説明

受信装置

【課題】強電界妨害時にもアナログ放送からデジタル放送への切替を適切に行うことができる受信装置を提供することを目的とするものである。
【解決手段】デジタル方式とアナログ方式とで同時放送されるサイマル放送を受信する受信装置100は、強入力妨害波を受信した際にデジタルラジオ復調部9にてデジタル同期信号を検出すると、マイコン部11がアンテナ1からの入力信号に対して行なわれるAGC抑圧を緩和するようにAGC3を制御する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、デジタル方式とアナログ方式とで同時放送されるサイマル放送を受信する受信装置において、デジタルラジオ放送及びアナログラジオ放送に係る音声信号を切替えて出力する受信装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来の受信装置に関して、IBOC方式の放送波の受信状態に応じてIFフィルターに対して好適な選択特性を持たせるために、デジタル信号検出/復調部により検出されたデジタル信号の状態に基づいて、通過帯域幅を可変するよう帯域フィルターを制御するとともに、信号伝達経路の切り替えを行うよう切替部を制御するものが知られている (例えば特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2010−278879号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら従来の受信装置は、受信電波の強入力による妨害時に、AGC(Auto Gain Control)回路によって希望波も減衰されてデジタルラジオ受信に必要な電界強度まで不足してしまうため、アナログ放送からデジタル放送への切替えが必ずしも適切ではなかった。
【0005】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、強電界妨害時にもアナログ放送からデジタル放送への切替を適切に行うことができる受信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するため本発明は、デジタル方式およびアナログ方式が同時放送されるサイマル放送を受信する受信装置であって、自装置に入力された電波を減衰させる自動利得制御部と、自装置に入力された電波の電界強度に応じて前記自動利得制御部の利得を制御する制御部と、前記デジタル方式によって送信された放送信号を復調するデジタル復調部と、前記アナログ方式によって送信された放送信号を復調するアナログ復調部とを備え、前記アナログ復調部にて復調された信号が自装置から出力されている場合に、前記デジタル復調部が自装置に入力された電波にデジタル同期信号が含まれることを検出すると、前記制御部は前記自動利得制御部の利得を制御して自装置に入力された電波に対する減衰量を前記デジタル同期信号が検出される前よりも緩和させる構成を有する。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、アナログ受信中に強入力妨害があっても、アナログ放送からデジタル放送への切替が適切に行われるため、デジタルラジオを受信しやすくすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の実施の形態における受信装置のブロック図
【図2】本発明の実施の形態における受信装置の自動利得制御処理のフローチャート
【図3】本発明の実施の形態における受信装置の自動利得制御における電界強度とBERとの関係を示す特性図
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施の形態における受信装置について、図面を参照しながら説明する。ただし、本実施の形態の受信装置は、自動車などの車両に搭載されるものを例として以下に説明する。
【0010】
図1は、本発明における受信装置のブロック図である。図1に示すとおり、受信装置100は、車両のボディや窓ガラスなどに固定されたアンテナ1に対して電気的に接続可能な構成であるとともに、アンテナ1から受信した電波(放送波あるいは放送信号)に対して所望の信号処理を行って、放送信号を音声信号として出力する。
【0011】
受信装置100から出力された音声信号は、受信装置100に接続可能に設けられたスピーカ15によって音声として使用者に放音される。ただし、受信装置100とスピーカ15との間に、音声信号を増幅する増幅器が設けられる場合もある。
【0012】
受信装置100は、放送信号に対して所望の信号処理を行なうラジオ受信部2と、ラジオ受信部2が出力するアナログラジオ信号とデジタルラジオ信号とを切替えて出力するためのスイッチ部10、ラジオ受信部2が行う信号処理を統括的に制御する制御部としてのマイコン部11を備えている。
【0013】
ラジオ受信部2は、自動利得制御部としてのAGC部3、ローノイズアンプ部としてのLNA部4、ミキサ部5、IFアンプ部6、強電界入力検出部7、アナログラジオ復調部8、デジタルラジオ復調部9を備える。
【0014】
AGC部3は、アンテナ1に接続されており、アンテナ1を介して受信した放送信号を減衰させる。
【0015】
AGC部3は、より具体的にはピンダイオードを利用して放送信号を減衰させる、あるいは、利得可変の増幅器(あるいは増幅素子)を利用して利得を下げて放送信号を減衰させる回路である。
【0016】
LNA部4は、AGC部3から入力された信号を後段で処理するために十分な大きさの信号になるよう増幅する増幅器である。
【0017】
ミキサ部5は、LNA4から入力された信号を、その周波数に関係なく一定の低い周波数に変換する、いわゆる局部発信と周波数変換とを行なうものである。
【0018】
IFアンプ部6は、ミキサ部5から入力された信号を復調可能なレベルまで増幅する機能、隣接した周波数の不要な信号を除去するためのフィルタ機能、入力された信号の強弱によって増幅率を可変して復調器への入力信号レベルを一定に保つ自動利得制御機能などを実行させる一般的な回路からなるものである。
【0019】
強電界入力検出部7は、いわゆるSメータであって、受信装置100に入力された放送波の電界強度を計測するものであり、計測した電界強度を示す情報を詳細後述するマイコン部11へ出力する。
【0020】
アナログラジオ復調部8は、アナログ方式によって送信された放送信号に対して必要な復調機能を備える一般的な回路で構成され、デジタルラジオ復調部9は、デジタル方式によって送信された放送信号に対して必要な復調機能を備える一般的な回路で構成さている

【0021】
デジタルラジオ復調部9は特に、スイッチ部10の切替え動作を制御する制御信号を出力する機能およびデジタルラジオの同期信号を検出したことを示す情報を出力する機能を少なくとも備えている。
【0022】
アナログラジオ復調部8は、復調した信号をアナログ放送音声信号として音声出力し、デジタルラジオ復調部9は、復調した信号をデジタル放送音声信号として、それぞれ音声出力する。
【0023】
スイッチ部10は、一般的なスイッチ回路であって、アナログラジオ復調部8から出力されるアナログ放送音声信号の音声とデジタルラジオ復調部9から出力されるデジタル放送音声信号の音声とを切替えて後段のスピーカへ出力するものである。
【0024】
制御部としてのマイコン部11は、演算処理などの情報処理を実行するCPU13、情報処理を実行させるためのプログラムや各設定値を記憶しておく記憶部としてのROM14、AGC部3に制御電圧を出力するDA部(デジタルアナログ変換部)12などを備えて構成される。
【0025】
特に、本実施の形態において、マイコン部11は、強電界入力検出部7から入力された電界強度に基づいて、AGC部3に対して利得制御を行なうための制御信号(利得制御信号)を出力する。
【0026】
たとえば、AGC部3にピンダイオードが利用される場合、マイコン部11からの制御信号の信号レベルを上げることで受信装置100に入力される放送信号を減衰させることができる。
【0027】
あるいは、AGC部3にFETが利用される場合、マイコン部11からの制御信号をゲートに入力する構成とし、制御信号の信号レベルを下げることで受信装置100に入力される放送信号を減衰させることができる。
【0028】
以上のように構成された受信装置100について、以下にその動作を説明する。
【0029】
アンテナ1を介して受信装置100に入力された電波はAGC部3を経由して後段に出力される。
【0030】
AGC部3から出力された信号はLNA部4、ミキサ部5、IFアンプ部6にて所望の信号処理(公知の信号処理)が行なわれて、アナログラジオ復調部8およびデジタルラジオ復調部9に入力される。
【0031】
アナログラジオ復調部8から出力された音声がスイッチ部10を介して出力されている状態において、デジタルラジオ復調部9から出力された音声を受信装置100が出力するようにスイッチ部10が切り替わる動作は、以下のとおりである。
【0032】
まず、デジタルラジオ復調部9で、デジタル同期信号を受信し、さらに、ラジオの電界強度が十分になり、デジタル信号のBER(ビットエラーレート)が少なくなったときに、デジタル復調部から、スイッチ部10に信号を出力し、デジタル復調音声(デジタルラジオ復調部9から出力される音声)に切り替える。
【0033】
さらに、受信装置100にて強電界入力の妨害電波が受信された場合は、強電界入力検
出部7が妨害電波を検出する。
【0034】
ただし、強電界入力の妨害電波とは、AGC部3の後段に構成される各部の部品あるいは素子の許容入力レベルを大きく超えてしまい、結果的にノイズや混信が音声に影響して発生して聴取者に対して不快な音を発生してしまうような電波である。
【0035】
入力された電波を妨害波とみなすか否かは、回路構成などに応じて予め実験的あるいはシミュレーションや計算結果によって求められる閾値と入力される電波のレベルとを比較することで判定される。
【0036】
すなわち、強電界入力検出部7は、受信している電波のレベル(電界強度)を逐次モニタしており、その電界強度を示す信号をマイコン部11へ出力している。
【0037】
マイコン部11は、強電界入力検出部7から受信する信号に基づいて電界強度を判断し、電界強度が予め設定されている閾値以上の値になると、AGC部3に対して制御信号を出力しAGC部3の利得制御を行なう。
【0038】
ここで、予め設定されている閾値とは、ラジオ受信部2を構成する回路素子の特性が飽和しない程度に実験的に求められる、あるいは回路構成を考慮して設定される値である。
【0039】
マイコン部11が実行するAGC部3に対する利得制御は、電界強度が予め設定されている閾値以上の値になりAGC部3に対して制御信号を出力する際、予めROM14に記憶されている妨害電波の強さに応じた制御電圧をCPU13から出力しDA部12で変換してAGC部3に印加する。
【0040】
すると、AGC部3では、上述したとおり入力された電圧に応じてアンテナ1を介して入力された電波を減衰させる。
【0041】
これにより、アナログ受信の際にLNA部4やミキサ部5などにおける歪みや混信の発生、あるいはノイズが多くなるのを防ぐことができる。
【0042】
しかしながら、このような場合においても、アナログ受信においては早めに妨害電波を減衰させないとノイズや混信が音声に影響して発生するが、デジタル受信においては、ノイズや混信に影響しない領域がある。
【0043】
一例として、サイマル放送の放送信号として、放送局側にてデジタル信号をアナログ放送信号よりも25dB低く送信する放送局がある。この場合、以下のような不都合が発生する。
【0044】
たとえば、受信装置100にて強電界入力の妨害波が受信された場合であっても、AGC部3を制御して受信電波を減衰させ過ぎると、十分な電界が得られず、ビットエラーレート(BER)が低下して、デジタル受信できない状態になるときがある。
【0045】
ただし、ここでアナログ受信とはアナログラジオ復調部8がアナログ方式によって送信された放送信号に対して必要な復調処理を行なうことを意味し、デジタル受信とはデジタルラジオ復調部9がデジタル方式によって送信された放送信号に対して必要な復調処理を行なうことを意味する。
【0046】
そこで、本実施の形態の受信装置100は、以下のように動作するよう、マイコン部11が制御処理を行なう。
【0047】
デジタルラジオ復調部9にてデジタル同期信号が検出されたときは、受信している電波にデジタル放送方式で送信されている信号が確実に存在することを意味している。
【0048】
したがって、マイコン部11が強電界入力検出部7から得られた信号およびデジタルラジオ復調部9から得られた信号から、強電界入力の妨害波およびデジタルラジオの同期信号が検出されたときには、マイコン部11は、あらかじめROM14に記憶されているデジタルラジオ用のAGC制御電圧を読み出してAGC部3に印加する。
【0049】
このAGC制御電圧は、デジタル受信に必要な電界強度と混信レベルとが最適になるよう予め調整された値が用いられる。
【0050】
上述の状況における受信装置100の動作について、図2を用いてその処理フローを説明する。
【0051】
図2は、本実施の形態における受信装置100のマイコン部11が実行する処理フローを示すフローチャートである。
【0052】
図2において、まず、マイコン部11は、強電界入力検出部7からの信号から強入力妨害波が検出されたか否かを判定する(ステップS101)。
【0053】
ステップS101にて強入力妨害波は検出されないと判定された場合(ステップS101のNo)は、引き続き強入力妨害波の判定処理を行なう。
【0054】
ステップS101において強入力妨害波を検出した場合(ステップS101のYes)、次にデジタル同期信号が検出されたか否かを判定する(ステップS102)。
【0055】
ステップS102にて、デジタル同期信号が検出された場合、CPU13がデジタルラジオ用の制御電圧をROM14から読み出して、読み出した制御電圧の利得制御信号をAGC部3へ出力する(ステップS103)。
【0056】
これにより、アンテナ1を介してAGC部3に入力される信号がAGC部3にてデジタルラジオ用の制御電圧に応じた減衰量で減衰される(ステップS104)。
【0057】
そして、デジタルラジオの復調が可能となり、スイッチ部10が動作してデジタル復調音声が受信装置100から音声出力される(ステップS105)。
【0058】
また、ステップS102において、デジタル同期信号が検出されなかった場合(ステップS102のNo)は、CPU13がアナログラジオ用の制御電圧をROM14から読み出して、読み出した制御電圧の利得制御信号をAGC部3へ出力する(ステップS106)。
【0059】
これにより、アンテナ1を介してAGC部3に入力される信号がAGC部3にてアナログラジオ用の制御電圧に応じた減衰量で減衰される(ステップS107)。
そして、スイッチ部10が動作して(あるいは動作せずに)、デジタル復調音声が受信装置100から音声出力される(ステップS108)。
【0060】
ここで、図3を用いて、上述のAGC部における減衰量の制御に関する電界強度とデジタル受信のビットエラーレートとの関係について詳細に説明する。
【0061】
図3は電界強度とデジタル受信のBER(ビットエラーレート)の相関図である。図3において、曲線Aは強電界妨害が無い場合のBERカーブを示し、曲線Bは上述のようなAGC部3の減衰量が考慮されない場合のBERカーブを示し、曲線Cは上述したAGC部3の減衰量が考慮された場合のBERカーブを示す。
【0062】
強電界妨害が無い場合のBERカーブである曲線Aに対し、強電界妨害波が受信されると、電界強度の大きさに応じた制御電圧によってAGC部が動作して、希望波の電界も減衰される。
【0063】
放送局から送信された電波(放送波)に含まれるデジタル信号のレベルは、相対的に放送波に含まれるアナログ信号のレベルよりも低いため、希望波の電界が全体的に減衰されるとBERカーブは悪化し、図3に示すグラフの右側に寄る。
【0064】
このとき、マイコン部11からAGC部3へ送信される利得制御信号が、アナログラジオ用の設定のままであると、曲線Bに示す極端に右寄りのBERカーブとなる。
【0065】
しかしながら、デジタル同期信号を検出した場合に利得制御信号をデジタルラジオ用のものに切替えることで、曲線Cに示す左側に戻されたBERカーブとなり、BERを良化させることができる。
【0066】
一般的に、受信装置100が出力する音声をアナログ復調音とするかデジタル復調音とするかをスイッチ部10が切替える際の閾値となる値が設定される。
【0067】
本実施の形態において、これを感度点(すなわち、これよりBERが悪化するとアナログ復調音からデジタル復調音への切替えが行なわれない点)と称する。
【0068】
たとえば、感度点を図3に示すBER=1.00E−3とした場合、AGC制御が掛かっていない状態(強電界妨害が無い状態)である曲線Aは、感度点が15dBuで良好である。
【0069】
強入力妨害により抑圧された状態であって、デジタル同期信号の検出に関わらずAGC制御が行なわれる状態である曲線Bは、感度点が28dBuとなり極端に悪化する。
【0070】
上述のとおり、デジタル同期信号の検出に応じてAGC制御を行なうことでAGC抑圧を緩和させた状態である曲線Cは、感度点が20dBuとなり、従来のものよりもアナログ復調音からデジタル復調音への切替え実効頻度が向上する。
【0071】
以上のように本発明は、強入力妨害波を受信した際にデジタル同期信号が検出された場合、アンテナからの入力信号に対して行なわれるAGC抑圧を緩和するようにしたため、デジタルラジオの受信がしやすくなり、実質的にデジタルラジオの受信エリアを広げることができる。
【0072】
特に、頻繁に受信電界強度が変化する環境下において用いられる車載用のラジオ受信装置に本発明を適用することで、高音質なデジタル音声でラジオ放送を受聴することができる頻度(エリア、時間)を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【0073】
本発明のラジオ受信機は、デジタルラジオ放送をより広いエリアで受信できるラジオ受信機として有用である。
【符号の説明】
【0074】
1 アンテナ
2 ラジオ受信部
3 AGC部
4 LNA部
5 ミキサ部
6 IFアンプ部
7 強電界入力検出部
8 アナログラジオ復調部
9 デジタルラジオ復調部
10 スイッチ部
11 マイコン部
12 DA部
13 CPU
14 ROM
15 スピーカ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
デジタル方式およびアナログ方式が同時放送されるサイマル放送を受信する受信装置であって、
自装置に入力された電波を減衰させる自動利得制御部と、自装置に入力された電波の電界強度に応じて前記自動利得制御部の利得を制御する制御部と、前記デジタル方式によって送信された放送信号を復調するデジタル復調部と、前記アナログ方式によって送信された放送信号を復調するアナログ復調部とを備え、
前記アナログ復調部にて復調された信号が自装置から出力されている場合に、前記デジタル復調部が自装置に入力された電波にデジタル同期信号が含まれることを検出すると、前記制御部は前記自動利得制御部の利得を制御して自装置に入力された電波に対する減衰量を前記デジタル同期信号が検出される前よりも緩和させることを特徴とする受信装置。
【請求項2】
前記制御部は、妨害電波の強さに応じた制御電圧が記憶された記憶部を有し、前記記憶部に記憶された前記制御電圧を前記自動利得制御部に印加することによって前記自動利得制御部の利得を制御し、
前記記憶部に記憶された制御電圧はアナログ用制御電圧と、デジタル用制御電圧とを含み、前記アナログ復調部にて復調された信号が自装置から出力されている場合は前記アナログ用制御電圧によって前記自動利得制御部が制御され、前記デジタル復調部が自装置に入力された電波にデジタル同期信号が含まれることを検出すると前記デジタル用制御電圧によって前記自動利得制御部が制御されることを特徴とする受信装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2012−191490(P2012−191490A)
【公開日】平成24年10月4日(2012.10.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−54120(P2011−54120)
【出願日】平成23年3月11日(2011.3.11)
【出願人】(000005821)パナソニック株式会社 (73,050)
【Fターム(参考)】