JP2008193363A - 無線信号受信回路 - Google Patents

Abstract

【課題】１つのチューナ回路で複数の無線信号を同時に受信できるようにする。
【解決手段】局部発振器１３は、受信希望チャネル（第１と第２チャネル）の中間の周波数の局部発振信号を生成する。この局部発振信号は第１及び第２チャネルの無線信号と混合されて中間周波信号に変換され。２個の移相器１５，１６によりそれぞれ第１チャネルの中間周波信号と第２チャネルの中間周波信号が抽出される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の無線信号を同時に受信する受信回路に関する。

ラジオ等の受信回路では、無線信号をＩ、Ｑ信号に変換しポリフェーズフィルタ等によりイメージ信号を除去している。
図３は、従来の無線信号受信回路２１の要部の回路図である。無線信号受信回路２１は、ＩＱミキサ２２と、局部発振器２３と、９０°の位相シフトを行う移相器２４と、ポリフェーズフィルタ２５とからなる。ＩＱミキサ２２は、受信した無線信号と局部発振器２３で生成される局部発振信号を混合する混合器２６と、受信した無線信号と移相器２４で９０°位相シフトされた局部発振信号を混合する混合器２７とを有する。

ポリフェーズフィルタ２５は、４本の入力端子２８ａ〜２８ｄと４本の出力端子２９ａ〜２９ｄを有し、入力端子２８ａと出力端子２９ａとの間に抵抗Ｒ１が接続され、入力端子２８ａと出力端子２９ｂとの間にキャパシタ（可変容量キャパシタ）Ｃ１が接続されている。入力端子２８ｂと出力端子２９ｂとの間に抵抗Ｒ２が接続され、入力端子２８ｂと出力端子２９ｃとの間にキャパシタＣ２が接続されている。また、入力端子２８ｃと出力端子２９ｃとの間には抵抗Ｒ３が接続され、入力端子２８ｃと出力端子２９ｄとの間にはキャパシタＣ３が接続されている。さらに、入力端子２８ｄと出力端子２９ｄとの間に抵抗Ｒ４が接続され、入力端子２８ｄと出力端子２９ａとの間にキャパシタＣ４が接続されている。

上記のポリフェーズフィルタ２５により、図３（Ｂ）に示すように、局部発振信号Ｌｏを中心にして周波数軸上で受信希望波と対象な位置に存在するイメージを除去している。
テレビ、ラジオ等の無線信号を受信する無線受信機では、複数のチャネルの信号を同時に受信したい場合がある。そのような場合、従来の無線受信機では２つのチューナ回路を設ける必要があり、回路規模が大きくなるという問題点あった。

特許文献１には、ポリフェーズフィルタをコンデンサとスイッチング素子からなるスイッチトキャパシタで構成することで、ポリフェーズフィルタの周波数特性のばらつきを少なくすることが記載されている。

特許文献２には、映像信号受信装置において、１つのチューナに第１及び第２の２つミキサと２つの局部発振器を設けることで、１つのチューナで２つの受信チャネルの映像信号を受信できるようにすることが記載されている。

特許文献３には、イメージ除去ミキサを構成するフィルタをスイッチトキャパシタフィルタで構成することでフィルタの回路規模を小さくすることが記載されている。
特開２００５−３４８１１０号公報 特開２００２−２９０８５１号公報 特開２００６−１２１６６５号公報

本発明の課題は、１つのチューナ回路で複数の無線信号を同時に受信できるようにすることである。

本発明の無線信号受信回路は、受信を希望する第１の無線信号と第２の無線信号の中間の周波数の局部発振信号を生成する局部発振器と、受信した無線信号と前記局部発振信号を混合して中間周波信号を出力する混合回路と、前記混合回路の出力信号から前記第１の無線信号の中間周波信号を抽出する第１の移相器と、前記混合回路の出力信号から前記第２の無線信号の中間周波信号を抽出する第２の移相器とを備える。

この発明によれば、複数のチューナを使用せずに周波数の異なる複数の信号を同時に受信することができる。
本発明の無線信号受信回路の他の態様は、受信を希望する第１の無線信号と第２の無線信号の中間の周波数の局部発振信号を生成する局部発振器と、受信した無線信号と前記局部発振信号を混合して中間周波信号を出力する混合回路と、周波数特性を変化させることができる第１の移相器と、周波数特性を変化させることができる第２の移相器と、前記第１の移相器と前記第２の移相器の周波数特性を制御して前記第１の移相器から前記第１の無線信号の中間周波信号を出力させると共に、前記第２の移相器から前記第２の無線信号の中間周波信号を出力させる制御部とを備える。

この発明によれば、複数のチューナを使用せずに周波数の異なる複数の信号を同時に受信することができる。
上記の発明の無線受信回路において、前記混合回路は、中間周波信号として９０度の位相差を有するＩ信号とＱ信号を出力し、前記第１の移相器は、前記混合回路から出力されるＩ信号とＱ信号を９０度位相シフトさせて前記局部発振信号の低周波数側の前記第１の無線信号の中間周波信号を抽出し、前記第２の移相器は、前記混合回路から出力されるＩ信号とＱ信号を９０度位相シフトさせて前記局部発振信号の高周波数側の前記第２の無線信号の中間周波信号を抽出する。

このように構成することで、第１及び第２の移相器で局部発振信号の周波数を中心にして低周波数側の第１の無線信号の中間周波信号と、高周波数側の第２の無線信号の中間周波信号をそれぞれ抽出することができる。

上記の発明の無線受信回路において、前記混合回路は、無線信号に局部発振信号を混合してＩ信号のＰ相とＮ相の信号を出力する第１の混合器と、無線信号に９０度位相シフトさせた局部発振信号を混合してＱ信号のＰ相とＮ相の信号を出力する第２の混合器とからなる。

このように構成することで、第１及び第２の混合器からＩ信号のＰ相とＮ相の信号とＱ信号のＰ相とＮ相の信号を出力することができる。
上記の発明の無線信号受信回路において、前記第１の移相器及び第２の移相器は、ポリフェーズフィルタからなる。

本発明の無線信号受信回路の他の態様は、受信を希望する第１の無線信号と第２の無線信号の中間の周波数の局部発振信号を生成する局部発振器と、受信した無線信号と前記局部発振信号を混合して前記第１の無線信号と前記第２の無線信号を第１の中間周波信号に変換する第１の混合回路と、前記第１の中間周波信号を第２の中間周波信号に変換する第２の混合回路と、前記第２の混合回路の出力信号から前記第１の無線信号の中間周波信号を抽出する第１の移相器と、前記第２の混合回路の出力信号から前記第２の無線信号の中間周波信号を抽出する第２の移相器とを備える。

この発明によれば、複数のチューナを使用せずに周波数の異なる複数の信号を同時に受信することができる。
上記の発明の無線信号受信回路において、前記第１の移相器は、前記第２の混合回路の出力信号を９０度位相シフトさせて前記局部発振信号の低周波数側の前記第１の無線信号の中間周波信号を抽出する回路であり、前記第２の移相器は、前記第２の混合回路の出力信号を９０度位相シフトさせて前記局部発振信号の高周波数側の前記第２の無線信号の中間周波信号を抽出する回路である。

このように構成することで、第１及び第２の移相器で局部発振信号の周波数を中心として低周波数側の第１の無線信号の中間周波信号と、高周波数側の第２の無線信号の中間周波信号をそれぞれ抽出することができる。

本発明によれば、複数のチューナを使用せずに周波数の異なる複数の無線信号を同時に受信することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、第１の実施の形態の無線信号受信回路１１の要部の回路図である。無線信号受信回路１１は、ＭＯＳトランジスタ、バイポーラトランジスタ等からなる半導体集積回路上に形成される。

無線信号受信回路１１は、ＩＱミキサ（混合回路に対応する）１２と、局部発振器１３と、移相器１４と、移相器１５及び１６（第１及び第２の移相器に対応する）と、局部発振器１３の発振周波数の切り換え、移相器１５及び１６の周波数特性の制御等を行う制御部１９とからなる。

局部発振器１３は、受信を希望する２つのチャネルの周波数の中間の周波数の局部発振信号を生成する。局部発振信号の周波数は制御部１９から指示される。
図１の局部発振器１３の近傍に示す周波数スペクトラムは、局部発振信号ＬＯと受信希望チャネルである第１チャネルと第２チャネルの無線信号（１ｃｈ、２ｃｈ）と、中間周波信号ＩＦの周波数軸上の位置を示すものである。

第１実施の形態においては、第１チャネルの周波数ｆ１と第２チャネルの周波数ｆ２のの中間の周波数（ｆ１＋ｆ２）／２が局部発振信号の周波数として設定される。従って、中間周波信号ＩＦの周波数は、局部発振信号の周波数と第１チャネルの無線信号の周波数の差の周波数と、第２チャネルの無線信号の周波数と局部発振信号の周波数の差の周波数となる。

ＩＱミキサ１２は第１の混合器１７と第２の混合器１８で構成されている。第１の混合器１７は、差動増幅回路で構成されており、図示しない同調回路から出力される無線信号ＲＦと、局部発振器１３で生成される局部発振信号を混合してＩ信号のＰ相とＮ相（Ｐ相の反転信号）の信号を出力する。

第２の混合器１８も差動増幅回路で構成されており、無線信号ＲＦと、局部発振信号を移相器１４で９０°位相シフトさせた信号を混合してＩ信号と９０°の位相差を有するＱ信号のＰ相とＮ相の信号を出力する。

移相器１５は、アナログ移相器（例えば、ポリフェーズフィルタ）またはデジタル移相器で構成され、Ｉ信号のＰ相とＮ相の信号とＱ信号のＰ相とＮ相の信号から、局部発振信号の周波数を中心にして低周波数側の第１チャネルの無線信号の中間周波信号を抽出する。

移相器１６もアナログ移相器またはデジタル移相器で構成され、Ｉ信号のＰ相とＮ相の信号とＱ信号のＰ相とＮ相の信号から、局部発振信号の周波数を中心にして高周波数側の第２チャネルの無線信号の中間周波信号を抽出する。

ここで、第１チャネルと第２チャネルの無線信号を同時に受信する場合の上記の無線信号受信回路１１の動作を説明する。
制御部１９は、受信希望局として第１チャネルと第２のチャネルの２つのチャネルが選択されると、第１チャネルの周波数と第２チャネルの周波数の中間の周波数を算出し、その中間の周波数を発振周波数として局部発振器１３に指示する。局部発振器１３は、制御部１９から指示された第１チャネルと第２チャネルの中間の周波数の局部発振信号を生成する。

第１の混合器１７は、受信した無線信号ＲＦと局部発振信号を混合してＩ信号のＰ相とＮ相の信号を出力する。第２の混合器１８は、受信した無線信号ＲＦと局部発振信号を９０°位相シフトした信号を混合してＱ信号のＰ相とＮ相の信号を出力する。

移相器１５は、例えば、図３に示すようなポリフェーズフィルタ２５で構成されており、入力端子２８ａ〜２８ｄにＩ信号のＰ相とＮ相の信号と、Ｑ信号のＰ相とＮ相の信号が入力する。このとき、制御部１９によりポリフェーズフィルタ２５のキャパシタＣ１〜Ｃ４の容量が可変制御され、例えば、局部発振信号に対して低周波数側の第１チャネルの信号の中間周波信号ＩＦが第１の移相器１５で抽出される。

移相器１６も同様にポリフェーズフィルタ２５等で構成され、入力端子２８ａ〜２８ｄにＩ信号のＰ相とＮ相の信号と、Ｑ信号のＰ相とＮ相の信号が入力する。このとき、制御部１９によりポリフェーズフィルタのキャパシタＣ１〜Ｃ４の容量が可変制御され、例えば、局部発振信号に対して高周波数側の第２チャネルの中間周波信号ＩＦが第２の移相器１６で抽出される。

上述した第１の実施の形態は、第１チャネルと第２チャネルの無線信号の周波数の中心の周波数の局部発振信号を生成し、その局部発振信号を用いて第１チャネルの無線信号と第２チャネルの無線信号を中間周波信号に変換し、移相器１５と移相器１６により第１チャネルの中間周波信号と第２のチャネルの中間周波信号をそれぞれ抽出している。これにより、２つのチャネルの無線信号を１つのチューナ（ＩＱミキサ１２、局部発振器１３、移相器１５、１６など）で同時に受信することができるので無線信号受信回路１１の回路規模を小さくできる。従って、無線信号受信回路１１を半導体集積回路上に形成する場合に、無線信号受信回路１１の占める面積を小さくできる。

なお、第１及び第２の移相器１５，１６は、ポリフェーズフィルタに限らず、アナログ移相器またはデジタル移相器により構成することができる。
次に、図２は、第２の実施の形態の無線信号受信回路２０の回路図である。第２の実施の形態は、中間周波信号への変換を２段階で行うダブルコンバージョン方式の受信回路である。以下、図１と同じ回路ブロックには同じ符号を付けて説明する。

第１の局部発振器１３ａは、受信を希望する第１チャネルの無線信号と第２チャネルの無線信号の周波数の中間の周波数の第１の局部発振信号を生成する。
第１のＩＱミキサ１２ａは、第１の混合器１７ａと第２の混合器１８ｂを有し、受信信号に第１の局部発振信号と、その第１の局部発振信号を移相器１４で９０度位相シフトさせた信号を混合してＩ信号とＱ信号からなる第１中間周波信号ＩＦを生成する。

第２の局部発振器１３ｂは、受信希望チャネルの周波数に応じて周波数が変化する第１中間周波信号ＩＦを、一定の周波数の第２中間周波信号ＩＦ２に変換するための第２の局部発振信号を生成する。

第２のＩＱミキサ１２ｂは、第３の混合器１７ｂと第４の混合器１８ｂを有し、第１中間周波信号ＩＦに第２の局部発振信号を混合して一定周波数のＩ信号とＱ信号からなる第２中間周波信号ＩＦ２を生成する。

第１の実施の形態においては、２つの受信希望チャネルの中心の周波数と、それぞれの受信希望チャネルの周波数の差の周波数の中間周波信号に変換しているので、中間周波信号の周波数は受信希望チャネルの周波数により変化している。第２の実施の形態では、２回周波数変換を行うことで一定の周波数の第２中間周波信号に変換している。

図２の第２の局部発振器１３ｂの近傍に示す周波数グラフは、第２の局部発振信号ＬＯ２と、第１中間周波信号ＩＦと、第２中間周波信号ＩＦ２の周波数軸上の位置を示したものである。受信希望チャネルの周波数に応じて周波数が変化する第１中間周波信号ＩＦは、第２のＩＱミキサ１２ｂにより一定周波数の第２中間周波信号ＩＦ２に変換される。

移相器１５ｂは、第１チャネルと第２チャネルの無線信号を含む第２中間周波信号から第１チャネルの無線信号の第２中間周波信号を抽出する。
移相器１５ｂの近傍に示す周波数グラフは、第１の局部発振信号ＬＯと、第１中間周波信号ＩＦと、第１チャネル（低周波数側）の第２中間周波信号ＩＦ２の周波数軸上の位置を示したものである。移相器１５ｂにより、第１チャネルと第２チャネルの無線信号を含む一定周波数の第２中間周波信号ＩＦ２から、第１チャネルの無線信号のみを含む第２中間周波信号ＩＦ２が抽出される。

移相器１６ｂは、一定周波数の第２中間周波信号から第２チャネルの無線信号の第２中間周波信号を抽出する。
移相器１６ｂの近傍に示す周波数グラフは、第１の局部発振信号ＬＯと、第１中間周波信号ＩＦと、第２チャネル（高周波数側）の第２中間周波信号ＩＦ２の周波数軸上の位置を示したものである。移相器１６ｂにより、第１チャネルと第２チャネルの無線信号を含む第２中間周波信号ＩＦ２から第２チャネルの無線信号のみを含む第２中間周波信号ＩＦ２が抽出される。

上述した第２の実施の形態によれば、１つのチューナ回路（ＩＱミキサ１２ａ、１２ｂ、局部発振器１３ａ、１３ｂ、移相器１５ｂ、１６ｂ）で２チャネルの無線信号を同時に受信することができるので無線信号受信回路の回路規模を小さくできる。さらに、一定周波数の第２中間周波信号に変換することで、受信チャネルに応じて第１及び第２の移相器１５及び１６の周波数特性を可変制御する必要がなくなる。これにより、移相器１５ｂ及び１６ｂの回路構成が簡素になり、移相器１５ｂ及び１６ｂの周波数特性を切り換えるための制御も不要になる。

第１の実施の形態の無線信号受信回路の回路図である。 第２の実施の形態の無線信号受信回路の回路図である。 従来の無線信号受信回路の回路図である。

符号の説明

１１、２０、２１ 無線信号受信回路
１２、１２ａ、１２ｂ、２２ ＩＱミキサ
１３、１３ａ、１３ｂ、２３ 局部発振器
１４、２４ 移相器
１５、１５ｂ、１６、１６ｂ 移相器
１７ 第１の混合器
１８ 第２の混合器
１９ 制御部

Claims (7)

1. 受信を希望する第１の無線信号と第２の無線信号の中間の周波数の局部発振信号を生成する局部発振器と、
   受信した無線信号と前記局部発振信号を混合して中間周波信号を出力する混合回路と、
   前記混合回路の出力信号から前記第１の無線信号の中間周波信号を抽出する第１の移相器と、
   前記混合回路の出力信号から前記第２の無線信号の中間周波信号を抽出する第２の移相器とを備える無線信号受信回路。
2. 受信を希望する第１の無線信号と第２の無線信号の中間の周波数の局部発振信号を生成する局部発振器と、
   受信した無線信号と前記局部発振信号を混合して中間周波信号を出力する混合回路と、
   周波数特性を変化させることができる第１の移相器と、
   周波数特性を変化させることができる第２の移相器と、
   前記第１の移相器と前記第２の移相器の周波数特性を制御して前記第１の移相器から前記第１の無線信号の中間周波信号を出力させると共に、前記第２の移相器から前記第２の無線信号の中間周波信号を出力させる制御部とを備える無線信号受信回路。
3. 前記混合回路は、中間周波信号として９０度の位相差を有するＩ信号とＱ信号を出力し、
   前記第１の移相器は、前記混合回路から出力されるＩ信号とＱ信号を９０度位相シフトさせて前記局部発振信号の低周波数側の前記第１の無線信号の中間周波信号を抽出し、
   前記第２の移相器は、前記混合回路から出力されるＩ信号とＱ信号を９０度位相シフトさせて前記局部発振信号の高周波数側の前記第２の無線信号の中間周波信号を抽出する請求項１または２記載の無線信号受信回路。
4. 前記混合回路は、無線信号に局部発振信号を混合してＩ信号のＰ相とＮ相の信号を出力する第１の混合器と、無線信号に９０度位相シフトさせた局部発振信号を混合してＱ信号のＰ相とＮ相の信号を出力する第２の混合器とからなる請求項１、２または３記載の無線信号受信回路。
5. 前記第１の移相器及び第２の移相器は、ポリフェーズフィルタからなる請求項１、２、３または４記載の無線信号受信回路。
6. 受信を希望する第１の無線信号と第２の無線信号の中間の周波数の局部発振信号を生成する局部発振器と、
   受信した無線信号と前記局部発振信号を混合して前記第１の無線信号と前記第２の無線信号を第１の中間周波信号に変換する第１の混合回路と、
   前記第１の中間周波信号を第２の中間周波信号に変換する第２の混合回路と、
   前記第２の混合回路の出力信号から前記第１の無線信号の中間周波信号を抽出する第１の移相器と、
   前記第２の混合回路の出力信号から前記第２の無線信号の中間周波信号を抽出する第２の移相器とを備える無線信号受信回路。
7. 前記第１の移相器は、前記第２の混合回路の出力信号を９０度位相シフトさせて前記局部発振信号の低周波数側の前記第１の無線信号の中間周波信号を抽出する回路であり、
   前記第２の移相器は、前記第２の混合回路の出力信号を９０度位相シフトさせて前記局部発振信号の高周波数側の前記第２の無線信号の中間周波信号を抽出する回路である請求項６記載の無線信号受信回路。

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