JP4171765B2 - 放送受信装置およびフィルタ制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、放送受信装置および放送受信装置に適用可能なフィルタ制御方法に関するものである。

ラジオ放送や、ＴＶ放送などを受信する放送用受信機では、所望周波数の信号（以下「希望波信号」と呼称）を受信するにあたり、希望波信号に隣接する周波数を使用した放送局などが存在する場合、当該隣接周波数の信号の影響を受けて受信品質が劣化する。そのため、一般的な放送用受信機などでは、希望波信号の周波数に隣接するなどして希望波信号に影響を与える信号（以下「妨害波信号」と呼称）を検出した場合、妨害波信号の受信レベル等に基づいて、フィルタ帯域幅の広狭や、ステレオ／モノラルの切換制御等が行われる。

ここで、上記のような技術を開示した文献として、例えば、下記特許文献１に示されるＦＭラジオ受信機（方式）が存在する。この文献では、相帯域幅固定モードへの切換時に生じるポップ音や帯域幅固定時において生じる隣接局のブレーク音を消すため、帯域幅を固定する際にミュート回路を動作させるようにしている。

具体的に、この特許文献１に示されるＦＭラジオ受信機は、受信された隣接妨害レベルに基づいて中間周波帯域幅の切換制御を行い、帯域幅・ステレオ／モノラル切換制御回路は隣接妨害が制御限界レベル以上になったか監視し、該レベル以上になった時、帯域幅を一定幅に固定すると共に、ミュート回路を動作させて音声出力を遮断し、隣接妨害が制御限界レベル以下になったとき、帯域幅制御を再開するとともに、ミュ−ト動作を解除して音声を出力するようにしている。

特開平５−３４４１号公報

しかしながら、上記特許文献１に示されるＦＭラジオ受信機では、隣接妨害が制御限界レベル以上になったとき、あるいは隣接妨害が制御限界レベル以下になったときの両者において、共にミュ−ト回路を動作させているので、聴感上の違和感が存在するといった課題があった。

また、帯域フィルタを狭帯域と広帯域との間を切り替える場合の切替時に、音声信号の復調処理がモノラル復調とステレオ復調とが瞬時に切り替わることによって生ずる聴感上の違和感が比較的大きいといった課題があった。

本発明は、上記の課題をその一例として解決するものであって、隣接妨害波信号の受信レベルに応じて帯域フィルタを制御する際に、聴感上の違和感を低減可能とする放送受信装置およびフィルタ制御方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の放送受信装置は、所望する放送局の信号である希望波信号を含む受信信号を所定周波数帯の信号に変換するフロントエンド部と、前記フロントエンド部の出力信号に基づいて前記希望波信号および該希望波信号の近傍に存在する妨害波信号の信号特性を抽出する妨害波信号特性抽出部と、該妨害波信号特性抽出部にて抽出された信号特性に基づいて所定の制御信号を生成出力する比較制御部と、を具備する妨害波信号制御部と、前記フロントエンド部の出力信号を所定の帯域フィルタでフィルタリングして出力するフィルタ部と、前記フィルタ部の出力からベースバンド信号を生成出力する検波器と、前記ベースバンド信号に含まれる音声信号から前記希望波信号のマルチパス成分に起因するノイズ成分を低減するマルチパス低減回路と、前記受信信号の受信状態に応じて該受信信号に含まれる音声信号の復調処理を制御する自動受信制御回路と、を具備する音声信号復調部と、を備え、前記比較制御部から出力される制御信号に基づいたフィルタ制御を狭帯域モノラル再生から広帯域ステレオ再生に移行する際に、前記フィルタ部のフィルタ帯域を狭帯域フィルタと広帯域フィルタとの間の中間帯域を有する中帯域幅の帯域フィルタのフィルタ出力に基づく狭帯域ステレオ再生処理を経由させることを特徴とする。

また、本発明の請求項４に記載のフィルタ制御方法は、所望する放送局の信号である希望波信号を含む受信信号を所定の帯域フィルタにてフィルタリングしたフィルタ出力を復調して再生する放送受信装置に適用可能なフィルタ制御方法であって、前記帯域フィルタのフィルタ帯域として狭帯域幅の帯域フィルタと広帯域幅の帯域フィルタとの間の中間帯域を有する中帯域幅の帯域フィルタを選択する中帯域フィルタ選択ステップを含み、フィルタ制御時の狭帯域モノラル再生から広帯域ステレオ再生に移行する際に前記中帯域フィルタ選択ステップを経由させることを特徴とする。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。本発明の放送受信装置にかかる好適な実施形態では、フロントエンド部、妨害波信号制御部、ＩＦフィルタ部、検波器および音声信号復調部が具備される。また、妨害波信号制御部には、妨害波信号特性抽出部および比較制御部が具備される。さらに、音声信号復調部には、マルチパス低減回路および自動受信制御回路が具備される。

より具体的には、フロントエンド部は、所望の放送局の信号である希望波信号を含む受信信号を所定周波数帯の信号（例えばＩＦ信号）に変換する。妨害波信号制御部を構成する妨害波信号特性抽出部は、この所定周波数帯の信号に基づいて希望波信号および希望波信号の近傍に存在する妨害波信号の信号特性を抽出する。また、妨害波信号制御部を構成する比較制御部は、妨害波信号特性抽出部にて抽出された信号特性に基づいて所定の制御信号を生成出力する。フィルタ部（例えばＩＦフィルタ）は、フロントエンド部の出力信号を所定の帯域フィルタでフィルタリングして出力する。検波器は、フロントエンド部の出力信号からベースバンド信号を生成出力する。さらに、音声信号復調部を構成するマルチパス低減回路は、ベースバンド信号に含まれる音声信号から希望波信号のマルチパス成分に起因するノイズ成分を低減する。また、音声信号復調部を構成する自動受信制御回路は、受信信号の受信状態に応じて受信信号に含まれる音声信号の復調処理を制御する。

上述のように構成された放送受信装置では、比較制御部から出力される制御信号に基づいて狭帯域モノラル再生から広帯域ステレオ再生に移行する際に、フィルタ部のフィルタ帯域を狭帯域フィルタと広帯域フィルタとの間の中間帯域を有する中帯域幅の帯域フィルタのフィルタ出力に基づく狭帯域ステレオ再生処理を経由させるようにしているので、音声信号の復調処理がモノラル復調とステレオ復調とが瞬時に切り替わる（特に、モノラル復調からステレオ復調に切り替わる場合）ことによって生ずる聴感上の違和感を低減させることができる。

また、本発明の放送受信装置にかかる好適な他の実施形態では、自動受信制御回路には、受信レベルに基づいてステレオ再生とモノラル再生とを連続的に切り替えるセパレーション回路が具備されるとき、比較制御部は、中帯域幅の帯域フィルタを選択する際に、マルチパス低減回路またはセパレーション回路のいずれかを動作させることができる。なお、中帯域幅の帯域フィルタを選択するフィルタ制御と、マルチパス低減回路またはセパレーション回路のいずれかを動作させるような復調処理制御とを併用することで、帯域切替時に生じるおそれのある希望波信号の歪みおよび混信ノイズの低減と、切り替わりに伴う聴感上の違和感の低減との両立が図れる。

なお、中帯域幅の帯域フィルタの帯域が、広帯域ステレオ再生を行う広帯域幅の帯域フィルタの帯域とモノラル再生を行う帯域フィルタの上限帯域との間の中間値の±２０％以内に設定されていることが好ましい。このような範囲に設定されていれば、昨今の放送信号波における平均変調率のバラツキにも十分に対処することができる。

また、中帯域幅の帯域フィルタを経由する時間が、数１００ミリ秒〜数秒の範囲内に設定されていることが好ましい。このような値に設定されていれば、切り替わりの急激な変化を避けることができ、聴感上の違和感を低減させつつ、広帯域ステレオ再生への移行を円滑に行うことができる。

また、本発明の放送受信装置の制御方法にかかる好適な実施形態として、所望の放送局の信号である希望波信号を含む受信信号を所定の帯域フィルタにてフィルタリングしたフィルタ出力を復調して再生する放送受信装置に適用可能なフィルタ制御方法であって、音声信号の再生を狭帯域モノラル再生から広帯域ステレオ再生に移行する際に、帯域フィルタのフィルタ帯域として狭帯域幅の帯域フィルタと広帯域幅の帯域フィルタとの間の中間帯域を有する中帯域幅の帯域フィルタを選択する中帯域フィルタ選択ステップを経由させる処理を実行させることができる。特に、入力信号の信号形態（形式）がディジタル信号の場合には、任意の信号処理手段または情報処理手段を用いて簡易に適用することができるので、設計の容易性を確保することができる。

つぎに、本発明の好適な実施例について図面を参照して説明する。

まず、本発明にかかる放送受信装置の好適な実施例について説明する。なお、図１は、本発明の実施例にかかる放送受信装置の構成を示すブロック図である。

［装置の構成］
図１に示す放送受信装置は、受信アンテナ１、フロントエンド部２、ＩＦフィルタ４、検波器５、音声信号復調部６、妨害波信号制御部１０を備えるように構成される。また、音声信号復調部６は、マルチパス低減回路７および自動受信制御回路８を備えている。以下同様に、妨害波信号制御部１０は、妨害波信号特性抽出部１１および比較制御部１４を備え、妨害波信号特性抽出部１１は、隣接抽出用バンドパスフィルタ（以下「ＢＰＦ］と表記）１２および整流回路１３を備え、自動受信制御回路８は、セパレーション回路１５、ソフトミュート回路１６およびハイ・カット回路１７を備えている。

［装置の動作］
つぎに、図１に示した放送受信装置の動作について説明する。同図において、フロントエンド部２では、受信アンテナ１を介して受信した受信信号の中から、例えば所望する放送局の信号が選択され、選択された信号に対して増幅、周波数変換等の処理が施されたＩＦ信号３が出力される。ＩＦフィルタ４では、比較制御部１４から出力される制御信号２０に応じて所定のフィルタ特性を有する帯域フィルタが選択され、ＩＦ信号３に対して選択された帯域フィルタによるフィルタ処理が施される。ここで、ＩＦフィルタ４には、例えば１８０ｋＨｚ、９０ｋＨｚ、５０ｋＨｚなどの固定帯域幅を有する帯域フィルタなどが具備される。

また、隣接抽出用ＢＰＦ１２では、入力されたＩＦ信号３から隣接妨害波信号やマルチパス波などを含む妨害波信号成分が抽出されて整流回路１３に出力される。整流回路１３では、隣接抽出用ＢＰＦ１２から出力された妨害波信号成分のレベルに応じた整流出力が得られる。比較制御部１４では、整流回路１３から出力された整流出力と所定のしきい値とが比較され、その比較結果の大小関係に基づいて、上述の制御信号２０が出力される。なお、比較制御部１４は、制御信号２０の他にも、マルチパス低減回路７に対して制御信号２１を出力するとともに、自動受信制御回路８に対して制御信号２２を出力する。

検波器５では、ＩＦフィルタ４の出力からベースバンドの信号が生成され、マルチパス低減回路７に出力される。なお、検波器５から出力されるベースバンド信号として、例えばＦＭ受信機であれば、ステレオ復調信号の左チャネル信号（以下「Ｌ信号」と表記）と、右チャネル信号（以下「Ｒ信号」と表記）とのそれぞれの和信号であるＬ＋Ｒ信号および差信号であるＬ−Ｒ信号が出力される。

マルチパス低減回路７は、マルチパス妨害が発生した場合にマルチパス成分に起因して発生するノイズ成分を低減させるための回路である。また、マルチパス妨害によるノイズは、特にステレオ復調時に顕著となるので、ステレオ再生時に動作させるのが効果的である。

ところで、ＦＭ放送や、ＴＶ放送などに使用される電波は直進性が強いため、地形・建物等の影響や送信所の距離等による電界変動が大きい。したがって、放送受信装置では、電波状況の変動に応じて受信状態を変化させることができる自動受信制御（ＡＲＣ）機能が好適となる。図１に示した自動受信制御回路８は、これらの好適な機能を備えている。具体的に、セパレーション回路１５では、所定値以上の受信レベルにおいて本来のＨｉＦｉ（広帯域ステレオ）受信が行われ、受信レベルが低下するに従って再生音がステレオ再生からモノラル再生に連続的に切り替えられる。ハイ・カット回路１７では、広域ノイズを低減する処理が行われる。ソフトミュート回路１６では、音声出力の低減処理が行われる。その結果、自動受信制御回路８からは、所望の音声信号（ステレオ信号／モノラル信号）が出力される。なお、自動受信制御回路８で行われる以上の処理は、マルチパス低減回路７と同様に比較制御部１４から出力される制御信号２２に基づいて行われる。

［ＩＦフィルタ４のフィルタ特性の選択フロー］
つぎに、ＩＦフィルタ４のフィルタ特性を選択するための選択フローについて図１〜図３を参照して説明する。ここで、図２および図３は、制御信号２０に応じて選択されるＩＦフィルタ４のフィルタ特性の選択フローを示すフローチャートである。より詳細に説明すると、図２は、広帯域のフィルタ特性が選択されているときに、当該フィルタ特性よりも狭帯域のフィルタ特性を選択するときの選択フローを示す図であり、図３は、図２とは逆に、狭帯域のフィルタ特性が選択されているときに、当該フィルタ特性よりも広帯域のフィルタ特性を選択するときの選択フローを示す図である。なお、説明の前提として、ＩＦフィルタ４には、固定帯域幅を有する以下の帯域フィルタが具備されているものとする。

すなわち、広帯域ステレオ再生の際に適用される広帯域幅のフィルタ（１８０ｋＨｚ）、狭帯域ステレオ再生の際に適用される中帯域幅のフィルタ（１４５ｋＨｚ）、モノラル再生の際に適用される第１の狭帯域幅のフィルタ（９０ｋＨｚ）およびモノラル再生の際に適用され、第１の狭帯域幅のフィルタを使用するときよりも妨害波信号の周波数が希望波信号に隣接している場合、あるいは妨害波信号の強度が高い場合に適用される第２の狭帯域幅のフィルタ（５０ｋＨｚ）が具備される。なお、中帯域幅のフィルタ（１４５ｋＨｚ）は、帯域フィルタを狭帯域と広帯域との間を切り替える場合の切替時に、音声信号の復調処理がモノラル復調とステレオ復調とが瞬時に切り替わることによって生ずる聴感上の違和感をなくすために適用される中間的フィルタである。また、この中間的フィルタである中帯域幅のフィルタ（１４５ｋＨｚ）は、後述のように、第１、第２の狭帯域幅のフィルタが選択されていて、当該フィルタから広帯域のフィルタ特性に移行するときのみ適用されるフィルタである。

まず、図２に示すフローについて説明する。比較制御部１４では、整流出力が第１のしきい値を超えたか否かが判定される（ステップＳ１０１）。整流出力が第１のしきい値を超えていない場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、広帯域幅のフィルタ（１８０ｋＨｚ）が選択される（ステップＳ１０２）。一方、整流出力が第１のしきい値を超えている場合には（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、さらに第２のしきい値を超えたか否かが判定される（ステップＳ１０３）。整流出力が第２のしきい値を超えていない場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、第１の狭帯域幅のフィルタ（９０ｋＨｚ）が選択される（ステップＳ１０４）。一方、整流出力が第２のしきい値を超えている場合には（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、第２の狭帯域幅のフィルタ（５０ｋＨｚ）が選択され（ステップＳ１０５）、フィルタ選択フローの処理が終了する。

続いて、図３に示すフローについて説明する。比較制御部１４では、整流出力が第２のしきい値を超えたか否かが判定される（ステップＳ２０１）。第２のしきい値を超えている場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、第２の狭帯域幅のフィルタ（５０ｋＨｚ）が選択される（ステップＳ２０２）。一方、整流出力が第２のしきい値を超えていない場合には（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、さらに第１のしきい値を超えたか否かが判定される（ステップＳ２０３）。整流出力が第１のしきい値を超えている場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、第１の狭帯域幅のフィルタ（９０ｋＨｚ）が選択される（ステップＳ２０４）。一方、整流出力が第１のしきい値を超えていない場合には（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、まず中帯域幅のフィルタ（１４５ｋＨｚ）が選択され（ステップＳ２０５）、所定時間（好適には、数１００ｍｓ〜数ｓ）の経過後、広帯域幅のフィルタ（１８０ｋＨｚ）が選択され（ステップＳ２０６）、フィルタ選択フローの処理が終了する。

なお、本実施例では、上述のような固定帯域幅のフィルタを具備するようにしているが、例えば５０ｋＨｚ〜１８０ｋＨｚ程度までの間でフィルタ帯域を連続可変できる可変フィルタを用いる場合には、ステレオ再生時に用いられるフィルタ区間において、所定値以上の時定数を有するカーブに基づいて可変すればよい。

また、本実施例では、妨害を検出する処理をＩＦ帯で行うようにしているが、特に、ＩＦ帯に限定されるものではなく、上述の処理をＲＦ帯やベースバンド帯の各帯域において行ってもよい。

また、本実施例に示されるＩＦフィルタ４は、ディジタルフィルタであってもアナログフィルタであってもどちらでも構わない。肝要な点は、比較制御部１４の出力に基づいて、ＩＦフィルタ４のフィルタ特性が所望のフィルタ特性に制御されるように構成されていればよい。

以上説明したように、本実施例によれば、所望する放送局の信号である希望波信号を含む受信信号をＩＦ信号に変換するフロントエンド部と、ＩＦ信号に基づいて希望波信号および希望波信号の近傍に存在する妨害波信号の信号特性を抽出する妨害波信号特性抽出部と、妨害波信号特性抽出部にて抽出された信号特性に基づいて所定の制御信号を生成出力する比較制御部と、を具備する妨害波信号制御部と、ＩＦ信号を所定の帯域フィルタでフィルタリングして出力するＩＦフィルタ部と、ＩＦフィルタ部の出力からベースバンド信号を生成出力する検波器と、ベースバンド信号に含まれる音声信号から前記希望波信号のマルチパス成分に起因するノイズ成分を低減するマルチパス低減回路と、受信信号の受信状態に応じて受信信号に含まれる音声信号の復調処理を制御する自動受信制御回路と、を具備する音声信号復調部と、を備え、比較制御部から出力される制御信号に基づいて音声信号復調部で行われる復調処理をモノラル再生から広帯域ステレオ再生に移行する際に、ＩＦフィルタのフィルタ帯域を狭帯域フィルタと広帯域フィルタとの間の中間帯域を有する中帯域幅の帯域フィルタのフィルタ出力に基づく狭帯域ステレオ再生処理を経由させるようにしているので、隣接妨害波信号の受信レベルに応じて帯域フィルタを制御する際に、聴感上の違和感を低減することができる。

また、本実施例によれば、自動受信制御回路には、受信レベルに基づいてステレオ再生とモノラル再生とを連続的に切り替えセパレーション回路が具備され、比較制御部は、中帯域幅以下の帯域フィルタを選択する際に、マルチパス低減回路またはセパレーション回路のいずれかを動作させるようにしているので、帯域切替時に生じるおそれのある希望波信号の歪みおよび混信ノイズの低減と、切り替わりに伴う聴感上の違和感の低減との両立を図ることができる。

また、本実施例によれば、中帯域幅の帯域フィルタの帯域が、広帯域ステレオ再生を行う広帯域幅の帯域フィルタの帯域とモノラル再生を行う帯域フィルタの上限帯域との間の中間値の±２０％以内に設定されているので、放送信号波における平均変調率のバラツキにも十分に対処することができる。

また、本実施例によれば、中帯域幅の帯域フィルタを経由する時間が、数１００ミリ秒〜数秒の範囲内に設定されているので、切り替わりの急激な変化が回避されて聴感上の違和感を低減させつつ、広帯域ステレオ再生への移行を円滑に行うことができる。

本発明の実施例にかかる放送受信装置の構成を示すブロック図である。 制御信号に応じて選択されるＩＦフィルタのフィルタ特性の選択フロー（広帯域フィルタ→狭帯域フィルタ選択時）を示すフローチャートである。 制御信号に応じて選択されるＩＦフィルタのフィルタ特性の選択フロー（狭帯域フィルタ→広帯域フィルタ選択時）を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 受信アンテナ
２ フロントエンド部
３ ＩＦ信号
４ ＩＦフィルタ
５ 検波器
６ 音声信号復調部
７ マルチパス低減回路
８ 自動受信制御回路
１０ 妨害波信号制御部
１１ 妨害波信号特性抽出部
１２ 隣接抽出用ＢＰＦ
１３ 整流回路
１４ 比較制御部
１５ セパレーション回路
１６ ソフトミュート回路
１７ ハイ・カット回路
２０，２１，２２ 制御信号

Claims (4)

1. 所望する放送局の信号である希望波信号を含む受信信号を所定周波数帯の信号に変換するフロントエンド部と、
   前記フロントエンド部の出力信号に基づいて前記希望波信号および該希望波信号の近傍に存在する妨害波信号の信号特性を抽出する妨害波信号特性抽出部と、該妨害波信号特性抽出部にて抽出された信号特性に基づいて所定の制御信号を生成出力する比較制御部と、を具備する妨害波信号制御部と、
   前記フロントエンド部の出力信号を所定の帯域フィルタでフィルタリングして出力するフィルタ部と、
   前記フィルタ部の出力からベースバンド信号を生成出力する検波器と、
   前記ベースバンド信号に含まれる音声信号から前記希望波信号のマルチパス成分に起因するノイズ成分を低減するマルチパス低減回路と、前記受信信号の受信状態に応じて該受信信号に含まれる音声信号の復調処理を制御する自動受信制御回路と、を具備する音声信号復調部と、
   を備え、
   前記比較制御部から出力される制御信号に基づいて前記フィルタで行われるフィルタリング処理を狭帯域フィルタから広帯域フィルタに移行する際に、前記フィルタ部のフィルタ帯域を狭帯域フィルタと広帯域フィルタとの間の中間帯域を有する中帯域幅の帯域フィルタのフィルタ出力に基づく狭帯域ステレオ再生処理を経由させることを特徴とする放送受信装置。
2. 前記自動受信制御回路には、受信レベルに基づいてステレオ再生とモノラル再生とを連続的に切り替えセパレーション回路が具備され、
   前記比較制御部は、前記中帯域幅の帯域フィルタを選択する際に、前記マルチパス低減回路または前記セパレーション回路のいずれかを動作させることを特徴とする請求項１に記載の放送受信装置。
3. 前記中帯域幅の帯域フィルタの帯域が、前記広帯域ステレオ再生を行う広帯域幅の帯域フィルタの帯域と前記モノラル再生を行う帯域フィルタの上限帯域との間の中間値に設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の放送受信装置。
4. 所望する放送局の信号である希望波信号を含む受信信号を所定の帯域フィルタにてフィルタリングしたフィルタ出力を復調して再生する放送受信装置に適用可能なフィルタ制御方法であって、
   前記帯域フィルタのフィルタ帯域として狭帯域幅の帯域フィルタと広帯域幅の帯域フィルタとの間の中間帯域を有する中帯域幅の帯域フィルタを選択する中帯域フィルタ選択ステップを含み、
   音声信号の再生を狭帯域モノラル再生から広帯域ステレオ再生に移行する際に前記中帯域フィルタ選択ステップを経由させることを特徴とするフィルタ制御方法。

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