(57)【要約】【課題】ＡＧＣ制御動作後のインピーダンス降下を抑制するカーラジオ用ＦＭアンプおよびそれを備えるＦＭ受信機を提供する。【解決手段】本発明のカーラジオ用ＦＭアンプ１０は、アンテナ２で受信したＦＭ信号を第１のマッチング回路３を介して増幅回路５に入力して増幅し、増幅された信号を第２のマッチング回路６を介してカーチューナに出力するとともに、第２のマッチング回路６の出力信号に応じてＡＧＣ電圧発生回路７にてＡＧＣ電圧を発生させて、ＰＩＮダイオードを含むＡＧＣ回路４にフィードバックすることにより増幅回路５の利得を制御するＦＭ受信機１００に使用されるカーラジオ用ＦＭアンプ１０であって、ＡＧＣ回路４と増幅回路５の間に設けられ、ＡＧＣ電圧発生回路７から出力されるＡＧＣ電圧に応じて所定の場合に増幅回路５の入力インピーダンスを増加させるインピーダンス安定化手段１を備えている。【選択図】図１
2008035419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナで受信したＦＭ信号を第１のマッチング回路を介して増幅回路に入力して該増幅回路にて増幅し、該増幅された信号を第２のマッチング回路を介してカーチューナに出力するとともに、前記第２のマッチング回路の出力信号に応じてＡＧＣ電圧発生回路にてＡＧＣ電圧を発生させてＡＧＣ回路にフィードバックすることにより前記増幅回路の利得を制御するＦＭ受信機に使用されるカーラジオ用ＦＭアンプであって、
前記ＡＧＣ回路と前記増幅回路の間に設けられ、前記ＡＧＣ電圧に応じて所定の場合に前記増幅回路の入力インピーダンスを増加させるインピーダンス安定化手段を備えることを特徴とするＦＭ受信機のカーラジオ用ＦＭアンプ。
【請求項２】
前記インピーダンス安定化手段は、前記増幅回路において増幅されたＦＭ信号が所定値を超えると、前記ＡＧＣ電圧発生回路が前記ＡＧＣ電圧を出力し、該ＡＧＣ電圧が前記ＡＧＣ回路に入力されて、該ＡＧＣ回路の出力インピーダンスが降下した場合に、前記カーラジオ用ＦＭアンプの出力側からその入力側をみたときのインピーダンスを前記ＡＧＣ回路のインピーダンスが降下する前のインピーダンスと概ね一致するように増加させる請求項１に記載のＦＭ受信機のカーラジオ用ＦＭアンプ。
【請求項３】
ＦＭ受信機に使用されるカーラジオ用ＦＭアンプであって、
入力されるＦＭ信号を増幅する増幅回路と、
前記増幅回路において増幅されたＦＭ信号が所定値を超えると、ＡＧＣ電圧を出力するＡＧＣ電圧発生回路と、
前記ＡＧＣ電圧に基づいて、前記カーラジオ用ＦＭアンプの入力インピーダンスを降下させるＡＧＣ回路と、
前記ＡＧＣ回路により前記入力インピーダンスが降下した場合に、前記増幅回路から入力側をみた際のインピーダンスを前記ＡＧＣ回路のインピーダンスが降下する前のインピーダンスまで概ね増加させるインピーダンス安定化手段とを備えることを特徴とするＦＭ受信機のカーラジオ用ＦＭアンプ。
【請求項４】
前記インピーダンス安定化手段は、スイッチングダイオードを含み、前記ＡＧＣ電圧発生回路から出力されるＡＧＣ電圧が所定の閾値を越えた場合に、該スイッチングダイオードをＯＦＦするように構成されている請求項１ないし３のいずれかに記載のＦＭ受信機のカーラジオ用ＦＭアンプ。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のＦＭ受信機のカーラジオ用ＦＭアンプを備えることを特徴とするＦＭ受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＦＭ受信機に使用されるカーラジオ用ＦＭアンプおよびこのカーラジオ用ＦＭアンプを備えるＦＭ受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の移動体に搭載されるＦＭ受信機では、受信強度が強い場合の対策、すなわち、強電界対策として、増幅回路の入力側にＰＩＮダイオードを用いたＡＧＣ（Auto Gain Control）回路を挿入し、フィードバック制御により、強入力による歪みを低減するとともに、ＲＦ出力レベルを抑制していた（例えば、特許文献１および２等を参照）。
【０００３】
図３を参照して、従来のＦＭ受信機の概略的な構成を説明する。図３は、従来のＦＭ受信機の概略的なブロック図である。図３に示すように、従来のＦＭ受信機２００は、ＦＭ放送（ＦＭ信号）を受信するためのアンテナ２と、受信されたＦＭ信号をマッチングおよびフィルタリングする第１のマッチング回路３と、後述する増幅回路５の利得を制御するためのＰＩＮダイオードを用いたＡＧＣ回路４と、ＦＭ信号を増幅する増幅回路５と、増幅したＦＭ信号をさらにマッチングおよびフィルタリングする第２のマッチング回路６と、第２のマッチング回路６から出力される増幅回路５の増幅レベルを検波し、この増幅レベルが所定の閾値よりも大きくなったときにＡＧＣ電圧（直流電圧）をＡＧＣ回路４に出力するＡＧＣ電圧発生回路７とを備えている。ここで、特に、第１のマッチング回路３、ＡＧＣ回路４、増幅回路５、第２のマッチング回路６およびＡＧＣ電圧発生回路７をカーラジオ用ＦＭアンプ２０と称する。なお、ＲＦ出力の後段には、チューナやスピーカ等が設けられているが、ここでは図示およびその説明を省略する。
【０００４】
以下、従来のＦＭ受信機２００（カーラジオ用ＦＭアンプ２０）の動作を説明する。アンテナ２を介して受信したＦＭ信号（ＲＦ入力）は、第１のマッチング回路３に入力され、マッチングおよびフィルタリングされてＡＧＣ回路４を介して増幅回路５に入力される。そして、ＲＦ入力は増幅回路５にて増幅され、その増幅信号は、さらに第２のマッチング回路６においてマッチングおよびフィルタリングされて、ＲＦ出力として図示しないチューナおよびスピーカに出力される。
【０００５】
ここで、カーラジオ用ＦＭアンプ２０では、ＲＦ入力の増幅レベルが所定の閾値を超えると、ＡＧＣ電圧発生回路７は、それに応じてＡＧＣ電圧（直流電圧）を出力し、そのＡＧＣ電圧をＡＧＣ回路４にフィードバックにて供給する。そして、ＡＧＣ電圧を供給されたＡＧＣ回路４では、ＰＩＮダイオードのインピーダンスが降下し、それにより、増幅回路５に入力されるＲＦ入力のレベルを抑えるという働きをしている。このようなループ制御（フィードバック制御）によって、結果として、増幅回路５で発生する強入力歪みを低減するとともに、第２のマッチング回路６から出力されるＲＦ出力を抑制することができる。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−３０７３８２号公報
【特許文献２】特開２００１−１５６６５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のＦＭ受信機２００のカーラジオ用ＦＭアンプ２０では、ＡＧＣ制御が働くにつれて、すなわち、ＲＦ入力が強電界であればあるほど、ＡＧＣ制御動作後のＡＧＣ回路４の出力側のインピーダンスＺagcがＡＧＣ制御動作前のインピーダンスＺ０から低下してしまい、これに伴って、増幅回路５の出力側のインピーダンスＺ２やＲＦ出力側からみたＦＭ受信機２００全体のインピーダンスＺ３についてもＡＧＣ制御動作前の値から変化してしまう。
【０００８】
このように各ポイントにおけるインピーダンスが低下してしまうことにより、（１）増幅回路５の安定度が変化してしまったり、（２）第２のマッチング回路６におけるマッチングが崩れて、フィルタ特性が悪化したり、（３）ＲＦ出力の電圧定在波比（VSWR：Voltage Standing Wave Ratio）が悪化して、カーラジオ用ＦＭアンプ２０に接続されるチューナの性能に悪影響を及ぼす、等の問題があった。例えば、周波数の近いＦＭ放送の一方が強電界、他方が弱電界である場合において、弱電界側のＦＭ放送をチューナで選曲しているとき、上述のように、インピーダンスが降下してしまうと、マッチングが崩れるとともに、フィルタ特性が悪化して、強電界側のＦＭ放送の音声が弱電界側のＦＭ放送の音声に混在する隣接妨害を引き起こしてしまうという問題があった。
【０００９】
また、従来のＦＭ受信機のカーラジオ用ＦＭアンプ２０を搭載する自動車等では、アンテナ２としてリアウィンドウに設置するガラスアンテナを使用し、カーラジオ用ＦＭアンプ２０までのケーブルが長くなるものが多く、このような場合には、上述の悪影響が顕著になってしまうという問題もあった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の目的は、ＡＧＣ制御動作を行っているときのインピーダンス降下を抑制するＦＭ受信機に用いられるカーラジオ用ＦＭアンプおよびそれを備えるＦＭ受信機を提供することにある。
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の一態様において、本発明のカーラジオ用ＦＭアンプは、アンテナで受信したＦＭ信号を第１のマッチング回路を介して増幅回路に入力して該増幅回路にて増幅し、該増幅された信号を第２のマッチング回路を介してカーチューナに出力するとともに、前記第２のマッチング回路の出力信号に応じてＡＧＣ電圧発生回路にてＡＧＣ電圧を発生させてＡＧＣ回路にフィードバックすることにより前記増幅回路の利得を制御するＦＭ受信機に使用されるカーラジオ用ＦＭアンプであって、
前記ＡＧＣ回路と前記増幅回路の間に設けられ、前記ＡＧＣ電圧に応じ所定の場合に前記増幅回路の入力インピーダンスを増加させるインピーダンス安定化手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明のカーラジオ用ＦＭアンプでは、前記インピーダンス安定化手段は、前記増幅回路において増幅されたＦＭ信号が所定値を超えると、前記ＡＧＣ電圧発生回路が前記ＡＧＣ電圧を出力し、該ＡＧＣ電圧が前記ＡＧＣ回路に入力されて、該ＡＧＣ回路の出力インピーダンスが降下した場合に、前記カーラジオ用ＦＭアンプの出力側からその入力側をみたときのインピーダンスを前記ＡＧＣ回路のインピーダンスが降下する前のインピーダンスと概ね一致するように増加させるのが好ましい。
【００１３】
また、本発明のカーラジオ用ＦＭアンプは、ＦＭ受信機に使用されるカーラジオ用ＦＭアンプであって、
入力されるＦＭ信号を増幅する増幅回路と、
前記増幅回路において増幅されたＦＭ信号が所定値を超えると、ＡＧＣ電圧を出力するＡＧＣ電圧発生回路と、
前記ＡＧＣ電圧に基づいて、前記カーラジオ用ＦＭアンプの入力インピーダンスを降下させるＡＧＣ回路と、
前記ＡＧＣ回路により前記入力インピーダンスが降下した場合に、前記増幅回路から入力側をみた際のインピーダンスを前記ＡＧＣ回路のインピーダンスが降下する前のインピーダンスまで概ね増加させるインピーダンス安定化手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明のカーラジオ用ＦＭアンプでは、前記インピーダンス安定化手段は、スイッチングダイオードを含み、前記ＡＧＣ電圧発生回路から出力されるＡＧＣ電圧が所定の閾値を越えた場合に、該スイッチングダイオードをＯＦＦするように構成されているのが好ましい。
【００１５】
また、本発明の別の態様において、本発明のＦＭ受信機は、上述のいずれかのＦＭ受信機のカーラジオ用ＦＭアンプを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ＡＧＣ制御動作を行っているか否かにかかわらず、増幅回路への入力インピーダンスの変化を少なくすることができるので、増幅回路より後段の回路のＡＧＣ動作によるずれや悪化を抑制することができる。そのため、カーラジオ用ＦＭアンプの出力インピーダンスを規定のインピーダンスに概ね維持することができ、このカーラジオ用ＦＭアンプの後段に接続されるカーチューナの強電界性能を十分に発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図１および図２を参照して本発明のカーラジオ用ＦＭアンプおよびそれを備えるＦＭ受信機の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態は例示として挙げるものであり、これにより本発明の内容を限定的に解釈すべきではない。
【００１８】
図１は、本発明のＦＭ受信機の概略的なブロック図である。なお、従来のＦＭ受信機２００と同様の回路（回路構成）については同一の符号を付し、その説明を省略する。この図１において、本発明のＦＭ受信機１００は、アンテナ２と、カーラジオ用ＦＭアンプ１０とを備えている。そして、本発明のカーラジオ用ＦＭアンプ１０は、第１のマッチング回路３と、ＡＧＣ回路４と、インピーダンス安定化手段１と、増幅回路５と、第２のマッチング回路６と、ＡＧＣ電圧発生回路７とを備え、特に、ＡＧＣ回路４と増幅回路５の間に（より詳しくは、ＡＧＣ電圧発生回路７の出力側とＡＧＣ回路４と増幅回路５の間に）インピーダンス安定化手段１を設けたことを特徴とする。
【００１９】
インピーダンス安定化手段１は、ＡＧＣ電圧発生回路７から出力されるＡＧＣ電圧に応じて所定の場合に増幅回路５の入力インピーダンスを増加させるものである。ここで、所定の場合とは、増幅回路５において増幅されたＦＭ信号が所定値を超えて、ＡＧＣ電圧発生回路７がＡＧＣ電圧を出力し、該ＡＧＣ電圧がＡＧＣ回路４に入力されて、該ＡＧＣ回路４の出力インピーダンスが降下した場合である。この場合、インピーダンス安定化手段１は、カーラジオ用ＦＭアンプ１０の出力側からその入力側をみたときのインピーダンス（すなわち、インピーダンス安定化手段１の入力インピーダンス）をＡＧＣ回路４の出力インピーダンスが降下する前のインピーダンス（すなわち、増幅回路５の入力インピーダンス）と概ね一致するように増加させるものである。より詳しくは、ＡＧＣ制御が動作していないときのＡＧＣ回路４の出力側のインピーダンス（すなわち、インピーダンス安定化手段１の入力インピーダンス、以下同様。）をＺ０、ＡＧＣ制御動作後のＡＧＣ回路４の出力側のインピーダンスをＺagcとし、増幅回路５の入力側のインピーダンスをＺとしたとき、ＡＧＣ制御動作前後において、以下の式が成り立つように、インピーダンス安定化手段１はインピーダンスをΔＺだけ増加させる。
【００２０】
Ｚ＝Ｚ０（ＡＧＣ制御動作前）                                          （１）
Ｚ＝Ｚagc＋ΔＺ（ＡＧＣ制御動作後）                                  （２）
ここで、ΔＺは、ＡＧＣ制御動作により、インピーダンス安定化手段１において増加したインピーダンスの増加分である。
【００２１】
そして、本実施形態では、Ｚ０≒Ｚagc＋ΔＺとなるように、Ｚ０の値を設定、すなわち、ＰＩＮダイオードの容量を決定するとともに、インピーダンス安定化手段１を構成する素子の各容量を決定している。これにより、増幅回路５の出力インピーダンスＺ２およびカーラジオ用ＦＭアンプ１０の出力インピーダンスＺ３は、ＡＧＣ制御動作の前後においてほとんど変化することがなく、増幅回路５および第２のマッチング回路６へのＡＧＣ制御による影響が軽減される。したがって、上述のようなインピーダンス安定化手段１を備えることにより、従来のカーラジオ用ＦＭアンプ２０の問題点を改善することができる。
【００２２】
なお、本実施形態の変形例としては、ＡＧＣ回路４および増幅回路５を並列にペアで挿入するとともに、第１のマッチング回路３の前段にインピーダンス安定化手段１を挿入し、各増幅回路５の前段にバイパスフィルタ（ＢＰＦ）等を挿入することにより、図１に示すカーラジオ用ＦＭアンプ１０と同様の効果を奏することができる。
【００２３】
次に、ＡＧＣ回路４およびインピーダンス安定化手段１の具体的な回路構成の一例について詳細に説明する。図２は、図１に示すカーラジオ用ＦＭアンプ１０の具体的な回路構成の一例を示す図である。この図２に示すように、ＡＧＣ回路４は、ＡＧＣ電圧発生回路７の出力側とマッチング回路３の出力側の間に電流制限抵抗Ｒ１を介して接続されるチョークコイルＬ１と、その一端がこのチョークコイルＬ１と電流制限抵抗Ｒ１の間に接続され、他端が接地されるバイパスコンデンサＣ２と、第１のマッチング回路３の出力側にそのアノード端子が接続され、カソード端子が接地されるＡＧＣ用のＰＩＮダイオードＤ１と、第１のマッチング回路３の出力信号（ＦＭ信号）の直流成分をカットするためのコンデンサＣ１とを備えている。なお、チョークコイルＬ１は、ＰＩＮダイオードＤ１を流れるＲＦ入力（ＦＭ信号）をデカップリング（分離）するものであり、バイパスコンデンサＣ２は、分離されたＲＦ入力を降下させるとともに、ＡＧＣ制御動作時の制御のあばれを緩和するよう機能する。
【００２４】
また、インピーダンス安定化手段１は、コンデンサＣ１の出力側にアノード端子が接続され、増幅回路５の入力側にカソード端子が接続されるスイッチングダイオードＤ１１と、このスイッチングダイオードＤ１１に並列に接続されるインピーダンス補正用抵抗Ｒ１１および直流成分をカットするためのコンデンサＣ１１と、スイッチングダイオードＤ１１のＯＮ／ＯＦＦを制御するオペアンプＩＣ１１とを備えている。なお、図２では、インピーダンス安定化手段１を構成する素子のうち、主なもの（機能的なもの）のみを示し、その他の素子の図示を省略している。ここで、抵抗Ｒ１３とＲ１４は、スイッチングダイオードＤ１１の電流変化を設定するためのものであり、オペアンプＩＣ１１の利得を決定するものである。また、抵抗Ｒ１５とＲ１６は、スイッチングダイオードＤ１１のＯＦＦ動作を開始するための基準電圧を決定するためのものである。
【００２５】
以下、図２の回路構成を用いて、本発明のカーラジオ用ＦＭアンプ１０の動作を概略的に説明する。なお、本実施形態では、例えば、増幅回路５から入力側をみたときのインピーダンス（増幅回路５の入力インピーダンス）は７５Ωであるとすれば、ＰＩＮダイオードＤ１のＯＮ状態におけるインピーダンスはおよそ５Ωであり、インピーダンス補正用抵抗Ｒ１１の抵抗値はおよそ６８Ωである。また、スイッチングダイオードＤ１１の順方向（ＯＮ状態）のインピーダンスはおよそ１Ωである。したがって、この場合には、カーラジオ用ＦＭアンプ１０によって、１〜６８Ωの間で増幅回路５の入力インピーダンスを補正（補償）することができる。
【００２６】
まず、ＡＧＣ制御が動作していない状態では、ＡＧＣ回路４のＰＩＮダイオードＤ１はＯＦＦ状態（この場合の抵抗値は無限大）であり、インピーダンス安定化手段１のスイッチングダイオードＤ１１はＯＮ状態（この場合の抵抗値は、例えば１Ω程度）である。
【００２７】
この状態において、アンテナ２を介して強電界のＦＭ信号（ＲＦ入力）がカーラジオ用ＦＭアンプ１０に入力されると、ＡＧＣ電圧発生回路７は、このような強電界のＲＦ入力を検波し、その強度に応じてＡＧＣ電圧を出力する。そして、ＡＧＣ電圧がオペアンプＩＣ１１の基準電圧を超えると、オペアンプＩＣ１１を介してスイッチングダイオードＤ１１がＯＮ状態から徐々にＯＦＦ状態に移行し、それと同時に、ＡＧＣ電圧に応じてＰＩＮダイオードＤ１がＯＦＦ状態からＯＮ状態に移行する。例えば、スイッチングダイオードのインピーダンスが１Ωから５Ωになったとき、ＰＩＮダイオードＤ１のインピーダンスが７０Ω弱となるように構成されており、全体として増幅回路５の入力インピーダンスは、５＋７０＝７５Ωとなって、ＡＧＣ制御動作前と実質的に変化しないように補償することができる。
【００２８】
また、最も強い電界のＲＦ入力が入力されると、スイッチングダイオードＤ１１は完全にＯＦＦ状態となり、そのインピーダンスは無限大となって、インピーダンス補正用抵抗Ｒ１１の抵抗値（ここでは、６８Ω）がその並列回路のインピーダンスとして支配的となる。それと同時に、ＰＩＮダイオードＤ１はＯＮ状態となり、そのインピーダンスは５Ω程度となる。したがって、最もＡＧＣ制御動作が働いた場合においても、増幅回路５の入力インピーダンスは、６８＋５＝７３Ωとなり、ＡＧＣ制御動作前からほとんど変化しないように補償することができる。
【００２９】
なお、このようなＡＧＣ制御では、強電界のＦＭ信号の入力した瞬間に、ＰＩＮダイオードＤ１のインピーダンスを急激に降下させ、すなわち、ＯＦＦ状態からＯＮ状態に変化させるとともに、スイッチングダイオードＤ１１のインピーダンスを急激に増加させ、すなわち、ＯＮ状態からＯＦＦ状態に変化させて、その後フィードバックループにより徐々に収束させるようにしてもよい。
【００３０】
以上のように、本発明のカーラジオ用ＦＭアンプ１０では、ＰＩＮダイオードＤ１と増幅回路５の間に、ＡＧＣ制御動作時にＰＩＮダイオードＤ１におけるインピーダンス降下を補償するためのインピーダンス安定化手段１を設けているので、ＡＧＣ制御が動作するか否かにかかわらず、増幅回路５から入力側をみたときの入力インピーダンスをほとんど変化させないように安定化させることができる。そのため、従来のカーラジオ用ＦＭアンプにおいて問題となっていた増幅回路５の安定度の変化や、フィルタ特性の悪化、電圧定在波比の悪化等を低減（抑制）することができる。したがって、カーラジオ用ＦＭアンプ１０の後段に接続されるカーチューナの強電界性能を十分に発揮することができる。
【００３１】
以上、本発明のカーラジオ用ＦＭアンプおよびそれを備えるＦＭ受信機を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、カーラジオ用ＦＭアンプを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、カーラジオ用ＦＭアンプに任意の構成物が付加されていてもよい。
【００３２】
なお、インピーダンス安定化手段１の具体的な回路構成は、図２に示したものに限らず、ＡＧＣ電圧に応じてインピーダンスを増加することができるようなものであれば、どのような構成でもよい。
【００３３】
また、ＰＩＮダイオードＤ１およびスイッチングダイオードＤ１１を複数使用することにより、ＡＧＣ制御およびスイッチングダイオードＤ１１のスイッチ効率を改善することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明のＦＭ受信機の概略的なブロック図である。
【図２】図１に示すカーラジオ用ＦＭアンプの具体的な回路構成の一例を示す図である。
【図３】従来のＦＭ受信機の概略的なブロック図である。
【符号の説明】
【００３５】
１      インピーダンス安定化手段
２      アンテナ
３      第１のマッチング回路
４      ＡＧＣ回路
５      増幅回路
６      第２のマッチング回路
７      ＡＧＣ電圧発生回路
１０、２０      カーラジオ用ＦＭアンプ
１００、２００      ＦＭ受信機
【図１】
2008035419.tif 000003
【図２】
2008035419.tif 000004
【図３】
2008035419.tif 000005