JP2011172188A - ステレオ信号処理回路 - Google Patents

Abstract

【課題】出力信号のノイズレベルを低く維持する。
【解決手段】隣接妨害検出部は、比較的広帯域の希望局信号である広帯域信号の信号レベルと、比較的狭帯域の希望局信号である狭帯域信号の信号レベルを比較し、広帯域信号の信号レベルが所定以上であるにも拘わらず、狭帯域信号の信号レベルが所定以下の場合に隣接妨害が発生していると判定する。可変アンプ３６は、狭帯域信号の信号レベルが所定以下の場合に、Ｌ−Ｒ信号を減衰させるモノラル化する。これによって、隣接妨害があった場合に、前記減衰手段によりＬ−Ｒ信号の減衰を開始する狭帯域信号の信号レベルを比較的高い値に変更する。
【選択図】図２

Description

本発明は、受信信号からＬ＋Ｒ信号とＬ−Ｒ信号を復調し、これら信号を加算および減算して、Ｌ信号およびＲ信号を得るステレオ信号処理回路に関する。

ラジオ受信機では、希望局の周波数に応じて決定された、所定の参照信号を混合することで希望局からの信号を中間周波数（ＩＦ）信号に変換し、ＩＦ信号から希望局信号を抽出している。

また、音声信号再生を効果的に行うために、受信信号の信号レベルが所定より大きい場合には、受信信号を減衰させる広帯域ＡＧＣ（オート・ゲイン・コントロール）と、抽出した希望局信号のレベルが所定以上の場合に受信信号のレベルを減衰させる狭帯域ＡＧＣを有している。

なお、同調回路を有し、希望局信号に近い範囲の信号を取り出した後、ＩＦ信号を得る回路もあり、この場合には同調後の信号レベルに応じて広帯域ＡＧＣを動作させている。

ここで、ＦＭ放送ではステレオ放送が行われている。この場合、メイン信号（Ｌ＋Ｒ信号）と、サブ信号（Ｌ−Ｒ信号）を送信され、受信機において、Ｌ＋Ｒ信号とＬ−Ｒ信号を加算してＬ信号を得、Ｌ＋Ｒ信号からＬ−Ｒ信号を減算してＲ信号を得てステレオ信号を再生している。

このようなステレオ再生の場合、狭帯域信号の信号レベルが小さくなると、ＳＮ（信号・ノイズ）比が悪くなる。そこで、このような場合には、メイン信号のみから信号を再生するモノラル再生に切り替えることも行われている。

特開昭６１−６９２３１号公報 特開２００９−１５２８７３号公報

ここで、ラジオ受信機においては、隣接妨害により希望局の信号を十分に受信できない場合がある。そこで、この場合にもより適切な受信をしたいという要求がある。

本発明は、入力信号からＬ＋Ｒ信号とＬ−Ｒ信号を復調し、これら信号を加算および減算して、Ｌ信号およびＲ信号を得るステレオ信号処理回路であって、比較的広帯域の希望局信号である広帯域信号の信号レベルと、比較的狭帯域の希望局信号である狭帯域信号の信号レベルを比較し、広帯域信号の信号レベルが所定以上であるにも拘わらず、狭帯域信号の信号レベルが所定以下の場合に隣接妨害が発生していると判定する隣接妨害検出手段と、狭帯域信号の信号レベルが所定以下の場合に、Ｌ−Ｒ信号を減衰させるモノラル化する減衰手段と、を含み、隣接妨害があった場合に、前記減衰手段によりＬ−Ｒ信号の減衰を開始する狭帯域信号の信号レベルを比較的高い値に変更することを特徴とする。

また、前記広帯域の信号レベルが所定以上であった場合に、受信信号の信号レベルを減衰することで、広帯域の信号レベルを制御する広帯域ＡＧＣ回路を有し、隣接妨害があった場合には、受信信号のレベルの減衰を開始する広帯域の信号レベルを比較的低い値に変更することが好適である。

この発明によれば、隣接妨害に応じて、モノラル化を希望局信号の信号レベルが高い段階から開始することができ、出力信号のノイズレベルを低く維持することができる。

ＦＭラジオ受信機の信号処理部（希望局信号受信部）の構成を示す図である。 ＦＭラジオ受信機の信号処理部（ステレオ信号処理部）の構成を示す図である。 モノラル化のタイミングを説明する図である。 広帯域ＡＧＣのタイミングを説明する図である。 ＡＭ受信同調回路の構成を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。

図１、２は、ＦＭラジオ受信機の信号処理部の構成を示す図である。図１は、放送波の受信からコンポジット信号を得るところまでの構成を示している。放送波はアンテナ１０によって受信され、低雑音アンプ（ＬＮＡ）と呼ばれる可変アンプ１２に供給される。可変アンプ１２には、ミキサ１４が接続されており、このミキサ１４において、局部発振器からの信号が混合されて、希望局信号の周波数が所定の中間周波数（ＩＦ）信号に周波数変換（ダウンコンバート）される。周波数変換された信号は、ローパスフィルタ１６に供給され、ここで不要な高周波成分が取り除かれる。

ローパスフィルタ１６には、ポストアンプと呼ばれる可変アンプ１８に供給され、この可変アンプ１８の出力がバンドバスフィルタ２０に供給される。バンドパスフィルタ２０は、中間周波数を抽出して希望局のＩＦ信号が得られる。このＩＦ信号が検波されることで音声信号が復調されるが、このＩＦ信号はステレオ放送の希望局信号であり、メイン（Ｌ＋Ｒ）信号と、サブ（Ｌ−Ｒ）信号の両方を含むコンポジット信号である。

また、ローパスフィルタ１６の出力は、広帯域ＡＧＣコントローラ２２に供給される。広帯域ＡＧＣコントローラ２２は、ローパスフィルタ１６の出力の信号強度を検出し、この信号強度が所定値以上であった場合には、可変アンプ１２の出力が小さくなるように制御する。可変アンプ１２の内部に設けられている減衰器によってアンテナ１０から供給される受信信号を減衰してもよいが、可変アンプ１２の増幅率を変更することでもよい。

また、バンドパスフィルタ２０の出力は、狭帯域ＡＧＣコントローラ２４に供給される。狭帯域ＡＧＣコントローラ２４は、バンドパスフィルタ２０の出力の信号強度を検出し、この信号強度が所定値以上であった場合には、可変アンプ１８の出力が小さくなるように制御する。可変アンプ１８の内部に設けられている減衰器によって入力されてくる信号を減衰してもよいが、可変アンプ１８の増幅率を変更することでもよい。

そして、広帯域ＡＧＣコントローラ２２と、狭帯域ＡＧＣコントローラ２４からの信号は隣接妨害検出部２６に供給される。この隣接妨害検出部は、狭帯域ＡＧＣコントローラ２４に供給されるバンドパスフィルタ２０の出力の信号強度（狭帯域信号強度）と、広帯域ＡＧＣコントローラ２２に供給されるローパスフィルタ１６の出力の信号強度（広帯域信号強度）とを比較して、隣接妨害を検出する。例えば、広帯域信号強度が所定値以上であって、狭帯域信号の信号強度が所定値以下の場合に、隣接妨害検出信号を出力する。また、隣接妨害検出信号は、両者の差の大きさを示す信号とすることが好適である。

図２は、コンポジット信号から左右の信号（Ｌ信号、Ｒ信号）を得るための回路を示している。得られたＬ信号、Ｒ信号が復調されて音声信号となり、スピーカの駆動に利用される。

バンドパスフィルタ２０から出力される希望局のＩＦ信号についてのコンポジット信号は、そのままで左信号Ｌと右信号Ｒが加算されたメイン信号（Ｌ＋Ｒ信号）である。モノラルの受信機では、この信号を増幅、復調してモノラル信号を得る。一方、ステレオを復調する場合には、このメイン信号になっている。アンプ３０において増幅された後、加算器３２に供給される。

また、アンプ３０の出力は、ミキサ３４に供給され、ここで復調信号を混合され、サブ信号（Ｌ−Ｒ信号）に変換される。

そして、ミキサ３４の出力が可変アンプ３６を開始、加算器３２および減算器３８に供給される。なお、減算器３８には、アンプ３０の出力であるＬ＋Ｒ信号も供給される。

加算器３２では、（Ｌ＋Ｒ）＋（Ｌ−Ｒ）＝２Ｌの処理がなされ、これがアンプ４０を介しＬ信号として出力される。また、減算器３８では、（Ｌ＋Ｒ）−（Ｌ−Ｒ）＝２Ｒの処理がなされ、これがアンプ４２を介しＲ信号として出力される。

そして、本実施形態では、可変アンプ３６において、サブ信号の減衰量が、制御部４４からの制御信号によって制御される。制御部４４は、隣接妨害検出部２６から供給される隣接妨害検出信号と狭帯域ＡＧＣコントローラ２４から供給される狭帯域信号についての信号レベルに基づいて、可変アンプ３６におけるサブ信号の減衰量を調整する。

この調整について、図３に基づいて説明する。図において、横軸は、狭帯域信号（希望局信号）の信号レベルであり、縦軸が出力レベルである。この場合の出力レベルは、図２におけるＬ信号と、Ｒ信号の和を示しているが、一方だけであってもかまわない。出力レベルは狭帯域信号の信号レベルが非常に低い場合に若干抑えられるが、その後はほぼ一定レベルに調整される。狭帯域信号の信号レベルが０の場合出力の全てはノイズになる。

狭帯域信号の信号レベルがある程度上がると、出力レベルはほぼ一定に制御される。そして、狭帯域信号の信号レベルが高いと、希望局の放送波の占める割合が段々高くなり、ノイズレベルが下がる。ここで、ステレオ信号（Ｌ信号およびＲ信号）と、モノラル信号（Ｌ＋Ｒ信号のみ）では、ノイズレベルが異なる。図３において、ノイズ（ステレオ）と、ノイズ（モノラル）のような違いがある。隣接妨害検出部２６においては、狭帯域信号の信号レベルが所定値から下がった場合に、徐々にモノラルに移るように検出信号が作成される。

そして、この例では、その開始レベルが３段階に分かれており、隣接妨害の大きさに応じて、隣接妨害が大きいほど狭帯域信号の信号レベルが大きくてもモノラルに移るように、可変アンプ３６が制御される。すなわち、隣接妨害の検出されない場合にはｃで示すように、比較的入力レベルが低いときにモノラル化する。そして、隣接妨害の程度によって、ｂ，ａに示すように比較的入力レベルが高いときからモノラル化する。

これによって、ノイズレベルを低くすることが可能であり、入力レベルが低い場合においても、ＳＮ比を比較的高く維持することができる。

ここで、図４には、広帯域ＡＧＣの動作例について示してある。広帯域ＡＧＣコントローラ２２は、入力信号レベルが所定以上の場合に、入力信号を減衰する。ここで、この例では、隣接妨害の有無によって、入力信号の減衰を変更する。すなわち、隣接妨害がない場合には、Ｂで示すように比較的低レベルから入力信号を減衰する。一方、隣接妨害がある場合には、Ａで示すように、入力信号の減衰を開始する入力レベルを高くする。これによって、隣接妨害がある場合に、希望局信号が大きく減衰されてしまうことを防止することができる。

また、上述の例では、隣接妨害に応じて、サブ信号（Ｌ−Ｒ信号）を減衰した。しかし、ＳＮ比改善のためには、サブ信号の周波数特性を変更することもできる。すなわち、ミキサ３４の出力であるサブ信号は、一定周波数の信号である。このサブ信号について、周波数を限定することで、サブ信号の信号レベルは下がるが、隣接妨害の影響を排除することができる。そこで、上述したサブ信号の減衰に代えて、または加えサブ信号の周波数特性変更することも好適である。

ここでの周波数特性変更の一例として、例えば、入力信号が弱くなるにつれ、比較的に高域のノイズの方から盛り上がることが知られており、サブ信号の周波数特性を低域側へシフトする。つまり、ローパスフィルタのカットオフ周波数を下げると、隣接妨害の影響を軽減することが出来る。

図５には、ＡＭラジオにおける同調回路部分が示してある。コイル５０には、アンテナにおいて受信された受信信号が供給される。コイル５２の一端には、発振器５４が接続されており、可変容量５６も接続されている。コイル５２の他端および可変容量５６の他端はグランドに接続されているため、発振器５４，可変容量５６、コイル５２により、可変容量５６の容量を変更することによって任意周波数で発振する発振回路になっている。

この発振回路を希望局周波数で発振させることで、アンテナを希望局周波数で同調することができる。また、コイル５０、５２の他にコイル５８を有しているため、このコイル５６においてアンテナで受信した受信信号を得ることができる。フィルタ６０は、ＡＭ流入妨害を防止するためのもので、コイル５８の一端に接続された抵抗６０ａと、抵抗の他端をグランドに接続する容量６０ｂからなっており、ローパスフィルタとなっている。また、コイル５８は、一端がフィルタ６０を介し同調信号を処理する受信回路の低雑音アンプ６０に供給され、他端には基準電圧Ｖｒｅｆを供給する基準電源６４が接続されている。

従来は、アンテナ発振回路を受信用のコイル５８を使用して構成していた。このため、フィルタ６０を挿入するとアンテナ発振回路の発振周波数が変わってしまうため、フィルタを挿入することができなかった。本構成によれば、発振器５４，可変容量５６、コイル５２からなるアンテナ発振回路が、希望局信号を得るコイル５８とは切り離されている。このため、アンテナ発振回路の発振周波数に悪影響を及ぼすことなく、フィルタ６０を挿入し、ＡＭ流入妨害を効果的に防止することができる。なお、図において白四角は、半導体集積回路（ＩＣ）の端子を表しており、可変容量５６をＩＣに収容することができる。

１０ アンテナ、１２，１８，３６ 可変アンプ、１４ ミキサ、１６ ローパスフィルタ、２０ バンドバスフィルタ、２２ 広帯域ＡＧＣコントローラ、２４ 狭帯域ＡＧＣコントローラ、２６ 隣接妨害検出部、３０，４０，４２ アンプ、３２ 加算器、３４ ミキサ、３８ 減算器、４４ 制御部。

Claims (2)

1. 入力信号からＬ＋Ｒ信号とＬ−Ｒ信号を復調し、これら信号を加算および減算して、Ｌ信号およびＲ信号を得るステレオ信号処理回路であって、
   比較的広帯域の希望局信号である広帯域信号の信号レベルと、比較的狭帯域の希望局信号である狭帯域信号の信号レベルを比較し、広帯域信号の信号レベルが所定以上であるにも拘わらず、狭帯域信号の信号レベルが所定以下の場合に隣接妨害が発生していると判定する隣接妨害検出手段と、
   狭帯域信号の信号レベルが所定以下の場合に、Ｌ−Ｒ信号を減衰させるモノラル化する減衰手段と、
   を含み、
   隣接妨害があった場合に、前記減衰手段によりＬ−Ｒ信号の減衰を開始する狭帯域信号の信号レベルを比較的高い値に変更することを特徴とするステレオ信号処理回路。
2. 請求項１に記載のステレオ信号処理回路であって、
   前記広帯域の信号レベルが所定以上であった場合に、受信信号の信号レベルを減衰することで、広帯域の信号レベルを制御する広帯域ＡＧＣ回路を有し、
   隣接妨害があった場合には、受信信号のレベルの減衰を開始する広帯域の信号レベルを比較的低い値に変更することを特徴とするステレオ信号処理回路。

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