(57)【要約】【課題】ＦＭ信号を受信したとき既にそれの搬送波周波数が偏移していても受信可能とする。【解決手段】ＬＣ発振回路８が発振した搬送波を所定の情報でＦＭ変調したＦＭ信号を伝送ケーブル３８から抽出して受信し、ミキサ５０に供給する。ミキサ５０には局部発振信号も入力し、ミキサ５０はＦＭ中間周波信号にＦＭ信号を周波数変換する。局部発振信号を電圧制御発振器５２が発生する。ＦＭ中間周波信号を復調用ＩＣ５３が復調する。復調用ＩＣ５３は、ＦＭ中間周波信号の振幅レベルを表すレベル表示信号も生成する。復調用ＩＣ５３の出力に基づいて、そのときのＦＭ中間周波信号の周波数を維持するための周波数変更信号をローパスフィルタ５４が生成する。レベル表示信号が予め定めた基準値よりも小さいとき、周波数可変低周波発振器５８の発振信号を電圧制御発振器５２に切換スイッチ５６が供給し、レベル表示信号が予め定めた基準値以上のとき、電圧制御発振器５２にローパスフィルタ５４の出力を切換スイッチ５６が供給する。【選択図】        図１
2004260385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＣ発振回路によって発振させた搬送波を所定の情報でＦＭ変調したＦＭ信号が伝送されている伝送ケーブルから、前記ＦＭ信号を抽出して受信する受信機であって、
受信したＦＭ信号と局部発振信号とを入力し、基準周波数から周波数偏移するＦＭ中間周波信号に前記ＦＭ信号を周波数変換する周波数変換手段と、
周波数制御信号に応じて周波数が制御された前記局部発振信号を生成する局部発振手段と、
前記ＦＭ中間周波信号をＦＭ復調する復調手段と、
前記ＦＭ中間周波信号の振幅レベルを表すレベル表示信号を生成するレベル検出手段と、
前記復調手段の出力に基づいて、そのときの前記ＦＭ中間周波信号の周波数を維持するための周波数変更信号を生成する周波数変更信号発生手段と、
前記局部発振信号の周波数を掃引する掃引信号を生成する掃引信号生成手段と、
前記レベル表示信号が予め定めた基準値よりも小さいとき、前記掃引信号を前記局部発振手段に前記周波数制御信号として供給し、前記レベル表示信号が予め定めた基準値以上のとき、前記局部発振手段に前記周波数変更信号を前記周波数制御信号として供給する制御手段とを、
具備する受信機。
【請求項２】
ＬＣ発振回路によって発振させた搬送波を所定の情報でＦＭ変調したＦＭ信号が伝送されている伝送ケーブルから、前記ＦＭ信号を受信する受信機であって、
受信したＦＭ信号と第１または第２の局部発振信号とを入力し、基準周波数から周波数偏移するＦＭ中間周波信号に前記ＦＭ信号を周波数変換する周波数変換手段と、
前記ＦＭ中間周波信号をＦＭ復調する復調手段と、
この復調手段の出力に基づいて、そのときの前記ＦＭ中間周波信号の周波数を維持する周波数で前記局部発振信号を発振させるための周波数変更信号を生成する周波数変更信号発生手段と、
前記周波数変更信号に応じて周波数が制御された第１局部発振信号を生成する第１局部発振手段と、
前記ＦＭ中間周波信号のレベルを表すレベル表示信号を生成するレベル検出手段と、
周波数が所定の範囲内で偏移を繰り返す第２局部発振信号を生成する第２局部発振手段と、
前記レベル表示信号が予め定めた基準値よりも小さいとき、第２局部発振信号を前記周波数変換手段に供給し、前記レベル表示信号が前記基準値以上のとき、第１局部発振信号を前記周波数変換手段に供給する制御手段とを、
具備する受信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、伝送ケーブルを伝送されている高周波信号を受信する受信機に関し、特に、受信機における局部発振信号の制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、伝送ケーブル、例えば同軸ケーブルで高周波信号を伝送する装置としては、高周波信号とベースバンド撮像信号とを同軸ケーブルによって伝送する監視装置がある。この監視装置の一例が、例えば特許文献１に示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２６２２７１号
【０００４】
この装置では、撮像装置が監視領域を撮像して、ベースバンド撮像信号を生成する。このベースバンド撮像信号が、監視領域から離れた位置に配置された基地局側に同軸ケーブルによって伝送される。基地局側には受信機が、監視領域側には送信機がそれぞれ設けられている。これら送信機と受信機との間で、ベースバンド撮像信号の周波数帯とは異なる周波数の高周波通信信号を同軸ケーブルを介して伝送することによって、通信が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に示された装置では、送信機と受信機との間で、搬送波周波数固定のＦＭ方式で通信を行うことがある。ＦＭ方式では、搬送波の発振に水晶発振方式、ＰＬＬ方式またはＬＣ発振方式が考えられる。また、同軸ケーブルの距離を長くしても、同軸ケーブルでの減衰を少なくするために、搬送波の周波数を比較的低い５０ＭＨｚとすることがある。
【０００６】
水晶発振方式では、充分なＳ／Ｎ比、例えば６０ｄＢを得るためには、周波数偏移が７５ｋＨｚ程度とする変調をかける必要がある。搬送波の周波数５０ＭＨｚに対して偏移７５ｋＨｚは１５００ｐｐｍにもなり、水晶発振器では実現不可能である。
【０００７】
ＰＬＬ方式では、水晶発振方式に比較して、変調が容易にかけられ、周波数安定度も高いが、ＰＬＬＩＣや、これを制御するためのＣＰＵが必要であり、全体として高価なものになる。
【０００８】
ＬＣ発振方式では、変調が容易にかけられ、安価な部品で構成できる。しかし、周波数安定度が悪く、搬送波の周波数が受信機の受信範囲を超えてしまう可能性がある。また、送信機と受信機とは異なる位置に配置されているので、両者の周囲温度が異なることがある。その場合、送信機の搬送波と受信機の局部発振信号との周波数偏移の値が異なることがあり、受信機において送信機からの送信信号を良好に受信できなくなることがある。これらの問題を解決するために、受信機側に自動周波数制御回路を設けることが考えられる。この自動周波数制御回路によって、搬送波周波数が変動しても、この変動に自動的に追従して、受信状態を保つことができる。しかし、自動周波数制御回路は、受信状態において搬送波の周波数が変動した場合には、追従可能であるが、対応する送信機の電源が入っていないまたはケーブルが接続されていないなどの原因によって受信機が受信していない状態から、送信機の電源が入ったり、ケーブルが接続されたりによって、急に受信状態になったときに、搬送波の周波数が所定値よりもずれていると、受信機において中間周波信号の基準周波数を規定値とすることが困難である。同軸ケーブルが長い場合には、受信機での受信レベルが低く、自動周波数制御回路のキャプチャレンジが狭くなり、この現象が顕著となる。
【０００９】
本発明は、ＦＭ信号を受信したとき、既にそれの搬送波の周波数が所定値から偏移していても受信可能な受信機を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様の受信機は、ＬＣ発振回路によって発振させた搬送波を所定の情報でＦＭ変調したＦＭ信号が伝送されている伝送ケーブルから、前記ＦＭ信号を抽出して受信するものである。伝送ケーブルには、ベースバンド撮像信号も伝送されることがある。その場合、搬送波の周波数は、ベースバンド撮像信号の周波数よりも高くする。受信したＦＭ信号と局部発振信号とが周波数変換手段に入力される。周波数変換手段は、基準周波数から周波数偏移するＦＭ中間周波信号に前記ＦＭ信号を周波数変換する。周波数制御信号に応じて周波数が制御された前記局部発振信号を局部発振手段が生成する。局部発振手段にはＬＣ発振方式のものを使用することができる。ＦＭ中間周波信号を復調手段がＦＭ復調する。ＦＭ中間周波信号の振幅レベルを表すレベル表示信号をレベル検出手段が生成する。局部発振信号の周波数を掃引する掃引信号を、掃引信号生成手段が生成する。復調手段の出力信号に基づいて、局部発振信号の周波数を維持するための周波数変更信号を周波数変更信号生成手段が生成する。レベル表示信号が予め定めた基準値よりも小さいとき、掃引信号を局部発振手段に周波数制御信号として供給し、レベル表示信号が予め定めた基準値以上のとき、局部発振手段に周波数変更信号を周波数制御信号として制御手段が供給する。制御手段としては、例えば、レベル表示信号と基準値とを比較する比較手段と、この比較手段の比較結果に従って、掃引信号及び偏移表示信号の一方を局部発振手段に選択的に供給する選択手段とを、使用することができる。
【００１１】
ＬＣ回路の周波数安定度が低く、搬送波の周波数が変動しているとき、局部発振信号の周波数が固定されていると、周波数変換手段から出力されるＦＭ中間周波信号の基準周波数も本来の周波数から変動している。例えば搬送波の周波数をｆ１とし局部発振信号の周波数をｆ２とすると、中間周波信号の基準周波数ｆＩＦは、既定値、例えばｆ１−ｆ２となる。ところが、搬送波の周波数ｆ１がΔｆ１だけ上昇または降下し、ｆ１±Δｆ１になったとする。このとき、局部発振信号の周波数がｆ２と一定であると、中間周波信号の基準周波数ｆＩＦはｆ１±Δｆ１−ｆ２に変動する。この周波数の変動Δｆ１が大きいと、復調手段において良好に復調することができない。そこで、本発明では、掃引信号を局部発振手段に周波数制御信号として供給し、局部発振信号の周波数を変動させている。例えばｆ２−Δｆ２とｆ２＋Δｆ２との範囲で変化を繰り返している。無論、この変動範囲±Δｆ２内に±Δｆ１が存在するように、掃引信号は設定されている。その結果、局部発振信号の周波数変動値Δｆ１と搬送波の周波数変動値Δｆ２とが等しくなるときがある。このときの中間周波信号の基準周波数ｆＩＦは、ｆ１±Δｆ１−（ｆ２±Δｆ２）＝ｆ１−ｆ２となる。即ち、規定の周波数となる。このとき、レベル表示信号の値が最大となり、基準値以上となる。この状態以後、周波数変更信号が局部発振手段に供給される。周波数変更信号発生手段は、以後、局部発振信号の周波数がｆ２＋Δｆ１となるように周波数変更信号を発生する。このように掃引信号によって局部発振信号の周波数を積極的に変化させ、搬送波の周波数変動値Δｆ１に等しい値だけ変動した局部発振信号の周波数を捜索し、その状態において周波数変更信号発生手段の周波数変更信号が局部発振手段に供給されるように構成されているので、受信機が受信を開始したときに搬送波の周波数が所定の周波数からずれていても、中間周波信号の基準周波数を規定値に維持することができる。
【００１２】
本発明の他の態様の受信機も、上述した態様の受信機と同様に、ＬＣ発振回路によって発振させた搬送波を所定の情報でＦＭ変調したＦＭ信号が伝送されている伝送ケーブルから、前記ＦＭ信号を受信する。また、同様に、周波数変換手段と、周波数変更信号発生手段と、復調手段と、レベル検出手段も有している。局部発振手段として第１及び第２局部発振手段が設けられている。第１局部発振手段は、周波数変更信号に応じて周波数が制御された第１局部発振信号を生成する。第２局部発振手段は、周波数が所定の範囲内で偏移を繰り返す第２局部発振信号を生成する。制御手段は、レベル表示信号が予め定めた基準値よりも小さいとき、第２局部発振信号を前記周波数変換手段に供給し、前記レベル表示信号が前記基準値以上のとき、第１局部発振信号を前記周波数変換手段に供給する。制御手段は、レベル表示信号と基準値信号とを比較する比較手段と、この比較手段の比較結果に従って、第１及び第２局部発振信号のうち一方を選択して、周波数変換手段に供給する選択手段とから構成することができる。
【００１３】
この態様においても、上記の態様と同様にして、ＦＭ中間周波信号の基準周波数を規定値に維持するように、局部発振信号の周波数を制御することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態の受信機は、図３に示すように、監視装置に使用されている。この監視装置は、撮像手段、例えば監視カメラ２を備えている。監視カメラ２は、予め定められた監視領域を撮像し、ベースバンド撮像信号を生成する。この監視領域の音声を集音するためにマイクロホン４が配置されており、このマイクロホン４からの音声信号は、送信機６に供給される。この送信機６において、音声信号によって、ベースバンド撮像信号よりも周波数が高い搬送波、例えば５０ＭＨｚの搬送波がＦＭ変調される。
【００１５】
この送信機６では、図２に示すように、搬送波をＬＣ発振手段、例えばコルピッツ発振回路８によって発生している。この発振回路８は、トランジスタ１０、バイアス抵抗器１２、１４、コンデンサ１６、１８、２０、２２、２４、インダクタンス２６を含み、さらに可変容量ダイオード２８も含んでいる。この可変容量ダイオード２８に音声信号が抵抗器３０を介して供給され、搬送波をＦＭ変調する。この回路構成は公知であるので、これ以上の説明は省略する。この音声信号によって搬送波をＦＭ変調したＦＭ信号は、トランジスタ１０のエミッタからコンデンサ３２を介して取り出され、高周波増幅器３４によって増幅される。発振回路８は、ＬＣを用いたものであるので、これが発振する搬送波の周波数は、温度変化等があると、変動する。
【００１６】
高周波増幅器３４によって増幅されたＦＭ信号は、図３に示す混合器３６によってベースバンド撮像信号と混合されて、伝送ケーブル、例えば同軸ケーブル３８を介して、監視領域とは離れた位置にある基地局側に伝送される。
【００１７】
基地局側では、分波器４０によってベースバンド撮像信号とＦＭ信号とは分波され、バースバンド撮像信号はモニタ４２に供給される。従って、このモニタ４２を監視員が見ることによって監視領域の状態を目で確認することができる。またＦＭ信号は、受信機４４に供給され、ここで受信、復調され、スピーカ４６に供給される。従って、監視員は音声によっても監視領域を監視することができる。
【００１８】
受信機４４の概略構成を図１に示す。図１には示していないが、受信機４４は、同調部を有している。この同調部によって、分波器４０から受信機４４に供給される信号のうち雑音成分等を除去して、ＦＭ信号のみを抽出する。このＦＭ信号は高周波増幅器４８によって増幅された後、周波数変換手段、例えばミキサ５０に供給される。このミキサ５０には、局部発振手段、例えば電圧制御発振器（ＶＣＯ）からの局部発振信号が供給されている。ミキサ５０は、ＦＭ変調信号の周波数をｆ１、局部発振信号の周波数をｆ２としたとき、これらに基づいて、基準周波数ｆＩＦが、例えばこれらの差（ｆ１−ｆ２）であるＦＭ中間周波信号を発生する。
【００１９】
電圧制御発振器５２は、これに供給される周波数制御信号、例えば周波数制御電圧に応じて発振周波数を変更するもので、例えば図３に示した送信機６において使用した発振回路８と同様なＬＣ発振方式のものを使用することができ、可変容量ダイオード２８に相当する可変容量ダイオードに印加する電圧を変化させることによって、局部発振信号の周波数が変化する。なお、電圧制御発振器５２も、発振回路８と同様にＬＣ発振回路であるので、温度変化に応じて局部発振信号の周波数が変化する可能性がある。
【００２０】
ミキサ５０からのＦＭ中間周波信号は、復調手段、例えば復調用ＩＣ５３に供給される。この復調用ＩＣ５３は、公知のようにＦＭ信号を復調し、復調出力信号を出力する。この復調出力信号は図示しない低周波増幅器によって増幅され、スピーカ４６に供給される。
【００２１】
この復調出力信号は、周波数変更信号発生手段、例えばローパスフィルタ５４に供給される。復調出力信号には直流成分が含まれており、その値は、ＦＭ中間周波信号の周波数変化に従って変化する。この直流成分の値がローパスフィルタ５４によって抽出されている。
【００２２】
このローパスフィルタ５４の出力信号は、制御手段の一部をなす選択手段、例えば切換スイッチ５６に供給されている。この切換スイッチ５６には、掃引信号発生手段、例えば予め定めた周波数範囲内において周波数が変化することを繰り返す周波数可変低周波発振器（ＬＦＯ）５８の出力信号も供給されている。切換スイッチ５６は、ローパスフィルタ５４の出力信号及び周波数可変低周波発振器５８の出力信号のうち、後述する比較手段、例えば比較器６０の判定結果に従って選択されたものを、周波数制御信号として電圧制御発振器５２の可変容量ダイオードに供給する。
【００２３】
従って、電圧制御発振器５２は、周波数可変低周波発振器５８の出力信号が供給されている間には、その発振周波数を例えばｆ２−Δｆ２からｆ２＋Δｆ２の範囲で変化させることを繰り返す（±Δｆ２は局部発振信号の周波数偏移範囲を表す）。また、ローパスフィルタ５４の出力信号が供給されているときには、局部発振信号の周波数をそのローパスフィルタ５４の出力信号に対応した周波数に維持する。
【００２４】
また、復調用ＩＣ５３は、図示していないが、レベル検出手段、例えば受信信号強度表示出力（ＲＳＳＩ）信号発生器を備えている。このＲＳＳＩ信号は、受信されたＦＭ中間周波信号の振幅レベルを表している。このＲＳＳＩ信号は、受信されたＦＭ中間周波信号の基準周波数ｆＩＦが規定値よりも大きく外れている場合には、その値が小さく、基準周波数ｆＩＦが規定値にあれば、予め定めた基準値よりも大きくなる。そこで、このＲＳＳＩ信号が、制御手段の一部をなす比較器６０において、基準値信号発生器６２からの基準値信号と比較される。
【００２５】
ＲＳＳＩ信号が基準値よりも小さいとき、比較器６０の比較結果に従って、周波数可変低周波発振器５８の低周波信号が電圧制御発振器５２に供給されている。従って、局部発振信号の周波数は、上述したようにｆ２±Δｆ２の範囲で変動している。このとき、送信機６の発振回路８の搬送波の周波数が搬送波基準周波数から変動していたとしても、ｆ２±Δｆ２は、この搬送波が変動した周波数を含むように設定されている。従って、やがて搬送波の周波数が基準周波数から偏移している量と、局部発振信号が基準周波数ｆ２から偏移している量とが一致する。一致したとき、基準中間周波信号の周波数は、規定周波数（搬送波の周波数及び局部発振信号の周波数が全く偏移していないときの中間周波信号の基準周波数）と一致する。
【００２６】
その結果、この受信機４４において送信機６からのＦＭ信号が受信できており、ＲＳＳＩ信号の値は基準値以上となる。よって、比較器６０の出力によってローパスフィルタ５４の出力信号が切換スイッチ５６を介して電圧制御発振器５２に供給される。これ以後、ローパスフィルタ５４は、そのときのＦＭ中間周波信号の周波数を維持するために必要な周波数変更信号を電圧制御発振器５２に供給する。従って、これ以後に、温度変化等によって電圧制御発振器５２の発振周波数が変動しても自動的に修正され、その結果、基準中間周波信号の周波数は規定周波数を維持する。
【００２７】
このように構成されているので、受信機４４が動作している状態であるにも拘わらず、送信機６が動作していない状態にあるときから、送信機６が動作を開始し、しかもその搬送波周波数が規定値より変動しているような状態にあっても、電圧制御発振器５２の局部発振信号の周波数が変動して、搬送波周波数の変動量と同じ量だけ局部発振信号の周波数が変動した状態において、ローパスフィルタ５４の出力信号が電圧制御発振器５２に供給されるので、以後、ＦＭ中間周波信号の周波数を維持するために必要な局部発振信号の周波数を電圧制御発振器５２が維持する。送信機６は動作しているが、これに接続されている同軸ケーブル３８が受信機４４に接続されていなかった状態から同軸ケーブル３８が接続された状態に変化した場合も同様である。
【００２８】
第１の実施の形態では、コストを低減するために、電圧制御発振器５２を１台だけ設けて、その発振周波数の制御を周波数可変低周波発振器５８とローパスフィルタ５４の出力のうち切換スイッチ５６によって選択されたものに行うように構成した。これに対し、図４に示す本発明の第２の実施の形態の受信装置４４ａでは、電圧制御発振器５２と同様な電圧制御発振器５２ａが設けられ、更に局部発振信号の規定周波数ｆ２から±Δｆ２の範囲内で周波数が変化することを繰り返す周波数可変発振器５８ａも設けられている。
【００２９】
これら発振器５２ａ、５８ａの発振信号の一方が切換スイッチ５６を介してミキサ５０に供給されている。切換スイッチ５６は、ＲＳＳＩ信号が基準値信号よりも小さいときには、比較器６０の比較結果によって、周波数可変発振器５８ａの出力信号をミキサ５０に供給する。これに伴い中間周波信号の基準周波数も変化する。このとき、電圧制御発振器５２ａの発振周波数は、ローパスフィルタ５４の出力信号によって、周波数可変発振器５８ａの周波数と同一の変化をしている。
【００３０】
そして、ＲＳＳＩ信号が基準値信号以上の値になると、比較器６０によって切換スイッチ５６が電圧制御発振器５２ａの局部発振信号をミキサ５０に供給するように切り換えられる。このとき、電圧制御発振器５２ａの局部発振信号の周波数は、周波数可変発振器５８ａの局部発振信号の周波数と一致している。以後、電圧制御発振器５２ａの局部発振信号の周波数は、たとえ温度変化等によって変動しても、ローパスフィルタ５４の出力信号によって切換スイッチ５６が切り換えられたときのＦＭ中間周波信号の周波数を維持するように制御される。
【００３１】
上記の実施の形態では、監視領域側に送信機６を設け、基地局側に受信機４４を設けたが、逆に監視領域側に受信機４４を設け、基地局側に送信機６を設けることもできる。或いは、上記の実施の形態では、音声信号によって搬送波を変調したが、音声信号に限ったものではなく、例えば監視領域にセンサを設け、このセンサの出力で搬送波をＦＭ変調することもできる。上記の各実施の形態では、ベースバンド撮像信号とＦＭ信号とを混合して、同軸ケーブルで伝送したが、例えばＦＭ信号のみを同軸ケーブルで伝送することもできる。
【００３２】
上記の実施の形態では、発振回路８及び電圧制御発振器５２には、コルピッツ発振回路に可変容量ダイオードを設けて、可変容量ダイオードに印加する信号を変化させることによって発振周波数を変化させたが、コルピッツ発振回路に限ったものではなく、ＬＣ発振回路であれば、公知の種々のものを使用することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、受信機における局部発振信号の周波数を変化させることによって、送信機からの送信信号の搬送波の周波数偏移に局部発振信号の周波数を追従させ、その追従した状態において、局部発振信号の周波数を維持するように構成している。従って、送信機の送信信号の搬送波が周波数偏移している状態において、受信機が送信信号を受信しても、容易に送信信号の搬送波の周波数偏移に追従することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の受信機のブロック図である。
【図２】図１の受信機と共に使用される送信機のブロック図である。
【図３】図１の受信機及び図２の送信機を使用した監視装置のブロック図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の受信機のブロック図である。
【符号の説明】
３８  同軸ケーブル（伝送ケーブル）
４４  受信機
５０  ミキサ（周波数変換手段）
５２  電圧制御発振器（局部発振手段）
５２ａ  電圧制御発振器（第１の局部発振手段）
５３  復調用ＩＣ（復調手段）
５４  ローパスフィルタ（周波数変更信号発生手段）
５６  切換スイッチ（制御手段）
５８  周波数可変低周波発振器（掃引信号生成手段）
５８ａ  周波数可変発振器（第２の局部発振手段）
６０  比較器（制御手段）
【図１】
2004260385.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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