JP4910925B2 - 受信機 - Google Patents

Description

本発明は受信機に関したものであり、特には、受信して検波した信号の音声出力部への入力を制御するミュート部を備えた受信機に関する。

従来、特にＦＭ受信機には、無信号時に耳障りなノイズがスピーカやイヤフォンから出力されることを防止するためにミュート回路（ミュート部）が設けられている。このミュート回路は、具体的には、検波出力信号に含まれるノイズ成分の強度をノイズ検出部で検出してその強度が所定のしきい値以上になると、スピーカやイヤフォンからの音声出力をミュートするように動作するものである。

しかしながら、ノイズ検出部は、時定数の大きなコンデンサを含む平滑回路を含んでいるため、ノイズ検出部からノイズ検出信号が出力されるまでに遅延が発生する。例えば、送信元である送信側無線通信機が送信を終了した場合でも、受信側無線通信機が無信号になったことを検出するまでにタイムラグがあるので、その間は受信側無線通信機のスピーカやイヤフォンからは無信号のノイズ、例えば「ザッ」というノイズ（「スケルチテールノイズ」という。）が出力される。なお、前記平滑回路の時定数を小さくするには限界があるので、このようなスケルチテールノイズを無くすことは困難であった。
また、受信信号の信号強度が弱いほどノイズ成分の検出の遅延が大きくなるので、受信信号の信号強度が弱い状況下でフェージングにより信号強度が急激に減少した場合、ノイズ成分の急激な増加を検出することができないので、その間はノイズが出力される。（例えば、特許文献１参照。）
また、従来のスケルチ機能として、トーンスケルチ機能（CTCSS）や、デジタルコードスケルチ機能（DCS）などがあるが、いずれも応答時間が長いため急峻な応答には敬さない。

特開２００２−１８５３４０号公報

そこで、本発明は、受信中において無信号になったときでも、無信号状態を遅延なく検出して直ちにミュート回路を作動させて、ノイズが出力されることを防止することのできる受信機の提供を目的としてなされたものである。

受信した信号の信号強度値を検出する信号強度検出部と、上記受信した信号を検波する検波部と、上記検波された信号を音声出力する音声出力部と、上記検波された信号の上記音声出力部への入力を制御するミュート部とを含む受信機であって、
直近の信号強度値をメモリに記憶するとともに、上記記憶した信号強度値を所定時間毎に順次更新し、
上記所定時間毎に検出された信号強度値を、上記メモリに記憶されている直近の信号強度値と比較して、
上記所定時間における上記信号強度値の減少量が、所定の設定値以上の場合、上記ミュート部によって上記検波された信号の上記音声出力部への入力を抑制し、
上記ミュート部による上記音声出力部への入力を抑制されている状態であって、
上記所定時間毎に検出された上記信号強度値が所定のしきい値以上であり、且つ、上記メモリに記憶されている直近の信号強度値と比較して増加していれば、上記ミュート部による上記音声出力部への入力の抑制を解除する制御部を備えている。
請求項２では、
上記制御部は、
上記所定時間毎に検出された上記信号強度値が所定のしきい値未満のときには、上記ミュート部によって、上記検波された信号の上記音声出力部への入力を抑制するように制御する。

本発明によれば、所定時間における信号強度値の減少量が、所定の設定値以上の場合、上記ミュート部によって上記検波された信号の上記音声出力部への入力を抑制するので、送信側からの信号が終了した場合やフェージングが発生した場合などのように、信号強度が急激に低下した場合には、直ちにミュート部によるノイズの抑制機能が働き、ノイズがスピーカから出力されることが防止される。
また、上記ミュート部による上記音声出力部への入力を抑制されている状態であって、所定時間毎に検出された上記信号強度値が所定のしきい値以上であり、且つ、上記メモリに記憶されている直近の信号強度値と比較して増加していれば、上記ミュート部による上記音声出力部への入力の抑制を解除するので、ミュート処理により必要以上に音声出力が遮断されることはない。
請求項２では、上記制御部は、上記信号強度値が所定のしきい値未満のときには、上記ミュート部によって、上記検波された信号の上記音声出力部への入力を抑制するように制御するので、所定時間における上記信号強度値の減少量が、所定の設定値以上の場合だけでなく、上記信号強度値が所定のしきい値未満のときにも、上記ミュート部によって、上記検波された信号の上記音声出力部への入力を抑制するので、ノイズがスピーカから出力されることが防止される。

以下に、本発明にかかる受信機を、その実施の形態を示した図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示したブロック図において、
１はアンテナ、２は高周波増幅部（ＲＦ部）、３は中間周波増幅部（ＩＦ部）、４は検波部、５はミュート部、６はオーディオ信号増幅部（ＡＦ増幅部）、７はスピーカ、８はハイパスフィルター（ＨＰＦ）、９は整流平滑部、１０はＣＰＵ、１１は信号強度検出部であり、２０は本発明にかかる受信機である。前記高周波増幅部２には、高周波信号を局部発振信号と混合して、中間周波信号に変換する図示しないミキサー部を含んでいる。
なお、前記ＡＦ増幅部６とスピーカ７とで音声出力部が構成されている。なお、音声出力部としては、スピーカに限らず、イヤフォンや他の回路・機器へ出力する構成も含む。
前記ＩＦ部３、検波部４、ＨＰＦ８、整流平滑部９、信号強度検出部１１が組み込まれているＩＣ１２（例えば東芝製ＴＡ３１１３６ＦＮＧなど）を採用することができる。
前記ＣＰＵ１０は、中央演算ユニット以外に、外部入出力ユニット、プログラムが書き込まれたメモリ、およびデータ読み書き用のメモリなどのようにミュート部の制御に必要な制御部としての構成を備えている。

アンテナ１で受信された高周波信号は、ＲＦ部２で増幅され、中間周波信号に変換され、ＩＦ部３で増幅される。次に、中間周波信号は検波部４に入力されて検波信号が検出される。そして、検波信号はミュート部５を介してＡＦ増幅部６に入力されて増幅され、音声信号としてスピーカ７から出力される。

また、信号強度検出部１１では、常時中間周波信号の信号強度を測定し、測定した結果を信号強度値（RSSI:Received Signal Strength Indicator.）としてＣＰＵ１０に出力する。ＣＰＵ１０では、後述するように、所定のサンプリング時間毎に前記信号強度値の変化量（増加する場合は増加量、減少する場合は減少量）を算出する。また、ＣＰＵ１０には、少なくとも直近の信号強度値が記憶され、所定のサンプリング時間毎に順次更新される。
前述した信号強度値の変化量の算出は、信号強度検出部１１から出力された信号強度値と、ＣＰＵ１０に記憶されている直近の信号強度値（前回のサンプリング時における信号強度値）とを比較することで行う。即ち、信号強度検出部１１から出力された信号強度値が、直近の信号強度値よりも大きければ、信号強度は増加していると判断し、信号強度検出部１１から出力された信号強度値から、直近の信号強度値を減算して、増加量を算出し、信号強度検出部１１から出力された信号強度値が、直近の信号強度値より小さければ、信号強度は減少していると判断し、直近の信号強度値から、信号強度検出部１１から出力された信号強度値を減算して、減少量を算出する。

そして、ＣＰＵ１０は、信号強度値の減少量（絶対値）が所定の設定値以上であれば、ミュート部５へミュート開始信号を出力する。このとき、ミュート部５は前記ミュート開始信号に基づいてミュート処理を開始するので、検波信号はミュート部５で遮断（抑制を含む。）され、ＡＦ増幅部６に入力されず、音声信号はスピーカ７から出力されない。このようにして、ミュート部によるノイズ抑制機能（ミュート機能）が働く。
また、ＣＰＵ１０は、サンプリング時間毎に検出される信号強度値が、所定のしきい値未満の場合にも、ミュート部５へミュート開始信号を出力する。このとき、ミュート部５は前記ミュート開始信号に基づいてミュート処理を開始するので、検波信号はミュート部５で遮断され、ＡＦ増幅部６に入力されず、音声信号はスピーカ７から出力されない。

また、検波部４から出力された検波信号は、ＨＰＦ８に入力されて、検波信号に含まれるノイズ成分が検出され、整流平滑部９で整流平滑されてノイズレベル信号としてＣＰＵ１０に入力される。ＣＰＵ１０は、入力されたノイズレベル信号からノイズレベル値を算出する。
そして、算出したノイズレベル値が、所定のしきい値以上の場合、ＣＰＵ１０は、ミュート部５へミュート開始信号を出力する。このとき、ミュート部５は前記ミュート開始信号に基づいてミュート処理を開始するので、検波信号はミュート部５で遮断され、ＡＦ増幅部６に入力されず、音声信号はスピーカ７から出力されない。

つまり、サンプリング時間毎の信号強度値の減少量が所定の設定値以上の場合と、信号強度値が所定のしきい値未満の場合と、ノイズレベル値が所定のしきい値以上の場合の、何れの場合でも、ＣＰＵ１０はミュート部５へミュート開始信号を出力し、ミュート部５は前記ミュート開始信号に基づいてミュート処理を開始するので、検波信号はミュート部５で遮断され、ＡＦ増幅部６に入力されず、音声信号はスピーカ７から出力されない。
このようにして、ＣＰＵ１０は、サンプリング時間毎にミュート処理の解除、開始、現状維持の判断を行う。
なお、前記所定の設定値、および前記所定のしきい値は、メモリに記憶されている。

次に、図２に示すフロー図を参照して、信号強度値に基づいたミュート処理の開始／解除の制御手順を説明する。図２に示したフロー図に相当するプログラムが、前記ＣＰＵ１０によって実行可能な状態で前記ＣＰＵ１０のメモリに書き込まれている。
ＣＰＵ１０は、ステップＳ１において、サンプリング時間毎に検出された信号強度値を受けると、メモリに記憶されている直近の信号強度値と比較して、減少しているか否かを判断し、減少していればステップＳ２へ移行し、減少していなければステップＳ３へ移行する。
ステップＳ２においては、メモリに記憶されている直近の信号強度値からの減少量が所定の設定値以上であるか否かを判断し、設定値以上であればステップＳ５へ移行し、設定値未満であればステップＳ３へ移行する。
ステップＳ３においては、信号強度値が所定のしきい値未満であるか否かを判断し、しきい値未満であればステップＳ５へ移行し、しきい値以上であればステップＳ４へ移行する。
ステップＳ４においては、信号強度値が、メモリに記憶されている直近の信号強度値より増加しているか否かを判断し、増加していればステップＳ６へ移行し、増加していなければ、ミュート処理をしている場合には解除せずにそのミュート処理を維持し、ミュート処理が解除されている場合には解除された状態を維持して、ステップＳ７へ移行する。
ステップＳ５においては、ミュート部によるミュート処理（抑制）を開始し、ステップＳ７へ移行する。
ステップＳ６においては、ミュート部によるミュート処理を解除し、ステップＳ７へ移行する。
ステップＳ７においては、今回の信号強度値をメモリに記憶する。

次に、受信機２０の信号強度検出部１１が検出する信号強度値の時間変化を示した図３を参照して、信号強度値の変化に基づいたミュート処理の開始／解除の制御を説明する。
図３のグラフ上にプロットした各ポイントＡ₁〜Ａ₁₁は、サンプリング時間ｔ₁〜ｔ₁₁毎に、ＣＰＵ１０が信号強度値の変化量を算出するポイントである。各ポイントＡ₁〜Ａ₁₁での信号強度値は、次のサンプリング時間ｔ₂〜ｔ₁₂まで、直近の信号強度値としてメモリに記憶されており、次のサンプリング時間ｔ₂〜ｔ₁₂において、そのポイントでの信号強度値と比較される。

ポイントＡ₁からポイントＡ₂、および、ポイントＡ₂からポイントＡ₃の間の減少のように、メモリに記憶されている直近のポイントでの信号強度値と比較して、信号強度値が多少減少しても、その減少量が設定値未満、且つしきい値以上であればミュート処理は開始されないから、ミュート処理が解除された状態がポイントＡ₃まで維持される。
しかし、フェージングによって、ポイントＡ₃からポイントＡ₄の間のように、信号強度値が急激に減少し、メモリに記憶されている直近のポイントでの信号強度値と比較して、その減少量が設定値以上であれば、ポイントＡ₄の時点で直ちにミュート処理が開始される。したがって、検波信号はミュート部５で遮断され、ＡＦ増幅部６に入力されず、音声信号はスピーカ７から出力されない。
このように、信号強度値がしきい値以上であっても、メモリに記憶されている直近のポイントでの信号強度値と比較して、信号強度値の減少量が設定値以上の場合には、信号強度値がしきい値未満になる可能性が高いと見なして、ミュート処理を開始することで、ノイズがスピーカから出力されることを未然に防止する。

そして、ポイントＡ₄からポイントＡ₆の間のように、フェージングによるミュート処理中において信号強度値が増加しなければミュート処理は解除されずに維持される。
しかし、ポイントＡ₆からポイントＡ₇の間のように、フェージングが解消して信号強度値が増加し、且つ信号強度値がしきい値以上であれば、ポイントＡ₇の時点でミュート処理が解除される。したがって、検波信号はミュート部５を通過して、ＡＦ増幅部６に入力されて、音声信号はスピーカ７から出力される。
そして、ミュート処理が解除された状態がポイントＡ₉まで維持される。
このように、一時的に信号強度値が急激に減少し、ミュート処理がされている場合であっても、信号強度値がしきい値以上であり、且つ、メモリに記憶されている直近のポイントでの信号強度値と比較して増加していれば、ミュート処理は解除されるので、ミュート処理により必要以上に音声出力が遮断されることはない。

ポイントＡ₉からポイントＡ₁₀の間のように、ミュート処理されずに通常の状態で受信している状態から、送信側からの信号の送信が終了して信号強度が急激に減少して、メモリに記憶されている直近のポイントでの信号強度値と比較して、その減少量が設定値以上であると、ポイントＡ₁₀の時点で直ちにミュート処理が開始される。したがって、検波信号はミュート部５で遮断され、ＡＦ増幅部６に入力されず、音声信号はスピーカ７から出力されない。
このように、信号強度値がしきい値以上であっても、送信側からの信号が終了して、メモリに記憶されている直近のポイントでの信号強度値と比較して、信号強度値の減少量が設定値以上になった場合には、ミュート処理を開始することで、ノイズがスピーカから出力されることを未然に防止する。
信号強度値の急激な減少により送信終了を検出してミュート処理することで、スケルチテールノイズが発生することはない。
その後は、ポイントＡ₁₁でも、ポイントＡ₁₂でも、信号強度値はしきい値未満の状態が維持されるので、ミュート処理は解除されず維持される。

以上のように、信号強度値の減少量をチェックして、減少量が所定の設定値以上の場合には直ちにミュート処理を開始するので、送信側からの信号が終了した場合やフェージングが発生した場合などのように、信号強度が急激に低下した場合には、直ちにミュート機能が働き、ノイズがスピーカから出力されることが防止される。

本発明の実施例１では、ＦＭ送受信機の受信部に本発明を採用した。

本発明にかかる受信機の実施の形態のブロック図である。 前記受信機におけるフロー図である。 前記受信機における信号強度値の変動グラフの例である。

符号の説明

１ アンテナ
２ 高周波増幅部（ＲＦ部）
３ 中間周波増幅部（ＩＦ部）
４ 検波部
５ ミュート部
６ オーディオ信号増幅部（ＡＦ増幅部）
７ スピーカ
８ ハイパスフィルター（ＨＰＦ）
９ 整流平滑部
１０ ＣＰＵ、制御部
１１ 信号強度検出部
２０ 受信機
６、７ 音声出力部

Claims (2)

1. 受信した信号の信号強度値を検出する信号強度検出部と、上記受信した信号を検波する検波部と、上記検波された信号を音声出力する音声出力部と、上記検波された信号の上記音声出力部への入力を制御するミュート部とを含む受信機であって、
   直近の信号強度値をメモリに記憶するとともに、上記記憶した信号強度値を所定時間毎に順次更新し、
   上記所定時間毎に検出された信号強度値を、上記メモリに記憶されている直近の信号強度値と比較して、
   上記所定時間における上記信号強度値の減少量が、所定の設定値以上の場合、上記ミュート部によって上記検波された信号の上記音声出力部への入力を抑制し、
   上記ミュート部による上記音声出力部への入力を抑制されている状態であって、
   上記所定時間毎に検出された上記信号強度値が所定のしきい値以上であり、且つ、上記メモリに記憶されている直近の信号強度値と比較して増加していれば、上記ミュート部による上記音声出力部への入力の抑制を解除する制御部
   を備えていることを特徴とする受信機。
2. 上記制御部は、
   上記所定時間毎に検出された上記信号強度値が所定のしきい値未満のときには、
   上記ミュート部によって、上記検波された信号の上記音声出力部への入力を抑制するように制御することを特徴とする請求項１に記載の受信機。

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