(57)【要約】【課題】コンポジット信号で周波数変調された高周波のＦＭ電波を受信するＦＭ受信機において、受信するＦＭ電波の電界強度にかかわらずマルチパスノイズの影響を低減できるようにする。【解決手段】ＳＲＣ電圧制御回路７によって、検波回路３の検波信号に含まれているノイズ成分に応じてＧＰ発生回路６で発生されたパルス信号を積分してＳＲＣ電圧信号を発生し、ＦＭ・ＭＰＸ回路５は、そのＳＲＣ電圧信号の電圧が大きいほど左信号と右信号とのセパレーション量を小さく設定してモノラル復調を行う。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステレオ和信号及びステレオ差信号を含むコンポジット信号で周波数変調された高周波のＦＭ電波を受信して増幅し中間周波信号に変換する周波数変換手段と、
中間周波信号に対して振幅制限を行う振幅制限手段と、
振幅制限された中間周波信号を検波する検波手段と、
前記検波手段で検波された検波信号に含まれているノイズ成分に応じたノイズ検出信号を発生するノイズ検出手段と、
前記ノイズ検出手段で発生されたノイズ検出信号を積分して制御信号を発生する制御信号発生手段と、
前記制御信号発生手段で発生された制御信号の電圧が大きいほど左信号と右信号とのセパレーション量を小さく設定するステレオ分離信号を発生する分離信号発生手段と、
前記分離信号発生手段で発生されたステレオ分離信号のセパレーション量に応じてステレオ復調からモノラル復調までの範囲で前記検波手段で検波された検波信号を復調する復調手段と
を備えたことを特徴とするＦＭ受信機。
【請求項２】
復調手段は、分離信号発生手段で発生されたステレオ分離信号のセパレーション量が小さいほどステレオ差信号を抑制することを特徴とする請求項１記載のＦＭ受信機。
【請求項３】
制御信号発生手段は、検波手段と復調手段との間に挿入されたノイズ除去手段に入力されるノイズ検出信号を積分して制御信号を発生することを特徴とする請求項１記載のＦＭ受信機。
【請求項４】
分離信号発生手段は、中間周波信号の電界強度に応じた電界強度信号と制御信号発生手段で発生された制御信号との合成信号に応じてステレオ分離信号を発生することを特徴とする請求項１記載のＦＭ受信機。
【請求項５】
分離信号発生手段は、中間周波信号の電界強度に応じた電界強度信号の中の交流成分と制御信号発生手段で発生された制御信号との合成信号に応じてステレオ分離信号を発生することを特徴とする請求項１記載のＦＭ受信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＦＭ受信機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は従来の車載用のＦＭ受信機を示すブロック図であり、図において、１１はＦＭフロントエンド（ＦＥ）回路、１２は中間周波（ＩＦ）リミッタ増幅回路、１３は検波回路、１４はノイズキラー（ＮＫ）回路、１５はＦＭマルチプレクサ（ＭＰＸ）回路、１６はゲートパルス（ＧＰ）発生回路である。
【０００３】
次に、動作について説明する。
ＦＭ放送局で生成されるステレオ信号の変調波は、左信号（Ｌ）と右信号（Ｒ）との和であるステレオ和信号（Ｌ＋Ｒ）で５０Ｈｚから１５ｋＨｚまでの帯域を持つメイン信号、左信号（Ｌ）と右信号（Ｒ）との差であるステレオ差信号（Ｌ−Ｒ）で２３ｋＨｚから５３ｋＨｚまでの帯域を持つサブ信号、及び、受信側で正確な復調を行うための１９ｋＨｚのパイロット信号からなるコンポジット信号で構成されている。このコンポジット信号によって数１０ＭＨｚの高周波の搬送波が周波数変調されてＦＭ電波として送信される。
【０００４】
ＦＭ・ＦＥ回路１１は、このＦＭ電波を受信して高周波増幅し、局部発振信号と混合して中間周波信号ａに変換してＩＦリミッタ増幅回路１２に供給する。ＩＦリミッタ増幅回路１２は、この中間周波信号ａを中間周波増幅し、所定の振幅に制限した中間周波信号ｂを検波回路１３に供給する。ＩＦリミッタ増幅回路１２はまた、中間周波信号ｂを包絡線検波した電界強度信号ｃ（いわゆるＳメータ信号）を出力する。
【０００５】
検波回路１３は、この中間周波信号ｂを検波した検波信号ｄをＮＫ回路１４に供給するとともに、検波信号ｄに含まれているノイズ成分（例えば、イグニッションノイズ）を検出して検出信号ｆをＧＰ発生回路１６に出力する。ＧＰ発生回路１６は、この検出信号ｆに応じてゲートパルス信号ｇを発生してＮＫ回路１４に与える。ＮＫ回路１４は、ゲートパルス信号ｇによって検波信号ｄをオフにするスイッチを有し、検波信号ｄに含まれているノイズ成分を除去した検波信号ｅをＦＭ・ＭＰＸ回路１５に供給する。
【０００６】
ＦＭ・ＭＰＸ回路１５は、検波信号ｅを構成するコンポジット信号を左信号（Ｌ）及び右信号（Ｒ）に分離して復調する。この場合において、受信するＦＭ電波が弱くてその電界強度が小さい場合には、信号成分に対してノイズ成分の比率が高くなり、Ｓ／Ｎ比が悪くなってしまう。そのため、左信号と右信号とのセパレーション量を低くしてモノラル復調を行っている。すなわち、サブ信号であるステレオ差信号（Ｌ−Ｒ）を抑制して、メイン信号であるステレオ和信号（Ｌ＋Ｒ）のみを復調している。このために、ＩＦリミッタ増幅回路１２から出力される電界強度信号ｃをセパレーション量制御の電界ＳＲＣ信号としてＦＭ・ＭＰＸ回路１５に与えている。
【０００７】
ところで、ＦＭ・ＦＥ回路１１から出力される中間周波信号ａに、図７（ａ）に示すように、振幅の大きいノイズａ１や比較的振幅の小さいノイズａ２が含まれている場合には、ＩＦリミッタ増幅回路１２によって振幅が制限されるので、図７（ｂ）に示すように、中間周波信号ｂには振幅制限で除去されなかったノイズｂ１が残る。したがって、中間周波信号ｂを包絡線検波した電界強度信号ｃの波形には、図７（ｃ）に示すように、交流成分のノイズｃ１が直流成分に重畳されている。このため、他の従来例においては、交流成分を抽出するハイパスフィルタ、抽出した交流成分を増幅する増幅回路、及び増幅した交流成分を直流に変換する整流回路を設けて、中間周波信号ｂのノイズ成分すなわちＳメータ交流成分に応じたノイズＳＲＣ信号をセパレーション量の制御用にＦＭ・ＭＰＸ回路１５に与えているものもある。
なお、このような従来の一般的な車載用のＦＭ受信機は、当業者においては極めて常識的なものであり、これに関する先行技術文献は膨大なため、最適な文献を特定することはできなかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の車載用のＦＭ受信機は以上のように構成されているので、マルチパスノイズに対する対策が不十分であるという課題があった。マルチパスノイズは、ビル等で反射された反射波である。車載用のＦＭ受信機においては、無指向性のアンテナを使用しているので、受信するＦＭ電波の中には放送局からの直接波のほかに、ビル等で反射されたマルチパスノイズの影響を受け易い。直接波であるＦＭ電波がマルチパスノイズによって振幅変調された場合には、Ｓメータ交流成分を抽出する従来の技術でもノイズの影響を低減できるが、マルチパスノイズによって位相変調された場合には、従来の技術ではノイズの影響を低減できなかった。
【０００９】
さらに、電界強度の強弱とセパレーション量の大小との関係は、図８（Ａ）に示すように、Ｓメータ交流成分の大小によってセパレーション量の大小が制御されることにならない。電界強度が強い場合には、ＦＭ・ＦＥ回路１１から出力される振幅の大きい中間周波信号ａは、ＩＦリミッタ増幅回路１２によって振幅制限されるので、実際には、電界強度の強弱とセパレーション量の大小との関係は、図８（Ｂ）に示すように、Ｓメータ交流成分の変化がセパレーション量の変化に反映されない。
【００１０】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、受信するＦＭ電波の電界強度にかかわらずマルチパスノイズの影響を低減できるＦＭ受信機を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るＦＭ受信機は、ステレオ和信号及びステレオ差信号を含むコンポジット信号で周波数変調された高周波のＦＭ電波を受信して増幅し中間周波信号に変換する周波数変換手段と、中間周波信号に対して振幅制限を行う振幅制限手段と、振幅制限された中間周波信号を検波する検波手段と、検波手段で検波された検波信号に含まれているノイズ成分に応じたノイズ検出信号を発生するノイズ検出手段と、ノイズ検出手段で発生されたノイズ検出信号を積分して制御信号を発生する制御信号発生手段と、制御信号発生手段で発生された制御信号の電圧が大きいほど左信号と右信号とのセパレーション量を小さく設定するステレオ分離信号を発生する分離信号発生手段と、分離信号発生手段で発生されたステレオ分離信号のセパレーション量に応じてステレオ復調からモノラル復調までの範囲で検波手段で検波された検波信号を復調する復調手段とを備えた構成にしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態について、図を参照しながら説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１におけるＦＭ受信機の構成を示すブロック図であり、図において、１はＦＭフロントエンド（ＦＥ）回路（周波数変換手段）、２は中間周波（ＩＦ）リミッタ増幅回路（振幅制限手段）、３は検波回路（検波手段）、４はノイズキラー（ＮＫ）回路（ノイズ除去手段）、５はＦＭマルチプレクサ（ＭＰＸ）回路（復調手段）、６はゲートパルス（ＧＰ）発生回路（ノイズ検出手段）、７はＳＲＣ電圧制御回路（制御信号発生手段）である。また、図２（ｄ）〜（ｇ）は図１における各部の符号（ｄ〜ｇ）に対応する信号波形、図３は図１のＳＲＣ電圧制御回路７及びＦＭ・ＭＰＸ回路５の一部を構成するＳＲＣ電圧発生回路（分離電圧発生手段）を示す回路図である。
【００１３】
次に、動作について説明する。
ＦＭ・ＦＥ回路１は、ＦＭ電波を受信して高周波増幅し、局部発振信号と混合して中間周波信号ａに変換してＩＦリミッタ増幅回路２に供給する。ＩＦリミッタ増幅回路２は、この中間周波信号ａを中間周波増幅し、所定の振幅に制限した中間周波信号ｂを検波回路３に供給する。ＩＦリミッタ増幅回路２はまた、中間周波信号ｂを包絡線検波した電界強度信号ｃすなわちＳメータ信号をＦＭ・ＭＰＸ回路５に出力する。
【００１４】
検波回路３は、中間周波信号ｂを検波した検波信号ｄをＮＫ回路４に供給するとともに、図２（ｄ）に示すように、検波信号ｄに含まれているノイズ成分を検出して、図２（ｆ）に示す検出信号ｆをＧＰ発生回路６に出力する。ＧＰ発生回路６は、この検出信号ｆに応じてゲートパルス信号ｇ（ノイズ検出信号）を発生してＮＫ回路４及びＳＲＣ電圧制御回路７に与える。このゲートパルス信号ｇは、図２（ｇ）に示すように厳密にはパルス波形ではないが、パルス波形を生成するための原波形であるので、便宜上、ゲートパルス信号と称する。ＮＫ回路４は、所定のしきい値を超えるゲートパルス信号ｇによって検波信号ｄをオフにするスイッチを有し、検波信号ｄに含まれているノイズ成分を除去し、図２（ｅ）に示すような検波信号ｅをＦＭ・ＭＰＸ回路５に供給する。
【００１５】
図３に示すＦＭ・ＭＰＸ回路５のＳＲＣ電圧発生回路で発生されるＳＲＣ電圧信号（制御信号）は、図４に示すように、電圧が小さい場合はセパレーション量が大きく、ＦＭ・ＭＰＸ回路５内の復調回路にステレオ復調を設定する。この電圧がある程度大きくなると電圧増加に伴って次第にセパレーション量が小さくなり、ステレオ復調からモノラル復調に近づく。そして、この電圧がしきい値を超えた場合には、セパレーション量が０（ｄＢ）となり、ＦＭ・ＭＰＸ回路５内の復調回路にモノラル復調を設定する。
【００１６】
図３において、入力された電界強度信号ｃの直流成分は抵抗Ｒ１を通って反転アンプＡ１に入力し、交流成分はコンデンサＣ１及び抵抗Ｒ２を通って反転アンプＡ１に入力する。反転アンプＡ１は、帰還抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ１の比である−Ｒ３／Ｒ１の増幅率で直流成分を反転増幅し、帰還抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ２の比である−Ｒ３／Ｒ２の増幅率で交流成分を反転増幅する。そして、トランジスタＴＲ１、抵抗Ｒ４及びコンデンサＣ３からなるエミッタ・フォロー回路によってＳＲＣ電圧信号ｊが発生される。すなわち、従来例と同様に、Ｓメータ信号に基づくＳＲＣ電圧信号でセパレーション量が制御される。
【００１７】
一方、図３に示すＳＲＣ電圧制御回路７においては、ＧＰ発生回路６から入力されたゲートパルス信号ｇを抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６とで分圧する。ただし、復調信号に影響を与えないような極めて細い（すなわち、高周波の）ゲートパルス信号ｇは、コンデンサＣ４によって除去される。この結果、図５（ｇ）に示すように、トランジスタＴＲ２の約０．７ｖのベース・エミッタ電圧のしきい値を超えるゲートパルス信号ｇによって、図５（ｉ）に示すように、トランジスタＴＲ２がオフ状態からオン状態に変化する。トランジスタＴＲ２のコレクタには、抵抗Ｒ７及びコンデンサＣ５の負荷回路が接続されているので、反転アンプＡ１はトランジスタＴＲ２から入力された信号を帰還抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ７の比である−Ｒ３／Ｒ７の増幅率で反転増幅する。したがって、トランジスタＴＲ１等のエミッタ・フォロー回路からは、図５（ｊ）に示すように、ノイズに基づくＳＲＣ電圧信号ｊ（ステレオ分離信号）が出力される。
【００１８】
図５（ｊ）に示すＳＲＣ電圧信号ｊの電圧が０ｖである場合はセパレーション量が１００％のステレオ復調となり、この電圧が点線のしきい値を超えた場合には、セパレーション量が０％のモノラル復調となる。すなわち、図１の検波信号ｄに含まれているマルチパスノイズが大きい場合、又は小さなマルチパスノイズであっても短い周期で含まれている場合には、ＦＭ・ＭＰＸ回路５に対してステレオ復調からモノラル復調に移行させるように制御する。具体的には、サブ信号であるステレオ差信号（Ｌ−Ｒ）を抑制して、メイン信号であるステレオ和信号（Ｌ＋Ｒ）のみを復調するように制御する。
【００１９】
以上のように、この実施の形態１によれば、ＳＲＣ電圧制御回路７によって検波信号に含まれているマルチパスノイズその他のノイズ成分に応じたパルス信号を積分して制御信号を発生し、その制御信号の電圧が大きいほど左信号と右信号とのセパレーション量を小さく設定してモノラル復調を行うので、受信するＦＭ電波の電界強度にかかわらずマルチパスノイズの影響を低減できるという効果が得られる。
【００２０】
また、この実施の形態１によれば、ＦＭ・ＭＰＸ回路５は、セパレーション量が小さいほどステレオ差信号を抑制するので、ＦＭ・ＭＰＸ回路５を変更することなくノイズに基づくＳＲＣ電圧信号でセパレーション量を制御できるという効果が得られる。特に、従来のＦＭ・ＭＰＸ回路５がＬＳＩで構成されている場合には、そのＬＳＩをそのまま用いることが可能となる。
【００２１】
また、この実施の形態１によれば、ＳＲＣ電圧制御回路７は、検波回路３とＦＭ・ＭＰＸ回路５との間に挿入されたＮＫ回路４に入力されるパルス信号を積分して制御信号を発生するので、従来のＦＭ受信機で用いられている信号を活用することにより、極めて簡単な回路を追加するだけでＳＲＣ電圧信号を発生できるという効果が得られる。
【００２２】
また、この実施の形態１によれば、中間周波信号ｂの電界強度に応じた電界強度信号ｃと、ＳＲＣ電圧制御回路７で発生された制御信号との合成信号に応じてＳＲＣ電圧信号ｊを発生するので、ＦＭ電波の電界強度が弱くＳ／Ｎ比が悪い場合には、主にＳメータ信号に基づくモノラル復調を行い、ＦＭ電波の電界強度が強くてＳメータ信号に基づくモノラル復調ができない場合には、ＳＲＣ電圧制御回路７によってノイズに基づくモノラル復調を行うことができるという効果が得られる。
【００２３】
なお、実施の形態１の変形例として、ハイパスフィルタ、増幅回路、及び整流回路を設けて、中間周波信号ｂの電界強度に応じた電界強度信号ｃの中の交流成分と、ＳＲＣ電圧制御回路７で発生された制御信号との合成信号に応じてＳＲＣ電圧信号を発生する構成にしてもよい。この場合には、受信したＦＭ電波がマルチパスノイズによって振幅変調された場合でも、位相変調された場合でも、マルチパスノイズの影響を低減できるという効果が得られる。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、ＦＭ受信機を、ステレオ和信号及びステレオ差信号を含むコンポジット信号で周波数変調された高周波のＦＭ電波を受信して増幅し中間周波信号に変換する周波数変換手段と、中間周波信号に対して振幅制限を行う振幅制限手段と、振幅制限された中間周波信号を検波する検波手段と、検波手段で検波された検波信号に含まれているノイズ成分に応じたノイズ検出信号を発生するノイズ検出手段と、ノイズ検出手段で発生されたノイズ検出信号を積分して制御信号を発生する制御信号発生手段と、制御信号発生手段で発生された制御信号の電圧が大きいほど左信号と右信号とのセパレーション量を小さく設定するステレオ分離信号を発生する分離信号発生手段と、分離信号発生手段で発生されたステレオ分離信号のセパレーション量に応じてステレオ復調からモノラル復調までの範囲で検波手段で検波された検波信号を復調する復調手段とを備えた構成にしたので、受信するＦＭ電波の電界強度にかかわらずマルチパスノイズの影響を低減できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１におけるＦＭ受信機の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のＦＭ受信機における各部の信号波形を示す図である。
【図３】図１におけるＳＲＣ電圧制御回路及びＦＭマルチプレクサ回路の一部の回路図である。
【図４】実施の形態１におけるＳＲＣ電圧とセパレーション量との関係を示す図である。
【図５】図３のＳＲＣ電圧制御回路等における各部の信号波形を示す図である。
【図６】従来のＦＭ受信機の構成を示すブロック図である。
【図７】図６のＦＭ受信機における各部の信号波形を示す図である。
【図８】従来のＦＭ受信機における電界強度とセパレーション量との関係を示す図である。
【符号の説明】
１  ＦＭフロントエンド回路（周波数変換手段）、２  中間周波リミッタ増幅回路（振幅制限手段）、３  検波回路（検波手段）、４  ノイズキラー回路（ノイズ除去手段）、５  ＦＭマルチプレクサ回路（復調手段）、６  ゲートパルス発生回路（ノイズ検出手段）、７  ＳＲＣ電圧制御回路（制御信号発生手段）、１１  ＦＭフロントエンド回路、１２  中間周波ミッタ増幅回路、１３  検波回路、１４  ノイズキラー回路、１５  ＦＭマルチプレクサ回路、１６  ゲートパルス発生回路。
【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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