JP2000091932A - パルス性ノイズキャンセラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成でパルス性ノイズを確実に除去す
る。 【解決手段】 ノイズキャンセラ２１は、ＡＭ受信機２
２のミキサ２５の出力から、ノイズ検出用の入力をノイ
ズアンプ３１に入力する。ノイズアンプ３１は、電圧制
御発振器２６が発生する局部発振周波数およびその高調
波成分を低減する低域ろ波特性を有する。ノイズアンプ
３１の出力からパルスノイズ処理回路３２でパルス性ノ
イズが検出され、サンプルホールド回路３３でスイッチ
回路３０の制御が行われる。ミキサ２５の出力中に含ま
れる中間周波成分は、中間周波増幅器２７で選択的に増
幅される際に、遅延を受ける。スイッチ回路３０は、遅
延を受けて検波器２８で検波されたオーディオ信号中に
含まれるパルス性ノイズを、確実に除去することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特にＡＭ信号を受
信する際に、パルス性ノイズを軽減するパルス性ノイズ
キャンセラに関する。

【０００２】

【従来の技術】中波（ＭＦ）や短波（ＨＦ）など、比較
的低い周波数帯域での放送や通信には単側波帯変調（Ｓ
ＳＢ）を含む振幅変調（ＡＭ）が使用されている。ＡＭ
では、伝送に必要な周波数帯域が放送や通信の内容を示
す低周波信号の周波数帯域に対応し、ＦＭ信号の伝送に
必要な周波数帯域よりは一般に狭くなる。しかしなが
ら、受信するＡＭ信号にパルス性のノイズが重畳される
と、ＡＭ信号と同様に復調され、出力される。自動車に
搭載されるチューナなどでは、その自動車のエンジンか
ら発生するノイズや、通行中の道路の側の送電線などか
ら発生するノイズ、あるいは道路上を走行して他の車両
のエンジンから発生するノイズなどが多くなり、その影
響を低減するパルス性ノイズキャンセラの必要性が高く
なる。

【０００３】図７は、本発明の基礎となるノイズキャン
セラ１を含むＡＭ受信機２の概略的な電気的構成を示
す。ＡＭ受信機２は、スーパーヘテロダイン方式であ
り、アンテナ３で受信したＡＭ信号を、高周波増幅器
（以下、「ＲＦ・ＡＭＰ」と略称することもある）４で
増幅した後、ミキサ（以下、「ＭＩＸ」と略称すること
もある）５に入力される。ミキサ５には、局部発振信号
として、電圧制御発振器（以下、「ＶＣＯ」と略称する
こともある）６からの局部発振信号も与えられ、ミキサ
５からの出力にはＡＭ高周波信号と局部発振信号との和
や差の成分も含まれる。ミキサ５からの出力のうちの、
差の周波数の信号は、中間周波増幅器（以下、「ＩＦ・
ＡＭＰ」と略称することもある）７によって選択的に増
幅される。中間周波増幅器７で増幅されるＡＭ中間周波
信号は、検波器（Detector）８で検波され、低周波信号
が得られる。検波器８の出力を低周波増幅器９で増幅す
る。

【０００４】ノイズキャンセラ１は、検波器８と低周波
増幅器９との間に設けられるスイッチ回路１０を含む。
スイッチ回路１０では、ノイズアンプ１１でミキサ５の
出力を増幅し、パルスノイズ処理回路１２でパルス性ノ
イズを検出し、サンプルホールド回路１３でスイッチ回
路１０をスイッチング制御する。スイッチ回路１０で
は、パルス性ノイズの検出状態に対応して、検波器８の
出力のオーディオ信号を低周波増幅器９にそのまま伝達
するか遮断するかのスイッチング制御が行われる。

【０００５】ノイズキャンセラ１については、ノイズア
ンプ１１がパルス性ノイズを検出するために信号を入力
するポイントとしては、図７にＡとして示すミキサの出
力と中間周波増幅器７の入力との間の他に、Ｂで示す中
間周波増幅器７の出力と検波器８の入力との間、あるい
はＣで示す検波器８の出力とスイッチ回路１０の入力と
の間が考えられる。

【０００６】スーパヘテロダイン方式のＡＭ受信機２で
は、選択度などの帯域特性を中間周波増幅器７に設ける
セラミックフィルタなどの帯域フィルタで得るようにし
ている。中間周波増幅器で良好な選択度を有する帯域フ
ィルタを使用すると、信号に遅延が生じる。ＢやＣ点か
らノイズ検出用の信号をノイズキャンセラ１に入力する
場合は、オーディオ出力に発生するパルス性ノイズと、
ノイズ検出の際のパルス性ノイズのタイミングが同一で
あり、ノイズキャンセラ１が動作しても、応答遅れの時
間が存在するため、パルス性ノイズを充分に低減するこ
とができなくなってしまう。一般に中間周波増幅器７で
は、ミキサ５からの出力が与えられる入力側に、セラミ
ックフィルタなどが挿入されているので、Ａ点として、
このようなフィルタよりも前から取出してノイズアンプ
１１に与えるようにすれば、セラミックフィルタ等での
時間遅れの影響を受けずに、検波器８の出力にパルス性
ノイズが現れる時点では、サンプルホールド回路１３で
スイッチ回路１０を遮断するような時間的に先行する制
御を行うことができる。

【０００７】以上説明したような理由で、図７に示すよ
うなノイズキャンセラ１が使用され、図８にはそのうち
のパルスノイズ処理回路１２についてさらに詳細化した
構成を示す。パルスノイズ処理回路１２は、電圧制御増
幅器（ＶＣＡ）１４、自動利得（ＡＧＣ）回路１５およ
び処理回路１６を含む。ＡＭ放送が受信されているとき
には、たとえば４５０ｋＨｚである中間周波数でレベル
が最大となるキャリアも入力されているので、キャリア
を検知して音声などによる誤動作が発生しないように、
電圧制御増幅器１４と自動利得調整回路１５とによって
ＡＧＣ制御が行われている。処理回路１６ではパルス性
ノイズの検出が行われる。

【０００８】図９は、図７のＡ点での信号スペクトルを
示す。図９（ａ）は、理想スペクトルを示す。理想スペ
クトルでは、中間周波数である４５０ｋＨｚ付近でキャ
リアが最大のレベルとなり、これにパルスノイズが重畳
する形となる。しかしながら、実際のスペクトルは図９
（ｂ）に示すように、中間周波数のキャリア成分ばかり
ではなく、電圧制御発振器（ＶＣＯ）６からの局部発振
信号や、その高調波成分も含まれる。ノイズキャンセラ
１にも、中間周波増幅器７と同様なフィルタを挿入すれ
ば、図９（ｂ）に示すような局部発振信号やその高調波
成分の影響を低減することができる。しかしながら、急
峻な特性のフィルタは、信号に遅延を生じるので、パル
ス性ノイズに対してノイズキャンセラ１の動作が応答遅
れを生じてしまう。

【０００９】特開平７−２３１２６８には、ＦＭチュー
ナにおけるパルスノイズキャンセラに高域通過フィルタ
（ＨＰＦ）を使用している。この先行技術では、ＦＭチ
ューナでＦＭ信号受信をより高音質で行うため、ＦＭ検
波器の出力側からノイズキャンセラ用の信号を取出すと
ともに、ＦＭ検波器から出力するオーディオ信号は、さ
らに遅延回路で時間的に遅れを生じさせて、スイッチン
グゲート回路でのノイズキャンセル動作を行わせてい
る。ハイパスフィルタは、パルス性ノイズ成分を確実に
検出するために設けられていると考えられる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】図７および図８に示す
ようなノイズキャンセラ１は、ノイズを検出するタイミ
ングの点では好ましいけれども、局部発振信号やその高
調波成分の影響を受ける点で問題がある。図８に示すパ
ルスノイズ処理回路１２では、ＡＭ高周波信号を変換し
た中間周波数のキャリアのレベルに応じ、自動利得制御
回路１５によるフィードバック制御でノイズキャンセラ
１としての感度を調整している。電圧制御発振器６から
の局部発振信号およびその高調波成分は、ＡＭ信号の受
信時にはキャリアの有無にかかわらず常に発生してい
る。このため、局部発振信号およびその高調波成分で、
自動利得制御回路１５による電圧制御増幅器１４の利得
制御が常に行われ、結果的にノイズキャンセラ１として
の感度低下を発生させてしまう。

【００１１】特開平７−２３１２６８のように高域通過
フィルタを設けても、局部発振信号およびその高調波を
取除くことはできない。また、この先行技術のように、
ノイズ検出用の信号を検波器のあとから取出す場合に
は、ノイズ除去の対象となるオーディオ信号の方に遅延
回路などを設ける必要がある。

【００１２】本発明の目的は、簡単な構成で局部発振信
号およびその高調波の影響を取除き、パルス性ノイズを
有効に除去することができるパルス性ノイズキャンセラ
を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、高周波信号を
スーパヘテロダイン方式で受信する際に、高周波信号に
混入するパルス性ノイズを除去するパルス性ノイズキャ
ンセラであって、高周波信号と局部発振信号とを混合し
て中間周波信号に変換するミキサからの出力を増幅して
パルス性ノイズを検出し、局部発振信号およびその高調
波成分を低減する低域ろ波特性を有するノイズアンプ
と、前記ミキサからの出力のうち中間周波成分を選択的
に増幅して検波した後に設けられ、前記ノイズアンプが
パルス性ノイズを検出している期間は検波出力を遮断す
るスイッチ回路とを含むことを特徴とするパルス性ノイ
ズキャンセラである。

【００１４】本発明に従えば、ノイズアンプは、高周波
信号と局部発振信号とを混合して中間周波信号に変換す
るミキサからの出力を増幅してパルス性ノイズを検出す
る。ノイズアンプは、局部発振信号およびその高調波成
分を低減するような低域ろ波特性を有するので、局部発
振信号およびその高調波成分の影響を受けずにパルス性
ノイズを検出することができる。ノイズアンプがパルス
性ノイズを検出している時間は、スイッチ回路によっ
て、ミキサからの出力のうちの中間周波数成分を選択的
に増幅して検波した出力が遮断されるので、パルス性ノ
イズの出力を確実に抑えることができる。ノイズアンプ
は、局部発振信号およびその高調波成分の影響を受けな
いような低域ろ波特性を有すればよいので、低域ろ波特
性は急峻にする必要はなく、簡単に構成して信号の応答
遅れを避けることができる。

【００１５】また本発明で前記ノイズアンプは、抵抗お
よびコンデンサによって構成される低域通過フィルタ
を、入力側に有することを特徴とする。

【００１６】本発明に従えば、ノイズアンプの入力側に
抵抗およびコンデンサによって構成される低域通過フィ
ルタを設けるので、ノイズアンプには局部発振信号およ
びその高調波成分を低減した信号が入力され、局部発振
信号およびその高調波成分の影響を受けずに自動利得制
御などを行うことができる。

【００１７】また本発明で前記ノイズアンプは、抵抗お
よびコンデンサによって構成される低域通過フィルタ
を、出力側に有することを特徴とする。

【００１８】本発明に従えば、ノイズアンプの出力側に
抵抗およびコンデンサによって構成される低域通過フィ
ルタを設けるので、ミキサの出力側に低域通過フィルタ
が直接接続されることはなく、ミキサの負荷を軽減する
ことができる。

【００１９】また本発明は、前記局部発振信号を発生す
る電圧制御型発振回路を備え、前記低域通過フィルタの
カットオフ周波数は、電圧制御型発振回路に与えるチュ
ーンバイアス電圧に連動して変化させることを特徴とす
る。

【００２０】本発明に従えば、電圧制御型発振回路で局
部発振信号を発生し、その周波数を変えるためのチュー
ンバイアス電圧に連動して低域通過フィルタのカットオ
フ周波数を変化させるので、受信周波数に応じて適切な
低域通過特性を得ることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態と
してのノイズキャンセラ２１の概略的な構成を示す。ノ
イズキャンセラ２１は、ＡＭ受信機２２でパルス性ノイ
ズを低域するために用いられる。ＡＭ受信機２２には、
ＡＭ信号電波を受信するアンテナ２３、アンテナ２３が
受信したＡＭ信号の周波数で増幅する高周波増幅器２
４、高周波増幅器２４が入力されるミキサ２５、ミキサ
２５に局部発振信号を与える電圧制御発振器２６、ミキ
サ２５が出力するＡＭ信号と局部発振信号との差である
中間周波信号を選択的に増幅する中間周波増幅器２７、
中間周波増幅器２７の出力を検波する検波器２８、検波
器２８によって検波されたオーディオ信号を増幅する低
周波増幅器２９が含まれる。

【００２２】ノイズキャンセラ２１は、検波器２８と低
周波増幅器２９との間に設けられるスイッチ回路３０、
ミキサ２５の出力を増幅するノイズアンプ３１、ノイズ
アンプ３１の出力中からパルス性ノイズを検出するパル
スノイズ処理回路３２、パルスノイズ処理回路３２の検
出出力に応じてスイッチ回路３０の制御を行うサンプル
ホールド回路３３を含む。

【００２３】本実施形態のノイズアンプ３１は、図２に
示すように、入力側に低域通過フィルタ（以下、「ＬＰ
Ｆ」と略称することもある）４０を設けている。低域通
過フィルタ４０は、抵抗４１およびコンデンサ４２によ
る積分回路を構成し、オクターブあたり６ｄＢの減衰特
性を有する。抵抗４１の抵抗値とコンデンサ４２のイン
ピーダンスと等しくなる周波数がカットオフ周波数であ
り、低い周波数成分に比較して、３ｄＢ信号が減衰す
る。図１のＡＭ受信機２２が、たとえば５２２ｋＨｚ〜
１６２０ｋＨｚの周波数範囲で周波ＡＭ音声放送を受信
し、中間周波数が４５０ｋＨｚであるときには、局部発
振周波数は１ＭＨｚ以上の周波数となる。低域通過フィ
ルタ４０のカットオフ周波数を１ＭＨｚ程度とすれば中
波ＡＭ音声放送の周波数帯域ＡＭ放送を受信する際に局
部発振信号およびその高調波成分を充分に抑制すること
ができる。なお、ノイズアンプ３１には、コンデンサ４
３を介して直流成分がカットされた信号が低域通過フィ
ルタ４０を介して入力される。またノイズアンプ３１の
動作用のバイアス電圧は、バイアス電源４４によって与
えられる。

【００２４】図３は、本発明の実施の他の形態として、
低域通過フィルタ４０をノイズアンプ３１の出力側に設
ける構成を示す。本実施形態で、図１および図２に示す
実施形態に対応する部分には同一の参照符を付し、重複
する説明を省略する。本実施形態で、ノイズアンプ３１
の出力側に、直流カット用のコンデンサ４５を介して低
域通過フィルタ４０を接続する。低域通過フィルタ４０
の出力は、図８の電圧制御増幅器１４と同様なパルスノ
イズ処理回路３２内の電圧制御増幅器４６に与えられ
る。本実施形態では、低域通過フィルタ４０をノイズア
ンプ３１に入力側ではなく出力側に設けている。図２の
実施形態のように、低域通過フィルタ４０をノイズアン
プ３１の入力側に設けると、低域通過フィルタ４０が図
１のミキサ２５の出力側に直接接続されることになる。
抵抗４１とコンデンサ４２とで構成される低域通過フィ
ルタ４０の入力インピーダンスは、入力周波数がカット
オフ周波数よりも高くなると抵抗４１の抵抗値と同程度
まで低下する。このため、図１のミキサ２５の出力に接
続されるインピーダンスが低くなり、ミキサ２５の負荷
が重い状態となる。図３に示す実施形態では、低域通過
フィルタ４０によってミキサ２５の負荷が重くなるよう
な事態を避けることができる。

【００２５】図４は、本発明の実施のさらに他の形態と
してカットオフ周波数が可変である低域通過フィルタ５
０をノイズアンプ３１の入力側に設けている構成を示
す。図１のＡＭ受信機２２が、日本国内では５２２ｋＨ
ｚ〜１６２０ｋＨｚの範囲に中波ＡＭ放送を受信して４
５０ｋＨｚの中間周波に変換するためには、電圧制御発
振器２６は９７２ｋＨｚ〜２０７９ｋＨｚの範囲で局部
発振周波数を変化させる。したがって、受振周波数に応
じて低域通過フィルタ５０のカットオフ周波数を可変す
れば理想的である。電圧制御発振器２６では、チューン
バイアス電圧と受信周波数とが図５（ａ）に示すような
対応関係を有するので、チューンバイアス電圧を利用し
て、図５（ｂ）に示すように、受信周波数に応じてカッ
トオフ周波数も変化させることができる。図４では、低
域通過フィルタ５０に可変容量ダイオードなど、電圧可
変容量素子５１を用いる。チューンバイアス電圧を電圧
可変容量素子５１に印加するために、処理回路５２が設
けられる。処理回路５２は、チューンバイアス電圧をそ
のまま、あるいはチューンバイアス電圧に対応する電圧
を電圧可変容量素子５１に印加し、低域通過フィルタ５
０のカットオフ周波数を受信周波数に応じて変化させ
る。

【００２６】図６は、本発明の実施のさらに他の形態の
概略的な構成を示す。本実施形態では、低域通過フィル
タ５０を、ノイズアンプ３１の出力側に設けるようにし
ている。すなわち、図４の実施形態が、図２の実施形態
の低域通過フィルタ４０をチューンバイアス電圧に応じ
てカットオフ周波数が可変となるように改良したもので
あるのに対し、本実施形態は、図３に示す実施形態の低
域通過フィルタ４０を、チューンバイアス電圧に応じて
カットオフ周波数が可変な低域通過フィルタ５０に代え
たものである。

【００２７】なお以上説明した各実施形態で、ノイズア
ンプ３１の低域ろ波特性を、能動素子を含まないパッシ
ブ型の低域通過フィルタ４０，５０で得るようにしてい
るけれども、ノイズアンプ３１自体を含むアクティブ型
の低域通過フィルタを構成して、局部発振信号およびそ
の高調波成分を低減するようにすることもできる。ま
た、局部発振信号は、電圧制御発振器２６にチューンバ
イアス電圧を与えて変化させるようにしているけれど
も、電圧制御発振器を含んでフェーズロックドループ
（ＰＬＬ）回路などを構成して発生したり、周波数シン
セサイザ方式で発生したりすることもできる。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ミキサか
らの出力を増幅してパルス性ノイズを検出するノイズア
ンプに低域ろ波特性を持たせているので、局部発振信号
およびその高調波の影響を低減して確実にパルス性ノイ
ズを除去する動作を行わせることができる。低域ろ波特
性は、ノイズアンプに比較的簡単な構成要素を追加する
だけで得ることができ、信号の受信をパルス性ノイズの
影響を低減して良好な状態で行うことができる。

【００２９】また本発明によれば、ノイズアンプの入力
側に抵抗とコンデンサとで構成される低域通過フィルタ
を設けるので、ノイズアンプの動作には局部発振信号お
よびその高調波が影響しないようにすることができる。

【００３０】また本発明によれば、ノイズアンプの出力
側に抵抗およびコンデンサによって構成される低域通過
フィルタを設けるので、ミキサの負荷を軽減することが
できる。

【００３１】また本発明によれば、ノイズアンプに設け
られる低域通過フィルタのカットオフ周波数を、受信周
波数に応じて変化させることができるので、受信周波数
に応じて適切なカットオフ周波数に自動的に変化させ
て、パルス性ノイズの検出特性を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の概略的な電気的構成を
示すブロック図である。

【図２】図１の実施形態でノイズキャンセラ２１の部分
的な電気的構成を示すブロック図である。

【図３】本発明の実施の他の形態のノイズキャンセラの
部分的な電気的構成を示すブロック図である。

【図４】本発明のさらに他の形態のノイズキャンセラの
部分的な電気的構成を示すブロック図である。

【図５】図４の実施形態での受信周波数とチューンバイ
アス電圧およびカットオフ周波数との関係を示すグラフ
である。

【図６】本発明の実施のさらに他の形態のノイズキャン
セラの部分的な電気的構成を示すブロック図である。

【図７】本発明の基礎となるノイズキャンセラ１を含む
ＡＭ受信機２の概略的な電気的構成を示すブロック図で
ある。

【図８】図７のノイズキャンセラ１の詳細な構成を部分
的に示すブロック図である。

【図９】図８のノイズアンプ１１に入力される信号のス
ペクトルを示すグラフである。

【符号の説明】

２１ ノイズキャンセラ ２２ ＡＭ受信機 ２５ ミキサ ２６ 電圧制御発振器 ２７ 中間周波増幅器 ２８ 検波器 ２９ 低周波増幅器 ３０ スイッチ回路 ３１ ノイズアンプ ３２ パルスノイズ処理回路 ３３ サンプルホールド回路 ４０，５０ 低域通過フィルタ ４１ 抵抗 ４２，４３，４５ コンデンサ ４６ 電圧制御増幅器 ５１ 電圧可変容量素子 ５２ 処理回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5K020 CC01 DD21 EE04 EE06 GG04 HH11 KK08 5K052 AA01 BB02 CC01 DD21 EE02 EE12 EE22 FF13 GG03 GG33 GG47

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高周波信号をスーパヘテロダイン方式で
   受信する際に、高周波信号に混入するパルス性ノイズを
   除去するパルス性ノイズキャンセラであって、 高周波信号と局部発振信号とを混合して中間周波信号に
   変換するミキサからの出力を増幅してパルス性ノイズを
   検出し、局部発振信号およびその高調波成分を低減する
   低域ろ波特性を有するノイズアンプと、 前記ミキサからの出力のうち中間周波成分を選択的に増
   幅して検波した後に設けられ、前記ノイズアンプがパル
   ス性ノイズを検出している期間は検波出力を遮断するス
   イッチ回路とを含むことを特徴とするパルス性ノイズキ
   ャンセラ。
2. 【請求項２】 前記ノイズアンプは、抵抗およびコンデ
   ンサによって構成される低域通過フィルタを、入力側に
   有することを特徴とする請求項１記載のパルス性ノイズ
   キャンセラ。
3. 【請求項３】 前記ノイズアンプは、抵抗およびコンデ
   ンサによって構成される低域通過フィルタを、出力側に
   有することを特徴とする請求項１記載のパルス性ノイズ
   キャンセラ。
4. 【請求項４】 前記局部発振信号を発生する電圧制御型
   発振回路を備え、 前記低域通過フィルタのカットオフ周波数は、電圧制御
   型発振回路に与えるチューンバイアス電圧に連動して変
   化させることを特徴とする請求項２または３記載のパル
   ス性ノイズキャンセラ。