(57)【要約】【課題】スケルチのヒステリシス特性を確保しつつ、Ｃｌｏｓｉｎｇ  Ｔｉｍｅの高速化を図ること。【解決手段】本実施形態に係るトーンスケルチ回路は、受信信号の復調出力に含まれるトーン信号を検出するＣＴＣＳＳ検波回路１と、ＣＴＣＳＳ検波回路１の出力を減衰させる乗算器３１と、乗算器３１の出力をＣＴＣＳＳ基準電力閾値と比較する比較器３２と、比較器３２の誤差出力の正負を正負判定回路３３で判定し、その判定結果に基づいてセレクタ３４で時定数を切り替えて乗算器３１の出力の減衰量を制御するリミッタ付き積分器３６と、乗算器３１の出力とオープン閾値とを比較してスケルチオープン判定をし、且つ乗算器３１の出力とクローズ閾値とを比較してスケルチクローズ判定をするＣＴＣＳＳ判定回路２とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号の復調出力に含まれるトーン信号を検出するトーン検出回路と、
前記トーン検出回路の出力を減衰させる乗算器と、
前記乗算器の出力を基準電力閾値と比較する比較器と、
前記比較器の判定結果に基づいて時定数を切り替えて前記乗算器の出力の減衰量を制御する自動利得制御部と、
前記乗算器の出力とオープン閾値とを比較してスケルチオープン判定をし、且つ前記乗算器の出力とクローズ閾値とを比較してスケルチクローズ判定をする判定回路と
を具備することを特徴とするトーンスケルチ回路。
【請求項２】
前記自動利得制御部は、前記比較器の判定結果に基づいて離散値ｎ（ｎ≧０）を算出し、所定の係数Ｘ（０＜Ｘ＜１）をｎ乗した値を用いて、前記乗算器の出力の減衰量を制御することを特徴とする請求項１に記載のトーンスケルチ回路。
【請求項３】
前記自動利得制御部は、前記乗算器の出力が前記オープン閾値より大きい場合には、前記離散値ｎを更新しないことをさらに特徴とする請求項２に記載のトーンスケルチ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、無線通信分野で使用されるトーンスケルチ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来無線通信において、ＣＴＣＳＳ（Continuous Tone-Coded Squelch System）は音声周波数帯域以下のトーン（低周波）信号を音声信号に重畳して送信し、受信側で自局周波数と、相手局周波数が一致した場合にのみスケルチが開く機能を有する。
【０００３】
一般的なトーンスケルチ回路は、受信した変調波を音声信号へと復調した信号をＣＴＣＳＳ検波回路に入力し、ＣＴＣＳＳ検波回路では設定されたトーン信号のみを検波し出力する。スケルチが閉じている状態の時、その検波された出力とオープン閾値とを比較し、オープン閾値よりも高い場合には、スケルチを開く。スケルチが開いている状態で検波された出力がクローズ閾値よりも低い場合には、スケルチを閉じる。これらのオープン閾値とクローズ閾値に、異なる値を設定することで、ヒステリシス特性を持たせることが出来る。
【０００４】
仮に、オープン閾値とクローズ閾値が同じ値に設定され、且つ受信電力が低いことにより復調信号のＳＮ（Signal-to-Noise）比が悪く、検波回路出力がオープン閾値付近の出力値である場合、スケルチは開閉を繰り返し、使用者へ不快感を与える。それを避けるために、オープン閾値とクローズ閾値に異なる値を設定し、ヒステリシス特性を持たせ安定的なスケルチ機能を実現する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２３２０３２号公報
【特許文献２】特開平０７−０８７０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、スケルチを開くまでの時間（以下：Ａｔｔａｃｋ  Ｔｉｍｅ）を、つまりトーン（低周波）信号の検出をすばやく行うためには、オープン閾値の設定値を低く設定することが望ましく、スケルチ開閉の繰り返しを避けるために設定するオープン閾値とクローズ閾値は、極力大きな差を与えて設定することが望ましい。しかし、その閾値の差を大きく取るほどにトーン（低周波）信号がなくなった際の非検出に要する時間（以下：Ｃｌｏｓｉｎｇ  Ｔｉｍｅ）は長くなり、スケルチを閉じるまでの時間が遅くなる問題がある。
【０００７】
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、スケルチのヒステリシス特性を確保しつつ、Ｃｌｏｓｉｎｇ  Ｔｉｍｅの高速化を図ることが出来るトーンスケルチ回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するためにこの発明の第１の態様は、受信信号の復調出力に含まれるトーン信号を検出するトーン検出回路と、前記トーン検出回路の出力を減衰させる乗算器と、前記乗算器の出力を基準電力閾値と比較する比較器と、前記比較器の判定結果に基づいて時定数を切り替えて前記乗算器の出力の減衰量を制御する自動利得制御部と、前記乗算器の出力とオープン閾値とを比較してスケルチオープン判定をし、且つ前記乗算器の出力とクローズ閾値とを比較してスケルチクローズ判定をする判定回路とを具備するトーンスケルチ回路を提供する。  
上記第１の態様によれば、比較器の判定結果に基づいて時定数を切り替えることにより、スケルチのヒステリシス特性を確保しつつ、Ｃｌｏｓｉｎｇ  Ｔｉｍｅの高速化を図ることが出来るトーンスケルチ回路を実現できる。
【０００９】
また、この発明の第２の態様は、上記第１の態様において、前記自動利得制御部は、前記比較器の判定結果に基づいて離散値ｎ（ｎ≧０）を算出し、所定の係数Ｘ（０＜Ｘ＜１）をｎ乗した値を用いて、前記乗算器の出力の減衰量を制御するものである。  
上記第２の態様によれば、ＣＰＵやＤＳＰ等の演算装置を用いて容易にＡＧＣ（Automatic Gain Control）ループを構成することが可能となり、Ｃｌｏｓｉｎｇ  Ｔｉｍｅが高速化され、スケルチのヒステリシス特性も確保することができる。
【００１０】
また、この発明の第３の態様は、上記第２の態様において、前記自動利得制御部は、前記乗算器の出力が前記オープン閾値より大きい場合には、前記離散値ｎを更新しないようにする。  
上記第３の態様によれば、上記第２の態様の構成の乗算器出力に現れるパルス状の出力が無くなり、より安定したＡＧＣ動作が得られる。
【発明の効果】
【００１１】
すなわちこの発明によれば、スケルチのヒステリシス特性を確保しつつ、Ｃｌｏｓｉｎｇ  Ｔｉｍｅの高速化を図ることが出来るトーンスケルチ回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るトーンスケルチ回路のブロック図。
【図２】検出時間（Ａｔｔａｃｋ  Ｔｉｍｅ）と非検出時間（Ｃｌｏｓｉｎｇ  Ｔｉｍｅ）を示す図。
【図３】トーン信号の電力が低下した場合のＣＴＣＳＳ検波出力とＣＴＣＳＳ検波ＡＧＣ出力を示す図。
【図４】実施例１のトーンスケルチ回路のブロック図。
【図５】実施例１のｎ値算出処理を示すフローチャート。
【図６】実施例１のＣＴＣＳＳ検波回路出力、ＣＴＣＳＳ検波ＡＧＣ出力、及び利得制御値を示す図。
【図７】実施例２のトーンスケルチ回路のブロック図。
【図８】実施例２のｎ値算出処理を示すフローチャート。
【図９】実施例２のＣＴＣＳＳ検波回路出力、ＣＴＣＳＳ検波ＡＧＣ出力、及び利得制御値を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照してこの発明に係る実施形態について説明する。  
［原理］  
先ず、本発明の動作原理を説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るトーンスケルチ回路のブロック図である。このトーンスケルチ回路は、ＣＴＣＳＳ検波回路１とＣＴＣＳＳ判定回路２との間にＡＧＣループ回路３を追加したものである。ＡＧＣループ回路３は、乗算器３１と、比較器３２と、正負判定回路３３と、セレクタ３４と、乗算器３５と、リミッタ付積分器３６とを有する。
【００１４】
ＡＧＣループ回路３では、ＣＴＣＳＳ検波回路１の出力に対し、乗算器３１による利得切替、比較器３２による誤差出力、及びリミッタ付積分器３６を用いたループフィルタによりＡＧＣループ回路３を形成して、ＣＴＣＳＳ基準電力閾値になるように制御し、ＣＴＣＳＳ判定回路２へと入力する。
【００１５】
リミッタ付積分器３６の上限出力が１であるため、ＡＧＣループ回路３の出力はＣＴＣＳＳ検波回路１の出力よりも大きい値をとることは無く、ＣＴＣＳＳ検波回路１の出力を減衰させる方向にしか動作しない。
また、ＣＴＣＳＳ基準電力閾値を基準とした比較器３２による誤差出力の正負を正負判定回路３３で判定し、その判定結果から基準よりも大きい場合の係数Ｋｎｅｇ、小さい場合の係数Ｋｐｏｓをセレクタ３４で持たせ、誤差出力と乗算した結果を乗算器３５を介してリミッタ付積分器３６へ入力することで、基準よりも大きい場合の時定数τｎｅｇ、小さい場合の時定数τｐｏｓを切り替える事が可能となっている。
【００１６】
τｎｅｇは、高速でＣＴＣＳＳ基準電力閾値に収束するように時定数を小さく設定する。τｐｏｓは、ＣＴＣＳＳ検波回路１の出力の変化に対し緩やかに変化するように大きな値を設定し、ＣＴＣＳＳ検波回路１の出力への追従性を遅くする。この場合のＣＴＣＳＳ検波回路１の出力（ＣＴＣＳＳ検波出力）、ＡＧＣループ回路３の出力（ＣＴＣＳＳ検波ＡＧＣ出力）及びリミッタ付積分器３６の出力（積分器出力）を図２に示す。
【００１７】
図２において、トーン信号が無い状態から有る状態へと変化した際のＡｔｔａｃｋ  Ｔｉｍｅに関しては、従来技術と同様の検出時間である。その後、ＣＴＣＳＳ基準電力閾値をＣＴＣＳＳ検波出力が超えた時点から、ＣＴＣＳＳ検波ＡＧＣ出力は急激にＣＴＣＳＳ基準電力閾値へと収束する。これは時定数τｎｅｇにてＡＧＣが動作しているためである。一方、トーン信号が有る状態から無い状態に変化した場合、ＣＴＣＳＳ検波ＡＧＣ出力はＣＴＣＳＳ基準電力閾値から減衰していく、また十分に大きな時定数τｐｏｓにてＡＧＣ動作を行うため、クローズ閾値への到達が早くなり、Ｃｌｏｓｉｎｇ  Ｔｉｍｅの高速化を実現することが出来る。
【００１８】
受信電界の低下等により復調ＳＮが劣化しトーン信号電力が低下した場合でも、図３に示す通りＡＧＣ機能を有するため、ＣＴＣＳＳ検波出力がＣＴＣＳＳ基準電力閾値よりも大きい場合、ＣＴＣＳＳ検波ＡＧＣ出力はＣＴＣＳＳ基準電力閾値へと収束する。そのためＣＴＣＳＳ回路のヒステリシス特性を確保することが出来る。
【００１９】
［実施例１］  
図４に、実施例１のトーンスケルチ回路の構成例を示す。ＣＰＵやＤＳＰ等の演算装置を用いたＡＧＣループ回路３は、乗算器３１と、ｎ値算出処理部３７とを有する。
ｎ値算出処理部３７で算出される離散的なｎを用い、用意されたＡＧＣ係数Ｘに対しｎ乗し、この乗算値ＸｎをＣＴＣＳＳ検波回路１の出力と乗算器３１で乗算することで利得制御を行い、ＣＴＣＳＳ検波ＡＧＣ出力を得る。このＣＴＣＳＳ検波ＡＧＣ出力をＣＴＣＳＳ判定回路２に入力し、スケルチオープン、スケルチクローズの判定を行い、ＣＴＣＳＳ機能を実現する。
【００２０】
ここで、ＡＧＣ係数Ｘは０＜Ｘ＜１で設定し、ｎはｎ≧０（ｎ＝０、１、２、・・・）とすることで、０＜Ｘｎ≦１の関係をもち、ＣＴＣＳＳ検波ＡＧＣ出力はＣＴＣＳＳ検波回路１の出力よりも大きい値をとることは無く、ＣＴＣＳＳ検波回路１の出力を減衰させる方向にしか動作しない。
図５に、ｎ値算出処理のフローチャートを示す。なお、図５において、ＣＴＣＳＳ基準電力閾値は基準電力閾値と、ＣＴＣＳＳ検波ＡＧＣ出力の帰還側をＡＧＣ出力と略す。
【００２１】
ｎ値算出処理は、基準電力閾値とＡＧＣ出力とを比較し、ＡＧＣ出力の方が大きい（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）場合は、即座にｎをインクリメントし、出力する（ステップＳ１７）。このため、時定数の短い高速なＡＧＣループ回路を形成することが出来る。インクリメント後、ＰｏｓＣｏｕｎｔを初期化する（ステップＳ１８）。これは、低速時定数機能に向けた、カウンタ初期化処理である。
【００２２】
基準電力閾値とＡＧＣ出力を比較し、ＡＧＣ出力の方が小さく（ステップＳ１１：Ｎｏ）、かつｎ＝０（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）の場合は、ｎ値算出処理を中断する。これは、上記に示したとおり、ＸｎをＸｎ≦１とするためである。その後、ＰｏｓＣｏｕｎｔを初期化する（ステップＳ１８）。
【００２３】
基準電力閾値とＡＧＣ出力を比較し、ＡＧＣ出力の方が小さく（ステップＳ１１：Ｎｏ）、ｎ≠０（ステップＳ１２：Ｎｏ）の場合は、ＰｏｓＣｏｕｎｔをインクリメントし（ステップＳ１３）、ＰｏｓＣｏｕｎｔが設定された連続回数よりも大きい（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）の場合にｎをデクリメントする（ステップＳ１５）。この処理のとおり、連続して“基準電力閾値＜ＡＧＣ出力”の条件と、ｎ≠０の条件とが満たされた場合にのみｎはデクリメントされるため、低速時定数のＡＧＣループ回路が構成される。その後、ＰｏｓＣｏｕｎｔを初期化する（ステップＳ１６）。一方、ステップＳ１４において、ＰｏｓＣｏｕｎｔが設定された連続回数以下（ステップＳ１４：Ｎｏ）の場合は、そのまま終了する。
【００２４】
この際のＣＴＣＳＳ検波回路１の出力、ＣＴＣＳＳ検波ＡＧＣ出力（＝ＡＧＣ出力）、及び乗算値Ｘｎを図６に示す。図６に示すように、Ａｔｔａｃｋ  Ｔｉｍｅは従来技術と同等であり、Ｃｌｏｓｉｎｇ  Ｔｉｍｅは高速化され、ヒステリシス性能も確保しているが、ＡＧＣとしての安定度に欠け、図６中のようにＣＴＣＳＳ検波ＡＧＣ出力にパルス状の出力が現れる。
なお、実施例１に関し、ＡＧＣ係数Ｘ、連続回数、基準電力閾値、オープン閾値、及びクローズ閾値は、使用状況に応じ、設定可能なパラメータである。
【００２５】
［実施例２］  
図７に、実施例２のトーンスケルチ回路の構成例を示す。図７に示すように、実施例２の構成は、実施例１の構成に対し、ｎ値算出処理部３７にオープン閾値を追加し構成する。
図８に、実施例２のｎ値算出処理のフローチャートを示す。なお、図８において、図５と同様に、ＣＴＣＳＳ基準電力閾値は基準電力閾値と、ＣＴＣＳＳ検波ＡＧＣ出力の帰還側をＡＧＣ出力と略す。また、図８において、ステップＳ２１〜Ｓ２８までは、図５のステップＳ１１〜Ｓ１８と同様の処理であるため、詳しい説明は省略する。
【００２６】
実施例２では、図８のステップＳ２３のＰｏｓＣｏｕｎｔをインクリメントする処理（ＰｏｓＣｏｕｎｔ＋＋）の直前に“オープン閾値＜ＡＧＣ出力”の判定を挿入することで、ＡＧＣの安定度を測る。
【００２７】
これは、ＡＧＣ出力が“基準電力閾値≧ＡＧＣ出力＞オープン閾値”の条件を満たしている（ステップＳ２９：Ｙｅｓ）場合には、ＰｏｓＣｏｕｎｔを初期化（ステップＳ２８）して、ｎの値を更新しないことを意味する。この機能の追加により、ＡＧＣ出力は基準電力閾値からオープン閾値までの間に収束し、ＡＧＣの安定を図ることができる。  
この際のＣＴＣＳＳ検波回路１の出力、ＣＴＣＳＳ検波ＡＧＣ出力（＝ＡＧＣ出力）、及び乗算値Ｘｎを図９に示す。図９では、図６のＣＴＣＳＳ検波ＡＧＣ出力に現れていたパルス状の出力が無くなり、実施例２の構成にすることで実施例１の構成より安定したＡＧＣ動作が得られる。
【００２８】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１…ＣＴＣＳＳ検波回路、２…ＣＴＣＳＳ判定回路、３…ＡＧＣループ回路、３１…乗算器、３２…比較器、３３…正負判定回路、３４…セレクタ、３５…乗算器、３６…リミッタ付積分器、３７…ｎ値算出処理部。
【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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【図８】
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【図９】
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