JPH0818468A - Ｆｍ受信機のノイズ抑圧回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ＦＭ受信機において、電波が弱くてノイズが多
い時にそれを抑えて、低周波増幅部の消費電流を小さ
く、スピーカー又はイヤホンの劣化や破損を少なくし
て、しかも聴神経に障害を与えないノイズ抑圧回路を提
供する。 【構成】中間周波信号ａは振幅制限器２で出力電圧が一
定にされ、周波数検波器３で周波数検波されて復調信号
ｃとして出力される。その後、フィルタを通ってプリア
ンプ５に出力される。また、中間周波信号ａはＳメータ
電圧出力回路８で整流平滑されてＳメータ電圧ｂとして
出力され、ＯＰアンプ９のマイナス入力端子に入力さ
れ、増幅される。一方、プリアンプ５は、電圧で増幅率
が制御される構成で、Ｓメータ電圧ｂが設定値より小さ
い（ノイズが多い）ほど、増幅率が小さくなるよう構成
されている。ここで、ＯＰアンプ９のプラス入力端子の
電圧は可変で、これでオフセット電圧を調節して、先の
設定値を加減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＦＭ受信機で弱い電波
を受信した時のノイズ出力を抑圧する回路に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来のＦＭ（周波数変調）波の受
信機の一例のブロック図である。ＦＭ受信機において
は、周波数成分のみを検出すればよいので、ＲＦ・ＩＦ
部１１で利得を十分大きくとって増幅し、振幅制限器１
２で振幅を一定にしてパルス性ノイズを含むＡＭ成分等
をカットした後、ＦＭ検波器１３で復調する。そのため
復調信号ｅは、アンテナに入力される電波がある電界強
度以上の強さであれば、パルス性ノイズやフェージング
等の影響を受けることが少なく、Ｓ／Ｎ比の高い良質の
音声出力が得られる。

【０００３】しかし、復調信号ｅは受信電界強度に関係
なく出力レベルは一定となるので、目的の電波が弱い
（電界強度が小さい）時には、復調される音声が小さく
なる分だけ、音声出力には大きなノイズが表れる。この
耳障りなノイズを消去するために、無線通信用のＦＭ受
信機においてはスケルチ、ＦＭ放送の受信機においては
ミューティングと呼ばれる機構が設けられていることが
多い。例えば、図４に示すＦＭ受信機には、検波された
復調信号ｅのノイズ成分だけを、スケルチアンプ１４で
増幅して整流し、ノイズ成分が多いときにはスケルチス
イッチ１６を制御して、プリアンプ１５の出力をオフに
して、メインアンプ１７の出力を消すスケルチが設けら
れている。

【０００４】このように、ノイズレベル又は信号強度を
測定して、ノイズレベルが高いとき又は所定の電界強度
レベル以下の電波が入力された時には、低周波出力（以
下、ＡＦ出力）を完全にカットしてしまうので、ノイズ
が多くて聞きづらい弱い電波は受信できない仕組みにな
っている。

【０００５】図４のＦＭ受信機のスケルチの動作を更に
分かりやすくするために、ＦＭ受信機への受信電界強度
とＡＦ出力のノイズレベルの関係の一例を表す図５のグ
ラフを用いて説明する。先ず、図５に示すように、前記
ＦＭ受信機のスピーカーからのＡＦ（信号＋ノイズ）レ
ベルは、受信電界強度に関係なく一定となっている。ま
た、１０dBμ以上の受信電界強度においては、ノイズが
一定レベルに抑圧されており、この時のＳ／Ｎ比は、ふ
つう、３０dB以上ある。しかし、受信電界強度が１０dB
μあたりから小さくなるにつれて、ノイズが増えはじ
め、最後にはノイズだけになって聞いていられなくな
る。

【０００６】そこで、スケルチスイッチ１６をオフにす
るスケルチアンプ１４のスケルチレベルは、受信電界強
度でいうと−１０dBμぐらい、Ｓ／Ｎ比でいうと受信電
界強度の十分大きい時のノイズレベルより１５dBぐらい
悪くなった点に設定されている。この時点でスケルチ機
構が働くと、図６に示すように受信電界強度が、−１０
dBμ以下ではスピーカーからのＡＦ出力が０になる。し
かし、このスケルチが動作する瞬間に、「ザッ」や「ボ
コッ」といった耳障りな雑音が発生するＦＭ受信機も多
い。

【０００７】さて、ＦＭ放送のための受信機において
は、Ｓ／Ｎ比が最も重要で、無理にＳ／Ｎ比の悪い弱い
電波を聞く必要がないので、ミューティング機構だけ
で、ノイズ対策は十分であった。

【０００８】

【発明を解決しようとする課題】ところが、無線通信用
のＦＭ受信機においては、電波の伝播状態が悪かった
り、通信する相手方と離れすぎたりして電波が弱いと
き、スケルチを開放気味にするが、スケルチが動作する
までは、猛烈なノイズの中から目的の信号を聞かなけれ
ばならない。このようなノイズは、常時受信している者
に、耳鳴りや難聴などの聴覚障害をひき起こす可能性も
ある。また、ノイズを消すスケルチ自体も、動作するた
びに雑音がでて、聴神経には好ましくなかった。これら
の音は、外勤警察官のように、イヤホンで聞く場合に、
より聴神経への悪影響が大きい、という問題があった。

【０００９】本発明は、上記の問題点にかんがみて提案
されたもので、ＦＭ受信機において、入力される電波が
弱くてノイズが多いときでも、スケルチが動作するまで
は、低周波増幅部の消費電流が小さく、スピーカー又は
イヤホンの劣化や破損が少なく、且つ聴神経に悪影響を
与えないノイズ抑圧回路を提供することを目的としてい
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１にかかるＦＭ受
信機のノイズ抑圧回路においては、上記課題を解決する
ために、受信した電波の電界強度に応じた制御信号を出
力する電界強度検出手段と、前記制御信号に応じて出力
を低減する低周波増幅器とを備えた。

【００１１】また、請求項２にかかるＦＭ受信機のノイ
ズ抑圧回路においては、受信した電波を増幅して高周波
信号を出力する高周波増幅器と、前記高周波信号を整流
してＳメータ電圧を出力するＳメータ電圧出力回路と、
前記高周波信号の振幅を制限して出力電圧を一定にして
出力する振幅制限器と、該振幅制限器の出力を周波数検
波して復調信号を出力する周波数検波器と、前記復調信
号を増幅する低周波増幅器とを備えたＦＭ受信機のノイ
ズ抑圧回路において、前記Ｓメータ電圧を増幅して制御
信号を出力する制御信号出力手段と、前記制御信号に応
じて前記低周波増幅器の入力，出力若しくは増幅率を制
御して出力を低減する出力制御手段とを備えるという構
成とした。なお、制御信号はアナログデータでもデジタ
ルデータのいずれでもよい。

【００１２】

【作用】請求項１にかかるＦＭ受信機のノイズ抑圧回路
においては、先ず、電界強度検出手段によって、受信し
た電波の電界強度に応じた制御信号が出力される。この
制御信号に応じて、低周波増幅器の出力が低減されるの
で、受信した電波の電界強度が小さいときには低周波増
幅器の出力が小さくなる。

【００１３】請求項２にかかるＦＭ受信機のノイズ抑圧
回路においては、先ず、受信した電波が高周波増幅器で
増幅され、それが高周波信号としてＳメータ電圧出力回
路と振幅制限器とに出力される。振幅制限器では、入力
された高周波信号の振幅が制限されて、出力電圧が一定
にされた後、周波数検波器に出力される。その後、周波
数検波器で検波され、低周波増幅器でそれが増幅され
る。一方、前記Ｓメータ電圧出力回路から出力されたＳ
メータ電圧が、制御信号出力手段で増幅されて制御信号
として出力される。この制御信号に応じて出力制御手段
が制御されて、前記低周波増幅器の入力，出力若しくは
増幅率の少なくとも一つが制御され、低周波増幅器の出
力が低減させられる。この出力制御手段によって、低周
波増幅器の出力が低減させられるので、受信した電波の
電界強度に比例するかたちで、低周波増幅器の出力が小
さくなる。

【００１４】

【実施例】以下に本発明の実施例を、図面に基づいて詳
細に説明する。図１は本発明にかかるＦＭ受信機のノイ
ズ抑圧回路の一実施例のブロック図、図２は図１の実施
例の回路を用いた電界強度とノイズレベルの関係を表す
グラフ，図３はＯＰアンプの入出力特性図である。

【００１５】図１において、１は受信した電波を増幅し
周波数変換して中間周波信号ａとして出力するＲＦ・Ｉ
Ｆ部，２は中間周波信号ａの振幅を制限して出力電圧を
一定にする振幅制限器，３は振幅制限器２の出力を周波
数検波して復調信号ｃとして出力する周波数検波器，４
は復調信号ｃに含まれるノイズだけを検出増幅し整流し
て出力するスケルチアンプである。５は復調信号ｃを増
幅する、増幅率（以下、利得）が２０dBのプリアンプ
で、後述するＯＰアンプ９からの電圧によってその利得
が制御される構成となっている。６はスケルチアンプ４
で検出したノイズが所定値より大きい時にプリアンプ５
の出力信号をカットするスケルチスイッチ，７はスケル
チスイッチ６に接続されてその出力信号を増幅しスピー
カーを駆動するメインアンプである。なお、プリアンプ
５の利得を一定にして、その前又は後ろに電子ボリウム
又はアッテネータを設け、電圧制御によってプリアンプ
５の入力電圧又は出力電圧を制御してもよい。

【００１６】８は中間周波信号ａを整流平滑し、それを
Ｓメータ電圧ｂとして出力するＳメータ電圧出力回路，
８ａはＳメータ電圧ｂによって作動する、受信信号の強
度を表すＳメータ，９はＳメータ電圧ｂを増幅してこれ
を制御電圧ｄとして出力するＯＰアンプである。また、
可変抵抗Ｒの両端には一定電圧が印加されていて、ＯＰ
アンプ９のプラス入力端子にかかるオフセット電圧を調
節できる。ここで、中間周波信号ａが高周波信号に，制
御電圧ｄが制御信号に，ＲＦ・ＩＦ部１とＳメータ電圧
出力回路８とＯＰアンプ９が電界強度検出手段に，ＯＰ
アンプ９が制御信号出力手段に，プリアンプ５が低周波
増幅器と出力制御手段に対応している。

【００１７】次に、図１のＦＭ受信機のノイズ抑圧回路
の動作について、図２のグラフを用いて説明する。図２
のグラフは、スケルチアンプ４とスケルチスイッチ６か
ら成るスケルチ回路を動作させず、プリアンプ５の出力
とメインアンプ７の入力を接続した状態で測定したもの
とする。なお、図２のＡＦ出力はスピーカーからの出力
である。

【００１８】先ず、図１のＲＦ・ＩＦ部１のアンテナに
到達する受信電界強度が、図２において、例えば３０dB
μと十分大きい時は、従来のＦＭ受信機と同じようにノ
イズレベルは、ＡＦレベルに比べて十分小さい。次に、
受信電界強度が１０dBμ以下になった時は、従来の例で
あれば、一点鎖線で示したようにノイズレベルがどんど
ん上がって、最終的にはノイズレベルがＡＦレベルまで
達する。通常は、ここまでにスケルチスイッチ６が復調
信号ｃをカットする。しかし、図１のノイズ抑圧回路に
よれば、Ｓメータ電圧出力回路８から出力されたＳメー
タ電圧ｂがＯＰアンプ９で反転増幅され、それが制御電
圧ｄとしてプリアンプ５に加わるので、プリアンプ５の
利得は小さく押さえられる。そのため、受信電界強度の
低下に応じて全体のＡＦレベルは実線のように下がって
いく。当然、そこに含まれるノイズレベルもＡＦレベル
に応じて低下していくので、結果としてノイズレベルは
大きくならない。

【００１９】本回路の動作を開始させる回路動作点Ａの
設定は、半固定抵抗ＲによってＯＰアンプ９のオフセッ
ト電圧を変化させて行う。これを図３の入出力特性図で
説明する。図に示すように、Ｓメータ電圧ｂが小さく
（雑音が大きく）なるほど、制御電圧ｄが高くなり、プ
リアンプ５の利得が減って（減衰が増えて）、その出力
電圧は小さくなる。よって、スピーカーからのＡＦ出力
は小さくなる。ここで、制御電圧ｄとプリアンプ５の利
得との関係は、０ボルトで利得２０dB（減衰０dB），１
ボルトで利得１０dB（減衰１０dB），２ボルト以上で利
得０dB（減衰２０dB）であるものとする。

【００２０】以上の例を図３で具体的に説明する。実線
の入出力特性グラフの場合、Ｓメータ電圧ｂが 2.0ボル
ト以上で制御電圧ｄが０ボルトとなり、プリアンプ５の
利得は２０dBで最高である。しかし、Ｓメータ電圧ｂが
2.0ボルトより小さくなる（ノイズが大きくなる）にし
たがって、プリアンプ５の利得は小さくなり、その出力
電圧もだんだん小さくなっていく。よって、メインアン
プ７のＡＦ出力も小さくなっていく。因みに、Ｓメータ
電圧ｂが 1.5ボルトでは、制御電圧ｄは１ボルトで利得
は１０dB、Ｓメータ電圧ｂが 1.0ボルト以下では、制御
電圧ｄは２ボルトで利得は０dBである。

【００２１】図１の可変抵抗Ｒを動かすと、ＯＰアンプ
９のオフセット電圧が変わるので、図３の入出力特性グ
ラフは上下いずれかに移動する。今、そのようにして移
動した上側の一点鎖線の入出力特性グラフによれば、Ｓ
メータ電圧ｂが2.25ボルトから利得が落ちはじめ、 1.5
ボルトの時点では、制御電圧ｄも 1.5ボルト，利得５dB
となる。つまり可変抵抗Ｒを調節することによって、Ａ
Ｆ出力は実線の入出力特性より全体に５dB早めに減衰す
るのである。図２でいうと、回路動作点Ａが電界強度の
大きい方（右）に移動したことを意味する。また、可変
抵抗Ｒを先の場合と反対方向に動かせば、図３の下側の
一点鎖線の入出力特性グラフによれば、Ｓメータ電圧ｂ
が1.75ボルトから利得が落ちはじめ、 1.5ボルトの時点
では、制御電圧ｄも 0.5ボルト，利得１５dBとなる。つ
まり可変抵抗Ｒを調節することによって、ＡＦ出力は実
線の入出力特性より全体に５dB遅めに減衰するのであ
る。図２でいうと、回路動作点Ａが電界強度の小さい方
（左）に移動したことを意味する。つまり、ノイズが大
きい状態が長くなるということである。このように、回
路の動作開始点を調節する。

【００２２】また、信号が全く無く、ノイズばかりにな
った状態の最終的なＡＦレベルの出力Ｂは、ＯＰアンプ
９の増幅度（図３のグラフの傾き）を変えるか、又はプ
リアンプ５の制御電圧の入力感度を変えるか、又はメイ
ンアンプ７のメインボリウムを変えて調節する。スケル
チアンプ４とスケルチスイッチ６から成るスケルチ回路
を動作させた時は、図２のスケルチ動作点Ｃでプリアン
プ５の出力信号がカットされ、ＡＦ出力は太い破線で示
したように０になる。ここでスケルチ動作点Ｃは、もち
ろん可変である。

【００２３】本発明のノイズ抑圧回路においては、Ｓメ
ータ電圧で、プリアンプ５を直接制御してもよく、その
場合は回路が簡単になる。また、ＯＰアンプ９の代わり
にＡ／Ｄ変換器を用いて、Ｓメータ電圧をディジタルデ
ータに変換し、それをシフトして本回路の動作開始点を
調節し、その後Ｄ／Ａ変換してプリアンプ５の利得を制
御してもよい。更に、プリアンプ５をディジタル制御の
アンプにして、ディジタルデータのまま、その利得を制
御してもよい。実施例のノイズ抑圧回路によれば、ＯＰ
アンプ９のプラス入力端子に加えるオフセット電圧を変
えることによって、本回路の動作開始点が変更できる。

【００２４】

【発明の効果】本発明にかかるＦＭ受信機のノイズ抑圧
回路は、以上のように構成されており、受信した電波が
弱い時は自動的に音量を小さくするので、低周波増幅部
の消費電流が小さくなるとともに、ノイズの過大入力に
よるスピーカー又はイヤホンの劣化や破損が少なくな
る。また、受信電波が弱い時の猛烈なノイズによって、
聴神経が障害を受けることが少なくなる。また、既成の
Ｓメータ電圧を利用するので、少しの追加回路で構成で
きる。更に、電波が弱いとＦＭ受信機の音量が小さくな
るので、これによって振幅変調（ＡＭ）波のように自局
と相手局間の距離を推定できるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるＦＭ受信機のノイズ抑圧回路の
一実施例のブロック図である。

【図２】図１の回路を用いた実施例の電界強度とノイズ
レベルの関係を表すグラフである。

【図３】ＯＰアンプの入出力特性のグラフである。

【図４】スケルチの付いた従来のＦＭ受信機の一例のブ
ロック図である。

【図５】従来のＦＭ受信機においてスケルチを動作させ
ない時の、電界強度とノイズレベルの関係の一例を表す
グラフである。

【図６】従来のＦＭ受信機においてスケルチが動作した
時の、電界強度とノイズレベルの関係の一例を表すグラ
フである。

【符号の説明】

１ ＲＦ・ＩＦ部（電界強度検出手段）（高周波増幅
器） ２ 振幅制限器 ３ 周波数検波器 ４ スケルチアンプ ５ プリアンプ（低周波増幅器）（出力制御手段） ６ スケルチスイッチ ７ メインアンプ ８ Ｓメータ電圧出力回路（電界強度検出手段） ８ａ Ｓメータ ９ ＯＰアンプ（電界強度検出手段）（制御信号出力手
段） ａ 中間周波信号（高周波信号） ｂ Ｓメータ電圧 ｃ 復調信号 ｄ 制御電圧（制御信号）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】受信した電波の電界強度に応じた制御信号
   を出力する電界強度検出手段と、 前記制御信号に応じて出力を低減する低周波増幅器と、
   を備えたことを特徴とするＦＭ受信機のノイズ抑圧回
   路。
2. 【請求項２】受信した電波を増幅して高周波信号を出力
   する高周波増幅器と、前記高周波信号を整流してＳメー
   タ電圧を出力するＳメータ電圧出力回路と、前記高周波
   信号の振幅を制限して出力電圧を一定にして出力する振
   幅制限器と、該振幅制限器の出力を周波数検波して復調
   信号を出力する周波数検波器と、前記復調信号を増幅す
   る低周波増幅器とを備えたＦＭ受信機のノイズ抑圧回路
   において、 前記Ｓメータ電圧を増幅して制御信号を出力する制御信
   号出力手段と、 前記制御信号に応じて前記低周波増幅器の入力，出力若
   しくは増幅率を制御して出力を低減する出力制御手段と
   を備えたことを特徴とするＦＭ受信機のノイズ抑圧回
   路。