JP2003174360A - 局部発振器及びこれを用いた送信装置並びに受信装置 - Google Patents
局部発振器及びこれを用いた送信装置並びに受信装置Info
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Abstract
な局部発振器、及びこれを用いた送信装置並びに受信装
置を提供することを目的とする。 【解決手段】本発明に係る局部発振器6は、固定周波数
で発振する基準発振器61と、制御電圧に応じて発振周
波数が変化する電圧制御発振器62と、両発振器の出力
を比較して互いの位相が同期するように前記制御電圧を
生成する位相固定回路63と、電圧制御発振器62の出
力を逓倍して所望周波数のローカル信号を得る逓倍器6
4と、を有して成る構成としている。
Description
カル信号を生成する局部発振器、及びこれを用いた送信
装置並びに受信装置に関するものである。
の搬送波や周波数変換処理に用いられるローカル信号
は、固定周波数で発振する基準発振器と、制御電圧に応
じて発振周波数が変わる電圧制御発振器と、両発振器の
出力を比較して互いの位相が同期するように前記制御電
圧を生成する位相固定回路と、を有して成る局部発振器
によって生成されていた(特開平8−279775号公
報等を参照)。すなわち、従来の局部発振器では、位相
固定回路によって発振周波数を固定された電圧制御発振
器の出力が、そのままローカル信号として送受信回路部
に供給されていた。
成る局部発振器であれば、位相固定回路によって電圧制
御発振器の発振周波数を制御することで、容易に所望周
波数のローカル信号を生成することができる。
器では、電圧制御発振器の発振周波数とローカル信号の
周波数(すなわち送受信信号の搬送波周波数)が一致し
ていたため、アンテナで送受信される信号が外部端子等
から電圧制御発振器に回り込みやすく、電圧制御発振器
が異常発振等を生じやすいという課題を有していた。特
に、2.4GHz帯の高周波信号を用いるBlueto
oth応用機器では、このような電圧制御発振器への回
り込みによる不具合が生じやすかった。
ローカル信号の生成が可能な局部発振器、及びこれを用
いた送信装置並びに受信装置を提供することを目的とす
る。
に、本発明に係る局部発振器は、固定周波数で発振する
基準発振器と、制御信号に応じて発振周波数が変化する
制御発振器と、両発振器の出力を比較して互いの位相が
同期するように前記制御信号を生成する位相固定回路
と、前記制御発振器の出力を逓倍して所望周波数のロー
カル信号を得る逓倍器と、を有して成る構成としてい
る。
の搬送波となるローカル信号を生成する手段として、上
記構成から成る局部発振器を用いた構成である。
の周波数変換処理に用いるローカル信号を生成する手段
として、上記構成から成る局部発振器を用いた構成であ
る。
器を高周波信号送受信装置(例えば、携帯電話機やパソ
コン、AV機器等のBluetooth応用装置)に適
用した場合を例に挙げて説明を行う。図1は本発明に係
る高周波信号送受信装置の一実施形態を示すブロック図
である。
号送受信装置は、ディジタル変調された高周波信号を送
受信するアンテナ1と、アンテナ1の送受信信号を所定
周波数帯域に制限するバンドパスフィルタ2(以下、B
PF2と呼ぶ)と、アンテナ1を送受信系各々で共有す
るためのアンテナ共用器3と、アンテナ共用器3に接続
された受信回路部4及び送信回路部5と、両回路部4、
5での周波数変換処理に必要なローカル信号を生成する
局部発振器6と、を有して成る。
信号を増幅するローノイズアンプ41(以下、LNA4
1と呼ぶ)と、LNA41の出力信号と局部発振器6の
ローカル信号を混合して中間周波数信号を生成するとと
もに、該中間周波数信号からイメージ信号を除去するイ
メージリジェクションミキサ42(以下、IRM42と
呼ぶ)と、IRM42の出力信号を所定周波数帯域に制
限するバンドパスフィルタ43(以下、BPF43と呼
ぶ)と、BPF43の出力信号を増幅するリミッタアン
プ44(以下、LIA44と呼ぶ)と、LIA44の出
力信号に復調処理を施す復調器45と、復調器45の出
力信号を波形整形して内部回路(図示せず)に送出する
スライサ46と、を有して成る。
ず)から入力されたI信号及びQ信号に基づいて局部発
振器6のローカル信号を直交変調するI/Q直交変調器
51と、I/Q直交変調器51の出力信号を増幅してア
ンテナ共用器3に送出する可変利得パワーアンプ52
(以下、PA52と呼ぶ)と、を有して成る。
は、上記した受信回路部4及び送信回路部5をいずれも
差動形式とした構成である。このような構成とすること
により、送受信信号に重畳した内部ディジタルノイズ等
を差動で打ち消すことができるので、送受信動作の精度
向上を図ることが可能となる。
と、アンテナ1及びBPF2がアンバランス回路である
のに対して、受信回路部4及び送信回路部5はバランス
回路となるため、両者間に不整合が生じる。従って、本
実施形態のアンテナ共用器3には、送受信を切り換える
スイッチ機能だけでなく、バランス・アンバランスの整
合を取るバルンとしての機能が必要となる。
きいインダクタを備えねばならないので、半導体チップ
への集積化が困難であったが、本実施形態の高周波信号
送受信装置では、受信回路部4と送信回路部5との接続
ノードを半導体チップ上に形成し、該接続ノードにボン
ディングワイヤを介して接続されたパッケージフレーム
及び前記ボンディングワイヤによるインダクタ要素と、
前記接続ノードと前記ボンディングワイヤとの間に形成
される回路パターンによるキャパシタ要素と、を構成要
素としてバルンを形成し、該バルンをアンテナ共用器3
として用いている。このような構成とすることにより、
外付け部品のバルンを設ける必要がなくなるので、高周
波信号送受信装置の小型化を図ることができる。
は、受信時に送信回路部5への給電を遮断してその動作
を停止させ、送信時に受信回路部4への給電を遮断して
その動作を停止させる構成である。このような構成とす
ることにより、高周波信号送受信装置の消費電力を低減
することができる。また、LNA41としてカスコード
アンプを採用した場合や、PA52としてインダクタ及
びダイオードを給電素子とするアンプを採用した場合に
は、アンテナ1と受信回路部4及び送信回路部5とのイ
ンピーダンス整合が容易になる。
置の特徴部分である局部発振器6の内部構成及び動作に
ついて詳細な説明を行う。
ロック図である。本実施形態の局部発振器6は、固定周
波数(本実施形態では13MHz)で発振する基準発振
器61(温度補償された水晶振動子等)と、制御電圧に
応じて発振周波数が変化する電圧制御発振器62(以
下、VCO[Voltage Controlled Oscillator]62と
呼ぶ)と、両発振器61、62の出力を比較して互いの
位相が同期するように前記制御電圧を生成する位相固定
回路63(以下、PLL[Phase-Locked-Loop]回路6
3と呼ぶ)と、VCO62の出力を逓倍して所望周波数
のローカル信号を得る逓倍器64と、を有して成る。
及びVCO62の各出力を分周して所定周波数(本実施
形態では500kHz)の分周信号を生成する分周器
と、両分周信号の位相を比較して誤差信号を得る位相比
較器と、該位相比較器の出力レベル(電流値)を変化さ
せるチャージポンプと、該チャージポンプの出力信号を
直流電圧に変換するローパスフィルタ(電流電圧変換
器)と、を有して成り(いずれも図示せず)、前記ロー
パスフィルタで得られた直流電圧を前記制御電圧として
VCO62に供給する構成である。なお、前記チャージ
ポンプは、PLL回路63の高速ロックアップを目的に
設けられており、本実施形態では、電流能力を1mA〜
7mAの範囲で変化させることができる。また、スペク
トラム拡散通信を行う場合には、前記分周器の分周比を
制御することで、VCO62の発振周波数を変化させる
ことができる。
たローカル信号は、受信回路部4を構成するIRM42
と、送信回路部5を構成するI/Q直交変調器51にそ
れぞれ供給される。
号を0、π/2だけ移相した2信号を生成するπ/2移
相器420と、LNA41の出力信号とπ/2移相器4
20の各出力信号を掛け合わせる乗算器421、422
と、両乗算器421、422の出力信号をそれぞれ所定
周波数帯域に制限するバンドパスフィルタ423、42
4(以下、BPF423、424と呼ぶ)と、両BPF
423、424の出力信号をそれぞれπ/4だけ移相す
るπ/4移相器425、426と、両π/4移相器42
5、426の出力信号を足し合わせる加算器427と、
を有して成る。
NA41の出力信号と局部発振器6のローカル信号を混
合して中間周波数信号(本実施形態では2MHz)を生
成するとともに該中間周波数信号からイメージ信号を除
去することができる。なお、IRM42をダブルスーパ
ヘテロダイン型の受信信号検知手段に代えてもよいが回
路規模やコスト面を鑑みれば、本実施形態の構成を採用
することが望ましい。
ローカル信号を0、π/2だけ移相した2信号を生成す
るπ/2移相器510と、内部回路(図示せず)から4
相信号(I、反転I、Q、反転Q)が入力されるバッフ
ァアンプ511、512、513、514と、バッファ
アンプ511、512の出力信号とπ/2移相器510
の一出力信号を掛け合わせる乗算器515と、バッファ
アンプ513、514の出力信号とπ/2移相器510
の他出力信号を掛け合わせる乗算器516と、両乗算器
515、516の出力信号を足し合わせる加算器517
と、加算器517の出力信号を所定周波数帯域に制限す
るバンドパスフィルタ518(以下、BPF518と呼
ぶ)と、を有して成る。
あれば、内部回路(図示せず)から入力されたI信号及
びQ信号に基づいて局部発振器6のローカル信号を直交
変調することができる。なお、場合によっては、I/Q
直交変調器51を電圧制御発振器を用いた直接変調手段
に代えてもよいが、周波数ドリフトなどの諸特性を鑑み
れば、本実施形態の構成を採用することが望ましい。
する逓倍器64は、入力信号の周波数を2逓倍して出力
する構成であり、VCO62の発振周波数は、それに合
わせて、ローカル信号として所望される周波数の1/2
(Bluetooth応用機器の場合、2.42/2=
1.21GHz)に設定されている。つまり、本実施形
態の局部発振器6は、VCO62の発振周波数とローカ
ル信号の周波数(すなわち送受信信号の搬送波周波数)
を不一致とした構成であると言える。
ナ1で送受信される信号が外部端子等からVCO62に
回り込みにくくなるので、VCO62の異常発振等を低
減することができ、安定したローカル信号の生成が可能
となる。
1/4、…、1/nとし、逓倍器64を3逓倍、4逓
倍、…、n逓倍としても同様の効果を得ることができる
が、逓倍器64としては2逓倍器が最も簡易な構成であ
るため、回路規模やコスト面を鑑みれば、本実施形態の
構成を採用することが望ましい。
は、固定周波数で発振する基準発振器と、制御信号に応
じて発振周波数が変化する制御発振器と、両発振器の出
力を比較して互いの位相が同期するように前記制御信号
を生成する位相固定回路と、前記制御発振器の出力を逓
倍して所望周波数のローカル信号を得る逓倍器と、を有
して成る構成である。また、本発明に係る送信装置は、
送信信号の搬送波となるローカル信号を生成する手段と
して、上記構成から成る局部発振器を用いた構成であ
り、本発明に係る受信装置は、受信信号の周波数変換処
理に用いるローカル信号を生成する手段として、上記構
成から成る局部発振器を用いた構成である。
ナで送受信される信号が外部端子等から制御発振器に回
り込みにくくなるので、該制御発振器の異常発振等を低
減することができ、安定したローカル信号の生成が可能
となる。
形態を示すブロック図である。
である。
Claims (3)
- 【請求項1】固定周波数で発振する基準発振器と、制御
信号に応じて発振周波数が変化する制御発振器と、両発
振器の出力を比較して互いの位相が同期するように前記
制御信号を生成する位相固定回路と、前記制御発振器の
出力を逓倍して所望周波数のローカル信号を得る逓倍器
と、を有して成ることを特徴とする局部発振器。 - 【請求項2】送信信号の搬送波となるローカル信号を生
成する手段として、請求項1に記載の局部発振器を用い
たことを特徴とする送信装置。 - 【請求項3】受信信号の周波数変換処理に用いるローカ
ル信号を生成する手段として、請求項1に記載の局部発
振器を用いたことを特徴とする受信装置。
Priority Applications (1)
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JP2001371323A JP3801493B2 (ja) | 2001-12-05 | 2001-12-05 | 局部発振器を用いた送受信装置 |
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