(57)【要約】【課題】スーパーヘテロダイン方式の無線受信システムにおいて、ＩＦを低くしても、サーチ動作時に誤ってイメージ信号を受信選択することのないサーチ機能を実現する。【解決手段】受信希望周波数を自動的にサーチして選択する機能を有し、比較的低い中間周波数を用いるスーパーヘテロダイン方式の無線受信システムにおいて、中間周波数フィルタ１４を内部に有し、中間周波数信号を出力する中間周波数信号出力端子１８を有する集積回路化された受信機部１０と、受信機部に対して受信周波数を自動的に走査させて所望の受信信号を選択させるように制御し、受信機部から出力される中間周波数信号の周波数に基づいて受信同調状態を判定するサーチ制御機能を有するデジタルチューニングシステム部２０とを具備する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波信号を受信増幅し、局部発振器の出力信号と混合して中間周波数信号に変換し、それを増幅・検波するスーパーヘテロダイン方式の無線受信システムにおいて、
中間周波数フィルタを内部に有し、中間周波数信号を出力する中間周波数信号出力端子を有する集積回路化された受信機部と、
前記受信機部に対して受信周波数を自動的に走査させて所望の受信信号を選択させるように制御し、前記受信機部から出力される中間周波数信号の周波数に基づいて受信同調状態を判定するデジタルチューニングシステム部
とを具備することを特徴とする無線受信システム。
【請求項２】
前記中間周波数フィルタはアクティブフィルタであることを特徴とする請求項１記載の無線受信システム。
【請求項３】
前記デジタルチューニングシステム部は、
前記受信機部の中間周波数信号出力端子から出力される中間周波数信号の周波数を測定し、
前記受信機部による受信信号の自動サーチに際して、前記受信機部の局発周波数をステップ的に変化させることによって受信周波数をステップ的に走査させ、前記受信周波数が所望の受信希望信号か否かを判定し、受信希望信号であると判定した場合にサーチをストップさせることによって前記受信機部が所望の受信信号を選択するように制御する
ことを特徴とする請求項１または２記載の無線受信システム。
【請求項４】
前記デジタルチューニングシステム部は、前記受信周波数が所望の受信希望信号か否かを判定してサーチをストップさせる際、前記中間周波数信号の周波数測定結果に基づいてアッパーヘテロダイン方式／ローアーヘテロダイン方式のどちらの受信状態であるか判別し、所望のヘテロダイン方式となるように局発周波数を設定することを特徴とする請求項３記載の無線受信システム。
【請求項５】
前記デジタルチューニングシステム部は、前記アッパーヘテロダイン方式／ローアーヘテロダイン方式のどちらの受信状態であるか判別する際、前記局発周波数を少しずらし、これによって前記中間周波数信号の周波数が増えたか減ったかによって判別することを特徴とする請求項４記載の無線受信システム。
【請求項６】
前記デジタルチューニングシステム部は、周波数カウンタを内蔵し、中間周波数信号出力のパルス数を所定時間内でカウントすることにより中間周波数信号の周波数を測定することを特徴とする請求項３記載の無線受信システム。
【請求項７】
前記デジタルチューニングシステム部は、コントロールマイコンを用いたソフトウェア処理により中間周波数信号の周波数を測定することを特徴とする請求項３記載の無線受信システム。
【請求項８】
前記中間周波数信号の周波数は、前記デジタルチューニングシステムで使用するクロック信号の周波数の整数倍を避けた周波数であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の無線受信システム。
【請求項９】
前記高周波信号はＦＭ放送波であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の無線受信システム。
【請求項１０】
前記高周波信号はＡＭ放送波であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の無線受信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線受信システムに係り、特に受信希望周波数を自動的にサーチして選択する機能を有し、比較的低い中間周波数を用いる無線受信装置に関するもので、例えばＡＭ放送、ＦＭ放送に対応したラジオ受信機などに使用されるものである。
【背景技術】
【０００２】
ラジオ受信機の受信方式は、高周波の放送信号を受信増幅し、局部発振器（局発）の出力信号と混合して中間周波数（ＩＦ）信号に変換し、ＩＦ信号を増幅・検波するスーパーヘテロダイン方式が主流である。上記ＩＦ信号の周波数は、ＭＷ帯のＡＭ放送では４５０ＫＨｚ（または４５５ＫＨｚ）、ＶＨＦ帯のＦＭ放送では１０．７ＭＨｚが標準的な値であった。
【０００３】
サーチ機能付きのラジオ受信機は、受信出力を自動的に走査して放送局の有無を自動的に確認して受信する機能を有する。また、ＩＣ化されたラジオ受信機部は、高周波の放送信号を受信増幅し、局発の出力信号と混合してＩＦ信号に変換するフロントエンド部が内蔵されている。この場合、ＩＦ信号は、通常は、外付接続されたセラミックフィルタによって選択され、ＩＦ信号以外の妨害信号が除去される。
【０００４】
ところで、スーパーヘテロダイン方式のラジオ受信機においては、局部発振信号は、受信希望信号（受信希望放送周波数）との間で所望のＩＦが発生するだけでなく、イメージ信号（イメージ周波数）との間でもＩＦ（イメージＩＦ）が発生する。このようにイメージＩＦが発生すると、サーチ機能を有するラジオ受信機において、サーチに際して受信希望信号とイメージ信号を同時に受信するようになり、イメージＩＦによるイメージ妨害が発生する。
【０００５】
図５は、ＩＦが４５０ＫＨｚもしくは４５５ＫＨｚの従来のＡＭラジオ受信機においてイメージ妨害が発生する様子を示す周波数特性図である。ここでは、受信帯域（受信周波数帯域）、局発周波数（可変）の一例、イメージ帯域（イメージ周波数帯域）の相対関係を示しており、イメージ帯域は受信帯域（放送帯域）の一部にしか存在しない。
【０００６】
図６は、ＩＦが１０．７ＭＨｚの従来のＦＭラジオ受信機においてイメージ妨害が発生する様子を示す周波数特性図である。ここでは、受信帯域、局発周波数（可変）の一例、イメージ帯域の相対関係を示しており、イメージ帯域は受信帯域内に存在しない。
【０００７】
上記したような従来のＩＦは、比較的高い周波数が用いられており、イメージ信号は受信希望信号の周波数からかなり離れて存在するので、サーチ動作を行ってもイメージ信号を受信することはなく、大きな問題とならなかった。
【０００８】
一方、最近、ラジオ受信機のセットメーカでは、部品点数の削減やコストダウンを図るために、ＩＦ選択用フィルタとして、比較的高価なセラミックフィルを削除してＩＣ内部にフィルタ機能を作り込む手法がとられつつある。この場合、従来のＩＦのままでは事実上困難であるので、ＩＦを低く（ＡＭラジオ受信機で５０ＫＨｚ程度、ＦＭラジオ受信機で２００ＫＨｚ程度）してアクティブフィルタをＩＣ内部に形成する手法（低ＩＦ化）がとられつつある。
【０００９】
しかし、上記したようにＩＦを低くすると、イメージ妨害を起こす信号が受信希望信号の周波数の極く近くに存在するので、サーチ動作を行うと誤ってイメージ信号を受信する場合が生じる。この場合、良好な受信状態が得られず、実際の受信周波数とラジオ受信機の受信表示周波数とが異なるという品位上の問題が発生するようになった。以下、イメージ妨害の影響について詳細に説明する。
【００１０】
図７は、低ＩＦ化されたＡＭラジオ受信機においてイメージ妨害が発生する様子を示す周波数特性図である。ここでは、受信帯域、局発周波数（可変）の一例、イメージ帯域の相対関係を示しており、受信帯域のほぼ全てにイメージ周波数が存在する。
【００１１】
図８は、低ＩＦ化されたＦＭラジオ受信機においてイメージ妨害が発生する様子を示す周波数特性図である。ここでは、受信帯域、局発周波数（可変）の一例、イメージ帯域の相対関係を示しており、受信帯域のほぼ全てにイメージ周波数が存在する。
【００１２】
このように受信帯域のほぼ全てにイメージ周波数が存在すると、イメージＩＦによるイメージ妨害が大きな問題となる。一般に、ラジオ放送のチャネル間隔は、ＭＷ帯のＡＭ放送では９ＫＨｚ（欧米では１０ｋＨｚ）、ＶＨＦ帯のＦＭ放送では最小で５０ｋＨｚであり、１ステップ単位で受信周波数を変化させてサーチ動作を行う際に、１ステップの違いを認識する必要があるが、認識することができなかった。
【００１３】
即ち、サーチ機能を有するＡＭラジオ受信機においては、受信信号のサーチに際して、サーチ周波数をステップ的に変化させ、ＩＦ信号出力の有無に基づいて受信希望信号か否かを判定し、受信希望信号であると判定した場合にサーチをストップさせる。この際、イメージ周波数や受信希望信号の前後のサーチステップで発生するＩＦ信号出力に基づいて誤って受信希望信号であると判定し、誤ストップする問題が発生する。
【００１４】
また、サーチ機能を有するＦＭラジオ受信機においては、サーチに際して、サーチ周波数をステップ的に変化させ、ＩＦ信号出力の有無およびＦＭ検波回路のＳ字特性による検波出力レベルに基づいて受信希望信号かイメージ信号かを判定し、受信希望信号であると判定した場合にサーチをストップさせる。この際、ＩＦ信号出力の有無だけでなく、同時に、ＦＭ検波回路のＳ字特性による検波出力レベルも判定することにより、受信希望信号であることを正確に判定し、イメージ信号に対する誤受信を回避することができるが、上記判定処理に時間を要し、また、受信希望信号から少しずれた周波数を誤って受信希望信号であると判定し、誤ストップする問題が発生する。
【００１５】
なお、スーパーヘテロダイン受信機において、イメージ妨害を受けないようにするため、カウンタを内蔵する局部発振器を有し、局発周波数を変化させて同調動作を行わせる技術が特許文献１、２に開示されている。
【特許文献１】特開平４−４７７１８号公報
【特許文献２】特開２０００−１６５２０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上記したように従来のサーチ機能を有するラジオ受信機は、ＩＦを低くすると、サーチ動作時に誤ってイメージ信号を受信選択する場合が生じ、良好な受信状態が得られず、実際の受信周波数とラジオ受信機の受信表示周波数とが異なるという品位上の問題が発生する。
【００１７】
本発明は上記の問題点を解決すべくなされたもので、ＩＦを低くしても、サーチ動作時に誤ってイメージ信号を受信選択する問題を回避し得るサーチ機能を有する無線受信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の無線受信システムは、高周波信号を受信増幅し、局部発振器の出力信号と混合して中間周波数信号に変換し、それを増幅・検波するスーパーヘテロダイン方式の無線受信システムであって、中間周波数フィルタを内部に有し、中間周波数信号を出力する中間周波数信号出力端子を有する集積回路化された受信機部と、前記受信機部に対して受信周波数を自動的に走査させて所望の受信信号を選択させるように制御し、前記受信機部から出力される中間周波数信号の周波数に基づいて受信同調状態を判定するデジタルチューニングシステム部とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の無線受信システムによれば、ＩＦを低くしても、サーチ動作時に誤ってイメージ信号を受信選択する問題を回避し得るサーチ機能を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の低ＩＦ、ＩＣ化された無線受信システムの第１の実施形態に係るＤＴＳ（デジタルチューニングシステム）サーチ制御機能付きのＦＭラジオ受信機のブロック構成を示している。
【００２１】
図１に示すラジオ受信機は、ＩＣ化された受信機部１０と、ＤＴＳ部２０とを有する。
【００２２】
受信機部１０は、高周波の放送信号を受信増幅し、局発の出力信号と混合してＩＦ信号に変換するフロントエンド(F/E) 部１０ａと、ＩＦ信号を増幅・検波し、検波出力を出力増幅部へ供給するＩＦ検波部１０ｂとを有する。
【００２３】
フロントエンド部１０ａは、高周波（ＲＦ）増幅器１１と、局部発振器１２と、周波数混合器１３と、ＩＦフィルタ（例えばアクティブフィルタ、図示せず）とを有する。ＩＦ検波部１０ｂは、ＩＦ増幅器１５と、ＩＦ検波器１６と、検波器（本例ではＦＭ検波器）１７と、例えば一定レベル以上の受信信号を受信した際にＩＦ信号が出力されるＩＦ出力端子１８とを有する。
【００２４】
ＤＴＳ部２０は、受信機部１０のＩＦ出力端子１８から出力されるＩＦ出力信号の周波数を測定する周波数測定機能と、受信信号のサーチに際して、受信機部の局発周波数をステップ的に変化させることによって受信周波数をステップ的に自動的に走査させ、受信周波数が所望の受信希望信号か否かを判定し、受信希望信号であると判定した場合にサーチをストップさせることによって受信機部が所望の受信信号を選択するように制御する周波数サーチ制御機能とを有する。
【００２５】
本例では、前記周波数サーチ制御機能を実現するために、基準周波数のパルス信号を発生する基準波（基準パルス）発生器２１と、この基準パルス発生器２１の出力信号を分周する分周器２２と、この分周器２２の出力信号を参照して受信機部１０の局部発振器１２の発振周波数を同期制御させるデジタル位相同期ループ（ＰＬＬ）２３とを有し、このデジタルＰＬＬ２３内に含まれる分周器２４の分周数をコントロールマイコン２５により制御している。
【００２６】
また、本例では、前記周波数測定機能を実現するために、周波数カウンタ２６を内蔵し、ＩＦ信号出力のパルス数を所定時間内でカウントしているが、コントロールマイコン２５を用いたソフトウェア処理により周波数測定機能を実現するようにしてもよい。
【００２７】
ここで、ＩＦ信号の周波数は、ＤＴＳ部２０で使用するクロック信号の影響を受けないように、クロック信号（例えば７５ＫＨＺ）の周波数の整数倍（高調波）を避けた周波数を選択することが望ましい。この場合、ＦＭラジオ受信機のＩＦ信号出力は音声信号の振幅に応じて周波数が偏移されているので、ＩＦを少し高目に選択して所定時間内でパルスカウント数の平均化を図ることが望ましい。そこで、本例ではＩＦは例えば１７５ＫＨＺ〜２００ＫＨＺの範囲内の特定周波数に設定されている。
【００２８】
一般に、ＦＭラジオ放送のチャネル間隔は最小で５０ｋＨｚであるので、ＤＴＳ部２０は、サーチ制御動作に際して最小ステップの変化による違いを認識し得るように受信周波数をステップ単位で変化させることが必要となる。
【００２９】
そこで、本システムでは、受信機部１０からＩＦ信号を出力し、その周波数をＤＴＳ部２０でカウントして測定することで、ＩＦ信号出力の有無を正確に確認することが可能となり、受信希望信号を１ステップ分の誤差もなく正確にサーチ制御することができる。この際、ＩＦ信号出力が、受信希望信号、イメージ信号のどちらの信号を受信しているか判定する必要がある。そこで、コントロールマイコン２５内のＲＯＭ部（図示せず）には、例えば図２に示すフローチャートにしたがって受信希望信号／イメージ信号を正確に判定するための制御プログラムが組み込まれている。
【００３０】
図２は、図１中のＤＴＳ部２０によるサーチ制御動作の一例を示すフローチャートである。図３は、図２のフローチャートにしたがうサーチ制御動作における受信希望信号、イメージ信号、ＩＦ信号の周波数関係を示している。以下、図１乃至図３を参照してサーチ制御動作の一例を説明する。
【００３１】
サーチ制御動作モードに入ると、各ステップ毎にＩＦ信号出力の有無を確認し、ＩＦ信号が無ければ次のステップに進むフローを順次繰り返す。このフローにおいて、ＤＴＳ部２０は、ＩＦ信号出力が有ることを確認した時に局発周波数をΔｆだけ上げるように制御する。この時、受信機部１０のＩＦ信号出力がΔｆ分高くなれば、局発周波数は受信希望周波数（放送波の周波数）よりも高い周波数である（つまり、アッパーヘテロダインで受信している）ことになる。
【００３２】
これに対して、ＩＦ信号出力が有ることを確認し、局発周波数をΔｆだけ上げた時に、上記とは逆に受信機部１０のＩＦ信号出力がΔｆだけ低くなれば、局発周波数は受信周波数よりも低い周波数である（つまり、ローアーヘテロダインで受信している）ことになる。
【００３３】
即ち、局発周波数のステップ変化によって放送波の周波数に対してＩＦ分だけずれた点になった後、局発周波数を少しずらし、これによってＩＦ信号出力の周波数が増えたか減ったかによって、局発周波数が放送波に対してアッパー側にある（アッパーヘテロダイン）かローアー側にある（ローアーヘテロダイン）かを判別することが可能となり、また、その確認に要する時間も大幅に短縮することができる。
【００３４】
図４は、ＩＦが例えば２００ＫＨｚ、最小受信ステップが例えば１００ＫＨｚのＤＴＳサーチ制御機能付きのＦＭラジオ受信機によるサーチ制御動作の一例を示す。
【００３５】
いま、放送帯域（７６〜９０ＭＨｚ）内に例えば７８ＭＨｚ、８８ＭＨｚに放送波があり、８８ＭＨｚの放送波を局発周波数８７．８ＭＨｚでローアーヘテロダイン方式により受信している状態から受信周波数を下げる方向に自動的にサーチ制御動作を行い、７８ＭＨｚの放送波に対して受信同調するまでの動作について図４を参照しながら詳細に説明する。
【００３６】
フェーズ１において、８８ＭＨｚの受信時に操作キーの操作によりサーチ制御動作モードに入る（オートチューニングスタート）と、フェーズ２に移行し、局発周波数８７．８ＭＨｚを１ステップ分の周波数（１００ＫＨｚ）だけ下げて８７．７ＭＨｚにする。次のフェーズ３において、ＩＦ信号出力の有無を確認して８７．９ＭＨｚに放送波があるか否かを判定する。この場合、放送波が無いのでＩＦ信号出力が無く、判定結果はＮＯであり、フェーズ２に戻る。以後、前述したフェーズ２→フェーズ３の動作を繰り返し、各ステップ毎に放送波があるか否かを判定しながら局発周波数を下げていく。
【００３７】
局発周波数が７８．２ＭＨｚまで下がった時、７８ＭＨｚの放送波との周波数差が２００ＫＨｚになるので、フェーズ３におけるＩＦ信号出力の判定結果がＹｅｓになり、フェーズ４に移行する。
【００３８】
フェーズ４において、アッパーヘテロダインかローアーヘテロダインかを判別するために局発周波数をΔｆだけ下げて７８．１ＭＨｚにし、次のフェーズ５でＩＦ信号出力周波数が直前よりΔｆ上昇したか否かを確認する。この場合、７８．１ＭＨｚの局発周波数と７８ＭＨｚの放送波との周波数差が１００ＫＨｚになる。これは、ＩＦ信号出力周波数が直前よりΔｆ低下したことになるので、フェーズ５の判定結果はＮＯであり、アッパーヘテロダインで受信していることが判明する。
【００３９】
この場合、本例では７８ＭＨｚの放送波をアッパーヘテロダイン方式で受信するものとすれば、フェーズ６に移行し、前述したようにフェーズ４でΔｆだけ下げた局発周波数をΔｆだけ上げて元の状態（アッパーヘテロダイン方式による受信状態）に戻した後、フェーズ２に戻る。
【００４０】
この後、局発周波数が７７．８ＭＨｚになった時、７８ＭＨｚの放送波との周波数差が２００ＫＨｚになるので、フェーズ３におけるＩＦ信号出力の判定結果がＹｅｓになり、フェーズ４に移行する。このフェーズ４においては、局発周波数をΔｆだけ下げて７７．７ＭＨｚにする。すると、７８ＭＨｚの放送波との周波数差が３００ＫＨｚになり、ＩＦ信号出力周波数が直前よりΔｆ上昇したことになるので、フェーズ５の判定結果がＹｅｓになり、ローアーヘテロダインで受信していることが判明する。したがって、フェーズ７に移行し、前述したようにフェーズ４でΔｆだけ下げた局発周波数をΔｆだけ上げて元の状態（ローアーヘテロダイン方式による受信状態）に戻す。
【００４１】
以上のように従来例のフローに付加したフェーズ４〜フェーズ６の制御により正常な所望の受信状態に設定した後、サーチ動作を停止し、この状態を保つと、良好な受信状態を保持し、実際の受信周波数と表示周波数が一致し、受信品位を高めることが可能になる。
【００４２】
なお、本発明のシステムによってアッパーヘテロダインかローアーヘテロダインかを判別しない場合、前述したようにフェーズ２において最初に局発周波数が７８．２ＭＨｚまで下がった時、７８ＭＨｚの放送波との周波数差が２００ＫＨｚになってフェーズ３におけるＩＦ信号出力の判定結果がＹｅｓになり、サーチ動作を停止することになる。この状態では、局発周波数が７８．２ＭＨｚであり、７８．４ＭＨｚの放送波を受信しているので、受信希望の７８ＭＨｚの放送波を受信することが可能ではあるが、受信状態が悪く、表示周波数が７８．４ＭＨｚとなってしまうので、受信品位上問題である。
【００４３】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態に係るＤＴＳサーチ制御機能付きのＡＭラジオ受信機は、ＦＭラジオ受信機と比べて、受信信号、局発信号、ＩＦ信号（例えば４５ＫＨｚ〜５０ＫＨｚの範囲内）等の周波数、ラジオ放送のチャネル間隔（ＭＷ帯のＡＭ放送では９ＫＨｚ、欧米では１０ｋＨｚ）、検波方式が異なるが、第１の実施形態に準じて実施することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
なお、本発明は、上記したようなラジオ放送受信システムに限らず、無線信号受信システムに一般的に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の低ＩＦ、ＩＣ化された無線受信システムの第１の実施形態に係るＤＴＳサーチ制御機能付きのＦＭラジオ受信機を示すブロック図。
【図２】図１中のＤＴＳ部によるサーチ制御動作の一例を示すフローチャート。
【図３】図２のフローチャートにしたがうサーチ制御動作における受信希望信号、イメージ信号、ＩＦ信号の周波数関係を示す図。
【図４】ＩＦが２００ＫＨｚ、最小受信ステップが１００ＫＨｚのＤＴＳサーチ制御機能付きのＦＭラジオ受信機によるサーチ制御動作の一例を示す図。
【図５】ＩＦが４５０ＫＨｚ付近の従来のＡＭラジオ受信機においてイメージ妨害が発生する様子を示す周波数特性図。
【図６】ＩＦが１０．７ＭＨｚ付近の従来のＦＭラジオ受信機においてイメージ妨害が発生する様子を示す周波数特性図。
【図７】低ＩＦ化されたＡＭラジオ受信機においてイメージ妨害が発生する様子を示す周波数特性図。
【図８】低ＩＦ化されたＦＭラジオ受信機においてイメージ妨害が発生する様子を示す周波数特性図。
【符号の説明】
【００４６】
１０…受信機部、１０ａ…フロントエンド(F/E) 部、１０ｂ…ＩＦ検波部、１１…高周波（ＲＦ）増幅器、１２…局部発振器、１３…周波数混合器、１４…ＩＦフィルタ（例えばアクティブフィルタ）、１５…ＩＦ増幅器、１６…ＩＦ検波器、１７…ＦＭ検波器、１８…ＩＦ出力端子、２０…ＤＴＳ部、２１…基準パルス発生器、２２…分周器、２３…デジタルＰＬＬ、２４…分周器、２５…コントロールマイコン、２６…周波数カウンタ。
【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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