JP2017184164A - 無線受信装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】使用者の操作により、Ａ／Ｄ変換器の飽和を防止しつつ、受信信号のＳ／Ｎを悪化させずに、音声信号の歪みを解消する。
【解決手段】各部を制御する制御部５００と、受信したアナログ信号Ａ１のレベル調整を行う可変アッテネータ３００と、可変アッテネータを経たアナログ信号Ａ２をデジタル信号Ｄ１に変換するＡ／Ｄコンバータ１００と、Ａ／Ｄコンバータから出力されるデジタル信号Ｄ１が入力されるデジタル信号処理部４００と、デジタル信号Ｄ１に対してレベル調整を行うＡＧＣ処理部４１０と、アナログ信号Ａ１、デジタル信号Ｄ１のレベル調整を制御部を介して行うレベル調整手段２００とを備える。レベル調整手段が操作された時点で、Ａ／Ｄコンバータから出力されるデジタル信号の信号レベルが予め設定された値を超えている場合には、可変アッテネータの制御を優先し、前記値を超えていない場合にはＡＧＣ処理部の制御を優先する。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線受信装置とその制御方法とに関する。

アナログ信号をＡ／Ｄコンバータでデジタル信号に変換し、得られたデジタル信号に種々のデジタル信号処理を施した後、Ｄ／Ａコンバータで再度アナログ信号に変換するような装置が、オーディオ装置や無線受信機等の各種分野で広く採用されている。
例えば、音声記録装置においては、特許文献１に開示されたような『アナログ入力信号を一定の量に減衰させる複数或いは一つのアナログアッテネータと、前記アナログアッテネータによって減衰させられた信号か、あるいは前記アナログ入力信号かのいずれかを選択する選択回路と、前記選択回路の出力をＡＤ変換するＡＤコンバータと、前記ＡＤコンバータからの出力にアッテネート処理を行うディジタルアッテネータと、前記選択回路及び前記ディジタルアッテネータを制御する制御回路と、前記ディジタルアッテネータからの出力を信号処理する信号処理回路とを備える』ＰＣＭ音声記録装置がある。
このＰＣＭ音声記録装置は、アナログ入力信号（アナログ音声入力信号）のレベル調整を行うものであり、アナログ入力信号の減衰量を設定した場合、その設定値がアナログアッテネータの減衰量より大きいか否かを判断し、小さい場合にはＡＤコンバータの後段のディジタルアッテネータで減衰し、大きい場合にはＡＤコンバータの前段のアナログアッテネータで減衰するように構成している。

また、特許文献２に開示された『入力アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、このＡ／Ｄコンバータからのデジタル信号が予め定めた前記Ａ／Ｄコンバータの入力レンジを超えたことを検出するオーバーフロー検出手段と、このオーバーフロー検出手段からの検出出力に基づいてなんらかの告知を行う告知手段と、を備える』オーバーフロー検出装置がある。
このオーバーフロー検出装置は、Ａ／Ｄコンバータの入力レンジを超えるデジタル信号がオーバーフロー検出手段に入力された場合、オーバーフロー検出手段がオーバーフローした旨の表示を告知手段で告知することで、入力アナログ信号のレベルをＡ／Ｄコンバータがオーバーフローしないように減衰させることを使用者に対して促すような構成になっている。

ところで、無線受信機が受信する受信信号のレベルが大きく、スピーカーから出力される音声信号に歪みが生じた場合、受信信号のレベルを減衰させる必要がある。
例えば、Ａ／Ｄコンバータの前段に配置されるアッテネータで減衰させるか、Ａ／Ｄコンバータの後段に配置されるＤＳＰ内部のＡＧＣ処理部（Automatic Gain Control：自動利得制御）の増幅率を調整するといった手段がある。
まず、広帯域のアナログ信号をＡ／Ｄコンバータに入力するダイレクトサンプリング方式の無線受信装置では、Ａ／Ｄコンバータに入力される周波数帯域が広く、多数の信号が入力されることになるので、スーパーヘテロダイン等の他の受信方式よりＡ／Ｄコンバータが飽和しやすいという性質がある。Ａ／Ｄコンバータの飽和により音声信号に歪みが生じた場合は、ＤＳＰ内部のＡＧＣ処理部で増幅率を調整しても歪み解消には効果がなく、Ａ／Ｄコンバータの前段に配置されるアッテネータで受信信号のレベルを減衰させることが有効である。
一方、Ａ／Ｄコンバータが飽和しないレベルの受信信号であっても、ＤＳＰ内部のＡＧＣ処理部で増幅率が調整された結果、増幅器の最大出力レベルを越えてしまった場合は、再生音声に歪みが生じる。この場合は、ＡＧＣ処理部の増幅率を調整する（下げる）ことが有効である。
上記の何れの手段で音声信号の歪みを解消するかは、無線受信装置のユーザが判断しなければならず、受信信号のレベルに応じた適切な調整が難しいという問題があった。

特開平０４−３３９３６０号公報 実開平０４−１３２７４９号公報

特許文献１や特許文献２に記載されたものは、Ａ／Ｄコンバータの飽和状態の解消を目的とはしている。しかしながら、Ａ／Ｄコンバータの前段に設置されたアッテネータによる減衰によって飽和状態の解消を行うため、Ａ／Ｄコンバータに入力されるアナログ信号のレベルが減衰される結果、Ｓ／Ｎ（信号対雑音比）が悪化してしまうという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みて創案されたもので、音声信号の歪みがあった場合、使用者が単に一つのスイッチ（レベル調整手段であるＲＦボリューム）を操作することで、Ｓ／Ｎを悪化させることなく、しかもＡ／Ｄコンバータの飽和を防止しつつ音声信号の歪みを解消することができる無線受信装置と、その制御方法とを提供することを目的としている。

本発明に係る無線受信装置は、各部を制御する制御部と、受信したアナログ信号のレベル調整を行う可変アッテネータと、この可変アッテネータを経たアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、このＡ／Ｄコンバータから出力されるデジタル信号が入力されるデジタル信号処理部と、前記デジタル信号に対してレベル調整を行うＡＧＣ処理部と、前記アナログ信号、前記デジタル信号のレベル調整を前記制御部を介して行うレベル調整手段とを備えており、前記レベル調整手段が操作された時点で、前記Ａ／Ｄコンバータから出力されるデジタル信号の信号レベルが予め設定された値を超えている場合には、前記可変アッテネータの制御を優先し、前記値を超えていない場合には前記ＡＧＣ処理部の制御を優先するように構成されている。

本発明に係る無線受信装置の制御方法は、各部を制御する制御部と、受信したアナログ信号のレベル調整を行う可変アッテネータと、この可変アッテネータを経たアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、このＡ／Ｄコンバータから出力されるデジタル信号が入力されるデジタル信号処理部と、前記デジタル信号に対してレベル調整を行うＡＧＣ処理部と、前記アナログ信号、前記デジタル信号のレベル調整を前記制御部を介して行うレベル調整手段とを有する無線受信装置の制御方法であって、
前記レベル調整手段が操作された時点で、前記Ａ／Ｄコンバータから出力されるデジタル信号の信号レベルが予め設定された値を超えている場合には、前記可変アッテネータの制御を優先し、前記値を超えていない場合には、前記ＡＧＣ処理部の制御を優先するようになっている。

本発明に係る無線受信装置は、使用者が音声信号に歪みを感じた場合、Ａ／Ｄコンバータが飽和しているか、それともデジタル信号処理部内の増幅器で歪みが発生しているかを使用者に意識させることなく、単にＲＦボリュームを操作するだけで、音声信号の歪みを解消することができる。

本発明の実施の形態に係る無線受信装置の要部のブロック図である。 本発明の実施の形態に係る無線受信装置の制御方法を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る無線受信装置の制御方法を示すフローチャートである。 本発明の他の実施の形態に係る無線受信装置の要部のブロック図である。

本発明の実施の形態に係る無線受信装置１０００は、各部を制御する制御部５００と、受信したアナログ信号Ａ１のレベル調整を行う可変アッテネータ３００と、この可変アッテネータ３００を経たアナログ信号Ａ２をデジタル信号Ｄ１に変換するＡ／Ｄコンバータ１００と、このＡ／Ｄコンバータ１００から出力されるデジタル信号Ｄ１が入力されるデジタル信号処理部４００と、前記デジタル信号Ｄ１に対してレベル調整を行うＡＧＣ処理部４１０と、前記アナログ信号Ａ１、前記デジタル信号Ｄ１のレベル調整を前記制御部５００を介して行うレベル調整手段２００とを備えており、前記レベル調整手段２００が操作された時点で、前記Ａ／Ｄコンバータ１００から出力されるデジタル信号Ｄ１の信号レベルが予め設定された値を超えている場合には、前記可変アッテネータ３００の制御を優先し、前記値を超えていない場合には前記ＡＧＣ処理部４１０の制御を優先するように構成されている。

この無線受信装置１０００のアンテナＡＴからのアナログ信号Ａ１は、前段に接続された可変アッテネータ３００を介してＡ／Ｄコンバータ１００にアナログ信号Ａ２として入力される。
このＡ／Ｄコンバータ１００は、出力されるデジタル信号Ｄ１が予め設定された値を超えているか否かを判断する機能を有している。そして、出力されるデジタル信号Ｄ１が予め設定された値を超えている、すなわち飽和していると判断した場合は、その旨を飽和フラグ１１０として制御部５００に出力するようになっている。
なお、本明細書中においては、飽和フラグ１１０は、Ａ／Ｄコンバータ１００によって変換されたデジタル信号Ｄ１が飽和レベルを超えた瞬間に、出力される値である。例えば、飽和している場合には「１」を、飽和していない場合には「０」がフラグとして出力される。

なお、前記制御部５００はＣＰＵであり、前記Ａ／Ｄコンバータ１００、前記可変アッテネータ３００、前記デジタル信号処理部４００を制御するものである。
この制御部５００には、使用者によるレベル調整手段２００であるＲＦボリュームのコントロールによって変動するゲイン設定信号Ｇ１が入力されている。

前記Ａ／Ｄコンバータ１００の前段には、可変アッテネータ３００が接続されている。この可変アッテネータ３００に対しては、可変アッテネータ３００によるアナログ信号Ａ１に対する減衰量を変化させるためのアッテネータ側ゲイン制御信号５１０が前記制御部５００から出力されている。

Ａ／Ｄコンバータ１００の後段には、Ａ／Ｄコンバータ１００から入力されたデジタル信号Ｄ１に対して各種処理を行うデジタル信号処理部４００が接続されている。
このデジタル信号処理部４００は、Ａ／Ｄコンバータ１００から入力されたデジタル信号Ｄ１を増幅する増幅器４２０と、この増幅器４２０から出力されたデジタル信号Ｄ２のピークレベルが一定レベルになるように、増幅器４２０の利得を調整するＡＧＣ処理部４１０とを有している。
このデジタル信号処理部４００からはデジタル信号Ｄ３がＤ／Ａコンバータ６００に出力され、Ｄ／Ａコンバータ６００によってアナログ信号（音声信号）に変換されて、スピーカーＳＰ等から出力される。
なお、このデジタル信号処理部４００は、一部又は全てをＤＳＰ（Digital Signal Processor）、一部又は全てをＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array) で構成することが可能である。また、ＣＰＵをも含めて一体化したＳｏＣ(System on Chip)としてもよい。
なお、このデジタル信号処理部４００は、入力されたデジタル信号Ｄ１に対して復調処理等の他の処理を行う機能も併有しているのが一般的であるが、本明細書においてはその機能の説明については省略する。

上述のように構成された無線受信装置１０００の動作について図１、図２を参照しつつ説明する。
まず、使用者は前記音声信号に歪みがあった場合、レベル調整手段２００であるＲＦボリュームを下げる操作をし、制御部５００にゲイン設定信号Ｇ１を出力する。
すなわち、使用者は、Ａ／Ｄコンバータ１００に入力されているアナログ信号Ａ２がＡ／Ｄコンバータ１００の処理能力（入力レンジ）を超えて飽和しているか、それともＡ／Ｄコンバータ１００の後段にあるデジタル信号処理部４００の増幅器４２０で歪みが発生しているかを判断することなく、単にレベル調整手段２００であるＲＦボリュームを下げる操作をするだけでよい。

レベル調整手段２００であるＲＦボリュームを操作した時点で（図２に示すＳ１参照）、Ａ／Ｄコンバータ１００が飽和状態にあったならば（図２に示すＳ２参照）、飽和フラグ１１０が制御部５００に出力されている。

飽和フラグ１１０を受けた制御部５００は、可変アッテネータ３００から出力されるアナログ信号Ａ２の強度がＡ／Ｄコンバータ１００の処理能力を超えていると判断し、可変アッテネータ３００に対して減衰量を変化（減衰量を上げる）させるアッテネータ側ゲイン制御信号５１０を送出する。

このアッテネータ側ゲイン制御信号５１０は、レベル調整手段２００であるＲＦボリュームの操作量（ゲイン設定信号Ｇ１）に応じて可変アッテネータ３００の減衰量を増減させるものである。このアッテネータ側ゲイン制御信号５１０が出力されていることは、Ａ／Ｄコンバータ１００に入力されているアナログ信号Ａ２の強度がＡ／Ｄコンバータ１００の処理能力を超えていることを意味するので、このアッテネータ側ゲイン制御信号５１０を受けた可変アッテネータ３００は減衰量をさらに大きくし、Ａ／Ｄコンバータ１００に入力されるアナログ信号Ａ２を減衰させる（図２示すＳ３参照）。

使用者がレベル調整手段２００であるＲＦボリュームを継続して操作しているが、可変アッテネータ３００の減衰量は上限に達していない場合、さらに可変アッテネータ３００の減衰量を上げる（図２に示すＳ４参照）。

一方、レベル調整手段２００であるＲＦボリュームを調整して可変アッテネータ３００の減衰量が上限に達したにも関わらず、音声信号に歪みが残っている場合は、使用者はレベル調整手段２００であるＲＦボリュームを継続して操作する。この場合、制御部５００はデジタル信号処理部４００内のＡＧＣ処理部４１０のゲインレベルを下げるデジタル信号処理部側ゲイン制御信号５２０を送出する（図２に示すＳ６参照）。
すなわち、この無線受信装置１０００においては、前記飽和フラグ１１０が出力されている場合には、レベル調整手段２００であるＲＦボリュームからゲイン設定信号Ｇ１が出力されると、まずＡ／Ｄコンバータ１００の前段にある可変アッテネータ３００による減衰を優先し、この可変アッテネータ３００による減衰のみでは音声信号の歪みを解消できない場合は、ＡＧＣ処理部４１０のゲインレベルを下げる構成となっている。

また、Ａ／Ｄコンバータ１００が飽和状態になく、前記飽和フラグ１１０が制御部５００に出力されていない場合（図２に示すＳ２参照）、すなわちＡ／Ｄコンバータ１００に入力されているアナログ信号Ａ２がＡ／Ｄコンバータ１００の処理能力を超えていない場合であっても、使用者によって音声信号に歪みがあると判断されたならば、Ａ／Ｄコンバータ１００より後段のデジタル信号処理部４００の増幅器４２０で、歪みが生じていることになる。
その場合、使用者によってレベル調整手段２００であるＲＦボリュームが操作されると、まずは制御部５００からデジタル信号処理部側ゲイン制御信号５２０がデジタル信号処理部４００に出力され、ＡＧＣ処理部４１０のゲインレベルが下げられる。

ここでＡＧＣ処理部４１０のゲインレベルを下限にまで下げきった段階で、なお音声信号に歪みがあって使用者によるレベル調整手段２００であるＲＦボリュームの操作が継続されていると（図２に示すＳ５参照）、制御部５００からアッテネータ側ゲイン制御信号５１０が可変アッテネータ３００に出力され、可変アッテネータ３００の減衰量を大きくする。
また、ＡＧＣ処理部４１０のゲインレベルが下限にまで達しなかった場合は、さらにＡＧＣ処理部４１０のゲインレベルを下げる（図２に示すＳ６参照）。

使用者がレベル調整手段２００であるＲＦボリュームを操作してゲインレベルを下げた後、ゲインレベルを上げる（元に戻す）場合の動作について、図３を参照しつつ説明する。
まず、使用者が前記音声信号に歪みがなくなったと判断して、レベル調整手段２００であるＲＦボリュームを上げる操作をした時点で（図３に示すＳ１参照）、Ａ／Ｄコンバータ１００から飽和フラグ１１０が制御部５００に出力されているか否かをみる（図３に示すＳ２参照）。

この時点で飽和フラグ１１０が制御部５００に出力されており、かつＡＧＣ処理部４１０のゲインレベルが上限に達していたならば（図３に示すＳ３参照）、可変アッテネータ３００に対してアッテネータ側ゲイン制御信号５１０を送出し、可変アッテネータ３００の減衰量を下げる（図３に示すＳ６参照）。

また、ＡＧＣ処理部４１０によるゲインレベルが上限に達していなければ（図３に示すＳ３参照）、ＡＧＣ処理部４１０にデジタル信号処理部側ゲイン調整信号５２０を送出し、ＡＧＣ処理部４１０によるゲインレベルを上げる（図３に示すＳ４参照）。

Ａ／Ｄコンバータ１００が飽和状態になく、すなわち飽和フラグ１１０が送出されておらず（図３に示すＳ２参照）、可変アッテネータ３００の減衰量が下限に達していたならば（図３に示すＳ５参照）、ＡＧＣ処理部４１０にデジタル信号処理部側ゲイン調整信号５２０を送出し、ＡＧＣ処理部４１０によるゲインレベルを上げる（図３に示すＳ４参照）。

一方、Ａ／Ｄコンバータ１００が飽和状態になく、すなわち飽和フラグ１１０が制御部５００に出力されておらず（図３に示すＳ２参照）、可変アッテネータ３００の減衰量が下限に達していないならば（図３に示すＳ５参照）、可変アッテネータ３００に対してアッテネータ側ゲイン調整信号５１０を送出して可変アッテネータ３００の減衰量を下げる（図３に示すＳ６参照）。

なお、上述した実施の形態に係る無線受信装置１０００では、Ａ／Ｄコンバータ１００は、出力されるデジタル信号Ｄ１が飽和しているか否かを検出し、飽和していると判断した場合には飽和フラグ１１０を制御部５００に出力するような機能を有していた。
しかしながら、Ａ／Ｄコンバータ１００は、必ずしもこのような機能を有していなくてもよい。
例えば、デジタル信号Ｄ１が実際に飽和しているか否かを判断するのではなく、飽和に近いレベルを予め定義しておき、デジタル信号Ｄ１がそのレベルに達すると判断された場合には、飽和が検出されたと判断し、飽和フラグ１１０と同等のフラグを出力するようにしてもよい。
なお、この飽和しているか否かを判断し、判断結果に応じて飽和フラグ１１０を出力する機能を持たないＡ／Ｄコンバータ１００Ｄを使用した場合でも、それ以降の動作は上述した実施の形態に係る無線受信装置１０００と同等に行われる。
この飽和しているか否かを判断し、その判断結果に応じて飽和フラグ１１０を出力するという機能を持たないＡ／Ｄコンバータ１００Ｄを有する無線受信装置１０００Ｄでは、デジタル信号Ｄ１が実際に飽和しているか否かを判断するのではなく、飽和に近いレベルを予め定義しておき、デジタル信号Ｄ１がそのレベルを超えると判断された場合には、飽和が検出されたと判断し、飽和フラグ１１０と同等のフラグ１１０Ｄを出力するのである。
例えば、この無線受信装置１０００Ｄは、図４に示すように、デジタル信号処理部４００内で増幅器４２０より前段側に信号レベル検出部４４０を設け、この信号レベル検出部４４０に予め設定されたレベルを超えるデジタル信号Ｄ１が入力されたならば飽和していると判断して、飽和フラグ１１０と同等のフラグ１１０Ｄを制御部５００に送出し、それを受けた制御部５００はアッテネータ側ゲイン制御信号５１０、又はデジタル信号処理部側ゲイン調整信号５２０を適宜送出するのである。

１００ Ａ／Ｄコンバータ
２００ レベル調整手段（ＲＦボリューム）
３００ 可変アッテネータ
４００ デジタル信号処理部
４１０ ＡＧＣ処理部
５００ 制御部
１０００ 無線受信装置

Claims (3)

1. 各部を制御する制御部と、
   受信したアナログ信号のレベル調整を行う可変アッテネータと、
   この可変アッテネータを経たアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、
   このＡ／Ｄコンバータから出力されるデジタル信号が入力されるデジタル信号処理部と、
   前記デジタル信号に対してレベル調整を行うＡＧＣ処理部と、
   前記アナログ信号、前記デジタル信号のレベル調整を前記制御部を介して行うレベル調整手段とを具備しており、
   前記レベル調整手段が操作された時点で、前記Ａ／Ｄコンバータから出力されるデジタル信号の信号レベルが予め設定された値を超えている場合には、前記可変アッテネータの制御を優先し、前記値を超えていない場合には前記ＡＧＣ処理部の制御を優先することを特徴とする無線受信装置。
2. 前記請求項１記載の無線受信装置において、
   前記制御部は、前記レベル調整手段が操作された時点で、前記Ａ／Ｄコンバータから出力されるデジタル信号の信号レベルが予め設定された値を超えている場合には、前記レベル調整手段の操作に応じて前記可変アッテネータの減衰量を大きくし、
   前記可変アッテネータの最大減衰量を超えて前記レベル調整手段が操作された場合には、前記レベル調整手段の操作に応じて前記ＡＧＣ処理部のゲインレベルを下げ、
   前記制御部は、前記レベル調整手段が操作された時点で、前記Ａ／Ｄコンバータから出力されるデジタル信号の信号レベルが予め設定された値を超えていない場合には、前記レベル調整手段の操作に応じて前記ＡＧＣ処理部のゲインレベルを下げ、
   前記ＡＧＣ処理部のゲインレベルの下限値を超えて前記レベル調整手段が操作された場合には、前記レベル調整手段の操作に応じて前記可変アッテネータの減衰量を大きくすることを特徴とする無線受信装置。
3. 各部を制御する制御部と、
   受信したアナログ信号のレベル調整を行う可変アッテネータと、
   この可変アッテネータを経たアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、
   このＡ／Ｄコンバータから出力されるデジタル信号が入力されるデジタル信号処理部と、
   前記デジタル信号に対してレベル調整を行うＡＧＣ処理部と、
   前記アナログ信号、前記デジタル信号のレベル調整を前記制御部を介して行うレベル調整手段とを有する無線受信装置の制御方法において、
   前記レベル調整手段が操作された時点で、前記Ａ／Ｄコンバータから出力されるデジタル信号の信号レベルが予め設定された値を超えている場合には、前記可変アッテネータの制御を優先し、前記値を超えていない場合には、前記ＡＧＣ処理部の制御を優先することを特徴とする無線受信装置の制御方法。

Images