JP2010147750A - 無線受信回路 - Google Patents

Abstract

【課題】同調回路の選択度を高くすることである。
【解決手段】フロント同調回路１１とその後段の同調回路１２の可変容量素子Ｃfa、Ｃaaは、局部発振回路１３の制御電圧ＶＴ０により容量値が制御される。また、フロント同調回路１１と同調回路１２の微調整用可変容量素子Ｃfb、Ｃabは、ＲＳＳＩ信号に基づいて生成される制御電圧ＶＴ１、ＶＴ２に容量値が制御される。これにより、フロント同調回路１１と同調回路１２の可変容量素子の容量値のバラツキの影響を抑えることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線受信機の受信回路、特に受信同調回路に関する。

無線受信機のフロント同調回路には、バラクタダイオード等の可変容量素子が用いられる。そして、局部発振回路の発振周波数を制御する制御電圧をバラクタダイオードに印加し、バラクタダイオードの容量を変化させ、目的とする周波数に同調させている。

特許文献１には、ラジオ受信機において、受信希望局に同調する際の微調整時間を短縮するために以下のようにすることが記載されている。希望放送局を示すデータが、第１の制御データと第２の制御データとの間にあるか否かを判別回路により判別し、希望放送局を示すデータが上記の範囲にあった場合には、周波数範囲に対応する制御データを記憶回路から読み出し、受信希望局を示すデータと制御データに基づいて可変容量素子の容量を可変することが記載されている。

特許文献２には、同調点のピーク検出に要する時間を短縮するために、周波数が高くなる方向の昇りサーチ時のピーク点と、周波数が低くなる方向の下りサーチ時のピーク点を検出し、それらのピーク点から同調点を決定することが記載されている。
特開平９−１４８８９０号公報 特開平５−６３５１２号公報

従来の無線受信機においては、フロント同調回路のインダクタや可変容量素子の容量値にバラツキがあると同調点がずれるので、フロント同調回路の選択度を低くする必要があった。しかし選択度を低くすると逆に、隣接妨害特性を悪化させる原因となっていた。

本発明はこのような問題に鑑み、インダクタや可変容量素子にバラツキがあっても、選択度の高い同調回路を実現する無線受信回路を提供する。

本発明の無線受信回路は、局部発振回路と、前記局部発振回路の局部発振周波数を制御する制御電圧によって同調周波数が制御される第１の同調回路と、前記第１の同調回路の後段に配置され、前記局部発振回路の前記制御電圧によって同調周波数が制御される第２の同調回路と、受信信号強度を検出する受信信号強度検出回路と、前記受信信号強度検出回路の検出信号に基づいて、前記第１の同調回路の同調周波数の微調整と前記第２の同調回路の同調周波数の微調整を同時に行う同調制御回路とを備える。

この無線受信回路によれば、第１の同調回路と第２の同調回路の同調周波数を同時に微調整することができるので第１の同調回路と第２の同調回路の選択度を高くすることができる。

上記の無線受信回路において、前記第１の同調回路は、同調周波数粗調整用の第１の可変同調素子と、微調整用の第２の可変同調素子を有し、前記第２の同調回路は、同調周波数粗調整用の第３の可変同調素子と、微調整用の第４の可変同調素子を有し、前記局部発振回路の前記制御電圧を、前記第１の可変同調素子と前記第３の可変同調素子に印加して同調周波数の粗調整を行い、前記同調制御回路は、前記受信信号強度検出回路の検出信号に基づいて、前記第２の可変同調素子と前記第４の可変同調素子を調整して同調周波数の微調整を行う。

このように構成することで、第１の同調回路とその後段の第２の同調回路の可変同調素子の値のバラツキの影響を抑えることができるので、第１の同調回路と第２の同調回路の選択度を高くすることができる。

上記の無線受信回路において、前記第１の同調回路の前記第１及び第２の可変同調素子と前記第２の同調回路の前記第３及び第４の可変同調素子は可変容量素子であり、前記同調制御回路は、受信信号強度を示す前記検出信号に基づいて、前記第２の可変容量素子と前記第４の可変容量素子の容量値を調整する。

このように構成することで、第１の同調回路の第１及び第２の可変容量素子と、第２の同調回路の第３及び第４の可変容量素子の容量値のバラツキの影響を抑えることができので、第１の同調回路と第２の同調回路の選択度を高くできる。

上記の無線受信回路において、前記同調制御回路は、受信信号強度を示す前記検出信号に基づいて、前記第２の可変容量素子の容量を微調整する第１の制御電圧と、前記同調回路の前記第４の可変容量素子の容量を微調整する第２の制御電圧を出力する。

このように構成することで、第１の同調回路の容量とその後段の第２の同調回路の容量を別々に調整することができる。

本発明によれば、同調回路を構成するインダクタや可変容量素子のバラツキは、微調整用可変容量素子を制御することで吸収されるので選択度の高い同調回路が実現でき、受信機の受信感度や妨害特性が向上する。また、微調整用可変容量素子に対し一定間隔でＶＣＯ制御電圧を印加することで、同調回路の温度特性もキャンセルできる。

以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。図１は、無線受信回路の要部の回路図である。この実施の形態は、例えば、ＭＯＳ集積回路基板上に形成されるラジオ用受信回路に関するものである。

無線受信回路は、フロント同調回路（第１の同調回路に対応する）１１とその後段の増幅器の出力に接続される同調回路（第２の同調回路に対応する）１２の２つの同調回路を有する。

フロント同調回路１１は、インダクタＬfaと、可変容量素子（例えば、バラクタダイオード）Ｃfa、Ｃfbとを有する。インダクタＬfaと可変容量素子Ｃfaと可変容量素子Ｃfbは、それぞれ並列に接続されている。

可変容量素子Ｃfa（第１の可変同調素子に対応する）には、局部発振回路１３の局部発振周波数を制御する制御電圧ＶＴ０が、同調周波数を粗調整するための電圧として印加されている。局の選択時に、制御電圧ＶＴ０が変化すると、可変容量素子Ｃfaの容量が変化して同調周波数が変化する。

微調整用可変容量素子Ｃfb（第２の可変同調素子に対応する）には、同調制御回路１４から出力される制御電圧ＶＴ１が、同調周波数を微調整するための電圧として印加されている。

インダクタタンスをＬfa、可変容量素子Ｃfa、Ｃfbの容量値をＣfa、Ｃfbとすると、フロント同調回路１１の同調周波数ｆ_ｆは、以下の式で表せる。
ｆ_ｆ＝１／（２π√Ｌfa（Ｃfa＋Ｃfb））
フロント同調回路１１の微調整用可変容量素子Ｃfbの容量値は、同調制御回路１４から出力される制御電圧ＶＴ１により可変制御される。制御電圧ＶＴ１は受信信号強度検出回路１８から出力される受信信号強度を示す検出信号に基づいて生成されるので、受信信号強度が大きくなるように微調整用可変容量素子Ｃfbの容量を可変制御することで、フロント同調回路１１の容量のバラツキを吸収することができる。

フロント同調回路１１の可変容量素子の容量値のバラツキの影響による受信信号レベル低下を抑えるためには、フロント同調回路１１の選択度を低くする必要がある。実施の形態のフロント同調回路では、受信信号強度検出回路１８の検出信号に基づいて、微調整用可変容量素子Ｃfbの容量値を調整することで、フロント同調回路１１の容量値のバラツキを吸収することができる。これにより、フロント同調回路１１の選択度を高くすることができる。

増幅器１５は、フロント同調回路１１で同調が取られた信号を増幅して同調回路１２に出力する。
同調回路１２は、インダクタＬaaと、可変容量素子Ｃaa、Ｃabとを有する。インダクタＬaaと可変容量素子Ｃaaと可変容量素子Ｃabは、それぞれ並列に接続されている。

可変容量素子Ｃaa（第３の可変同調素子に対応する）には、局部発振回路１３の制御電圧ＶＴ０が、同調周波数を粗調整するための電圧をとして印加されている。局の選択時には、制御電圧ＶＴ０が変化することで可変容量素子Ｃaaの容量が変化して同調周波数が変化する。

微調整用可変容量素子Ｃab（第４の可変同調素子に対応する）には、同調制御回路１４から出力される制御電圧ＶＴ２が、同調周波数を微調整するための電圧として印加されている。

インダクタンスをＬaa、可変容量素子Ｃaa、Ｃabの容量値をＣaa、Ｃabとすると、同調回路１２の同調周波数ｆaは、以下の式で表せる。
ｆa＝１／（２π√Ｌaa（Ｃaa＋Ｃab））
同調回路１２の微調整用可変容量素子Ｃabの容量値は、同調制御回路１４から出力される制御電圧ＶＴ２により可変制御される。制御電圧ＶＴ２は、受信信号強度検出回路１８から出力される受信信号強度を示す検出信号に基づいて生成されるので、受信信号強度が大きくなるように微調整用可変容量素子Ｃabの容量を可変することで、同調回路１２の容量のバラツキを吸収することができる。これにより選択度の高い同調回路１２を実現できる。同調回路１２の出力は混合回路１６に出力される。

フロント同調回路１１と同調回路１２の可変同調素子は、バラクタダイオードに限らない。例えば、集積回路基板上に複数のキャパシタを形成し、キャパシタの容量をトランジスタスイッチ等に切り換えても良い。あるいは、複数のインダクタをスイッチ等で切り換えても良い。

局部発振回路１３は、ＰＬＬ回路１３ａと可変容量素子ＣlaとインダクタＬlaを有する。ＰＬＬ回路１３ａは、受信希望局に対応する周波数の局部発振信号を生成して混合回路１６に出力する。ＰＬＬ回路１３ａの制御電圧ＶＴ０は、フロント同調回路１１の可変容量素子Ｃfaと、同調回路１２の可変容量素子Ｃaaに出力されている。

混合回路１６は、同調回路１２から出力される同調周波数の信号と、局部発振回路１３から出力される局部発振周波数の信号を混合して中間周波信号に変換する。混合回路１６から出力される中間周波信号は、バンドパスフィルタ１７で中間周波数以外の信号が除去されて受信信号強度検出回路１８に出力される。

受信信号強度検出回路（ＲＳＳＩ）１８は、中間周波信号を平滑して直流電圧に変換して受信信号強度を示す検出信号（以下、ＲＳＳＩ信号と呼ぶ）を出力する。
同調制御回路１４は、受信信号強度検出回路１８から出力されるＲＳＳＩ信号のレベルに基づいて、同調周波数を微調整するための制御電圧ＶＴ１、ＶＴ２を生成する。

図２は、同調制御回路１４の一例を示す図である。同調制御回路１４は、Ａ／Ｄ変換器２１と、記憶回路２２と、比較器２３と、スイッチＳＷ１、ＳＷ２と、２個のＤ／Ａ変換器２４、２５を有する。

受信信号強度検出回路１８のＲＳＳＩ信号は、Ａ／Ｄ変換器２１によりデジタルデータに変換される。記憶回路２２は、受信信号強度検出回路１８の過去のＲＳＳＩ信号のデジタルデータを記憶している。

比較器２３は、今回のＲＳＳＩ信号のデジタルデータと、記憶回路２２に記憶されている過去のＲＳＳＩ信号のデジタルデータの最大値を比較する。比較の結果、今回のＲＳＳＩ信号のデジタルデータが過去のデジタルデータの最大値より大きい場合には、比較器２３は今回のデジタルデータを出力する。比較の結果、過去のデジタルデータの最大値の方が大きい場合には、比較器２３はその最大値を出力する。

スイッチＳＷ１、ＳＷ２は、制御電圧の出力先を切り換えるためのスイッチ回路である。スイッチＳＷ１がオンのときには、比較器２３から出力されるデジタルデータがＤ／Ａ変換器２４に出力される。そして、Ｄ／Ａ変換器２４においてアナログの制御電圧ＶＴ１に変換され、フロント同調回路１１に出力される。また、スイッチＳＷ２がオンのときには、比較器２３から出力されるデジタルデータがＤ／Ａ変換器２５に出力され、Ｄ／Ａ変換器２５においてアナログの制御電圧ＶＴ２に変換され、同調回路１２に出力される。

同調制御回路１４は、上記のようにスイッチＳＷ１、ＳＷ２により出力先を切り換えるものに限らず、内部のＤ／Ａ変換器を１個にして、同調制御回路１４の外部のスイッチで制御電圧の出力先を切り換えるようにしても良い。外部にスイッチを設けた場合でも、フロント同調回路１１と同調回路１２の容量値のバラツキの調整を別々に行うことができる。また、同調制御回路１４の出力電圧を１つにして、フロント同調回路１１と同調回路１２に同じ制御電圧を供給しても良い。この場合でも、フロント同調回路１１と同調回路１２の容量値のバラツキの影響を抑えることができる。

次に、図１の無線受信回路の動作を、図３のフローチャートを参照して説明する。
ユーザが受信チャンネルを選択すると（Ｓ１１）、受信チャンネルの周波数でロックするための制御電圧ＶＴ０が決定される（Ｓ１２）。

制御電圧ＶＴ０は、フロント同調回路１１のバラクタダイオード（可変容量素子）Ｃfaと、同調回路１２のバラクタダイオードＣaaに印加されている。この制御電圧ＶＴ０によりフロント同調回路１１とその後段の同調回路１２の同調周波数の粗調整が行われる。

次に、受信信号強度検出回路１８のＲＳＳＩ電界レベル（ＲＳＳＩ信号レベル）を、受信希望局のＲＳＳＩ電界レベルとして記憶する（Ｓ１４）。
次に、フロント同調回路１１の微調整用バラクタダイオードＣfbに印加する制御電圧ＶＴ１を変化させる（Ｓ１５）。

現在のＲＳＳＩ電界レベルが、記憶されている希望局のＲＳＳＩ電界レベルの最大値より大きいか否かを判定する（Ｓ１６）。
現在のＲＳＳＩ電界レベルが、ＲＳＳＩ電界レベルの最大値より小さいときには（Ｓ１６，ＮＯ）、ステップＳ１５に戻り、制御電圧ＶＴ１を増加または減少させる。

現在のＲＳＳＩ電界レベルが、記憶されている最大値より大きいときには（Ｓ１６、ＹＥＳ）、そのときのＲＳＳＩ電界レベルを記憶部２２に記憶して、フロント同調回路１１の同調制御を終了する。

次に、同調回路１２の微調整用バラクタダイオードＣabに印加する制御電圧（例えば制御電圧ＶＴ２）を変化させる（Ｓ１８）。
現在のＲＳＳＩ電界レベルが、記憶されている希望局のＲＳＳＩ電界レベルの最大値より大きいか否かを判定する（Ｓ１９）。

現在のＲＳＳＩ電界レベルが、ＲＳＳＩ電界レベルの最大値より小さいときには（Ｓ１９、ＮＯ）、ステップＳ１８に戻り、微調整用バラクタダイオードに印加する制御電圧を変化させる。

現在のＲＳＳＩ電界レベルが、ＲＳＳＩ電界レベルの最大値と等しいか、大きいときには（Ｓ１９、ＹＥＳ）、ステップＳ２０に進み、現在のＲＳＳＩ電界レベルを記憶し、同調回路１２の同調制御を終了する。

なお、上述した同調制御処理は、局の選択が行われたときのみ実行しても良いし、局の選択後、一定時間毎に実行しても良い。一定時間毎に同調制御処理を実行することにより、温度変化等により同調点がずれた場合にも、常に最適な同調周波数を維持することができる。また、局選択後、リアルタイムで同調制御処理を実行するようにしても良い。

上述した実施の形態によれば、フロント同調回路１１及び同調回路１２の可変容量素子の容量値のバラツキの影響を抑えることができるので、フロント同調回路１１と同調回路１２の選択度を高くすることができる。

また、一定時間毎に制御電圧ＶＴ１、ＶＴ２を微調整用可変容量素子Ｃfb、Ｃabに印加して容量値を微調整することで、温度変化等で同調周波数がずれるのを防止することもできる。

本発明は、上述した実施の形態に限らず、例えば、以下のように構成しても良い。
（１）実施の形態は、フロント同調回路１１と同調回路１２に、それぞれ粗調整用の可変容量素子と微調整用の可変容量素子を設けているが、粗調整用の可変容量素子と微調整可変容量素子を１個の可変容量素子にして、制御電圧ＶＴ０と同調制御回路１４の制御電圧（例えば、ＶＴ１）をスイッチ等により切り換えて印加するようにしても良い。
（２）実施の形態は、ハードウェアの同調制御回路１４によりフロント同調回路１１と同調回路１２の同調制御を行う場合について説明したが、ＤＳＰ等を用いてソフトウェアにより同調制御を行っても良い。
（３）本発明は、ラジオ受信機に限らず、テレビ受信機等の他の無線装置にも適用できる。また、専用の無線受信装置に限らず、ラジオ受信回路、テレビ受信回路を搭載した装置、例えば、携帯電話機、携帯型コンピュータにも適用できる。

実施の形態の無線受信回路の回路図である。 同調制御回路の一例を示す図である。 無線受信回路の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１１ フロント同調回路
１２ 同調回路
１３ 局部発振回路
１４ 同調制御回路
１５ 増幅器
１６ 混合回路
１７ バンドパスフィルタ
１８ 受信信号強度検出回路

Claims (4)

1. 局部発振回路と、
   前記局部発振回路の局部発振周波数を制御する制御電圧によって同調周波数が制御される第１の同調回路と、
   前記第１の同調回路の後段の増幅器の出力に接続され、前記局部発振回路の前記制御電圧によって同調周波数が制御される第２の同調回路と、
   受信信号強度を検出する受信信号強度検出回路と、
   前記受信信号強度検出回路の受信信号強度を示す検出信号に基づいて、前記第１の同調回路の同調周波数と前記第２の同調回路の同調周波数との微調整を同時に行う同調制御回路と、を備える無線受信回路。
2. 前記第１の同調回路は、同調周波数粗調整用の第１の可変同調素子と、微調整用の第２の可変同調素子を有し、
   前記第２の同調回路は、同調周波数粗調整用の第３の可変同調素子と、微調整用の第４の可変同調素子を有し、
   前記局部発振回路の前記制御電圧を、前記第１の可変同調素子と前記第３の可変同調素子に印加して同調周波数の粗調整を行い、
   前記同調制御回路は、前記受信信号強度検出回路の前記検出信号に基づいて、前記第２の可変同調素子と前記第４の可変同調素子を調整して同調周波数の微調整を行う請求項１記載の無線受信回路。
3. 前記第１の同調回路の前記第１及び第２の可変同調素子と前記第２の同調回路の前記第３及び第４の可変同調素子は可変容量素子であり、
   前記同調制御回路は、受信信号強度を示す前記検出信号に基づいて、前記第２の可変容量素子と前記第４の可変容量素子の容量値を調整する請求項２記載の無線受信回路。
4. 前記同調制御回路は、受信信号強度を示す前記検出信号に基づいて、前記第２の可変容量素子の容量を微調整する第１の制御電圧と、前記同調回路の前記第４の可変容量素子の容量を微調整する第２の制御電圧を出力する請求項３記載の無線受信回路。

Images