(57)【要約】【課題】電気信号に含まれるノイズを精度良く検出するノイズ検出装置を提供する。【解決手段】入力信号Ｓｉｎに含まれるノイズ成分Ｓｂをノイズ抽出部１３で抽出し、プリカット部１４において、そのノイズ成分Ｓｂを平滑化した信号Ｓｇを求め、ノイズ成分Ｓｂを信号Ｓｇより低レベルに制限することでプリカット信号Ｓｆを生成する。そのプリカット信号Ｓｆを高速充電低速放電型の充放電回路１６に供給して、低レベルのいわゆる閾値信号Ｓｄを生成し、判定部１９でノイズ成分Ｓｂと閾値信号Ｓｄとを比較し、閾値信号Ｓｄより高レベルのノイズ成分Ｓｂを検出してノイズ検出信号Ｓｏｕｔを求める。【選択図】　　　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号に含まれるノイズを検出するノイズ検出装置であって、
前記電気信号からノイズ成分を抽出する抽出手段と、
前記抽出したノイズ成分のレベルを制限するプリカット部と、
前記プリカット部の出力を充電及び放電する充放電回路と、
前記充放電回路の出力を閾値とし、前記閾値以上のレベルの前記ノイズ成分をノイズ検出信号として検出する判定部と、
を備えることを特徴とするノイズ検出装置。
【請求項２】
前記ノイズ検出装置は、
前記電気信号に含まれるノイズ成分として、イグニッションノイズを検出することを特徴とする請求項１記載のノイズ検出装置。
【請求項３】
前記プリカット部は、
前記ノイズ成分を平滑化し、当該平滑化したレベルよりも低レベルのノイズ成分に制限することを特徴とする請求項１乃至請求項２に記載のノイズ検出装置。
【請求項４】
前記プリカット部は、
前記ノイズ成分を平滑化する第１のフィルタと、
前記第１のフィルタの出力と前記ノイズ成分との差を演算する演算回路と、
前記減算回路の出力を増幅する切替信号生成回路と、
前記切替信号生成回路の出力に従い、前記ノイズ成分または前記第１のフィルタの出力を選択し排他的に出力するスイッチ回路と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項２に記載のノイズ検出装置。
【請求項５】
前記充放電回路は、
充電の時定数に比べて放電の時定数が長いことを特徴とする請求項１乃至請求項４記載のノイズ検出装置。
【請求項６】
前記充放電回路の放電の時定数は、
イグニッションノイズの発生間隔よりも短いことを特徴とする請求項５記載のノイズ検出装置。
【請求項７】
前記充放電回路の放電の時定数は、
イグニッションノイズの発生間隔よりも短く、マルチパスノイズの発生間隔よりも長いことを特徴とする請求項５記載のノイズ検出装置。
【請求項８】
前記抽出手段は、
前記電気信号に含まれるノイズ成分を通過させる第２のフィルタと、
前記第２のフィルタの出力を整流する整流手段と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項７記載のノイズ検出装置。
【請求項９】
電気信号に含まれるノイズを検出するノイズ検出方法であって、
前記電気信号に対し高域成分の抽出及び整流を施すことにより第１生成信号を生成する第１の工程と、
前記第１生成信号を平滑化することで第２生成信号を生成する第２の工程と、
前記第１生成信号を前記第２生成信号よりも低レベルに制限することで第３生成信号を生成する第３の工程と、
前記第３生成信号を充放電して閾値信号を生成する第４の工程と、
前記第１生成信号と前記閾値信号とを比較し、前記閾値信号よりも高レベルの前記第１生成信号をノイズ検出信号として検出する第５の工程とを具備することを特徴とするノイズ検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気信号に含まれるノイズを検出するノイズ検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えばラジオ受信機等の受信装置にあっては、到来電波に含まれるノイズや、その受信装置内の信号処理中に混入する外来ノイズ、その他のノイズを除去すべく、そのノイズを検出し、その検出信号に基づいてノイズ除去の処理が行われていた。
【０００３】
上述の信号に混入したノイズを検出するノイズ検出装置として、例えば図１に示すものが知られている。なお、図１は、車載用ラジオ受信機に設けられたノイズ検出装置を例示したものであり、エンジンの始動時に発生し混入するイグニッションノイズを検出する。
【０００４】
このノイズ検出装置は、入力信号Ｓｉｎをハイパスフィルタ１と、整流回路２に入力し、その入力信号Ｓｉｎに含まれるノイズ成分Ｓｂ０を、ハイパスフィルタリング、及び整流することで抽出する。
【０００５】
さらにノイズ成分Ｓｂ０をローパスフィルタ３及び充放電回路４に通すことで、平滑化したいわゆる閾値信号Ｓｄ０を生成し、そのノイズ成分Ｓｂ０から閾値信号Ｓｄ０を減算することで閾値信号Ｓｄ０よりも高レベルのノイズ成分Ｓｂ０を求め、波形整形回路６で矩形波状のパルスに整形して、ノイズ検出信号Ｓｏｕｔを求めている。
【０００６】
ここで、充放電回路４は、高密度のマルチパスノイズを検出しないために設けられている。
【０００７】
すなわち、充放電回路４は、高速充電低速放電型の回路であり、放電の時定数がマルチパスノイズの発生間隔よりも長く設定されている。そのため、高密度のマルチパスノイズに対しては、充放電回路４は放電に比べて充電が支配的になる。
【０００８】
したがって、高密度のマルチパスノイズが混入したときには、抽出されたノイズ成分Ｓｂ０のレベルよりも、充放電回路４で生成された閾値信号Ｓｄ０の方が高くなるので、マルチパスノイズを検出しないようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のノイズ検出装置では、高密度のマルチパスノイズを検出しないようにするために、充放電回路４が設けられていた。しかし、この充放電回路４は、イグニッションノイズに対しても、区別なく作用し、イグニッションノイズが高密度になると、検出が困難になる場合があった。
【００１０】
すなわち、イグニッションノイズの発生の間隔が短くなるにしたがい、上述の充放電回路４で充電される閾値信号Ｓｄ０が高くなり、閾値信号Ｓｄ０より低レベルのイグニッションノイズは検出できない場合があった。
【００１１】
本発明はこうした従来の課題に鑑みてなされたものであり、イグニッションノイズを精度良く検出することができる、新規な構成を有するノイズ検出装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のノイズ検出装置は、電気信号に含まれるノイズを検出するノイズ検出装置であって、前記電気信号からノイズ成分を抽出する抽出手段と、前記抽出したノイズ成分のレベルを制限するプリカット部と、前記プリカット部の出力を充電及び放電する充放電回路と、前記充放電回路の出力を閾値とし、前記閾値以上のレベルの前記ノイズ成分をノイズ検出信号として検出する判定部と、を備えることを特徴とするノイズ検出装置。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施の形態を、図２及び図３を参照して説明する。
なお、本実施形態として、車載用ラジオ受信機に設けたノイズ検出装置について説明する。
【００１４】
図２において、本ノイズ検出装置１２は、入力部７、信号分離部８、ノイズ除去部９、出力部１０、出力装置１１等を備えた車載用ラジオ受信機に設けられている。
【００１５】
ここで、車載用ラジオ受信機に設けられた入力部７は、放送局等その他の情報発信源から送られてきた信号を受信し、例えば選局（あるいは同調）、周波数変換等の処理を行う。
【００１６】
信号分離部８は、例えば検波（あるいは復調）して、検波信号を出力する。
【００１７】
ノイズ除去部９は、後述のノイズ検出装置１２により供給されるノイズ検出信号Ｓｏｕｔに基づいて、検波信号に含まれるノイズ成分を除去する。
【００１８】
つまり、ノイズ除去部９は、ノイズ検出信号Ｓｏｕｔに従い、例えばそのノイズ検出信号Ｓｏｕｔの始点で検波信号の値をホールドし、ノイズ検出信号Ｓｏｕｔの終点で検波信号のホールドを解除する等の処理を行うことで、検波信号に含まれるノイズを除去する。
【００１９】
出力部１０は、ノイズが除去された検波信号から、スピーカ等の出力装置１１を鳴動する音声信号を再生する。
【００２０】
本ノイズ検出装置１２は、検波信号を入力信号Ｓｉｎとし、その入力信号Ｓｉｎに含まれるノイズを検出する。そして、ノイズを検出するとノイズ検出信号Ｓｏｕｔを出力し、上述のノイズ除去部９等へ供給する。
【００２１】
次に、図３を参照して、本ノイズ検出装置１２の構成を詳述する。
ノイズ検出装置１２は、ノイズ抽出部１３、プリカット部１４、充放電回路１６、判定部１９を備えて構成されている。
【００２２】
ノイズ抽出部１３は、上述の検波信号等の入力信号Ｓｉｎに対し、ハイパスフィルタリング及び整流等の処理を施すことで、入力信号Ｓｉｎに含まれている高域のノイズ成分Ｓｂを抽出する。
【００２３】
プリカット部１４は、ノイズ成分Ｓｂをローパスフィルタで平滑化し、その平滑化した信号成分よりも高レベルのノイズ成分Ｓｂのみをカット（除去）する等の処理を施すことで、ノイズ成分Ｓｂのレベルを制限したプリカット信号Ｓｆを生成する。
【００２４】
充放電回路１６は、高速に充電し低速に放電するよう、それぞれの時定数が設定されている。
ここで、充放電回路１６の放電の時定数は、高密度のマルチパスノイズの発生間隔よりも長く、イグニッションノイズの発生間隔よりも短くなるよう、実験的に予め決められた値に設定されている。
【００２５】
そして、充放電回路１６は、プリカット信号Ｓｆの発生期間内に充電し、上述の時定数に従って放電することで、充放電に応じた波形の閾値信号Ｓｄを生成する。
【００２６】
判定部１９は、例えば高利得のコンパレータであり、閾値信号Ｓｄとノイズ成分Ｓｂを比較することで、閾値信号Ｓｄよりも高いレベルのノイズ成分Ｓｂを検出して、ノイズ検出信号Ｓｏｕｔを出力する。
【００２７】
次に、上述したノイズ検出装置１２の動作を説明する。
本ノイズ検出装置によれば、入力信号Ｓｉｎがノイズ抽出部１３に入力されると、整流された高域のノイズ成分Ｓｂが抽出される。
そして、プリカット部１４において、ノイズ成分Ｓｂのレベルが制限されたプリカット信号Ｓｆが生成され、充放電回路１６に供給される。
【００２８】
充放電回路１６では、上述のレベル制限が施されたプリカット信号Ｓｆを高速充電する。したがって、仮にイグニッションノイズのノイズ成分Ｓｂを充放電回路１６で充電した場合と比べて、低レベルの閾値信号Ｓｄが生成される。
【００２９】
さらに、充放電回路１６の放電の時定数は、イグニッションノイズの発生間隔に比べて短く設定されている。したがって、充放電回路１６において、プリカット信号Ｓｆにより充電される電荷は、イグニッションノイズの発生の合間に放電される。
【００３０】
つまり、イグニッションノイズが入力信号Ｓｉｎに発生しても、充放電回路１６の出力である閾値信号Ｓｄは、減衰してゼロレベルに近づく。
【００３１】
判定部１９において、閾値信号Ｓｄとノイズ成分Ｓｂとが比較され、閾値信号Ｓｄより高レベルのノイズ成分Ｓｂが検出されて、ノイズ検出信号Ｓｏｕｔが出力される。
つまり、閾値信号Ｓｄはゼロレベルに近いので、低レベルのノイズ成分Ｓｂをも確実に検出することができる。
【００３２】
なお、充放電回路１６の放電の時定数は、高密度のマルチパスノイズの発生間隔よりも短く設定されている。
【００３３】
このため、入力信号Ｓｉｎにマルチパスノイズが発生した場合には、充放電回路１６は放電するに比べて充電が支配的になり、閾値信号Ｓｄは減衰することなく高レベルに保持される。
【００３４】
したがって、マルチパスノイズが発生している間では、ノイズ成分Ｓｂのレベルよりも閾値信号Ｓｄのほうが高くなり、マルチパスノイズの検出を排除することができる。
【００３５】
すなわち、本ノイズ検出装置１２によれば、高密度のマルチパスノイズの検出を排除し、イグニッションノイズを精度良く検出することが可能となっている。
【００３６】
なお、図２及び図３に示した本発明の実施の形態では、ラジオ受信機で生成される検波信号に含まれるノイズを検出する場合を説明したが、これに限定されるものではなく、より高域または低域の周波数を主成分とした信号、あるいは搬送波に乗せられ変調された信号に含まれるノイズの検出においても、本ノイズ検出装置１２を広く適用することができる。
【００３７】
【実施例】
次に、図４乃至図１３を参照して、より具体的な実施例を説明する。
図４は、本実施例のノイズ検出装置の構成を説明するためのブロック図である。
なお、図４において、図２及び図３に示した構成要素と同一または相当する部分を同一符号で示している。
【００３８】
図４において、本実施例のノイズ検出装置１２は、ノイズ抽出部１３、プリカット部１４、ローパスフィルタ１５、充放電回路１６、判定部１９を備えて構成されている。
【００３９】
ノイズ抽出部１３は、ハイパスフィルタ１３１、整流回路１３２を備えて構成されている。
ハイパスフィルタ１３１は、入力信号Ｓｉｎをハイパスフィルタリングして、高域のノイズ成分Ｓａを抽出する。
整流回路１３２は、ノイズ成分Ｓａを整流し、ノイズ成分Ｓｂを生成する。
【００４０】
プリカット部１４は、ローパスフィルタ１４１、減算回路１４２、切替信号生成回路１４３、スイッチ回路１４４を備えて構成されている。
ローパスフィルタ１４１は、ノイズ成分Ｓｂを平滑化し、信号Ｓｇを生成する。
【００４１】
減算回路１４２は、その加算入力端子（＋）に入力された信号Ｓｇと、その減算入力端子（−）に入力されたノイズ成分Ｓｂとを減算し、差信号Ｓｈを生成する。
【００４２】
切替信号生成回路１４３は、例えば高利得のコンパレータであり、差信号Ｓｈの負成分を反転増幅する。そして、後段のスイッチ回路１４４を駆動すべく切替信号Ｓｉを生成する。
【００４３】
スイッチ回路１４４は、切替信号Ｓｉに従い、ノイズ成分Ｓｂまたはローパスフィルタ１４１の出力である信号Ｓｇを選択して、プリカット信号Ｓｆを出力する。
【００４４】
すなわち、スイッチ回路１４４は、切替信号ＳｉがＯＮ状態（高電圧出力）のときには、ローパスフィルタ１４１の出力Ｓｇを選択し、プリカット信号Ｓｆとして出力し、切替信号ＳｉがＯＦＦ状態（低電圧出力）のときには、ノイズ成分Ｓｂを選択し、プリカット信号Ｓｆとして出力するように構成されている。
【００４５】
ローパスフィルタ１５は、プリカット信号Ｓｆから、ノイズ除去の対象とならない不要な高域ノイズ成分を除去し、信号Ｓｃとして充放電回路１６に供給する。
【００４６】
充放電回路１６は、高速に充電し低速に放電するよう、それぞれの時定数が設定されている。
ここで、充放電回路１６の放電の時定数は、高密度のマルチパスノイズの発生間隔よりも長く、イグニッションノイズの発生間隔よりも短くなるよう、予め実験的に決められた値に設定されている。
【００４７】
そして、充放電回路１６はローパスフィルタを通して得られた信号Ｓｃを入力し、充放電によって閾値信号Ｓｄを生成する。
【００４８】
判定部１９は、減算回路１９１、波形整形回路１９２を備えて構成されている。
減算回路１９１は、その加算入力端子（＋）に閾値信号Ｓｄが入力され、減算入力端子（−）に入力されるノイズ成分Ｓｂと、上述の閾値信号Ｓｄとを減算することで差信号Ｓｅを生成する。
【００４９】
波形整形回路１９２は、例えば高利得のコンパレータで形成されている。そして、差信号Ｓｅの負成分を反転増幅し、矩形波状のパルスに整形した検出信号Ｓｏｕｔを出力する。
【００５０】
すなわち、減算回路１９１及び波形整形回路１９２により、閾値信号Ｓｄよりも高レベルのノイズ成分Ｓｂを検出し、その検出結果をノイズ検出信号Ｓｏｕｔとして出力する。
【００５１】
次に、かかる構成を有するノイズ検出装置１２の動作を説明する。
本検出装置において、図５に示すようなイグニッションノイズを含む信号Ｓｉｎがノイズ抽出部１３に入力されると、ハイパスフィルタ１３１で高域のノイズ成分が抽出される。そして、整流回路１３２で整流されることで、図６に示すようなノイズ成分Ｓｂがプリカット部１４に供給される。
【００５２】
プリカット部１４において、図７に示すようにノイズ成分Ｓｂは、ローパスフィルタ１４１で平滑化され、同図７に示す平滑化された信号Ｓｇが得られる。
【００５３】
減算回路１４２において、信号Ｓｇからノイズ成分Ｓｂが減算され、図８に示すような差信号Ｓｈが生成される。
【００５４】
切替信号生成回路１４３では、この差信号Ｓｈを反転増幅して、図９に示すような切替信号Ｓｉを生成する。ここで、切替信号Ｓｉは、ノイズ成分Ｓｂの立ち上がりに同期し、そのパルス幅に相当する期間だけＯＮ状態（高電圧出力）となり、それ以外ではＯＦＦ状態（低電圧出力）となる。
【００５５】
スイッチ回路１４４では、切替信号Ｓｉに従って切替動作し、切替信号ＳｉがＯＮ状態のときには、ローパスフィルタ１４１の出力Ｓｇを選択し、切替信号ＳｉがＯＦＦ状態のときには、ノイズ成分Ｓｂを選択しプリカット信号Ｓｆとして出力する。
【００５６】
したがって、プリカット信号Ｓｆは、図１０に示すように、ノイズ成分Ｓｂに同期し、ノイズが発生している期間、ローパスフィルタ１４１の出力が選択された波形となる。
【００５７】
次に、プリカット信号Ｓｆは、ローパスフィルタ１５で不要な高域ノイズ成分が除去され、図１１に示す信号Ｓｃが生成される。
こうして生成された信号Ｓｃが、充放電回路１６に供給されると、高速充電低速放電が行われる。つまり、イグニッションノイズが発生した直後は、ローパスフィルタの出力信号Ｓｃを高速に充電する。
【００５８】
したがって、仮にイグニッションノイズのノイズ成分Ｓｂを充放電回路１６で充電した場合と比べて、低レベルの閾値信号Ｓｄが生成される。
【００５９】
同時に、上述したように充放電回路１６の放電の時定数は、イグニッションノイズの発生間隔よりも短く設定されている。したがって、充放電回路１６において、ローパスフィルタの出力信号Ｓｃにより充電された電荷は、イグニッションノイズが発生する合間に放電される。
【００６０】
つまり、イグニッションノイズが入力信号Ｓｉｎに発生しても、図１２に示すように充放電回路１６で生成される閾値信号Ｓｄは、減衰しゼロレベルに近くなる。
【００６１】
そして、判定部に設けられる減算回路１９１において閾値信号Ｓｄからノイズ成分Ｓｂが減算され、波形整形回路１９２において差信号Ｓｅの負成分が反転増幅されることで、最終的に、図１３に示すノイズ検出信号Ｓｏｕｔが波形整形回路１９２から出力される。
【００６２】
以上述べたように、本実施例のノイズ検出装置によれば、図１２に示したように、ノイズ成分Ｓｂに比べて十分低いレベルの閾値信号Ｓｄが生成されるので、低レベルのイグニッションノイズ成分Ｓｂをも、確実に検出することができる。
【００６３】
さらに、短い間隔で生じる高密度のイグニッションノイズが入力信号Ｓｉｎに混入した場合でも、充放電回路１６の放電の時定数がイグニッションノイズの発生間隔よりも短く設定されているので、イグニッションノイズの発生で充電保持されるよりも、放電が支配的になる。
【００６４】
したがって、閾値信号Ｓｄは減衰しゼロレベルに近くなり、高密度のイグニッションノイズを確実に検出することができる。
【００６５】
また、入力信号Ｓｉｎに高密度のマルチパスノイズが発生した場合には、充放電回路１６の放電の時定数は、このマルチパスノイズの発生間隔よりも短く設定されているので、充放電回路１６は放電するに比べて充電が支配的になり、閾値信号Ｓｄは高レベルに保持される。
【００６６】
したがって、マルチパスノイズが発生している間では、ノイズ成分Ｓｂのレベルよりも閾値信号Ｓｄの方が高くなり、マルチパスノイズの検出を排除することができる。
すなわち、本ノイズ検出装置によれば、高密度のマルチパスノイズを検出することなく、イグニッションノイズを精度良く検出することができる。
【００６７】
ちなみに、図１４は図１２に対応させて示した図であり、従来のノイズ検出装置により、図５で示した入力信号Ｓｉｎから抽出されたノイズ成分Ｓｂ０と、生成された閾値信号Ｓｄ０を示す。また、図１５は図１３に対応させて示した図であり、従来のノイズ検出装置により求められたノイズ検出信号Ｓｏｕｔを示す。
【００６８】
従来のノイズ検出装置によれば、図１４に示した閾値信号Ｓｄ０とノイズ成分Ｓｂ０とを減算比較して、図１５に示したノイズ検出信号Ｓｏｕｔを求めていたが、本ノイズ検出装置により求められる図１３に示したノイズ検出信号Ｓｏｕｔと比較すると、明らかに本ノイズ検出装置の方が、より低レベルのイグニッションノイズを検出できることがわかる。
【００６９】
このように、本実施形態並びに本実施例のノイズ検出装置によれば、入力信号に含まれるイグニッションノイズに対して、いわゆる閾値信号のレベルをゼロレベルに近い値にしたので、低レベルのイグニッションノイズでも確実に検出することができる。
【００７０】
また、充放電回路の放電の時定数をマルチパスノイズの発生間隔よりも長く、イグニッションノイズの発生間隔よりも短く設定したので、マルチパスノイズの検出を排除すると同時に、精度良くイグニッションノイズを検出することができる。
【００７１】
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のノイズ検出装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るノイズ検出装置の構成を示す図である。
【図３】本実施形態に係るノイズ検出装置の構成を更に示す図である。
【図４】ノイズ検出装置の実施例の構成を示す図である。
【図５】図４に示したノイズ検出装置の動作を説明するための波形図である。
【図６】図４に示したノイズ検出装置の動作を更に説明するための波形図である。
【図７】図４に示したノイズ検出装置の動作を更に説明するための波形図である。
【図８】図４に示したノイズ検出装置の動作を更に説明するための波形図である。
【図９】図４に示したノイズ検出装置の動作を更に説明するための波形図である。
【図１０】図４に示したノイズ検出装置の動作を更に説明するための波形図である。
【図１１】図４に示したノイズ検出装置の動作を更に説明するための波形図である。
【図１２】図４に示したノイズ検出装置の動作を更に説明するための波形図である。
【図１３】図４に示したノイズ検出装置の動作を更に説明するための波形図である。
【図１４】図１に示した従来のノイズ検出装置の動作を説明するための波形図である。
【図１５】従来のノイズ検出装置と本実施例のノイズ検出装置との比較を説明するための波形図である。
【符号の説明】
１２…ノイズ検出装置
１３…ノイズ抽出部
１４…プリカット部
１５…ローパスフィルタ
１６…充放電回路
１９…判定部
１３１…ハイパスフィルタ
１３２…整流回路
１４１…ローパスフィルタ
１４２…減算回路
１４３…切替信号生成回路
１４４…スイッチ回路
１９１…減算回路
１９２…波形整形回路
【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】
2004096407.tif 000007
【図６】
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【図７】
2004096407.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004096407.tif 000011
【図１０】
2004096407.tif 000012
【図１１】
2004096407.tif 000013
【図１２】
2004096407.tif 000014
【図１３】
2004096407.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2004096407.tif 000017