JPH0669151B2 - Ｆｍ受信機におけるノイズ低減回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、マルチパス妨害によるノイズ等を低減する
FM受信機におけるノイズ低減回路に関する。

［発明の概要］ この発明は、ハイカット／ブレンド制御動作をするFM受
信機におけるノイズ低減回路において、受信信号の電圧
レベルが、ステレオの左右セパレーションがある程度と
れているような所要のレベルよりも大なるときは、制御
用の合成電圧が所定レベル以下の制御レベルとなって
も、ブレンド動作のみでハイカット動作は停止状態とさ
せることにより、受信機からの再生音がフワフワして音
質的に違和感が生じることのないようにしたものであ
る。

［従来の技術］ FM受信機は、受信入力電力が十分大きいときは、AM受信
機と較べるとＳ／Ｎ比が良好で高品質である。

ところで、近年FM受信機を搭載した車両が増えている。
車両用のFM受信機でFM放送を受信する場合は、車両走行
に伴なう弱電界受信領域の発生等のため、比較的ノイズ
が多くなる。これらのノイズ中には、弱電界時のスキッ
プノイズやパルス性ノイズ、さらにはマルチパス妨害に
起因するマルチパスノイズ等が含まれる。

スキップノイズは、車両の走行に伴なってFM受信機が送
信アンテナから遠ざかるにつれ、とびとびの周期で発生
する耳障りなノイズである。その原因としては、FM放送
のサービスエリア内であっても、建物等の陰の部分に
は、FMの電波は回り込まないので、このような領域で
は、電界強度が急激に減衰してしまうことが挙げられ
る。このため車両の走行中にFM放送を受信すると、中弱
電界の状態が頻繁に発生して、ステレオ受信時のランダ
ムノイズがスキップノイズとして音声出力に現われるの
である。

また、マルチパス妨害によるノイズは、車両の走行に伴
なって、放送電波の直接波と山や建物等からの反射波と
の干渉によって受信電波にマルチパス歪が発生し、この
歪に起因するノイズである。マルチパス妨害が発生する
と、音声出力中にマルチパスノイズが現われて再生音が
非常に聞き苦しいものとなる。

このようなスキップノイズおよびマルチパスノイズを低
減する従来の回路としては、例えば第２図に示すような
ハイカット／ブレンド制御回路U₁が提案されている。

同図中符号１はメータ電圧の出力端子で、Ｓメータ電圧
は、後述するようにFM中間周波アンプ（以下FMIFアンプ
のように云う）から取出される。VRはＳメータ電圧を適
宜の電圧レベルに分圧するための分圧抵抗、C₁は入力コ
ンデンサ、２はアンプ、３は負整流器、C₂は時定数回路
を構成するコンデンサ、４は加算器でその一方の入力端
子は分圧抵抗VRの分圧端子に接続されている。５は制御
電圧（合成電圧）の出力端子で後述するようにFMステレ
オ復調器に接続されている。

スキップノイズまたはマルチパスノイズが発生するとＳ
メータ電圧が急激に落ち込み、リップル（振幅変調成
分）が発生するので、ハイカット／ブレンド制御回路U₁
は、このリップルを入力コンデンサC₁を介して取り出
し、アンプ２で増幅したのち、負整流器３で負整流し、
この負整流電圧がコンデンサC₂に充電される。加算器４
は、このノイズレベルに対応した負電圧と、分圧抵抗VR
から取り出されたＳメータ電圧（受信電界強度に対応し
た電圧）に対応した電圧V₀とを加算し、その加算電圧を
出力端子５から制御電圧として出力するものである。

上記のようにハイカット／ブレンド制御回路U₁はノイズ
発生によるＳメータの電圧レベルの変動、云い換えれば
受信電界強度の変動を取り出し、これを利用してＳ／Ｎ
比の改善を図るもので、その基本的な制御動作を第３図
に示す電界強度に対する制御出力電圧Ｖの特性図を用い
て説明すると、電界強度がａ点まで低下して制御出力電
圧ＶがV₁に低下するまでは、ステレオの左右セパレーシ
ョンを一定に保ち、電界強度がａ点以下になってランダ
ムノイズが増えてきたときには、セパレーションを制御
して徐々にモノラル受信に切換えていき、電界強度がさ
らにｂ点まで低下し、制御出力電圧がV₂に至ったときに
は、ハイカット（広域成分のカット）動作も効かせてＳ
／Ｎ比を改善するようにしたものである。

ハイカット／ブレンド制御回路U₁の具体的な動作を、第
４図の（Ａ）、（Ｂ）を用いてさらに説明する。第４図
（Ａ）はノイズに起因するリップルｒが単発的に発生し
た場合の制御電圧Ｖの変化を示す図、第４図（Ｂ）はリ
ップルｒが周期的に連続して発生した場合の制御出力電
圧Ｖの変化を示す図である。

Ｓメータ電圧中にリップルｒが発生して制御出力電圧Ｖ
が低下し、これが三角波状に変化する時間Ｔは、コンデ
ンサC₂の時定数により規定される。制御出力電圧Ｖが、
このように三角波状に低下している間に、ブレンド動作
をする時間T₁、およびハイカット動作をする時間T₂が、
それぞれ規定される。

第４図（Ａ）に示すようにリップルｒ、云い換えればマ
ルチパスノイズ等が単発的に生じた場合は、ブレンド動
作およびハイカット動作が所要の短時間T₁およびT₂だけ
行なわれて効果的にノイズ低減がなされる。そしてこの
動作時間は、短かく単発的であるので、再生音の音質変
化は殆んど気にならない。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら上述のFM受信機におけるノイズ低減回路に
あっては、FM受信機が車両に搭載され、車両の走行に伴
なって、放送電波の直接波と、反射波の方向が頻繁に変
化すると、マルチパス妨害等が頻発するような状態が生
じる。そしてこのマルチパス妨害等の頻発により、第４
図（Ｂ）に示すように、Ｓメータ電圧中にリップルｒが
周期的に連続して発生すると、この間、制御出力電圧Ｖ
は、プレンド動作電圧V₁以下となって、ブレンド動作が
続行され、ノイズ低減が図られるが、これとともにハイ
カット動作がオン、オフを繰返す。しかるにこのハイカ
ット動作のオン、オフが繰返されると、第５図のオーデ
ィオ出力特性図で示すように、例えば周波数f₀におい
て、ハイカット動作のオフ時とオン時とでは、出力レベ
ルがgdBだけ異なってしまう。そしてこのハイカット動
作のオフ時とオン時における出力レベルの差gdBは、受
信電界強度が大なるとき（第５図の実線の特性レベルが
大なるとき）ほど大きくなる。このため受信機からの再
生音が、いわゆるフワフワとしたものになって、音質的
に違和感が生じるという問題点があった。

また、スキップノイズまたはマルチパスノイズが、コン
デンサC₂で規定される時定数よりも、かなり短い時間で
周期的に発生すると、ブレンドおよびハイカット動作
が、連続した動作状態となり、高域の落ちたモノラル受
信となって、ノイズ低域動作がなされているにも拘らず
音質的に違和感のある受信状態となってしまうという問
題点があった。

この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、マルチパス妨害などが頻発するような状態が
生じても、適切にノイズ低減がなされるとともに受信機
からの再生音に音質的な違和感を生じさせることのない
FM受信機におけるノイズ低減回路を提供することにあ
る。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明は、受信信号から電界
強度に対応した電界強度信号を抽出する電界強度抽出手
段と、上記電界強度信号のリップル成分を抽出しこれに
基づくマルチパス成分信号と上記電界強度信号とに基づ
いて制御信号を出力するハイカット／ブレンド制御手段
と、上記受信信号のステレオ復調信号を得ると共に上記
制御信号に基づいて上記ステレオ復調信号の高音域を低
減するハイカット制御と、分離度を低減するセパレーシ
ョン制御とを行うステレオ復調手段と、を備えたFM受信
機のノイズ低減回路において、上記電界強度信号に対応
した比較信号と所定の基準信号との比較により判定信号
を得る電界強度判定手段と、上記ステレオ復調手段に接
続され、上記判定信号により上記電界強度が所定レベル
を上回ると判定される場合、上記マルチパス成分信号に
基づく上記ハイカット制御と上記セパレーション制御と
のうち前記セパレーション制御のみを行うように前記ハ
イカット制御を停止せしめるハイカット制御停止手段
と、を有することを特徴とする。

［作用］ 判定信号により電界強度が所定レベルを上回っていると
判定される場合、ハイカット制御は停止される。この結
果マルチパス妨害が頻発しても、受信機からの再生音
は、いわゆるフワフワとした音質的に違和感の生じる状
態が除去される。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を第１図に基づいて説明する。

なお第１図において前記第２図における回路機器または
素子等と同一ないし均等のものは、前記と同一符号を以
って示し重複した説明を省略する。

まず構成を説明すると、第１図中符号６はFMIFアンプ
で、このFMIFアンプ６にはFM検波機能も内蔵されてい
る。図示省略の前段のFMフロントエンドでIF周波数に変
換されたFMIF信号が、入力端子７からFMIFアンプ６に入
力される。このFMIアンプ６から、FMIF信号の振幅成分
をレベル検波して得られた直流電圧がＳメータ電圧とし
て出力端子１に出力される。８はFM検波されたオーディ
オ信号の出力端子で、この出力端子８は、半固定抵抗R₁
およびコンデンサC₄の並列回路を介してFMステレオ復調
器９に接続されている。上記並列回路は、オーディオ信
号の振幅および位相を適宜に調節して、FMステレオ復調
器９におけるステレオの左右セパレーションが最大にな
るようにするためのものである。

11a、11bは、それぞれＬ信号、およびＲ信号の出力端
子、12はハイカット／ブレンド制御信号の入力端子で、
この入力端子12は、ハイカット／ブレンド制御回路U₁に
おける制御電圧の出力端子５に接続されている。13はハ
イカット制御信号の出力端子で、この出力端子13にハイ
カット用コンデンサC₅が接続されている。

そしてさらにこの発明においては、Ｓメータ電圧に対応
した電圧信号V₀、云い換えれば受信電圧強度に対応した
電圧レベルの受信信号V₀を取出すための分圧抵抗VRと、
上記のハイカット用コンデンサC₅との間に、次のような
構成のハイカット動作の停止制御回路U₂が付設されてい
る。

即ち、符号14は前記電界強度判定手段としての第１のコ
ンパレータ、15は第２のコンパレータで、分圧抵抗VRの
分圧端子が、抵抗R₂およびコンデンサC₃で構成された平
滑回路を介して第１のコンパレータ14の入力端子に接
続されている。上記の平滑回路は、受信信号V₀に、ノイ
ズ発生に起因するリップルが含まれても、これを平滑し
て、平滑された比較電圧V₃（通常はV₃＝V₀）とするため
に配設されている。第１のコンパレータ14の入力端子
には基準電圧Vrefが接続されている。基準電圧Vrefの電
圧レベルは、ステレオの左右セパレーションがある程度
とれるような受信信号V₀の電圧レベルに対応したレベル
に設定されている。この電圧レベルは例えば0.8V程度の
値である。

また第２のコンパレータ15の入力端子には、前記の比
較電圧（受信信号の電圧レベルに対応した電圧）が入力
され、入力端子は合成電圧V₄の出力端子５に接続され
ている。

上記の第１、第２のコンパレータ14、15の各出力端子
は、ANDゲート16の入力端子にそれぞれ接続されてい
る。

一方、２個のスイッチング素子Q₁、Q₂および抵抗R₃、R₄
等でスイッチング回路が構成され、このスイッチング回
路が、ハイカット用コンデンサC₅の接地側線路に介在さ
れている。前記ANDゲート16の出力端子は、スイッチン
グ回路におけるスイッチング素子Q₁のベースに接続され
ている。

上記のようにして、平滑回路R₂、C₃、第１、第２のコン
パレータ14、15、ANDゲート16、およびスイッチング素
子Q₁、Q₂等で構成されたスイッチング回路により、ハイ
カット動作の停止制御回路U₂が構成されている。

次に次表も参照して動作を説明する。

同表中OP₁は第１のコンパレータ14の出力、OP₂は第２の
コンパレータ15の出力、OP₃はANDゲート16の出力であ
る。

そしてANDゲート16の出力OP₃がＬのときは、スイッチン
グ回路がオン状態（スイッチング素子Q₂がオン）に転じ
て、ハイカット用コンデンサC₅を備えたハイカット回路
が動作可能状態に設定される。一方ANDゲート16の出力O
P₃がＨのときは、スイッチング回路がオフに転じて、ハ
イカット回路は非動作状態に設定される。

条件（イ）、（ハ）のとき；このときはハイカット／ブ
レンド制御回路U₁の出力端子５から出力される合成電圧
（制御用電圧）V₄が、比較電圧（受信電界強度に対応し
た電圧レベルの受信信号電圧）V₃と等しいか又は大であ
るときである。この条件のときはマルチパスノイズ等の
ノイズ発生がなく、受信信号中にはリップルｒ（第３図
中に図示）が含まれていない状態であり、比較電圧V₃と
基準電圧Vrefとの大小関係には何ら関係なくハイカット
／ブレンド動作はしない。

条件（ロ）のとき；比較電圧V₃が基準電圧Vrefより低
く、ステレオの左右セパレーションがとれる程には受信
信号V₀の電圧レベルが高くないときである。このときは
合成電圧（制御電圧）V₄が比較電圧V₃よりも低く、且つ
制御レベル（第３図中のV₁、またはV₂）以下であればブ
レンド動作、またはブレンド／ハイカット動作をする。
即ち受信電界レベルがある程度低いときには、従来のも
のと同様のノイズ低減動作をする。

条件（ニ）のとき；比較電圧V₃が基準電圧Vrefより高
く、受信信号V₀の電圧レベルがステレオの左右セパレー
ションがある程度とれるような所要のレベル以上であ
り、且つ、合成電圧V₄が比較電圧V₃よりも低いときであ
る。この場合は、第４図Ｂの状態に相当する。即ち、マ
ルチパス妨害により合成電圧V₄（制御出力電圧Ｖ）はV₁
以下、従ってV₄＜V₃となるが、V₃＞Vref程度である程度
セパレーションがとれる状態であれば、V₃＞V₂とみなし
て頻繁なハイカット制御のオンオフをさけ、再生音がフ
ワフワするという違和感を生じないようにすることが好
ましい。従って、このとき、は第１、第２の両コンパレ
ータ14、15の出力OP₁、OP₂はともにＨとなり、ANDゲー
ト16の出力OP₃もＨとなって、前記のようにハイカット
回路は非動作状態に設定される。したがって合成電圧
（制御電圧）V₄が所要の制御レベルに達しても、ノイズ
低減動作としてはブレンド動作のみが行なわれて、ハイ
カット動作はしない。

この結果、マルチパス妨害が頻発しても、再生音がフワ
フワして音質的に違和感の生じることが防止される。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば受信信号の電圧
レベルが、ステレオの左右セパレーションがある程度と
れているような所要のレベルよりも大なるときは、ハイ
カット／ブレンド制御用の合成電圧が所定レベル以下の
制御レベルとなってもブレンド動作のみで、ハイカット
動作は停止させるようにしたので、再生音がフワフワし
て音質的に違和感が生じるということがない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係わるFM受信機におけるノイズ低減
回路の実施例を示す回路図、第２図は従来のFM受信機に
おけるノイズ低減回路を示す回路図、第３図は同上従来
例における受信電界強度と制御出力電圧との関係を示す
特性図、第４図は同上従来例におけるノイズが生じた場
合の制御出力電圧の変化を示す特性図、第５図は同上従
来例におけるオーディオ出力特性を示す特性図である。 1:Sメータ電圧の出力端子、 3:負整流器、 4:加算器、 5:合成電圧の出力端子、 6:FMIFアンプ、 9:FMステレオ復調器、 12:ハイカット／ブレンド制御信号の入力端子、 13:ハイカット制御信号の出力端子、 14、15:第１、第２のコンパレータ、 16:ANDゲート、 C₅:ハイカット用コンデンサ、 Q₁、Q₂:スイッチング素子、 U₁:ハイカット／ブレンド制御回路、 U₂:ハイカット動作の停止制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】受信信号から電界強度に対応した電界強度
   信号を抽出する電界強度抽出手段と、 上記電界強度信号のリップル成分を抽出しこれに基づく
   マルチパス成分信号と上記電界強度信号とに基づいて制
   御信号を出力するハイカット／ブレンド制御手段と、 上記受信信号のステレオ復調信号を得ると共に上記制御
   信号に基づいて上記ステレオ復調信号の高音域を低減す
   るハイカット制御と、分離度を低減するセパレーション
   制御とを行うステレオ復調手段と、を備えたFM受信機の
   ノイズ低減回路において、 上記電界強度信号に対応した比較信号と所定の基準信号
   との比較により判定信号を得る電界強度判定手段と、 上記ステレオ復調手段に接続され、上記判定信号により
   上記電界強度が所定レベルを上回ると判定される場合、
   上記マルチパス成分信号に基づく上記ハイカット制御と
   上記セパレーション制御とのうち前記セパレーション制
   御のみを行うように前記ハイカット制御を停止せしめる
   ハイカット制御停止手段と、 を有することを特徴とするFM受信機におけるノイズ低減
   回路。