JPS60146531A - 受信装置 - 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】 く技術分野〉 本発明は、周波数変調（ＦＭ）された信号を、簡易な方
式で良好な選択度にて復調する受信装置に関するもので
ある。

く背景〉 情報化社会の進度に伴い、家庭内においても、防犯・防
災のためのセンサ網をもつホームセキュリティシステム
をはじめ、インタホンやドアホン、親子電話などの機能
を合わせもつホ、−ムテレホンが実用化され、いわゆる
家庭内情報通信ネットワークとして、今後さらに発展す
るものと思われる。

従来から、家庭で用いられてきた家電機器も、マイクロ
コンピュータ等を組み込むことによってインテリジェン
ト化し、ＣＡＴＶ、文字放送、キャプテンなどのニュー
メディア機器と共に家庭内情報通信ネットワークに取り
込まれ、英米的にはこれらすべての機器をホームコンピ
ュータで集中監視・制御することによって、省エネ・省
力化を図ろうと考えられている。

このように、家庭内情報通信ネットワークは、制御信号
、音声信号、映像信号など種々の信号を取り扱わねばな
らず、システムの拡張・変更が容易で且、生産性や経済
性に優れ、外観をも損わないように配慮されたものでな
ければならない。

現在、家庭内の伝送媒体としては、微弱電波や赤外線な
どの無線媒体や、同軸ケーブル、ツイストペア線、光フ
ァイバケーブルなどの有線媒体が考えられているが、有
線媒体を用いる場合に、機器の数だけ線を張り巡らせる
のは拡張性や外観上の点において非現実的であり、無線
媒体音用いる場合にはいう昔でもなく、多重伝送の技術
が必要不可欠である。多重伝送の技術としては、１）周
波数分割多重、ＩＩ）時分割多重、１＋：蔚号分割多重
が考えられるが、＋＋）、　＊：１）はすべての信号を
ディジタル化する必要が有り、現在のところ、経済性の
点で家庭用としては不適当であり、１）の周波数分割多
重方式が実用上最適と考えらルる。

さて、従来よ−り用いられてきたインタホンは、接続す
るインタホンの数だけ線全張り巡らし、スイッチで呼び
出したい部屋の線を選択する方式の物が多い。しかしこ
のように、接続されるインタホンの数だけ線を引く方式
は、ベースバンド伝送が可能なため、個々のインタホン
に変復調回路金持つ必要がなく、回路構成が簡単になる
利点はあるが、システムの変更や拡張には、新たに配線
工事を必要とするばかりでなく、家庭内情報通信ネット
ワークの構築という観点からも、極めて融通性に欠ける
。

一方、音声信号を多重伝送するためＫは、高声信号を変
調しなければならないが、家庭用に適した而易な方式で
且、所望の性能が待ら′Ｉ’Ｌるものでなければならな
い。この場合変調方式として、占有帯域が広い、変復調
回路がやや複雑などの欠点はあるが、雑音や妨害に強い
、復調後の音量が入力信号レベルに依存しないので自動
利得制御回路（ＡＧＣ回ｉＩ￥Ｓ）が不要、変調信号の
増幅回路が６級でよく効率的などの多くの利点を持つ、
周波数変調方式が最も適していると考えられる。

ここで、複数チャンネルの音声信号が周波数分割多重伝
送さ汎ているため、変復調回路は、所望のチャンネルの
信号を良好な選択度にて受信できるものでなければない
ことに注意すべきである。

ところで、周波数変調（ＦＭ　）された信号の復調方式
には、フォスター・シーり型、比率検波型。

クオドラチャ検波型、パルスカウント型など、多種多様
ありいずれの方式も回路はＩＣ化さ扛てｋす、各々長所
短所が有る。

一方、ＦＭ方式には、入力信号がある一定のレベル以上
有れば、振幅変調（ＡＭ）方式に比べて信号対雑音電力
比（ＳＮ比）の改善効果が有るが、入力信号がある一定
のレベル以下になると、ＡＭ方式よりもＳＮ比が悪くな
るという、いわゆるスレンホルト現象が有り、そのレベ
ルはスレシホルドレベルと呼ばれる。スレンホルト現象
ヲ改善、即ちスレノホルドレベルを下げる技術にも種々
あるが、そのうちの一つである位相同期ループ（ＰＬＬ
）は、最近ではＩＣ化されて扱いやすくなっている。

第４図はＰＬＬ方式のＦＭ復調器の系統図を示したもの
でちゃ、１９は位相比較器、２０はループフィルタ、２
１は電圧制御発振器（ＶＣＯ）’ｔそ汎ぞれ表わしてい
る。入力ＦＭ波とＶＣＯの出力の位相差が位相比較器１
９によって検出され、そφ出力はループフィルタ２０に
より帯域外の雑音を除去さｎた後、ＶＣＯ２１に負帰環
される。ｖＣＯ２１の周波数を制御するため、ＶＣＯ２
１の発振周波数は入口ＦＭ波の周波数に同期し、即ちＶ
６Ｏ１３の制御電圧が同図に示したように復調出力とな
る。さらにＰＬＬはＶＣＯ２１の自走周波数全中心とす
る一定の帯域内の入力信号に対しては同期するが、その
帯域外の入力信号に対しては同期しないという性質があ
り、（その帯域は同期引き込み範囲またはキャプチャ・
レンジと呼ばわる）換言すると、変調回路の縮度特性等
による送信キャリアの若干の変動に対しては、Ｐ　Ｌ　
Ｌの追跡フィルタとしての機能により、復調することが
可能である。従ってチャンネル間の送信キャリアの周波
数差をキャプチャレンジ以上確保することにより、他チ
ャンネルの入力信号に誤同期せず、ＰＬＬ自体選局能力
があるため、外部に選局用のフィルタを付加する必要も
無い。また、通常ＦＭ復調器には振幅制限回路（リミッ
タ）は不可欠であるが、ＰＬＬ方式の場合には、入力信
号の振幅変化が内部の負帰環により圧縮されるので、０
！調出力にはほとんど影響を与えずリミッタも不要であ
る。

このように、１球信キャリアを必要以上に安定化するた
めに、水晶発振子等の高価な部品を用いず簡単な変調回
路でよい、＋：）ｐ　ｒ、　ｒ、自体、狭帯域フィルタ
であり、外部に選局用フィルタを付加する必要が無い、
ｌ１１）入力部にリミッタが不要、Ｉ■）モノリンツク
ＩＣ化された数多くの品種があり低コスト、Ｖ）ＰＬＬ
の構成要素であるＶＣＯば、即ちＦＭ変調回路であり、
変復調回路を共用して簡単化できる・・など、家庭用に
適した簡易方式としてＰＬＬ方式全採用することｖｉ極
めて妥当である。

第５図ばＰＬＪ−用いたインタホン回路の−・列を示し
たものであるが、２２はＶＣＯ２］の自走周波数を決め
る時定数回路で、通常、抵抗またはコンデンサまたはそ
の両方であり、２３は幹線ケーブルをそれぞれ表わして
いる。各インタホンは通常、自局に割り当てられたチャ
ンネルの周波数に、ＶＣＯ２＋の自走周波数を合わせて
あり、通話時に自局の送信周波数、即ちＶＣＯ２＋の自
走周波数を通話したい相手のチャンネルに合わせること
により通話可能となる。なお、６はスピーカ、７はその
増中畠器、８はマイクロホン、９はそのアンプ。

１０は送話スイッチ（プレスト−り）、１１は通話相手
全選択するだめのスイッチである。

先に、ＰＬＬはキャプチャレンジ外の入力信号には同期
しないことを述べたが、入力信号は音声信号でＦＭ変調
されているため、入力信号の周波数変化にしたがって、
ＶＣＯ２１の発振周波数は人力信号の周波数に近づいた
り遠ざかったりという動作を繰り返している状鴬で同期
しない状［沸のまま、復調出力、即ちＶＣＯ２１の制御
電圧にベースバンド成分が落ちてくる場合があり、良好
な選択度を得ることができない。本発明は、ＰＬＬの動
作原理に基づいて、この問題を解決するものである。即
ち、周波数の異なる入力信号が加えられると、位相比較
器１９は非直線動作％注のためミキサとしての動作全行
ない、ＶＣＯ２＋の出力信号全局発信号として両信号の
周波数差に対応するビート信号出力を発生し、しかも入
力信号がキャプチャレンジ外の周波数の場合には、ＶＣ
Ｏ２＋の発振周波数はこのビート出力に制御されて、入
力信号周波数に対して接近・離脱を繰返すのみで、永久
に同期することはなく、ビート出力も最大振幅である０ 第６図はビート出力全スペクトラムアナライザでｌ’ｌ
（＋１定した例を示したもので、この例で（はＶＣＯ２
１の自走周波数は］ＭＨｚ　、　Ｐ　Ｌ　Ｌのキャプチ
ャレンジは±６０ｋｌ（ｚに設定されており、同図（ａ
）は人力信号周波数がＩＭＨｚの場合、同図（ｂ’）は
入力信号周波数が０．８ＭＨｚの場合、同図（ｃ）は入
力信号周波数が］、　２　ＭＨｚの場合、同図（ｄ）Ｉ
ｄ入力信号周波数が］、４ＭＨｚの場合のそれそ汎測定
型である。横軸の中心Ｆｉ　ＩＭＨｚ　、ｌ目盛２００
ｋＨｚ、縦軸の１目盛は１０ｄＢである。また第７図は
同じくシンクロスコープで観測した例を示したもので、
この例ではＶＣＯ２１の自走周波数は］、２ＭＨｚ　％
　Ｐ　ＬＬのキャプチャレンジは±６０ｋＨｚに設定さ
れており、同図＜ａ）は入力信号周波数が］、２　ＭＨ
ｚの場合、同図（ｂ）は入力信号周波数がＩＭＨｚの場
合、同図（ｃ）は入力信号周波数が１．４ＭＨｚの場合
のそｎぞれ観測例である。

横１軸の１目盛は２μｓｅｃ　、縦軸の１目盛は２ｖで
ある。同図（ｂ）及び（ｃ）はいずれも入力信号に同期
していない状態であり、ビート出力は飽和即ち長大振幅
になっていることがわかる。

〈発明の目的〉 本発明は以上のような諸点に鑑み、周波数分割多重伝送
される周波数変調信号を、家庭用に適した簡易な回路構
成で且、良好な選択度で受信する技術を提供することを
目的とし、本発明により、拡張性・経済性・利便性に優
れた家庭内情報通信ネットワークの構築が可能となるも
のである。

〈実施例〉 以下、第１図から第３図にしたか−）で、本発明　゛の
実施例について詳細な説明を行う。

第３図は、本発明の目的である家庭内情報通信ネットワ
ークのシステム構成図を示したものである。１２はテレ
ビアンテナ、１３は公衆回線網、１４はネットワーク終
端装置′直、１５は例えば同軸ケーブル、１６，１６．
・・・はインタフェースユニット、Ｉ７．Ｉ７．・・・
はセンサ・アクチュエータ・家電機器・電話機・インタ
ホン等のネットワーク接続機器または端末装置、１８は
それら全集中監視・制御するホームコンピュータ全それ
ぞれ表わしている。

そして、インタホンは第１図に示されるように構成され
る。同図において、ビート周波数検出フィルタ２５．ビ
ート増幅回路２６．整流回路２７゜アナログスイッチ２
８が新たに追加されている。

また、２４は音声帯域の低域通過フィルタである。

ここで、ＰＬＬが同期していない時、即ち他チャンネル
の信号を受信している時は、ビート周波数全検出するフ
ィルタ２５によってビート出力を検出し、ビート増幅回
路２６で増幅し、整流回路２７で整流し、アナログスイ
ッチ２８を制御することにより、自局のチャンネル以外
の信号を受信している場合には、アナログスイッチ’ｃ
　ＯＦ　Ｆ　Ｉ／Ｃしてスピーカが動作しないようにす
る。

第２図は本発明によるインタホンのもう一つの構成例を
説明するためのものであるが、これはＰＬＬが入力信号
に同期していない時のビート出力が最大振幅であること
を利用したもので、２９は最大振幅を検出するためのコ
ンパレータ、３０はしきい値開の電圧源、３１はモノス
テーブルマルチバイブレークをそれぞれ表わしており、
ビート周期でコンパレータ２９への入力がしきい値レベ
ルを越えれば、コンパレータ出力をモノステーブルマル
チバイブレータ３１で直流化し、アナログスイッチ２８
ｆ：制御するものである。

以上、本発明の応用例としてインタホンに関して述べた
が、トランシーバやテレメータその他数多くの用途に応
用できることはいうまでもない。

〈発明の効果〉 本発明は、周波数変調された信号を良好な選択度で受信
するもので、極めて浦易な方式で実現でき、特に家庭内
情報通信ネットワークを構築するうえで有効に応用する
ことができ、また他にも応用範囲は広く、発明の効果大
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック構成図、第２
図は本発明の他の一実施例を示すブロック図　第３図は
本発明が適用される家庭内情報通信ネットワークのシス
テム構成図、第４図ｖｉＰＬＬ方式のＦＭ復調器の基本
的ブロック柘成図、第５図はＰＬＬ’に用いたＦＭ方式
インタホンの基本的ブロック構成図、第６図（ａ）〜（
ｄ）Ｕスペクトルアナライザによる非同期時のビート出
力測定図、第７図（ａ）〜（Ｃ）は同シンクロスコープ
による測定図である０ ６　スピーカ、７・・・増幅器、８・・・マイクロホン
。 ９°゛増幅器、１０・・・送話スイッチ、１１・・通話
相手切換スイッチ、１９・・位相比較器、２０・・・低
域通過フィルタ、２１・・・電圧制御発振器、２３・・
時定数回路、２４・・・音声帯域通過フィルタ、２５°
。 ビート周波数検出フィルタ、２６・・・増幅器、２７・
・整流回路、２８・・・アナログスイッチ、２９・・コ
ンパレータ、　３０−゛°電圧源、３１°゛モノステー
ブル−マルチバイブレータ０ 代理人　弁理士　福　士　愛　彦（他２名）・す）３ｒ
Ａ ５ １ ・１・　４　ｉ、（ 鐙 １（ ＝ 第５　図 ５１Ｆ　５１）ＭＥ　５ＰＡＮ２．ＯＭＨｌ　Ｃ；Ｆ　
１．ｕｕ　Ｍｎｔ（ｂ） （ｄ） 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　周波数変調された信号を位相同期ループ（Ｐ　ＬＬ
   　）？：用いて復調する受信装置にあって、位相同期ル
   ープの同期引き込み範囲外の搬送波周波数の入力信号を
   受信した時における位相比較器からのビート出力の周波
   数かまたは振幅あるいはこれらの両方を検出する手段と
   、該検出出力によりスピーカへの電路をオン・オフする
   スイッチング手段とを備えてなることを特徴とする受信
   装置。