(57)【要約】【課題】信号レベルの検出を正確に行うことができるラジオチューナを提供することができる。【解決手段】ゲインを自動的に調整するオートゲインコントローラ４４と、オートゲインコントローラ４４で設定されたゲインで入力信号を除算するＲＦ増幅器３０と、ＲＦ増幅器３０からの出力信号を処理する後段回路（ミキサ３２、ＩＦ増幅器３４、ＩＦバンドパスフィルタ３６）、オートゲインコントローラ４４で設定されたゲインを検出するゲイン制御レベル検出器４６と、ゲイン制御レベル検出器４６で検出されたゲインを後段回路での処理後の信号に乗算する乗算器５０と、を含む電界検出するＳメータ回路１０２、を備えるラジオチューナとする。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号の強度を動作開始点以下に維持するようにゲインを自動的に調整するオートゲインコントローラと、
前記オートゲインコントローラで設定されたゲインで前記入力信号を除算する増幅回路と、
前記増幅回路からの出力信号を処理する後段回路と、
前記オートゲインコントローラで設定されたゲインを検出するゲイン制御レベル検出回路と、
前記ゲイン制御レベル検出回路で検出されたゲインを前記後段回路での処理後の信号に乗算する乗算器と、
を含む電界検出するＳメータ回路、
を備えることを特徴とするラジオチューナ。
【請求項２】
入力信号の強度を動作開始点以下に維持するようにゲインを自動的に調整するオートゲインコントローラと、
前記オートゲインコントローラで設定されたゲインで前記入力信号を除算する増幅回路と、
前記増幅回路からの出力信号を処理する後段回路と、
前記後段回路から出力された信号を対数変換する第１対数変換回路と、
前記オートゲインコントローラで設定されたゲインを検出するゲイン制御レベル検出回路と、
前記ゲイン制御レベル検出回路で検出されたゲインに応じて前記増幅回路において調整された信号レベルを対数変換した値を検出する第２対数変換回路と
前記第１対数変換回路での処理後の信号に前記第２対数変換回路での処理後の信号を加算する加算器と、
を含む電界検出するＳメータ回路、
を備えることを特徴とするラジオチューナ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のラジオチューナであって、
前記オートゲインコントローラは、ステップ数を決定し、
前記増幅回路は、予め定められたステップ値と前記ステップ数とを乗算して得られるゲインで前記入力信号を除算し、
前記ゲイン制御レベル検出回路は、前記ステップ数を検出し、前記ステップ値と前記ステップ数とを乗算してゲインを検出することを特徴とするラジオチューナ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のラジオチューナであって、
ラジオ放送の周波数帯域中の１つの周波数帯域を選択して音声信号を抽出するメインチューナと、
前記Ｓメータ回路を備え、前記ラジオ放送の周波数帯域中の１つの周波数帯域を選択して音声信号を抽出するサブチューナと、
を備え、
前記メインチューナは、実際に音声を出力するために使用され、
前記サブチューナは、前記ラジオ放送の周波数帯域を走査して前記Ｓメータの値に基づいて受信状況を確認するために使用されることを特徴とするラジオチューナ。
【請求項５】
請求項４に記載のラジオチューナであって、
前記メインチューナを複数備え、
前記複数のメインチューナを切り替えて選択し、選択された前記メインチューナを実際の音声の出力に使用することを特徴とするラジオチューナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラジオチューナに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ラジオチューナ等で受信されるＲＦ信号の電界強度を検出するためにＳメータ検出が適用されている。これは、図１１及び図１２に示すように、入力されたＲＦ信号をＲＦ増幅器１０で増幅し、増幅されたＲＦ信号をミキサ（ＭＩＸ）１２によって中間周波数帯（ＩＦ）に周波数変換し、周波数変換されたＩＦ信号を増幅するＩＦ増幅器１４、希望周波数帯域を選択するフィルタ（ＢＰＦ）１６を経由し、信号レベル検出器（Ｓメータ）１８にて信号レベルを検出する。これにより、ＲＦ信号に含まれる希望周波数帯域の信号レベルを検出することができる。すなわち、ＲＦ増幅、ミキシング、ＩＦ増幅、ＢＰＦの各々のゲインが既知であるので、ＢＰＦ通過後の信号レベルを検出することで、ＲＦ信号に含まれる選択した周波数帯域の信号レベル（電界強度）を検出することができる。
【０００３】
また、図１３に示すように、ＲＦ増幅器１０にオートゲインコントローラ（ＡＧＣ）２０を設けた構成が採用されることがある。これは、強電界のＲＦ信号が入力された場合、ＲＦ増幅器１０のゲインを変更し、信号レベルが回路のダイナミックレンジを超えないように制御する。
【０００４】
例えば、図１４に示すように、妨害信号が２波以上有り、妨害信号が回路のダイナミックレンジを超えると相互変調が発生する。ＲＦ増幅器１０にＡＧＣ２０を付加することによって、強電界の妨害信号が入力しても入力信号が回路のダイナミックレンジを超えないように制御され、相互変調の発生を防ぐことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、信号レベル検出器１８の前段にＡＧＣ２０等を付加し、前段のゲインが既知の値から変化すると、信号レベル検出器１８による電界強度検出値に誤差が生じるおそれがある。例えば、図１５に示すように、ＡＧＣ２０が動作しない弱電界では信号レベルは入力電界強度に準じて出力されるが、ＡＧＣ２０が動作する強電界ではＡＧＣ２０によるゲイン制御（信号レベル検出器１８の前段のゲイン制御）により信号レベルが入力電界強度に準じて出力されなくなる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの態様は、入力信号の強度を動作開始点以下に維持するようにゲインを自動的に調整するオートゲインコントローラと、前記オートゲインコントローラで設定されたゲインで前記入力信号を除算する増幅回路と、前記増幅回路からの出力信号を処理する後段回路と、前記オートゲインコントローラで設定されたゲインを検出するゲイン制御レベル検出回路と、前記ゲイン制御レベル検出回路で検出されたゲインを前記後段回路での処理後の信号に乗算する乗算器と、を含む電界検出するＳメータ回路、を備えることを特徴とするラジオチューナである。
【０００７】
本発明の別の態様は、入力信号の強度を動作開始点以下に維持するようにゲインを自動的に調整するオートゲインコントローラと、前記オートゲインコントローラで設定されたゲインで前記入力信号を除算する増幅回路と、前記増幅回路からの出力信号を処理する後段回路と、前記後段回路から出力された信号を対数変換する第１対数変換回路と、前記オートゲインコントローラで設定されたゲインを検出するゲイン制御レベル検出回路と、前記ゲイン制御レベル検出回路で検出されたゲインに応じて前記増幅回路において調整された信号レベルを対数変換した値を検出する第２対数変換回路と、前記第１対数変換回路での処理後の信号に前記第２対数変換回路での処理後の信号を加算する加算器と、を含む電界検出するＳメータ回路、を備えることを特徴とするラジオチューナである。
【０００８】
ここで、前記オートゲインコントローラは、ステップ数を決定し、前記増幅回路は、予め定められたステップ値と前記ステップ数とを乗算して得られるゲインで前記入力信号を除算し、前記ゲイン制御レベル検出回路は、前記ステップ数を検出し、前記ステップ値と前記ステップ数とを乗算してゲインを検出することが好適である。
【０００９】
また、ラジオ放送の周波数帯域中の１つの周波数帯域を選択して音声信号を抽出するメインチューナと、前記Ｓメータ回路を備え、前記ラジオ放送の周波数帯域中の１つの周波数帯域を選択して音声信号を抽出するサブチューナと、を備え、前記メインチューナは、実際に音声を出力するために使用され、前記サブチューナは、前記ラジオ放送の周波数帯域を走査して前記Ｓメータの値に基づいて受信状況を確認するために使用されることが好適である。
【００１０】
また、前記メインチューナを複数備え、前記複数のメインチューナを切り替えて選択し、選択された前記メインチューナを実際の音声の出力に使用することが好適である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、前段にオートゲインコントローラを備えると共に、信号レベルの検出を正確に行うことができるラジオチューナを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態におけるＳメータ回路の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるＲＦ増幅器でのゲイン調整を説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるＲＦ増幅器の構成例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるゲイン制御レベルの算出方法を説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態におけるＳメータ回路の構成例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態におけるゲイン補償を説明する図である。
【図７】本発明の実施の形態におけるＲＦ増幅器の構成例を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態におけるＳメータ回路の構成例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態におけるＳメータ回路の構成の変形例を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態におけるラジオチューナの構成を示す図である。
【図１１】従来技術におけるＳメータ回路の構成を示す図である。
【図１２】従来技術におけるＳメータ回路の構成を示す図である。
【図１３】従来技術におけるＳメータ回路の構成を示す図である。
【図１４】放送の相互変調について説明する図である。
【図１５】オートゲインコントローラの作用を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜基本構成＞
本発明の実施の形態におけるＳメータ回路１００は、図１に示すように、ＲＦ増幅器３０、ミキサ（ＭＩＸ）３２、ＩＦ増幅器３４、ＩＦバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３６、信号レベル検出器３８、第１対数変換部４０、加算器４２、オートゲインコントローラ（ＡＧＣ）４４、ゲイン制御レベル検出器４６及び第２対数変換部４８を含んで構成される。
【００１４】
ＲＦ増幅器３０は、アンテナで受信されたラジオ周波数帯の信号を所定のゲインで増幅する回路である。ＲＦ増幅器３０の出力は、ミキサ３２に入力される。ＲＦ増幅器３０のゲインは、ＡＧＣ４４にて調整される。ＡＧＣ４４は、ＲＦ増幅器３０からの出力信号のレベルが予め定められた動作開始点以下となるようにＲＦ増幅器３０のゲインを調整する。
【００１５】
例えば、図２に示すように、ＲＦ増幅器３０の出力信号のレベルが動作開始点ＲＥＦに到達する毎にＲＦ増幅器３０からの出力信号のレベルを所定のステップ値Ａ（例えば、−６ｄＢ）で低下させる。ＡＧＣ４４は、ＲＦ増幅器３０の出力信号のレベルを検出し、動作開始点ＲＥＦ以下とするためのステップ数Ｎを決定してＲＦ増幅器３０へ出力する。ＲＦ増幅器３０は、ステップ数Ｎを受けて、入力されたＲＦ信号をステップ値Ａ×ステップ数Ｎのゲインで除算（減衰）させて出力する。
【００１６】
ＲＦ増幅器３０は、例えば、図３に示すような回路で構成することができる。本例では、差動入力のエミッタに抵抗を挿入し、トランスコンダクタンス（ｇｍ）を設定することによりゲインを調整することができる。例えば、抵抗Ｒ０は固定し、スイッチＳＷ１・・ＳＷｎの各々をオン／オフ制御することによってｇｍが変更される。このとき、スイッチＳＷ１〜ＳＷｎを総てオンした状態からスイッチＳＷ１だけをオフした状態のｇｍがステップ値（例えば−６ｄＢ）下がり、スイッチＳＷ２をさらにオフするとｇｍがさらにステップ値（例えば−６ｄＢ）下がり、順にスイッチをオフしていく毎にｇｍがステップ値（例えば−６ｄＢ）低下する構成にする。このスイッチの制御をＡＧＣ４４からのステップ数Ｎに応じて行うことによってステップ値Ａ×ステップ数Ｎだけゲインを下げることができる。
【００１７】
ミキサ３２は、中間周波数帯（ＩＦ）の周波数を有するローカル信号とＲＦ増幅器３０からの出力信号をミキシングすることによって、入力信号をダウンコンバートして出力する。ミキサ３２の出力は、ＩＦ増幅器３４に入力される。
【００１８】
ＩＦ増幅器３４は、中間周波数にダウンコンバートされた信号を所定のゲインで増幅又は減衰させて出力する。ＩＦ増幅器３４の出力は、ＢＰＦ３６に入力される。
【００１９】
ＢＰＦ３６は、信号をフィルタリングして出力する。例えば、ＢＰＦ３６は、予め設定された希望局の周波数帯域の信号のみを透過する。ＲＦ増幅器３０からＢＰＦ３６までがＳメータ回路１００の前段部を構成する。
【００２０】
信号レベル検出器３８は、ＢＰＦ３６で処理された信号の信号レベル（電界強度）を検出する。信号レベル検出器３８で検出された信号レベルは第１対数変換部４０へ出力される。第１対数変換部４０では、信号レベル検出器３８で検出された信号レベルを対数変換する。対数変換された信号レベルは加算器４２へ出力される。
【００２１】
ゲイン制御レベル検出器４６は、ＡＧＣ４４から出力されるステップ数Ｎを検出する。検出されたステップ数Ｎは、第２対数変換部４８へ出力される。第２対数変換部４８は、ゲイン制御レベル検出器４６から受けたステップ数Ｎに応じて、対数変換されたゲイン制御レベルを生成して加算器４２へ出力する。第２対数変換部４８には予めＲＦ増幅器３０で用いられるステップ値Ａが設定及び記憶されている。第２対数変換部４８は、図４に示すように、ステップ値Ａとステップ数Ｎとを乗算し、その乗算値を対数変換して出力する。なお、ステップ値Ａが既に対数で設定されている（例えば−６ｄＢ等）とすると、図５に示すように、ステップ値Ａとステップ数Ｎとを乗算するだけでよい。
【００２２】
加算器４２は、第１対数変換部４０からの出力信号と第２対数変換部４８からの出力信号とを加算して出力する。第１対数変換部４０からの出力信号はＲＦ増幅器３０でのゲイン調整を受けた信号を対数変換した値を有し、第２対数変換部４８からの出力信号はＲＦ増幅器３０でのゲイン調整分を対数変換した値を有する。したがって、図６に示すように、これらの和である加算器４２の出力信号は、ＲＦ増幅器３０でのゲイン調整分が補償され、入力信号レベルに正確に対応した値となる。
【００２３】
したがって、ミキサ３２、ＩＦ増幅器３４及びＢＰＦ３６の各々のゲインが既知であれば、加算器４２からの出力信号の信号レベルを検出することで、ＲＦ信号に含まれる選択した周波数帯域の信号レベル（電界強度）を正確に知ることができる。一方、相互変調が発生するようなダイナミックレンジを有する信号が入力された場合であっても、ＲＦ増幅器３０での信号レベルの調整によってミキサ３２、ＩＦ増幅器３４及びＢＰＦ３６でのダイナミックレンジを超えないように制御される。これにより、相互変調の発生を防ぐことができる。
【００２４】
なお、ＲＦ増幅器３０は、ステップ状にゲインを調整する構成でなくてもよく、リニアにゲインを調整できる構成としてもよい。例えば、図７に示すように、差動増幅器の電流源Ｉ１によりトランスコンダクタンス（ｇｍ）を変更することができる。すなわち、この回路のｇｍは数式（１）で示され、ｇｍは電流源Ｉ１に比例させて変更することができる。ここで、ｑは電子の電荷量、ｋはボルツマン定数、ｔは絶対温度である。
【数１】
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【００２５】
ＲＦ増幅器３０をこのように構成した場合、図８に示すように、ゲインを制御する電流源Ｉ１と同じ電流をＡＧＣ４４から出力し、その電流Ｉ１を対数変換する。対数変換された出力を定数Ｋ倍して加算器４２に出力する。このとき、ＲＦ増幅器３０、信号レベル検出器３８及び第１対数変換部４０での信号の変化量と、電流Ｉ１を対数変換した値に定数Ｋを乗算した変化量と、が逆相となるように定数Ｋを設定する。このように定数Ｋを設定することにより、加算器４２では、ＲＦ増幅器３０での変化分が相殺される。
【００２６】
＜変形例＞
図９は、本実施の形態の変形例におけるＳメータ回路１０２を示す。Ｓメータ回路１０２は、図９に示すように、第１対数変換部４０及び第２対数変換部４８を含まず、加算器４２に代えて乗算器５０を設けている。
【００２７】
本変形例では、ゲイン制御レベル検出器４６は、ＡＧＣ４４から出力されるステップ数Ｎを検出し、予め設定及び記憶されているステップ値Ａとステップ数Ｎとの乗算値を算出して乗算器５０へ出力する。
【００２８】
乗算器５０は、信号レベル検出器３８の出力信号とゲイン制御レベル検出器４６の出力信号とを乗算して出力する。本変形例では、第１対数変換部４０及び第２対数変換部４８において対数変換されていないので、ＲＦ増幅器３０でのゲイン調整を受けた信号レベル検出器３８の出力信号にゲイン制御レベル検出器４６で検出されたゲイン調整値を乗算することによってＲＦ増幅器３０でのゲイン調整分を補償することができる。
【００２９】
したがって、ミキサ３２、ＩＦ増幅器３４及びＢＰＦ３６の各々のゲインが既知であれば、乗算器５０からの出力信号の信号レベルを検出することで、ＲＦ信号に含まれる選択した周波数帯域の信号レベル（電界強度）を正確に知ることができる。一方、相互変調が発生するようなダイナミックレンジを有する信号が入力された場合であっても、上記実施の形態と同様に、回路のダイナミックレンジを超えないように制御される。これにより、相互変調の発生を防ぐことができる。
【００３０】
＜ラジオチューナへの応用＞
本実施の形態におけるＳメータ回路１００及び１０２は、ラジオチューナに応用することができる。背景技術において示したように、ラジオ放送を受信する際には、どのチャンネルを受信するか決めるために各放送局（希望局や隣接妨害局）の信号レベルを正確に検出する必要がある。
【００３１】
ラジオチューナ２００は、図１０に示すように、第１メインチューナ６０、第２メインチューナ６２及びサブチューナ６４を含んで構成される。
【００３２】
第１メインチューナ６０及び第２メインチューナ６２は、実際の音声出力に用いられるチューナであり、いずれか一方で受信された信号が音声信号に変換されて出力される。例えば、複数のチャネルで同一内容が放送されている場合、第１メインチューナ６０及び第２メインチューナ６２において同一内容を放送している異なるチャネルの周波数帯域に同調させておき、いずれか信号レベルの強い方の信号を音声信号に変換して出力する。これにより、より受信状態が良いチャネルを選択してラジオ放送を受信することができる。
【００３３】
サブチューナ６４は、本実施の形態におけるＳメータ回路１００又は１０２を含み、第１メインチューナ６０及び第２メインチューナ６２とは独立して、ラジオ放送の周波数帯域に亘って走査して受信状態の良いチャネルを検出する。サブチューナ６４は、ラジオ放送の周波数帯域全体を走査するようにＢＰＦ３６の周波数特性を変化させ、希望局と隣接妨害局との信号レベルを調査して受信状態の良いチャネルを検出する。例えば、第１メインチューナ６０及び第２メインチューナ６２で受信されているチャネルと同一内容を放送しているチャネルであって、第１メインチューナ６０又は第２メインチューナ６２で受信されているチャネルよりも信号レベルが高く、隣接妨害局の信号レベルが低いチャネルをラジオ放送の周波数帯域全体から探し出す。そして、そのようなチャネルが存在していれば、第１メインチューナ６０及び第２メインチューナ６２のうち、現在音声出力に使用されていない方をそのチャネルの周波数帯域に同調させる。
【００３４】
このとき、サブチューナ６４に本実施の形態におけるＳメータ回路１００又は１０２を適用することによって、各チャネルの受信信号の信号レベルを正確に検出することができる。ラジオチューナをこのような構成にすることによって、第１メインチューナ６０及び第２メインチューナ６２のいずれか一方の受信状態が悪化したとしても、直ちに他方のチューナに切り替えることで、希望の放送内容を途切れさせることなく出力することができる。さらに、本実施の形態におけるＳメータ回路１００又は１０２を含むサブチューナ６４を備えることで、希望の放送内容を送信する複数のチャネルのうち受信状態が良いチャネルを検出し、第１メインチューナ６０及び第２メインチューナ６２のいずれか一方をそのチャネルの周波数帯域に同調させておくことができる。
【００３５】
なお、本実施の形態のラジオチューナ２００では、２つの第１メインチューナ６０及び第２メインチューナ６２を含む構成としたが、シングルチューナとしてもよい。この場合も、サブチューナ６４を設けることによって、予め受信状態の良いチャネルを検出しておき、メインチューナの受信状態が悪くなった際に検出されたチャネルの周波数帯域に同調させるようにすればよい。
【符号の説明】
【００３６】
１０  ＲＦ増幅器、１２  ミキサ、１４  ＩＦ増幅器、１６  フィルタ、１８  信号レベル検出器、３０  ＲＦ増幅器、３２  ミキサ、３４  ＩＦ増幅器、３６  ＩＦバンドパスフィルタ、３８  信号レベル検出器、４０  第１対数変換部、４２  加算器、４４  オートゲインコントローラ、４６  ゲイン制御レベル検出器、４８  第２対数変換部、５０  乗算器、６０  メインチューナ、６２  メインチューナ、６４  サブチューナ、１００，１０２  Ｓメータ回路、２００  ラジオチューナ。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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