(57)【要約】【課題】デジタル処理によって復調を行う際に過変調による歪みの発生を抑えることができるＦＭ受信機を提供すること。【解決手段】中間周波フィルタ１４から中間周波信号が出力されると、Ａ／Ｄ変換部２２によってデジタルデータに変換され、デジタルダウンコンバータ２４によってベースバンド領域の周波数に変換された中間周波データが出力される。ＦＭ復調部２６は、この中間周波データに対してＦＭ復調処理を行ってオーディオデータを出力する。ピーク保持判定部３２は、ＩＦレベル検出部２８から出力される中間周波データのレベルと、オーディオレベル検出部３０から出力されるオーディオデータのレベルが両方低下したときに過変調を検出し、それ以前のオーディオデータを保持して出力する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログの中間周波信号をデジタルの中間周波データに変換するアナログ−デジタル変換手段と、
前記中間周波データを用いてＦＭ復調処理を行うことによりオーディオデータを生成する復調処理手段と、
前記中間周波データのレベル検出を行う第１のレベル検出手段と、
前記オーディオデータのレベル検出を行う第２のレベル検出手段と、
前記第１および第２のレベル検出結果に基づいてＦＭ変調信号の過変調の有無を検出し、過変調が発生しているときにそれ以前の前記オーディオデータを保持して出力する過変調判定手段と、
を備えることを特徴とするＦＭ受信機。
【請求項２】
請求項１において、
前記過変調判定手段は、前記中間周波データの現在のレベルが一つ前のレベルよりも所定の基準値以上低下し、かつ前記オーディオデータの現在のレベルが一つ前のレベルよりも所定の基準値以上低下したときに、過変調の発生を検出することを特徴とするＦＭ受信機。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記過変調判定手段は、前記中間周波データの現在のレベルが一つ前のレベルよりも所定の基準値以上上昇し、かつ前記オーディオデータの現在のレベルが一つ前のレベルよりも所定の基準値以上上昇したときに、前記オーディオデータの保持動作を解除することを特徴とするＦＭ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、ＦＭ変調がかかった放送波等を受信して復調するＦＭ受信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近では、中間周波信号に対してＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）による信号処理を行うことにより、復調等の各種の処理を行うようにしたＦＭ受信機が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このＦＭ受信機では、フロントエンドによって中間周波信号に変換された信号に対してＡ／Ｄ（アナログ−デジタル）変換を行い、ＤＳＰを用いてＦＭ復調処理やステレオ復調処理を行っている。ＤＳＰを用いることにより、音質調整等の各種の処理を容易に行うことができ、しかも、ＣＤプレーヤ等の他のユニットでＤＳＰが用いられている場合には、ＦＭ受信機と他のユニットにおいて部品を共用化することが可能になる等の利点もある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１５６６６７号公報（第３頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した特許文献１に開示されたＦＭ受信機では、中間周波信号に対してＡ／Ｄ変換を行う際に、通常はエイリアシング・ノイズの発生を防止するために入力段にアンチエイリアシング・フィルタを設けて、必要な帯域成分以外を除去している。例えば、１００％の変調度のＦＭ変調信号に対して十分な信号処理が可能なように、Ａ／Ｄ変換器におけるアンチエイリアシング・フィルタの特定やサンプリング周波数が決定されている。
【０００５】
しかし、実際には、１００％の変調度を超えるＦＭ変調信号を受信する場合もあり、Ａ／Ｄ変換された後の中間周波信号のレベルが大きく低下してＦＭ復調後の信号に過変調による大きな歪みが発生するという問題があった。
図５は、過変調歪みの発生原因の説明図である。図５の横軸は変調波信号の周波数を示している。過変調のＦＭ変調信号には、所定の帯域幅Ａを超える成分Ｂ、Ｃが含まれており（図５（Ａ））、この信号を所定の通過帯域幅（図５（Ｂ））を有するアンチエイリアシング・フィルタに通すことにより、その高域側Ｃと低域側Ｂとが除去されて帯域幅Ａに含まれる信号成分のみが得られる（図５（Ｃ））。
【０００６】
図６は、Ａ／Ｄ変換後の中間周波信号とＦＭ変調後のオーディオ信号との関係を示す図である。図６の横軸は時間経過に対応している。過変調が生じていないＦＭ変調信号に対しては正常なＡ／Ｄ変換が行われるため、ＦＭ変調信号の周波数偏移がそのまま再現された中間周波信号が得られるため（図６（Ａ））、この中間周波信号に対応して得られるオーディオ信号は、中間周波信号の周波数偏移の最も大きな部分が振幅のピークとなる（図６（Ｂ））。
【０００７】
ところが、過変調のＦＭ変調信号に対しては、過変調の周波数成分がアンチエイリアシング・フィルタで除去されてＡ／Ｄ変換されるため、Ａ／Ｄ変換後の中間周波信号は、過変調部分に対応する成分が欠落したような波形となる（図６（Ｃ））。したがって、このような中間周波信号を用いてＦＭ復調処理を行うと、部分的に信号成分が欠落したオーディオ信号が得られる（図６（Ｄ））。このように、中間周波信号をＡ／Ｄ変換してその後の処理を行う場合には、過変調によって復調後の信号の大きな歪みが発生する。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、デジタル処理によって復調を行う際に過変調による歪みの発生を抑えることができるＦＭ受信機を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明のＦＭ受信機は、アナログの中間周波信号をデジタルの中間周波データに変換するアナログ−デジタル変換手段と、中間周波データを用いてＦＭ復調処理を行うことによりオーディオデータを生成する復調処理手段と、中間周波データのレベル検出を行う第１のレベル検出手段と、オーディオデータのレベル検出を行う第２のレベル検出手段と、第１および第２のレベル検出結果に基づいてＦＭ変調信号の過変調の有無を検出し、過変調が発生しているときにそれ以前のオーディオデータを保持して出力する過変調判定手段とを備えている。過変調が発生すると、デジタル−アナログ変換後の中間周波データとこの中間周波データを用いて生成されるオーディオデータのレベルが大きく変動するため、これらのレベルに基づいて過変調の発生を正確に検出することができる。また、過変調検出時に、それ以前のオーディオデータを保持して出力することにより、オーディオデータのレベルが大きく低下することを防止することができ、デジタル処理によって復調を行う際に過変調による歪みの発生を抑えることが可能となる。
【００１０】
また、上述した過変調判定手段は、中間周波データの現在のレベルが一つ前のレベルよりも所定の基準値以上低下し、かつオーディオデータの現在のレベルが一つ前のレベルよりも所定の基準値以上低下したときに、過変調の発生を検出することが望ましい。これら２つのデータのレベルの低下分を所定の基準と比較して過変調の発生を検出することにより、簡単な処理で確実に過変調の発生を知ることが可能になる。
【００１１】
また、上述した過変調判定手段は、中間周波データの現在のレベルが一つ前のレベルよりも所定の基準値以上上昇し、かつオーディオデータの現在のレベルが一つ前のレベルよりも所定の基準値以上上昇したときに、オーディオデータの保持動作を解除することが望ましい。このようにして過変調状態が解除されるまで過変調発生前のオーディオデータを保持することにより、過変調による歪みの発生を確実に抑えることが可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した一実施形態のＦＭ受信機について、図面を参照しながら説明する。
図１は、一実施形態のＦＭ受信機の構成を示す図である。図１に示すＦＭ受信機は、高周波増幅器１０、混合回路１２、中間周波フィルタ１４、局部発振回路（ＬＯ）１６、Ａ／Ｄ変換部２２、デジタルダウンコンバータ（ＤＤＣ）２４、ＦＭ復調部２６、ＩＦ（中間周波）レベル検出部２８、オーディオレベル検出部３０、ピーク保持判定部３２を含んで構成されている。この中で、Ａ／Ｄ変換部２２、デジタルダウンコンバータ（ＤＤＣ）２４、ＦＭ復調部２６、ＩＦレベル検出部２８、オーディオレベル検出部３０、ピーク保持判定部３２はＤＳＰ２０によって実現されている。
【００１３】
高周波増幅器１０は、アンテナ９０に受信された放送波に対して高周波増幅を行う。混合回路１２は、局部発振回路１６から出力される局部発振信号と高周波増幅器１０から出力されるＦＭ変調信号とを混合して、これらの差成分あるいは和成分を出力する。中間周波フィルタ１４は、混合回路１２から出力される信号の中から所定の周波数帯域成分を選択的に通過させる。
【００１４】
Ａ／Ｄ変換部２２は、中間周波フィルタ１４から出力される信号に対して所定のサンプリング周波数でサンプリングを行ってデジタルデータに変換する。デジタルダウンコンバータ２４は、Ａ／Ｄ変換部２２の出力データを所定間隔で間引くことにより、最終的にベースバンド領域の周波数を有する中間周波データに変換する。ＦＭ復調部２６は、デジタルダウンコンバータ２４から出力される中間周波データに対してＦＭ復調処理を行ってオーディオ信号に相当するデータ（オーディオデータ）を生成する。
【００１５】
ＩＦレベル検出部２８は、デジタルダウンコンバータ２４から出力される中間周波データの信号レベルを検出する。オーディオレベル検出部３０は、ＦＭ復調部２６から出力されるオーディオデータの信号レベルを検出する。ピーク保持判定部３２は、ＩＦレベル検出部２８およびオーディオレベル検出部３０の各検出結果に基づいて、ＦＭ復調部２６から出力されるオーディオデータを保持あるいは保持せずに出力する。
【００１６】
上述したＡ／Ｄ変換部２２がアナログ−デジタル変換手段に、ＦＭ復調部２６が復調処理手段に、ＩＦレベル検出部２８が第１のレベル検出手段に、オーディオレベル検出部３０が第２のレベル検出手段に、ピーク保持判定部３２が過変調判定手段にそれぞれ対応する。
【００１７】
本実施形態のＦＭ受信機はこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。
本実施形態のＦＭ受信機では、過変調が発生していない場合には、ＦＭ復調部２６から出力されるオーディオデータがピーク保持判定部３２において保持されず、そのまま出力される。この結果、ＤＳＰを用いた従来と同様のＦＭ復調処理が実施される。
【００１８】
また、過変調になると、ピーク保持判定部３２においてこの過変調状態が検出され、それ以前のオーディオデータの値が保持される。以下、過変調を検出してオーディオデータの保持を開始する動作と、反対に過変調状態の終了を検出してオーディオデータの保持を開始する動作について説明する。
【００１９】
図２は、過変調を検出してオーディオデータの保持を開始する動作手順を示す流れ図であり、ピーク保持判定部３２による動作手順が示されている。
まず、ピーク保持判定部３２は、現在の中間周波データのレベル（ＩＦレベル検出部２８の現在の出力）から一つ前の中間周波データのレベル（ＩＦレベル検出部２８の一つ前の出力）を引き算し（ステップ１００）、レベルの低下が所定の基準値以上であるか否かを判定する（ステップ１０１）。レベルの低下が基準値より小さい場合には否定判断が行われ、一連の処理を終了する。
【００２０】
また、レベルの低下が所定の基準値以上である場合にはステップ１０１の判定において肯定判断が行われ、次に、ピーク保持判定部３２は、現在のオーディオデータ（オーディオレベル検出部３０の現在の出力）から一つ前のオーディオデータ（オーディオレベル検出部３０の一つ前の出力）を引き算し（ステップ１０２）、そのレベルの低下が所定の基準値以上であるか否かを判定する（ステップ１０３）。レベルの低下が所定の基準値より小さい場合には否定判断が行われ、一連の処理を終了する。
【００２１】
また、レベルの低下が所定の基準値以上である場合にはステップ１０３の判定において肯定判断が行われ、次に、ピーク保持判定部３２は、一つ前のオーディオデータのレベルが所定の基準値以上であったか否かを判定する（ステップ１０４）。基準値よりも小さい場合には否定判断が行われ、一連の処理を終了する。一方、一つ前のオーディオデータのレベルが所定の基準値以上である場合にはステップ１０４の判定において肯定判断が行われ、次に、ピーク保持判定部３２は、一つ前のオーディオデータの値を保持して、現在のオーディオデータとして出力する（ステップ１０５）。以後、この保持状態が解除されるまで、保持されたオーディオデータの出力が継続される。
【００２２】
図３は、オーディオデータの保持を開始する動作手順を示す流れ図であり、ピーク保持判定部３２による動作手順が示されている。
まず、ピーク保持判定部３２は、現在の中間周波データのレベルから一つ前の中間周波データのレベルを引き算し（ステップ２００）、レベルの上昇が所定の基準値以上であるか否かを判定する（ステップ２０１）。レベルの上昇が基準値より小さい場合には否定判断が行われ、一連の処理を終了する。
【００２３】
また、レベルの上昇が所定の基準値以上である場合にはステップ２０１の判定において肯定判断が行われ、次に、ピーク保持判定部３２は、現在のオーディオデータから一つ前のオーディオデータを引き算し（ステップ２０２）、レベルの上昇が所定の基準値以上であるか否かを判定する（ステップ２０３）。レベルの上昇が所定の基準値より小さい場合には否定判断が行われ、一連の処理を終了する。
【００２４】
また、レベルの上昇が所定の基準値以上である場合にはステップ２０３の判定において肯定判断が行われ、次に、ピーク保持判定部３２は、現在のオーディオデータのレベルが所定の基準値以上であったか否かを判定する（ステップ２０４）。基準値よりも小さい場合には否定判断が行われ、一連の処理を終了する。一方、現在のオーディオデータのレベルが所定の基準値以上である場合にはステップ２０４の判定において肯定判断が行われ、次に、ピーク保持判定部３２は、それまで行っていたオーディオデータの保持を解除する（ステップ２０５）。以後、オーディオデータの保持が開始されるまで、ＦＭ復調部２６から毎回出力されるオーディオデータがピーク保持判定部３２からそのまま出力される。
【００２５】
図４は、本実施形態におけるＡ／Ｄ変換後の中間周波データのＦＭ変調後のオーディオデータとの関係を示す図である。図４の横軸は時間経過に対応している。過変調のＦＭ変調信号が受信され、対応する中間周波信号が中間周波フィルタ１４から出力されると、デジタルダウンコンバータ２４からは、過変調部分に対応してレベルが大きく落ち込んだ中間周波データが出力される（図４（Ａ））。また、この中間周波データを用いてＦＭ復調処理が行われるため、ＦＭ復調部２６からは、過変調部分に対応してレベルが大きく落ち込んだオーディオデータが出力される（図４（Ｂ））。
【００２６】
ピーク保持判定部３２は、このようにして中間周波データのレベルとオーディオデータのレベルが両方同時に落ち込んだときに過変調状態を検出し、それ以前のオーディオデータのレベルを保持して出力する動作を行っている（図４（Ｃ））。したがって、過変調に伴ってオーディオデータのレベルが大きく低下することを防止することができる。
【００２７】
このように、本実施形態でのＦＭ受信機では、ＤＳＰ２０によるデジタル処理によって中間周波信号に対する各種の処理を行ってオーディオデータを出力する際に、中間周波データのレベルとオーディオデータのレベルが同時に低下したときに過変調の発生を検出し、それ以前のオーディオデータのレベルを保持する動作が行われる。これにより、過変調に伴ってオーディオデータのレベルが大きく低下することを防止することができ、デジタル処理によって復調を行う際に過変調による歪みの発生を抑えることができる。
【００２８】
特に、中間周波データとオーディオデータのそれぞれのレベルの低下分を所定の基準と比較して過変調の発生を検出することにより、簡単な処理で確実に過変調の発生を知ることが可能になる。また、過変調状態が解除されるまで過変調発生前のオーディオデータを保持することにより、過変調による歪みの発生を確実に抑えることが可能になる。
【００２９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、ＤＳＰ２０内にＡ／Ｄ変換部２２を含ませたが、ＤＳＰ２０の前段にＡ／Ｄ変換器を備えるようにしてもよい。また、中間周波データに対してデジタル処理を行うことができればよいため、ＤＳＰ以外のプロセッサを用いるようにしてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、中間周波データとオーディオデータのそれぞれのレベルに基づいて過変調の発生を正確に検出することができ、過変調検出時に、それ以前のオーディオデータを保持して出力することにより、オーディオデータのレベルが大きく低下することを防止することができ、デジタル処理によって復調を行う際に過変調による歪みの発生を抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態のＦＭ受信機の構成を示す図である。
【図２】過変調を検出してオーディオデータの保持を開始する動作手順を示す流れ図である。
【図３】オーディオデータの保持を開始する動作手順を示す流れ図である。
【図４】本実施形態におけるＡ／Ｄ変換後の中間周波データのＦＭ変調後のオーディオデータとの関係を示す図である。
【図５】過変調歪みの発生原因の説明図である。
【図６】従来のＦＭ受信機におけるＡ／Ｄ変換後の中間周波信号とＦＭ変調後のオーディオ信号との関係を示す図である。
【符号の説明】
１０  高周波増幅器
１２  混合回路
１４  中間周波フィルタ
１６  局部発振回路（ＬＯ）
２０  ＤＳＰ
２２  Ａ／Ｄ変換部
２４  デジタルダウンコンバータ（ＤＤＣ）
２６  ＦＭ復調部
２８  ＩＦレベル検出部
３０  オーディオレベル検出部
３２  ピーク保持判定部
【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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