(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＦＭ放送をスーパヘテロダイン方式によって受信し、ＦＭ放送番組内容と多重化された情報とを復調するＦＭ多重放送受信装置において、
中間周波数に変換された受信信号である中間周波数信号を、ＦＭ放送番組内容復調のために濾波して増幅し、検波する番組信号用中間周波数回路と、
前記中間周波数信号を、前記番組信号用中間周波数回路のＦＭ検波出力を低域濾波した信号によって、ＦＭ放送番組信号によるＦＭ変調成分を打消す方向にＦＭ変調した専用局部発振周波数信号を用いて、専用中間周波数信号に変換するＦＭ変換回路と、
ＦＭ変換回路からの専用中間周波数信号を濾波して増幅する多重信号用中間周波数回路とを含むことを特徴とするＦＭ多重放送受信装置。
【請求項２】
前記多重信号用中間周波数回路の濾波特性は、中心周波数付近の減衰量が帯域幅の両側の減衰量よりも大きい双峰特性であることを特徴とする請求項１記載のＦＭ多重放送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ＦＭ放送波に多重されて送信される多重信号を受信し、復調して利用するスーパヘテロダイン方式のＦＭ多重放送受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＦＭ多重放送は、ＶＨＦ帯のＦＭ放送に図６の階層に示すように、通常の番組放送用の信号に斜線を施して示すデジタル信号による多重信号を付加し、この多重信号によって種々の情報を伝達することができる。この多重信号を用いて、たとえば交通情報などを提供することが計画されている。
【０００３】
図６は、ＦＭ多重放送におけるプロトコルの階層構造を表す図である。ここに紹介する１例のＦＭ多重放送では、ＯＳＩ（Ｏｐｅｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｅｃｔｉｏｎ）参照モデルに従って、階層１のフィジカル層の上に、階層２のリンク層、階層３のネットワーク層、階層４のトランスポート層、階層５のセッション層、階層６のプレゼンテーション層、階層７のアプリケーション層がそれぞれ定められている。階層１のフィジカル層としては、周波数スペクトルが約７６ｋＨｚ±１０ｋＨｚで１６ｋｂｉｔ／Ｓのビットレートで、Ｌ−ＭＳＫ（Ｍｉｎｉｍｕｎ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ；最小推移キーイング）変調されて送信されることが定められている。
【０００４】
図７は、第１の従来技術を用いたＦＭ多重放送受信装置のブロック図である。アンテナ５１で受信された信号は、高周波増幅回路（以後、「ＲＦ回路」と称する）５２で増幅され、周波数変換回路５３で局部発振器５４から発生された信号と混合されて、２つの信号の周波数の差の周波数（以後、「中間周波数」と称する）の信号に変換される。前記信号は、中間周波フィルタ（以後、「ＩＦフィルタ」と称する）５５，５６で濾波され、アンプ５７で増幅された後、ＦＭ検波回路５８で復調されて番組放送信号と多重信号とが得られる。番組放送信号と多重信号とは、オーディオ回路５９とデコーダ６１とにそれぞれ入力される。オーディオ回路５９は、番組放送信号がステレオ信号であれば左右の信号に分離し、スピーカ６０から音響出力として出力する。またデコーダ６１は入力された多重信号をデジタル信号に復調してデータ処理回路６２に入力し、データ処理回路６２は前記デジタル信号をたとえば操作者の操作などに応じて表示手段６３に表示する。
【０００５】
本従来技術では、ＦＭ検波回路５８まではどちらにも番組放送信号と多重信号とは同一の回路で処理される。したがって、ＩＦフィルタ５５，５６の帯域幅を多重信号の周波数帯域を含む広い帯域幅に設定する必要があるけれども、帯域幅を広げれば、Ｓ／Ｎ比が悪化したり、隣接妨害などの影響が大きくなり、番組放送信号を音質よく受信することができなくなる。また、逆に、前記影響を取除くために、ＩＦフィルタ５５，５６の帯域幅を狭くすると、番組放送信号より広い周波数帯域が必要な多重信号を充分に受信することができなくなる。
【０００６】
また、ＦＭ検波の歪率特性を良好にするため、ＩＦフィルタに群遅延特性が平坦なものを使うことがあるが、一般的に帯域外の減衰特性が悪く、番組放送信号用としてはやはり隣接妨害などの影響が大きくなる問題がある。
【０００７】
このような問題を解決するための第２の従来技術として、特開平４−３２９０１８が挙げられる。本従来技術は、ＦＭ放送波に多重されて送信される多重信号を、たとえば車両など、受信状態の変化しやすい状況にある受信装置で受信・利用するときに、受信した信号の品質を電界強度レベル、隣接妨害レベル、マルチパスレベルによって判断し、前記品質が信号を良好に受信できなくなるほど悪化した場合、ＩＦフィルタの帯域幅およびステレオ／モノラルを切換え、受信状態を改善する。また、前記各レベルから前記信号品質が、一定レベル以下であると判断した場合、ＦＭ多重放送の番組の１つであり、同一番組を放送している放送局の周波数リストを多重信号によって送信するラジオデータシステムを利用して、同一番組を放送しており、現在受信している放送局より受信状態の良い別の放送局に自動的に切換える自動追従制御を行っている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
第１の従来技術では、オーディオ回路５９に入力される信号とデコーダ６１に入力される信号とは同一のものであり、アンテナ５１で受信されてからＦＭ検波回路５８で復調されるまで、同一の回路で処理されている。このため、ＩＦフィルタ５５，５６の帯域幅を番組放送信号を良好に取出すために狭く設定すると、番組放送信号より広い周波数帯域を利用している多重信号が欠落してしまう。また、逆に多重信号を良好に取出すために前記帯域幅を広く設定したり、群遅延特性平坦品を使うと、番組放送信号の障害となる隣接妨害などの影響を完全に取除くことができない。
【０００９】
また、アンプ５７の利得を高くするとＦＭ検波回路のノイズフィギュア（ＮＦ）の影響が少なくなり、また多重信号のＳ／Ｎ比が良くなるので、多重信号に対しては好適となる。しかし、ＦＭ多重放送は交通情報などを提供しているので、車両など移動体に車載された受信装置で信号を受信し、前記情報を利用する場合が考えられる。このような場合では移動体が移動することで受信状態が変化し、ノイズの大きさも様々に変化して目立ちやすくなる。通常のＦＭ放送番組を良好に視聴するには雑音の目立たない音質にする必要があり、そのためには適度なアンプの利得が要求されるため、アンプをあまり高利得にすることができない。
【００１０】
また第２の従来技術では、受信状態が悪化するとＩＦフィルタをより帯域幅の狭いものと切換えて隣接妨害などを防止しており、番組放送信号と多重信号の両方を良好に復調することは困難である。
【００１１】
本発明の目的は、ＦＭ多重放送電波から番組放送信号および多重信号の両方を良好な周波数特性で取出すことのできるＦＭ多重放送受信装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ＦＭ放送をスーパヘテロダイン方式によって受信し、ＦＭ放送番組内容と多重化された情報とを復調するＦＭ多重放送受信装置において、
中間周波数に変換された受信信号である中間周波数信号を、ＦＭ放送番組内容復調のために濾波して増幅し、検波する番組信号用中間周波数回路と、
前記中間周波数信号を、前記番組信号用中間周波数回路のＦＭ検波出力を低域濾波した信号によって、ＦＭ放送番組信号によるＦＭ変調成分を打消す方向にＦＭ変調した専用局部発振周波数信号を用いて、専用中間周波数信号に変換するＦＭ変換回路と、
ＦＭ変換回路からの専用中間周波数信号を濾波して増幅する多重信号用中間周波数回路とを含むことを特徴とするＦＭ多重放送受信装置である。
また本発明の前記多重信号用中間周波数回路の濾波特性は、中心周波数付近の減衰量が帯域幅の両側の減衰量よりも大きい双峰特性であることを特徴とする。
【００１５】
【作用】
本発明に従えば、ＦＭ多重放送をスーパヘテロダイン方式によって受信し、ＦＭ放送番組内容と多重化された情報とを復調する。前記ＦＭ多重放送受信装置内部には、中間周波数に変換された受信信号である中間周波数信号をＦＭ放送番組内容復調のために濾波して増幅し、検波する番組信号用中間周波数回路と、前記中間周波数信号を、番組信号用中間周波数回路のＦＭ検波出力を低域濾波した信号によって、ＦＭ放送番組信号によるＦＭ変調成分を打消す方向にＦＭ変調した専用局部発振周波数信号を用いて、専用中間周波数信号に変換するＦＭ変換回路と、ＦＭ変換回路から専用中間周波数信号を濾波して増幅する多重信号用中間周波数回路とを備えるので、多重信号をデジタル信号に復調するときに、雑音の原因となる番組放送信号などのスペクトラムを抑え、また多重信号を低周波数の信号とすることができる。
【００１６】
好ましくは、前記多重信号用中間周波数回路の濾波特性は、中心周波数付近の減衰量が帯域幅の両側の減衰量よりも大きい双峰特性であるので、多重信号をより良好に取出すことができる。
【００１７】
【実施例】
図１は、本発明が前提とするＦＭ多重放送受信装置の電気的構成を示すブロック図である。
【００１８】
アンテナ１で受信されたＦＭ多重放送電波は、ＲＦ回路２で増幅され、周波数変換回路３で局部発振器４から発生された信号と混合され、中間周波数の信号に変換される。この信号は、ＩＦフィルタ５で濾波されてから２系統に分けられ、ＩＦフィルタ７とＩＦフィルタ１３とでそれぞれ濾波される。ＩＦフィルタ５，７は従来技術で用いられているＩＦフィルタ５５，５６と同様のものであり、フィルタの通過特性は番組放送信号のみを濾波させるように狭く設定されている。また、ＩＦフィルタ１３は通過特性が広帯域であるものか、または群遅延特性の帯域内での変化が少ないものが用いられる。
【００１９】
番組放送信号を取出す番組信号用中間周波数回路６内のＩＦフィルタ７で濾波された信号はアンプ８で増幅され、Ｓレベル発生装置、ソフトミュート回路、サーチストップ用信号発生回路などが付加されたＦＭ検波回路９で復調される。ステレオ復調回路、アンプ、ノイズフィルタなどで構成されるオーディオ回路１０では、番組放送信号がステレオ信号であれば左右の信号に分割され、またこれらの信号が増幅されまたノイズが除去され、スピーカ１１から音響出力として出力される。
【００２０】
また、多重信号を取出す多重信号用中間周波数回路１２内の広帯域のＩＦフィルタ１３で濾波された信号は、アンプ１４で増幅される。アンプ１４は番組信号用中間周波数回路６内のアンプ８より高い利得を持つように設定されており、これによってＦＭ検波回路１５内の素子などが原因となる雑音の影響を少なくし、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。アンプ１４で増幅された信号はＦＭ検波回路１５で復調され、デコーダ１６でデジタル信号に復調された後、データ処理回路１７に入力される。データ処理回路１７は、利用者の操作などに応じて入力された信号を処理し、表示手段１８に表示する。
【００２１】
上述のように、受信した信号を狭帯域のＩＦフィルタ７と広帯域のＩＦフィルタ１３とでそれぞれ濾波することによって、番組放送信号と多重信号とをそれぞれ良好に取出して復調し利用することができる。
【００２２】
図２は、本発明の一実施例のＦＭ多重放送受信装置の電気的構成を示すブロック図である。図２は図１に類似のものであり、図１の実施例と対応する箇所には同一の符号を付し、説明は省略する。番組信号用中間周波数回路６内のＦＭ検波回路９で復調された番組放送信号は、２系統に分けられ、一方はオーディオ回路１０に、他方はローパスフィルタなどで実現されるフィルタ２１で濾波されてＦＭ変調回路２２内のＶＣＯ２３に入力される。ＶＣＯ２３は、入力された信号に対応した周波数の専用局部発振周波数信号を発生させ、ＦＭ変調回路２２内の混合器２４に入力する。また、ＩＦフィルタ５で濾波された信号は２系統に分けられ、一方は混合器２４から多重信号用中間周波数回路１２ａに、他方はＩＦフィルタ７から番組信号用中間周波数回路６にそれぞれ入力される。混合器２４では、ＶＣＯ２３からの信号とＩＦフィルタ５からの信号とを混合し、２つの信号の差の周波数の信号として出力し、この信号はＩＦフィルタ１３ａで濾波されてアンプ１４に入力される。
【００２３】
図３は、ＩＦフィルタ５の出力信号の周波数ｆＩＦとＶＣＯ２３の出力信号の周波数ｆＶＣＯと混合器２４の出力信号の周波数ｆ０との関係を表すグラフである。
【００２４】
多重信号の周波数偏移は狭く設定されるためスペクトラムの広がりは少ないけれども、ＦＭ多重放送の場合は番組放送信号とともに送信されるため、その周波数偏移が加算されることになり、多重信号の周波数帯域は最大片側７５ｋＨｚまで広がっている。この影響を取除くために、前述したようにＦＭ検波回路９からフィルタ２１を介して取出した番組放送信号のメイン変調成分をＶＣＯ２３に入力し、ＶＣＯの出力信号とＩＦフィルタ５の出力信号とを混合器２４で混合してＦＭ逆変調することによって、多重信号にとって余分な番組放送信号などのスペクトラムの広がりを抑えている。混合器２４の出力信号の周波数ｆ０  は、ｆＩＦとｆＶＣＯとの差でありｆＩＦやｆＶＣＯより低周波となっている。ゆえに、ＩＦフィルタ１３ａの周波数帯域は、図１の実施例で用いられたＩＦフィルタ１３よりも狭帯域に設定することができる。このため、帯域幅の比の平方根に比例するホワイトノイズレベルを減少させることができるので、多重信号のＳ／Ｎ比を向上させることができる。また、混合器２４から出力する信号は低周波であるため、ＩＦフィルタ１３ａの濾波特性を設定し易い。
【００２５】
また、フィルタ１３ａはバンドパスフィルタなどで実現されてもよく、また後述する図４（１）、図５（１）などに示すフィルタで実現されてもよい。また、その他のフィルタで実現されてもよい。
【００２６】
図４は、図２の実施例で用いられるＩＦフィルタ１３ａの等価的な電気回路図およびその周波数特性を示すグラフである。この回路は、定電流源２５，２６と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、コイルＬ１，Ｌ２と、加算器２７とから成る。混合器２４の出力端子は、定電流源２５，２６の入力端子に接続される。定電流源２５の出力端子は、コンデンサＣ１の一方の端子と、コイルＬ１の一方の端子と、加算器２７の入力端子とに接続され、コンデンサＣ１の他方の端子と、コイルＬ１の他方の端子とはアースされている。定電流源２６の出力端子も同様に、コンデンサＣ２の一方の端子と、コイルＬ２の一方の端子と、加算器２７の入力端子とに接続され、コンデンサＣ２の他方の端子と、コイルＬ２の他方の端子とはアースされている。
【００２７】
コイルＬ１，Ｌ２と、コンデンサＣ１，Ｃ２とを並列に接続した回路は、それぞれ並列共振回路として働き、各回路のインピーダンスは周波数によって変化する。インピーダンスが最大になる周波数ｆ０１，ｆ０２は、コンデンサＣ１，Ｃ２の電気容量をＣ１，Ｃ２、コイルＬ１，Ｌ２のインダクタンスをＬ１，Ｌ２とすると、それぞれ
【００２８】
【数１】
0003594657.tif 000002
【００２９】
【数２】
0003594657.tif 000003
【００３０】
となる。ゆえに、定電流源２５、コンデンサＣ１、コイルＬ１で構成された回路の周波数特性は、図４（２）の二点鎖線で示すように、入力された信号の周波数がｆ０１のとき出力レベルが最大となる。同様に、定電流源２６、コンデンサＣ２、コイルＬ２で構成された回路の周波数特性は、図４（２）の一点鎖線で示すように、入力された信号の周波数がｆ０２のとき出力レベルが最大になる。
【００３１】
混合器２４からの出力信号によって定電流源２５，２６の出力が制御され、その出力信号はそれぞれ周波数がｆ０１またはｆ０２であるときに最大に増幅されて加算器２７に入力される。加算器２７では、２系統の回路からの入力信号を加算し、アンプ１４に出力する。したがって、図４（１）に示すＩＦフィルタは、図４（２）の実線で示すように周波数ｆ０１およびｆ０２で出力レベルが最大になる双峰特性を有する。またコンデンサＣ１，Ｃ２およびコイルＬ１，Ｌ２は、周波数ｆ０１と周波数ｆ０２の差ｆｄ  が多重信号のサブキャリア周波数の２倍となるように、選ばれている。
【００３２】
図５は、図２の実施例で用いられるＩＦフィルタ１３ａについての他の等価的な電気回路図およびその周波数特性を示すグラフである。この回路は、定電流源２８と、コンデンサＣ３，Ｃ４，Ｃ５と、コイルＬ３，Ｌ４とで構成される。混合器２４の出力端子は、定電流源２８の入力端子に接続され、定電流源２８の出力端子は、コンデンサＣ３，Ｃ５の一方の端子と、コイルＬ３の一方の端子とに接続される。コンデンサＣ３の他方の端子とコイルＬ３の他方の端子とはアースされる。コンデンサＣ５の他方の端子は、コンデンサＣ４の一方の端子と、コイルＬ４の一方の端子と、アンプ１４の入力端子とに接続される。コンデンサＣ４の他方の端子と、コイルＬ４の他方の端子とはアースされる。
【００３３】
内部抵抗を持つコイルＬ３，Ｌ４と、コンデンサＣ３，Ｃ４とを並列に接続した回路は、前述したように並列共振回路として働く。コンデンサＣ３とコイルＬ３とで構成された並列共振回路、コンデンサＣ４とコイルＬ４とで構成された並列共振回路は、どちらも単峰特性を持ち、周波数ｆ０  で出力レベルが最大となる。この２系統の並列共振回路をコンデンサＣ５を介して結合させると、前記並列共振回路同士の相互作用によって、図５（１）の回路は図５（２）に示すように周波数ｆ０±ｆｄ／２であるときに最大出力レベルを示し、周波数ｆ０  では出力レベルはやや低下する双峰特性を有するフィルタとなる。
【００３４】
ｆｄ  は最大出力レベルを示す周波数ｆ０＋ｆｄ／２と、ｆ０−ｆｄ／２との差であり、２つの並列共振回路の結合度に比例する。この結合度は、コンデンサＣ５の電気容量の大きさによって決定される。したがって、コンデンサＣ５の電気容量を変化させることによって、ｆｄ  を自由に変化させることができ、フィルタの濾波特性を容易に設定することができる。また、このフィルタはコイルとコンデンサのみで構成されているため、コストダウンを図ることができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ＦＭ多重放送をスーパヘテロダイン方式によって受信し、ＦＭ放送番組内容と、多重化された情報とを復調する。前記ＦＭ多重放送受信装置には、中間周波数に変換された受信信号である中間周波数信号を、ＦＭ放送番組内容復調のために濾波して増幅し、検波する番組信号用中間周波数回路と、前記中間周波数信号を、番組信号用中間周波数回路のＦＭ検波出力を低域濾波した信号によってＦＭ放送番組信号によるＦＭ変調成分を打消す方向にＦＭ変調した専用局部発振周波数信号を用いて、専用中間周波数信号に変換するＦＭ変換回路と、ＦＭ変調回路から専用中間周波数信号とを濾波して増幅する多重信号中間周波数回路とを備えるので、多重信号中間周波数回路のＩＦフィルタの帯域幅を狭帯域に設定することができ、多重信号のＳ／Ｎ比を向上させることができる。
【００３８】
好ましくは、前記多重信号用中間周波数回路の濾波特性は、中心周波数付近の減衰量が帯域幅の両側の減衰量よりも大きい双峰特性であるので、番組放送信号による影響を抑えて、さらに多重信号のＳ／Ｎ比を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が前提とするＦＭ多重放送受信装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例のＦＭ多重放送受信装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】ＩＦフィルタ５をＶＣＯ２３と、混合器２４との出力信号の周波数ｆＩＦ，ｆＶＣＯ，ｆ０との関係を示すグラフである。
【図４】図２で用いられるＩＦフィルタ１３ａの一実施例の簡略化した回路図およびその周波数特性を示すグラフである。
【図５】図２で用いられるＩＦフィルタ１３ａの他の実施例の簡略化した回路図およびその周波数特性を示すグラフである。
【図６】ＦＭ多重放送におけるプロトコルの階層構造を示す図である。
【図７】第１の従来技術を用いたＦＭ多重放送受信装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  アンテナ
２  ＲＦ回路
３  周波数変換回路
４  局部発振器
５，７，１３，１３ａ  ＩＦフィルタ
６  番組信号用中間周波数回路
８，１４  アンプ
９，１５  ＦＭ検波回路
１０  オーディオ回路
１１  スピーカ
１２，１２ａ  多重信号用中間周波数回路
１６  デコーダ
１７  データ処理回路
１８  表示手段
２１  フィルタ
２２  ＦＭ変調回路
２３  ＶＣＯ
２４  混合器
２５，２６，２８  定電流源
２７  加算器
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５  コンデンサ
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４  コイル
【図１】
0003594657.tif 000004
【図２】
0003594657.tif 000005
【図３】
0003594657.tif 000006
【図４】
0003594657.tif 000007
【図５】
0003594657.tif 000008
【図６】
0003594657.tif 000009
【図７】
0003594657.tif 000010