(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＬＬを用いた周波数シンセサイザで構成される電圧制御発振器からなる単一の局部発振回路に予め用意した制御電圧を選択し印加することによって、波形比較すべき複数の入力信号を切り換え選択して入力し、該選択された入力信号をサンプリングしてそれぞれの波形を比較することにより入力信号の波形の同一を識別するようにした波形同一識別回路において、
前記選択された各入力信号を所定の周期でサンプリングして出力するサンプリング手段と、
前記サンプリング手段から出力される各入力信号のサンプリング信号に含まれる直流オフセット電圧を抽出するオフセット電圧抽出手段と、
前記オフセット電圧抽出手段で抽出された各入力信号についての直流オフセット電圧を二値化用の基準電圧として用い、前記サンプリング手段から出力される各入力信号のサンプリング信号を二値化する二値化手段と、
前記二値化手段から出力される各入力信号の二値信号を比較することにより両者の波形が同一であるか否かを判定する判定手段と、
を備えたことを特徴とする波形同一識別回路。
【請求項２】
前記オフセット電圧抽出手段が整流回路からなることを特徴とする請求項１記載の波形同一識別回路。
【請求項３】
さらに、請求項３記載の発明は、前記請求項１または２記載の発明において、前記入力信号がラジオ放送の復調信号であることを特徴とする請求項１または２記載の波形同一識別回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２つの入力信号の波形が同一であるか否かを識別するための波形同一識別回路に関し、特に、ＲＤＳ（ラジオ・データ・システム）機能を備えたＦＭラジオ受信機などの同一番組識別手段として用いて好適な波形同一識別回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＲＤＳ機能を備えたＦＭ受信機では、車両走行中に受信感度が低下したり、放送エリアから外れた場合でも、同一番組を放送している他の局を自動的に選択して継続受信する機能が備えられている。本出願人は先に、このような機能を実現するための１つの手法として、現在受信している放送局の放送番組の受信信号の復調波形と、切り換え受信した他の放送局の放送番組の受信信号の復調波形を比較することにより２つの局が同一の番組を放送しているか否かを識別するようにした同一番組自動識別ラジオを提案した（特開昭６０−２２４３１８号）。
【０００３】
図３は、前記先願に係る同一番組自動識別ラジオにおいて採用した波形同一識別回路部分の原理構成図である。
図において、１はアンテナ、２は中間周波（ＩＦ）を得るための混合器、３１  は印加電圧によってその発振周波数が変わる局部発振器としての第１のＶＣＯ（電圧制御発振器）である。この第１のＶＣＯ３１  は、現在受信している放送局（以下、現局という）に同調させるための局部発振器である。アンテナ１で受信された放送電波は混合器２に送られ、ＶＣＯ３１  から送られてくる局発信号と混合されて所定の中間周波に変換された後、検波回路４に送られる。検波回路４で復調された復調信号はマルチプレックス回路（ＭＰＸ）５に送られ、左右のステレオ信号Ｌ，Ｒに分離され、オーディオ信号として出力されるものである。以上の構成は、公知のＦＭラジオ受信機の構成である。
【０００４】
かかる構成のＦＭラジオ受信機において、先願の波形同一識別回路は、第１のＶＣＯ３１  と同一の放送番組を放送している他の放送局（以下、代替局という）に同調させるための第２の局部発振器であるＶＣＯ３２  と、この第２のＶＣＯ２  と前記第１のＶＣＯ３１  とを切り換えるための切換スイッチ６を設けるとともに、検波回路４の出力端にサンプリングによる折り返し雑音を防止するためのローパスフィルタ（ＬＰＦ）７を接続し、このＬＰＦ７の出力端に２つのサンプル・アンド・ホールド回路８，９を接続したものである。
【０００５】
そして、このサンプル・アンド・ホールド回路８，９の出力端には、それぞれのサンプル値を“１”“０”の二値信号に変換する二値化回路１０，１１を接続し、この二値化回路１０，１１の出力する二値信号同士を判定回路１２で比較することにより現局と代替局の復調波形が同一であるか否かを判定するようにしたものである。
【０００６】
制御部１３は、現在受信している現局の復調信号をサンプリングするための第１のサンプリングパルスＡと、代替局の復調信号をサンプリングするための第２のサンプリングパルスＢを生成するとともに、切換スイッチ６を切り換えるための切換制御信号を出力する。なお、ＬＰＦ７は、前記サンプリングパルスＡ，Ｂのサンプリング周波数の１／２以下の周波数帯域のみを通過させるようにその通過帯域が設定されている。
【０００７】
前記構成になる先願の波形同一識別回路の動作を、図４のタイムチャートを参照して説明する。なお、受信周波数ｆ１  の現局を受信している時にＶＣＯ３１  に印加される制御電圧をＶ１  、受信周波数ｆ２  の代替局を受信する時にＶＣＯ３２  に印加される制御電圧をＶ２  とする。また、受信周波数ｆ１  の現局を受信している時の検波回路４の復調出力をＦ１  （図４（ａ）参照）、受信周波数ｆ２  の代替局を受信している時の検波回路４の復調出力をＦ２  （図４（ｂ）参照）とする。
【０００８】
現局の受信状態が良好な正常受信時には、切換スイッチ６はＶＣＯ３１  側に設定されており、受信周波数ｆ１  の現局を受信している。そして、前記波形同一識別回路は、現局の受信状態が悪くなった時に同一番組を放送している他の放送局へスムーズに切り換えることができるようにするために、現局を聴取しながら所定時間毎に以下のような同一番組の識別動作を行なうものである。
【０００９】
すなわち、制御部１３は、図４（ｃ）に示すような所定のサンプリング周期からなる第１のサンプリングパルスＡと、第２のサンプリングパルスＢを生成し、第１のサンプリングパルスＡを第１のサンプル・アンド・ホールド回路８に、また第２のサンプリングパルスＢを第２のサンプル・アンド・ホールド回路９に送出する。また、ＶＣＯ３１  とＶＣＯ３２  の切換制御信号を切換スイッチ６に送出する。
【００１０】
第１のサンプリングパルスＡを受けた第１のサンプル・アンド・ホールド回路８は、受信中の現局の復調出力Ｆ１  をサンプリングしてこれを保持し（図４（ｄ））、二値化回路１０に送る。二値化回路１０は、このサンプリング信号を所定の基準電圧Ｖｒｅｆ  （例えばＶｒｅｆ  ＝０Ｖ）と比較し、図４（ｅ）に示すような“１”，“０”の二値信号に変換し、判定回路１２に送る。
【００１１】
また、制御部１３から切換制御信号を受けた切換スイッチ６は、局部発振器をＶＣＯ３１  からＶＣＯ３２  に切り換え、受信局を現局から代替局に切り換える。第２のサンプリングパルスＢは、この切り換えられたＶＣＯ３２  の発振周波数が安定した時点で発生され、制御部１３から第２のサンプル・アンド・ホールド回路９に送られる。
【００１２】
第２のサンプリングパルスＢを受けた第２のサンプル・アンド・ホールド回路９は、代替局の復調出力Ｆ２  をサンプリングしてこれを保持し（図４（ｆ））、二値化回路１１に送る。二値化回路１１は、このサンプリング信号を所定の基準電圧Ｖｒｅｆ  （例えばＶｒｅｆ  ＝０Ｖ）と比較し、図４（ｇ）に示すような“１”，“０”の二値信号に変換し、判定回路１２に送る。
【００１３】
判定回路１２は、図４（ｈ）に示すように、サンプリングパルスＡ，Ｂの送出から所定時間の経過の後に、二値化回路１０，１１から送られてくる２つの二値信号の“１”“０”の符号の一致・不一致を検出し、符号が一致した時は出力“１”、符号が不一致の時は出力“０”を発生し、所定の判定時間内におけるこの“１”“０”の符号の数をそれぞれ数える。そして、“１”の数が予め定めた個数以上ある時に現局と代替局が同一の波形、すなわち、現局と代替局が同一の番組を放送しているものと判定する。
【００１４】
例えば、図４（ｈ）の例の場合、所定の判定時間における“１”の数は２個、“０”の数は４個であり、“０”の数の方が多いので同一波形ではない、すなわち同一の番組ではないと判定する。
【００１５】
先願の波形同一識別回路は、このようにして２つの放送局が現在同一の番組を放送しているか否かを識別し、同一の番組である場合には、現局の受信状態が悪くなったときに、この同一の番組を放送している代替局に切り換え受信するものである。
【００１６】
なお、前述した切換スイッチ６は、図５に示すように、代替局への切り換え時の雑音がスピーカから鳴らない程度の極めて短い時間の間だけ、ＶＣＯ２  側へ切り換えられるものである。これは、同一番組識別処理による代替局への切り換えによって現局の聴取が妨げられることのないようにする必要があるからである。
【００１７】
また、図４において、破線で囲って示したＶＯＣ３１  ，３２  、切換スイッチ６、制御電圧Ｖ１  ，Ｖ２  からなる局部発振回路部分は、実際の受信機ではＰＬＬを用いた周波数シンセサイザで構成されている。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、局部発振回路を構成するＶＣＯ３１  ，３２  は、その印加電圧Ｖ１  ，Ｖ２  によって発振周波数が決定される。したがって、それぞれの印加電圧Ｖ１  ，Ｖ２  が高精度に制御され、規定値に完全に一致していれば問題ないが、もし規定値からずれていると、ＶＣＯ３１  ，ＶＣＯ３２  の発振周波数もそれに応じた分だけずれてしまい、混合器２から出力される中間周波信号の中心周波数もその分だけずれてしまう。
【００１９】
一方、ＦＭ受信機の検波器４は、図６に示すいわゆるＳ字特性によって中間周波信号を検波し、復調している。このため、ＶＣＯ３１  またはＶＣＯ３２  の発振周波数が変動し、混合器２から出力される中間周波信号の中心周波数が偏移すると、図６に示すように、その偏移Δｆに応じて復調出力の平均値がΔＥだけ偏移し、直流オフセットが発生する。この結果、検波回路４から出力される復調出力Ｆ１  またはＦ２  は、本来なら図７（ａ）のように０レベルを中心に変化する振幅信号であるべきところ、例えば図７（ｃ）のように前記直流オフセット電圧ΔＥの分だけその平均値が下がってしまう。
【００２０】
このように復調出力の平均値が変化すると、これを二値化しても、直流オフセットがない時の本来の二値信号とはまったく異なる二値信号に変換されてしまう。例えば、図７（ａ）の直流オフセットのない本来の復調出力を二値化した場合には、図７（ｂ）に示すような二値信号になるが、例えば図７（ｃ）のように直流オフセットのために復調出力が０レベル以下になっている場合には、図７（ｄ）に示すように、二値信号の出力はすべての区間において“０”となってしまう。このため、復調出力に直流オフセットがあると正確な判定ができなくなるという問題があった。
【００２１】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、波形比較すべき入力信号の直流オフセットを自動的にキャンセルし、常に正確な波形同一判定を行なうことのできる波形同一識別回路を提供することである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明では次のような手段を採用した。
すなわち、請求項１記載の発明は、ＰＬＬを用いた周波数シンセサイザで構成される電圧制御発振器からなる単一の局部発振回路に予め用意した制御電圧を選択し印加することによって、波形比較すべき複数の入力信号を切り換え選択して入力し、該選択された入力信号をサンプリングしてそれぞれの波形を比較することにより入力信号の波形の同一を識別するようにした波形同一識別回路において、前記選択された各入力信号を所定の周期でサンプリングして出力するサンプリング手段と、前記サンプリング手段から出力される各入力信号のサンプリング信号に含まれる直流オフセット電圧を抽出するオフセット電圧抽出手段と、前記オフセット電圧抽出手段で抽出された各入力信号についての直流オフセット電圧を二値化用の基準電圧として用い、前記サンプリング手段から出力される各入力信号のサンプリング信号を二値化する二値化手段と、前記二値化手段から出力される各入力信号の二値信号を比較することにより両者の波形が同一であるか否かを判定する判定手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００２３】
このような構成とした場合、二値化手段は、直流オフセット抽出手段で抽出されたそれぞれの入力信号に含まれる直流オフセット電圧を基準電圧としてそれぞれの入力信号を二値化する。このため、入力信号に直流オフセットが含まれている場合でも直流オフセットが自動的にキャンセルされ、各入力信号を正確に二値化することができる。
【００２４】
また、請求項２記載の発明は、前記請求項１記載の発明において、前記オフセット電圧抽出手段が整流回路からなることを特徴とするものである。
【００２５】
このような構成とした場合、回路を最も簡単に構成することができる。
【００２６】
さらに、請求項３記載の発明は、前記請求項１または２記載の発明において、前記入力信号がラジオ放送の復調信号であることを特徴とするものである。
【００２７】
このような構成とした場合、ＲＤＳ機能を備えたＦＭ受信機などにおいて放送番組の一致・不一致の識別を極めて正確に行なうことができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る波形同一識別回路の一例を示すもので、ＦＭラジオ受信機に適用した場合の例である。なお、先願の波形同一識別回路（図３）と同一部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００２９】
本発明に係る波形同一識別回路は、先願と同様の回路構成において、各サンプル・アンド・ホールド回路８，９の出力端にオフセット抽出回路１４，１５をそれぞれ接続し、第１のオフセット抽出回路１４で抽出された現局の復調出力の直流オフセット電圧を第１の二値化回路１０の基準電圧として用いるとともに、第２のオフセット抽出回路１４で抽出された代替局の復調出力の直流オフセット電圧を第２の二値化回路１１の基準電圧として用いるようにしたものである。
【００３０】
なお、前記オフセット抽出回路１４，１５としては、最も簡単には周知の整流回路を用いればよい。
【００３１】
また、図１の例では、回路をできるだけ小型化するために、局部発振器として１個のＶＣＯ３を用い、このＶＣＯ３に印加する制御電圧Ｖ１  ，Ｖ２  を切換スイッチ６で切り換えることにより現局と代替局を切り換え受信するように構成している。
【００３２】
さらに、破線で囲って示したＶＯＣ３、切換スイッチ６、制御電圧Ｖ１  ，Ｖ２  からなる局部発振回路部分は、実際の受信機ではＰＬＬを用いた周波数シンセサイザで構成されている。
【００３３】
前記構成になる波形同一識別回路の動作を、図２の波形図を参照して説明する。
なお、サンプル・アンド・ホールド回路８，９までの動作は図３の場合と同様であるので、サンプル・アンド・ホールド回路８，９以降の回路動作についてのみ説明する。さらに、以下の動作説明では、現局と代替局が同一の番組を放送しており、検波回路４から出力される現局の復調出力Ｆ２  は図２（ａ）に示すように直流オフセット０であり、一方、代替局の復調出力Ｆ２  は図２（ｃ）に示すように直流オフセット−ΔＥを有しているものと仮定する。
【００３４】
さて、第１のサンプリングパルスＡを受けた第１のサンプル・アンド・ホールド回路８は、図２（ａ）に示す現在受信中の現局の復調出力Ｆ１  をサンプリングしてこれを保持し、第１の二値化回路１０の＋端子と第１のオフセット抽出回路１４の入力端子にそれぞれ送る。
【００３５】
また、第２のサンプリングパルスＢを受けた第２のサンプル・アンド・ホールド回路９は、図２（ｃ）に示す代替局の復調出力Ｆ２  −ΔＥをサンプリングしてこれを保持し、第２の二値化回路１１の＋端子と第２のオフセット抽出回路１４の入力端子にそれぞれ送る。
【００３６】
第１のオフセット抽出回路１４は、第１のサンプル・アンド・ホールド回路８から送られてくる図２（ａ）に示す現局の復調出力Ｆ１  のサンプリング信号を整流し、その直流電圧成分をオフセット電圧として抽出する。図２（ａ）の例の場合、現局の復調出力Ｆ１  には直流オフセットが発生していないため、抽出された直流オフセット電圧は０Ｖとなる。
【００３７】
したがって、第１の二値化回路１０の−端子には、この直流オフセット電圧０Ｖが二値化のための基準電圧として入力される。この結果、第１の二値化回路１０は、この直流オフセット電圧０Ｖを基準電圧として、＋端子に入力してくるサンプリング信号を二値化するので、変換後の二値信号は図２（ｂ）のような波形となる。
【００３８】
一方、第２のオフセット抽出回路１５は、第２のサンプル・アンド・ホールド回路９から送られてくる図２（ｃ）に示す代替局の復調出力Ｆ２  −ΔＥのサンプリング信号を整流し、その直流電圧成分をオフセット電圧として抽出する。図２（ｃ）の例の場合、代替局の復調出力には直流オフセット−ΔＥが発生しているため、抽出される直流オフセット電圧は−ΔＥとなる。
【００３９】
したがって、第２の二値化回路１１の−端子には、この直流オフセット電圧−ΔＥが二値化のための基準電圧として入力される。この結果、第２の二値化回路１１は、この直流オフセット電圧−ΔＥを基準電圧として、＋端子に入力してくるサンプリング信号を二値化するので、変換後の二値信号は図２（ｄ）に示すような波形となる。
【００４０】
図２（ｂ）（ｄ）を比較すれば明らかなように、第２の二値化回路１１から出力される二値化信号は、復調出力に直流オフセット−ΔＥが発生しているにもかかわらず、正しく図２（ｂ）と同じ二値信号に変換される。
【００４１】
判定回路１２は、先願の波形同一識別回路と同様に、前記第１および第２の二値化回路１０，１１から送られてくる二値信号“１”“０”の符号の一致・不一致を検出し、現局と代替局が同一の番組を放送しているか否かを判定する（図４（ｅ）（ｇ）（ｈ）参照）。
【００４２】
このようにして、オフセット抽出回路１４，１５で抽出した直流オフセット電圧を二値化回路１０，１１の基準電圧として用い、それぞれの回路に入力してくるサンプリング信号を二値化することにより、たとえ受信した復調出力に直流オフセットが発生しているような場合でも、正確に波形同一の判定を行なうことができる。
【００４３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その発明の主旨に沿った各種の変形が可能である。
【００４４】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によるときは、選択された各入力信号を所定の周期でサンプリングして出力するサンプリング手段と、前記サンプリング手段から出力される各入力信号のサンプリング信号に含まれる直流オフセット電圧を抽出するオフセット電圧抽出手段と、前記オフセット電圧抽出手段で抽出された各入力信号についての直流オフセット電圧を二値化用の基準電圧として用い、前記サンプリング手段から出力される各入力信号のサンプリング信号を二値化する二値化手段と、前記二値化手段から出力される各入力信号の二値信号を比較することにより両者の波形が同一であるか否かを判定する判定手段とを備えたので、波形比較すべき入力信号に直流オフセットが発生しているような場合でも、これを自動的にキャンセルすることができ、常に正確な波形同一判定を行なうことできる。
【００４５】
また、請求項２記載の発明によるときは、前記オフセット電圧抽出手段を整流回路から構成したので、回路を簡単かつ簡素に構成することができ、コスト低減を図ることができる。
【００４６】
さらに、請求項３記載の発明によるときは、前記入力信号としてラジオ放送の復調信号を入力するようにしたので、ＲＤＳ機能を備えたＦＭ受信機などにおいて放送番組の一致・不一致の識別を極めて正確に行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る波形同一識別回路の１例を示すブロック図である。
【図２】図１の回路の動作説明のための波形図である。
【図３】先願の波形同一識別回路の原理構成図である。
【図４】図３の回路のタイムチャートである。
【図５】復調出力の切換時の波形説明図である。
【図６】ＦＭ受信機の検波特性を示す図である。
【図７】復調出力に直流オフセットが発生している場合の動作説明図である。
【符号の説明】
１    アンテナ
２    混合器
３    ＶＣＯ
４    検波回路
５    マルチプレックス回路（ＭＰＸ）
６    切換スイッチ
７    ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
８，９    サンプル・アンド・ホールド回路
１０，１１    二値化回路
１２    判定回路
１３    制御部
１４，１５    オフセット抽出回路
Ｆ１      現局の復調出力（入力信号）
Ｆ２      代替局の復調出力（入力信号）
Ａ，Ｂ  サンプリングパルス
ΔＥ    直流オフセット電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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