(57)【要約】【課題】より正確に周波数をカウントすることができる周波数カウンタ及びそのカウント方法を提供する。【解決手段】周波数カウンタは、基本クロックから一定期間を測定するカウント時間測定回路２と、Ｉ信号のゼロクロスパルス及びＱ信号とが入力され、Ｉ信号のゼロクロスパルスがＱ信号の正又は負のタイミングであるかを判定する符号判定回路７と、Ｉ信号及び符号判定回路７の結果が入力され、Ｑ信号が正又は負のタイミングのゼロクロスパルスをカウントする周波数カウント回路３と、カウント時間測定回路２が測定した一定期間内に周波数カウント回路３がカウントした値をＩＦ周波数測定値として出力する周波数演算回路４とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基本クロックから一定期間を測定するカウント時間測定回路と、
第１の信号のゼロクロスパルス及び前記第１の信号とは９０度位相が異なる第２の信号とが入力され、前記第１の信号のゼロクロスパルスが前記第２の信号の正又は負のタイミングであるかを判定する符号判定回路と、
前記第１の信号及び前記符号判定回路の結果が入力され、前記第２の信号が正又は負のタイミングのゼロクロスパルスをカウントする周波数カウント回路と、
前記カウント時間測定回路が測定した前記一定期間内に前記周波数カウント回路がカウントした値をＩＦ周波数測定値として出力する周波数演算回路とを有する周波数カウンタ。
【請求項２】
前記第１の信号のゼロクロスパルス及び前記第２の信号のゼロクロスパルスが入力され、両者が交互に発生することを確認するゼロクロス交互確認回路を更に有し、
前記周波数カウント回路は、前記第２の信号が正又は負のタイミングであって、前記ゼロクロスパルス交互確認回路において前記両者が交互に発生した場合にのみ前記第１の信号のゼロクロスパルスをカウントする、請求項１記載の周波数カウンタ。
【請求項３】
前記第１の信号はＩ信号であり、前記第２の信号はＱ信号である、請求項１又は２記載の周波数カウンタ。
【請求項４】
前記第１の信号はＱ信号であり、前記第２の信号はＩ信号である、請求項１又は２記載の周波数カウンタ。
【請求項５】
基本クロックから一定期間を測定するカウント時間測定工程と、
第１の信号のゼロクロスパルス及び前記第１の信号とは９０度位相が異なる第２の信号とが入力され、前記第１の信号のゼロクロスパルスが前記第２の信号の正又は負のタイミングであるかを判定する符号判定工程と、
前記第１の信号及び前記符号判定工程の結果が入力され、前記第２の信号が正又は負のタイミングのゼロクロスパルスをカウントする周波数カウント工程と、
前記カウント時間測定工程にて測定された前記一定期間内に前記周波数カウント工程にてカウントされた値をＩＦ周波数測定値として出力する周波数演算工程とを有する周波数カウンタのカウント方法。
【請求項６】
前記第１の信号のゼロクロスパルス及び前記第２の信号のゼロクロスパルスが入力され、両者が交互に発生することを確認するゼロクロス交互確認工程を更に有し、
前記周波数カウント工程では、前記第２の信号が正又は負のタイミングであって、前記ゼロクロスパルス交互確認工程において前記両者が交互に発生した場合にのみ前記第１の信号のゼロクロスパルスをカウントする、請求項５記載の周波数カウンタのカウント方法。
【請求項７】
所定の動作をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
基本クロックから一定期間を測定するカウント時間測定工程と、
第１の信号のゼロクロスパルス及び前記第１の信号とは９０度位相が異なる第２の信号とが入力され、前記第１の信号のゼロクロスパルスが前記第２の信号の正又は負のタイミングであるかを判定する符号判定工程と、
前記第１の信号及び前記符号判定工程の結果が入力され、前記第２の信号が正又は負のタイミングのゼロクロスパルスをカウントする周波数カウント工程と、
前記カウント時間測定工程にて測定された前記一定期間内に前記周波数カウント工程にてカウントされた値をＩＦ周波数測定値として出力する周波数演算工程とを有するプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＡＭ／ＦＭ受信機において、選局時に周波数をカウントする周波数カウンタおよびその周波数カウント方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦ（Radio Frequency）信号をサンプリングし、ベースバンド信号へ直接変換する方式（一般的に、ダイレクト・コンバージョン（Direct Conversion）といわれる手段）で変換された信号、又は一般的なＩＦ（Intermediate Frequency）信号をサンプリングし、ベースバンド信号へ直接変換する方式を使用したＡＭ／ＦＭ受信機がある。
【０００３】
ベースバンド信号に変換された信号を、本明細書においては、Ｚｅｒｏ−ＩＦ信号と記載する。図１０は、一般的なＩＦ信号からベースバンド信号に変換する回路を示す図である。１０−１は、乗算器であり、１０−２はＬＰＦ（Low Pass Filter）であり、２−３は、９０度位相器であり、２−４は、局部発信器を示す。
【０００４】
Ｚｅｒｏ−ＩＦ信号は、サンプリング周期単位に直交座標系で表現されるため、一般的にＩ／Ｑという名称の信号で表現される。
【０００５】
ＩＦ信号のゼロクロスについて図１１を用い説明する。一般的なＩＦ信号周波数として１０．７ＭＨｚが使用されていると仮定し、以下説明する。図１１はＦＭ変調されたＩＦ信号を±１の範囲に正規化表記した図である。本明細書では、１１−１、１１−２で示される状態をゼロクロスという。
【０００６】
図１１において、＋１から−１方向へ信号が遷移し、ゼロを通過する１１−１を、立ち下がり方向のゼロクロス、−１から＋１方向へ信号が遷移し、ゼロを通過する１１−２を立ち上がり方向のゼロクロスと定義する。
【０００７】
図１２は、同様にＡＭ変調されたＩＦ信号を±１の範囲に正規化表記し、１２−１が立ち下がり方向のゼロクロス、１２−２が立ち上がり方向のゼロクロスと定義する。
【０００８】
ＡＭ／ＦＭ受信機にて、選局処理に使用する周波数カウンタについて、ＩＦ信号に位相変調がないＡＭを例として説明する。単位時間を３２ｍｓｅｃとした場合、一般的なＩＦ信号である１０．７ＭＨｚの信号の立ち下がり方向ゼロクロスの回数は、
１０７０００００×０．０３２＝３４２４００
となる。本明細書では、このゼロクロス回数を数える方法を含む周波数カウント方法／周波数カウント回路を、周波数カウンタと定義する。
【０００９】
図１０に記載の回路例において、入力されるＩＦ周波数がずれた場合、周波数カウンタでカウントされる値は、ずれた周波数分だけ増減される。これを利用し、選局時に、期待した周波数と同調したか否かの確認に使用する。
【００１０】
ところで、特許文献１には、ＩＦパルス数のカウントと並行して復調回路によって復調されたデータの１／０の割合をカウントすることによって、一定時間内でのＩＦパルス数の誤差量を測定する技術が開示されている。
【００１１】
図１３は、特許文献１記載の周波数カウント回路を示す図である。図１３に示すように、周波数カウント回路は、測定対象のＩＦパルスの復調回路ａ、基本クロックのカウント時間測定回路ｂ、ＩＦパルスの周波数カウント回路ｃ、復調回路ａのデータカウント回路ｄ、周波数カウント回路ｃとデータカウント回路ｄの出力データを受ける補正回路ｅ、カウント時間測定回路ｂと補正回路ｅの出力データを受ける周波数演算回路ｆを有する。
【００１２】
この周波数カウント回路ｃにおいて、測定対象のＩＦ信号はデジタル信号（ＩＦパルス）として、周波数カウント回路ｃへ入力される。周波数カウント回路ｃは、一定時間内のＩＦパルスを数えて補正回路ｅへ送る。これと並行して復調回路ａによって、ＩＦパルスから再生された復調データはデータカウント回路ｄへ送られる。これと並行して、データカウント回路ｄは周波数カウント回路ｃでのＩＦパルス数計測区間に対応する時間内で再生データ（１又は０）の度数を数え補正回路ｅへ送る。補正回路ｅは、ＩＦパルス測定数から変調による誤差を除去するため、データカウント回路ｄで測定された再生データの度数に応じて周波数カウント値を補正する。補正回路ｅによる補正後の周波数カウント値は、一定時間を測定するカウント時間測定回路ｂの出力とともに周波数演算回路ｆへ送られる。周波数演算回路ｆは、両者から正確なＩＦ周波数測定値を計算する。
【００１３】
これにより、測定した誤差量を用いて補正回路ｅによりＩＦカウント数を修正してＩＦ周波数を測定する周波数カウント回路ｃとし、変調によるカウント誤差の影響を受けないで正確なＩＦ周波数値を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平１１−２３４３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、従来の周波数カウント回路における周波数カウント方式では、ＩＦ信号が位相変調等により変調されている場合、ＩＦパルスのカウント値に変調による誤差が発生してしまうため、結果としてＩＦ周波数の測定値に誤差が発生し正確な周波数を得ることが困難であった。
【００１６】
Ｚｅｒｏ−ＩＦ信号を使用するＡＭ受信機では、図１０の回路例で明白なとおり、ＩＦ周波数と局部発信器周波数にずれが発生した場合のみ、Ｉ信号／Ｑ信号にゼロクロスが発生する。Ｚｅｒｏ−ＩＦ信号に対する周波数カウント回路は、単位時間に発生したゼロクロスをカウントすることで構成する。本方式では、ＩＦ周波数のずれが大きくなればなるほど、単位時間当たりのカウント値が大きくなる。
【００１７】
つまり、Ｚｅｒｏ−ＩＦ信号を使用した周波数カウンタは、ＩＦ周波数と局部発信器周波数にずれがない場合、出力の期待値は「０」となり、周波数ずれが大きくなるにしたがって大きな値となる。
【００１８】
図１４は無変調状態のＺｅｒｏ−ＩＦ信号と、立下り方向のゼロクロス信号の状態である。Ｚｅｒｏ−ＩＦ信号のゼロクロスを使用した周波数カウント回路でＩＦ周波数を判別するためには、ＩＦ信号がＦＭ無変調状態でないと期待動作（周波数カウンタの出力が「０」）しない。
【００１９】
図１５は３０％変調されたＦＭ信号のＺｅｒｏ−ＩＦ信号と、立下り方向のゼロクロス信号の状態である。このように、ＦＭ変調されるだけで、Ｚｅｒｏ−ＩＦ信号はゼロクロスが発生する。通常のＦＭ放送では、同調周波数に対し±７５ｋＨｚの変調がかかるため、例えば、５０ｋＨｚ間隔にＦＭ局が存在可能な ヨーロッパ圏などでは、隣接局と誤判定する可能性がある。図１６は１００％変調されたＦＭ信号のＩ信号のゼロクロスをカウントした結果である。図１７は１００％変調されたＦＭ信号のＱ信号のゼロクロスをカウントした結果である。どちらも１０．７ＭＨｚのＩＦ周波数に対し、周波数カウンタの出力は、ＩＦ周波数から５０ｋＨｚ程度離れた値を出力し、期待値の「０」とはかけ離れた値となる。
【００２０】
この問題の解決案として、従来技術の補正を行う場合、復調回路からの再生データを使用するフィードバック方式のため、処理遅延が発生する。これは、ＲＤＳ（Ｒａｄｉｏ  Ｄａｔａ  Ｓｙｓｔｅｍ）のＡＦ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ）サーチ機能で周波数カウンタを利用する場合、通常数ｍｓｅｃ以内で選局処理を行う必要があり、判定に必要な処理速度が問題となる。さらに、修正データを得るために、変調度検出回路等の特別な回路が必要となる。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明に係る周波数カウンタは、基本クロックから一定期間を測定するカウント時間測定回路と、第１の信号のゼロクロスパルス及び前記第１の信号とは９０度位相が異なる第２の信号とが入力され、前記第１の信号のゼロクロスパルスが前記第２の信号の正又は負のタイミングであるかを判定する符号判定回路と、前記第１の信号及び前記符号判定回路の結果が入力され、前記第２の信号が正又は負のタイミングのゼロクロスパルスをカウントする周波数カウント回路と、前記カウント時間測定回路が測定した前記一定期間内に前記周波数カウント回路がカウントした値をＩＦ周波数測定値として出力する周波数演算回路とを有するものである。
【００２２】
本発明に係る周波数カウント方法は、基本クロックから一定期間を測定するカウント時間測定工程と、第１の信号のゼロクロスパルス及び前記第１の信号とは９０度位相が異なる第２の信号とが入力され、前記第１の信号のゼロクロスパルスが前記第２の信号の正又は負のタイミングであるかを判定する符号判定工程と、前記第１の信号及び前記符号判定工程の結果が入力され、前記第２の信号が正又は負のタイミングのゼロクロスパルスをカウントする周波数カウント工程と、前記カウント時間測定工程にて測定された前記一定期間内に前記周波数カウント工程にてカウントされた値をＩＦ周波数測定値として出力する周波数演算工程とを有するものである。
【００２３】
本発明においては、ＩＦカウントに使用しないＩ信号またはＱ信号の符号を使用し、検出されたゼロクロスの数をカウントアップするか、カウントダウンするか判定する回路を追加し、通常周波数カウンタ処理する時間分（４ｍｓｅｃ〜６４ｍｓｅｃ）積算することで、位相変調による影響を排除することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、より正確に周波数をカウントすることができる周波数カウンタ及びそのカウント方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる周波数カウント回路の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかるＩ信号周波数カウント処理波形図である。
【図３】本発明の実施の形態１にかかるＱ信号周波数カウント処理波形図である。
【図４】本発明の実施の形態１にかかるＩ信号周波数カウント処理結果を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１にかかるＱ信号周波数カウント処理結果を示す図である。
【図６】無変調信号入力時の周波数カウンタ動作波形図である。
【図７】無変調信号入力時の周波数カウンタ動作結果を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態２にかかる周波数カウンタを示す図である。
【図９】本発明の実施の形態２にかかるＩ信号周波数カウント処理波形図である。
【図１０】Ｚｅｒｏ−ＩＦ変換処理手法の説明図である。
【図１１】ＦＭ  ＩＦ信号のゼロクロス説明図である。
【図１２】ＡＭ  ＩＦ信号のゼロクロス説明図である。
【図１３】従来例の周波数カウント回路の構成を示すブロック図
【図１４】ＦＭ無変調信号時の従来のＩ信号／Ｑ信号ゼロクロス検出結果波形図である。
【図１５】ＦＭ３０％変調時の従来のＩ信号／Ｑ信号ゼロクロス検出結果波形図である。
【図１６】ＦＭ１００％変調時、従来のＩ信号周波数カウント結果を示す図である。
【図１７】ＦＭ１００％変調時、従来のＱ信号周波数カウント結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。この実施の形態は、本発明を、ＦＭ変調がかかっていても精度よくカウントすることができる周波数カウンタに適用したものである。
【００２７】
本実施の形態においては、Ｚｅｒｏ−ＩＦ信号部のみ（フィードバック処理なし）で、ＦＭ変調による誤動作を排除するものである。通常周波数カウンタ処理する時間分（４ｍｓｅｃ〜６４ｍｓｅｃ）、ＩＦカウントに使用しないＩ信号またはＱ信号の符号を使用し、検出されたゼロクロスの数をカウントアップするか、カウントダウンするかを判定する回路を追加し、積算することで、位相変調による影響を排除する。
【００２８】
本発明の実施の形態１.
図１は、本発明の実施の形態にかかる周波数カウンタを示す図である。図１に示すように、周波数カウンタは、基本クロック信号回路１、カウント時間測定回路２、周波数カウント回路３、周波数演算回路４、Ｉ信号のゼロクロスパルス生成回路５、Ｑ側ＩＦ信号回路６及び符号判定回路７を有する。
【００２９】
カウント時間測定回路２は、基本クロック１を基に一定期間を測定する回路であり、任意の測定期間を設定することができる。周波数演算回路４に任意に設定された測定期間を出力する。
【００３０】
Ｉ信号のゼロクロスパルス５は、Ｉ信号の立ち上がり、若しくは立下り、若しくは立ち上がりと立下りの両方のゼロクロスポイントでエッジ検出した出力を基に作成されたパルス信号である。Ｑ側ＩＦ信号６は、Ｚｅｒｏ−ＩＦ変換後のＱ側信号のことである。
【００３１】
符号判定回路７は、Ｉ信号ゼロクロスパルス５のタイミングで、Ｑ側ＩＦ信号６の符号を判別する回路である。この符号判定回路７は、Ｉ信号のゼロクロスパルス５のタイミングで、ゼロクロス検出を行わないＱ信号の符号を抽出する処理を行い、この結果を周波数カウント回路３に対する制御信号として出力する。なお、Ｑ信号のゼロクロスパルス５のタイミングで、ゼロクロス検出を行わないＩ信号の符号を抽出する処理を行い、周波数カウント回路３に対する制御信号を生成してもよい。
【００３２】
周波数カウント回路３は、Ｉ信号のゼロクロスパルス５を、符号判定回路７からの出力に制御されてカウント処理する回路である。この周波数カウント回路３は、符号判定回路７の制御信号に基づき、Ｉ信号のゼロクロスパルス５を加算、若しくは減算処理し、ゼロクロスパルスのカウントを行う。
【００３３】
周波数演算回路４は、カウント時間測定回路２を制御信号として、周波数カウント回路３のカウント値を周波数に変換する回路である。周波数演算回路４は、カウント時間測定回路２を制御信号として、周波数カウント回路３のカウント値を周波数に変換する回路である。
【００３４】
図１の周波数カウント処理回路の動作を、図２の信号波形を基に説明する。図２のＩ信号２−１とＱ信号２−２は、ＦＭ変調された信号をＺｅｒｏ−ＩＦ変換した出力である。Ｉ信号の立ち下がり方向のゼロクロス信号２−３は、図１のＩ信号ゼロクロスパルス５に相当する波形である。
【００３５】
符号判定回路出力２−４は、図１の符号判定回路７の出力に相当する波形である。この符号判定回路出力は、Ｉ信号の立下りのゼロクロス２−３のタイミングでＱ信号２−２の符号を判定した結果である。図２では、Ｑ信号の符号が負の場合は「１」、正の場合は「０」が出力される構成となっている。
【００３６】
符号判定回路出力７は、Ｉ信号の立下りゼロクロスのタイミングで、Ｑ信号の符号を判定する。周波数カウンタ出力２−５は、図１の周波数カウント回路３の出力に相当する波形である。この周波数カウンタ処理は、Ｉ信号の立ち下がり方向ゼロクロス２−３に対し、符号判定回路出力２−４の出力が「１」の場合は加算処理を、「０」の場合は減算処理を行う。この処理により、周波数カウンタに対するＦＭ変調の影響を排除する。
【００３７】
図３は、Ｑ信号の立ち下がり方向のゼロクロス３−３を使用し、周波数カウント処理を行った場合の信号波形である。符号判定回路７の出力は、Ｑ信号の立下りゼロクロスのタイミングで、Ｉ信号の符号を判定する。本例においては、Ｉ信号の符号が負の場合は「１」、正の場合は「０」が出力される構成となっている。周波数カウント回路３は、Ｑ信号の立下り方向ゼロクロスパルスに対し、符号判定回路出力が「１」の場合加算処理を行い、符号判定回路出力が「０」の場合、減算処理を行うことで、周波数カウンタに対するＦＭ変調の影響を排除する。
【００３８】
このように、ＩＦカウントに使用しないＩ信号またはＱ信号の符号を使用し、検出されたゼロクロスの数をカウントアップするか、カウントダウンするか判定する回路を追加することで、ＦＭ変調による周波数カウンタの誤動作を防止することができる。
【００３９】
図４、図５に、本発実施の形態を適用した場合の周波数カウンタ出力結果を記載する。本実施の形態においては、ＩＦカウントに使用しないＩ信号またはＱ信号の符号を使用し、検出されたゼロクロスの数をカウントアップするか、カウントダウンするか判定する回路を追加し、通常周波数カウンタ処理する時間分（４ｍｓｅｃ〜６４ｍｓｅｃ）積算することで、位相変調による影響を排除することができる。
【００４０】
また、Ｚｅｒｏ−ＩＦ信号部分のみで構成することができる（フォワード型の制御）。さらに、復調信号から制御信号の作成などを行わないため、従来技術と比較して、簡単な回路及び信号処理プログラムで構成することができる
【００４１】
本発明の実施の形態２．
Ｚｅｒｏ−ＩＦ 信号を使用するＦＭ受信機において、ＦＭ変調された信号が入力された場合の誤動作防止は、実施の形態１のとおりである。
【００４２】
ここで、Ｉ／Ｑ分離されたＺｅｒｏ−ＩＦ信号を復調するＡＭ／ＦＭチューナにおいて、図６のとおり無変調入力時、Ｚｅｒｏ−ＩＦ変換された信号が微小に変動（ＲＦ部分のアナログノイズや電源のゆれ、量子化ノイズ等の影響）することで、図７のとおりＩＦ信号のゼロクロスをカウントする周波数カウンタ処理で、誤検出が発生する場合がある。
【００４３】
この無変調時入力時誤動作防止を、実施の形態１と同様Ｚｅｒｏ−ＩＦ信号を基に対策を講じたものが実施の形態２である。図８は、本発明の実施の形態２にかかる周波数カウンタを示す図である。
【００４４】
これは、ゼロクロス交互確認回路９は、Ｉ信号のゼロクロスパルス信号５とＱ信号のゼロクロスパルス６が交互に入力されるか判別する回路である。このゼロクロス交互確認回路７は、Ｉ信号の立下り方向のゼロクロスパルス５とＱ信号の立下り方向のゼロクロスパルス６が交互に発生するかを確認し、周波数カウント回路３に対し、制御信号を生成する。
【００４５】
よって図８の周波数カウント回路３は、本発明の実施の形態１で説明した、図２のＩ信号の立ち下がり方向ゼロクロス２−３に対し、符号判定回路出力２−４の出力が「１」の場合は加算処理を、「０」の場合は減算処理を行うだけでなく、図９記載のＩ信号／Ｑ信号ゼロクロス交互確認信号９−４（図９のゼロクロス交互確認回路９の出力に相当する）に従い、ゼロクロスが交互に発生しているときにのみゼロクロスパルス信号をカウントする。これにより、さらなる誤動作を排除することが可能となる。
【００４６】
なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。
【００４７】
例えば、上述の実施の形態では、ハードウェアの構成として説明したが、これに限定されるものではなく、任意の処理を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。この場合、コンピュータプログラムは、記録媒体に記録して提供することも可能であり、また、インターネットその他の伝送媒体を介して伝送することにより提供することも可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１  基本クロック信号回路
２  カウント時間測定回路
３  周波数カウント回路
４  周波数演算回路
５  Ｉ信号のゼロクロスパルス生成回路
６  ＱチャンネルＩＦ信号回路
７  符号判定回路
８  Ｑ信号のゼロクロスパルス生成回路
９  ゼロクロス交互確認回路
【図１】
2011188076.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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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