JP2005079677A

JP2005079677A - チューナ用信号処理回路

Info

Publication number: JP2005079677A
Application number: JP2003304953A
Authority: JP
Inventors: Koji Saito; 康二齋藤; Masaaki Taira; 正明平; Yutaka Hirakoso; 豊平社
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2003-08-28
Filing date: 2003-08-28
Publication date: 2005-03-24
Also published as: KR20050021884A; KR100649044B1; TW200509559A; US7269401B2; CN1592122A; TWI251404B; US20050059368A1; CN1317829C

Abstract

【課題】チューナから入力される中間周波数信号の搬送波周波数がずれた場合においても、復調特性の低下を防止するチューナ用信号処理回路を提供する。
【解決手段】チューナ用信号処理を行うチューナＤＳＰ１０は、受信放送波信号と、局部発振周波数信号と、の混合により生成した中間周波数（ＩＦ）信号が入力され、ＩＦ信号を検波器１６で検波して復調する。チューナＤＳＰ１０は、ＩＦ信号の搬送波成分を抽出する検出器ＢＰＦ４２と、前記検出器ＢＰＦ４２を通過したＩＦ信号の搬送波の周波数を前記クロック信号に基づいてカウントする周波数カウンタ４４と、前記カウントされた周波数と前記クロック信号の周波数との差に応じてＩＦ周波数ずれ信号を出力するＩＦ周波数ずれ信号出力器４６を備え、このＩＦ周波数ずれ信号に基づいて、ＩＦ−ＢＰＦ１４、検波器１６、隣接妨害検出器２０およびＳ−ｍｅｔｅｒ−ＢＰＦ１４の周波数選択特性を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明はチューナ用信号処理回路、特に入力される中間周波数信号の搬送波周波数がずれた場合に、その周波数ずれに応じて信号処理を行うチューナ用信号処理回路に関する。

ＡＭ（振幅変調）方式は、伝送したい信号（変調信号）を、放送局から放射可能な周波数（搬送波）の振幅に乗せて伝送する方法であって、主に中波ラジオ放送（５２６．５〜１６０６．５ｋＨｚ）に用いられている。中波放送用周波数帯の電波は、地表波による伝播のほか、特に夜間には地上１００ｋｍ付近の電離層（Ｅ層）で反射する空間波による伝播も加わり、広いサービスエリアを確保することができるとともに、車などの移動体に対しても安定したサービスができるという特徴がある。

ＡＭ信号を受信する受信装置において、一般にスーパーヘテロダイン検波方式が用いられている。スーパーヘテロダイン検波方式とは、放送局からの信号と受信装置に内蔵した発振(局部発振）回路による信号とを合成し、このビートを検波して中間周波に置き換え増幅し、復調する方式をいい、高い増幅利得を得やすい、混信を防ぎやすいという特徴を有している。さらに、ＡＭ信号を受信する受信回路には希望する放送波の周波数のみ通過させるバンドパスフィルターが必要とされるが、フィルターの帯域特性を変えずにその中心周波数を連続的に変化させることは非常に難しいため、局部発振周波数を変化させ、一定の周波数に変換された中間周波数のみを通過させる方法が採用されている。

ＡＭ信号を受信する受信装置において、アンテナから入力される受信放送波電界強度に応じて、出力する音声信号である検波信号レベルが変動したり、混信が発生しやすくなったりする。

そこで、従来、受信ＲＦ信号を増幅するためのＡＧＣ（オートゲインコントロール）回路の感度を受信放送波電界強度により変更することによって、混信の発生を抑える方法が提案されている(例えば特許文献１参照）。

特開平７−２２９７５号公報

デジタル信号処理技術の進歩により、中間周波数をアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）によりデジタル信号化し、検波をデジタル信号処理により行い、復調信号を得るチューナ用信号処理回路が実現されている。

ここで、ＡＭチューナからの信号である中間周波数信号の搬送波周波数は、一般に４５０ｋＨｚであり、チューナの備える局部発振器の周波数を受信放送波に応じてチューニングすることにより得られている。中波帯域の放送波の搬送波から４５０ｋＨｚの中間周波数を得るための局部発振器は、一般に１０．２５ＭＨｚの水晶振動子が用いられる。これは、中波放送局の周波数間隔が９ｋＨｚであることから、決まる周波数である。

一方、チューナ以外、例えば、ＣＤＰ（コンパクトディスクプレーヤ）、ＭＤＰ（ミニディスクプレーヤ）等のデジタルオーディオ機器は、一般に１６．９３４４ＭＨｚの水晶振動子に基づいて動作している。このため、チューナＤＳＰのクロック周波数を他のデジタルオーディオ機器と共通化することにより、デジタル信号処理に回路、ソフトウエアの開発コストを低減することができる。

さらに、チューナ用信号処理回路は、チューナ以外、例えば、ＣＤＰ（コンパクトディスクプレーヤ）、ＭＤＰ（ミニディスクプレーヤ）等のデジタルオーディオ機器のデジタル入力を受け付け、１チップで音質補正等の処理を行う場合もある。このような場合、クロック周波数を２種類備えることは、コストが掛かるため、チューナ用信号処理回路も、クロック基準周波数で動作することが要求される。

したがって、一般にチューナ用信号処理回路とチューナとは、別個独立な水晶振動子の振動数に基づいて動作する。実際の製品においては、両者の振動数は、水晶振動子の個体差、環境温度等により、ずれが生じてしまう場合がある。

チューナ用信号処理回路の検波処理において、チューナ用信号処理回路のクロック周波数に対する入力中間信号の搬送波周波数のずれは、復調信号のＳＮ比の悪化、隣接妨害検出精度の悪化による混信の増加の原因となっていた。

そこで本願発明は、チューナより入力される中間周波数信号の搬送波周波数のずれを検知し、そのずれ量に応じて信号処理に係る周波数フィルタの制御を行うチューナ用信号処理回路を提供する。

本発明のチューナ用信号処理回路は、受信放送波信号と第１の局部発振器による局部発振周波数信号との混合により生成した中間周波数（ＩＦ）信号を入力し、前記ＩＦ信号を検波して復調するチューナ用信号処理回路であって、第２の局部発振器によるクロック信号に基づいて動作する、前記ＩＦ信号を検波する検波器と、前記ＩＦ信号の搬送波と前記クロック信号との周波数差を検出し、ＩＦ周波数ずれ信号を出力する周波数ずれ検出器と、を備え、前記周波数ずれ検出器は、前記ＩＦ信号の搬送波成分を抽出する検出器バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）と、前記検出器ＢＰＦを通過した前記ＩＦ信号の搬送波の周波数を前記クロック信号に基づいてカウントする周波数カウンタと、前記カウントされた周波数と前記クロック信号の周波数との差に応じてＩＦ周波数ずれ信号を出力するＩＦ周波数ずれ信号出力器を有し、前記ＩＦ周波数ずれ信号に基づいて、前記チューナ用信号処理回路の動作における周波数選択特性を制御することを特徴とする。

この構成によれば、ＩＦ信号の搬送波周波数がずれても、そのずれ量に応じてチューナ用信号処理回路の周波数フィルタの周波数選択特性を最適に制御できるので、復調信号の音質の低下を抑制することができる。

また、前記チューナ用信号処理回路は、前記入力ＩＦ信号のうち、所定周波数帯域の信号のみ通過させて検波器に出力するＩＦ信号ＢＰＦを備え、前記ＩＦ周波数ずれ信号に基づいて、前記ＩＦ信号ＢＰＦの中心周波数または周波数帯域幅を制御することが好ましい。

この構成によれば、ＩＦ信号の搬送波周波数がずれても、所望の放送波信号以外の信号を排除することができるので、放送波受信利得、選択度、妨害排除特性の低下を抑制することができる。

また、前記ＩＦ信号から隣接妨害信号を検出する隣接妨害検出器を備え、前記検出された隣接妨害波情報に応じて前記ＩＦ信号ＢＰＦの中心周波数または周波数帯域幅を制御し、前記ＩＦ周波数ずれ信号に基づいて、前記隣接妨害波検出器の検出周波数範囲を制御することが好ましい。

この構成によれば、ＩＦ信号の搬送波周波数がずれても、隣接妨害信号の検出精度の悪化を防止でき、隣接妨害の排除特性の低下を抑制することができる。

また、前記検波器は、ＰＬＬ（位相同期ループ）を用いた同期検波器であって、前記ＩＦ周波数ずれ信号に基づいて、前記ＰＬＬのループフィルタおよびＶＯＣ（電圧制御発振器：ＶｏｌｔａｇｅＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＯｓｃｉｌｌａｔｏｒ）の特性を制御することが好ましい。

この構成によれば、ＩＦ信号の搬送波周波数がずれても、検波特性の低下を抑制することができる。

また、前記入力されたＩＦ信号に基づいてシグナルメータ信号を出力するシグナルメータと、復調された信号の音質を、前記シグナルメータ信号に応じて補正する音質補正器と、を備え、前記シグナルメータは、前記ＩＦ信号のうち、所定周波数帯域の信号のみ通過させるシグナルメータ検出用ＢＰＦを有し、前記ＩＦ周波数ずれ信号に基づいて、シグナルメータ検出用ＢＰＦの中心周波数を制御することが好ましい。

この構成によれば、ＩＦ信号の搬送波周波数がずれても、シグナルメータ信号検出精度の悪化を防止でき、音質補正特性の低下を抑制することができる。

以上のように本発明では、第２の局部発振器によるクロック信号に基づいて動作する、前記ＩＦ信号を検波する検波器と、ＩＦ信号の搬送波と前記クロック信号との周波数差を検出し、ＩＦ周波数ずれ信号を出力する周波数ずれ検出器と、を備え、前記周波数ずれ検出器は、前記ＩＦ信号の搬送波成分を抽出する検出器バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）と、前記検出器ＢＰＦを通過した前記ＩＦ信号の搬送波の周波数を前記クロック信号に基づいてカウントする周波数カウンタと、前記カウントされた周波数と前記クロック信号の周波数との差に応じてＩＦ周波数ずれ信号を出力するＩＦ周波数ずれ信号出力器を有し、前記ＩＦ周波数ずれ信号に基づいて、前記検波器の動作に係る周波数選択特性を制御する。したがって、チューナから入力される中間周波数信号の搬送波周波数がずれても、検波特性等の低下を抑制することができる。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るＡＭ受信回路１の構成を示す図である。

ＡＭ受信回路１は、放送電波を受け、ＩＦ信号を出力するチューナ部１００と、前記ＩＦ信号を受け、チューナ用信号処理回路であるチューナＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）１０とに大きく２つに分けられる。

チューナ部１００は、放送電波を受けるアンテナ１０２と、その放送波信号を搬送波周波数４５０ｋＨｚとする中間周波数（ＩＦ：ＩｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号に変換する混合器１０４と、混合器１０４から出力されるＩＦ信号を増幅するＩＦ部１０６から構成される。ここで、混合器１０４には、所望の放送局の搬送波周波数をＩＦ信号搬送波周波数に変換するために、発振周波数をチューニングできる局部発振器からの局部発振信号が入力される。局部発振器は、固有振動数１０．２５ＭＨｚの第１の水晶振動子１０８と、第１のＰＬＬ１１０とにより構成される。

ここで、ＩＦ信号の搬送波周波数を４５０ｋＨｚとしたが、ＦＭチューナと回路の一部を共有する場合、一旦１０．７ＭＨｚにアップコンバートし、ＦＭチューナのＩＦ信号と搬送波周波数を揃えてもよい。

チューナＤＳＰ１０は、チューナ部１００のＩＦ信号出力を受け取り、そのＩＦ信号をアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）１２によりデジタル信号化し、検波器１６により変調信号を復調する。復調された音声信号は、音質補正器１８により、受信放送波電界強度等に応じて、聞きやすい音質に補正されることが好ましい。

チューナＤＳＰ１０は、クロック信号に基づいて動作し、クロック信号は、固有振動数１６．９３４４ＭＨｚの第２の水晶振動子３０と、第２のＰＬＬ３２とにより構成される。ＡＤＣ１２は、入力されたアナログＩＦ信号を、クロック信号に基づいてデジタル信号化する。

ここで、本発明において特徴的なことは、チューナＤＳＰ１０は、ＩＦ周波数の搬送周波数のずれを検出する周波数ずれ検出器４０を備え、検出されたずれ量に応じて、チューナＤＳＰ１０の信号処理に係る周波数フィルタの制御を行うことである。この制御は、ＩＦ周波数ずれ信号に比例して行ってもよいし、予め用意された複数の異なる特性のフィルタを切り替える構成としても良い。

周波数ずれ検出器４０は、ＡＤＣ１２からのデジタル信号を受け、まず、検出器ＢＰＦ４２により、ＩＦ信号搬送波の中心周波数近傍の周波数帯域を抽出する。次に、周波数カウンタ４４により、ＩＦ信号搬送波の周波数をクロック信号に基づいてカウントする。このカウントされたＩＦ信号の搬送波周波数と前記クロック信号の周波数との差に応じて、ＩＦ周波数ずれ信号出力器４６は、ＩＦ周波数ずれ信号を出力する。これらの機能はチューナＤＳＰ１０においてそれぞれハードウェアブロックで行っても、ソフトウエア上で行ってもよい。

チューナＤＳＰ１０は、このＩＦ周波数ずれ信号に基づいて、前記ＤＳＰの動作に係る周波数選択特性を制御する。

この構成によれば、ＩＦ信号の搬送波周波数がずれても、そのずれ量に応じてチューナＤＳＰの周波数フィルタの周波数選択特性を最適に制御できるので、復調信号の音質を低下を抑制することができる。

チューナＤＳＰ１０の動作に係る周波数選択特性とは、たとえば、チューナＤＳＰ１０が、ＡＤＣ１２と、検波器１６の間にＩＦ信号の搬送波周波数成分を抽出するためのＩＦ−ＢＰＦ１４を備える場合、このＩＦ−ＢＰＦ１４の中心周波数または選択周波数帯域幅である。通常、ＩＦ−ＢＰＦ１４は４５０ｋＨｚを中心として周波数帯域幅を±７．５ｋＨｚに設定するダブルサイドバンド（ＤＳＢ）信号を抽出する。ここで、隣接妨害波が強い場合、シングルサイドバンド（ＳＳＢ）信号から検波を行う場合がある。この場合、ＩＦ−ＢＰＦ１４の周波数選択範囲を（４５０−７．５）ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚ、または４５０ｋＨｚ〜（４５０＋７．５）ｋＨｚ等とする制御を行う。

ここで、ＩＦ信号の搬送波周波数がずれた場合、ＩＦ−ＢＰＦ１４は、ＩＦ周波数ずれ信号を受け取り、ＩＦずれ量に基づいて前記ＩＦ信号ＢＰＦの中心周波数または周波数帯域幅を制御する。

また、チューナＤＳＰ１０の動作に係る周波数選択特性とは、たとえば、チューナＤＳＰ１０が、ＡＤＣ１２の出力から隣接妨害を検出する隣接妨害検出器２０を備える場合、この隣接妨害検出器の検出周波数範囲である。

隣接妨害検出器２０で検出された隣接妨害波情報は、ＩＦ−ＢＰＦ１４に入力され、ＩＦ−ＢＰＦ１４は、隣接妨害波情報に応じて、ＩＦ−ＢＰＦ特性を制御する。

ここで、ＩＦ信号の搬送波周波数がずれた場合、隣接妨害検出器２０は、ＩＦ周波数ずれ信号を受け取り、隣接妨害として検出する周波数範囲をＩＦ搬送波周波数に追随させる。

この構成によれば、ＩＦ信号の搬送波周波数がずれても、隣接妨害信号の検出を高い精度で行うことができ、良好な隣接妨害の排除処理を行うことができる。

また、チューナＤＳＰ１０の動作に係る周波数選択特性とは、たとえば、図２に示すように、検波器１６がＰＬＬ（位相同期ループ）を用いた同期検波器である場合、このＰＬＬのループフィルタおよびＶＣＯの周波数特性である。

次に図２を用いて同期検波方法について説明する。ＩＦ−ＢＰＦ１４より出力されたＩＦ信号は、同期検波器５０と、位相比較器５６に入力される。位相比較器５６は、ＶＣＯ５４と、ループフィルタ５８によりＰＬＬを構成し、９０°位相器５２とによって、入力されたＩＦ信号の搬送波と９０°位相の異なった信号を生成する。同期検波器５０は、ＩＦ信号とこのＩＦ信号の搬送波と９０°位相の異なった信号とから同期検波を行い信号を復調する。

ここで、ＩＦ信号の搬送波周波数がずれた場合、検波器１６のＰＬＬループフィルタ５８およびＶＣＯ５４は、ＩＦ周波数ずれ信号を受け取り、ＰＬＬループフィルタ５８およびＶＣＯ５４の周波数特性を変更する。

この構成によれば、ＩＦ信号の搬送波周波数がずれても、搬送波と同期した信号を生成する特性の悪化を防ぎ、復調特性の低下を防ぐことができる。

また、チューナＤＳＰ１０の動作に係る周波数選択特性とは、たとえば、図１に示すように、チューナＤＳＰ１０が、ＩＦ信号の強度であるシグナルメータ（Ｓ−ｍｅｔｅｒ）信号を出力するシグナルメータ２４を備え、音質補正器１８は、復調された信号の音質を、前記シグナルメータ信号に応じて補正する場合、ＩＦ信号のうち、所定周波数帯域の信号のみ通過させるシグナルメータ検出用ＢＰＦ２６の周波数特性である。

シグナルメータ２４は、ＩＦ信号の搬送波成分の強度を検出し、その強度に応じたシグナルメータ信号を出力する。その前段には、ＩＦ信号の中から、搬送波成分を抽出するためにＩＦ信号搬送波を中心周波数とするＳ−ｍａｔｅｒ−ＢＰＦ２６を備えている。

ここで、ＩＦ信号の搬送波周波数がずれた場合、Ｓ−ｍａｔｅｒ−ＢＰＦ２６は、ＩＦ周波数ずれ信号を受け取り、そのずれに応じてＳ−ｍａｔｅｒ−ＢＰＦ２６の中心周波数を変更する。

この構成によれば、ＩＦ信号の搬送波周波数がずれても、Ｓ−ｍａｔｅｒ−ＢＰＦ２６のＩＦ信号の搬送波成分の抽出特性は悪化しないので、Ｓ−ｍｅｔｅｒの検出精度の低下を防ぐことができ、受信放送波強度に応じて適切な音質補正を行うことができる。

以上、本実施形態に係るチューナＤＳＰ１０は、ＡＭ受信回路としたが、本願発明は、ＦＭ受信回路にも適用できる。ＦＭ信号では、ＩＦ信号の搬送波の周波数に変調信号の振幅に比例した変化が乗っているので、ＦＭ受信回路の場合、ＩＦ信号の搬送波周波数がずれた場合、ＩＦ−ＢＰＦの特性を制御することにより、信号処理回路の動作の補正を行うことができる。したがって、周波数ずれ検出器４０が検出したＩＦ周波数ずれ信号は、ＩＦ−ＢＰＦ１４のみに出力する構成を採る点がＡＭ受信回路の場合と異なる。ＦＭ−ＩＦ信号の搬送波周波数がずれた場合、ＩＦ−ＢＰＦ１４は、ＩＦ周波数ずれ信号を受け取り、ＩＦずれ量に基づいて前記ＩＦ信号ＢＰＦの中心周波数を制御する。制御は、ＩＦ周波数ずれ信号に比例して行ってもよいし、予め用意された複数の異なる特性のＢＰＦを切り替える構成としても良い。

また、本願発明のチューナ用信号処理回路の実施形態としてチューナＤＳＰを例に説明したが、チューナＤＳＰに限定されず、チューナシステムとして本願発明の構成をとることもできる。

本発明の実施形態に係るチューナＤＳＰ１０の構成を示す図である。ＰＬＬを用いたＡＭ検波器の構成を示す図である。

符号の説明

１受信回路、１０チューナＤＳＰ、１２アナログデジタルコンバータ、１６検波器、１８音質補正器、２０隣接妨害検出器、２４シグナルメータ、２６シグナルメータ検出用ＢＰＦ、３０，１０８水晶振動子、３２，１１０ＰＬＬ、４０検出器、４２検出器ＢＰＦ、４４周波数カウンタ、４６信号出力器、５０同期検波器、５２位相器、５６位相比較器、５８ループフィルタ、１００チューナ部、１０２アンテナ、１０４混合器、１０６ＩＦ部、１０８水晶振動子。

Claims

受信放送波信号と第１の局部発振器による局部発振周波数信号との混合により生成した中間周波数（ＩＦ）信号を入力し、前記ＩＦ信号を検波して復調するチューナ用信号処理回路であって、
第２の局部発振器によるクロック信号に基づいて動作する、前記ＩＦ信号を検波する検波器と、
前記ＩＦ信号の搬送波と前記クロック信号との周波数差を検出し、ＩＦ周波数ずれ信号を出力する周波数ずれ検出器と、
を備え、
前記周波数ずれ検出器は、前記ＩＦ信号の搬送波成分を抽出する検出器バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）と、前記検出器ＢＰＦを通過した前記ＩＦ信号の搬送波の周波数を前記クロック信号に基づいてカウントする周波数カウンタと、前記カウントされた周波数と前記クロック信号の周波数との差に応じてＩＦ周波数ずれ信号を出力するＩＦ周波数ずれ信号出力器を有し、
前記ＩＦ周波数ずれ信号に基づいて、前記チューナ用信号処理回路の動作における周波数選択特性を制御することを特徴とするチューナ用信号処理回路。
請求項１に記載のチューナ用信号処理回路であって、
前記チューナ用信号処理回路は、前記入力されたＩＦ信号のうち、所定周波数帯域の信号のみ通過させて前記検波器に出力するＩＦ信号ＢＰＦを備え、
前記ＩＦ周波数ずれ信号に基づいて、前記ＩＦ信号ＢＰＦの中心周波数または周波数帯域幅を制御することを特徴とするチューナ用信号処理回路。
請求項２に記載のチューナ用信号処理回路であって、
前記入力されたＩＦ信号から隣接妨害を検出する隣接妨害検出器を備え、
前記検出された隣接妨害波情報に応じて前記ＩＦ信号ＢＰＦの中心周波数または周波数帯域幅を制御し、
前記ＩＦ周波数ずれ信号に基づいて、前記隣接妨害波検出器の検出周波数範囲を制御することを特徴とするチューナ用信号処理回路。
請求項１から３のいずれか１項に記載のチューナ用信号処理回路であって、
前記検波器は、ＰＬＬ（位相同期ループ）を用いた同期検波器であって、
前記ＩＦ周波数ずれ信号に基づいて、前記ＰＬＬのループフィルタの特性を制御することを特徴とするチューナ用信号処理回路。
請求項１から４のいずれか１項に記載のチューナ用信号処理回路であって、
前記入力されたＩＦ信号に基づいてシグナルメータ信号を出力するシグナルメータと、
復調された信号の音質を、前記シグナルメータ信号に応じて補正する音質補正器と、
を備え、
前記シグナルメータは、前記ＩＦ信号のうち、所定周波数帯域の信号のみ通過させるシグナルメータ検出用ＢＰＦを有し、
前記ＩＦ周波数ずれ信号に基づいて、シグナルメータ検出用ＢＰＦの中心周波数を制御することを特徴とするチューナ用信号処理回路。