JPWO2005053161A1 - Am/fmラジオ受信機およびこれに用いる局部発振回路 - Google Patents
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Abstract
Description
この局部発振信号の周波数が正確でないと、周波数変換された信号の周波数が中間周波バンドパスフィルタの中心周波数からずれてしまう。そのため、局部発振信号には、高精度でかつ周波数変動の少ない特性が要求される。最近では、この局部発振信号を生成する回路に、マイクロコンピュータによる制御が容易なPLL周波数シンセサイザ(以下、単にPLL回路と呼ぶ)が用いられている。この回路で使用される基準周波数発生器には、一般的に高精度でかつ周波数変動が少ない水晶振動子が用いられている。
ところで、現在市販されているラジオ受信機は、AM放送とFM放との双方を受信できるものが多い。そして従来、AM放送における周波数変換用の局部発振信号を発生する回路と、FM放送における周波数変換用の局部発振信号を発生する回路とを1つのPLL回路で兼用する技術が提供されている(例えば、特許文献1,2参照)。
[特許文献1]特開平8−149031号公報
[特許文献2]特開2000−165277号公報
図1は、AM/FMでPLL回路を兼用したラジオ受信機の一部構成例を示す機能ブロック図である。図1に示すように、この種のラジオ受信機は、FM用のアンテナ1、FM用の高周波増幅回路2、FM用の混合回路3、FM用の中間周波増幅回路4、AM用のアンテナ5、AM用の高周波増幅回路6、AM用の混合回路7、AM用の中間周波増幅回路8、AM/FM兼用のPLL回路9、およびAM用の分周器10を備えて構成されている。
FM用の高周波増幅回路2は、一般的に、FM用のアンテナ1で受信した放送波のうち特定の周波数帯域における放送波を選択的に増幅する。FM用の混合回路3およびPLL回路9はFM用の周波数変換器を構成しており、FM用の高周波増幅回路2から出力される周波数fFMRXの搬送波信号と、PLL回路9から出力される周波数fFMLOの局部発振信号とを混合し、周波数変換を行って中間周波数(例えば、fFMRX−fFMLO=10.7MHz)の信号を生成して出力する。FM用の中間周波増幅回路4は、FM用の混合回路3を通過した中間周波信号を増幅する。
日本バンドにおけるFM放送の場合、その周波数割当は76.1MHz〜89.9MHzである。また、1チャネル当たりの占有帯域幅は100KHzである。さらに、選局に必要な各チャネルの局部発振周波数fFMLOは、そのチャネルの搬送波周波数fFMRXより10.7MHzだけ低くとられている。したがって、PLL回路9は、FM放送選局用の局部発振信号として、fFMLO=65.4MHz〜79.2MHzの周波数の信号を出力する。
また、AM用の高周波増幅回路6は、一般的に、AM用のアンテナ5で受信した放送波のうち特定の周波数帯域における放送波を選択的に増幅する。AM用の混合回路7、PLL回路9および分周器10はAM用の周波数変換器を構成しており、AM用の高周波増幅回路6から出力される周波数fAMRXの搬送波信号と、PLL回路9から出力され分周器10で1/Nに分周された周波数fAMLOの局部発振信号とを混合し、周波数変換を行って中間周波数(例えば、fAMLO−fAMRX=10.7MHz)の信号を生成して出力する。AM用の中間周波増幅回路8は、AM用の混合回路7を通過した中間周波信号を増幅する。
日本バンドにおけるAM放送の場合、その周波数割当は531KHz〜1620KHzである。また、1チャネル当たりの占有帯域幅は9KHzである。さらに、選局に必要な各チャネルの局部発振周波数fAMLOは、そのチャネルの搬送波周波数fAMRXより10.7MHzだけ高くとられている。したがって、分周器10は、PLL回路9より出力される局部発振信号の周波数fFMLO(65.4MHz〜79.2MHz)を1/Nに分周して、その中からfAMLO=11.231MHz〜12.320MHzの周波数の信号をAM放送選局用の局部発振信号として出力する。
ここで、fAMLO=11.231MHz〜12.320MHzの周波数を6倍してみると、6×fAMLO=67.386MHz〜73.920MHzとなる。これは、PLL回路9より出力されるFM放送選局用の局部発振信号の周波数fFMLOの範囲内(65.4MHz〜79.2MHz)に収まっている。したがって、分周器10の分周比を1/6(N=6)とすることにより、1つのPLL回路9からFM放送用およびAM放送用の局部発振信号を得ることができる。
上述したように、PLL回路9から出力される局部発振信号は、高精度でかつ周波数変動が少ない特性が要求される。そのため、このような特性の局部発振信号を発生させるために、PLL回路9の中では、高精度でかつ周波数変動が少ない水晶振動子が用いられることが多い。図2は、水晶振動子を用いた従来のPLL回路9の構成例を示す図である。
図2に示すように、PLL回路9は、水晶振動子11、基準発振器(OSC)12、分周器13、位相比較器14、ローパスフィルタ(LPF)15、電圧制御発振器(VCO)16およびプログラマブルカウンタ(PC)17を備えて構成されている。基準発振器12は、水晶振動子11を用いて基準周波数の基準発振信号を発生する。分周器13は、基準発振信号の周波数を分周して位相比較器14に出力する。この分周器13は、FM用とAM用との2種類の分周比を持ち、その何れかに切り替えられるようになっている。
位相比較器14は、分周器13からの基準発振信号とプログラマブルカウンタ17からの出力信号との位相を比較し、その位相差に応じた電圧をローパスフィルタ15に出力する。ローパスフィルタ15は、位相比較器14の出力から不要周波数成分を取り除き、直流制御電圧を作り出して電圧制御発振器16に供給する。電圧制御発振器16は、ローパスフィルタ15からの出力電圧に応じて発振周波数を変化させ、基準発振信号に同期するように制御された基準クロックを出力する。プログラマブルカウンタ17は、選局周波数に応じた分周比で基準クロックを分周し、分周されたクロック信号を位相比較器14に出力する。
このように構成されたPLL回路9は、以下のように動作する。基準発振器12から出力された基準発振信号は、分周器13で分周されて位相比較器14に入力される。また、電圧制御発振器16から出力された局部発振信号は、プログラマブルカウンタ17で選局周波数に応じた分周比で分周されて位相比較器14に入力される。
位相比較器14は、分周器13からの基準発振信号の位相とプログラマブルカウンタ17からの出力信号の位相とを比較し、位相差に応じた電圧を、ローパスフィルタ15を介して電圧制御発振器16に出力する。以上により、電圧制御発振器16からFM用の混合回路3およびAM用の分周器10へと出力される局部発振信号は、分周器13からの基準発振信号に同期するように制御される。
ここで、上述したようにAM用の分周器10の分周比は1/6であり、AM放送における1チャネル当たりの占有帯域幅は9KHzである。したがって、AM放送選択時に分周器13から出力される基準発振信号の周波数frは、54KHzとすることが必要となる。一方、一般的にラジオ受信機においては、水晶振動子11として、fx=75KHzといった低周波数の振動子が用いられる。これは、発振周波数fxが高いと、その高調波成分が放送波帯に重畳して受信感度を劣化させてしまうからである。
ただし、75KHzの水晶振動子11を用いた場合、分周器13によって54KHzの基準発振信号を発生することはできない。そこで、分周器13では、水晶振動子11の発振周波数(75KHz)と、AM放送に関して要求される基準発振信号の周波数(54KHz)との最大公約数である3KHzを周波数frとする基準発振信号を実際には発生する。
しかしながら、このように基準発振信号の周波数frが小さくなると、プログラマブルカウンタ17の分周比を大きくせざるを得なくなってしまう。プログラマブルカウンタ17の分周比が大きくなると、次のような問題を生じる。
1.プログラマブルカウンタ17を構成するフリップフロップの段数が増え、回路規模が大きくなってしまう。
2.PLL回路のロックアップ時間が長くなってしまう。
3.S/N比が悪くなりやすい。
上記課題を解決するために、本発明のAM/FMラジオ受信機は、局部発振信号を発生する局部発振回路と、局部発振回路から出力される局部発振信号とFMラジオ放送信号とを混合してFM放送用中間周波信号を発生する第1の混合回路と、局部発振回路から出力される局部発振信号を分周する第1の分周回路と、第1の分周回路で分周された局部発振信号とAMラジオ放送信号とを混合してAM放送用中間周波信号を発生する第2の混合回路とを備え、局部発振回路は、所定の基準周波数で動作する振動子と、振動子を用いて基準発振信号を発生する基準発振器と、基準発振器から出力される基準発振信号の周波数を逓倍する逓倍回路と、逓倍回路から出力される基準発振信号を分周して、当該逓倍回路から出力される基準発振信号の周波数とAMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数またはその整数分の1に第1の分周回路の分周比を乗じた周波数との最大公約数となる周波数の基準発振信号を発生する第2の分周回路とを備えたことを特徴とする。
本発明の他の態様では、第2の分周回路は、逓倍回路から出力される基準発振信号を分周して、当該逓倍回路から出力される基準発振信号の周波数とFMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数またはその整数分の1との最大公約数となる周波数の基準発振信号を発生することを特徴とする。
本発明の他の態様では、振動子の基準周波数は75KHzであり、AMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数が9KHz、第1の分周回路の分周比が1/6で、AMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数に第1の分周回路の分周比を乗じた周波数は54KHzであることを特徴とする。
本発明の他の態様では、振動子の基準周波数は75KHzであり、AMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数が10KHz、第1の分周回路の分周比が1/8または1/10で、AMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数に第1の分周回路の分周比を乗じた周波数は80KHzまたは100KHzであることを特徴とする。
本発明の他の態様では、振動子の基準周波数は75KHzであり、AMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数が9KHz、第1の分周回路の分周比が1/8または1/10で、AMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数に第1の分周回路の分周比を乗じた周波数は72KHzまたは90KHzであることを特徴とする。
本発明の他の態様では、振動子の基準周波数は75KHzであり、FMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数は50KHz、100KHzまたは200KHzであることを特徴とする。
本発明の他の態様では、逓倍回路は、基準発振器から出力される基準発振信号の周波数を2のべき乗倍(例えば、22倍)することを特徴とする。
本発明の他の態様では、スイッチトキャパシタの容量を変更することで信号の通過帯域特性を変更可能に構成されているスイッチトキャパシタフィルタに供給するためのクロック信号を発生するクロック発生回路とを備えたことを特徴とする。
また、本発明の局部発振回路は、所定の基準周波数で動作する振動子と、振動子を用いて基準発振信号を発生する基準発振器と、基準発振器から出力される基準発振信号の周波数を逓倍する逓倍回路と、逓倍回路から出力される基準発振信号を分周して、当該逓倍回路から出力される基準発振信号の周波数とAMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数またはその整数分の1に所定の値を乗じた周波数との最大公約数となる周波数の基準発振信号を発生する分周回路とを備えたことを特徴とする。
本発明の他の態様では、分周回路は、逓倍回路から出力される基準発振信号を分周して、当該逓倍回路から出力される基準発振信号の周波数とFMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数またはその整数分の1との最大公約数となる周波数の基準発振信号を発生することを特徴とする。
本発明の他の態様では、振動子の基準周波数は75KHzであり、AMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数が9KHz、所定の値が6で、AMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数に所定の値を乗じた周波数は54KHzであることを特徴とする。
本発明の他の態様では、振動子の基準周波数は75KHzであり、AMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数が10KHz、所定の値が8または10で、AMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数に所定の値を乗じた周波数は80KHzまたは100KHzであることを特徴とする。
本発明の他の態様では、振動子の基準周波数は75KHzであり、AMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数が9KHz、所定の値が8または10で、AMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数に所定の値を乗じた周波数は72KHzまたは90KHzであることを特徴とする。
本発明の他の態様では、振動子の基準周波数は75KHzであり、FMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数は50KHz、100KHzまたは200KHzであることを特徴とする。
本発明の他の態様では、逓倍回路は、基準発振器から出力される基準発振信号の周波数を2のべき乗倍(例えば、22倍)することを特徴とする。
上記のように構成した本発明によれば、基準発振器から出力される基準発振信号の周波数を逓倍することで、逓倍された基準発振信号の周波数とAMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数またはその整数分の1に所定の分周比を乗じた周波数との最大公約数、あるいは、逓倍された基準発振信号の周波数とFMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数またはその整数分の1との最大公約数が大きくなり、局部発振信号を発生する際の基準となる基準発振信号の周波数を比較的大きくとることができる。これにより、局部発振回路における分周比を小さくすることができ、回路規模の縮小、ロックアップ時間の短縮化、S/N比の向上を図ることができる。
図2は、従来のPLL回路の構成例を示す図である。
図3は、本実施形態による局部発振回路(PLL回路)の構成例を示す図である。
図4は、本実施形態による逓倍回路の構成例を示す図である。
図5は、本実施形態によるPLL回路の応用例を示す図である。
図3に示すように、本実施形態のPLL回路は、水晶振動子11、基準発振器(OSC)12、分周器23、位相比較器14、ローパスフィルタ(LPF)15、電圧制御発振器(VCO)16、プログラマブルカウンタ(PC)17および2段の2逓倍回路21,22を備えて構成されている。
2段の2逓倍回路21,22は、基準発振器12から出力される基準発振信号の周波数を22倍する。この2逓倍回路21,22は、具体的には、例えば図4のように構成される。
図4に示すように、初段の2逓倍回路21は、2つのトランジスタTr11,Tr12から成る差動対、定電流源I1およびアンプAp1を備えて構成されている。差動対を構成する2つのトランジスタTr11,Tr12のソースどうしは互いに共通に接続され、この共通ソースが定電流源I1を介して接地されている。また、各トランジスタTr11,Tr12のドレインどうしが互いに共通に接続され、この共通ドレインが電源VDDに接続されている。
各トランジスタTr11,Tr12のゲートには、基準発振器12の端子Qから出力される基準発振信号と、基準発振器12の端子Qバーから出力される、上記基準発振信号の位相を反転した信号とが入力される。これにより、各トランジスタTr11,Tr12から成る差動対は差動増幅動作し、入力される基準発振信号の周波数を2倍にして出力する。
差動対にて周波数が2倍された基準発振信号は、アンプApに入力される。アンプApは、端子Qから基準発振信号を出力するとともに、端子Qバーからその位相反転信号を出力する。
後段の2逓倍回路22は、2つのトランジスタTr21,Tr22から成る差動対、定電流源I2およびアンプAp2を備えて構成されている。差動対を構成する2つのトランジスタTr21,Tr22のソースどうしは互いに共通に接続され、この共通ソースが定電流源I2を介して接地されている。また、各トランジスタTr21,Tr22のドレインどうしが互いに共通に接続され、この共通ドレインが電源VDDに接続されている。
各トランジスタTr21,Tr22のゲートには、アンプApの端子Qから出力される基準発振信号と、アンプApの端子Qバーから出力される位相反転信号とが入力される。これにより、各トランジスタTr21,Tr22から成る差動対は差動増幅動作し、入力される基準発振信号の周波数を2倍にして出力する。この差動対にて周波数が更に2倍された基準発振信号は、アンプAp2を介して図3の分周器23に入力される。
分周器23(本発明による第2の分周回路に相当)は、後段の2逓倍回路22から出力される基準発振信号の周波数を分周する。これにより、当該2逓倍回路22から出力される基準発振信号の周波数と、AMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数またはその整数分の1に分周器10(本発明による第1の分周回路に相当)の分周比を乗じた周波数との最大公約数となる周波数fr’の基準発振信号を発生し、これを位相比較器14に出力する。
ここで、基準発振器12から出力される基準発振信号の周波数は、水晶振動子11の動作周波数fxである75KHzである。この場合、2段の2逓倍回路21,22によって、基準発振信号の周波数は300KHzまで引き上げられる。一方、上述したようにAM用の分周器10の分周比は1/6であり、日本バンドのAM放送における1チャネル当たりの占有帯域幅は9KHzである。したがって、AMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数に分周器10の分周比を乗じた周波数は、54KHzとなる。
よって、分周器23は、300KHzと54KHzとの最大公約数である6KHzを周波数fr’とする基準発振信号を発生し、これを位相比較器14に出力する。このように、本実施形態によれば、従来(fr=3KHz)に比べて2倍の周波数の基準発振信号を比較基準信号として位相比較器14に供給することができるようになる。なお、AMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数(9KHz)の整数分の1として3KHzを用いた場合、これに分周器10の分周比を乗じた周波数は18KHzとなる。この18KHzと2逓倍回路22から出力される300KHzとの最大公約数となる周波数fr’も6KHzとなる。
ところで、上記実施形態では基準発振器12から出力される75KHzの基準発振信号の周波数を22倍して300KHzとしているが、22倍とすることには意味がある。まず、2のべき乗倍としているのは、3のべき乗倍や5のべき乗倍など2以外のべき乗倍に比べて回路が作りやすく、回路構成が複雑にならないからである。すなわち、3逓倍や5逓倍などとすると、元の基準発振信号から位相がずれるので、その位相調整のために余分のフィルタ回路等が必要となってしまう。
また、23倍、24倍・・・などと倍率を4倍より大きくしていないのは、倍率を大きくし過ぎると、逓倍された基準発振周波数がAM放送波帯に重畳して妨害を与えてしまう恐れがあるからである。すなわち、75KHzを23倍すると600KHz、24倍すると1200KHzとなり、何れもAM放送に割り当てられた周波数帯(531KHz〜1620KHz)に重畳してしまう。
一方、2逓倍回路を1段だけ設けて75KHzの基準発振周波数を2倍すると、得られる周波数は150KHzとなってAM放送波帯に重畳せず、かつ、位相比較器14に供給する基準発振信号の周波数fr’も6KHzと従来の2倍にすることができるので、このような構成でも良い。
ただし、本実施形態のPLL回路をFM用の混合回路(本発明による第1の混合回路に相当)とAM用の混合回路(本発明による第2の混合回路に相当)とで共用するのみならず、他の回路でも共用する場合において、基準発振周波数を4倍してより大きな周波数とする方が好ましい場合がある。
図5は、そのような場合の一例を示す図である。なお、この図5において、図3に示した構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付している。図5の応用例では、図3の構成に加えてクロック発生回路30を更に備え、2逓倍回路22から出力される300KHzの基準発振信号を用いて、図示しないスイッチトキャパシタフィルタに供給するためのクロック信号を発生する。
スイッチトキャパシタフィルタは、その内部に備えられたスイッチトキャパシタの容量を変更することで信号の通過帯域特性を変更可能に構成されたものであり、例えば同調発振回路やノイズフィルタなどに用いられる。スイッチトキャパシタはスイッチおよびキャパシタを備えており、クロック発生回路30で発生されたクロック信号に基づいてスイッチを切り替えることにより、キャパシタの容量が変更されるようになっている。
図5に示すように、クロック発生回路30は、分周器33、位相比較器34、ローパスフィルタ(LPF)35、電圧制御発振器(VCO)36およびプログラマブルカウンタ(PC)37を備えて構成されている。分周器33は、2逓倍回路22から出力される基準発振信号の周波数を分周し、その結果を位相比較器34に出力する。
位相比較器34は、分周器33からの基準発振信号とプログラマブルカウンタ37からの出力信号との位相を比較し、その位相差に応じた電圧をローパスフィルタ35に出力する。ローパスフィルタ35は、位相比較器34の出力から不要周波数成分を取り除き、直流制御電圧を作り出して電圧制御発振器36に供給する。
電圧制御発振器36は、ローパスフィルタ35からの出力電圧に応じて発振周波数を変化させ、基準発振信号に同期するように制御されたサンプリング周波数fsのクロック信号を出力する。プログラマブルカウンタ37は、電圧制御発振器36から出力されるクロック信号を所定の分周比で分周し、その結果得られる信号を位相比較器14に出力する。
このように構成したクロック発生回路30においては、電圧制御発振器36から出力されるクロック信号のサンプリング周波数fsをできるだけ大きくすることが望まれる。サンプリング周波数fsが小さいと、スイッチトキャパシタフィルタに入力される信号の周波数帯が折り返しノイズの影響を受けやすくなり、また、十分なフィルタリング効果も期待できなくなる可能性があるからである。
サンプリング周波数fsを大きくするには、2つの方法がある。1つ目はプログラマブルカウンタ37の分周比を大きくする方法である。2つ目は、位相比較器14に供給する基準発振信号の周波数を大きくする方法である。ただし、プログラマブルカウンタ37の分周比を大きくすると、ロック動作の安定性が悪くなり、安定したクロック信号が得られなくなってしまう。よって、プログラマブルカウンタ17の分周比を大きくするのは好ましい方法とは言えない。
さらに、キャパシタを備えて構成されるLPF35を含めてクロック発生回路30の全体をIC化することを考えた場合にも、プログラマブルカウンタ37の分周比はできるだけ小さくすることが望まれる。プログラマブルカウンタ37の分周比が大きくなると、LPF35の時定数が大きくなり、大容量のキャパシタが必要となってIC化が困難となるからである。
以上のことから、クロック発生回路30では、位相比較器34に入力される基準発振信号の周波数をできるだけ大きくすることが望まれる。基準発振信号の周波数を大きくすることができれば、プログラマブルカウンタ37の分周比をできるだけ小さくすることができ、動作の安定性を確保できるとともに、LPF35もそのキャパシタの容量を小さくしてIC化することが可能となる。図5の例の場合、例えばLPF15を除く全ての回路を1チップに集積化することが可能である。
以上のように、位相比較器14に供給する基準発振信号の周波数fr’を6KHzとすることだけを考えれば2逓倍回路を1段だけ設けて75KHzの基準発振周波数を2倍するだけでも良い。しかし、スイッチトキャパシタフィルタに対するクロック信号を発生するクロック発生回路30にも基準発振信号を供給することを考えた場合には、2段の2逓倍回路21,22を設けて75KHzの基準発振周波数を4倍するのが好ましい。
なお、図5の例では2逓倍回路22から出力される基準発振信号を分周器33で分周しているが、分周せずにそのまま位相比較器34に供給するようにしても良い。このようにすれば、位相比較器34に供給する基準発振信号の周波数をできる限り大きくすることができ、プログラマブルカウンタ37の分周比をより小さくすることができる。
以上詳しく説明したように、本実施形態によれば、基準発振器12から出力される基準発振信号の周波数を逓倍する2逓倍回路21,22を設け、当該2逓倍回路21,22から出力される基準発振信号を分周して位相比較器14に供給するようにしたので、75KHzから300KHzに逓倍された基準発振信号の周波数と、AMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数に所定の分周比を乗じた周波数(54KHz)との最大公約数が大きくなり、位相比較器14に供給する基準発振信号の周波数を従来に比べて大きくすることができる。
これにより、プログラマブルカウンタ17における分周比を小さくすることができ、回路規模の縮小、ロックアップ時間の短縮化、S/N比の向上を図ることができる。また、図5のようにスイッチトキャパシタフィルタ用のクロック発生回路30にも基準発振信号を供給する場合には、基準発振周波数を2倍ではなく4倍することで、クロック発生回路30内のプログラマブルカウンタ37における分周比も小さくすることができる。
なお、動作周波数が300KHzの水晶振動子を用いれば、2逓倍回路21,22を設けることなく同様の動作が期待できる。しかし、現在ラジオ受信機において一般的に使われている75KHzの水晶振動子を用いて構成することにより、300KHzの水晶振動子を新たに作る場合に比べて安価に製造することができるというメリットを有する。
上記実施形態では日本のラジオバンドについて説明したが、欧米のラジオバンドについても同様に適用することが可能である。例えば、北中南米のラジオバンドでは、FM放送の周波数割当は88.1MHz〜107.9MHzで、1チャネル当たりの占有帯域幅は200KHzである。さらに、選局に必要な各チャネルの局部発振周波数fFMLOは、そのチャネルの搬送波周波数fFMRXより10.7MHzだけ高い98.8MHz〜118.6MHzである。一方、AM放送の周波数割当は530KHz〜1710KHzで、1チャネル当たりの占有帯域幅は10KHzである。さらに、選局に必要な各チャネルの局部発振周波数fAMLOは、そのチャネルの搬送波周波数fAMRXより10.7MHzだけ高い11.23MHz〜12.41MHzである。
ここで、fAMLO=11.23MHz〜12.41MHzの周波数を8倍してみると、8×fAMLO=89.84MHz〜99.28MHzとなる。この周波数範囲は、FM放送選局用の局部発振信号の周波数fFMLOの範囲(98.8MHz〜118.6MHz)と一部が重複している。すなわち、AM局部発振信号の周波数fAMLOの8倍周波数の高周波側領域と、FM局部発振信号の周波数fFMLOの低周波側領域とが互いに同じ周波数範囲となっている。
一方、fAMLO=11.23MHz〜12.41MHzの周波数を10倍してみると、10×fAMLO=112.3MHz〜124.1MHzとなる。この周波数範囲は、FM放送選局用の局部発振信号の周波数fFMLOの範囲(98.8MHz〜118.6MHz)と一部が重複している。すなわち、AM局部発振信号の周波数fAMLOの10倍周波数の低周波側領域と、FM局部発振信号の周波数fFMLOの高周波側領域とが互いに同じ周波数範囲となっている。
FM局部発振信号の周波数fFMLOの低周波側のカバー範囲を98.8MHzから89.84MHz以下に広げれば、AM局部発振信号の周波数fAMLOの8倍周波数は全てFM局部発振信号の周波数fFMLOの範囲内に収まる。また、FM局部発振信号の周波数fFMLOの高周波側のカバー範囲を118.6MHzから124.1MHz以上に広げれば、AM局部発振信号の周波数fAMLOの10倍周波数は全てFM局部発振信号の周波数fFMLOの範囲内に収まる。
したがって、FM局部発振信号の周波数fFMLOのカバー範囲を低周波側あるいは高周波側に広げるとともに、図1に示す分周器10の分周比を1/8(N=8)または1/10(N=10)とすることにより、1つのPLL回路9からFM放送用およびAM放送用の局部発振信号を得ることができる。なお、発振回路を構成するバラクタダイオードは周波数が低くなるとQが低下し、発振しにくくなってしまう。よって、FM局部発振信号の周波数fFMLOのカバー範囲を高周波側に広げる方が回路を簡単に構成できるので、その方が好ましい。
以上のような北中南米バンドの場合、分周器10の分周比を1/8としたときには、AM放送の1チャネル当たりの割当周波数が10KHzなので、その8倍の80KHzと水晶振動子11の75KHzとの最大公約数である5KHzを元々基準発振信号の周波数として採用することができる。これに対して、75KHzを2倍した場合には10KHz、4倍した場合には20KHzを周波数fr’とする基準発振信号を発生して位相比較器14に供給することができる。
また、分周器10の分周比を1/10としたときには、AM放送の1チャネル当たりの割当周波数の10倍の100KHzと水晶振動子11の75KHzとの最大公約数である25KHzを元々基準発振信号の周波数として採用することができる。これに対して、75KHzを2倍した場合には50KHz、4倍した場合には100KHzを周波数fr’とする基準発振信号を発生して位相比較器14に供給することができる。
また、欧州のラジオバンドでは、FM放送の周波数割当は87.5MHz〜108.0MHzで、1チャネル当たりの占有帯域幅は50KHzである。さらに、選局に必要な各チャネルの局部発振周波数fFMLOは、そのチャネルの搬送波周波数fFMRXより10.7MHzだけ高い98.2MHz〜118.7MHzである。一方、AM放送の周波数割当は531KHz〜1620KHzで、1チャネル当たりの占有帯域幅は9KHzである。さらに、選局に必要な各チャネルの局部発振周波数fAMLOは、そのチャネルの搬送波周波数fAMRXより10.7MHzだけ高い11.231MHz〜12.320MHzである。
ここで、fAMLO=11.231MHz〜12.320MHzの周波数を8倍してみると、8×fAMLO=89.848MHz〜98.56MHzとなる。この周波数範囲は、FM放送選局用の局部発振信号の周波数fFMLOの範囲(98.2MHz〜118.7MHz)と一部が重複している。すなわち、AM局部発振信号の周波数fAMLOの8倍周波数の高周波側領域と、FM局部発振信号の周波数fFMLOの低周波側領域とが互いに同じ周波数範囲となっている。
一方、fAMLO=11.231MHz〜12.320MHzの周波数を10倍してみると、10×fAMLO=112.31MHz〜123.2MHzとなる。この周波数範囲は、FM放送選局用の局部発振信号の周波数fFMLOの範囲(98.2MHz〜118.7MHz)と一部が重複している。すなわち、AM局部発振信号の周波数fAMLOの10倍周波数の低周波側領域と、FM局部発振信号の周波数fFMLOの高周波側領域とが互いに同じ周波数範囲となっている。
FM局部発振信号の周波数fFMLOの低周波側のカバー範囲を98.2MHzから89.848MHz以下に広げれば、AM局部発振信号の周波数fAMLOの8倍周波数は全てFM局部発振信号の周波数fFMLOの範囲内に収まる。また、FM局部発振信号の周波数fFMLOの高周波側のカバー範囲を118.7MHzから123.2MHz以上に広げれば、AM局部発振信号の周波数fAMLOの10倍周波数は全てFM局部発振信号の周波数fFMLOの範囲内に収まる。
したがって、FM局部発振信号の周波数fFMLOのカバー範囲を低周波側あるいは高周波側に広げるとともに、図1に示す分周器10の分周比を1/8(N=8)または1/10(N=10)とすることにより、1つのPLL回路9からFM放送用およびAM放送用の局部発振信号を得ることができる。なお、FM局部発振信号の周波数fFMLOのカバー範囲を高周波側に広げる方が回路を簡単に構成できるので、その方が好ましい。
以上のような欧州バンドの場合、分周器10の分周比を1/8としたときは、AM放送の1チャネル当たりの割当周波数が9KHzなので、その8倍の72KHzと水晶振動子11の75KHzとの最大公約数として、3KHzの基準発振信号しかとることができない。これに対して、75KHzを2倍した場合には6KHz、4倍した場合には12KHzを周波数fr’とする基準発振信号を発生して位相比較器14に供給することができる。
また、分周器10の分周比を1/10としたときには、AM放送の1チャネル当たりの割当周波数の10倍の90KHzと水晶振動子11の75KHzとの最大公約数である15KHzを元々基準発振信号の周波数として採用することができる。これに対して、75KHzを2倍した場合、4倍した場合は共に30KHzを周波数fr’とする基準発振信号を発生して位相比較器14に供給することができる。
また、上記実施形態では、2逓倍回路21,22から出力される基準発振信号を分周することにより、当該逓倍された周波数と、AMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数またはその整数分の1との最大公約数となる周波数fr’の基準発振信号を発生する例について説明したが、FMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数またはその整数分の1との最大公約数となる周波数の基準発振信号を発生するようにしても良い。
例えば、日本バンドの場合、上述したようにFM局部発振周波数fFMLOは65.4MHz〜79.2MHzで、1チャネル当たりの占有帯域幅は100KHzである。この場合、この100KHzまたはその整数分の1である25KHzと、水晶振動子11の75KHzとの最大公約数として、25KHzを元々基準発振信号の周波数として採用することができる。これに対して、75KHzを2倍した場合には50KHz、4倍した場合には100KHzを周波数とする基準発振信号を発生することができる。
また、北中南米バンドの場合、FM局部発振周波数fFMLOは98.8MHz〜118.6MHzで、1チャネル当たりの占有帯域幅は200KHzである。この場合も、この200KHzまたはその整数分の1である25KHzと、水晶振動子11の75KHzとの最大公約数として、25KHzを元々基準発振信号の周波数として採用することができる。これに対して、75KHzを2倍した場合には50KHz、4倍した場合には100KHzを周波数とする基準発振信号を発生することができる。
また、欧州のラジオバンドの場合、FM局部発振周波数fFMLOは98.2MHz〜118.7MHzで、1チャネル当たりの占有帯域幅は50KHzである。この場合も、この50KHzまたはその整数分の1である25KHzと、水晶振動子11の75KHzとの最大公約数として、25KHzを元々基準発振信号の周波数として採用することができる。これに対して、75KHzを2倍した場合、4倍した場合は共に50KHzを周波数とする基準発振信号を発生することができる。
また、上記実施形態では、水晶振動子11を用いる例について説明したが、水晶以外の振動子を用いても良い。また、上記実施形態では、水晶振動子11を用いて75KHzの基準発振信号を発生する例について説明したが、これ以外を動作周波数とする振動子を用いて基準発振信号を発生するようにしても良い。ただし、市販されている一般的な動作周波数の振動子を用いて、その動作周波数を定数倍することが好ましい。
その他、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
Claims (22)
- 局部発振信号を発生する局部発振回路と、
上記局部発振回路から出力される局部発振信号とFMラジオ放送信号とを混合してFM放送用中間周波信号を発生する第1の混合回路と、
上記局部発振回路から出力される局部発振信号を分周する第1の分周回路と、
上記第1の分周回路で分周された局部発振信号とAMラジオ放送信号とを混合してAM放送用中間周波信号を発生する第2の混合回路とを備え、
上記局部発振回路は、所定の基準周波数で動作する振動子と、
上記振動子を用いて基準発振信号を発生する基準発振器と、
上記基凖発振器から出力される基準発振信号の周波数を逓倍する逓倍回路と、
上記逓倍回路から出力される基準発振信号を分周して、当該逓倍回路から出力される基準発振信号の周波数とAMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数またはその整数分の1に上記第1の分周回路の分周比を乗じた周波数との最大公約数となる周波数の基準発振信号を発生する第2の分周回路とを備えたことを特徴とするAM/FMラジオ受信機。 - 局部発振信号を発生する局部発振回路と、
上記局部発振回路から出力される局部発振信号とFMラジオ放送信号とを混合してFM放送用中間周波信号を発生する第1の混合回路と、
上記局部発振回路から出力される局部発振信号を分周する第1の分周回路と、
上記第1の分周回路で分周された局部発振信号とAMラジオ放送信号とを混合してAM放送用中間周波信号を発生する第2の混合回路とを備え、
上記局部発振回路は、所定の基準周波数で動作する振動子と、
上記振動子を用いて基準発振信号を発生する基準発振器と、
上記基準発振器から出力される基準発振信号の周波数を逓倍する逓倍回路と、
上記逓倍回路から出力される基準発振信号を分周して、当該逓倍回路から出力される基準発振信号の周波数とFMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数またはその整数分の1との最大公約数となる周波数の基準発振信号を発生する第2の分周回路とを備えたことを特徴とするAM/FMラジオ受信機。 - 上記振動子の基準周波数は75KHzであり、上記AMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数が9KHz、上記第1の分周回路の分周比が1/6で、上記AMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数に上記第1の分周回路の分周比を乗じた周波数は54KHzであることを特徴とする請求の範囲第1項に記載のAM/FMラジオ受信機。
- 上記振動子の基準周波数は75KHzであり、上記AMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数が10KHz、上記第1の分周回路の分周比が1/8または1/10で、上記AMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数に上記第1の分周回路の分周比を乗じた周波数は80KHzまたは100KHzであることを特徴とする請求の範囲第1項に記載のAM/FMラジオ受信機。
- 上記振動子の基準周波数は75KHzであり、上記AMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数が9KHz、上記第1の分周回路の分周比が1/8または1/10で、上記AMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数に上記第1の分周回路の分周比を乗じた周波数は72KHzまたは90KHzであることを特徴とする請求の範囲第1項に記載のAM/FMラジオ受信機。
- 上記振動子の基準周波数は75KHzであり、上記FMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数は50KHz、100KHzまたは200KHzであることを特徴とする請求の範囲第2項に記載のAM/FMラジオ受信機。
- 上記逓倍回路は、上記基準発振器から出力される基準発振信号の周波数を2のべき乗倍することを特徴とする請求の範囲第1項に記載のAM/FMラジオ受信機。
- 上記逓倍回路は、上記基準発振器から出力される基準発振信号の周波数を2のべき乗倍することを特徴とする請求の範囲第2項に記載のAM/FMラジオ受信機。
- 上記逓倍回路は、上記基準発振器から出力される基準発振信号の周波数を22倍することを特徴とする請求の範囲第7項に記載のAM/FMラジオ受信機。
- 上記逓倍回路は、上記基準発振器から出力される基準発振信号の周波数を22倍することを特徴とする請求の範囲第8項に記載のAM/FMラジオ受信機。
- スイッチトキャパシタの容量を変更することで信号の通過帯域特性を変更可能に構成されているスイッチトキャパシタフィルタに供給するためのクロック信号を発生するクロック発生回路とを備え、
上記クロック発生回路は、上記逓倍回路から出力される基準発振信号を用いて上記クロック信号を発生することを特徴とする請求の範囲第1項に記載のAM/FMラジオ受信機。 - スイッチトキャパシタの容量を変更することで信号の通過帯域特性を変更可能に構成されているスイッチトキャパシタフィルタに供給するためのクロック信号を発生するクロック発生回路とを備え、
上記クロック発生回路は、上記逓倍回路から出力される基準発振信号を用いて上記クロック信号を発生することを特徴とする請求の範囲第2項に記載のAM/FMラジオ受信機。 - 所定の基準周波数で動作する振動子と、
上記振動子を用いて基準発振信号を発生する基準発振器と、
上記基準発振器から出力される基準発振信号の周波数を逓倍する逓倍回路と、
上記逓倍回路から出力される基準発振信号を分周して、当該逓倍回路から出力される基準発振信号の周波数とAMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数またはその整数分の1に所定の値を乗じた周波数との最大公約数となる周波数の基準発振信号を発生する分周回路とを備えたことを特徴とする局部発振回路。 - 所定の基準周波数で動作する振動子と、
上記振動子を用いて基準発振信号を発生する基準発振器と、
上記基準発振器から出力される基準発振信号の周波数を逓倍する逓倍回路と、
上記逓倍回路から出力される基準発振信号を分周して、当該逓倍回路から出力される基準発振信号の周波数とFMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数またはその整数分の1との最大公約数となる周波数の基準発振信号を発生する分周回路とを備えたことを特徴とする局部発振回路。 - 上記振動子の基準周波数は75KHzであり、上記AMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数が9KHz、上記所定の値が6で、上記AMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数に上記所定の値を乗じた周波数は54KHzであることを特徴とする請求の範囲第13項に記載の局部発振回路。
- 上記振動子の基準周波数は75KHzであり、上記AMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数が10KHz、上記所定の値が8または10で、上記AMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数に上記所定の値を乗じた周波数は80KHzまたは100KHzであることを特徴とする請求の範囲第13項に記載の局部発振回路。
- 上記振動子の基準周波数は75KHzであり、上記AMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数が9KHz、上記所定の値が8または10で、上記AMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数に上記所定の値を乗じた周波数は72KHzまたは90KHzであることを特徴とする請求の範囲第13項に記載の局部発振回路。
- 上記振動子の基準周波数は75KHzであり、上記FMラジオ放送の1チャネル当たりの割当周波数は50KHz、100KHzまたは200KHzであることを特徴とする請求の範囲第14項に記載の局部発振回路。
- 上記逓倍回路は、上記基準発振器から出力される基準発振信号の周波数を2のべき乗倍することを特徴とする請求の範囲第13項に記載の局部発振回路。
- 上記逓倍回路は、上記基準発振器から出力される基準発振信号の周波数を2のべき乗倍することを特徴とする請求の範囲第14項に記載の局部発振回路。
- 上記逓倍回路は、上記基準発振器から出力される基準発振信号の周波数を22倍することを特徴とする請求の範囲第19項に記載の局部発振回路。
- 上記逓倍回路は、上記基準発振器から出力される基準発振信号の周波数を22倍することを特徴とする請求の範囲第20項に記載の局部発振回路。
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