(57)【要約】【課題】回路規模が小さいバンドエリミネーションフィルタ及びそれを含むラジオチューナを提供する。【解決手段】それぞれ異なる透過周波数帯域を有する複数のバンドパスフィルタ２４ａ，２４ｂと、バンドパスフィルタ２４ａ，２４ｂを透過してきた信号をフィルタリングするフィルタ２４ｃ，２４ｄと、を含み、バンドパスフィルタ２４ａ，２４ｂを透過した出力信号と、フィルタ２４ｃ，２４ｄの出力信号とを加算処理する加算器２４ｉと、を備えるバンドエリミネーションフィルタを含むラジオチューナとする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ異なる透過周波数帯域を有する複数のバンドパスフィルタと、前記複数のバンドパスフィルタを透過してきた信号をフィルタリングする後段フィルタと、を含む多段フィルタと、
前記複数のバンドパスフィルタを透過した出力信号と、前記後段フィルタの出力信号と、を加算処理する加算器又は減算する減算器と、
を備えるバンドエリミネーションフィルタを含むラジオチューナ。
【請求項２】
請求項１に記載のラジオチューナであって、
前記加算器又は前記減算器の前段に設けられ、前記複数のバンドパスフィルタの出力信号又は前記後段フィルタの出力信号の信号レベルを変更する乗算器を備えるラジオチューナ。
【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、
前記複数のバンドパスフィルタを透過した信号の周波数帯域より狭い透過周波数帯域を有する狭帯域フィルタを備え、
前記複数のバンドパスフィルタを透過した信号を前記狭帯域フィルタでフィルタリング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、
前記バンドエリミネーションフィルタを備え、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】
日本，欧州，中国等、多くの国においてＦＭ放送にデータを多重したＦＭ多重放送が放送されている。欧州等では、ラジオ・データ・システム（ＲＤＳ：Ｒａｄｉｏ  Ｄａｔａ  Ｓｙｓｔｅｍ）データを多重した放送を行っていて、複数のチャンネルで同一内容を放送している。複数チャンネルで同一の放送をしているため、どのチャンネルを受信するか決める要素として隣接妨害局の有無がある。隣接妨害局の周波数帯域が希望局の周波数帯域に近接している場合には希望局に混信し、希望局受信のクオリティーを著しく劣化させる。このような混信は、図１３に示すように、ＦＭ放送の１チャンネル当たりの放送帯域幅は約１８０ｋＨｚであるのに対し、チャンネルステップは５０ｋＨｚ間隔であり、チャンネル帯域幅よりもチャンネルステップが狭いために生ずる。したがって、隣接妨害局の有無を検出する必要がある。
【０００３】
従来、隣接妨害局の検出には、受信チャンネルの平均周波数を周波数カウンタで測定する方法が採用されている。図１４に示すように、アンテナから受信し、ＲＦ増幅器１０で増幅された信号をＭＩＸ１２で周波数変換後、ＩＦバンドパスフィルタ１４により受信帯域幅に帯域制限する。周波数カウンタ１６で帯域制限後の信号の平均周波数を求めることで隣接妨害局を検出する。
【０００４】
ここで、希望局がＢｃｈ、隣接妨害局がＡｃｈであると仮定する。希望局はＩＦバンドパスフィルタ１４によりＢｃｈの帯域幅まで帯域制限されているが、隣接妨害局が一部混信することになる。この状況で希望局のＢｃｈの帯域幅での平均周波数を周波数カウンタ１６で測定すると、隣接妨害局の影響により平均周波数がＡｃｈ側に僅かにオフセットする。この平均周波数のオフセットの有無で隣接妨害局の有無を判定している。しかしこの方法は、隣接妨害局の電界強度レベルがある程度大きい場合のみにおいて判定が可能となり、また隣接妨害局の電界強度レベル等は判定できない。
【０００５】
図１５は、隣接妨害局のレベルを判定可能な検出回路を示す。例えば、希望局がＢｃｈである場合、Ｂｃｈに帯域制限するＩＦバンドパスフィルタ１４ｂに加えて、それに隣接するＡｃｈ及びＣｃｈの２つのチャンネル各々に帯域制限するＩＦバンドパスフィルタ１４ａ，１４ｃを設け、チャンネル毎にレベル検出回路１６ａ〜１６ｃにてレベルを検出する。この方法は隣接妨害局を帯域制限したうえでレベルを検出するため隣接妨害局の電界強度レベルまで検出できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記方法では、ＩＦバンドパスフィルタ１４が複数個必要になる問題がある。ＩＦバンドパスフィルタ１４はＩＣ内部の占有面積が大きいブロックであり、複数ＩＦバンドパスフィルタ１４を内蔵するのはコスト的なデメリットが大きい。ＩＦバンドパスフィルタ１４の占有面積が大きくなる要因は、周波数選択度を高める必要があるからである。
【０００７】
内蔵のＩＦバンドパスフィルタ１４で周波数選択度を高めるためには、バンドパスフィルタを複数段多段接続する必要がある。実際には、８段以上に多段接続する場合もある。各バンドパスフィルタの周波数特性は、図１６に示すように、選択度は高くないが、これらを多段接続したＩＦバンドパスフィルタ１４のフィルタ特性は、図１７に示すように、急峻な選択度になり周波数選択度が高くなる。これは、スタガ同調と呼ばれている。従来のフィルタでは、ＩＦバンドパスフィルタ１４ａ〜１４ｃのそれぞれにおいて、多段のバンドパスフィルタを設けてスタカ同調により周波数選択度を高めている。
【０００８】
このように、バンドパスフィルタを多段接続することによってＩＦバンドパスフィルタ１４の各々を構成することができるが、ＩＣ内部のフィルタの占有面積が大きくなり、ＩＣのコストが増加するという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの態様は、それぞれ異なる透過周波数帯域を有する複数のバンドパスフィルタと、前記複数のバンドパスフィルタを透過してきた信号をフィルタリングする後段フィルタと、を含む多段フィルタと、前記複数のバンドパスフィルタを透過した出力信号と、前記後段フィルタの出力信号と、を加算処理する加算器又は減算する減算器と、を備えるバンドエリミネーションフィルタを含むラジオチューナである。
【００１０】
ここで、前記加算器又は前記減算器の前段に設けられ、前記複数のバンドパスフィルタの出力信号又は前記後段フィルタの出力信号の信号レベルを変更する乗算器を備えることが好適である。
【００１１】
また、前記複数のバンドパスフィルタを透過した信号の周波数帯域より狭い透過周波数帯域を有する狭帯域フィルタを備え、前記複数のバンドパスフィルタを透過した信号を前記狭帯域フィルタでフィルタリングすることが好適である。
【００１２】
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、前記バンドエリミネーションフィルタを備え、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。
【００１３】
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】
【００１４】
本発明によれば、回路規模が小さいバンドエリミネーションフィルタ及びそれを含む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】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態におけるフィルタ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ＩＦバンドパスフィルタの構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるＩＦバンドパスフィルタに含まれるバンドパスフィルタ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ＩＦバンドパスフィルタに含まれるバンドパスフィルタの周波数特性を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態におけるＩＦバンドパスフィルタの第１出力の周波数特性を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態におけるＩＦバンドパスフィルタの第２出力の周波数特性を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態におけるＩＦバンドパスフィルタの第３出力の周波数特性を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態におけるＩＦバンドパスフィルタの出力特性を説明する図である。
【図９】本発明の実施の形態におけるＩＦバンドパスフィルタの構成の別例を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態におけるＩＦバンドパスフィルタの構成の別例を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態におけるＩＦバンドパスフィルタの構成の別例を示す図である。
【図１２】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１３】ラジオ放送の希望局及び隣接妨害局との関係を示す図である。
【図１４】従来技術におけるフィルタの構成を示す図である。
【図１５】従来技術におけるフィルタの構成の別例を示す図である。
【図１６】ＩＦバンドパスフィルタに含まれるバンドパスフィルタの周波数特性を示す図である。
【図１７】ＩＦバンドパスフィルタの周波数特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施の形態におけるフィルタ１００は、図１に示すように、ＲＦ増幅器２０、ミキサ（ＭＩＸ）２２、ＩＦバンドパスフィルタ２４及びレベル検出回路２６（２６ａ〜２６ｃ）を含んで構成される。
【００１７】
ＲＦ増幅器２０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２０の出力は、ミキサ２２に入力される。
【００１８】
ミキサ２２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２０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２２の出力は、ＩＦバンドパスフィルタ２４に入力される。
【００１９】
ＩＦバンドパスフィルタ２４は、中間周波数にダウンコンバートされた信号をフィルタリングして出力する。本実施の形態では、ＩＦバンドパスフィルタ２４は、図２に示すように、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２４ａ〜２４ｅ、乗算器２４ｆ、減算器２４ｇ及び乗算器２４ｈを含んで構成される。
【００２０】
ＢＰＦ２４ａ〜２４ｅは、図３に示すような回路で構成することができる。図３において、各抵抗値等を変更することによって、所定の周波数帯域を透過帯域とするバンドパス特性を得ることができる。
【００２１】
ＩＦバンドパスフィルタ２４では、ＢＰＦ２４ａ〜２４ｄの複数のバンドパスフィルタが直列に接続されて出力信号Ｓ１を出力する多段フィルタが構成される。本実施の形態では、ＢＰＦ２４ａ及び２４ｂが前段フィルタを構成し、ＢＰＦ２４ｃ及び２４ｄが後段フィルタを構成する。ＢＰＦ２４ａ〜２４ｄは、図４の各図の実線に示すように、所定の周波数帯域を透過帯域に有するフィルタである。各々のバンドパスフィルタは、図４に示すように、希望局の周波数帯域に対して周波数選択度が低く、エッジ領域が十分に急峻でない周波数特性となる。
【００２２】
ＢＰＦ２４ａ〜２４ｄは、図４の各図に示すように、希望局の周波数帯域の近傍においてピーク周波数が互いに僅かにずらされたフィルタ特性を有する。このようなＢＰＦ２４ａ〜２４ｄを直列に組み合わせることで、スタガ同調したフィルタ特性が得られる。すなわち、図５の実線に示すように、希望局（Ｂｃｈ）の周波数帯域のエッジ部で急峻に立ち上がり、中央領域が平坦な透過周波数特性を有するフィルタとして機能する。
【００２３】
ＢＰＦ２４ａ〜２４ｄを組み合わせてなる多段フィルタにミキサ２２からの出力信号を透過させて得られる出力信号Ｓ１は、希望局（Ｂｃｈ）の周波数帯域全域に亘る信号成分を含む。ただし、図１３に示すように、希望局（Ｂｃｈ）の周波数帯域に重畳する隣接妨害局（Ａｃｈ，Ｃｃｈ）が存在する場合、出力信号Ｓ１はこれらの隣接妨害局の信号成分も含む。
【００２４】
なお、本実施の形態では、４つのＢＰＦ２４ａ〜２４ｄを直列に接続してフィルタを構成しているが、必要な周波数特性等に応じてフィルタの段数を減少又は増加させてもよい。例えば、ＢＰＦ２４ａ〜２４ｄの各々を２段のバンドパスフィルタを組み合わせた構成とし、全部で８段のバンドパスフィルタを接続した多段フィルタとしてもよい。
【００２５】
また、ＩＦバンドパスフィルタ２４では、ＢＰＦ２４ａ〜２４ｄにさらに乗算器２４ｆ及び減算器２４ｇを組み合わせて出力信号Ｓ２を出力するバンドエリミネーションフィルタが構成される。乗算器２４ｆは、希望局の周波数帯の中心周波数近傍において、ＢＰＦ２４ａ〜２４ｄを透過した信号のピーク強度と位相が一致するようにＢＰＦ２４ａ及び２４ｂを透過した信号を増幅して出力する。乗算器２４ｆは、例えばオペアンプを含む回路で構成することができる。減算器２４ｇは、ＢＰＦ２４ａ〜２４ｄを通過した信号から乗算器２４ｆから出力された信号を減算して出力信号Ｓ２として出力する。
【００２６】
このような構成とすることにより、図６の実線で示すような透過特性を有するバンドエリミネーションフィルタが得られる。このようなフィルタにミキサ２２からの出力信号を透過させて得られる出力信号Ｓ２は、希望局（Ｂｃｈ）の周波数帯域の信号は減衰させ、希望局（Ｂｃｈ）の周波数帯域の両側に隣接する周波数帯域の信号成分を透過させた信号となる。ここで、図１３に示すように、希望局（Ｂｃｈ）に加えて、隣接妨害局（Ａｃｈ，Ｃｃｈ）が存在する場合、希望局（Ｂｃｈ）の信号は含まず、隣接妨害局の信号成分のみを含む出力信号Ｓ２となる。
【００２７】
また、ＩＦバンドパスフィルタ２４では、ＢＰＦ２４ａ、２４ｂ，２４ｅ及び乗算器２４ｈを組み合わせて出力信号Ｓ３を出力する狭帯域フィルタが構成される。ＢＰＦ２４ｅは、ＢＰＦ２４ａ，２４ｂよりも透過帯域が狭い周波数特性とする。ＢＰＦ２４ｅを組み合わせることにより、図７に示すように、出力信号Ｓ１より透過周波数帯域が狭い狭帯域フィルタが得られる。乗算器２４ｈは、ＢＰＦ２４ｅからの出力信号を所定のゲインで増幅して出力信号Ｓ３として出力する。乗算器２４ｈは、例えばオペアンプを含む回路で構成することができる。この狭帯域フィルタは、希望局（Ｂｃｈ）の周波数帯域内の隣接妨害局の周波数帯域を含まない帯域の信号を出力信号Ｓ３として出力する。
【００２８】
例えば、図８に示すように、出力信号Ｓ１の平均周波数は、隣接妨害局（Ａｃｈ，Ｃｃｈ）が存在する場合には希望局（Ｂｃｈ）の平均周波数より隣接妨害局側にオフセットした値となる。その結果、出力信号Ｓ１の信号レベルは、隣接妨害局の影響分だけずれた値となる。一方、バンドエリミネーションの出力信号Ｓ２は、隣接妨害局が存在する場合、希望局の周波数帯域を除いて、隣接妨害局の周波数帯域のみを含む。狭帯域フィルタの出力信号Ｓ３は、隣接妨害局の周波数帯域は除いて、希望局の周波数帯域の中心周波数近傍のみを含む。
【００２９】
レベル検出回路２６ａ〜２６ｃは、それぞれ出力信号Ｓ１〜Ｓ３の信号レベルを測定する。レベル検出回路２６ａは、従来と同様に、隣接妨害局の影響を含む信号レベルを検出して出力する。これに対して、レベル検出回路２６ｂは、隣接妨害局のみの信号レベルを検出して出力する。さらに、レベル検出回路２６ｃは、希望局の周波数帯域の中心周波数近傍の信号レベルを検出して出力する。
【００３０】
このように、バンドエリミネーションフィルタを構成することによって隣接妨害局の信号レベルを測定することを可能とする。また、狭帯域フィルタを構成することによって希望局の信号レベルを測定することができる。このとき、出力信号Ｓ１を出力するフィルタを構成するためにＢＰＦ２４ａ〜２４ｄを多段構成とするが、バンドエリミネーションフィルタは、乗算器２４ｆ及び減算器２４ｇを加えるだけで構成され、狭帯域フィルタはＢＰＦ２４ｅ及び乗算器２４ｈを加えるだけで構成される。したがって、従来のように希望局及び隣接妨害局の各々についてＢＰＦを多段に接続することが必要でなくなり、回路規模を小さくすることができ、製造コストを抑制することができる。
【００３１】
また、出力信号Ｓ２を出力するバンドエリミネーションフィルタは、他の回路構成で実現することもできる。
【００３２】
例えば、図９に示すように、減算器２４ｇを、加算器２４ｉに変えてもよい。この場合、乗算器２４ｆは、希望局の周波数帯の中心周波数において、ＢＰＦ２４ａ〜２４ｄを透過した信号のピーク強度と一致し、位相が１８０°ずれるようにＢＰＦ２４ａ及び２４ｂを透過した信号を増幅して出力すればよい。
【００３３】
また、希望局の周波数帯の中心周波数において、ＢＰＦ２４ａ及び２４ｂを透過した信号のピーク強度と位相を、ＢＰＦ２４ａ〜２４ｄを透過した信号のピーク強度と位相と一致させれば、図１０に示すように、乗算器２４ｆを設けなくてもよい。また、希望局の周波数帯の中心周波数において、ＢＰＦ２４ａ及び２４ｂを透過した信号のピーク強度をＢＰＦ２４ａ〜２４ｄを透過した信号のピーク強度と一致させ、ＢＰＦ２４ａ及び２４ｂを透過した信号の位相をＢＰＦ２４ａ〜２４ｄを透過した信号の位相と１８０°ずれさせれば、図１１に示すように、乗算器２４ｆを設けなくてもよい。
【００３４】
また、ＢＰＦ２４ｃ，２４ｄ，２４ｅの何れか１つを、バンドパスフィルタの代りに、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、オールパスフィルタとしても同様の出力を得ることができる。
【００３５】
＜ラジオチューナへの応用＞
本実施の形態におけるフィルタ１００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隣接妨害局の有無を検出する必要がある。
【００３６】
ラジオチューナ２００は、図１２に示すように、第１メインチューナ３０、第２メインチューナ３２及びサブチューナ３４を含んで構成される。
【００３７】
第１メインチューナ３０及び第２メインチューナ３２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３０及び第２メインチューナ３２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。
【００３８】
サブチューナ３４は、本実施の形態におけるフィルタ１００を含み、第１メインチューナ３０及び第２メインチューナ３２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３４は、ラジオ放送の周波数帯域全体を走査するようにフィルタ１００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３０及び第２メインチューナ３２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３０又は第２メインチューナ３２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３０及び第２メインチューナ３２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。
【００３９】
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３０及び第２メインチューナ３２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フィルタ１００を含むサブチューナ３４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３０及び第２メインチューナ３２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。
【００４０】
また、第１メインチューナ３０、第２メインチューナ３２及びサブチューナ３４のように多数のチューナを組み込む際に、フィルタ１００の回路規模が小さいので、ラジオチューナ２００の回路規模も小さくすることができる。
【００４１】
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３０及び第２メインチューナ３２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３４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】
【００４２】
１０  増幅器、１４（１４ａ−１４ｃ）  バンドパスフィルタ、１６（１６ａ−１６ｃ）  周波数カウンタ、２０  増幅器、２２  ミキサ、２４（２４ａ−２４ｅ）  バンドパスフィルタ、２４ｆ  乗算器、２４ｇ  減算器、２４ｈ  乗算器、２４ｉ  加算器、２６（２６ａ-２６ｃ）  レベル検出回路、３０  第１メインチューナ、３２  第２メインチューナ、３４  サブチューナ、１００  フィルタ、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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【図１６】
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【図１７】
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