JPS6373720A - 受信機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、受信技術、さらにはオーディ第１３号で変
調された無線信号を受信する無線受信機に適用して有効
な技術に関するもので、たとえば、放送受信用のＦＭラ
ジオに利用して有効な技術に関するものである。

［従来の技術］ たとえば、無線受信機のひとつであるＦＭラジオにおい
て、帯域幅の広い良好な受信音質を得るためには、その
受信帯域幅を十分に広くとることが必要である。一方、
電界強度の弱い信号でも受信できるようにするためには
、受信音質がある程度低下しても、その受信帯域幅と狭
めてＳＮ比を高めるようにしなければならない。このこ
とは、ＡＭ（振幅変調）受信機などについても同様であ
る。

一般の放送受信用のＦＭラジオでは、電界強度が比較的
強いところで使用されることが多いなめ、受信帯域幅を
広げて受信音質の向上をはかっている。つまり、感度よ
りも音質を重視した構成となっている。

また、アマチュア無線用通信機などの通信用Ｆλ１受信
機では、微弱な電波でも受信できるようにするために、
受信帯域幅を狭めてＳＮ比の向上をはかつている。つま
り、ここでは音質よりも感度を重視している。

なお、ＦＭ受信機の技術については、たとえば、ＡＲＲ
Ｌ　（＾ｍｅｒｉｅａｎ　Ｒａｄｉｏ　Ｒｅ１ａｙ　　
Ｌｅａｇｕｅ）発行　ｒＴｈｅ　　Ｒａｄｉｏ　　Ａｍ
ａｔｅｕｒ’ｓ　　Ｈａｎｄｂｏｏｋ　　　１　９　７
　７年版」４２９〜４４０頁（ＲＥＣＥＰＴＩＯＮ　Ｏ
Ｆ　ＦＭ　５ＩＧＮＡＬＳ　）などにその概要が良く説
明されている。

ここで、本発明者は、電界強度の弱い信号でも高ＳＮ比
で受信できるようにした無線受信機について検討した。

以下は、公知とされた技術ではないが、本発明者によっ
て検討された技術であり、その概要は次のとおりである
。

第３図は本発明者らによって検討された無線受信機の構
成を示す。

同図に示す無線受信機は、スーパヘテロダイン方式のＦ
　Ｍラジオとして構成されている。このＦＭラジオは、
高周波増幅回路（ＲＦ）１．周波数変換器（ＭＩＸ）２
、局部発振器（ＬＯ）３、バンド・バス・フィルタ（Ｂ
ＰＦ）４、中間周波増幅回路（ＩＦ）５、ＦＭ検波回路
（ＦＭＤＥＴ）６、ロー・パス・フィルタ（ＬＰＦ）７
、および低周波増幅回路（ＡＦ）８などによって構成さ
れている。

ここで、第３図に示したＦＭラジオでは、ＦＭ検波回路
６によって検波された低周波信号の帯域とくに上限周波
数を制限するために、抵抗ＲとコンデンサＣによるロー
・バス・フィルタ７が設けられている。

一方、受信電波の電界強度を検出する電界強度検出手段
９が設けられている。このＴＬ電界強度検出手段は、検
波回路６の入力信号レベルを検出することによって、受
信電波の電界強度に応じたレベルの直流電圧を出力する
。

上記電界強度検出手段９の検出出力は、同調指示用のレ
ベルメータ１０に与えられるとともバー、上記ロー・パ
ス・フィルタフの時定数の大きさを切り換えろ制御信号
として利用されるようになっている。上記電界強度検出
手段９の検出レベルが高いとき、つまり電界強度が強い
ときには、上記ロー・バス・フィルタフの時定数を小さ
く切り換えて帯域幅を広くする。反対に、上記電界強度
検出手段９の検出レベルが低いとき、つまり電界強度が
弱いときには、上記ロー・パス・フィルタフの時定数を
大きく切り換えて帯域幅を狭くする。

これにより、受信電波の電界強度が十分にあるときは、
上記ロー・バス・フィルタ７の帯域幅が広がることによ
り、高音域への伸びが良い高忠実な受信音が得られる。

一方、受信電界強度が弱いときには、上記ロー・パス・
フィルタフの帯域幅が狭められることにより高音域が遮
断されるようになり、これによって、音質の忠実度は低
下するが、高域ノイズが遮断されたＳＮ比の良い受信音
質が確保される。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上述した技術には、次のような問題点の
あることが本発明者によってあきらかとされた。

すなわち、第３図に示したごとき無線受信機では、その
受信帯域幅の制御を抵抗ＲとコンデンサＣによる時定数
を用いて行っていたため、その制御ヰ性が概して悪く、
電界強度を強と弱の２つに分けていずれか一つを切り換
えて選択するといったような、きわめて大雑把な制御し
か行えなかった。

このため、広帯域での受信可能限界と侠帯域への切り換
えタイミングとのずれがどうしても大きくなって、受信
機本来の性能が十分に活されない、という問題点を生じ
ることが本発明者らによってあきらかとされた。

つまり、まだ広帯域による高音質受信が可能な状態にあ
るうちに低音質となる狭帯域受信への切り換えが行われ
てしまったり、反対にＳＮ比が低下して広帯域受信へ切
り換えるべきなのに切り換えが行われないといったよう
に、受信機の実際の性能に合わせたきめ細かな受信帯域
幅の制御が行えない、という問題点があった。

本発明の目的は、無線受信機の受信帯域幅を電界強度に
応じてきめ細かに制御することを可能にし、これによっ
て無線受信機本来の性能を十分に活かすような最適な受
信帯域幅が常に得られるようにする、という技術を提供
することにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明ｍ書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。

［問題点を解決するための手段］ 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、無線受信機の受信帯域幅を決めるフィルタを
スイッチド・キャパシタによる時定数を用いて構成する
一方、受信電波の電界強度を検出する電界強度検出手段
と、この検出手段の出力によって制御される可変周波数
発振器とを備え、上記スイッチド・キャパシタのスイッ
チング動作周波数源を上記可変周波数発振器から与える
ことにより上記フィルタの帯域特性を電界強度に応じて
可変させる、というものである。

［作用］ 先ず、スイッチド・キャパシタの時定数は、そのスイッ
チング動作周波数に依存する。したがって、そのスイッ
チング動作周波数を可変周波数発振器と電界強度検出手
段とによって可変制御すると、そのスイッチド・キャパ
シタの時定数によって定まるフィルタの帯域幅すなわち
受信帯域幅が電界強度に合わせて可変制御されるように
なる。

これにより、無線受信機の受信帯域幅を電界強度に応じ
てきめ細かに制御することを可能にして、無線受信機本
来の性能を十分に活かすような最適な受信帯域幅が常に
得られるようにする、という目的が達成される。

［実施例］ 以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する
。

なお、各図中、同一符号は同一あるいは相当部分を示す
。

第１図はこの発明による技術が適用された無線受信機の
一実施例を示す。

同図に示す無線受信機は、スーパヘテロゲイン方式のＦ
Ｎ１ラジオとして構成されている。このＦＭラジオは、
高周波増幅回路（ＲＦ）１、周波数変換器（ＭＩＸ）２
、局部発振器（ＬＯ）３、バンド・パス・フィルタ（Ｂ
ＰＦ）４、中間周波増幅回路（ＩＦ）５．ＦＭ検波回路
（ＦＭ　　ＤＥＴ）６、ロー・パス・フィルタ（ＬＰＦ
）７、および低周波増精回路（ＡＰ）８などによって構
成されている。

さらに、第１図に示したＦＭラジオでは、上述した構成
に加えて、電界強度検出手段９、同調指示用レベルメー
タ１′０、および電圧によって制御される可変周波数発
振器（Ｖ／ｆ）１１，１２゜１３などが設けられている
。電界強度検出手段９は、検波回路６の入力信号レベル
を検出することによって、受信電波の電界強度に応じた
レベルの直流電圧を゛出力する。この電界強度検出手段
９の検出出力は、同調指示用レベルメータ１ｏに与え゛
られるとともに、上記可変周波数発振器１１，１２．１
３に制御電圧としてそれぞれに与えられるようになって
いる。

これとともに、上記バンド・パス・フィルタ４とロー・
パス・フィルタ７が共に、スイッチド・キャパシタによ
って構成されている。

先ず、バンド・パス・フィルタ４は、周波数変換器２と
中間周波増幅回路５の間に介在して中間周波信号の通過
帯域悟を選択するフィルタであって、ハイ・パス・フィ
ルタ部（ＨＰＦ）とロー・パス・フィルタ部＜ＬＰＦ）
とを組み合わせて構成される。

ハイ・パス・フィルタ部は、信号伝達経路に直列に挿入
されたコンデンサＣ１と、その信号伝達経路に並列に接
続された抵抗Ｒ１とによって構成される。この場合、そ
の抵抗Ｒ１はスイッチド・キャパシタによる等価的な抵
抗である。この等価的な抵抗Ｒ１をなすスイッチド・キ
ャパシタは、コンデンサＣ２と、このコンデンサＣ２を
上記コンデンサＣ１側と接地電位側へ交互に切り換える
スイッチング回路Ｓ１とによって構成される。このスイ
ッチド・キャパシタによる等価的な抵抗Ｒ１の抵抗値は
、スイッチング回路Ｓ１のスイッチング動作周波数に依
存し、そのスイッチング動作周波数が高くなるほど抵抗
値は低くなり、反対にそのスイッチング動作周波数が低
くなるほど抵抗値は高くなる９したがって、ハイ・パス
・フィルタ部の低域遮断周波数（ｆ　Ｃｌ３　）は、ス
イッチング回路Ｓ１のスイッチング動作周波数に応じて
高くなる。

ロー・パス・フィルタ部は、信号伝達経路に並列に挿入
されたコンデンサＣ４と、その信号伝達経路に直列に接
続された抵抗Ｒ２とによって構成される。この場合ら、
その抵抗Ｒ２はスイッチド・キャパシタによる等価的な
抵抗である。この等価的な抵抗Ｒ２をなすスイッチド・
キャパシタは、コンデンサＣ３と、このコンデンサＣ３
を上記コンデンサＣ４の入力側と出力側へ交互に切り換
えるスイッチング回路Ｓ２とによって構成される。この
スイッチド・キャパシタによる等価的な抵抗Ｒ２の抵抗
値は、スイッチング回路Ｓ２のスイッチング動作周波数
に依存し、そのスイッチング動作周波数が高くなるほど
抵抗値は低くなり、反対にそのスイッチング動作周波数
が低くなるほど抵抗値は高くなる。したがって、ロー・
パス・フィルタ部の高域遮断周波数（ｆｃｏ２）も、ス
イッチング回路Ｓ２のスイッチング動作周波数に応じて
高くなる。

上記ハイ・パス・フィルタ部（ＨＰＦ）低域遮断周波数
（ｆ　ｃｔ２　）と上記ロー・パス・フィルタ部（ＬＰ
Ｆ）高域遮断周波数（ｆ　ＣＨ２）との間隔によって上
記バンド・パス・フィルタ４の通過帯域幅が定まるよう
になっている。

次に、ロー・パス・フィルタ７は、検波回路６と低周波
増幅回路８の間に介在して検波されたオーディオ信号の
通過帯域幅を選択するフィルタである。

このロー・パス・フィルタ７は、信号伝達経路に並列に
挿入されたコンデンサＣ６と、その信号伝達経路に直列
に接続された抵抗Ｒ３とによｈて構成される。この場合
も、その抵抗Ｒ３はスイッチド・キャパシタによる等価
的な抵抗である。この等価的な抵抗Ｒ３をなすスイッチ
ド・キャパシタは、コンデンサＣ５と、このコンデンサ
Ｃ５を上記コンデンサＣ６の入力側と出力側へ交互に切
り換えるスイッチング回路Ｓ３とによって構成される。

このスイッチド・キャパシタによる等価的な抵抗Ｒ３の
抵抗値は、スイ・ソチング回路Ｓ３のスイッチング動作
周波数に依存し、そのスイッチング動作周波数源ｆト周
波数ど抵抗値は低くなり、反対にそのスイッチング動１
ヤ周波数が低くなるほど抵抗値は高くなる。したがって
、ロー・パス・フィルタフの高域遮断周波数（ｆ　ｃＨ
２）も、スイッチング回路Ｓ３のスイッチング動作周波
数に応じて高くなる。

ここで、上記バンド・パス・フィルタ４およびロー・パ
ス・フィルタ７を構成する各スイッチド・キャパシタの
スイッチング動作周波数源はそれぞれ、上記可変周波数
発振器１１．１２．１３から個別に与えられるようにな
っている。

先ず、バンド・パス・フィルタ４については、そのハイ
・パス・フィルタ部を構成するスイ・・ｌチド・キャパ
シタの動作スイッチング周波数源が可変周波数発振器１
２から、そのロー・パス・フィルタ部を構成するスイッ
チド・キャパシタの動作周波数源が可変周波数発振器１
３から、それぞれに与えられるようになっている。そし
て、この２の可変周波数発振器１２．１３のそれぞれの
Ｊｔ振同周波数、上記電界強度検出手段９の検出出力に
よって相捕的に可変させられるようになっている。つま
り、電界強度検出手段９によって検出される電界強度が
強くなるにしたがって、ロー・パス・フィルタ部側の可
変周波数発振器１２の発振周波数が低い方へ可変される
とともに、ハイ・パス・フィルタ側の可変周波数発振器
１３の発振周波数が高い方へ可変されるような制御が行
われるようになっている。

これにより、第２図の右側に示すように、上記バンド・
パス・フィルタ４の特性すなほち無線受信機の検波前に
おける選択特性は、電界強度が強いときには、図中に実
線で示す曲線のように、低域遮断周波数ｆ　ＣＬ２と高
域遮断周波数ｆｃｎ２の間隔が拡大することによって、
広い帯域幅ｗ２が自動的に設定されるようになる６反対
に、電界強度が弱いときには、図中に破線で示す曲線の
ように、低域遮断周波数ｆｃＬ２°と高域遮断周波数ｆ
ｃｏ２′の間隔が拡大することによって、狭い帯域幅Ｗ
　２　’が自動的に設定されるようになる。このように
して、電界強度に応じて帯域ｔａｗ　２−　Ｗ　’が自
動的かつ連続的に可変制御されるようになっている。

次に、ロー・パス・フィルタ７についても、このフィル
タを構成するスイッチド・キャパシタのスイッチング動
作周波数源が可変周波数発振器１３から与えられること
によって、その高域遮断周波数（ｆｃＨｌ）が電界強度
に応じて可変制御されるようになっている。これにより
、第２図の左側に示すように、無線受信機の検波後にお
ける選択特性は、電界強度が強いときには、図中に実線
で示す曲線のように、高い遮断周波数ｆｃｎｌに移行す
るようになる０反対に、電界強度が弱いときには、図中
に破線で示す曲線のように、低い遮断周波数ｆｃｏｌ’
に移行するようになる。このようにして、検波後の受信
選択特性も、電波の電界強度に応じて帯域幅ｗ　ｌ　−
ｗ　ｌ　’が自動的かつ連続的に可変制御されるように
なっている。

以上のように、無線受信機の受信帯域幅を決めるフィル
タ４．７をスイッチド・キャパシタによる時定数を用い
て構成する一方、受信電波の電界強度を検出する電界強
度検出手段つと、この検出手段９の出力によって制御さ
れる可変周波数発振器１１．１２．１３とを備え、上記
スイッチド・キャパシタのスイッチング動作周波数源を
上記可変周波数発振器１１，１２．１３からそれぞれに
与えることにより、上記フィルタ４．７の帯域特性すな
わち受信帯域幅を電界強度に応じてきめ細かに制御する
ことが可能になる。これによって、無線受信機本来の性
能を十分に活かすような最適な受信帯域幅が常に得られ
るようになる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施例にらとづ
き具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種／ζ変
更可能であることはいうまでもない。たとえば、上記バ
ンド・パス・フィルタ４あるいはハイ・パス・フィルタ
フのいずれか一方を省略する構成であってもよい。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるスーパーヘテロダイ
ン方式のＦＭラジオに適用した場合について説明したが
、それに限定されるものではなく、たとえば、ＡＭ受信
機、ＳＳＢ受信機、スペクトラム拡散方式の無線受信機
、あるいはストレート方式の無線受信機などにも適用で
きる。

［発明の効果］ ホーにおいて開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。

すなわち、無線受信機の受信帯域幅を電界強度に応じて
きめ細かに制御することが可能になり、これによって無
線受信機本来の性能を十分に活かすような最適な受信帯
域幅が常に得られるようになる、という効果が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による技術が適用された無線受信機と
してのＦＭラジオの構成を示すブロック回路図、 第２図は第１（２Ｉに示したＦ　Ｍ受信機の受信選択特
性の例を示すグラフ、 第３図はこの発明に先立って検討された無線受信機の構
成を示すブロック回路図である。 １・・・高周波増幅回路（ＲＦ）、２・・・周波数変換
器（ＭＩＸ）、３・・・局部発振器（ＬＯ）、４・・・
バンド・バス・フィルタ（ＢＰＦ）、５・・・中間周波
増幅回路（ＩＦ）、６・・・Ｆ　Ｍ検波回路（ＦＭＤＥ
Ｔ）、７・・・ロー・パス・フィルタ（ＬＰＦ＞７．８
・・・低周波増幅回路（ＡＦ）、９・・・電界強度検出
手段、１０・・・同調指示用レベルメータ、１１，１２
．１３・・・可変周波数発振器。 第　　２　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、受信信号を選択するためのフィルタを備えた受信機
   であって、スイッチド・キャパシタによる時定数を用い
   て上記フィルタを構成する一方、受信電波の電界強度を
   検出する電界強度検出手段と、この検出手段の出力によ
   って制御される可変周波数発振器とを備え、上記スイッ
   チド・キャパシタのスイッチング動作周波数源を上記可
   変周波数発振器から与えることにより上記フィルタの帯
   域特性を電界強度に応じて可変させるようにしたことを
   特徴とする受信機。 ２、上記電界強度検出手段の検出レベルが低くなるに従
   って上記フィルタの帯域幅を狭める方向に上記可変周波
   数発振器の発振周波数を制御させるようにしたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に記載の受
   信機。 ３、上記フィルタとしてハイ・パス・フィルタとロー・
   パス・フィルタとによって構成されるバンド・パス・フ
   ィルタを備えるとともに、ハイ・パス・フィルタを構成
   するスイッチド・キャパシタとロー・パス・フィルタを
   構成するスイッチド・キャパシタのそれぞれにスイッチ
   ング動作周波数源として上記可変周波数発振器を設け、
   両可変周波数発振器の発振周波数を上記電界強度検出手
   段の検出出力によって相補的に可変させるようにしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に記
   載の受信機。