(57)【要約】【課題】ステレオ変調器を提供する。【解決手段】第１信号生成部１２は、直流成分と副搬送波成分の和である第１信号Ｓ１を生成する。第２信号生成部１４は、直流成分と副搬送波成分の差である第２信号Ｓ２を生成する。第１乗算器１６は、ステレオ信号の一方のチャンネルに、第１信号Ｓ１を乗算する。第２乗算器１８は、ステレオ信号の他方のチャンネルに、第２信号Ｓ２を乗算する。第１加算器２０は、第１乗算器１６、第２乗算器１８の出力信号を加算する。第２加算器２２は、第１加算器２０の出力に、パイロット信号Ｓｐを加算する。【選択図】図１
2008187455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流成分と副搬送波成分の和である第１信号を生成する第１信号生成部と、
直流成分と副搬送波成分の差である第２信号を生成する第２信号生成部と、
ステレオ信号の一方のチャンネルに、前記第１信号を乗算する第１乗算器と、
ステレオ信号の他方のチャンネルに、前記第２信号を乗算する第２乗算器と、
前記第１乗算器、第２乗算器の出力信号を加算する第１加算器と、
前記第１加算器の出力に、パイロット信号を加算する第２加算器と、
を備えることを特徴とするステレオ変調器。
【請求項２】
前記直流成分に対する前記副搬送波成分の比率を調節可能であることを特徴とする請求項１に記載のステレオ変調器。
【請求項３】
ステレオ信号の両チャンネルの和に応じた主チャンネル信号と、差に応じた副チャンネル信号の振幅の比を１：ｎ（ｎは実数）とするとき、前記副搬送波成分の振幅を、前記直流成分の略１／ｎに設定することを特徴とする請求項２に記載のステレオ変調器。
【請求項４】
デジタル回路を用いて１つの半導体基板上に一体集積化されたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のステレオ変調器。
【請求項５】
オーディオ信号を出力する音源と、
前記オーディオ信号を受け、ステレオ変調する請求項１から３のいずれかに記載のステレオ変調器と、
前記ステレオ変調器からのステレオコンポジット信号を受け、これを変調信号として搬送波を周波数変調する周波数変調器と、
前記周波数変調器の出力信号を外部へと送信するためのアンテナと、
を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項６】
直流成分と副搬送波成分の和である第１信号を生成するステップと、
直流成分と副搬送波成分の差である第２信号を生成するステップと、
ステレオ信号の一方のチャンネルに、前記第１信号を乗算して第３信号を生成するステップと、
ステレオ信号の他方のチャンネルに、前記第２信号を乗算して第４信号を生成するステップと、
前記第３信号と前記第４信号を加算し、第５信号を生成するステップと、
前記第５信号にパイロット信号を加算するステップと、
を備えることを特徴とするステレオ変調方法。
【請求項７】
前記第１信号、第２信号を生成するステップにおいて、前記直流成分に対する前記副搬送波成分の比率を調節することを特徴とする請求項６に記載のステレオ変調方法。
【請求項８】
ステレオ信号の両チャンネルの和に応じた主チャンネル信号と、差に応じた副チャンネル信号の振幅の比を１：ｎ（ｎは実数）とするとき、副搬送波成分の振幅を、直流成分の略１／ｎに設定することを特徴とする請求項７に記載のステレオ変調方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステレオコンポジット信号を生成するステレオ変調器に関する。
【背景技術】
【０００２】
オーディオ信号をステレオコンポジット信号に変換し、周波数変調器を用いて周波数変調して出力するＦＭ送信機が知られている。このようなＦＭ送信機は、オーディオ信号をＲＣＡケーブルなどの配線を介さずに伝送することができるため、カーオーディオのＣＤチェンジャとヘッドユニット間の信号の伝送などに利用されている。さらに近年、ハードディスクオーディオ機器、メモリオーディオ機器、音楽再生機能を有する携帯電話端末が著しい普及を見せているが、こうした小型電子機器に蓄えられた楽曲データを、据え置き型のオーディオコンポ等のスピーカから再生する用途にも、ＦＭ送信機が用いられている。
【０００３】
ＦＭ送信機においては、オーディオ信号をステレオコンポジット信号に変換し、ステレオコンポジット信号を用いて周波数変調を行い、増幅した後にアンテナから放出する。ステレオコンポジット信号の生成には、３８ｋＨｚの副搬送波と、１９ｋＨｚのパイロット信号が使用される。特許文献１には、ステレオ変調器が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１３００５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のステレオ変調器では、ステレオの左チャンネルＬと、右チャンネルＲの和信号Ｌ＋Ｒ、差信号Ｌ−Ｒが生成される。３８ｋＨｚの副搬送波が、差信号Ｌ−Ｒを用いて振幅変調され、その結果えられた信号と、和信号Ｌ＋Ｒが加算される。さらに１９ｋＨｚのパイロット信号が加算されて、ステレオコンポジット信号が生成される。
【０００６】
本発明の包括的な目的は、従来とは異なる手法によるステレオ変調器、変調方法の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様のステレオ変調器は、直流成分と副搬送波成分の和である第１信号を生成する第１信号生成部と、直流成分と副搬送波成分の差である第２信号を生成する第２信号生成部と、ステレオ信号の一方のチャンネルに、第１信号を乗算する第１乗算器と、ステレオ信号の他方のチャンネルに、第２信号を乗算する第２乗算器と、第１乗算器、第２乗算器の出力信号を加算する第１加算器と、第１加算器の出力に、パイロット信号を加算する第２加算器と、を備える。
【０００８】
この態様によると、ステレオ信号の一方をＬ、他方をＲ、搬送波をｓｉｎ（ωｔ）、第１信号Ｓ１〜第４信号Ｓ４はそれぞれ、
Ｓ１＝１＋ｓｉｎ（ωｔ）
Ｓ２＝１−ｓｉｎ（ωｔ）
Ｓ３＝Ｌ×（１＋ｓｉｎ（ωｔ））
Ｓ４＝Ｒ×（１−ｓｉｎ（ωｔ））
となる。したがって、第５信号Ｓ５は、
Ｓ５＝Ｓ３＋Ｓ４＝（Ｌ＋Ｒ）＋（Ｌ−Ｒ）×ｓｉｎ（ωｔ）
となり、ステレオコンポジット信号を生成することができる。
【０００９】
直流成分に対する副搬送波成分の比率を調節可能であってもよい。この場合、セパレーション特性を改善することができる。
【００１０】
ステレオ信号の両チャンネルの和である主チャンネル信号と、差である副チャンネル信号の振幅の比を１：ｎ（ｎは実数）とするとき、副搬送波成分の振幅を、直流成分の略１／ｎに設定してもよい。
この場合、さらに好適にセパレーション特性を改善することができる。
【００１１】
上述のステレオ変調器は、デジタル回路を用いて１つの半導体基板上に一体集積化された。
【００１２】
本発明の別の態様は、電子機器である。この電子機器は、オーディオ信号を出力する音源と、オーディオ信号を受け、ステレオ変調する上述のいずれかのステレオ変調器と、ステレオ変調器からのステレオコンポジット信号を受け、これを変調信号として搬送波を周波数変調する周波数変調器と、周波数変調器の出力信号を外部へと送信するためのアンテナと、を備える。
【００１３】
本発明のさらに別の態様は、ステレオ変調方法である。この方法は、直流成分と副搬送波成分の和である第１信号を生成するステップと、直流成分と副搬送波成分の差である第２信号を生成するステップと、ステレオ信号の一方のチャンネルに、第１信号を乗算して第３信号を生成するステップと、ステレオ信号の他方のチャンネルに、第２信号を乗算して第４信号を生成するステップと、第３信号と第４信号を加算し、第５信号を生成するステップと、第５信号にパイロット信号を加算するステップと、を備える。
【００１４】
なお、以上の構成要素の任意の組合せや、本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、従来とは異なる手法を利用したステレオ変調器が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００１７】
本明細書において、「部材Ａと部材Ｂが接続」された状態とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合や、部材Ａと部材Ｂが、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Ａと部材Ｂの間に部材Ｃが設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【００１８】
図１は、本発明の実施の形態に係るＦＭ送信機１００を利用した電子機器２００の全体構成を示すブロック図である。この電子機器２００は、たとえば携帯電話端末、ラジオ受信機、シリコンオーディオプレイヤであって、オーディオの再生機能を備えている。再生されるオーディオ信号は、電子機器２００自体が備えるスピーカやイヤホンなどの電気音響変換素子自体から出力可能である。これに加えて、電子機器２００は、より高音質なオーディオ再生を可能とするために、オーディオ信号をＦＭ変調して、外部に電波として送出可能に構成される。ユーザは、放出された信号を、外部のオーディオプレイヤによって受信し、より高音質で再生することができる。
【００１９】
電子機器２００は、音源１１０、ＦＭ送信機１００、アンテナ１１２を備える。
音源１１０は、オーディオ信号Ｓ１０を出力する。たとえば、オーディオ信号Ｓ１０は、放送波を受信して復調した結果得られる信号でもよいし、メモリに記憶されたデータを再生した信号であってもよく、その生成方法は問わない。音源１１０とＦＭ送信機１００は、所定の形式のバス１１４で接続される。たとえばバス１１４はＩ２Ｓバスである。この場合、音源１１０とＦＭ送信機１００の間で、オーディオ信号Ｓ１０はシリアルデータとして伝送される。
【００２０】
ＦＭ送信機１００は、音源１１０からのオーディオ信号Ｓ１０を受ける。ＦＭ送信機１００は、インタフェース部４０、ステレオ変調器１０、周波数変調器３０、パワーアンプ３２を備え、一つの半導体基板上に機能ＩＣ（Integrated Circuit）として一体集積化されている。なお、図１は、主要な回路ブロックのみを抽出して示したものであり、その他のブロックは適宜省略している。
【００２１】
インタフェース部４０は、入力端子１０２を介して音源１１０からのオーディオ信号Ｓ１０を受ける。インタフェース部４０はオーディオ信号Ｓ１０を受信し、ステレオ変調器１０に出力する。オーディオ信号Ｓ１０は、Ｌチャンネル信号ＳＬとＲチャンネル信号ＳＲを含む。ステレオ変調器１０は、オーディオ信号ＳＬ、ＳＲに対してステレオ変調を施し、ステレオコンポジット信号Ｓ１２を生成する。
【００２２】
周波数変調器３０は、ステレオコンポジット信号Ｓ１２を変調信号として、搬送信号に対して周波数変調を施す。周波数変調されたオーディオ信号（以下、被変調信号ともいう）Ｓ１３は、パワーアンプ３２に入力される。パワーアンプ３２は、被変調信号Ｓ１３を受けて増幅する。ＦＭ送信機１００の出力端子１０４には図示しないマッチング回路を介してアンテナ１１２が接続される。アンテナ１１２からは周波数変調された信号が送信される。
以上が電子機器２００の全体構成である。
【００２３】
以下、本実施の形態に係るステレオ変調器１０の構成を説明する。
ステレオ変調器１０は、第１信号生成部１２、第２信号生成部１４、第１乗算器１６、第２乗算器１８、第１加算器２０、第２加算器２２、副搬送波生成部２４、振幅調節部２６を含む。本実施の形態において、ステレオ変調器１０は、デジタルのオーディオ信号の左チャンネルＳＬ、右チャンネルＳＲを受け、デジタル信号処理によってステレオ変調を行う。したがって、ステレオ変調器１０の各構成要素は、デジタル回路で構成される。
【００２４】
第１信号生成部１２は、直流成分ＤＣと副搬送波成分ｓｉｎ（ωｔ）の和である第１信号Ｓ１を生成する。ωは、副搬送波の各周波数ω＝２πｆであり、ｆ＝３８ｋＨｚである。
第２信号生成部１４は、直流成分ＤＣと副搬送波成分ｓｉｎ（ωｔ）の差である第２信号Ｓ２を生成する。
【００２５】
副搬送波生成部２４は、副搬送波Ｓｓ＝ｓｉｎ（ωｔ）を生成する。副搬送波生成部２４は三角波波形が記録されたＲＯＭ（Road Only Memory）を含み、ＲＯＭから時間ｔに応じたデータを読み出してもよい。または、時間ｔの関数としてｓｉｎ（ωｔ）を直接演算してもよい。振幅調節部２６は、副搬送波Ｓｓに係数Ａを乗算し、その振幅を調節する。たとえば、振幅調節部２６は乗算器である。振幅調節部２６を設けることにより、直流成分ＤＣに対する副搬送波成分ｓｉｎ（ωｔ）の比率を調節することができる。
【００２６】
係数Ａは、以下のようにして設定することが望ましい。左チャンネル信号ＳＬと右チャンネル信号ＳＲの和信号（主チャンネル信号Ｌ＋Ｒ）の振幅と、差信号（副チャンネルＬ−Ｒ）の振幅の比を１：ｎ（ｎは実数）とするとき、副搬送波成分ｓｉｎ（ωｔ）の振幅Ａを、直流成分ＤＣの略１／ｎに設定してもよい。
【００２７】
第１信号生成部１２、第２信号生成部１４は、いずれも副搬送波Ｓｓに直流成分ＤＣを加算して第１信号Ｓ１、第２信号Ｓ２を生成する。第１信号Ｓ１、第２信号Ｓ２は、以下の式で表現できる。
Ｓ１＝ＤＣ＋Ａ・ｓｉｎ（ωｔ）
Ｓ２＝ＤＣ−Ａ・ｓｉｎ（ωｔ）
以下、説明の簡略化のため、ＤＣ＝１とする。
【００２８】
第１乗算器１６は、ステレオ信号の一方のチャンネルＳＬに、第１信号Ｓ１を乗算する。第１乗算器１６の出力を第３信号Ｓ３とする。第２乗算器１８は、ステレオ信号の他方のチャンネルＳＲに、第２信号Ｓ２を乗算する。このとき、第３信号Ｓ３、第４信号Ｓ４はぞれぞれ、
Ｓ３＝ＳＬ（１＋Ａ・ｓｉｎ（ωｔ））
Ｓ４＝ＳＲ（１−Ａ・ｓｉｎ（ωｔ））
となる。
【００２９】
第１加算器２０は、第１乗算器１６から出力される第３信号Ｓ３と、第２乗算器１８から出力される第４信号Ｓ４を加算する。第１加算器２０の出力を第５信号Ｓ５という。
Ｓ５＝Ｓ３＋Ｓ４
【００３０】
第２加算器２２は、第１加算器２０の出力である第５信号Ｓ５に、１９ｋＨｚのパイロット信号Ｓｐを加算する。第２加算器２２の出力がステレオコンポジット信号Ｓ１２として出力される。以上が、本実施の形態に係るステレオ変調器１０の構成および動作である。なお、図１の複数の加算器は、ひとつの加算器が共有されてもよいし、複数の乗算器は、ひとつの乗算器が共有されてもよい。
【００３１】
Ｓ５を整理すると、
Ｓ５＝ＳＬ（１＋Ａ・ｓｉｎ（ωｔ））＋ＳＲ（１−Ａ・ｓｉｎ（ωｔ））
＝（ＳＬ＋ＳＲ）＋Ａ・（ＳＬ−ＳＲ）・ｓｉｎ（ωｔ）
となるから、図１のステレオ変調器１０によれば、ステレオ変調を行うことができる。
【００３２】
本実施の形態のように、ステレオ変調器１０をデジタル回路で構成した場合、以下の利点を有する。
左チャンネル信号ＳＬと、右チャンネル信号ＳＲに直接、副搬送波Ｓｓを乗算する。したがって、左チャンネル信号ＳＬと、右チャンネル信号ＳＲの演算を同時に実行できるため、構成が容易となる。また、従来のステレオ変調器をデジタル回路で構成すると、和信号（ＳＬ＋ＳＲ）と差信号（ＳＬ−ＳＲ）のデータ保持用のバッファ回路が必要となるが、本実施の形態に係るステレオ変調器１０では、これが不要となるため面積を減らすことができる。乗算器を時分割によって共有すれば回路面積の増加を抑制できる。
【００３３】
ここで、本実施の形態に係るステレオ変調器１０のセパレーション特性について考察する。
和信号Ｌ＋Ｒを主チャンネル信号（Ｓｍｃとする）と、差信号Ｌ−Ｒによって変調された副搬送波を副チャンネル信号（Ｓｓｃ）とすると、セパレーション特性ＳＥＰは、
ＳＥＰ＝（１＋ｎ）／（１−ｎ）
で与えられる。ここでｎは、主チャンネル信号Ｓｍｃと副チャンネル信号Ｓｓｃの振幅比を表す。
ｎ＝Ｍａｇ（Ｓｓｃ）／Ｍａｇ（Ｓｍｃ）
Ｍａｇ（）は、振幅を表す。
主チャンネル信号Ｓｍｃと副チャンネル信号Ｓｓｃの振幅比ｎが１であれば、良好なセパレーション特性が得られるが、振幅に差が生ずるとセパレーション特性が悪化する。たとえばステレオ変調器の後段の伝送路の損失や利得が周波数依存性を有する場合、セパレーション特性は悪化する。
【００３４】
本実施の形態では、振幅調節部２６を設けたことにより、副搬送波Ｓｃの振幅が調節可能となっている。したがって、ステレオ変調器１０の後段の伝送路が周波数依存性を有する場合であっても、係数Ａを調節することにより、主チャンネル信号Ｓｍｃと副チャンネル信号Ｓｓｃの振幅比を調節できるため、セパレーション特性を改善することができる。
【００３５】
実施の形態にもとづき、本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を離脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能である。
【００３６】
たとえば、実施の形態では、振幅調節部２６を設けて、主チャンネル信号と副チャンネル信号の振幅比を調節可能に構成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、副搬送波Ｓｓの振幅を一定として、直流成分ＤＣの値を調節可能に構成されてもよい。また、ステレオ変調器１０の後段において、伝送路の特性が均一である場合、振幅調節部２６を省略してもよい。
【００３７】
実施の形態では、ステレオ変調器１０をデジタル回路で構成する場合を説明したが、これをアナログ回路で構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態に係るステレオ変調器を利用した電子機器の全体構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  ステレオ変調器、  １２  第１信号生成部、  １４  第２信号生成部、  １６  第１乗算器、  １８  第２乗算器、  ２０  第１加算器、  ２２  第２加算器、  ２４  副搬送波生成部、  ２６  振幅調節部、  ３０  周波数変調器、  ３２  パワーアンプ、  １０２  入力端子、  １０４  出力端子、  １００  ＦＭ送信機、  １１０  音源、  １１２  アンテナ、  ２００  電子機器、  Ｓ１  第１信号、  Ｓ２  第２信号、  Ｓ３  第３信号、  Ｓ４  第４信号、  Ｓ５  第５信号。
【図１】
2008187455.tif 000003