(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーディオ信号を入力処理する入力回路と、
前記入力回路で入力処理されたオーディオ信号に対してノイズ除去処理を行うノイズリダクション回路と、
前記ノイズリダクション回路から入力される信号レベルに対して振幅制限を行うＡＦリミッターと、
前記ＡＦリミッターで振幅制限された信号レベルをＶ（電圧）／Ｉ（電流）変換するＶ／Ｉ変換器と、
前記Ｖ／Ｉ変換器を経た信号レベルに応じて発振周波数が変化する電圧制御発振器と、
前記ＡＦリミッターの入力レベルをモニタリングしつつ当該入力レベルに基づいて外部で設定された調整電圧に応じた調整電流を前記ＡＦリミッターに供給するデビエーション調整回路とを備え、
前記デビエーション調整回路は、前記ＡＦリミッターの入力レベルに基づいて当該ＡＦリミッターのリミットレベルを制御する
ことを特徴とする周波数変調回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、周波数変調（ＦＭ;Frequency Modulation)回路に関し、特に８ミリビデオ等においてオーディオ信号をテープに記録する際にオーディオ信号を周波数変調する周波数変調回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
８ミリビデオの規格では、カセットを小型にするためにテープ走行速度が遅くなっている。一般にテープの走行速度が遅くなると、高い周波数の音が記録しにくくなったり、一定の速度でテープを送るのが難しくなるので音がふるえたりする。そこで、８ミリビデオでは、小型でも高音質で記録できるように、オーディオ信号をビデオ信号と同じように周波数変調し、回転ヘッドでビデオ信号と一緒に記録するＦＭオーディオ（ＡＦＭ;Audio Frequency Modulation)方式を採用している。
【０００３】
この種の周波数変調回路の従来例を図５に示す。図５において、テープに記録すべきオーディオ信号は入力回路５１で入力処理され、ノイズリダクション回路５２でノイズ除去処理が行われた後、ＡＦ(Audio Frequency) リミッター５３に入力される。このＡＦリミッター５３は、ある一定のリミットレベルを持ち、後段に供給する信号レベルがリミットレベル以上にならないようにオーディオ信号の入力レベルに対して振幅制限を行う。
【０００４】
ＡＦリミッター５３で振幅制限されたオーディオ信号は、Ｖ（電圧）／Ｉ（電流）変換器５４を経てＶＣＯ（電圧制御発振器）５５に供給される。このＶＣＯ５５は、ノイズリダクション回路５２でノイズが除去され、かつＡＦリミッター５３で振幅制限されたオーディオ信号の信号レベルに応じて発振周波数が変化することで、オーディオ信号を周波数変調する。
【０００５】
この周波数変調において、変調波であるオーディオ信号が入力されたとき、その振幅に比例して被変調波の周波数が搬送波よりずれる量、即ちデビエーション（周波数偏移）を規格幅に調整するために、デビエーション調整回路５６が設けられている。デビエーション調整回路５６は、外部から与えられる調整電圧Ｖに応じた調整電流ｉをＡＦリミッター５３に供給することで、最大デビエーション幅の調整を行う。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記構成の従来例に係る周波数変調回路では、入力回路５１からＡＦリミッター５３の入力端までの間の回路系において、回路素子の特性のばらつき等があると、この回路のバラツキによってＡＦリミッター５３の入力レベルが変動する。この入力レベルの変動は、相対的にＡＦリミッター５３のリミットレベルが変動したことと等価となる。
【０００７】
その結果、最大デビエーション幅が規格よりも広がってしまい、図６に破線で示すように、Ｃ（色信号）系やＹ（輝度信号）系にかかってしまったり、ＬｃｈとＲｃｈが重なり合ってクロストークが悪くなる。逆に、図６に一点鎖線で示すように、最大デビエーション幅が規格よりも狭まった場合には、大きな音を記録できなくなり、その結果再生したときに音がつぶれてしまうような現象が生ずることになる。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、回路のばらつきにより入力レベルが変動しても常に一定のレベルで振幅制限がかかるようにした周波数変調回路を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による周波数変調回路はオーディオ信号を入力処理する入力回路と、前記入力回路で入力処理されたオーディオ信号に対してノイズ除去処理を行うノイズリダクション回路と、前記ノイズリダクション回路から入力される信号レベルに対して振幅制限を行うＡＦリミッターと、このＡＦリミッターで振幅制限されたオーディオ信号をＶ（電圧）／Ｉ（電流）変換するＶ／Ｉ変換器と、このＶ／Ｉ変換器を経た信号レベルに応じて発振周波数が変化する電圧制御発振器と、前記ＡＦリミッターの入力レベルをモニタリングしつつ当該入力レベルに基づいて外部で設定された調整電圧に応じた調整電流を前記ＡＦリミッターに供給するデビエーション調整回路とを備え、前記デビエーション調整回路は、前記ＡＦリミッターの入力レベルに基づいて当該ＡＦリミッターのリミットレベルを制御する構成となっている。
【００１０】
上記構成の周波数変調回路において、入力回路およびノイズリダクション回路を介して入力されるオーディオ信号の信号レベルに対して振幅制限を行うＡＦリミッターのリミットレベルを、その入力レベルに基づいて制御することで、入力回路やノイズリダクション回路の回路のばらつきによって入力レベルが変動しても、常に一定のレベルで振幅制限がかかることになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態を示すブロック図である。図１において、テープに記録すべきオーディオ信号は入力回路１１で入力処理され、ノイズリダクション回路１２でノイズ除去処理が行われた後、ＡＦリミッター１３に入力される。このＡＦリミッター１３は、ある一定のリミットレベルを持ち、後段に供給する信号レベルがリミットレベル以上にならないように、換言すればテープに記録するときある一定レベル以上にならないようにオーディオ信号に対して振幅制限を行う。この一定レベルが最大デビエーション幅となる。
【００１３】
ＡＦリミッター１３で振幅制限されたオーディオ信号は、Ｖ（電圧）／Ｉ（電流）変換器１４を経てＶＣＯ（電圧制御発振器）１５に供給される。このＶＣＯ１５は、ノイズリダクション回路１２でノイズが除去され、かつＡＦリミッター１３で振幅制限されたオーディオ信号の信号レベルに応じて発振周波数が変化することで、オーディオ信号を周波数変調する。
【００１４】
この周波数変調において、デビエーション（周波数偏移）が規格幅になるように調整するためのデビエーション調整回路１６が設けられている。ここに、デビエーションとは、変調波であるオーディオ信号が入力されたとき、その振幅に比例して被変調波の周波数が搬送波よりずれる量を言う。デビエーション調整回路１６は、ＡＦリミッター１３の入力レベルをモニタリングしつつ当該入力レベルに基づいて外部で設定された調整電圧Ｖが与えられた際に、この調整電圧Ｖに応じた調整電流ｉ１をＡＦリミッター１３に供給することで、最大デビエーション幅の調整を行う。
【００１５】
また、本例においては、デビエーション調整回路１６は、ＡＦリミッター１３の入力レベルに基づいて当該ＡＦリミッター１３のリミットレベルを制御する制御手段として兼用されている。すなわち、このデビエーション調整回路１６から出力される調整電流ｉ１は、Ｖ／Ｉ変換器１４に供給されるとともに、ＡＦリミッター１３にも供給される。ＡＦリミッター１３は、デビエーション調整回路１６から供給される調整電流ｉ１に応じてリミットレベルが変化するように構成されている。
【００１６】
図２に、ＡＦリミッター１３の回路構成の一例を示す。図２において、リミットレベルの上限と下限を決める抵抗Ｒ１，Ｒ２の各一端が共通に接続され、その共通接続点Ｏには所定の固定電位Ｅｏが印加されている。抵抗Ｒ１の他端と電源Ｖｃｃとの間には、電流源２１を構成するトランジスタＱ１および抵抗Ｒ３が直列に接続されている。抵抗Ｒ２の他端とグランドとの間には、電流源２２を構成するトランジスタＱ２および抵抗Ｒ４が直列に接続されている。そして、抵抗Ｒ２の他端の電圧が下限レベルとして下側リミット部２３に、抵抗Ｒ１の他端の電圧が上限レベルとして上側リミット部２４にそれぞれ与えられる。
【００１７】
下側リミット部２３は、エミッタが共通接続された差動対トランジスタＱ３，Ｑ４と、トランジスタＱ３のベースに入力レベルを与える抵抗Ｒ５と、トランジスタＱ４のベースに下限レベルを与える抵抗Ｒ６と、トランジスタＱ３，Ｑ４のエミッタ共通接続点とグランドとの間に直列に接続されて電流源を構成するトランジスタＱ５および抵抗Ｒ７と、トランジスタＱ３，Ｑ４の各コレクタと電源Ｖｃｃとの間に接続された抵抗Ｒ８，Ｒ９と、トランジスタＱ３，Ｑ４の各エミッタに各コレクタが、各コレクタに各ベースがそれぞれ接続されかつ各エミッタが電源Ｖｃｃに接続されたトランジスタＱ６，Ｑ７とから構成されている。
【００１８】
一方、上側リミット部２４は、エミッタが共通接続された差動対トランジスタＱ８，Ｑ９と、このトランジスタＱ８，Ｑ９のエミッタ共通接続点と電源Ｖｃｃとの間に直列に接続されて電流源を構成するトランジスタＱ１０および抵抗Ｒ１０と、トランジスタＱ８，Ｑ９の各コレクタとグランドとの間に接続された抵抗Ｒ１１，Ｒ１２と、トランジスタＱ８，Ｑ９の各エミッタに各コレクタが、各コレクタに各ベースがそれぞれ接続されかつ各エミッタがグランドに接続されたトランジスタＱ１１，Ｑ１２とから構成されている。
【００１９】
そして、トランジスタＱ９のベースとグランドとの間には、電流源を構成するトランジスタＱ１３および抵抗Ｒ１３が直列に接続され、さらにトランジスタＱ９のベースと電源Ｖｃｃとの間にはトランジスタＱ１４が接続されており、このトランジスタＱ１４のベースが抵抗Ｒ１の他端に接続されることで、上限レベルをトランジスタＱ９のベースに与えている。また、トランジスタＱ８のベースがトランジスタＱ５のコレクタに接続されることで、下側リミット部２１で下側のレベルが制限された信号がトランジスタＱ８のベースに与えられる。
【００２０】
さらに、ＡＦリミッター１３のリミットレベルを入力レベルに基づいて設定し得るように、入力レベルに基づいて最大デビエーション幅を設定する際に、デビエーション調整回路１６から供給される調整電流ｉ１に応じて電流源２１，２２の電流を制御する電流制御部２５，２６が設けられている。電流源２１，２２の電流が入力レベルに応じて変わることで、抵抗Ｒ１，Ｒ２の各他端に得られる上限レベルおよび下限レベルも入力レベルに応じて変わる。
【００２１】
電流制御部２５は、電流源２１を構成するトランジスタＱ１のベースと各ベースが共通に接続されたトランジスタＱ１５，Ｑ１６，Ｑ１７と、これらトランジスタＱ１５，Ｑ１６，Ｑ１７の各エミッタと電源Ｖｃｃとの間に接続された抵抗Ｒ１４，Ｒ１５，Ｒ１６と、ベースがトランジスタＱ１５のコレクタに、エミッタがトランジスタＱ１５のコレクタにそれぞれ接続され、コレクタが接地されたトランジスタＱ１８とからなり、トランジスタＱ１６のベースがコレクタに接続された電流ミラー回路構成となっている。
【００２２】
かかる構成の電流制御部２５において、トランジスタＱ１５のコレクタおよびトランジスタＱ１８のベースが制御入力となり、デビエーション調整回路１６から調整電流ｉ１が供給されることで、この調整電流ｉ１に比例した電流ｉ２が電流源２１を構成するトランジスタＱ１のベースに流れ、これにより電流源２１の電流が制御されることになる。
【００２３】
一方、電流制御部２６は、電流源２２を構成するトランジスタＱ２のベースと各ベースが共通に接続されたトランジスタＱ１９，Ｑ２０と、これらトランジスタＱ１９，Ｑ２０の各エミッタとグランドとの間に接続された抵抗Ｒ１７，Ｒ１８と、ベースがトランジスタＱ１９のコレクタに、エミッタがトランジスタＱ２０のコレクタにそれぞれ接続され、コレクタが電源Ｖｃｃに接続されたトランジスタＱ２１とからなり、トランジスタＱ２０のベースがコレクタに接続された電流ミラー回路構成となっている。
【００２４】
かかる構成の電流制御部２６において、トランジスタＱ１９のコレクタおよびトランジスタＱ２１のベースが、電流制御部２５のコレクタに共通に接続されることで、電流制御部２５と同じ電流が電流制御部２６にも流れる。その結果、電流源２１を構成するトランジスタＱ１のベースに流れる電流と同じ電流ｉ２が電流源２２を構成するトランジスタＱ２のベースにも流れ、これにより電流源２２の電流が制御されることになる。
【００２５】
上記構成のＡＦリミッター１３の等価回路を図３に示す。同図に示すように、リミットレベルはばらつきがなく一定となり、入力レベルに関係なく、例えば−１０ｄＢｍ（＋５ｄＢアップ）で振幅制限を行い、このレベルが最大デビエーション幅となる。
【００２６】
ここで、回路のばらつきによってＡＦリミッター１３の入力レベルが変動したとすると、場合により、リミットレベルが相対的に変動してしまうことになる。一例として、リミットレベルが−１０ｄＢｍであるとすると、−２ｄＢ変動した場合には、入力レベルが−１７ｄＢｍとなり、＋７ｄＢアップで振幅制限がかかり、＋２ｄＢ変動した場合には、入力レベルが−１３ｄＢｍとなり、＋３ｄＢアップで振幅制限がかかることになる。
【００２７】
ところが、デビエーション調整回路１６は、ＡＦリミッター１３の入力レベルに拘らずデビエーション幅を例えばＬｃｈ＝±６０ｋＨｚ，Ｒｃｈ＝±３０ｋＨｚの規格に調整してしまう。そのため、例えば、ＡＦリミッター１３の入力レベルが−１７ｄＢｍであった場合、最大デビエーション幅が＋５ｄＢアップで振幅制限がかからなければならないのに、＋７ｄＢアップで振幅制限がかかることになるため、図６に破線で示すように、Ｃ系、Ｙ系にＡＦＭの信号が食い込んでしまうことになる。逆に、ＡＦリミッター１３の入力レベルが−１３ｄＢｍであった場合、＋３ｄＢアップで振幅制限がかかることになる。
【００２８】
ところが、本実施形態においては、ＡＦリミッター１３の入力レベルに基づいて外部の調整電圧Ｖを変化させ、この調整電圧Ｖに応じた調整電流ｉ１をデビエーション調整回路１６からＶ／Ｉ変換器１４に供給することにより、ＶＣＯ１６の出力のデビエーション幅が例えばＬｃｈ＝±６０ｋＨｚ，Ｒｃｈ＝±３０ｋＨｚとなるようにデビエーション調整を行う際に、この調整電流ｉ１をＡＦリミッター１３にも供給することによってＡＦリミッター１３のリミットレベルをその入力レベルに基づいて制御するようにしている。
【００２９】
このように、ＡＦリミッター１３の入力レベルに対応した調整電流ｉ１をＡＦリミッター１３にも供給し、ＡＦリミッター１３のリミットレベルをその入力レベルに基づいて制御することにより、当該リミットレベルを入力レベルに対して常に一定のレベル（例えば、＋５ｄＢアップ）で振幅制限がかかるようにすることができる。これにより、回路のばらつきによって入力レベルが変動しても、常に一定のレベルで振幅制限がかかることになる。
【００３０】
図４に、例えばＬｃｈにおいてデビエーション幅が±６０ｋＨｚになるように外部の調整電圧Ｖを設定した後、ＡＦリミッター１３のリミットレベルを調べた場合の従来例と本実施形態との比較結果を示す。同図から明らかなように、従来例の場合には、入力レベルに拘らずリミットレベルが一定であるのに対し、本実施形態の場合には、入力レベルにほぼ比例した形でリミットレベルが変化することがわかる。
【００３１】
なお、上記実施形態では、デビエーション回路１６を、ＡＦリミッター１３の入力レベルに基づいてそのリミットレベルを制御する制御手段として兼用する構成とした場合について説明したが、この構成に限定されるものではなく、ＡＦリミッター１３の入力レベルに基づいてそのリミットレベルを制御するための制御回路を別に設けても良いことは勿論である。ただし、デビエーション回路１６を兼用した場合には、ＩＣ化する際に新たに調整端子を用意しなくて済むという利点がある。
【００３２】
また、上記実施形態においては、単一の周波数変調回路について説明したが、例えば８ミリビデオに適用する場合には、図６の周波数アロケーションから明らかなように、ハイファイステレオ方式であることから、Ｌｃｈ，Ｒｃｈの２系統の周波数変換回路が用いられることになる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、オーディオ信号を周波数変調する周波数変調回路において、入力回路およびノイズリダクション回路を介して入力されるオーディオ信号の信号レベルに対して振幅制限を行うＡＦリミッターのリミットレベルを、その入力レベルに基づいて制御するようにしたことにより、入力回路やノイズリダクション回路の回路のばらつきによって入力レベルが変動しても、常に一定のレベルで振幅制限をかけることができるため、回路入力からＡＦリミッターの直前までの回路ばらつきを吸収できるととともに、ＡＦＭの信号がＣ系、Ｙ系に食い込んだり、大きな音が記録できないというようなことがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】ＡＦリミッターの回路構成の一例を示す回路図である。
【図３】ＡＦリミッターの等価回路図である。
【図４】ＡＦリミッターの入力レベルとそのリミットレベルとの関係を示す特性図である。
【図５】従来例を示すブロック図である。
【図６】課題を説明するための周波数アロケーション図である。
【符号の説明】
１２  ノイズリダクション回路    １３  ＡＦリミッター
１５  電圧制御発振器    １６  デビエーション調整回路
【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】
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【図６】
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