フルディジタルFMラジオ用 アンチエイリアスBPFの製作
プロ御用達！ 完全フリー LTspice 活用コーナ ダイレクト・アンダーサンプリング方式用！ 受信感度 リード部品を使わないソリッド・タイプ！ も良好！ フルディジタルFMラジオ用 アンチエイリアスBPFの製作 林 輝彦 Teruhiko Hayashi アンテナ A-Dコンバータへ 受信周波数にフィルタの中心周波数が追従する フィルタから トラッキング・フィルタ ディジタル受信機 （ダイレクト・サンプリング方式） デシメーション・ フィルタ 複素ミキサ I 信号 × ゲイン A-D コンバータ fS fS 周波数 アンテナ cos × サンプリング 周波数 I 出力 LPF Q 信号 Q 出力 LPF sin 局部発振 周波数自動制御/ 位相制御ループ 1.5 fS バンドパス・フィルタ A-Dコンバータへ 受信周波数設定 （a）受信周波数に中心周波数が追従する （トラッキング・フィルタという） 除去したい帯域 （ナイキスト・ バンド） ゲイン 目的のナイキスト・バンドに通過帯域を合わせる 除去したい帯域 （ナイキスト・ バンド） fS 1.5 fS 周波数 （b）周波数特性固定のバンドパス・フィルタ 図 1 FPGA を使ったフルディジタル FM ラジオの入力部に使え るエイリアス混信除去用 BPF を製作 本稿では，A−D コンバータのサンプリング周波数の 1 ∼ 1.5 倍の周波数 範囲 （第 3 ナイキスト・バンド）を受信することを想定してバンドパス・ フィルタを作る 最新のディジタル処理をする受信機でも，入力部 にはアナログ・フィルタが使われています． アナログ・フィルタとしては，次の 2 通りが考え られます （図 1） ． （1）受信している周波数に自動的にその中心周波数 が追従する「トラッキング・フィルタ」 （2）イメージ混信，エイリアス混信に対して十分な 排除能力をもった，周波数特性固定の「バンドパ 170 ス・フィルタ」 前者のトラッキング・フィルタを使うときは，受 信周波数に合わせ，同調用のアナログ制御電圧をテ ーブルなどから補間して生成したり，多数のコンデ ンサをスイッチなどで切り替えるための ON/OFF 信号を生成する必要があります．しかし，同時に増 幅したり A−D 変換したりする信号の数を少なくで き，ダイナミック・レンジや相互変調の問題が生じ にくくなる利点があります．測定器のような使い方， 電界強度計のようなメジャリング・レシーバ，中継 用受信機は，性能重視なので，本誌 2014 年 12 月号 で紹介したトラッキング・フィルタを使います． 後者の広帯域なバンドパス・フィルタを使うとき は，フィルタの周波数特性を制御する回路が基本的 に不要になるという利点があります．しかし，同時 に扱う信号の数が増えるので，高周波増幅器を飽和 させないよう，信号レベルを抑える必要があります． また，レベルの高い信号を混合状態で扱うことにな るので，相互変調による混信の問題についても，十 分に留意する必要があります． FM チューナ用として使うのであれば，十分な性 能を出せて，手間いらずの広帯域バンドパス・フィ ルタがいいでしょう． 2015 年 4 月号
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