JPH04264816A - フィルタを用いたｆｍ信号検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数のフィルタ切換方
式によるＦＭ信号検出装置に関し、特にＦＭ復調時に最
大レベルのフィルタ出力に切換えることによって狭帯域
ＦＭ信号を得るＦＭ信号検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＦＭ受信機の高感度化に有効なシステム
の１つとしてＰＬＬ復調方式が知られている。図６は、
このＰＬＬ復調方式のシステムを示すブロック図で、１
は入力端子、２は位相比較器、３はループフィルタ（Ｌ
ＰＦ）、４は増幅器、５はＶＣＯ、６は出力端子である
。図６において、入力端子１から入力されたＦＭ信号を
、ＶＣＯ５からの信号と位相比較器２によって位相比較
し、その位相差に応じた誤差電圧を出力し、この誤差電
圧をループフィルタ３、増幅器４に通して、増幅器４の
出力でＶＣＯ５の発振周波数を制御する一方、その出力
を出力端子６から復調信号として取り出す。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようにＰＬＬ復調
方式のシステムでは、雑音成分に埋もれた目的信号に追
尾することは可能であるが、ＰＬＬの応答特性はループ
の帯域特性に左右され、このループ帯域幅はＬＰＦの時
定数により決定される。より忠実なトラッキング特性を
得たい場合には、ループ帯域幅を広くとる必要があるが
、この場合、帯域が広くなった分だけ雑音の影響を受け
やすくなる。一方、雑音の影響を小さくするためには、
ループ帯域幅を狭くする必要があるが、この場合にはル
ープでの応答遅れの影響が大きくなってくる。本発明の
目的は、ＦＭ復調において避けられない応答遅れの影響
を受けることなく、Ｓ／Ｎ（信号対雑音）を改善し、高
感度化を図るＦＭ信号検出装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明では、ＦＭ受信信号を中間周波数成分
の信号に変換する周波数変換手段と、該中間周波数成分
の信号から、異なる所定の周波数帯域の信号を複数抽出
するフィルタ手段と、該複数の周波数帯域の信号のレベ
ルを比較し、最大信号レベルである周波数帯域の信号の
みを選択して出力する帯域信号選択手段と、前記帯域信
号選択手段での比較結果に基づいて、複数の周波数帯域
のうち隣接した周波数帯域特性間に前記ＦＭ受信信号が
存在するかどうかを検出し、検出信号を出力するＦＭ受
信周波数検出手段と、隣接した２つの周波数帯域の信号
を合成し、合成周波数帯域特性のほぼ中央部にＦＭ受信
信号を存在させ、最大信号レベルである合成信号を出力
する周波数帯域合成手段と、前記検出信号に基づいて、
前記ＦＭ受信信号が隣接した周波数帯域特性間に存在す
る時には、前記周波数帯域合成手段からの合成信号を選
択し、上記以外の時には前記帯域信号選択手段からの信
号を選択する出力信号選択手段とを備えたことを特徴と
する。

【０００５】

【作用】本発明では、ＦＭ信号の復調において、ＦＭ変
調帯域を複数の狭帯域フィルタ手段で分割し、各々のフ
ィルタ手段の出力レベルを比較して最大レベルになる出
力を選択することによって狭帯域ＦＭ信号を得るように
したので、狭帯域化によってキャリア対雑音比（Ｃ／Ｎ
）が向上し、この信号を復調することにより信号対雑音
比（Ｓ／Ｎ）の改善を図ることができる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面により詳細に説
明する。図１は、本発明によるＦＭ信号受信装置の一実
施例のブロック図である。同図において、１１は入力端
子、１２はミキサ、１３は発振器で、周波数変換手段（
ＩＦ手段）を構成している。２１〜２３はバンドパスフ
ィルタ（ＢＰＦ）である。１０１，１０２は信号切換器
で、帯域信号選択手段を構成する。３１及び３２は合成
器、１０３は信号切換器で、周波数帯域合成手段を構成
する。４１，４２は絶対値回路、５１，５２は比較器、
６１，６２は基準電圧源、７１はアンドゲートで、ＦＭ
受信周波数検出手段を構成する。８１はスイッチで出力
信号選択手段を構成する。１４は出力端子である。

【０００７】図１において、入力端子１１に入力された
ＦＭ信号（ｆｃ±７５ｋＨｚ：但し、ｆｃは搬送波周波
数を表わす）をミキサ１２により周波数変換する。ミキ
サ１２からは、ｆｃと局部発振器１３の発振周波数ｆＡ
との和および差の周波数成分、すなわち、 　　（ｆｃ＋ｆＡ）±７５ｋＨｚ　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　…（１）　　（ｆｃ
−ｆＡ）±７５ｋＨｚ　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　…（２）を出力する。

【０００８】上述したミキサ１２の出力のうち、（２）
式の帯域成分を複数の帯域フィルタ（ＢＰＦ）により通
過させる（図１では、ＢＰＦ２１〜２３の３つの場合を
示すが、３つより多くのＢＰＦを設けても良い）。ここ
で上述のように、周波数変換をして周波数を下げたのは
、ＢＰＦの狭帯域化が図り易いからである。ＦＭ信号は
図２に示すように、ベースバンド信号の変化を搬送波か
らの周波数のずれとして表わしたものである。したがっ
て、各フィルタの出力レベルを比較して、最大レベルと
なるフィルタ出力を取り出せば、それがＦＭ信号成分を
含むフィルタ出力であり、元のＦＭ変調帯域幅に対して
狭帯域化されるのでＣ／Ｎが向上できる。この狭帯域信
号を復調することにより、Ｓ／Ｎの改善を図れる。

【０００９】ミキサ１２により周波数変換された信号を
ＢＰＦ２１〜２３に入力し、それぞれの出力レベルを比
較していく。まず、信号切換器１０１によって、ＢＰＦ
２１とＢＰＦ２２の出力レベルを比較し、レベルの大き
い方の信号を後述のようにスイッチして取り出す。また
、このスイッチされた信号とＢＰＦ２３の出力を信号切
換器１０２により比較し、スイッチングする。ＢＰＦの
数を増やした時も同様に比較し、スイッチングしていく
。

【００１０】図３は、図１の信号切換器１０１，１０２
，１０３の具体的構成の例を示すもので、ＡＭ検波器１
１１，１１２、比較器１１３、スイッチ１１４からなっ
ている。図１の信号切換器１０１の■〜■は、それぞれ
図３の入出力端子■〜■に対応している。図３において
、入力端子■，■に信号Ｓ１，Ｓ２を入力する。それぞ
れを２系統に分岐し、一方をそのままスイッチ１１４に
入力し、もう一方をＡＭ検波器１１１，１１２で振幅（
ＤＣ）レベルに変換した後、比較器１１３に入力する。 比較器１１３では、２信号の差を求め、その差が＋であ
るか（比較器出力：＋Ｖの電圧）、−であるか（比較器
出力：−Ｖの電圧）によって、スイッチ１１４を制御し
、レベルの大きい方のフィルタ出力を取り出す（比較器
出力が＋ＶならＳ１側スイッチをオン、−ＶならＳ２側
にスイッチする）。このようにして、出力端子■から最
大レベルのフィルタ出力を取り出す。出力端子■の出力
については後述する。

【００１１】図４（ａ）は各ＢＰＦ２１〜２３の振幅の
特性を示すもので、２０１〜２０３はそれぞれＢＰＦ２
１〜２３の振幅特性である。この図において、もし、Ｆ
Ｍ信号が破線で示したｆｓという周波数成分である場合
、すなわち、隣接するフィルタ同士のクロス点に信号が
ある場合には、振幅特性２０１と２０２のフィルタの出
力レベルを比較するとほぼ同レベルとなってしまい、ス
イッチングの動作に支障をきたす恐れがある。しかし、
図４（ｂ）に示すように、特性２０１，２０２の２つの
フィルタの出力を合成した特性２１１のフィルタであれ
ば、同じｆｓの信号のフィルタの中心にくるので検出が
容易にできる。

【００１２】そこで、このようにフィルタ特性間のクロ
ス点に信号がある場合には、図１のＢＰＦ２１〜２３の
出力を、合成器３１，３２で合成し、これら合成出力を
信号切換器１０３（１０１と同一構成）により比較し、
スイッチングにより信号成分を取り出す。この場合、元
のフィルタ特性２０１，２０２，２０３に比べて、帯域
は広がってしまうが、信号はフィルタ特性間の中心にく
るので、十分な振幅レベルが確保でき、Ｃ／Ｎにおいて
は問題はない。信号がフィルタ特性間のクロス点の周波
数を持つかどうかを判別するには、前述した信号切換器
１０１の中の比較器１１３の出力（すなわち、図３の出
力端子■の信号）を用いる。

【００１３】２つの信号のレベルが接近してくると、比
較器１１３の出力は０に近づいてくる。そして、比較器
の出力レベルが図５のように、ある値（ＶＴ）以下にな
ると、スイッチ１１４の制御が不可能となる。このよう
な状態は、信号がフィルタ特性間のクロス点付近にある
状態であり、その時には、フィルタ特性２０１，２０２
を合成した２倍の帯域を持つフィルタ特性（図４の２１
１）の出力に切換えて信号を取り出す。

【００１４】更に図１において、信号切換器１０１，１
０２の出力端子■の信号は±成分があるので、絶対値回
路４１，４２によって絶対値を取り出す。この絶対値と
基準電圧源６１，６２の電圧ＶＴとを比較器５１，５２
で比較し、両電圧の差がＶＴ以上であれば、比較器出力
は高レベルになり、ＶＴ以下であれば低レベルとなるよ
うに設定する。これらの比較器の出力をアンドゲート７
１に入力する。アンドゲート７１の出力は、全入力が高
レベルの時のみ、高レベルとなり、１つでも低レベルの
入力があれば、低レベルとなる（図では２入力の場合が
示されているが、それ以上の入力でも同様である）。こ
のアンドゲート７１の出力により、スイッチ８１を制御
する。すなわち、スイッチ８１では、元の狭帯域フィル
タの出力を比較しスイッチングした出力（信号切換器１
０２の出力）と、合成したフィルタの出力を比較し、ス
イッチングした出力（信号切換器１０３の出力）とを入
力し、アンドゲート７１の出力が高レベルの時には信号
切換器１０２の出力側にスイッチングし、アンドゲート
の出力が低レベルの時には、信号切換器１０３の出力側
にスイッチングする。

【００１５】このようにすれば、フィルタ特性間のクロ
ス点に信号がある時における、スイッチングの不安定動
作を解消して狭帯域ＦＭ信号を得ることができる。なお
、図１ではＢＰＦを３つ設けているが、より狭帯域なＢ
ＰＦをより多く設定することによって、さらにＣ／Ｎを
向上できる。但し、このフィルタの数は、フィルタ自身
の特性回路構成の複雑さに依存するため一概には決めら
れない。

【００１６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、複
数のフィルタを用いたＦＭ信号検出装置において、ＦＭ
変調帯域幅を狭帯域ＢＰＦによって分割し、信号を含む
フィルタ出力を取り出しているので、狭帯域化によって
Ｃ／Ｎが大きくなり、この狭帯域信号を復調することに
よって、Ｓ／Ｎを向上できＦＭ受信装置の高感度化を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるＦＭ信号検出装置の一実施例のブ
ロック図である。

【図２】ＦＭ瞬時周波数とレベルとの関係を示す特性図
である。

【図３】図１中の信号切換器の具体的構成例を示すブロ
ック図である。

【図４】図１のフィルタの振幅特性図である。

【図５】比較器の出力レベルを示した特性図である。

【図６】従来のＦＭ信号検出装置のブロック図である。

【符号の説明】

１２　　ミキサ ２１〜２３　　ＢＰＦ ３１，３２　　合成器 ５１，５２　　比較器 ７１　　アンドゲート ８１　　スイッチ １０１〜１０３　　信号切換器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ＦＭ受信信号を中間周波数成分の信号
   に変換する周波数変換手段と、該中間周波数成分の信号
   から、異なる所定の周波数帯域の信号を複数抽出するフ
   ィルタ手段と、該複数の周波数帯域の信号のレベルを比
   較し、最大信号レベルである周波数帯域の信号のみを選
   択して出力する帯域信号選択手段と、前記帯域信号選択
   手段での比較結果に基づいて、複数の周波数帯域のうち
   隣接した周波数帯域特性間に前記ＦＭ受信信号が存在す
   るかどうかを検出し、検出信号を出力するＦＭ受信周波
   数検出手段と、隣接した２つの周波数帯域の信号を合成
   し、合成周波数帯域特性のほぼ中央部にＦＭ受信信号を
   存在させ、最大信号レベルである合成信号を出力する周
   波数帯域合成手段と、前記検出信号に基づいて、前記Ｆ
   Ｍ受信信号が隣接した周波数帯域特性間に存在する時に
   は、前記周波数帯域合成手段からの合成信号を選択し、
   上記以外の時には前記帯域信号選択手段からの信号を選
   択する出力信号選択手段とを備えたことを特徴とするフ
   ィルタを用いたＦＭ信号検出装置。