(57)【要約】    【課題】  受信電界強度の低下に伴う雑音指数ＮＦの悪化を抑制し、音声を聞き取りやすくする。    【解決手段】  ＡＧＣ回路１０９を有するラジオ受信機において、検波回路１０６からの出力電圧-ＶAGCを検出し、出力電圧ＶAGCと基準電圧Ｖref1との比較を行う検波回路出力判定手段１１１と、出力電圧ＶAGCが基準電圧Ｖref1未満の場合に擬似搬送波信号を発生する搬送波信号発生手段１１２と、擬似搬送信号を受信信号に加算する擬似搬送波信号加算手段１１４とを設ける。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＧＣ回路を有するラジオ受信機において、ラジオ放送波の受信電界強度を基準値と比較する受信電界強度判定手段と、上記受信電界強度が上記基準値未満の場合に擬似搬送波信号を発生する搬送波信号発生手段と、上記擬似搬送信号を受信信号に加算する擬似搬送波信号加算手段とを具備することを特徴とするラジオ受信機。
【請求項２】
上記受信電界強度判定手段を検波回路の出力電圧を基準電圧と比較する検波回路出力判定手段としたことを特徴とする請求項１に記載のラジオ受信機。
【請求項３】
上記受信電界強度判定手段をフィルタの出力電圧を基準電圧と比較するフィルタ出力判定手段としたことを特徴とする請求項１に記載のラジオ受信機。
【請求項４】
上記搬送波信号発生手段は、上記ラジオ放送波の搬送波周波数を検出して、上記搬送波周波数と同じ周波数の上記擬似搬送波信号を発生させることを特徴とする請求項１に記載のラジオ受信機。
【請求項５】
上記搬送波信号発生手段は、上記擬似搬送波信号の擬似搬送波周波数を変化させ、上記受信電界強度判定手段によって検出される上記受信電界強度が、変化前の上記擬似搬送波周波数の上記擬似搬送波信号を加算したときの受信電界強度と比較して増加した場合には、その増加時の上記擬似搬送波周波数で以後、上記擬似搬送波信号を発生させることを特徴とする請求項１に記載のラジオ受信機。
【請求項６】
上記擬似搬送波信号加算手段は、上記擬似搬送波信号を上記受信信号に物理的に非接触な伝達手段で加算することを特徴とする請求項１に記載のラジオ受信機。
【請求項７】
ＡＧＣ回路を有するラジオ受信機のラジオ放送波受信信号処理方法において、受信電界強度判定手段でラジオ放送波の受信電界強度を基準値と比較し、搬送波信号発生手段で上記受信電界強度が上記基準値未満の場合には擬似搬送波信号を発生し、擬似搬送波信号加算手段で上記擬似搬送信号を受信信号に加算することを特徴とするラジオ放送波受信信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はラジオ受信機及びラジオ放送波受信信号処理方法に係り、特に車載用ラジオ受信機及び車載用ラジオ受信機のラジオ放送波受信信号処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車載用ラジオ受信機においては、例えばトンネルの中、ビルの間、屋内駐車場などではラジオ放送波の受信電界強度が低下し、音声出力レベルが低下し、聞き取りづらい音声となる。これを補正すべく検波回路のゲインを低下させると、雑音レベルを低下させることはできるが、同時に音声信号成分も低下してしまう。これを解決するための従来技術の一例としては、ノイズレベルが低い場合は、音量調整回路すなわち低周波増幅回路のゲインを増加させることで音声出力レベルが一定となるようにし、等価的にＡＧＣ回路の特性を補正するというものがある。
【０００３】
この種の従来技術について記載されている文献としては、下記特許文献１を挙げることができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３５３８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、このような従来の技術においては、以下のような問題点がある。即ち、ラジオ放送波を受信して音声出力を得るまでには、ラジオ放送波をアンテナで受信してから検波されるまでのゲインと音量調整回路によるゲインの２段の増幅がなされていると考えることができる。この場合、全構成のゲインは１段目のゲイン即ち、検波回路までのゲインと、２段目のゲイン即ち、音量調整回路のゲインの掛け算によって得ることになる。本従来技術は、２段目のゲインを増大させることで１段目のゲインを補正するという手法である。しかしながらこの考え方は、雑音指数ＮＦを低減するためにはよくない手法である。その理由については以下のように説明できる。
【０００６】
雑音指数ＮＦとは、高周波増幅器での雑音レベルを表す指標で、以下の式で定義される。
【０００７】
ＮＦ＝１０log｛（Ｓi/Ｎi）／（Ｓo/Ｎo）｝
＝１０log（Ｓi/Ｎi）−１０log（Ｓo/Ｎo）
Ｓi：入力信号電力
Ｎi：入力雑音電力
Ｓo：出力信号電力
Ｎo：出力雑音電力
Ｓi/Ｎiは入力信号のＳＮ比、Ｓo/Ｎoは出力信号のＳＮ比であるから、雑音指数ＮＦとは入力信号が増幅器で増幅される時のＳＮ比の変化する割合を示している。ここで雑音指数ＮＦを低減するためには、各段の増幅器のゲインをどのように設定するべきかを考える。例えば２段構成の増幅器の場合、１段目のゲインをＧ1、雑音指数をＮＦ1、２段目のゲインをＧ2、雑音指数をＮＦ2とすると、トータルのゲインＧtは次式で表わされる。
【０００８】
Ｇt＝Ｇ1×Ｇ2
また、トータルの雑音指数ＮＦtは次式で表わされる。
【０００９】
ＮＦt＝ＮＦ1＋（ＮＦ2−１）／Ｇ1
所定のトータルのゲインＧtを得ようとした場合、１段目のゲインＧ1を大きくすることでトータルのＮＦtを低減することができる。このことは１段目の雑音指数ＮＦ1を小さくすることが、トータルの雑音指数ＮＦtを低減することに繋がることと等価である。
【００１０】
従来技術では、音量調整回路のゲインを大きくすることで雑音を抑制しようとしたが、それは１段目のゲインＧ1を低減させて２段目のゲインＧ2を増加させることになる。つまり１段目の雑音指数ＮＦ1が大きくなり、トータルの雑音指数ＮＦtが大きくなってしまう。即ち、２段の増幅器の構成における１段目のゲインＧ1を下げて、２段目のゲインＧ2を上げることで音声出力の雑音レベルを低下させようとしているが、これは全構成の雑音指数ＮＦtを悪化させることに繋がるため、結果的には音声が聴き取りにくいということになる。
【００１１】
本発明は、上記問題点を解決し、音声が聴き取りやすいラジオ受信機及びラジオ放送波受信信号処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的を達成するため、本発明においては、ラジオ放送波の受信電界強度を判定する受信電界強度判定手段と、受信電界強度が基準値未満の場合に擬似搬送波信号を発生する搬送波信号発生手段と、擬似搬送信号を受信信号に加算する擬似搬送波信号加算手段とを設ける。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るラジオ受信機及びラジオ放送波受信信号処理方法においては、ラジオ放送波の受信電界強度が基準値未満の場合に、擬似搬送波信号を発生して受信信号に加算することで、受信電界強度の低下を抑制することができ、音声が聞き取りやすくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
第１の実施の形態
図１は本発明の第１の実施の形態の基本構成図である。１０２はラジオ放送波用の受信アンテナ、１０３は混合回路、１０４はフィルタ、１０５は中間周波数増幅回路、１０６は検波回路、１０７は低周波数増幅回路、１０８はスピーカ、１０９はＡＧＣ回路、１１０は局部発振回路、１１１は検波回路出力判定手段、１１２は搬送波信号発生手段、１１４は擬似搬送波信号加算手段である。
【００１５】
受信アンテナ１０２で受信されたラジオ放送波（搬送波周波数ｆs）の受信信号は、局部発振回路１１０で作られる局部発振信号（周波数ｆosc）と混合回路１０３で混合されて、中間周波数ｆIF（＝ｆosc−ｆs）の中間周波数信号に周波数変換される。フィルタ１０４で取り出された中間周波数信号は、中間周波数増幅回路１０５で増幅され検波回路１０６に出力される。増幅された中間周波数信号が検波回路１０６で検波され、音声信号となる低周波信号が取り出され低周波増幅回路１０７に出力される。この低周波信号が低周波増幅回路１０７で増幅された後、スピーカ１０８に印加され、スピーカ１０８から音声が出力される。
【００１６】
ＡＧＣ回路１０９は、ラジオ放送波の受信電界強度が一定にならない場合においても、音声出力レベル（出力電圧）が一定になるように検波回路１０６の出力信号（出力電圧）を計測し、その値に応じて中間周波数増幅回路１０５の利得（ゲイン）を制御し、音声出力電圧を一定にする働きを有する。これによりラジオ放送波の受信電界強度が弱い場合や変動する場合などでも、比較的聴き取りやすい音声を得ることができる。
【００１７】
検波回路出力判定手段１１１は検波回路１０６からの出力電圧（ＡＧＣ回路１０９の入力電圧）-ＶAGCを検出し、基準電圧Ｖref1との比較を行う。比較の結果、検波回路１０６の出力電圧ＶAGCの方が低い場合には、受信電界強度が不十分な強さであるため、搬送波信号発生手段１１２にＯＮ指令を出す。一方、検波回路１０６の出力電圧ＶAGCの方が高い場合には、受信電界強度は十分な強さであるため、搬送波信号発生手段１１２にＯＦＦ指令を出す。搬送波信号発生手段１１２は、検波回路出力判定手段１１１からのＯＮ指令を受けて、局部発振回路１１０から入力したチャンネル周波数ｆoscに等しい周波数の擬似搬送波信号を発生させ、擬似搬送波信号加算手段１１４に出力する。
【００１８】
図２に検波回路出力判定手段における出力判定手順を示す。判定は比較器を用いて基準電圧Ｖref1との比較で行う。即ちＳ１０で判定を開始し、Ｓ１１で検波回路１０６からの出力電圧（出力信号のレベル）-ＶAGCを比較器に入力する。Ｓ１２で入力した出力電圧ＶAGCと基準電圧Ｖref1とを比較し、ＶAGC≧Ｖref1の場合はＳ１３に進み、検波回路出力判定手段１１１は搬送波信号発生手段１１２に動作をさせないためＯＦＦ信号を出力する。Ｓ１４で搬送波信号発生手段１１２はＯＦＦ信号を受けて、擬似搬送波信号を発生しない。一方、ＶAGC＜Ｖref1の場合は、Ｓ１５に進み、検波回路出力判定手段１１１は搬送波信号発生手段１１２に動作をさせるためＯＮ信号を出力する。Ｓ１６で搬送波信号発生手段１１２はＯＮ信号を受けて、擬似搬送波信号を発生する。
【００１９】
次に、基準電圧Ｖref1について説明する。図３はラジオ放送波の受信電界強度と検波回路の出力電圧の関係を示した図で、ラジオ放送波の受信電界強度を横軸に検波回路の出力電圧を縦軸に示してある。Ｓ、Ｎはそれぞれ音声出力と雑音出力である。受信電界強度がＥrefと示された値以上の範囲では音声出力Ｓの信号出力と雑音出力Ｎはいずれも一定値に保たれており、受信電界強度が低下し、Ｅrefと示された値より低下した場合には、破線で示すごとく音声出力Ｓが低下すると共に、雑音出力Ｎが増大する関係となっている。従って、検波回路１０６の出力電圧を計測することで受信電界強度を判断することができる。以上から、基準電圧Ｖref1の大きさは、擬似搬送波信号がない場合で電界強度が低下していく時に、ノイズレベルが上昇し始める電界強度である、図３のＥrefと示された値と対応するように決定すればよい。
【００２０】
なお、図３のＥref以下の範囲において、実線が擬似搬送波信号を用いた場合の特性を示しており、受信電界強度が低下しても雑音出力Ｎは変化せず、音声出力Ｓは大幅に改善されていることがわかる。また、検波回路１０６からの出力信号は、図１に示す信号波形になる。即ち、ＡＣ成分とＤＣ成分が混ざっている信号である。検波回路出力判定手段１１１で計測する出力電圧ＶAGCはこの信号の中のＤＣ電圧を示している。
【００２１】
次に、検波回路出力判定手段１１１からのＯＮ信号を受けたときの、搬送波信号発生手段１１２の搬送波信号発生動作を図４を用いて説明する。Ｓ２０で搬送波信号発生動作を開始し、Ｓ２１でチャンネル周波数ｆoscを入手すべく局部発振回路１１０にアクセスする。Ｓ２２で局部発振回路１１０から周波数カウンタによってチャンネル周波数ｆosc（デジタル値）を得る。次にＳ２３で、このチャンネル周波数ｆoscから中間周波数ｆIFを引いて搬送波周波数ｆsを得る。Ｓ２４で搬送波周波数ｆsをＤ／Ａ変換でアナログ信号に変換し、Ｓ２５で得た電圧値からＶＣＯ回路によってラジオ放送波の搬送波周波数と同じ周波数の擬似搬送波信号を生成し、Ｓ２６で擬似搬送波信号を発信する。擬似搬送波信号の振幅は、受信アンテナ１０２における電界強度がＥrefになるように決めておく。
【００２２】
なお、検波回路出力判定手段１１１は、一度ＯＮ信号を出力すると、直ちにＶAGC≧Ｖref1が成立し、搬送波信号発生手段１１２が停止してしまう。これを防止するために、検波回路出力判定手段１１１はある時間だけ出力信号を保持させるように、ラッチを掛ける機能を持たせておく。そしてその保持時間が経過した後に再度検波回路１０６の出力電圧判定を行うようにする。このようにすることにより、擬似搬送波信号が必要な期間中、継続して擬似搬送波信号を出力することが可能となる。
【００２３】
図５に擬似搬送波信号加算手段の基本構成図を示す。１１４は擬似搬送波信号加算手段、１６０はラジオ受信機本体、１６１はラジオ受信機メイン部、１６３は擬似搬送波信号の送信アンテナである。それぞれ、構成部品は省略してある。受信アンテナ１０２の端子のラジオ受信機メイン部１６１近傍に擬似搬送波信号の送信アンテナ１６３を配置し、非接触結合（容量結合）とした構造である。かかる構成とすることにより、搬送波信号発生手段１１２から出力された擬似搬送波信号は、受信アンテナ１０２で受信されたラジオ放送波の受信信号と物理的に非接触の伝達手段で加算される。これは、例えば擬似搬送波信号を受信アンテナ１０２の端子に接続したハーネス等で伝達しようとすると、受信アンテナ１０２のインピーダンスの変化やハーネスで拾われる車載機器等からのノイズの影響を受ける可能性があり、好ましくないためである。
【００２４】
また、本実施の形態のラジオ放送波受信信号処理方法においては、検波回路出力判定手段１１１で検波回路１０６の出力電圧ＶAGC（受信電界強度）と基準電圧Ｖref1（基準値）とを比較し、搬送波信号発生手段１１２で出力電圧ＶAGCが基準値Ｖref1未満の場合に擬似搬送波信号を発生し、擬似搬送波信号加算手段１１４で擬似搬送信号を受信信号に加算する。
【００２５】
このような構成にすることで、ラジオ放送波の受信電界強度が低下した場合でも、自らがラジオ放送波の搬送波信号の搬送波周波数ｆsと同じ周波数の擬似搬送波信号を発生してラジオ放送波の受信信号に加算することで、等価的に受信電界強度の低下を抑制することができる。その結果ラジオ受信機のゲインを適切な領域、つまり雑音出力を抑制できる領域で使用することができ、受信電界強度の低下に伴うラジオ受信機の雑音指数ＮＦの悪化を抑制し、ラジオ受信機からの音声を聴き取りやすくすることができる。
【００２６】
第２の実施の形態
図６は本発明の第２の実施の形態を示す基本構成図である。第１の実施の形態においては、受信電界強度を検波回路１０６の出力電圧で判定し擬似搬送波を発生させるという構成であったが、第２の実施の形態においては、受信電界強度をフィルタ出力判定手段２０１で判定する構成である。つまり、ラジオ放送波の受信信号をフィルタ１０４で中間周波数に変換した後の電圧で判定するというものである。第１の実施の形態と同様に、擬似搬送波信号を発生させるか否かの判定を、フィルタ出力判定手段２０１に設けた比較器でフィルタ出力電圧ＶIFの基準電圧Ｖref2に対する大小関係で行うものである。
【００２７】
図７にフィルタ出力判定手段２０１における出力判定手順を示す。第１の実施の形態と同様に、基準電圧Ｖref2は受信電界強度がＥrefになる時の値である。Ｓ３０で比較動作を開始し、Ｓ３１でフィルタ１０４の出力電圧ＶIFを検出し、Ｓ３２で比較器において出力電圧ＶIFと基準電圧Ｖref2の比較を行う。ＶIF≧Ｖref2の場合には受信電界強度は十分な強さであるため、Ｓ３３でフィルタ出力判定手段２０１は搬送波発生手段１１２にＯＦＦ信号を出力し、Ｓ３４で搬送波発生手段１１２はＯＦＦ信号を受けて擬似搬送派信号を発生しない。一方、ＶIF＜Ｖref2の場合には受信電界強度は不十分な強さであるため、Ｓ３５でフィルタ出力判定手段２０１は搬送波発生回路１１２にＯＮ信号を出力する。Ｓ３６で搬送波発生手段１１２はＯＮ信号を受けて擬似搬送派信号を発生する。その他の構成、動作については第１の実施の形態と同様である。
【００２８】
このような構成にすることで、ラジオ放送波の受信電界強度が低下した場合でも、自らがラジオ放送波の搬送波信号の搬送波周波数ｆsと同じ周波数の搬送波信号を発生してラジオ放送波の受信信号に加算することで、等価的に受信電界強度の低下を抑制することができる。その結果ラジオ受信機のゲインを適切な領域、つまり雑音出力を抑制できる領域で使用することができ、受信電界強度の低下に伴う車載用ラジオ受信機の雑音指数ＮＦの悪化を抑制し、ラジオ受信機からの音声を聴き取しやすくすることができる。
【００２９】
第３の実施の形態
図８は本発明の第３の実施の形態の基本構成図である。本実施の形態においては、搬送波信号発生手段１１５は局部発振回路１１０からのチャンネル周波数ｆoscの信号入力がないため、次のような動作を行う。搬送波信号発生手段１１５で発生させる擬似搬送波の周波数を、図４に示したラジオ受信機のチューニング周波数を検出して決定するのではなく、図９に示す手順で決定するものである。即ち、Ｓ４０で検波回路出力判定手段１１１からＯＮ信号が出力されたとき、Ｓ４１で搬送波信号発生手段１１５から擬似搬送波信号（周波数ｆc1）を発生させる。Ｓ４２で擬似搬送波信号（周波数ｆc1）を発生させたことによる出力電圧ＶAGCの変化の有無を判定し、変化が無ければＳ４３に進み、直前に発信した擬似搬送波信号の周波数ｆc1に一定の周波数△ｆcをプラスし（周波数ｆc1=ｆc1+△ｆc)、Ｓ４１に戻り、新しい周波数で再度擬似搬送波信号を発信する。Ｓ４２で再度出力電圧ＶAGCの変化の有無を判定し、増加があればＳ４４に進み、擬似搬送波周波数を周波数fc1で固定する。
【００３０】
即ち、搬送波信号発生手段１１５は、擬似搬送波信号の擬似搬送波周波数を変化させる。例えばＡＭ放送を聞いているのであればＡＭ帯域中のラジオ放送波の存在する周波数ごと（日本国内であれば9kHz間隔）に擬似搬送波の周波数を変化させる。そして、搬送波信号発生手段１１５は、検波回路出力判定手段１１１によって検出される出力電圧ＶAGC(受信電界強度)が、変化前の擬似搬送波周波数の擬似搬送波信号を加算したときの出力電圧ＶAGCと比較して増加した場合には、その増加時の擬似搬送波周波数で以後、擬似搬送波信号を発生させる。
【００３１】
このような構成にすることで、図１、図６に示した構成よりも簡単な構成で擬似搬送波周波数を容易に決定することができる。
【００３２】
なお、第１、第３の実施の形態においては検波回路１０６の出力電圧、第２の実施の形態においてはフィルタ１０４の出力電圧（ラジオ放送波１０１の受信信号を中間周波数に変換した信号）を、擬似搬送波を発生させるか否かの判定用のパラメータとしたが、受信電界強度と一義的な相関のある物理量であれば、それを擬似搬送波を発生させるか否かの判定用のパラメータとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるラジオ受信機の構成構成図である。
【図２】検波回路出力判定手段の判定動作を示す図である。
【図３】受信電界強度と検波回路出力電圧との関係を示す図である。
【図４】擬似搬送波信号の発生手順を示す図である。
【図５】擬似搬送波信号の印加方法を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態におけるラジオ受信機の基本構成図である。
【図７】フィルター出力判定手段の判定動作を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態におけるラジオ受信機の基本構成図である。
【図９】擬似搬送波周波数決定手順を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０２…受信アンテナ          １０３…混合回路
１０４…フィルタ              １０５…中間周波数増幅回路
１０６…検波回路              １０７…低周波増幅回路
１０８…スピーカ              １０９…ＡＧＣ回路
１１０…局部発信回路          １１１…検波回路出力判定手段
１１２…搬送波信号発生手段    １１４…擬似搬送波信号加算手段
１１５…搬送波信号発生手段
１６０…ラジオ受信機本体      １６１…ラジオ受信機メイン部
１６３…送信アンテナ          ２０１…フィルタ出力判定回路
【図１】
2006067154.tif 000003
【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】
2006067154.tif 000009
【図８】
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【図９】
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