベースに印
加される。このコレクタ出力信号は、エミツタフ
オロワトランジスタQ₂₆のベースに印加され、抵
抗R₈〜R₁₁を介して上記トランジスタQ₂₅のベー
スに負帰還される。

上記増幅回路におけるトランジスタQ₂₆のエミ
ツタ出力信号がゲート回路１６の一方の差動トラ
ンジスタQ₂₇のベースに印加される。そして、抵
抗R₈によつてレベルシフトされたトランジスタ
Q₂₆のエミツタ出力信号は、リミツタアンプ７に
入力される。リミツタアンプ７は、直流負帰還経
路１７がもうけられた差動増幅回路で構成され、
外付端子２には、交流接地のためのコンデンサ
C₁₁₀が接続される。

直流負帰還経路１７の帰還直流電圧V₁がゲー
ト回路１６の他方の差動トランジスタQ₂₈のベー
スに印加される。

したがつて、トランジスタQ₂₆のエミツタにお
ける直流電圧をV₂とすると、差動トランジスタ
Q₂₇，Q₂₈のベース間には、電圧V₂−V₁のオフセ
ツト電圧、換言すれば、抵抗R₈で形成されたレ
ベルシフト分に相当する電圧差が生じる。

このため、第４図に示すように、トランジスタ
Q₂₆のエミツタから得られる中間周波増幅信号の
キヤリアのエンベローブVeが、上記差電圧V₂−
V₁以下になるとトランジスタQ₂₇がオンし、トラ
ンジスタQ₂₈がオフする。したがつて、トランジ
スタQ₂₇のコレクタ出力電圧V_OUT1はローレベル側
に固定され、トランジスタQ₂₈のコレクタ電圧
V_OUT2はハイレベル側に固定され、キヤリアの伝
達を禁止する。

上記オフセツト電圧は、AM変調率が略85％程
度になつたときのキヤリア振幅電圧に等しく設定
される。

そして、このゲート回路１６を通したキヤリア
は、ピーク検波器１１で直流化される。このピー
ク検波器１１の動作は、次のように説明できる。

上記ゲート回路１６を通したキヤリアレベルが
正方向の電圧であるときは、トランジスタQ₁₄，
Q₁₅がオンし、負方向の電圧であるときには、ト
ランジスタQ₁₆，Q₁₇がオンする。そして、トラ
ンジスタQ₁₄，Q₁₆に印加されるキヤリアと、ト
ランジスタQ₁₅，Q₁₇に印加されるキヤリアとは
互いに逆相であるため、キヤリアが入力された場
合には、トランジスタQ₁₄，Q₁₇とトランジスタ
Q₁₅，Q₁₆とが交互にオンして、出力トランジス
タQ₂₀をオンしつづけるものである。一方、キヤ
リアがなくなると、トランジスタQ₁₄〜Q₁₇がす
べてオフするため、トランジスタQ₂₀がオフし
て、ハイレベルのキヤリア切れ検出信号が得られ
る。

このハイレベルの検出信号により、エミツタフ
オロワトランジスタQ₂₁がオンして、遅延回路１
２を構成するコンデンサC₁₀₉を充電するため、ア
タツクタイムが早いキヤリア切れ検出信号でミユ
ートトランジスタQ₂₃をオンとして、AM変調率
が略85％を越えた付近から生じるバースト雑音を
も消去することができる。

そして、キヤリアが再び入力されてトランジス
タQ₂₀がオフしても、抵抗R₁₀₄を通してコンデン
サC₁₀₉を放電させる時間を利用して、ローパスフ
イルタ９でのバースト雑音のリカバリータイム遅
れに応じてミユートトランジスタQ₂₃のオン動作
を継続して、確実なバースト雑音の消去を行なう
ものである。

なお、１４′はAGCレベル判定及びランプドラ
イバ回路であり、ステレオパイロツト検出信号と
AGCレベル判定信号とにより、前述したように
ミユートトランジスタQ₂₄のオン／オフによるス
テレオ／モノラル切り換え、及びランプ表示動作
を行なうものである。

なお、この実施例では、このモノリシツク半導
体集積回路内に、AM検波器５及びAGC回路６
（図示せず）と、マトリツクス回路１５を含むも
のである。このモノリシツク半導体集積回路に構
成されたAGC回路６は、上記可変利得回路１０
と制御回路１４′のAGC電圧を形成するために用
いられ、RF増幅段１と中間周波増幅段４への
AGC電圧は、他のAGC回路によつて形成され
る。

以上説明したこの実施例では、前述のように
AM変調率が略85％を越えるときに、バースト雑
音消去のためのミユート動作を行なうため、バー
スト雑音に対するミユート動作のアタツクタイム
が遅れることなく、確実な雑音消去を行なうこと
ができる。

そして、FM検波器として、クオドラチヤ検波
回路を用いた場合には、PLL回路を用いる場合
に比べて、大幅な回路の簡素化が図られる。特に
バイアス電圧をタンク回路を介して供給するもの
であるので、バイアス抵抗によるタンク回路の選
択度を低下させることがなく、AMラジオ受信装
置における低周波の中心周波数（450KHz）に対
する位相シフトコンデンサC₁のインピーダンス
が大きくても問題になることはない。すなわち、
タンク回路のインピーダンスが大きくできるか
ら、モノリシツク半導体集積回路内に形成された
小容量値の位相シフトコンデンサC₁を利用する
ことができる。

また、この実施例においては、バースト雑音消
去等のためのステレオ／モノラル切り換えを、ミ
ユート回路で行なうものであるので、公知のAM
ステレオ受信装置のようにステレオ／モノラル切
り換え回路を用いる場合に比べ、回路の簡素化を
図ることができる。

この発明は、前記実施例に限定されず、PM検
波動作は、PLL回路によるFM検波器又はPM検
波器を用いるものであつてもよい。ただ、PM検
波器とした場合には、PLLルーブフイルタの遮
断周波数を例えば20Hz程度と小さくするため、振
動に対する応答性が悪く、例えば、カーラジオ受
信装置としては不向なものとなる。これに対し
て、FM検波器とした場合には、上記遮断周波数
が例えば20KHz程度と高くできるから耐振性の向
上を図ることができる。

なお、PLL回路によりPM検波器を構成した場
合には、バースト雑音のリカバリタイムが早くな
るから、上記遅延回路１２のリカバリタイムの時
定数は、これに応じて小さくすればよい。

また、PM検波器として、FM検波器を利用し
た場合には、PM検波に変換するローパスフイル
タ９によつて、バースト雑音は積分されてレベル
が小さくなることに着目して、モノラル動作によ
る雑音消去を必要としない場合もあることを考慮
して、スイツチ等により上記雑音消去動作を不動
作とする機能を付加して、聴取者の好みに応じて
選択できるものとしてもよい。

さらに、バースト雑音消去等のためのミユート
回路に替え、第３図の実施例回路において、トラ
ンジスタQ₂₃のオンによりクオドラチヤ検波回路
を構成する定電流回路I₀₁を下動作とする等FM
（PM）検波動作自体を不動作とするものであつ
てもよい。

また、この発明におけるAMステレオ受信装置
を構成する各回路ブロツクの具体的回路は、前記
説明したような動作を行なうものであれば、種々
変形できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示すブロツク
図、第２図は、この発明におけるPM検波動作の
一実施例を説明する周波数−電圧特性図、第３図
は、この発明の要部一実施例を示す具体的回路
図、第４図は、そのゲート回路の動作を説明する
波形図である。１……RF増幅段、２……周波数混合回路、３
……局部発振回路、４……中間周波増幅段、５…
…AM検波器、６……AGCフイルタ、７……リ
ミツタアンプ、８……FM検波器、９……ローパ
スフイルタ、１０……可変利得回路、１１……ピ
ーク検波器、１２……遅延回路、１３……ミユー
ト回路、１４……ローパスフイルタ、１５……マ
トリツクス回路、１６……ゲート回路。

Claims

【特許請求の範囲】１振幅変調された和信号成分と、位相変調され
た差信号成分を含む信号源回路と、振幅変調され
た和信号成分に比例した信号を形成するAM検波
器と、位相変調された差信号成分に比例した信号
を形成するPM検波器と、和信号と差信号とを合
成してステレオ再生信号を形成するマトリツクス
回路と、PM検波器への入力信号におけるキヤリ
ア切れを検出するピーク検波器と、このキヤリア
切れ検出信号のリカバリータイムを遅延させる遅
延回路と、この遅延されたキヤリア切れ検出信号
によりPM検波器を含む差信号伝達経路を不動作
とする回路手段とを含むAMステレオ受信装置に
おいて、上記ピーク検波器の入力側にAM変調率
が所定範囲を越える信号の伝達を禁止するゲート
手段を設けたことを特徴とするAMステレオ受信
装置。２ PM検波器は、FM検波器と、このPM検波
信号をPM検波信号に変換する周波数特性補正回
路とで構成されるものであることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載のAMステレオ受信装
置。３差信号伝達経路を不動作とする回路手段は、
PM検波動作を不動作とするものであることを特
徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
AMステレオ受信装置。４差信号伝達経路を不動作とする回路手段は、
PM検波出力信号の伝達経路に設けられたミユー
ト回路を動作させるものであることを特徴とする
特許請求の範囲第１項又は第２項記載のAMステ
レオ受信装置。５ゲート手段は、差動トランジスタ回路で構成
され、一方の入力端子には入力信号が印加され、
他方の入力端子には上記入力信号における直流成
分に対してAM変調率が100％から所定範囲の変
調率を引いたものに相当する所定の基準電圧が印
加されるものであることを特徴とする特許請求の
範囲第１項乃至第４項記載のAMステレオ受信装
置。