受信機及び受信方法
【課題】受信機５０において、ＡＤ変換による受信アナログ信号のサンプリングに伴って生じる受信アナログ信号の高調波に因る折り返し歪を有効に抑圧する。
【解決手段】受信機５０は、受信アナログ信号を受信デジタル信号へ変換するＡＤ変換器５１と、ＡＤ変換器にＡＤ変換のサンプリング周波数に係る信号を供給するクロック・ジェネレータ５２と、サンプリング周波数を変更する制御部５３とを備える。制御部５３は、サンプリング周波数のｎ（ｎは２以上の自然数）分の１となる周波数としての特定周波数が、特定周波数と一致する受信アナログ信号の周波数を中心にしてあらかじめ定められた周波数範囲の外になるように、サンプリング周波数を制御する。
【解決手段】受信機５０は、受信アナログ信号を受信デジタル信号へ変換するＡＤ変換器５１と、ＡＤ変換器にＡＤ変換のサンプリング周波数に係る信号を供給するクロック・ジェネレータ５２と、サンプリング周波数を変更する制御部５３とを備える。制御部５３は、サンプリング周波数のｎ（ｎは２以上の自然数）分の１となる周波数としての特定周波数が、特定周波数と一致する受信アナログ信号の周波数を中心にしてあらかじめ定められた周波数範囲の外になるように、サンプリング周波数を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声等を受信する受信機及び受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１はデジタル情報処理装置を開示する。該デジタル情報処理装置は電波受信手段とデジタル手段と制御手段とから構成され、制御手段は、デジタル手段において使用されているサンプリング周波数又はクロック数を、電波受信手段の受信周波数に応じて変更する（特許文献１の段落０００９）。具体的には、電波受信手段が所定の周波数をもった電波を受信するに際して、当該受信周波数又はその近傍の周波数と同等の高調波が発生しないようなサンプリング周波数又はクロック数を、あらかじめ記憶されている該複数のサンプリング周波数或いはクロック数の中から選択して使用する（特許文献１の段落００１５）。
【０００３】
図７は従来のダイレクト・コンバージョン型受信機９０の主要部構成図である。ダイレクト・コンバージョン型受信機９０において本発明の実施例として後述するダイレクト・コンバージョン型受信機１０（図１）の要素と同一の要素については、ダイレクト・コンバージョン型受信機１０の対応要素に付した符号と同一の符号で指示して、説明は省略し、主要点についてのみ説明する。
【０００４】
アンテナ１１は電波を捕捉し、ＬＮＡ（低ノイズアンプ）１２は、アンテナ１１からＲＦ信号を増幅してから、ＡＤＣ（アナログデジタル変換器）１３へ供給する。ＡＤＣ１３は、ＬＮＡ１２からのＲＦ信号を、ローカル発振器２０からのサンプリング・クロックの周波数（サンプリング周波数）でサンプリングして、デジタル信号へ変換し、該デジタル信号を直交検波器１４へ出力する。従来のダイレクト・コンバージョン型受信機９０では、ＡＤＣ１３がローカル発振器２０からサンプリング周波数の情報として受けるサンプリング・クロックの周波数は固定されており、したがって、サンプリング周波数は固定されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−６３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以降、ダイレクト・コンバージョン型受信機９０において、受信可能周波数を１００ＫＨｚ〜３０ＭＨｚ、サンプリング周波数ｆｓを７５ＭＨｚに想定して、問題点を説明する。
【０００７】
図８は従来のダイレクト・コンバージョン型受信機９０において希望信号の周波数ｆ１が２５ＭＨｚの場合の希望信号とその２次から６次までの高調波ｆ２，ｆ３，ｆ４，ｆ５，ｆ６が現れる周波数の分布を、ＡＤＣ１３でAD変換する前の状態を周波数スペクトラム上に示したものである。なお、希望信号とは、ユーザがダイレクト・コンバージョン型受信機９０において選択した周波数の受信信号のことであり、該希望信号の音声がダイレクト・コンバージョン型受信機９０のスピーカから出力されることになる。また、２５ＭＨｚについて説明する理由は、それが７５ＭＨｚの１／ｎ（ただしｎは自然数）であるからである。この場合、ＡＤＣ１３においてＡＤ変換後の高調波成分は、図９のように、ｆ２、ｆ４、ｆ５の高調波が希望信号と同じ周波数の２５ＭＨｚに折り返され、ｆ３、ｆ６の高調波は直流成分に折り返される。
【０００８】
高調波成分は次数に比例して変調波の帯域幅が広がるため、例えば希望信号がFM変調波である場合、帯域内に折り返された高調波成分は歪として現われる。また、希望信号が２５ＭＨｚに対してオフセットを持っている場合、高調波成分のオフセット量は次数に比例して大きくなり、また、オフセットの方向は、折り返し方によって変わるため、オフセット量によっては、可聴帯域内のスプリアス成分として現われる。
【０００９】
また、ｆ１=２５ＭＨｚ以外にも、ｆ１=１８.７５ＭＨｚ（７５ＭＨｚの１／４）では、３次高調波が帯域内に折り返され、ｆ１=１５ＭＨｚ（７５ＭＨｚの１／５）では、４次高調波が帯域内に折り返され、ｆ１=１２.５ＭＨｚ（７５ＭＨｚの１／６）では、５次高調波が帯域内に折り返されてしまう。
【００１０】
ＬＮＡ１２等で発生する高調波は、その後にＬＰＦ（ロー・パス・フィルタ）を入れることで減衰できるが、ＡＤＣ１３内で発生する高調波は減衰できない。よって、サンプリング周波数が固定されている場合、特定の周波数の希望信号を受信する場合に、その高調波が希望信号の帯域内に折り返されて、歪やスプリアスが発生するという問題があった。
【００１１】
特許文献１は、サンプリング周波数の高調波が希望信号（受信アナログ信号）に混入すること（この場合、サンプリング周波数＜受信アナログ信号の周波数である。）に対処して、サンプリング周波数の高調波が受信アナログ信号の周波数の近傍にならないように、サンプリング周波数を調整するものであり、ＡＤ変換器による受信アナログ信号のサンプリングに伴い受信アナログ信号の高調波に因る折り返し歪（この場合、サンプリング周波数＞受信アナログ信号の周波数）には対処することができない。
【００１２】
本発明の目的は、ＡＤ変換による受信アナログ信号のサンプリングに伴って生じる受信アナログ信号の高調波に因る折り返し歪を有効に抑圧することができる受信機及び受信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、受信アナログ信号をＡＤ変換により受信デジタル信号へＡＤ変換する場合に、受信アナログ信号の高調波の折り返しが受信アナログ信号の帯域に重ならないように、ＡＤ変換のサンプリング周波数を調整する。
【００１４】
本発明の受信機は、
受信アナログ信号を受信デジタル信号へ変換するＡＤ変換器と、
前記ＡＤ変換器にＡＤ変換のサンプリング周波数に係る信号を供給するクロック・ジェネレータと、
前記サンプリング周波数を変更する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記サンプリング周波数のｎ（ｎは２以上の自然数）分の１となる周波数としての特定周波数が、前記受信アナログ信号の周波数のあらかじめ定められた周波数範囲の外になるように、サンプリング周波数を制御する。
【００１５】
本発明の受信方法は次のステップを含む。
指示されたサンプリング周波数で受信アナログ信号を受信デジタル信号へ変換する変換ステップ、及び
前記サンプリング周波数のｎ（ｎは２以上の自然数）分の１となる周波数としての特定周波数が、前記受信アナログ信号の周波数のあらかじめ定められた周波数範囲の外になるように、サンプリング周波数を制御する制御ステップ。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、受信アナログ信号の高調波の折り返しが受信アナログ信号の帯域に重ならないように、ＡＤ変換のサンプリング周波数を調整する結果、受信アナログ信号の高調波に因る折返し歪を抑圧することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ダイレクト・コンバージョン型受信機の主要部構成図である。
【図２】各サンプリング周波数に対して割当てられる受信周波数の範囲を示す図である。
【図３】所定のサンプリング周波数に対して希望信号の周波数がどれだけずれると該希望信号の高調波が該希望信号の帯域が折り返しと重ならなくなるかの限界を示す図である。
【図４】どれだけサンプリング周波数がずれると希望信号の帯域が折り返しと重ならなくなるかの限界を示す図である。
【図５】受信機のブロック図である。
【図６】受信方法のフローチャートである。
【図７】従来のダイレクト・コンバージョン型受信機の主要部構成図である。
【図８】従来のダイレクト・コンバージョン型受信機において希望信号とその各高調波とが、受信可能性信号の全範囲についてＡＤＣでＡＤ変換する前の周波数スペクトラム上にどのように分布しているかを示す図である。
【図９】図８の場合に希望信号の各高調波がどのように折り返されるかを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１はダイレクト・コンバージョン型受信機１０の主要部構成図である。ダイレクト・コンバージョン型受信機１０は例えば短波のデジタルラジオである。なお、ダイレクト・コンバージョン型受信機１０において、従来のダイレクト・コンバージョン型受信機９０（図７）との構成要素上の相違点はクロック・ジェネレータ１９が付加されていることである。
【００１９】
アンテナ１１は電波を捕捉し、ＬＮＡ１２は、該電波に係るＲＦ信号を増幅してから、ＡＤＣ１３へ出力する。ＡＤＣ１３は、ＬＮＡ１２からのＲＦ信号を、クロック・ジェネレータ１９からのサンプリング・クロックの周波数（サンプリング周波数）でサンプリングして、デジタル信号へ変換し、該デジタル信号を直交検波器１４へ出力する。
【００２０】
クロック・ジェネレータ１９は、ローカル発振器２０からの発振信号の周波数を基準周波数として種々の周波数のクロック・パルスを生成することができ、該クロック・パルスの周波数はＡＤＣ１３のサンプリング周波数を決定する。マイクロコンピュータ２１は、クロック・ジェネレータ１９に、それが出力するクロック・パルスの周波数を指示する。
【００２１】
直交検波器１４は、ＡＤＣ１３から入力されたデジタル信号から、マイクロコンピュータ２１で指定される希望信号周波数に基づき希望信号を選択して、ベースバンドＩ，Ｑ信号へ周波数変換してから、出力する。ベースバンドＩ，Ｑ信号は、ＬＰＦ１５，１６でそれぞれ帯域制限され、希望信号のもののみが復調器１７へ出力される。
【００２２】
復調器１７は、それに入力されたＩ，Ｑ信号について、ＡＭ等の復調を行うことにより、希望信号に係る音声デジタル信号を生成して、それをＤＡＣ（デジタルアナログ変換器）１８へ出力する。ＤＡＣ１８は、該音声デジタル信号をＤＡ変換し、アナログ音声信号としてスピーカ（図示せず）へ出力する。こうして、希望信号に係る音声がスピーカから出力される。
【００２３】
以降、ダイレクト・コンバージョン型受信機１０の動作について、従来のダイレクト・コンバージョン型受信機９０のときと同様に、受信可能信号の周波数範囲は１００ＫＨｚ〜３０ＭＨｚと想定して、説明する。従来のダイレクト・コンバージョン型受信機９０のように、サンプリング周波数ｆｓを希望信号の周波数に関係なく、７５ＭＨｚに固定した場合には、希望信号の周波数が２５ＭＨｚ（７５ＭＨｚの１／３）、１８.７５ＭＨｚ（７５ＭＨｚの１／４）、１５ＭＨｚ（７５ＭＨｚの１／５）、１２.５ＭＨｚ（７５ＭＨｚの１／６）付近である場合には、その高調波が希望信号の帯域内に折り返されて、折返し歪の原因になってしまう。以降、説明の便宜上、これら２５ＭＨｚ、１８.７５ＭＨｚ、１５ＭＨｚ、１２.５ＭＨｚ等のように、７５ＭＨｚの１／ｎ（ただし、ｎは自然数）の周波数を、適宜「特定周波数」と呼ぶことにする。
【００２４】
そこで、ダイレクト・コンバージョン型受信機１０では、希望信号の周波数が特定周波数の付近、例えば特定周波数±５０ＫＨｚ以内に設定された場合に、クロック・ジェネレータ１９の設定を変えてサンプリング周波数ｆｓを別の周波数、例えば７４ＭＨｚに切り換える。なお、特定周波数の付近とする周波数範囲を、特定周波数±５０ＫＨｚと、特定周波数に対して±両側に等しい範囲を設定しているが、特定週数に対する＋側と−側との範囲を異なる値に適宜、設定することもできる。７４ＭＨｚは、受信周波数がどの特定周波数であっても、該特定周波数の高調波の内、７４ＭＨｚに最接近する高調波（ｎ次高調波）が、７４ＭＨｚから一定周波数以上離れるという条件の下で、設定した値であり、該条件が満たされれば、７４ＭＨｚ以外の周波数を特定周波数に対する共通のサンプリング周波数として採用することもできる。しかし、特定周波数に対する共通のサンプリング周波数として設定する値は本来の７５ＭＨｚからあまり離れていない方が有利である。
【００２５】
図２は各サンプリング周波数に対して割当てられる受信周波数の範囲を示している。図２（ａ）及び（ｂ）はそれぞれサンプリング周波数ｆｓ＝７５ＭＨｚ及びサンプリング周波数ｆｓ＝７４ＭＨｚとされる受信周波数範囲を示している。希望信号周波数が特定周波数±５０ＫＨｚ（２５ＭＨｚ±５０ＫＨｚ、１８.７５ＭＨｚ±５０ＫＨｚ、１５ＭＨｚ±５０ＫＨｚ、及び１２.５ＭＨｚ±５０ＫＨｚ）である場合には、サンプリング周波数＝７４ＭＨｚとされ、その他の場合には、サンプリング周波数＝７５ＭＨｚとされる。
【００２６】
こうして、ダイレクト・コンバージョン型受信機１０では、サンプリング周波数＝７５ＭＨｚとした場合に、希望信号周波数のｎ倍（ｎ次高調波）が７５ＭＨｚの近傍範囲になって、希望信号周波数への高調波の折返しに因る音声出力の劣化が予測される場合には、サンプリング周波数＝７４ＭＨｚへ切り換えられて、音声出力品質を良好に保持することができる。
【００２７】
なお、７５ＭＨｚの１／２である３７．５ＭＨｚは、ダイレクト・コンバージョン型受信機１０の受信周波数範囲、１００ＫＨｚ〜３０ＭＨｚ外であるので、サンプリング周波数＝７４ＭＨｚへ切り換える受信周波数からは除外されている。サンプリング周波数ｆｓ＝７５ＭＨｚであって、ダイレクト・コンバージョン型受信機１０の受信周波数範囲の上限が３７．５ＭＨｚ−５０ＫＨｚより大である場合には、サンプリング周波数＝７５ＭＨｚに保持したときには、３７．５ＭＨｚ自体はその高調波に因る折り返しが直流成分になって、折り返し歪の対策が不要であるものの、希望信号の帯域幅の一部が３７．５ＭＨｚ未満になって交流成分が生じることもある。したがって、これに対処して、サンプリング周波数を標準値の７５ＭＨｚから別の値へ切り換える対策が必要となる。ただし、別の値を７４ＭＨｚとすると、ナイキスト周波数が３７ＭＨｚとなって、３７．５ＭＨｚ−５０ＫＨｚ〜３７．５ＭＨｚの受信周波数範囲がナイキスト周波数より上になってしまうので、別の値としては標準値より適当に大きい、例えば７６ＭＨｚを採用する。なお、サンプリング周波数を７５ＭＨｚから切り換える場合の切り換え先の値を７４ＭＨｚに代えて７６ＭＨｚを採用すれば、３７．５ＭＨｚの特定周波数を含む複数の特定周波数に対する共通のサンプリング周波数として７６ＭＨｚを使用可能になる。
【００２８】
高調波とサンプリング周波数との特定関係に因る折り返し歪の解決策には２つある。サンプリング周波数をずらすやり方と受信周波数をずらすやり方とである。両者とも、ずらし量は、ｎと電波形式により定められた占有帯域幅（以下は帯域幅と記す）Ｂｗとから求まる。ずらし量、帯域幅Ｂｗ及びｎの関係について、次のケース１，２で説明する。
【００２９】
［ケース１］
ｎ＝５０、Ｂｗ＝１０ＫＨｚ、及び受信周波数１５００ＫＨｚ（FMを想定）とすると、折り返し帯域幅は、折り返し歪の４９（＝ｎ−１）次高調波が折り返されるので、１０ＫＨｚ×４９で、４９０ＫＨｚとなる。したがって、受信周波数＜１４９５ＫＨｚ又は受信周波数＞１５０５ＫＨｚである場合には、ＡＤＣ１３のサンプリング周波数ｆｓを７５ＭＨｚとし、１４９５ＫＨｚ≦受信周波数≦１５０５ＫＨｚである場合には、ＡＤＣ１３のサンプリング周波数ｆｓを、４９０ＫＨｚ／２より大きく離した７４.７５０ＭＨｚ（＝７５ＭＨｚ−１０ＫＨｚ×５０／２）又は７５.２５０ＭＨｚ（＝７５ＭＨｚ＋１０ＫＨｚ×５０／２）として、折り返し歪に対処することができる。
【００３０】
折り返しの周波数帯域幅が、受信周波数の２倍を超えるとマイナスの周波数となるが、これは０Ｈｚから折り返すことを意味する。また、折り返しの周波数帯域幅が受信周波数の約３倍になると、再び、受信周波数に重なってしまう。これについて、次のケース２で説明する。
【００３１】
［ケース２］
ｎ＝５０、Ｂｗ＝１００ＫＨｚ、及び受信周波数１５００ＫＨｚとすると、折り返し帯域幅は、受信周波数の４９次高調波が折り返されるので、１００ＫＨｚ×４９で、４９００ＫＨｚとなる。したがって、受信周波数＜１４５０ＫＨｚ又は受信周波数＞１５５０ KHである場合には、サンプリング周波数を７５ＭＨｚとし、また、１４５０ＫＨｚ≦受信周波数≦１５５０ＫＨｚである場合には、ＡＤＣ１３のサンプリング周波数ｆｓを４９００ＫＨｚ／２より大きく離した７２.５ＭＨｚ（＝７５ＭＨｚ−１００ＫＨｚ×５０／２）又は７７.５ＭＨｚ（＝７５ＭＨｚ＋１００ＫＨｚ×５０／２）として折り返し歪に対処することができる。
【００３２】
一方、サンプリング周波数を７２.５ＭＨｚにした場合、折り返しの周波数は、計算上−１０００ＫＨｚ（＝７２.５ＭＨｚ−１５０００ＫＨｚ×４９）を中心として、−３４５０ＫＨｚ（＝−１０００ＫＨｚ−４９００ＭＨｚ／２）〜１４５０ＫＨｚ（＝−１０００ＫＨｚ＋４９００ＭＨｚ／２）の４９００ＫＨｚの幅となる。０〜１４５０ＭＨｚの成分は重ならないが、−３４５０ＫＨｚ〜０は、０Hｚで折り返するので、受信周波数帯域１５００ＫＨｚでＢｗの１０ＫＨｚ（１４５０ＫＨｚ〜１５５０ＫＨｚ）に重なる。しかしながら、高次（ケース２では４９次）の高調波ほど発生するレベルは下がることから、実用上はｎに制限を設けて、ある受信周波数がある周波数以下である場合は、サンプリング周波数を７５ＭＨｚからシフトせずに、７５ＭＨｚに保持してもよい。
【００３３】
図３はサンプリング周波数７５ＭＨｚの場合で２５ＭＨｚの受信周波数がどれだけずれると、受信周波数の帯域が折り返しと重ならなくなるかの限界を示す図である。なお、図３では、ｎ（２５ＭＨｚ＝７５ＭＨｚ／ｎにおけるｎ）＝３、Ｂｗ（受信信号の帯域幅）＝１００ＫＨｚ、Ｆｓ０（サンプリング周波数）＝７５ＭＨｚ、かつＦｒｘ（受信周波数）＞Ｆｓ０／ｎ＋Ｂｗ／２、又はＦｒｘ（受信周波数）＜Ｆｓ０／ｎ−Ｂｗ／２ と仮定している。
【００３４】
折り返しが重ならない限界の受信周波数は、Ｆｓ０、Ｂｗ、ｎにより上記の式：Ｆｓ０／ｎ±Ｂｗ／２のとおりとなる。つまり受信信号の帯域幅１／２だけ受信周波数がずれると、折り返しの信号は重ならなくなる。放送局からの信号を受信する場合、定められた周波数間隔（チャンネル）で放送されているので、Ｂｗの半分だけ受信周波数をずらした場合にサンプリング周波数を変える必要も無く、隣接のチャンネルを受信する場合にサンプリング周波数をずらせばよい。またアマチュア無線のように、使用可能な周波数帯域が割り当てられ、その範囲であればどの周波数で運用してもよい場合は、上記の式の条件を当てはめてもよい。
【００３５】
図４はどれだけサンプリング周波数がずれると、受信周波数の帯域が折り返しと重ならなくなるかの限界を示す図である。なお、図４では、ｎ（２５ＭＨｚ＝７５ＭＨｚ／ｎにおけるｎ）＝３、受信周波数＝２５ＭＨｚ、Ｂｗ（受信信号の帯域幅）＝１００ＫＨｚ、Ｆｓ０（サンプリング周波数）の初期値＝７５ ＭＨｚ、かつＦｓ＜Ｆｓ０−Ｂｗ×ｎ／２又はＦｓ＞Ｆｓ０＋Ｂｗ×ｎ／２と仮定している。
【００３６】
折り返しが重ならない限界のサンプリング周波数Ｆｓは、Ｆｓ０、Ｂｗ、ｎにより下記のようになる。
Ｆｓ＝７５０００−１００＊３／２＝７４８５０
Ｆｓ＝７５０００＋１００＊３／２＝７５１５０
すなわち、Ｆｓ０が７５ＭＨｚの時に、受信周波数が２５ＭＨｚで帯域幅が１００ＫＨｚの受信信号を受信する場合、サンプリング周波数は７４.８５ＭＨｚ又は７５.１５０ＭＨｚで折り返しが重ならなくなることになる。
【００３７】
しかし、サンプリング周波数の発振手段としてはＰＬＬ回路が使われることが多いが、ＰＬＬ回路で発振周波数の変化幅を小さくするためには、比較周波数を低く設定することになる。一般的に比較周波数を低く設定すると、信号のＣ／Ｎと、ロックアップスピードがトレードオフとなることから、必ずしも帯域幅に合わせてサンプリング周波数のシフト量を変化させなくてもよく、その受信機で受信する最も広い帯域幅の電波形式の信号を考慮し、サンプリング周波数の設定を行うのが容易なシフト量を選択してもよい。
【００３８】
図５は受信機５０のブロック図である。受信機５０の一例はダイレクト・コンバージョン型受信機１０である。受信機５０は、無線機にも適用することができる。受信機５０は、携帯式、車載式及び据置き式のどれであってもよい。受信機５０の受信アナログ信号は、音声、映像及びデータのいずれか１つ又はそれらの組み合わせに係る受信アナログ信号であってよい。受信機５０はＡＤ変換器５１、クロック・ジェネレータ５２及び制御部５３を備える。
【００３９】
ＡＤ変換器５１は、受信アナログ信号を受信デジタル信号へ変換する。クロック・ジェネレータ５２は、ＡＤ変換器５１にＡＤ変換のサンプリング周波数に係る信号を供給する。制御部５３は、サンプリング周波数を変更する。制御部５３は、サンプリング周波数のｎ（ｎは２以上の自然数）分の１となる周波数としての特定周波数が、受信アナログ信号の周波数のあらかじめ定められた周波数範囲の外になるように、サンプリング周波数を制御する。
【００４０】
受信機５０のサンプリング周波数は、その実施例としてのダイレクト・コンバージョン型受信機１０ではそれぞれ７５ＭＨｚ及び７４ＭＨｚ（図２のｆｓ）に対応している。特定周波数とは、ダイレクト・コンバージョン型受信機１０における２５ＭＨｚ、１８.７５ＭＨｚ、１５ＭＨｚ、１２.５ＭＨｚに対応している。制御部５３は、周波数範囲をｎに応じて変更することができるが、周波数範囲をｎに関係なく固定してもよい。なお、前述のダイレクト・コンバージョン型受信機１０では、該周波数範囲は特定周波数を中心に±５０ＫＨｚに固定されている。また、該周波数範囲は、特定周波数に対して±両側が等しい周波数範囲とすることなく、±両側に異なる周波数範囲とすることもできる。具体的には、ダイレクト・コンバージョン型受信機１０のケース１，２でずらし量について説明したように、ずらし量の対応値としての周波数範囲はｎだけでなく、電波形式（例：ＦＭやＡＭ）により定められた占有帯域 Ｂｗによっても変化する。したがって、制御部５３は、周波数範囲をｎ及び／又はＢｗに応じて変更するようにしてもよい。
【００４１】
ダイレクト・コンバージョン型受信機１０では、７５ＭＨｚのサンプリング周波数に対して、ｎ＝２の場合の３２．５ＭＨｚについては、そのいずれの高調波もナイキスト周波数の整数倍になって、受信周波数可能範囲への折り返しがないとともに、３２．５ＭＨｚは、ダイレクト・コンバージョン型受信機１０における受信可能周波数の上限３０ＭＨｚを超えていることから、３２．５ＭＨｚの受信アナログ信号については、サンプリング周波数を７５ＭＨｚから変更せずにそのまま維持している。しかしながら、受信可能周波数がナイキスト周波数へ十分に接近していて、かつ受信アナログ信号の周波数帯域幅Ｂｗが広い場合には、ｎ＝２のときも、該受信アナログ信号の高調波が該受信アナログ信号の周波数帯域幅Ｂｗ内に折り返されることが予想され、ｎ＝２に対しても、７５ＭＨｚから例えば７６ＭＨｚへ変更することができる。なお、ここで、７４ＭＨｚへの変更としなかったのは、サンプリング周波数の標準値は７５ＭＨｚの１／２は、３７．５ＭＨｚであり、サンプリング周波数を７４ＭＨｚとすると、そのナイキスト周波数は３７ＭＨｚとなり、３７ＭＨｚ〜３７．５ＭＨｚの範囲が該ナイキスト周波数を上回ってしまうからである。
【００４２】
典型的な受信機５０では、制御部５３がクロック・ジェネレータ５２に指示するサンプリング周波数には、第１及び第２の値の２つのみ存在し、制御部５３は、第１の値が周波数範囲の外にあれば、サンプリング周波数を第１の値にそのまま維持し、第１の値が周波数範囲の内にあれば、サンプリング周波数を第１の値から第２の値へ切り換える。
【００４３】
典型的には、受信機５０は、第１及び第２の値や、サンプリング周波数を第２の値へ切り換える受信アナログ信号の周波数の範囲は、あらかじめ記憶しているので、サンプリング周波数の制御値を２個に限定することにより処理負担の軽減及び処理の迅速化を図ることができる。
【００４４】
典型的には、サンプリング周波数の第１及び第２の値をそれぞれ標準値及び一時値として、受信機５０では、一時値へのサンプリング周波数の変更は、一部（少なくとも１個）のｎに対してのみ実施すればよいとする。受信機５０の設計者は、受信可能周波数の範囲（図４）や、次数に係る周波数のレベルを踏まえ、ｎ＝２や、所定値以上又は所定範囲のｎに対して、サンプリング周波数を一時値へ変更することを中止して、標準値に維持するように、受信機５０を設計することもできる。
【００４５】
図６は受信方法６０のフローチャートである。受信方法６０はＳ６１とＳ６２とを含む。Ｓ６１とＳ６２との順番は、任意であり、Ｓ６２をＳ６１より先に実行することもできる。
【００４６】
Ｓ６１では、指示されたサンプリング周波数で受信アナログ信号を受信デジタル信号へ変換する。Ｓ６２では、サンプリング周波数のｎ（ｎは２以上の自然数）分の１となる周波数としての特定周波数が、受信アナログ信号の周波数のあらかじめ定められた周波数範囲の外になるように、サンプリング周波数を制御する。
【００４７】
受信方法６０は例えば受信機５０に適用される。したがって、受信機５０の各要素（特に制御部５３）について述べた具体的態様は、受信方法６０の各ステップ（特にＳ６２）の具体的態様としても適用可能である。
【００４８】
なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更（付加及び削除も含む。）が可能であることは言うまでもない。
【００４９】
本明細書は様々な範囲及びレベルの発明を開示している。それら発明は、本明細書で説明した様々な技術的範囲及び具体的レベルの各装置及び各方法だけでなく、拡張ないし一般化の範囲で、各装置及び各方法から独立の作用、効果を奏する１つ又は複数の要素を抽出したものや、１つ又は複数の要素を拡張ないし一般化の範囲で変更したものや、さらに、各装置間及び各方法間で１つ又は複数の要素の組合せを入れ換えたものを含む。
【符号の説明】
【００５０】
５０：受信機、５１：ＡＤ変換器、５２：クロック・ジェネレータ、５３：制御部、６０：受信方法。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声等を受信する受信機及び受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１はデジタル情報処理装置を開示する。該デジタル情報処理装置は電波受信手段とデジタル手段と制御手段とから構成され、制御手段は、デジタル手段において使用されているサンプリング周波数又はクロック数を、電波受信手段の受信周波数に応じて変更する（特許文献１の段落０００９）。具体的には、電波受信手段が所定の周波数をもった電波を受信するに際して、当該受信周波数又はその近傍の周波数と同等の高調波が発生しないようなサンプリング周波数又はクロック数を、あらかじめ記憶されている該複数のサンプリング周波数或いはクロック数の中から選択して使用する（特許文献１の段落００１５）。
【０００３】
図７は従来のダイレクト・コンバージョン型受信機９０の主要部構成図である。ダイレクト・コンバージョン型受信機９０において本発明の実施例として後述するダイレクト・コンバージョン型受信機１０（図１）の要素と同一の要素については、ダイレクト・コンバージョン型受信機１０の対応要素に付した符号と同一の符号で指示して、説明は省略し、主要点についてのみ説明する。
【０００４】
アンテナ１１は電波を捕捉し、ＬＮＡ（低ノイズアンプ）１２は、アンテナ１１からＲＦ信号を増幅してから、ＡＤＣ（アナログデジタル変換器）１３へ供給する。ＡＤＣ１３は、ＬＮＡ１２からのＲＦ信号を、ローカル発振器２０からのサンプリング・クロックの周波数（サンプリング周波数）でサンプリングして、デジタル信号へ変換し、該デジタル信号を直交検波器１４へ出力する。従来のダイレクト・コンバージョン型受信機９０では、ＡＤＣ１３がローカル発振器２０からサンプリング周波数の情報として受けるサンプリング・クロックの周波数は固定されており、したがって、サンプリング周波数は固定されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−６３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以降、ダイレクト・コンバージョン型受信機９０において、受信可能周波数を１００ＫＨｚ〜３０ＭＨｚ、サンプリング周波数ｆｓを７５ＭＨｚに想定して、問題点を説明する。
【０００７】
図８は従来のダイレクト・コンバージョン型受信機９０において希望信号の周波数ｆ１が２５ＭＨｚの場合の希望信号とその２次から６次までの高調波ｆ２，ｆ３，ｆ４，ｆ５，ｆ６が現れる周波数の分布を、ＡＤＣ１３でAD変換する前の状態を周波数スペクトラム上に示したものである。なお、希望信号とは、ユーザがダイレクト・コンバージョン型受信機９０において選択した周波数の受信信号のことであり、該希望信号の音声がダイレクト・コンバージョン型受信機９０のスピーカから出力されることになる。また、２５ＭＨｚについて説明する理由は、それが７５ＭＨｚの１／ｎ（ただしｎは自然数）であるからである。この場合、ＡＤＣ１３においてＡＤ変換後の高調波成分は、図９のように、ｆ２、ｆ４、ｆ５の高調波が希望信号と同じ周波数の２５ＭＨｚに折り返され、ｆ３、ｆ６の高調波は直流成分に折り返される。
【０００８】
高調波成分は次数に比例して変調波の帯域幅が広がるため、例えば希望信号がFM変調波である場合、帯域内に折り返された高調波成分は歪として現われる。また、希望信号が２５ＭＨｚに対してオフセットを持っている場合、高調波成分のオフセット量は次数に比例して大きくなり、また、オフセットの方向は、折り返し方によって変わるため、オフセット量によっては、可聴帯域内のスプリアス成分として現われる。
【０００９】
また、ｆ１=２５ＭＨｚ以外にも、ｆ１=１８.７５ＭＨｚ（７５ＭＨｚの１／４）では、３次高調波が帯域内に折り返され、ｆ１=１５ＭＨｚ（７５ＭＨｚの１／５）では、４次高調波が帯域内に折り返され、ｆ１=１２.５ＭＨｚ（７５ＭＨｚの１／６）では、５次高調波が帯域内に折り返されてしまう。
【００１０】
ＬＮＡ１２等で発生する高調波は、その後にＬＰＦ（ロー・パス・フィルタ）を入れることで減衰できるが、ＡＤＣ１３内で発生する高調波は減衰できない。よって、サンプリング周波数が固定されている場合、特定の周波数の希望信号を受信する場合に、その高調波が希望信号の帯域内に折り返されて、歪やスプリアスが発生するという問題があった。
【００１１】
特許文献１は、サンプリング周波数の高調波が希望信号（受信アナログ信号）に混入すること（この場合、サンプリング周波数＜受信アナログ信号の周波数である。）に対処して、サンプリング周波数の高調波が受信アナログ信号の周波数の近傍にならないように、サンプリング周波数を調整するものであり、ＡＤ変換器による受信アナログ信号のサンプリングに伴い受信アナログ信号の高調波に因る折り返し歪（この場合、サンプリング周波数＞受信アナログ信号の周波数）には対処することができない。
【００１２】
本発明の目的は、ＡＤ変換による受信アナログ信号のサンプリングに伴って生じる受信アナログ信号の高調波に因る折り返し歪を有効に抑圧することができる受信機及び受信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、受信アナログ信号をＡＤ変換により受信デジタル信号へＡＤ変換する場合に、受信アナログ信号の高調波の折り返しが受信アナログ信号の帯域に重ならないように、ＡＤ変換のサンプリング周波数を調整する。
【００１４】
本発明の受信機は、
受信アナログ信号を受信デジタル信号へ変換するＡＤ変換器と、
前記ＡＤ変換器にＡＤ変換のサンプリング周波数に係る信号を供給するクロック・ジェネレータと、
前記サンプリング周波数を変更する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記サンプリング周波数のｎ（ｎは２以上の自然数）分の１となる周波数としての特定周波数が、前記受信アナログ信号の周波数のあらかじめ定められた周波数範囲の外になるように、サンプリング周波数を制御する。
【００１５】
本発明の受信方法は次のステップを含む。
指示されたサンプリング周波数で受信アナログ信号を受信デジタル信号へ変換する変換ステップ、及び
前記サンプリング周波数のｎ（ｎは２以上の自然数）分の１となる周波数としての特定周波数が、前記受信アナログ信号の周波数のあらかじめ定められた周波数範囲の外になるように、サンプリング周波数を制御する制御ステップ。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、受信アナログ信号の高調波の折り返しが受信アナログ信号の帯域に重ならないように、ＡＤ変換のサンプリング周波数を調整する結果、受信アナログ信号の高調波に因る折返し歪を抑圧することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ダイレクト・コンバージョン型受信機の主要部構成図である。
【図２】各サンプリング周波数に対して割当てられる受信周波数の範囲を示す図である。
【図３】所定のサンプリング周波数に対して希望信号の周波数がどれだけずれると該希望信号の高調波が該希望信号の帯域が折り返しと重ならなくなるかの限界を示す図である。
【図４】どれだけサンプリング周波数がずれると希望信号の帯域が折り返しと重ならなくなるかの限界を示す図である。
【図５】受信機のブロック図である。
【図６】受信方法のフローチャートである。
【図７】従来のダイレクト・コンバージョン型受信機の主要部構成図である。
【図８】従来のダイレクト・コンバージョン型受信機において希望信号とその各高調波とが、受信可能性信号の全範囲についてＡＤＣでＡＤ変換する前の周波数スペクトラム上にどのように分布しているかを示す図である。
【図９】図８の場合に希望信号の各高調波がどのように折り返されるかを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１はダイレクト・コンバージョン型受信機１０の主要部構成図である。ダイレクト・コンバージョン型受信機１０は例えば短波のデジタルラジオである。なお、ダイレクト・コンバージョン型受信機１０において、従来のダイレクト・コンバージョン型受信機９０（図７）との構成要素上の相違点はクロック・ジェネレータ１９が付加されていることである。
【００１９】
アンテナ１１は電波を捕捉し、ＬＮＡ１２は、該電波に係るＲＦ信号を増幅してから、ＡＤＣ１３へ出力する。ＡＤＣ１３は、ＬＮＡ１２からのＲＦ信号を、クロック・ジェネレータ１９からのサンプリング・クロックの周波数（サンプリング周波数）でサンプリングして、デジタル信号へ変換し、該デジタル信号を直交検波器１４へ出力する。
【００２０】
クロック・ジェネレータ１９は、ローカル発振器２０からの発振信号の周波数を基準周波数として種々の周波数のクロック・パルスを生成することができ、該クロック・パルスの周波数はＡＤＣ１３のサンプリング周波数を決定する。マイクロコンピュータ２１は、クロック・ジェネレータ１９に、それが出力するクロック・パルスの周波数を指示する。
【００２１】
直交検波器１４は、ＡＤＣ１３から入力されたデジタル信号から、マイクロコンピュータ２１で指定される希望信号周波数に基づき希望信号を選択して、ベースバンドＩ，Ｑ信号へ周波数変換してから、出力する。ベースバンドＩ，Ｑ信号は、ＬＰＦ１５，１６でそれぞれ帯域制限され、希望信号のもののみが復調器１７へ出力される。
【００２２】
復調器１７は、それに入力されたＩ，Ｑ信号について、ＡＭ等の復調を行うことにより、希望信号に係る音声デジタル信号を生成して、それをＤＡＣ（デジタルアナログ変換器）１８へ出力する。ＤＡＣ１８は、該音声デジタル信号をＤＡ変換し、アナログ音声信号としてスピーカ（図示せず）へ出力する。こうして、希望信号に係る音声がスピーカから出力される。
【００２３】
以降、ダイレクト・コンバージョン型受信機１０の動作について、従来のダイレクト・コンバージョン型受信機９０のときと同様に、受信可能信号の周波数範囲は１００ＫＨｚ〜３０ＭＨｚと想定して、説明する。従来のダイレクト・コンバージョン型受信機９０のように、サンプリング周波数ｆｓを希望信号の周波数に関係なく、７５ＭＨｚに固定した場合には、希望信号の周波数が２５ＭＨｚ（７５ＭＨｚの１／３）、１８.７５ＭＨｚ（７５ＭＨｚの１／４）、１５ＭＨｚ（７５ＭＨｚの１／５）、１２.５ＭＨｚ（７５ＭＨｚの１／６）付近である場合には、その高調波が希望信号の帯域内に折り返されて、折返し歪の原因になってしまう。以降、説明の便宜上、これら２５ＭＨｚ、１８.７５ＭＨｚ、１５ＭＨｚ、１２.５ＭＨｚ等のように、７５ＭＨｚの１／ｎ（ただし、ｎは自然数）の周波数を、適宜「特定周波数」と呼ぶことにする。
【００２４】
そこで、ダイレクト・コンバージョン型受信機１０では、希望信号の周波数が特定周波数の付近、例えば特定周波数±５０ＫＨｚ以内に設定された場合に、クロック・ジェネレータ１９の設定を変えてサンプリング周波数ｆｓを別の周波数、例えば７４ＭＨｚに切り換える。なお、特定周波数の付近とする周波数範囲を、特定周波数±５０ＫＨｚと、特定周波数に対して±両側に等しい範囲を設定しているが、特定週数に対する＋側と−側との範囲を異なる値に適宜、設定することもできる。７４ＭＨｚは、受信周波数がどの特定周波数であっても、該特定周波数の高調波の内、７４ＭＨｚに最接近する高調波（ｎ次高調波）が、７４ＭＨｚから一定周波数以上離れるという条件の下で、設定した値であり、該条件が満たされれば、７４ＭＨｚ以外の周波数を特定周波数に対する共通のサンプリング周波数として採用することもできる。しかし、特定周波数に対する共通のサンプリング周波数として設定する値は本来の７５ＭＨｚからあまり離れていない方が有利である。
【００２５】
図２は各サンプリング周波数に対して割当てられる受信周波数の範囲を示している。図２（ａ）及び（ｂ）はそれぞれサンプリング周波数ｆｓ＝７５ＭＨｚ及びサンプリング周波数ｆｓ＝７４ＭＨｚとされる受信周波数範囲を示している。希望信号周波数が特定周波数±５０ＫＨｚ（２５ＭＨｚ±５０ＫＨｚ、１８.７５ＭＨｚ±５０ＫＨｚ、１５ＭＨｚ±５０ＫＨｚ、及び１２.５ＭＨｚ±５０ＫＨｚ）である場合には、サンプリング周波数＝７４ＭＨｚとされ、その他の場合には、サンプリング周波数＝７５ＭＨｚとされる。
【００２６】
こうして、ダイレクト・コンバージョン型受信機１０では、サンプリング周波数＝７５ＭＨｚとした場合に、希望信号周波数のｎ倍（ｎ次高調波）が７５ＭＨｚの近傍範囲になって、希望信号周波数への高調波の折返しに因る音声出力の劣化が予測される場合には、サンプリング周波数＝７４ＭＨｚへ切り換えられて、音声出力品質を良好に保持することができる。
【００２７】
なお、７５ＭＨｚの１／２である３７．５ＭＨｚは、ダイレクト・コンバージョン型受信機１０の受信周波数範囲、１００ＫＨｚ〜３０ＭＨｚ外であるので、サンプリング周波数＝７４ＭＨｚへ切り換える受信周波数からは除外されている。サンプリング周波数ｆｓ＝７５ＭＨｚであって、ダイレクト・コンバージョン型受信機１０の受信周波数範囲の上限が３７．５ＭＨｚ−５０ＫＨｚより大である場合には、サンプリング周波数＝７５ＭＨｚに保持したときには、３７．５ＭＨｚ自体はその高調波に因る折り返しが直流成分になって、折り返し歪の対策が不要であるものの、希望信号の帯域幅の一部が３７．５ＭＨｚ未満になって交流成分が生じることもある。したがって、これに対処して、サンプリング周波数を標準値の７５ＭＨｚから別の値へ切り換える対策が必要となる。ただし、別の値を７４ＭＨｚとすると、ナイキスト周波数が３７ＭＨｚとなって、３７．５ＭＨｚ−５０ＫＨｚ〜３７．５ＭＨｚの受信周波数範囲がナイキスト周波数より上になってしまうので、別の値としては標準値より適当に大きい、例えば７６ＭＨｚを採用する。なお、サンプリング周波数を７５ＭＨｚから切り換える場合の切り換え先の値を７４ＭＨｚに代えて７６ＭＨｚを採用すれば、３７．５ＭＨｚの特定周波数を含む複数の特定周波数に対する共通のサンプリング周波数として７６ＭＨｚを使用可能になる。
【００２８】
高調波とサンプリング周波数との特定関係に因る折り返し歪の解決策には２つある。サンプリング周波数をずらすやり方と受信周波数をずらすやり方とである。両者とも、ずらし量は、ｎと電波形式により定められた占有帯域幅（以下は帯域幅と記す）Ｂｗとから求まる。ずらし量、帯域幅Ｂｗ及びｎの関係について、次のケース１，２で説明する。
【００２９】
［ケース１］
ｎ＝５０、Ｂｗ＝１０ＫＨｚ、及び受信周波数１５００ＫＨｚ（FMを想定）とすると、折り返し帯域幅は、折り返し歪の４９（＝ｎ−１）次高調波が折り返されるので、１０ＫＨｚ×４９で、４９０ＫＨｚとなる。したがって、受信周波数＜１４９５ＫＨｚ又は受信周波数＞１５０５ＫＨｚである場合には、ＡＤＣ１３のサンプリング周波数ｆｓを７５ＭＨｚとし、１４９５ＫＨｚ≦受信周波数≦１５０５ＫＨｚである場合には、ＡＤＣ１３のサンプリング周波数ｆｓを、４９０ＫＨｚ／２より大きく離した７４.７５０ＭＨｚ（＝７５ＭＨｚ−１０ＫＨｚ×５０／２）又は７５.２５０ＭＨｚ（＝７５ＭＨｚ＋１０ＫＨｚ×５０／２）として、折り返し歪に対処することができる。
【００３０】
折り返しの周波数帯域幅が、受信周波数の２倍を超えるとマイナスの周波数となるが、これは０Ｈｚから折り返すことを意味する。また、折り返しの周波数帯域幅が受信周波数の約３倍になると、再び、受信周波数に重なってしまう。これについて、次のケース２で説明する。
【００３１】
［ケース２］
ｎ＝５０、Ｂｗ＝１００ＫＨｚ、及び受信周波数１５００ＫＨｚとすると、折り返し帯域幅は、受信周波数の４９次高調波が折り返されるので、１００ＫＨｚ×４９で、４９００ＫＨｚとなる。したがって、受信周波数＜１４５０ＫＨｚ又は受信周波数＞１５５０ KHである場合には、サンプリング周波数を７５ＭＨｚとし、また、１４５０ＫＨｚ≦受信周波数≦１５５０ＫＨｚである場合には、ＡＤＣ１３のサンプリング周波数ｆｓを４９００ＫＨｚ／２より大きく離した７２.５ＭＨｚ（＝７５ＭＨｚ−１００ＫＨｚ×５０／２）又は７７.５ＭＨｚ（＝７５ＭＨｚ＋１００ＫＨｚ×５０／２）として折り返し歪に対処することができる。
【００３２】
一方、サンプリング周波数を７２.５ＭＨｚにした場合、折り返しの周波数は、計算上−１０００ＫＨｚ（＝７２.５ＭＨｚ−１５０００ＫＨｚ×４９）を中心として、−３４５０ＫＨｚ（＝−１０００ＫＨｚ−４９００ＭＨｚ／２）〜１４５０ＫＨｚ（＝−１０００ＫＨｚ＋４９００ＭＨｚ／２）の４９００ＫＨｚの幅となる。０〜１４５０ＭＨｚの成分は重ならないが、−３４５０ＫＨｚ〜０は、０Hｚで折り返するので、受信周波数帯域１５００ＫＨｚでＢｗの１０ＫＨｚ（１４５０ＫＨｚ〜１５５０ＫＨｚ）に重なる。しかしながら、高次（ケース２では４９次）の高調波ほど発生するレベルは下がることから、実用上はｎに制限を設けて、ある受信周波数がある周波数以下である場合は、サンプリング周波数を７５ＭＨｚからシフトせずに、７５ＭＨｚに保持してもよい。
【００３３】
図３はサンプリング周波数７５ＭＨｚの場合で２５ＭＨｚの受信周波数がどれだけずれると、受信周波数の帯域が折り返しと重ならなくなるかの限界を示す図である。なお、図３では、ｎ（２５ＭＨｚ＝７５ＭＨｚ／ｎにおけるｎ）＝３、Ｂｗ（受信信号の帯域幅）＝１００ＫＨｚ、Ｆｓ０（サンプリング周波数）＝７５ＭＨｚ、かつＦｒｘ（受信周波数）＞Ｆｓ０／ｎ＋Ｂｗ／２、又はＦｒｘ（受信周波数）＜Ｆｓ０／ｎ−Ｂｗ／２ と仮定している。
【００３４】
折り返しが重ならない限界の受信周波数は、Ｆｓ０、Ｂｗ、ｎにより上記の式：Ｆｓ０／ｎ±Ｂｗ／２のとおりとなる。つまり受信信号の帯域幅１／２だけ受信周波数がずれると、折り返しの信号は重ならなくなる。放送局からの信号を受信する場合、定められた周波数間隔（チャンネル）で放送されているので、Ｂｗの半分だけ受信周波数をずらした場合にサンプリング周波数を変える必要も無く、隣接のチャンネルを受信する場合にサンプリング周波数をずらせばよい。またアマチュア無線のように、使用可能な周波数帯域が割り当てられ、その範囲であればどの周波数で運用してもよい場合は、上記の式の条件を当てはめてもよい。
【００３５】
図４はどれだけサンプリング周波数がずれると、受信周波数の帯域が折り返しと重ならなくなるかの限界を示す図である。なお、図４では、ｎ（２５ＭＨｚ＝７５ＭＨｚ／ｎにおけるｎ）＝３、受信周波数＝２５ＭＨｚ、Ｂｗ（受信信号の帯域幅）＝１００ＫＨｚ、Ｆｓ０（サンプリング周波数）の初期値＝７５ ＭＨｚ、かつＦｓ＜Ｆｓ０−Ｂｗ×ｎ／２又はＦｓ＞Ｆｓ０＋Ｂｗ×ｎ／２と仮定している。
【００３６】
折り返しが重ならない限界のサンプリング周波数Ｆｓは、Ｆｓ０、Ｂｗ、ｎにより下記のようになる。
Ｆｓ＝７５０００−１００＊３／２＝７４８５０
Ｆｓ＝７５０００＋１００＊３／２＝７５１５０
すなわち、Ｆｓ０が７５ＭＨｚの時に、受信周波数が２５ＭＨｚで帯域幅が１００ＫＨｚの受信信号を受信する場合、サンプリング周波数は７４.８５ＭＨｚ又は７５.１５０ＭＨｚで折り返しが重ならなくなることになる。
【００３７】
しかし、サンプリング周波数の発振手段としてはＰＬＬ回路が使われることが多いが、ＰＬＬ回路で発振周波数の変化幅を小さくするためには、比較周波数を低く設定することになる。一般的に比較周波数を低く設定すると、信号のＣ／Ｎと、ロックアップスピードがトレードオフとなることから、必ずしも帯域幅に合わせてサンプリング周波数のシフト量を変化させなくてもよく、その受信機で受信する最も広い帯域幅の電波形式の信号を考慮し、サンプリング周波数の設定を行うのが容易なシフト量を選択してもよい。
【００３８】
図５は受信機５０のブロック図である。受信機５０の一例はダイレクト・コンバージョン型受信機１０である。受信機５０は、無線機にも適用することができる。受信機５０は、携帯式、車載式及び据置き式のどれであってもよい。受信機５０の受信アナログ信号は、音声、映像及びデータのいずれか１つ又はそれらの組み合わせに係る受信アナログ信号であってよい。受信機５０はＡＤ変換器５１、クロック・ジェネレータ５２及び制御部５３を備える。
【００３９】
ＡＤ変換器５１は、受信アナログ信号を受信デジタル信号へ変換する。クロック・ジェネレータ５２は、ＡＤ変換器５１にＡＤ変換のサンプリング周波数に係る信号を供給する。制御部５３は、サンプリング周波数を変更する。制御部５３は、サンプリング周波数のｎ（ｎは２以上の自然数）分の１となる周波数としての特定周波数が、受信アナログ信号の周波数のあらかじめ定められた周波数範囲の外になるように、サンプリング周波数を制御する。
【００４０】
受信機５０のサンプリング周波数は、その実施例としてのダイレクト・コンバージョン型受信機１０ではそれぞれ７５ＭＨｚ及び７４ＭＨｚ（図２のｆｓ）に対応している。特定周波数とは、ダイレクト・コンバージョン型受信機１０における２５ＭＨｚ、１８.７５ＭＨｚ、１５ＭＨｚ、１２.５ＭＨｚに対応している。制御部５３は、周波数範囲をｎに応じて変更することができるが、周波数範囲をｎに関係なく固定してもよい。なお、前述のダイレクト・コンバージョン型受信機１０では、該周波数範囲は特定周波数を中心に±５０ＫＨｚに固定されている。また、該周波数範囲は、特定周波数に対して±両側が等しい周波数範囲とすることなく、±両側に異なる周波数範囲とすることもできる。具体的には、ダイレクト・コンバージョン型受信機１０のケース１，２でずらし量について説明したように、ずらし量の対応値としての周波数範囲はｎだけでなく、電波形式（例：ＦＭやＡＭ）により定められた占有帯域 Ｂｗによっても変化する。したがって、制御部５３は、周波数範囲をｎ及び／又はＢｗに応じて変更するようにしてもよい。
【００４１】
ダイレクト・コンバージョン型受信機１０では、７５ＭＨｚのサンプリング周波数に対して、ｎ＝２の場合の３２．５ＭＨｚについては、そのいずれの高調波もナイキスト周波数の整数倍になって、受信周波数可能範囲への折り返しがないとともに、３２．５ＭＨｚは、ダイレクト・コンバージョン型受信機１０における受信可能周波数の上限３０ＭＨｚを超えていることから、３２．５ＭＨｚの受信アナログ信号については、サンプリング周波数を７５ＭＨｚから変更せずにそのまま維持している。しかしながら、受信可能周波数がナイキスト周波数へ十分に接近していて、かつ受信アナログ信号の周波数帯域幅Ｂｗが広い場合には、ｎ＝２のときも、該受信アナログ信号の高調波が該受信アナログ信号の周波数帯域幅Ｂｗ内に折り返されることが予想され、ｎ＝２に対しても、７５ＭＨｚから例えば７６ＭＨｚへ変更することができる。なお、ここで、７４ＭＨｚへの変更としなかったのは、サンプリング周波数の標準値は７５ＭＨｚの１／２は、３７．５ＭＨｚであり、サンプリング周波数を７４ＭＨｚとすると、そのナイキスト周波数は３７ＭＨｚとなり、３７ＭＨｚ〜３７．５ＭＨｚの範囲が該ナイキスト周波数を上回ってしまうからである。
【００４２】
典型的な受信機５０では、制御部５３がクロック・ジェネレータ５２に指示するサンプリング周波数には、第１及び第２の値の２つのみ存在し、制御部５３は、第１の値が周波数範囲の外にあれば、サンプリング周波数を第１の値にそのまま維持し、第１の値が周波数範囲の内にあれば、サンプリング周波数を第１の値から第２の値へ切り換える。
【００４３】
典型的には、受信機５０は、第１及び第２の値や、サンプリング周波数を第２の値へ切り換える受信アナログ信号の周波数の範囲は、あらかじめ記憶しているので、サンプリング周波数の制御値を２個に限定することにより処理負担の軽減及び処理の迅速化を図ることができる。
【００４４】
典型的には、サンプリング周波数の第１及び第２の値をそれぞれ標準値及び一時値として、受信機５０では、一時値へのサンプリング周波数の変更は、一部（少なくとも１個）のｎに対してのみ実施すればよいとする。受信機５０の設計者は、受信可能周波数の範囲（図４）や、次数に係る周波数のレベルを踏まえ、ｎ＝２や、所定値以上又は所定範囲のｎに対して、サンプリング周波数を一時値へ変更することを中止して、標準値に維持するように、受信機５０を設計することもできる。
【００４５】
図６は受信方法６０のフローチャートである。受信方法６０はＳ６１とＳ６２とを含む。Ｓ６１とＳ６２との順番は、任意であり、Ｓ６２をＳ６１より先に実行することもできる。
【００４６】
Ｓ６１では、指示されたサンプリング周波数で受信アナログ信号を受信デジタル信号へ変換する。Ｓ６２では、サンプリング周波数のｎ（ｎは２以上の自然数）分の１となる周波数としての特定周波数が、受信アナログ信号の周波数のあらかじめ定められた周波数範囲の外になるように、サンプリング周波数を制御する。
【００４７】
受信方法６０は例えば受信機５０に適用される。したがって、受信機５０の各要素（特に制御部５３）について述べた具体的態様は、受信方法６０の各ステップ（特にＳ６２）の具体的態様としても適用可能である。
【００４８】
なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更（付加及び削除も含む。）が可能であることは言うまでもない。
【００４９】
本明細書は様々な範囲及びレベルの発明を開示している。それら発明は、本明細書で説明した様々な技術的範囲及び具体的レベルの各装置及び各方法だけでなく、拡張ないし一般化の範囲で、各装置及び各方法から独立の作用、効果を奏する１つ又は複数の要素を抽出したものや、１つ又は複数の要素を拡張ないし一般化の範囲で変更したものや、さらに、各装置間及び各方法間で１つ又は複数の要素の組合せを入れ換えたものを含む。
【符号の説明】
【００５０】
５０：受信機、５１：ＡＤ変換器、５２：クロック・ジェネレータ、５３：制御部、６０：受信方法。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信アナログ信号を受信デジタル信号へ変換するＡＤ変換器と、
前記ＡＤ変換器にＡＤ変換のサンプリング周波数に係る信号を供給するクロック・ジェネレータと、
前記サンプリング周波数を変更する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記サンプリング周波数のｎ（ｎは２以上の自然数）分の１となる周波数としての特定周波数が、前記受信アナログ信号の周波数のあらかじめ定められた周波数範囲の外になるように、サンプリング周波数を制御することを特徴とする受信機。
【請求項２】
前記制御部が前記クロック・ジェネレータに指示するサンプリング周波数には、第１及び第２の値の２つのみ存在し、
前記制御部は、前記第１の値が周波数範囲の外にあれば、サンプリング周波数を第１の値にそのまま維持し、前記第１の値が周波数範囲の内にあれば、サンプリング周波数を第１の値から第２の値へ切り換えることを特徴とする請求項１記載の受信機。
【請求項３】
前記制御部は、前記周波数範囲をｎに応じて変更することを特徴とする請求項１又は２記載の受信機。
【請求項４】
前記制御部は、前記周波数範囲を電波形式により定められた占有周波数帯域に応じて変更することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の受信機。
【請求項５】
指示されたサンプリング周波数で受信アナログ信号を受信デジタル信号へ変換する変換ステップと、
前記サンプリング周波数のｎ（ｎは２以上の自然数）分の１となる周波数としての特定周波数が、前記受信アナログ信号の周波数のあらかじめ定められた周波数範囲の外になるように、サンプリング周波数を制御する制御ステップと、
を含むことを特徴とする受信方法。
【請求項１】
受信アナログ信号を受信デジタル信号へ変換するＡＤ変換器と、
前記ＡＤ変換器にＡＤ変換のサンプリング周波数に係る信号を供給するクロック・ジェネレータと、
前記サンプリング周波数を変更する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記サンプリング周波数のｎ（ｎは２以上の自然数）分の１となる周波数としての特定周波数が、前記受信アナログ信号の周波数のあらかじめ定められた周波数範囲の外になるように、サンプリング周波数を制御することを特徴とする受信機。
【請求項２】
前記制御部が前記クロック・ジェネレータに指示するサンプリング周波数には、第１及び第２の値の２つのみ存在し、
前記制御部は、前記第１の値が周波数範囲の外にあれば、サンプリング周波数を第１の値にそのまま維持し、前記第１の値が周波数範囲の内にあれば、サンプリング周波数を第１の値から第２の値へ切り換えることを特徴とする請求項１記載の受信機。
【請求項３】
前記制御部は、前記周波数範囲をｎに応じて変更することを特徴とする請求項１又は２記載の受信機。
【請求項４】
前記制御部は、前記周波数範囲を電波形式により定められた占有周波数帯域に応じて変更することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の受信機。
【請求項５】
指示されたサンプリング周波数で受信アナログ信号を受信デジタル信号へ変換する変換ステップと、
前記サンプリング周波数のｎ（ｎは２以上の自然数）分の１となる周波数としての特定周波数が、前記受信アナログ信号の周波数のあらかじめ定められた周波数範囲の外になるように、サンプリング周波数を制御する制御ステップと、
を含むことを特徴とする受信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１８８１８１（Ｐ２０１１−１８８１８１Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５０４７３（Ｐ２０１０−５０４７３）
【出願日】平成２２年３月８日（２０１０．３．８）
【出願人】（０００００３５９５）株式会社ケンウッド (1,981)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月８日（２０１０．３．８）
【出願人】（０００００３５９５）株式会社ケンウッド (1,981)
【Ｆターム（参考）】
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