JP5526832B2 - ラジオ受信装置 - Google Patents

Description

本発明は、特に車載用に用いられることの多い、ノイズキャンセラを備えたラジオ受信装置に関するものである。

従来のラジオ受信装置として、チューナからのＩＦ出力からノイズを検出するノイズ検出回路と、ノイズが生じる時間帯にゲートパルスをミュートすることによりノイズを除去する波形処理回路と、チューナ出力された電界強度レベルに応じて、レベル検出回路４の検出レベルを可変するとともに、波形処理回路のゲートパルス幅を可変させる制御回路とを設けることで、検出されたノイズレベルに応じた最適なノイズキャンセラー効果を得る車載用受信装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２０００−２５２８４５号公報

しかしながら、従来のラジオ受信装置においては、ノイズ検出閾値とゲート幅のみを変化させる制御を行っているのみであり、弱電界の環境下においてノイズ量が減った時に、閾値を下げてノイズを除去するが、この時にラジオ受信信号があるとノイズキャンセラの掛け過ぎによってラジオ受信信号の歪みが発生してしまうという課題があった。

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、各電界でノイズキャンセラの制御パラメータを最適化することで、受信信号の歪みを抑えながら、電装品ノイズやラジオノイズも除去され、バランスのとれた音声を聴取することができるラジオ受信装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、接続されるアンテナが受信した放送波からコンポジット信号と電界強度信号とを出力する受信部と、前記コンポジット信号を出力またはミュートするゲート幅制御部と、前記コンポジット信号のノイズ成分を通過させるハイパスフィルタと、前記ハイパスフィルタを通過したノイズ成分を増幅するノイズＡＧＣ部と前記ノイズＡＧＣ部にて増幅されたノイズレベルと比較するための閾値を記憶する閾値記憶部と、前記受信部から入力された電界強度信号に応じた制御信号を出力するマイコンとを備え、前記マイコンはメモリを有し、前記メモリには、電界強度ごとに設定されたカットオフ周波数、ノイズＡＧＣ利得、閾値、ゲート幅のパラメータが格納され、前記マイコンが前記受信部から入力された電界強度に応じて制御する制御信号は、前記メモリのパラメータに準じて設定する構成を有する。

本発明によれば、弱電界では受信信号の歪みを抑えながら電装品ノイズやラジオノイズも除去され、バランスのとれた受信状態が可能となり、中電界では電装品が除去され、中強電界ではマルチパスノイズ等にノイズキャンセラが反応しすぎずノイズを少なくすることができ、各電界でノイズキャンセル制御が最適化され、違和感無くラジオ放送を受聴することができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態におけるラジオ受信装置のブロック図 本発明の実施の形態におけるラジオ受信装置のマイコンが参照するデータテーブルの一例を示す図 （ａ）本発明の実施の形態におけるラジオ受信装置のマイコンが参照するデータテーブルの詳細を説明するための図（ｂ）従来のラジオ受信装置のマイコンが参照するデータテーブルの詳細を説明するための図

以下、本発明の実施の形態におけるラジオ受信装置について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施の形態におけるラジオ受信装置の機能ブロック図である。

図１において、ラジオ受信装置１０は、アンテナ１で受信した放送波が入力されて、この放送波をアンテナ１の後段にて処理可能な受信信号に変換し、この受信信号を復調して得られるコンポジット信号を出力する受信部１１を備えている。

受信部１１はまた、受信した放送波の電界強度を示す信号である電界強度信号を出力する。受信部１１から出力されたコンポジット信号と電界強度を示す信号は、ノイズキャンセルブロック２０に入力される。

ノイズキャンセルブロック２０は、ラジオ受信装置１０の内部あるいは外部のノイズ源からラジオ受信部１１にて受信した放送波に重畳されたノイズに応じた信号処理を行い、ノイズの影響を受けていないコンポジット信号のみを出力するよう、ノイズキャンセラとしての機能を果たすものである。

ノイズキャンセルブロック２０から出力された信号は、図示していない信号増幅器にて増幅され音声信号として図示しないスピーカに出力されて使用者にラジオ放送の音声が受聴される。

また、ノイズの影響を受けていると判断されてノイズキャンセルブロックから出力されない部分については、補完信号によって補われたうえで受聴者へ音声出力されることとなる。この場合の信号の補完については、周知技術を適用することで実現可能であるため、その詳細説明は省略する。

ノイズキャンセルブロックは、演算処理機能を有するＣＰＵおよびデータやプログラムなどを格納するＲＡＭおよびＲＯＭを含むマイコン２１、コンポジット信号を出力するかしない（ミュートする）かのスイッチングを行うためにスイッチ素子のゲート幅を制御するゲート幅制御部２２、入力信号の高周波成分のみを通過させるハイパスフィルタ３１、ハイパスフィルタ３１を通過した高周波信号の信号レベルを増幅するために一般的な利得可変回路を用いて構成されたノイズＡＧＣ部３２、ノイズＡＧＣ部３２にて出力された信号レベルと比較すべき値を一時的に記憶して出力する閾値記憶部３３、ノイズＡＧＣ部３２からの出力信号レベルと閾値記憶部に記憶された値とを比較してその比較結果を出力する比較器３４を備えている。

なお、以下の説明において、ハイパスフィルタ３１、ノイズＡＧＣ部３２、閾値記憶部３３、比較器３４がそれぞれ接続された回路ブロックをノイズ検出ブロック３０と称することもある。

以上のように構成されたラジオ受信装置１０について、以下にその処理動作を説明する。

先ず、空中に放射されている放送波がアンテナ１で受信して受信部１１に入力され、入力された放送波から所望の放送局の放送波が選択されコンポジット信号を得る処理が受信部１１にて行われる。

受信部１１はまた、ラジオ受信装置の受信状況を表す変数のひとつである電界強度をアンテナ１に入力された放送波から検出する。

ここで、アンテナ１が放送波を受信してコンポジット信号を得るまでの処理、アンテナ１が受信した放送波から受信した放送波の電界強度を検出する方法については、従来のラジオ受信装置における処理および方法と同様であるため、その詳細な説明を省略する。

受信部１１において検出された電界強度は電界強度を示す信号としてマイコン２１へ入力される。

マイコン２１は受信部１１から受信した電界強度を示す信号から、現在のラジオ受信装置の受信状況を判別し、マイコン２１にあらかじめ記憶されているデータテーブルを参照して、ノイズキャンセルブロック２０を構成する各部に制御信号を送信して、各部のパラメータを設定する。ただし、データテーブルおよびパラメータについての詳細は、後述するとおりである。

ここで、ノイズキャンセルブロック２０の各部については、以下のパラメータが設定される。

すなわち、ハイパスフィルタ３１においては、マイコン２１からの制御信号によって、パラメータとしてカットオフ周波数が設定される。ノイズＡＧＣ部３２においては、パラメータとしてノイズＡＧＣ利得が設定される。閾値記憶部３３においては、パラメータとして閾値が設定される。ゲート幅制御部２２においては、パラメータとしてゲート幅の大きさが設定される。

ただし、カットオフ周波数は、ノイズキャンセルブロック２０にて処理したいノイズ成分を得るために設定される周波数の値であり、カットオフ周波数以上の周波数成分がノイズキャンセルブロック２０にてキャンセルされるように設定される値である。

また、ノイズＡＧＣ利得とは、ハイパスフィルタ３１を通過したコンポジット信号の高周波成分（ノイズ）を信号処理するために高周波成分の信号を増幅する際の増幅利得である。そして、閾値とは、ノイズＡＧＣ部から出力されるノイズを増幅した後の信号レベルと比較されるための値であり、この両者の比較結果によってゲート幅制御部２２においてゲート幅の制御を実行させるか否かが決定される。

ゲート幅とは、ゲート幅制御部２２を通過するコンポジット信号がミュートされる期間を設定するための値である。

本実施の形態においては、後述するように、電界強度の変化に応じてノイズＡＧＣ利得と閾値とを可変制御することによりノイズと音声とを最適に切り分けてノイズキャンセラ機能を作用させることができる。

受信部１１から出力されたコンポジット信号は、ノイズキャンセルブロック２０内にて
２経路に分かれ、一方がゲート幅制御部２２へ入力され、他方がノイズ検出ブロックへ入力される。

ノイズ検出ブロック３０へ入力されたコンポジット信号はハイパスフィルタ３１を通過する。このとき、マイコン２１によって設定されたカットオフ周波数に応じてコンポジット信号の高周波成分のみがハイパスフィルタ３１を通過する。

ハイパスフィルタ３１を通過したコンポジット信号はノイズＡＧＣ部３２において、マイコン２１が設定したノイズＡＧＣ利得の値に応じて増幅され、ノイズＡＧＣ部３２から出力される。

ノイズＡＧＣ部３２から出力された信号は、ノイズＡＧＣ部３２から出力された信号の値とマイコン２１によって値が設定された閾値記憶部から出力される閾値とが比較器３４にて比較される。

比較器３４にて信号レベルを比較した結果、ノイズＡＧＣ部３２から出力された信号の値が閾値よりも大きい場合は、ゲート幅制御部へ信号がそれを検知し、マイコンが設定したゲート幅に応じた期間だけ、上述した一方の経路からゲート幅制御部２２へ入力されたコンポジット信号をミュートするように、ゲート幅制御部２２のスイッチ素子が制御される。

比較器３４にて信号レベルを比較した結果、ノイズＡＧＣ部３２から出力された信号の値が閾値よりも小さい場合は、上述した一方の経路からゲート幅制御部２２に入力されたコンポジット信号はミュートされることなくそのままゲート幅制御部２２を通過して出力される。

なお、本実施の形態において、ノイズキャンセルブロック３０にて行われる処理によって生じる遅延の影響を加味して、コンポジット信号などの信号に対する遅延処理が適宜行われるが、この遅延処理は従来の技術を適用できるため、その詳細な説明は省略する。

本実施の形態のラジオ受信装置において、上述の動作が行われる際、マイコン２１は受信部１１から受信した電界強度を示す信号から、現在のラジオ受信装置の受信状況を判別し、マイコン２１にあらかじめ記憶されているデータテーブルを参照して、ノイズキャンセルブロック２０を構成する各部に制御信号を送信して、各部のパラメータを設定している。以下にそのデータテーブルの詳細を説明する。

図２は本実施の形態におけるデータテーブルの一例を示す図である。図２に示すとおり、カットオフ周波数ｆｃ、ノイズＡＧＣ利得Ｇ、閾値Ｔｈ、ゲート幅Ｗのパラメータは、ラジオ受信装置１０がアンテナ１を経由して受信する放送波の電界強度を０（ｄＢｕ）〜５０（ｄＢｕ）の間を１０（ｄＢｕ）刻みに６段階に分けてそれぞれパラメータの値が規定される。

ただし、電界強度は必ずしも５０（ｄＢｕ）までではなく、使用する最大電界強度まで使用可能である。また、その刻みも５段階に分けられる必要はなく、６以上でも６以下の段階に分けられてもよい。

また、特にラジオ受信装置１０の音声出力が聴感上ノイズの影響を感じやすい弱電界の受信状況である電界強度Ａ〜ＢのパラメータはこのＡ〜Ｂの間の電界強度を小刻みに段階分けして各パラメータの値を設定できるようにしても良い。このようにすると、ラジオ受信装置１０の使用環境に準じて、より最適なノイズキャンセル動作を行うことができる。

ここで、使用環境とは、たとえばラジオ受信装置１０が車載用途に用いられる場合、車輌の違いによってアンテナ１の受信感度が異なったり、ノイズの発生源が異なることによるノイズレベルの違い、ノイズ発生頻度の違いなどの環境を指し、これら使用環境の違いに応じて各パラメータを設定することで、ラジオ受信装置１０の音声出力を快適に受聴することができる。

図３（ａ）に、図２に示したデータテーブルの各パラメータ設定に関して、より詳細に示した図を示す。また、説明の理解を助けるために、従来のパラメータ設定を示す図を図３（ｂ）に示す。

ただし、電界強度を除く各パラメータについて、その値は仮の値であり、実際に設定する値ではない。各パラメータの具体的な値については、実験的にあるいは、特定の電界強度に対応するパラメータの値を基準として適宜決定されて良く、図３に示されるものは電界強度ごとの各パラメータそれぞれの相対的な関係を示しているものである。

図３（ｂ）に示すとおり、従来のパラメータ設定においては、１０ｄＢｕ以下の弱電界において閾値Ｔｈを下げるだけで、ノイズＡＧＣ利得Ｇは変更させていないため、必要な音声成分まで、ノイズと同様にキャンセルされてしまうことがあった。

本実施の形態においては、図３（ａ）に示すとおり、弱電界におけるノイズＡＧＣ利得Ｇを強電界におけるそれよりも上げることにより、ノイズ成分に対しては、ノイズキャンセルの処理を行い、音声成分に対しては不要な処理を行わずに済むといという事が可能となる。

また、ゲート幅Ｗに関しては、必ずしもパラメータを電界強度に応じて変更させなくとも、充分な効果を得ることが出来るが、本実施の形態のラジオ受信装置１０を車載用途に用いる場合、特に、車輌に搭載されている電装品からのノイズが聴感上一番耳障りな、電界強度２０ｄＢｕ付近の状況においては、ゲート幅Ｗを大きくし、ノイズキャンセル効果を十分に発揮させるようにパラメータを設定する。

さらに、ノイズキャンセル動作を必要としない、５０ｄＢｕ以上（図示せず）では、ゲート幅Ｗを狭くするようにパラメータを設定しても良い。

ハイパスフィルタ３１に設定するカットオフ周波数ｆｃについても、同様に、各電界で設定可能としているため、各電界強度の環境下において検出したいノイズを最適に設定することができる。

なお、図３（ａ）において、各パラメータは、０ｄＢｕ、１０ｄＢｕ、２０ｄＢｕ、３０ｄＢｕ、４０ｄＢｕ、５０ｄＢｕの各電界強度に対応して規定したものを示しているが、さらに小刻みに電界強度を分けてよく、その場合、図３（ａ）のグラフにおける各電界強度ごとにプロットされた各パラメータの値を直線や曲線などで結び、この直線状あるいは曲線状の点に対応する座標をデータテーブルに反映させればよい。

このような、設定した値の直線補完により、ラジオ受信装置１０を車載用途に適用した場合、車輌の走行中に、なだらかな受信状態を維持することができ、全体の電界において、最適なノイズキャンセル効果が得られるラジオ受信装置が実現される。

また、本実施の形態のラジオ受信装置１０は、電界別に固有の値を設定できるため、一部の電界で設定値を変更したときに、変更していない電界強度では、再度、受信状態の確
認や電装品ノイズ試験を実施する必要がないため、ラジオ受信装置１０の設計時間を短縮することができる。

以上説明したとおり、本発明のラジオ受信装置によれば、電界強度の変化に応じて最適なノイズキャンセルの効果が得られるため、受聴者は、違和感なくラジオ放送の音声を受聴することができる。

本発明のラジオ受信機は、各電界におけるノイズを低減できるラジオ受信機として有用であり、特に、放送波受信時に電界強度の変化が激しく、なおかつ、ラジオ受信装置の近くに多くのノイズ源が存在するような車載用途に用いるラジオ受信機として有用である。

１ アンテナ
１０ ラジオ受信装置
１１ 受信部
２０ ノイズキャンセルブロック
２１ マイコン
２２ ゲート幅制御部
３０ ノイズ検出ブロック
３１ ハイパスフィルタ
３２ ノイズＡＧＣ部
３３ 閾値記憶部
３４ 比較器

Claims (3)

1. 接続されるアンテナが受信した放送波からコンポジット信号と電界強度信号とを出力する受信部と、前記コンポジット信号を出力またはミュートするゲート幅制御部と、前記コンポジット信号のノイズ成分を通過させるハイパスフィルタと、前記ハイパスフィルタを通過したノイズ成分を増幅するノイズＡＧＣ部と前記ノイズＡＧＣ部にて増幅されたノイズレベルと比較するための閾値を記憶する閾値記憶部と、前記受信部から入力された電界強度信号に応じた制御信号を出力するマイコンとを備え、
   前記マイコンはメモリを有し、前記メモリには、電界強度ごとに設定されたカットオフ周波数、ノイズＡＧＣ利得、閾値、ゲート幅のパラメータが格納され、前記マイコンが前記受信部から入力された電界強度に応じて制御する制御信号は、前記メモリのパラメータに準じて設定することを特徴とするラジオ受信装置。
2. 前記マイコンの前記メモリに格納されているノイズＡＧＣは、弱電界における値を、強電界の時より大きくすることを特徴とする請求項１記載のラジオ受信装置。
3. 前記マイコンの前記メモリに格納されているゲート幅は、電界強度０dBuから５０dBuにおいて、２０dBu付近のゲート幅を最も大きくすることを特徴とする請求項１〜２記載のラジオ受信装置。