DE102010029305A1

DE102010029305A1 - Funkwellenempfänger

Info

Publication number: DE102010029305A1
Application number: DE102010029305A
Authority: DE
Inventors: Kazuaki Hamura-shi Abe; Hideo Hamura-shi Abe
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2009-06-03
Filing date: 2010-05-26
Publication date: 2010-12-09
Also published as: GB201009060D0; JP4816766B2; JP2010283487A; CN101908898B; US20100311371A1; GB2470826A; GB2470826B; US20120282871A1; CN101908898A

Abstract

Geschaffen wird ein Funkwellenempfänger, der eine Antenne zum Empfangen einer Funkwelle, eine Abstimmeinheit zum schrittweisen Schalten einer Frequenzcharakteristik der Antenne, eine Oszillationseinheit zum Oszillieren eines Schaltungsabschnitts, der die Antenne und die Abstimmeinheit einschließt, eine Empfangs-Verarbeitungseinheit zum Ausführen einer Signalverarbeitung durch Extrahieren eines Signals einer gewünschten Welle aus empfangenen Signalen, die mit der Antenne empfangen werden, und eine Such-Steuereinheit aufweist, die die Oszillationseinheit veranlasst, ein Oszillationssignal an dem Schaltungsabschnitt zu erzeugen, und durch Schalten einer Einstellung der Abstimmeinheit einen Einstellzustand der Abstimmeinheit sucht, in dem das Oszillationssignal durch die Empfangs- Verarbeitungseinheit extrahiert wird, wobei die Such-Steuereinheit die Anzahl auf einmal durchzuführender minimaler Schaltschritte bzw. das Einstellmuster entsprechend einem Anpassungsbereich der Abstimmeinheit ändert.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Funkwellenempfänger, der eine Antenne und eine Abstimmeinheit umfasst.
2. Beschreibung verwandter Technik
Es gibt Vorschläge für eine herkömmliche Kommunikationsvorrichtung, bei der die Resonanzfrequenz einer Antenne auf die Frequenz einer gewünschten Welle abgestimmt wird, indem die Frequenzcharakteristik einer Abstimmschaltung geändert wird, die mit der Antenne verbunden ist (beispielsweise japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 11-312958 sowie japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2000-231609 ). Des Weiteren offenbart die japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift 11-312958 ein Verfahren, bei dem das Maß der Abstimmkapazität kontinuierlich und fein geschaltet wird, indem Gewichtung der Kapazitätswerte einer Vielzahl von Resonanz-Kondensatoren ausgeführt wird, die in einer Antennenschaltung verbunden und getrennt werden können, um die Resonanz-Kondensatoren beliebig zu schalten.
Wenn fein eingestellte Anpassung der Abstimmungs-Kapazität möglich ist, ist eine lange Zeit erforderlich, um nach der optimalen Einstellbedingung zu suchen, indem die Abstimm-Kapazität für den gesamten Anpassungsbereich jeweils um einen Schritt geschaltet wird, da die Anzahl von Schritten zum Schalten der Einstellung zunimmt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Funkwellenempfänger zu schaffen, mit dem die Verarbeitungszeit verkürzt werden kann, indem das Schalten der Einstellung der Abstimmschaltung effektiv durchgeführt wird, wenn nach dem optimalen Einstellungszustand der Abstimmschaltung gesucht wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist ein Funkwellenempfänger, der eine Antenne zum Empfangen einer Funkwelle, eine Abstimmeinheit zum schrittweisen Umschalten bzw. Schalten einer Frequenzcharakteristik der Antenne, eine Oszillationseinheit zum Oszillieren der Antenne und eines Schaltungsabschnitts der Ab stimmeinheit, eine Empfangs-Verarbeitungseinheit zum Ausführen einer Signalverarbeitung durch Extrahieren eines Signals einer gewünschten Welle aus empfangenen Signalen, die mit der Antenne empfangen werden, und eine Such-Steuereinheit enthält, die die Oszillationseinheit veranlasst, ein Oszillationssignal an dem Schaltungsabschnitt zu erzeugen und durch Schalten einer Einstellung der Abstimmeinheit einen Einstellzustand der Abstimmeinheit sucht, in dem das Oszillationssignal durch die Empfangs-Verarbeitungseinheit extrahiert wird, wobei das Einstellen der Abstimmeinheit einschließt:
ein erstes Einstellmuster, bei dem die Frequenzcharakteristik der Antenne in minimalen Schaltschritten geschaltet wird, ein zweites Einstellmuster, bei dem die Frequenzcharakteristik der Antenne geschaltet wird, indem jeweils zwei Schritte der minimalen Schaltschritte auf einmal durchgeführt werden, und ein drittes Einstellmuster, bei dem die Frequenzcharakteristik der Antenne geschaltet wird, indem jeweils drei Schritte der minimalen Schaltschritte oder mehr auf einmal durchgeführt werden, wobei die Such-Steuereinheit die Anzahl auf einmal durchzuführender minimaler Schaltschritte bzw. das Einstellmuster entsprechend einem Anpassungsbereich der Abstimmeinheit aus dem ersten, zweiten und dritten Einstellmuster ändert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockschaltbild, das einen gesamten Funkwellenempfänger einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Tabelle, die ein Beispiel von Kapazitätswerten einer Vielzahl kapazitiver Elemente zeigt, die in einer Abstimmeinheit vorhanden sind.
3 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen Zählwerten, die über einen Schaltzustand der Abstimmeinheit entscheiden, und einer Resonanzfrequenz der Antenne zeigt.
4 ist ein Diagramm, das konzeptionell ein Beispiel für Suchbereiche bei dem Antennen-Anpassungsprozess darstellt, die jedem der Empfangskanäle entsprechen.
5 ist ein Flussdiagramm, das einen Steuervorgang des Antennen-Anpassungsprozesses zeigt, der durch eine CPU einer Steuerschaltung durchgeführt wird.
6 ist eine Tabelle, die ein Beispiel für Suchbereiche zeigt, die jedem der Empfangskanäle entsprechen.
7 ist eine Tabelle, die den Unterschied zwischen einem Fall, in dem das Element minimaler Kapazität C0 umgeschaltet wird, und einem Fall erläutert, in dem Verbindung des Elementes C0 minimaler Kapazität bei dem Antennen-Anpassungsprozess nicht umgeschaltet wird.
8 ist ein Schema, das ein Beispiel für Daten zeigt, die in einem ROM in einem Funkwellenempfänger einer anderen Ausführungsform gespeichert sind.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf Basis der Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Blockschaltbild, das einen gesamten Funkwellenempfänger der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Der Funkwellenempfänger 1 dieser Ausführungsform ist eine Vorrichtung zum Empfangen einer Funkwelle und zum Ausführen eine Demodulationsverarbeitung eines Informationssignals, das in einem Signal einer gewünschten Welle enthalten ist. Insbesondere ist der Funkwellenempfänger 1 eine Vorrichtung zum Empfangen einer Standard-Funkwelle, in der Zeitcode enthalten ist, der in einer elektronischen Armbanduhr installiert ist. Der Funkwellenempfänger 1 umfasst eine Antenne 10 zum Empfangen einer Funkwelle, eine Abstimmschaltung (Abstimmeinheit) 11 zum Anpassen einer Frequenzcharakteristik der Antenne 10, eine HF-Schaltung 12 zum Ausführen von Verstärkung und Rauschunterdrückung eines durch die Antenne 10 empfangenen HF-Signals, ein Filter 13 zum Extrahieren des Frequenzsignals der gewünschten Welle aus dem empfangenen Signal, einen Verstärker 14 zum Verstärken des extrahierten Frequenzsignals der gewünschten Welle, eine Detektorschaltung 15 zum Erfassen eines Ausgangs des Verstärkers 14 und zum Wiederherstellen des Informationssignals, eine Rückführschaltung 16 als eine Oszillationseinheit, die eine Schleifenoszillation an der Antenne 10 und an einem Schaltungsabschnitt der Abstimmschaltung 11 durch Zurückführen des HF-Signals bewirken kann, eine Steuerschaltung (Such-Steuereinheit) 20 zum Ausführen eines Anpassungsprozesses und dergleichen der Antenne 10 und dergleichen.
Von den oben aufgeführten Strukturen wird eine Empfangs-Verarbeitungseinheit zum Extrahieren des Signals der gewünschten Welle und zum Ausführen einer Signalverarbeitung durch das Filter 13, den Verstärker 14 und die Detektorschaltung 15 gebildet.
Die Antenne 10 ist beispielsweise eine Stabantenne, die durch eine Wicklung gebildet wird, die um einen Kern herumgewickelt ist, oder als Alternative dazu kann entsprechend einer Frequenz der zu empfangenden Funkwelle eine Monopol-Antenne, eine Bipol-Antenne oder dergleichen eingesetzt werden. Die Bandcharakteristik von Signalen, die mit der Antenne 10 empfangen werden können, weist eine Charakteristik auf, bei der der Empfangspegel die Spitze mit der Resonanzfrequenz der gekoppelten Schaltung erreicht, die durch eine induktive Komponente der Antenne 10 und eine kapazitive Komponente der Abstimmschaltung 11 gebildet wird, die miteinander verbunden sind, und der Empfangspegel abnimmt, wenn die Frequenz von der Resonanzfrequenz abweicht.
Die Abstimmschaltung 11 weist beispielsweise ein kapazitives Element C9 auf, das fest zwischen beide Anschlüsse der Antenne 10 geschaltet ist, eine Vielzahl kapazitiver Elemente C0 bis C8, die parallel zwischen beide Anschlüsse der Antenne 10 geschaltet werden oder davon getrennt werden können, sowie eine Vielzahl von Schaltern S0 bis S8, die die kapazitiven Elementen C0 bis C8 durch Schalten verbinden/trennen. Wenn AN und AUS gesteuert werden, indem die Schalter S0 bis S8 beliebig kombiniert werden, ändert sich der Kapazitätswert der Abstimmschaltung 11, und die Resonanzfrequenz des Resonanzkreises, der mit der induktiven Komponente der Antenne 10 verbunden ist, kann angepasst werden.
Die HF-Schaltung 12 ist eine Schaltung, die einen HF-Verstärker, der das empfangene Signal verstärkt, das über die Antenne 10 empfangen wird, ein Filter zum Unterdrücken von Rauschen und dergleichen enthält.
Das Filter 13 lässt von den über die Antenne 10 empfangenen Signalen ein Signal der Frequenz der gewünschten Welle durch und dämpft die Signale anderer Frequenzen. Das Filter 13 wird durch ein Bandpassfilter, ein Tiefpassfilter oder dergleichen gebildet, die in Kaskadenanordnung geschaltet sind. Das Durchlassband des Filters 13 ist sehr schmal und seine Bandbreite beträgt beispielsweise ungefähr 10 Hz, und ist auf die Frequenz der gewünschten Welle zentriert. Das Filter 13 ist so aufgebaut, dass es die Mittenfrequenz des Durchlassbandes auf Basis des Kanal-Umschaltsignals der Steuerschaltung 20 zwischen den Frequenzen einer Vielzahl von Empfangskanälen (beispielsweise 40 kHz, 60 kHz, 77,5 kHz) umschalten kann.
In die Rückführschaltung 16 ist beispielsweise ein Verstärker eingebaut, und sie bewirkt Oszillationsbewegung an der Rückführschleife durch Verstärken des Ausgangs der HF- Schaltung 12 mit dem Verstärker und durch Zurückführen des verstärkten Ausgangs der HF-Schaltung 12 zu der Signalleitung der Abschirmschaltung 11. Die Rückführschaltung 16 ist mit der Signalleitung über den Kopplungs-Kondensator verbunden, der ungefähr eine Größe hat, durch die die Frequenzcharakteristik der Antenne 10 und der Abstimmeinheit 11 nicht beeinflusst wird, und die Oszillationsfrequenz der Rückführschleife ist ungefähr die gleiche wie die Resonanzfrequenz der Antenne 10 (die Resonanzfrequenz des Resonanzkreises, in dem die Antenne 10 und die Abstimmschaltung 11 miteinander verbunden sind). Des Weiteren kann die Rückführschaltung 16 zwischen Betriebszustand und Nicht-Betriebszustand umgeschaltet werden, indem beispielsweise die Zufuhr von Spannung mit einem Schalter an- und abgeschaltet wird.
Dabei kann der Aufbau der Rückführschaltung 16 auf verschiedene Weise modifiziert werden. Was beispielsweise das Signal angeht, das über die Rückführschaltung 16 zurückgeführt werden soll, so kann es so aufgebaut sein, dass das Signal als eine Alternative zu der Signalleitung der Abstimmschaltung 11 beispielsweise zu der Signalleitung zurückgeführt wird, die um die Antenne 10 herumgewickelt ist. Des Weiteren kann der Ausgang der HF-Schaltung 12 aus Differenzsignalen bestehen, und die Differenzsignale können jeweils zu jeder eines Paars von Signalleitungen der Antenne 10 oder der Abstimmschaltung 11 zurückgeführt werden. Des Weiteren kann eine Zusatzwindung, die elektromagnetisch mit der Wicklung der Antenne 10 gekoppelt ist, vorhanden sein, und das Signal kann zu der Zusatzwindung zurückgeführt werden, oder eine Antenne für Strahlung kann vorhanden sein, und das Signal kann zu der Antenne 10 als eine Funkwelle zurückgeführt werden. Des Weiteren ist es möglich den Ausgang der HF-Schaltung 12 direkt zu der Signalleitung der Antenne 10 oder über die Signalleitung zum Zurückführen zu der Abstimmschaltung 11 ohne Verstärkung des Signals an der Rückführschaltung 16 zurückzuführen. In diesem Fall ist es, wenn ein Schaltelement in Reihe mit der Signalleitung für Rückführung vorhanden ist und dieses Schaltelement an- und ausgeschaltet wird, möglich, AN-/AUS-Schalten des Rückführvorgangs zu steuern.
In die Steuerschaltung 20 sind ein A/D-Wandler, eine CPU, ein ROM, in dem Steuerdaten und ein Steuerprogramm gespeichert sind, ein RAM, der der CPU Arbeitsspeicherplatz bereitstellt, ein 9-Bit-Zähler zum Festlegen von Bedingungen bzw. Zuständen der Schalter S0 bis S8 der Abstimmschaltung 11, eine I/O-Schaltung zum Ausgeben eines Steuersignals nach außen und dergleichen eingebaut auf. Der A/D-Wandler führt A/D-Umwandlung des Signals aus, das in den Eingangsanschluss ADC eingegeben wird, und gibt den digitalen Wert desselben aus, so dass er von der CPU gelesen werden kann. Die I/O-Schaltung gibt ein Schalt-Steuersignal der Schalter S0 bis S8 entsprechend dem Zählwert des 9-Bit-Zählers aus, gibt das An/Aus-Steuersignal an die Rückführschaltung 16 aus und gibt mittels eines Befehls der CPU das Kanal-Umschaltsignal an das Filter 13 aus.
In dem ROM der Steuerschaltung 20 sind ein Verarbeitungsprogramm eines Funkwellen-Empfangsprozesses zum Empfangen der Standard-Funkwelle und zum Entschlüsseln des Zeitcodes, ein Verarbeitungsprogramm eines automatischen Anpassungsprozesses einer Antenne zum Speichern der optimalen Einstellbedingung der Abstimmschaltung 11 durch Ausführen einer Einstellanpassung der Abstimmschaltung 11 für jeden der Empfangskanäle und dergleichen gespeichert.
In 2 ist eine Tabelle dargestellt, die ein Beispiel eines Kapazitätswertes jedes der kapazitiven Elemente zeigt, die in der Abstimmschaltung 11 vorhanden sind.
Was jedes der kapazitiven Elemente C0 bis C9 der Abstimmschaltung 11 angeht, sind neun kapazitive Elemente C0 bis C8, die geschaltet werden können, um zu verbinden und zu trennen, mit Ausnahme des kapazitiven Elementes C9, das fest verbunden ist, so ausgeführt, dass sie der Reihe nach ungefähr um Zweierpotenz von dem kleinen Kapazitätswert ausgehend erhöht werden. Beispielsweise werden die in der Tabelle in 2 gezeigten Kapazitätswerte eingestellt. Des Weiteren werden neun Schalter S0 bis S8 zum jeweiligen Schalten von Verbindung der kapazitiven Elemente C0 bis C8 entsprechend jedem der Bitwerte des 9-Bit-Zählers geschaltet, der in der Steuerschaltung 20 vorhanden ist. Jedes der Bits des Zählers entspricht jeweils den Werten von dem niedrigen Kapazitätswert zu dem hohen Kapazitätswert in der Reihenfolge des Bits hoher Ordnung zum Bit niedrigerer Ordnung.
Mittels des Kapazitätswertes jedes der kapazitiven Elemente C0 bis C8, wie sie oben beschrieben sind, und der Struktur des 9-Bit-Zählers, mit dem der Verbindungszustand der kapazitiven Elemente entschieden wird, kann der Gesamt-Kapazitätswert der Abstimmschaltung 11, die mit der Antenne gekoppelt ist, annähernd proportional zu dem Zählwert des Zählers geschaltet werden. Wenn er beispielsweise so aufgebaut ist, dass die Kapazitätswerte der kapazitiven Elemente C0 bis C8 genau in Zweierpotenz erhöht werden, kann der Gesamt-Kapazitätswert der Abstimmschaltung 11, die mit der Antenne 10 gekoppelt ist, nahezu fortlaufend in einem Intervall minimaler Schaltschritte (beispielsweise 0,85 pF) von dem minimalen Kapazitätswert (beispielsweise 50 pF) geschaltet werden, wenn alle kapazi tiven Elemente C0 bis C8 auf den maximalen Kapazitätswert (beispielsweise 484 pF) beschränkt sind und alle kapazitiven Elemente C0 bis C8 verbunden sind.
3 zeigt ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Zählwert, der über den Schaltzustand der Abstimmschaltung 11 entscheidet, und der Resonanzfrequenz der Antenne darstellt. In 3 ist die Kurvenlinie, die die schwarze horizontale Linie ist, die charakteristische Linie, wenn die kapazitiven Elemente C0 bis C9 ideale Kapazitätswerte haben, die quadratische Linie ist die charakteristische Linie, wenn die Kapazitätswerte der kapazitiven Elemente C0 bis C9 einen Fehler von +20% haben, und die dreieckige Kurvenlinie ist die charakteristische Linie, wenn die Kapazitätswerte der kapazitiven Elemente C0 bis C9 einen Fehler von –20% haben. Des Weiteren zeigt die vertikale Achse des Diagramms in 3 die Frequenz (Hertz) an, und die horizontale Achse zeigt den Zählwert (Dezimaldarstellung) an, der über den Schaltzustand der Schalter S0 bis S8 entscheidet. Dabei ist bei der Ausführungsform der Signalwerte des Schalters S0, der dem minimalen kapazitiven Element C0 entspricht, ein Wert des ersten Dezimalpunktes in Binärschreibweise, und der 8-Bit-Signalwert der Schalter S8 bis S1 wird in Dezimalschreibweise als ein Wert vor dem Dezimalpunkt ausgedrückt.
Durch die oben beschriebene Struktur der Abstimmschaltung 11 wird, wie in 3 gezeigt, die Resonanzfrequenz der Antenne 10 allmählich entsprechend dem Zählwert geändert, der über den Schaltzustand der Schalter S0 bis S8 entscheidet.
Eine konstante Erzeugnistoleranz (beispielsweise ungefähr ±10%) tritt in den Kapazitätswerten der kapazitiven Elemente C0 bis C9 sowie dem Induktivitätswert der Antenne 10 auf. Wenn die Vielzahl kapazitiver Elemente C0 bis C8 jedoch auf einem Chip-Halbleiter ausgebildet sind, tritt der Fehler jedes der kapazitiven Elemente C0 bis C8 mit einer ähnlichen Rate auf. Daher ändert, wie mit der quadratischen Kurvenlinie und der dreieckigen Kurvenlinie in 3 gezeigt, die charakteristische Linie der Resonanzfrequenz der Antenne 10 ihren Wert so, dass sie als Ganzes entsprechend dem Fehler der kapazitiven Elemente C0 bis C8 in Bezug auf die standardgemäße charakteristische Linie nach oben und nach unten schwingt. Jedoch ändert sich die Charakteristik der allmählichen Änderung entsprechend dem Zählwert, der über die Schaltzustände der Schalter S0 bis S8 entscheidet, nicht.
Indem der Kapazitätswert jedes der kapazitiven Elemente C0 bis C9 der Abstimmschaltung 11 entsprechend dem Induktivitätswert der Antenne 10 beliebig ausgewählt wird, kann, wie in 3 gezeigt, die Resonanzfrequenz der Antenne 10 so angepasst werden, dass sie jeder der empfangenen Frequenzen der Vielzahl von Kanälen (beispielsweise 40 kHz, 60 kHz, 77,5 kHz) entspricht, indem beliebig Umschalten zwischen Verbinden/Trennen der kapazitiven Elemente C0 bis C8 ausgeführt wird, selbst wenn Fehler des Induktivitätswertes und der Kapazitätswerte auftreten.
Des Weiteren ist die Resonanzfrequenz der Antenne 10 proportional zum Kehrwert der Quadratwurzel des Kapazitätswertes. Daher ist, wie in 3 gezeigt, wenn sich der Gesamt-Kapazitätswert, der in der Abstimmschaltung 11 auf den verbundenen Zustand geschaltet werden soll, mit einem konstanten Schrittmaß ändert, der Betrag der schrittweisen Änderung der Resonanzfrequenz der Antenne 10 nicht konstant und unterscheidet sich je nach dem Frequenzband. In einem hohen Frequenzbereich beispielsweise ist der Betrag der schrittweisen Änderung der Frequenz in Bezug auf die konstante schrittweise Änderung des Kapazitätswertes groß. Im Gegensatz dazu ist in einem Bereich niedriger Frequenz der Betrag der schrittweisen Änderung der Frequenz in Bezug auf die konstante schrittweise Änderung des Kapazitätswertes klein.
Antennenanpassungsprozess
Zunächst wird der Antennenanpassungsprozess in groben Zügen beschrieben. Der Antennenanpassungsprozess ist ein Prozess, bei dem die Einstellbedingung der Abstimmschaltung 11 gesucht wird, durch die die Resonanzfrequenz der Antenne 10 auf die Frequenz der gewünschten Welle abgestimmt wird.
Bei dem Antennenanpassungsprozess befindet sich die Rückführschaltung 16 während des Prozesses konstant im Betriebszustand. Wenn sich die Rückführschaltung 16 im Betriebszustand befindet, wird eine Oszillationsschleife auf einem Signalweg der HF-Schaltung 12, der Rückführschaltung 16 und der Abstimmschaltung 11 erzeugt, und an diesem Abschnitt wird ein Oszillationssignal erzeugt. In der Oszillationsschleife ist die Schaltungskonstante, die vorherrschend über die Oszillationsfrequenz entscheidet, die Induktivität der Antenne 10, und die kapazitive Komponente der Abstimmschaltung 11. Daher ist die Frequenz des Oszillationssignals annähernd die gleiche wie die Resonanzfrequenz der gekoppelten Schaltung der Antenne 10 und der Abstimmschaltung 11.
Des Weiteren schaltet bei dem Antennenanpassungsprozess die CPU die Schalter S0 bis S8 der Abstimmschaltung 11, um den Gesamt-Kapazitätswert, der auf den Verbindungszustand in der Abstimmschaltung 11 geschaltet werden soll, innerhalb eines vorgegebenen Anpassungsbereiches zu schalten, während das Oszillationssignal erzeugt wird. Durch dieses Schalten werden die Resonanzfrequenz der Antenne 10 und die Frequenz des Oszillationssignals ebenfalls geändert. Des Weiteren wird jedes Mal, wenn die Frequenz des Oszillationssignals umgeschaltet wird, A/D-Umwandlung an dem Ausgangspegel der Detektorschaltung 15 ausgeführt, und der Ausgangspegel wird erfasst. Der Vorgang, in dem die Einstellung der Abstimmschaltung 11 umgeschaltet wird und dabei der Detektor-Ausgangspegel überwacht wird, wird als der Suchprozess bezeichnet.
Dabei wird, wenn die Resonanzfrequenz der Antenne 10 durch das Umschalten der Einstellung der Abstimmschaltung 11 von der Frequenz der gewünschten Welle abweicht, das Oszillationssignal, das eine Frequenz hat, die annähernd der Resonanzfrequenz entspricht, durch das Filter 13 erheblich gedämpft. Daher wird der Pegel des Detektor-Ausgangs niedrig. Wenn hingegen die Resonanzfrequenz der Antenne 10 durch das Umschalten der Einstellung der Abstimmungsschaltung 11 die Frequenz der gewünschten Welle annähernd überlappt, wird das Oszillationssignal, das eine annähernd der Resonanzfrequenz entsprechende Frequenz hat, durch das Filter 13 durchgelassen, und der Pegel des Detektor-Ausgangs steigt.
So kann mit dem oben beschriebenen Suchprozess die CPU die Einstellbedingung der Abstimmschaltung 11, bei der der Pegel des Detektor-Ausgangs einen Spitzenwert hat, als die optimale Einstellbedingung zum Abstimmen der Resonanzfrequenz der Antenne 10 auf die Frequenz der gewünschten Welle ermitteln. Des Weiteren kann, indem der oben beschriebene Suchprozess für jeden der Vielzahl von Empfangskanälen durchgeführt wird, die optimale Einstellungsbedingung der Abstimmschaltung ermittelt werden, die jedem der Empfangskanäle entspricht.
Des Weiteren wird bei dem Antennenanpassungsprozess der Ausführungsform der Anpassungsbereich, in dem die Einstellung der Abstimmschaltung 11 bei dem Suchprozess umgeschaltet wird, auf einen spezifischen Anpassungsbereich (als Suchbereich bezeichnet) verengt, der auf einen Abschnitt innerhalb des gesamten Anpassungsbereiches festgelegt wird, indem bewirkt wird, dass der Anpassungsbereich der Frequenz der gewünschten Welle des Empfangskanals entspricht.
4 zeigt ein Diagramm, das ein Beispiel des Suchbereiches des Antennenanpassungsprozesses veranschaulicht, der jedem der Empfangskanäle entspricht. In diesem Diagramm sind alle Muster des Detektor-Ausgangs einer Vielzahl der Empfangskanäle konzeptionell dargestellt, und die durch die Diagrammlinien und die Änderungsmuster dargestellten numerischen Werte sind nicht die tatsächlichen Werte und Muster.
Die Abstimmschaltung 11 ist, wie in 3 gezeigt, so aufgebaut, dass sie einen breiten Anpassungsbereich hat, so dass die Resonanzfrequenz der Antenne 10 auf alle der Frequenzen einer Vielzahl von Empfangskanälen abgestimmt werden kann. Daher ist es, wenn lediglich die Resonanzfrequenz der Antenne 10 auf die Frequenz eines Empfangskanals (beispielsweise 77,5 kHz) abgestimmt wird, nicht notwendig, die Einstellung innerhalb des gesamten Anpassungsbereiches umzuschalten, und die optimale Einstellbedingung der Abstimmschaltung 11, die dem Empfangskanal entspricht, kann, wie in 4 gezeigt, selbst dann ermittelt werden, wenn der Suchbereich auf einen Bereich um den Anpassungspunkt herum verengt wird, der dem Empfangskanal entspricht. Daher wird bei dem Antennenanpassungsprozess der Ausführungsform der Suchprozess innerhalb eines nicht benötigten Anpassungsbereiches weggelassen, um die Verarbeitungszeit zu verkürzen, indem der Suchbereich so verengt wird, dass er dem Empfangskanal entspricht. Spezielle Beispiele jedes Suchbereiches, die jeweils jedem Empfangskanal entsprechen, werden weiter unten beschrieben.
Des Weiteren muss bei dem Antennenanpassungsprozess der Ausführungsform, wenn der Suchbereich innerhalb eines Bereiches liegt, in dem die Resonanzfrequenz der Antenne 10 hoch ist, der Kapazitätswert der Abschirmschaltung 11 in minimalen Schaltschritten unter Verwendung aller kapazitiven Elemente C0 bis C8 umgeschaltet werden, in denen Verbindung als der ersten Gruppe von Abstimm-Kondensatoren geschaltet werden kann. Wenn hingegen der Suchbereich innerhalb eines Bereiches liegt, in dem die Resonanzfrequenz der Antenne 10 niedrig ist, muss der Kapazitätswert der Abstimmschaltung 11 in den minimalen Schaltschritten in jeweils zwei gleichzeitigen Schritten unter Verwendung der kapazitiven Elemente C1 bis C8 bei Auslassung des Elementes C0 minimaler Kapazität, als der zweiten Gruppe von Abstimm-Kondensatoren, umgeschaltet werden.
Bei der Struktur der Abstimmschaltung 11 und der Antenne 10 der Ausführungsform wird der Betrag der Änderung der Resonanzfrequenz der Antenne 10 entsprechend dem konstanten Schaltschritt der Abstimmschaltung 10 in einem Bereich groß, in dem die Resonanzfrequenz der Antenne 10 hoch ist. Der Betrag der Änderung der Resonanzfrequenz der Antenne 10 entsprechend dem konstanten Schaltschritt der Abstimmschaltung 11 wird jedoch in einem Bereich, in dem die Resonanzfrequenz der Antenne 10 niedrig ist, klein. Daher kann, wenn der Schaltschritt der Abstimmkapazität entsprechend dem Suchbereich, wie oben beschrieben, minimiert wird oder zwei Schritte auf einmal durchgeführt werden, zu feines Fein-Umschalten der Abstimm-Kapazität weggelassen werden, um die Verarbeitungszeit zu verkürzen, die für den Suchprozess erforderlich ist.
5 zeigt ein Flussdiagramm des Antennenanpassungsprozesses, der durch die CPU der Steuerschaltung 20 ausgeführt wird. Im Folgenden wird der oben aufgeführte Antennenanpassungsprozess ausführlich unter Verwendung des Flussdiagramms beschrieben.
Der Antennenanpassungsprozess wird beispielsweise auf Basis eines Befehls durchgeführt, der von außen bei einem Einstellungs-Anpassungsprozess vor dem Versand von der Fertigung eingegeben wird. Als Alternative dazu kann der Antennenanpassungsprozess ausgeführt werden, wenn ein Befehl zum Ausführen des Anpassungsprozesses von außen über eine Betätigungseinheit (in der Zeichnung weggelassen) eingegeben wird, beispielsweise, nachdem das Erzeugnis versandt worden ist, oder kann ausgeführt werden, wenn ein normaler Empfangsprozess nicht durchgehend ausgeführt werden kann, da der Empfangspegel während des Funkwellen-Empfangsvorgangs abnimmt.
Wenn der Antennenanpassungsprozess gestartet wird, schaltet die CPU zunächst die Rückführschaltung 16 an (Schritt J1). Dadurch wird ein Oszillationssignal einer Frequenz, die annähernd der Resonanzfrequenz der Antenne 10 entspricht, an der Antenne 10 und an dem Schaltungsabschnitt der Abstimmschaltung 11 erzeugt.
Dann schaltet die CPU die Charakteristik des Filters 13 um, um einen Empfangskanal einzustellen (Schritt J2). In der Ausführungsform wird beispielsweise die Charakteristik des Filters 13 in der Reihenfolge 77,5 kHz → 60 kHz → 40 kHz umgeschaltet.
Wenn der Empfangskanal eingestellt ist, berechnet die CPU den Suchbereich, der dem Empfangskanal entspricht, mit Formel (1) (Schritt J3: Suchbereich-Festlegeeinheit, Berechnungseinheit).
Formel 1
Dabei stellt C den Suchbereich dar, der in den Kapazitätswert der Abstimmschaltung 11 umgewandelt ist, f₀ stellt die Frequenz der gewünschten Welle des Empfangskanals dar, L stellt die Induktivität der Antenne 10 dar, der Koeffizient „1.1” auf der linken Seite und der Koeffizient „0.0” auf der rechten Seite sind Fehlerkoeffizienten, die anhand des akzeptablen Fehlers der kapazitiven Elemente C0 bis C9 und der Induktivität der Antenne 10 festgelegt werden. Dabei werden der akzeptable Fehler der kapazitiven Elemente C0 bis C9 sowie der Induktivität der Antenne 10 auf 5% eingestellt, und der oben erwähnte Fehlerkoeffizient wird so festgelegt, dass der Einstellwert zum Abstimmen der Resonanzfrequenz der Antenne 10 auf die Frequenz der gewünschten Welle sicher auch dann in dem Suchbereich enthalten ist, wenn der Fehler von 5% auftritt. Wenn der akzeptable Fehler jeder Einheit verschieden ist, kann der Wert des oben erwähnten Fehlerkoeffizienten entsprechend dem akzeptablen Fehler beliebig verändert werden.
In 6 ist eine Tabelle dargestellt, die ein Beispiel der Suchbereiche zeigt, die jedem der Empfangskanäle entsprechen. In 6 wird der Wert des niedrigstwertigen Bits des 9-Bit-Zählers der dem minimalen kapazitiven Element C0 entspricht, als ein Wert nach dem Dezimalpunkt weggelassen.
Mit dem oben beschriebenen Berechnungsprozess in Schritt J3 wird beispielsweise, wenn der Empfangskanal eine Frequenz von 40 kHz hat, die Berechnung ausgeführt, indem der Suchbereich, der in den Kapazitätswert der Abstimmschaltung 11 umgewandelt ist, auf „262,5 pF bis 391,7 pF” festgelegt wird, wie dies in der zweiten Reihe in 6 dargestellt ist, und der Zählwert des 9-Bit-Zählers, der dem Suchbereich „262,5 bis 391,7 pF” entspricht, ist in Dezimalschreibweise „125 bis 201” und in Binärschreibweise „01111101 bis 11001001” (der Wert des niedrigstwertigen Bits, der dem minimalen kapazitiven Element C0 entspricht, wird weggelassen). Als Alternative dazu sind ein Fall, in dem der Empfangskanal eine Frequenz von 60 kHz hat, und ein Fall, in dem der Empfangskanal eine Frequenz von 77,5 kHz hat, in der dritten Reihe bzw. der vierten Reihe der Tabelle in 6 dargestellt.
Wenn der Suchbereich berechnet wird, stellt die CPU den Wert des 9-Bit-Zählers, der über den AN-/AUS-Zustand der Schalter S0 bis 88 entscheidet, auf den Anfangswert des Suchbereiches ein, der in Schritt J3 (Schritt J4) berechnet wird. Wenn beispielsweise der Empfangskanal eine Frequenz von 77,5 kHz hat, stellt die CPU den Wert des 9-Bit-Zählers auf den Anfangswert „12” ein, der in der Linie „Zählwert-Bereich” in der vierten Reihe von 6 dargestellt ist. Damit wird der Gesamt-Kapazitätswert, der in dem verbundenen Zustand in der Abstimmschaltung 11 durch Umschalten der Schalter S0 bis S8 vorhanden sein soll, auf den Anfangswert des Suchbereiches eingestellt (in den Kapazitätswert umgewandelt).
Dann führt die CPU A/D-Umwandlung des Detektor-Ausgangspegels durch und speichert den Wert in dem Speicherbereich A in dem RAM (Schritt J5).
Dann stellt die CPU fest, ob der Empfangskanal, der aktuell eingestellt ist, eine Frequenz von 40 kHz hat oder nicht (Schritt J6) und geht zu Schritt J8 über, wenn der aktuell eingestellte Empfangskanal nicht die Frequenz von 40 kHz hat. Wenn jedoch der aktuell eingestellte Empfangskanal eine Frequenz von 40 kHz hat, führt die CPU eine Einstellung des Schalters S0 aus, die dem minimalen kapazitiven Element C0 entspricht, so dass auf AUS fixiert wird (Schritt J7), und geht zu Schritt J8 über.
In Schritt J8 schaltet die CPU diejenigen Schalter der Schalter S8 bis S0 um, die eingestellt sind, um so Änderung um einen Schritt auszuführen. Das heißt, wenn der Schalter S0, der der minimalen Kapazität entspricht, so eingestellt ist, dass er auf AUS festgelegt ist, wird der Wert des 9-Bit-Zählers aktiviert, indem „1” zu dem zweiten Bit niedriger Ordnung des 9-Bit-Zählers addiert wird (oder indem „1” zweimal zu dem ersten Bit niedriger Ordnung addiert wird), der über den AN-/AUS-Zustand der Schalter S8 bis S0 entscheidet. Wenn hingegen der Schalter S0, der der minimalen Kapazität entspricht, nicht so eingestellt ist, dass er auf AUS festgelegt ist, wird der Wert des 9-Bit-Zählers aktualisiert, indem „1” zu dem ersten Bit niedriger Ordnung des 9-Bit-Zählers addiert wird.
Wenn der Empfangskanal eine Frequenz von 60 kHz oder 77,5 kHz hat, werden, indem der Zählwert in dem oben beschriebenen Schritt J8 aktualisiert wird, Verbindungen der ersten Gruppe von Abstimm-Kondensatoren (C8 bis C0) einschließlich des Elementes minimaler Kapazität C0 eingeschaltet, und der Gesamtwert der Abstimm-Kapazität, die mit der Antenne 10 verbunden ist, muss mit minimalen Schaltschritten geschaltet werden.
Wenn hingegen der Empfangskanal eine Frequenz von 40 kHz hat, werden Verbindungen der zweiten Gruppe von Abstimm-Kondensatoren (C8 bis C1) mit Ausnahme des Elementes minimaler Kapazität C0 durch Aktualisieren des Zählerwertes in dem oben beschriebenen Schritt J8 geschaltet, und der Gesamt-Kapazitätswert, der mit der Antenne 10 verbunden ist, muss der Reihe nach geschaltet werden. Das heißt, der Gesamt-Kapazitätswert muss mit minimalen Schaltschritten umgeschaltet werden, indem zwei Schritte auf einmal durchgeführt werden.
7 zeigt eine Tabelle, die einen Unterschied zwischen dem Fall, in dem die Verbindung des Elementes C0 minimaler Kapazität geschaltet wird, und einem Fall erläutert, in dem die Verbindung des Elementes C0 minimaler Kapazität in dem Antennen-Anpassungsprozess nicht geschaltet wird.
In einem Fall, in dem die Resonanzfrequenz der Antenne 10 innerhalb eines Bereiches hoher Frequenz um 77,5 kHz herum liegt, wird, wie in der Tabelle in 7 gezeigt, der Gesamtwert der Abstimmkapazität in einem Intervall von 1,7 pF geschaltet, wenn das Element minimaler Kapazität C0 so eingestellt ist, dass es auf AUS festgelegt ist. Dadurch muss die Resonanzfrequenz der Antenne 10 in einem Intervall (beispielsweise 800 Hz) geschaltet werden, das zu groß ist (Schalten der ungeradzahligen Reihen in der Tabelle in 7). Daher kann, wie oben beschrieben, wenn die Resonanzfrequenz der Antenne 10 innerhalb eines Bereiches hoher Frequenz liegt, die Resonanzfrequenz der Antenne 10 in einem angemessenen Intervall (beispielsweise 400 Hz) geschaltet werden, indem der Kapazitätswert der Abstimmschaltung 11 in minimalen Schaltschritten, einschließlich des Elementes minimaler Kapazität C0, geschaltet wird (Schalten der zweiten bis sechsten Reihe in der Tabelle in 7).
Wenn der Kapazitätswert geschaltet wird, indem der Zählwert aktualisiert wird, wird dann festgestellt, ob der Zählwert den letzten Wert innerhalb des Suchbereiches erreicht hat oder nicht (Schritt J9). Wenn der Zählwert den letzten Wert innerhalb des Suchbereiches nicht erreicht hat, kehrt der Prozess zu Schritt J5 zurück, und die Schritte J5 bis J8 werden wiederholt. Wenn hingegen der Zählwert den letzten Wert innerhalb des Suchbereiches erreicht hat, verlässt der Prozess den Schleifenprozess der Schritte J5 bis J9 und geht zum nächsten Schritt über, der Schritt J10 ist.
Mittels Schritt J4 und dem Schleifenprozess der Schritte J5 bis J9 wird die Einstellung der Abstimmschaltung 11 innerhalb des Suchbereiches umgeschaltet, der für jeden der Empfangskanäle berechnet wird, und desgleichen wird AD-Umwandlung des Detektor-Ausgangspegels immer dann ausgeführt, wenn die Einstellung umgeschaltet wird, und die umgewandelten Werte werden in dem Speicherbereich A gespeichert.
Wenn jeder Detektor-Ausgangspegel innerhalb des Suchbereiches gespeichert ist und wenn der Prozess zu Schritt J10 übergegangen ist, vergleicht die CPU die gespeicherten Detektor-Ausgangspegel und ermittelt den Zählwert (Umschalt-Einstellwert zum Festlegen des Zustandes der Schalter S0 bis S8) zu dem Zeitpunkt, zu dem der maximale Detektor-Ausgangspegel erfasst wurde, und speichert diesen Zählwert in dem Speicherbereich B eines RAM oder eines nichtflüchtigen Speichers, indem bewirkt wird, dass dieser Wert dem aktuellen Empfangskanal entspricht. Der dabei ermittelte Zählwert wird der Einstellwert der Abstimmschaltung 11, mit dem die Resonanzfrequenz der Antenne 10 auf die Frequenz des Empfangskanals abgestimmt wird.
Dann stellt die CPU fest, ob der aktuelle Empfangskanal der letzte Kanal (40 kHz) ist oder nicht. Wenn der aktuelle Empfangskanal noch nicht der letzte Empfangskanal ist, kehrt der Prozess zu Schritt J2 zurück, und die Schritte J2 bis J10 werden wiederholt. Indem diese Schritte wiederholt werden, kann der Einstellwert der Abstimmschaltung 11, durch den die Resonanzfrequenz der Antenne 10 auf die Frequenz des Empfangskanals abgestimmt wird, für alle der Vielzahl von Empfangskanälen (77,5 kHz, 60 kHz, 40 kHz) ermittelt werden.
Wenn der Prozess für alle Empfangskanäle abgeschlossen ist, geht der Prozess zu JA in Schritt J11 über, um die Rückführschaltung 16 abzuschalten (Schritt J12). Dadurch wird das Oszillationssignal an der Antenne 10 und an dem Schaltungsabschnitt der Abstimmschaltung 11 beendet. Damit endet der Antennen-Anpassungsprozess.
Funkwellen-Empfangsprozess
Der Funkwellen-Empfangsprozess wird in einem Zustand gestartet, in dem jeder der optimalen Einstellwerte der Abstimmschaltung 11, die der Vielzahl von Empfangskanälen entsprechen, mit dem Antennen-Anpassungsprozess jeweils in dem Speicherbereich B gespeichert worden ist. Bei dem Funkwellen-Empfangsprozess befindet sich die Rückführschaltung 16 nicht im Funktionszustand. Wenn der Funkwellen-Empfangsprozess gestartet wird, identifiziert die CPU einen Empfangskanal der Standard-Funkwelle auf Basis von Steuerinformationen eines anderen Systems und schaltet die Einstellung des Filters 13 so, dass sie dem Empfangskanal entspricht. Des Weiteren wird der optimale Einstellwert der Abstimmschaltung 11, die dem aktuellen Empfangskanal entspricht, aus in dem Speicherbereich B mit dem Antennen-Anpassungsprozess gespeicherten Daten ausgelesen, und dieser Wert wird in dem 9-Bit-Zähler festgelegt, der über den Verbindungszustand der Schalter S0 bis S8 entscheidet. Dann werden die Schalter S0 bis S8 geschaltet, und die Resonanzfrequenz der Antenne 10 wird auf die Frequenz des aktuellen Empfangskanals abgestimmt.
Des Weiteren wird, wenn der Empfangsvorgang in dem oben beschriebenen Zustand gestartet wird, die Standard-Funkwelle über die Antenne 10 mit hoher Empfängerempfindlich keit empfangen, und das empfangene Signal durchläuft die HF-Schaltung 12, das Filter 13 und den Verstärker 14 und wird an der Detektorschaltung 15 erfasst. Dann wird das erfasste Zeitcode-Signal ausgegeben und beispielsweise von der Steuererschaltung 20 gelesen.
Bei dem Funkwellenempfänger 1 der Ausführungsform wird, wie oben beschrieben, während des Antennen-Anpassungsprozesses der Suchbereich, in dem die Einstellung der Abstimmschaltung 11 geschaltet werden soll, entsprechend der Frequenz der gewünschten Welle auf einen Abschnitt des gesamten Einstellbereiches verengt. Daher kann der Suchprozess (Prozess zum Umschalten der Einstellung der Abstimmschaltung 11 bei gleichzeitiger Überwachung des Detektor-Ausgangspegels) des nicht benötigten Abschnitts des Anpassungsbereiches, in dem keine optimale Einstellungsbedingung der Abstimmschaltung 11 gefunden werden kann, weggelassen werden. So kann die Verarbeitungszeit des Antennen-Anpassungsprozesses erheblich verkürzt werden.
Des Weiteren ergibt sich bei dem Funkwellenempfänger 1 der Ausführungsform, da der Suchvorgang in dem nicht benötigten Abschnitt des Anpassungsbereiches weggelassen wird, in dem keine optimale Einstellungsbedingung der Abstimmschaltung 11 gefunden werden kann, wie dies in 4 dargestellt ist, ein Vorteil dahingehend, dass ein Problem der fehlerhaften Ermittlung der optimalen Einstellbedingung der Abstimmschaltung 11 aufgrund von Rauschen N selbst dann umgangen werden kann, wenn beispielsweise eine Quelle von starkem Rauschen in der Frequenz außerhalb des Suchbereiches vorhanden ist.
Des Weiteren hat bei dem Funkwellenempfänger 1 der Ausführungsform die Abstimmschaltung 11 einen breiten Anpassungsbereich, in dem die Antenne 10 auf alle der Frequenzen einer Vielzahl von Empfangskanälen abgestimmt werden kann. Hingegen wird bei dem Antennen-Anpassungsprozess der Vorgang zum Suchen jedes Empfangskanals nur innerhalb des Suchbereiches ausgeführt, der jedem Empfangskanal entspricht. Daher kann die Verarbeitungszeit des Antennen-Anpassungsprozesses verglichen mit dem Fall, in dem der Suchvorgang bei der Einstellung einer Vielzahl von Empfangskanälen wiederholt innerhalb des Anpassungsbereiches durchgeführt wird, erheblich verkürzt werden.
Des Weiteren wird, selbst wenn die Schaltungskonstante der Antenne 10 und der Abstimmschaltung 11 um den maximal akzeptablen Fehler abweicht, der oben beschriebene Suchbereich so berechnet, dass er den Anpassungspunkt enthält, an dem die Resonanzfre quenz der Antenne 10 auf die Frequenz der gewünschten Welle abgestimmt ist. So kann der optimale Einstellungszustand der Abstimmschaltung 11 sicher ermittelt werden.
Des Weiteren ist bei dem Antennen-Anpassungsprozess der Ausführungsform, da der Suchbereich anhand der Frequenz der gewünschten Welle durch die CPU berechnet und ermittelt wird, die die arithmetische Verarbeitung durchführt, kein Speicherbereich erforderlich, in dem Informationen, die den Suchbereich anzeigen, im Voraus gespeichert werden, und selbst wenn eine Änderung der Frequenz des empfangenen Kanals oder des akzeptablen Fehlers der Schaltungselemente vorliegt, kann der Prozess leicht auf die Veränderung reagieren, indem lediglich der variable Wert des arithmetischen Ausdrucks geändert wird.
In 8 ist ein Schema dargestellt, das ein Beispiel von Daten zeigt, die im ROM 21 in einem Funkwellenempfänger einer anderen Ausführungsform gespeichert sind. Der Suchbereich wird in der oben beschriebenen Ausführung durch die arithmetische Verarbeitung ermittelt. Die Suchbereich-Daten (Informationen über spezifischen Anpassungsbereich) 211, in denen Daten, die den Suchbereich anzeigen, so registriert werden, dass sie jedem Empfangskanal entsprechen, können jedoch, wie in 8 gezeigt, im Voraus in dem ROM (Speichereinheit) 201 gespeichert werden, und die Daten des Suchbereiches können beim Festlegen des Suchbereiches aus den Suchbereich-Daten 211 gelesen und anhand derselben festgelegt werden. Bei dieser Struktur ist die zum Ausführen der arithmetischen Verarbeitung zum Ermitteln des Suchbereiches benötigte Struktur nicht erforderlich. Ein Vorteil besteht des Weiteren darin, dass Stromverbrauch aufgrund der arithmetischen Verarbeitung beim Ausführen des Antennen-Anpassungsprozesses verringert werden kann, wenn die Vorrichtung von einer Batterie gespeist wird.
Des Weiteren muss bei dem Funkwellenempfänger 1 der oben beschriebenen Ausführungsform der Kapazitätswert der Abstimmschaltung 11 bei dem Prozess des Suchens der Empfangskanäle mit 77,5 kHz und 60 kHz in minimalen Schaltschritten geschaltet werden. Im Gegensatz dazu muss bei dem Prozess des Suchens des Empfangskanals mit 40 kHz der Kapazitätswert der Abstimmschaltung 11 in minimalen Schaltschritten in zwei jeweils gleichzeitig ausgeführten Schritten geschaltet werden, wenn das Element C0 minimaler Kapazität so eingestellt wird, dass es auf AUS festgelegt ist. Daher kann die Resonanzfrequenz der Antenne 10 selbst dann in einem angemessenen Intervall geändert werden, wenn die Resonanzfrequenz der Antenne 10 innerhalb eines hohen Bereiches liegt oder wenn die Resonanzfrequenz der Antenne 10 innerhalb eines niedrigen Bereiches liegt. So kann die Verarbeitungszeit des Antennen-Anpassungsprozesses verglichen mit dem Fall verkürzt werden, in dem der Suchvorgang ausgeführt wird, indem unnötigerweise die Resonanzfrequenz der Antenne 10 in einem feinen Intervall geschaltet wird.
Des Weiteren wird der Suchprozess ausgeführt, indem die erste Gruppe von Abstimm-Kondensatoren, die aus allen kapazitiven Elementen C0 bis C8 besteht, geschaltet wird, in der die Verbindungen innerhalb des Suchbereiches geschaltet werden können, der den Empfangskanälen mit 77,5 kHz und 60 kHz entspricht. Der Suchprozess wird hingegen ausgeführt, indem die zweite Gruppe von Abstimm-Kondensatoren, die aus kapazitiven Elementen aus der Vielzahl kapazitiver Elemente C0 bis C8 mit Ausnahme des Elementes C0 minimaler Kapazität besteht, geschaltet wird, in der die Verbindungen innerhalb des Suchbereiches geschaltet werden können, der dem Empfangskanal mit 40 kHz entspricht. Daher kann Schalten des Kapazitätswertes der Abstimmschaltung 11 entsprechend dem Suchbereich ausgeführt werden, ohne das Schaltmuster der Einstellung der Abstimmschaltung zu kompliziert zu machen.
Dabei ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, und es können verschiedene Abwandlungen ausgeführt werden. In der oben beschriebenen Ausführungsform stellt die CPU beispielsweise fest, ob sich die Resonanzfrequenz der Antenne 10 der Frequenz der gewünschten Welle genähert hat oder nicht, indem der Ausgangspegel der Detektorschaltung 15 überwacht wird. Die oben beschriebene Feststellung kann jedoch beispielsweise ausgeführt werden, indem der Pegel des Signals, das das Filter 13 durchläuft, direkt überwacht wird. Des Weiteren kann, wenn automatische Verstärkungssteuerung der HF-Schaltung 12 und des Verstärkers 14 ausgeführt wird, um den Ausgang der Detektorschaltung 15 zu stabilisieren, die Feststellung dahingehend, ob sich die Resonanzfrequenz der Antenne 10 der Frequenz der gewünschten Welle genähert hat oder nicht, und ob das Oszillationssignal das Filter 13 passiert hat, ausgeführt werden, indem die automatische Verstärkungssteuerung überwacht wird.
Des Weiteren wird in der oben aufgeführten Ausführungsform, wie beschrieben, ein Anpassungsbereich der Abstimmschaltung 11, in dem die Resonanzfrequenz der Antenne 10 selbst dann auf die Frequenz der gewünschten Weile abgestimmt werden kann, wenn die Induktivität der Antenne 10 und die kapazitiven Elemente der Abstimmschaltung 11 einen Fehler aufweisen, der der maximal akzeptable Fehler ist, als der Suchbereich angewendet. Der Suchbereich kann jedoch so eingestellt werden, dass der Suchbereich ein minimaler Bereich innerhalb eines Bereiches ist, in dem die obenstehende Bedingung erfüllt werden kann, oder der Suchbereich kann so eingestellt werden, dass er geringfügig breiter ist, um Spielraum zu ermöglichen.
Des Weiteren wird bei der oben beschriebenen Ausführungsform der Suchprozess für den gesamten Suchbereich ausgeführt. Wenn jedoch die Spitze des Detektor-Ausgangspegels während des Suchprozesses erfasst wird, kann der Suchprozess in diesem Stadium abgebrochen werden, und die Einstellbedingung der Abstimmschaltung 11 bei Erfassung der Spitze des Detektor-Ausgangspegels kann als die optimale Einstellbedingung angewendet werden. Des Weiteren werden bei der oben beschriebenen Ausführungsform alle A/D-Wandlung unterzogenen Werte der Detektor-Ausgangspegel gespeichert, um den Einstellwert der Abstimmschaltung 11 zu ermitteln, bei dem der maximale Detektor-Ausgangspegel ermittelt wurde, indem die gespeicherten Werte verglichen werden. Indem jedoch ein Vergleichsprozess immer dann ausgeführt wird, wenn ein neuer A/D-Umwandlungswert ermittelt wird, indem der neue A/D-Umwandlungswert mit dem gespeicherten A/D-Umwandlungswert vergleichen wird, und der A/D-Umwandlungswert, der größer ist, in einem Speicherbereich gespeichert wird, kann der Einstellwert der Abstimmschaltung 11 innerhalb des Suchbereiches, bei dem der Detektor-Ausgangspegel den Spitzenwert hat, ermittelt werden.
Des Weiteren ist bei der oben beschriebenen Ausführungsform ein Beispiel dargestellt, bei dem nur zwei Typen von Änderung beim Umschalten der Abstimmschaltung 11 ausgeführt werden, wobei ein Typ das Umschalten in minimalen Schaltschritten ist und der andere Typ das Schalten in minimalen Schaltschritten ist, bei dem zwei Schritte auf einmal durchgeführt werden. Jedoch können Muster, bei denen jeweils mehrere Schritte durchgeführt werden, wie beispielsweise das Schalten in minimalen Schaltschritten, bei denen drei Schritte auf einmal ausgeführt werden oder vier Schritte auf einmal ausgeführt werden, hinzugefügt werden. Des Weiteren können Änderungsmuster, bei denen auf einmal mehrere Schritte ausgeführt werden, so beispielsweise das abwechselnde Ausführen von zwei Schritten auf einmal und das Ausführen von drei Schritten auf einmal, und dergleichen hinzugefügt werden.
Weiterhin wird bei der oben beschriebenen Ausführungsform die Anzahl von Schritten, die beim Schalten der Abstimmschaltung 11 auf einmal ausgeführt werden, für jeden der Empfangskanäle geändert. Wenn jedoch der Suchprozess ausgeführt wird, indem die Einstellung der Abstimmschaltung 11 für einen breiten Suchbereich in Bezug auf einen Empfangs kanal ausgeführt wird, können die Anzahl von Schaltschritten, die auf einmal ausgeführt werden, und die Muster für Teile des Suchbereichs geändert werden.
Des Weiteren ist für die oben beschriebene Ausführungsform ein Beispiel darstellt, bei dem die vorliegende Erfindung auf eine Empfangsschaltung eines einfachen Formats (straight formst) angewendet wird. Die vorliegende Erfindung kann jedoch desgleichen bei Empfangsschaltungen im Überlagerungsformat (super heterodyne formst) und Direktumwandlungsformat angewendet werden. Des Weiteren können die in der oben beschriebenen Ausführungsform dargestellten Details, wie beispielsweise die Anzahl und die Typen von Empfangskanälen, die Anzahl kapazitiver Elemente der Abstimmschaltung, das Verhältnis jedes Kapazitätswertes der Abstimmschaltung und dergleichen innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung beliebig geändert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- JP 11-312958 [0002, 0002]
- JP 2000-231609 [0002]

Claims

Funkwellenempfänger, der umfasst: eine Antenne zum Empfangen einer Funkwelle; eine Abstimmeinheit zum schrittweisen Schalten einer Frequenzcharakteristik der Antenne; eine Oszillationseinheit zum Oszillieren der Antenne und eines Schaltungsabschnitts der Abstimmeinheit; eine Empfangs-Verarbeitungseinheit zum Ausführen einer Signalverarbeitung durch Extrahieren eines Signals einer gewünschten Welle aus empfangenen Signalen, die mit der Antenne empfangen werden; und eine Such-Steuereinheit enthält, die die Oszillationseinheit veranlasst, ein Oszillationssignal an dem Schaltungsabschnitt zu erzeugen, und durch Schalten einer Einstellung der Abstimmeinheit einen Einstellzustand der Abstimmeinheit sucht, in dem das Oszillationssignal durch die Empfangs-Verarbeitungseinheit extrahiert wird, wobei das Einstellen der Abstimmeinheit einschließt: ein erstes Einstellmuster, bei dem die Frequenzcharakteristik der Antenne in minimalen Schaltschritten geschaltet wird, ein zweites Einstellmuster, bei dem die Frequenzcharakteristik der Antenne geschaltet wird, indem jeweils zwei Schritte der minimalen Schaltschritte auf einmal durchgeführt werden, und ein drittes Einstellmuster, bei dem die Frequenzcharakteristik der Antenne geschaltet wird, indem jeweils drei Schritte der minimalen Schaltschritte oder mehr auf einmal durchgeführt werden, wobei die Such-Steuereinheit die Anzahl auf einmal durchzuführender minimaler Schaltschritte bzw. das Einstellmuster entsprechend einem Anpassungsbereich der Abstimmeinheit aus dem ersten, zweiten und dritten Einstellmuster ändert.
Funkwellenempfänger nach Anspruch 1, wobei die Abstimmeinheit einen Abstimm-Kondensator enthält, der mit der Antenne verbunden ist, und wobei die Such-Steuereinheit die Einstellung der Abstimmeinheit umschaltet, indem sie eine Größe der Abstimm-Kapazität des Abstimm-Kondensators umschaltet.
Funkwellenempfänger nach Anspruch 2, wobei die Abstimmeinheit enthält: eine Vielzahl von Abstimm-Kondensatoren, die jeweils mit einer Signalleitung der Antennen verbunden werden können und so eingerichtet sind, dass der Kapazitätswert jedes der Abstimm-Kondensatoren der Reihe nach von einem kleineren zu einem größeren in einem vorgegebenen oder größeren Verhältnis zunimmt; und eine Vielzahl von Schaltern zum Schalten von Verbindungszuständen der Vielzahl von Abstimm-Kondensatoren, und wobei die Such-Steuereinheit den zum Schalten der Frequenzcharakteristik der Antenne zu verwendenden Abstimm-Kondensator entsprechend dem Anpassungsbereich der Abstimmeinheit auf eine erste Gruppe von Abstimm-Kondensatoren, die aus allen oder einem Teil der Vielzahl der Abstimm-Kondensatoren besteht, oder auf eine zweite Gruppe von Abstimm-Kondensatoren umschaltet, die aus einer Kombination besteht, die sich von der ersten Gruppe von Abstimm-Kondensatoren unterscheidet.
Funkwellenempfänger nach Anspruch 3, wobei die erste Gruppe eine Kombination ist, die alle der Vielzahl von Abstimm-Kondensatoren enthält, und die zweite Gruppe eine Kombination ist, die hergestellt wird, indem aus der ersten Gruppe ein Kondensator mit dem niedrigsten Kapazitätswert von der Vielzahl von Abstimm-Kondensatoren weggelassen wird oder eine Vielzahl von Abstimm-Kondensatoren in der Reihenfolge des zunehmenden Kapazitätswertes weggelassen werden.
Funkwellenempfänger nach Anspruch 2, wobei die Such-Steuereinheit die Anzahl der auf einmal durchzuführenden minimalen Schaltschritte so ändert, dass sie in einem Suchbereich verringert wird, in dem die Abstimm-Kapazität gering ist, und sie in einem Suchbereich zunimmt, in dem die Abstimm-Kapazität groß ist.