JP2015149624A

JP2015149624A - 無線機用のパワーセーブ回路、及びパワーセーブ回路を備えた無線機

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Publication number: JP2015149624A
Application number: JP2014021692A
Authority: JP
Inventors: 誠杉垣; Makoto Sugigaki
Original assignee: Icom Inc
Current assignee: Icom Inc
Priority date: 2014-02-06
Filing date: 2014-02-06
Publication date: 2015-08-20
Anticipated expiration: 2034-02-06
Also published as: JP6237295B2

Abstract

【課題】ＡＦアンプへの給電再開時の応答特性の良いパワーセーブ回路を提供する。【解決手段】パワーセーブ回路１は、ＡＦアンプ４と制御部６との間に設けられる。制御部６は受信信号が所定条件を満たさない状態が所定時間継続した場合にＡＦアンプ４への給電を停止するパワーセーブモードを設定し、ＡＦアンプ４をシャットダウン状態にする設定信号を出力し、パワーセーブモードを解除する時に解除信号を出力する。ＡＦアンプ４は、電源１１からの電源ノイズを除去するための平滑用コンデンサ４１を備えた電源入力端子４２と、シャットダウン状態にする設定端子４３を有する。パワーセーブ回路１は、制御部６からの設定信号を設定端子４３だけでなく電源入力端子４２にも入力して平滑用コンデンサ４１を充電する回路と、制御部６からの解除信号を設定端子４３に入力して給電を行う回路と、を切り替える。これによりＡＦアンプ４への給電再開時の音声出力に関する応答特性を改善する。【選択図】図１

Description

本発明は、無線による送受信機（トランシーバ）又は受信機（ラジオ）等の無線機に一般に搭載されるパワーセーブ回路と、このパワーセーブ回路を備えた無線機に関する。

従来、無線機には、検波及びフィルタリングした無線信号を増幅してスピーカに出力するＡＦアンプ（ＡｕｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙａｍｐｌｉｆｉｒｅ：別名オーディオアンプ）が用いられている。無線機には、受信信号が所定条件を満たす場合にのみスピーカから音声を出力する機能、いわゆるスケルチ機能を有するものが知られている。スケルチ機能には、所定の受信強度の場合にスケルチ信号を出力するＳメータスケルチ機能の他、ノイズスケルチ、トーンスケルチ、コードスケルチ等が知られている。

無線機のＡＦアンプの電源入力端子には、電源ノイズによる影響を低減するため、平滑用コンデンサが接続されている。特にバッテリ駆動の無線機においては、駆動時間を長くするため、受信信号が所定条件を満たさずに音声出力がされない無音状態が、所定時間継続した場合、ＡＦアンプへの給電を停止する（パワーセーブモードが設定されている状態という）機能を備えたものがある。給電が停止すると、平滑用コンデンサに充電されていた電荷が放電される。スケルチ機能によってＡＦアンプへの給電が再開された時（スケルチ解放時という）、平滑用コンデンサを充電するまでの間はスピーカから音声が出力されず、最初の音声がスピーカから出力されない、いわゆる頭切れ等の問題があった。

上記問題を解決するため、例えば、ＡＦアンプの電源入力端子に主電源及び副電源を並列接続しておき、パワーセーブモードの設定によりＡＦアンプへの給電を停止する場合には主電源からの給電線のみを開放する構成のパワーセーブ回路が知られている。スケルチ解放時、副電源によって平滑用コンデンサが充電されている状態にあるため、迅速な動作が可能である（例えば特許文献１を参照）。

特開平８−１８３４７号公報

しかし、従来のパワーセーブ回路では、スケルチ解放時のＡＦアンプの応答特性を良くするために副電源を別途備える必要があり、回路構成が大型化及び複雑化するという課題がある。

本発明は、上記従来例の問題を解決するためになされたものであり、主電源の他に副電源を用いずとも、ＡＦアンプへの給電再開時の応答特性を良くすることのできるパワーセーブ回路を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明は、受信信号を復調した音声信号を増幅してスピーカに出力するＡＦアンプと、前記受信信号が所定条件を満たさない状態が所定時間継続した場合に前記ＡＦアンプへの給電を停止するパワーセーブモードを設定し、前記受信信号が前記所定条件を満たした場合に前記パワーセーブモードを解除する制御部とを備え、前記制御部は、前記パワーセーブモードの設定時に前記ＡＦアンプをシャットダウン状態にする設定信号を出力し、前記パワーセーブモードを解除する場合に解除信号を出力し、前記ＡＦアンプは、電源から給電線を介して供給される駆動電圧に含まれる電源ノイズを除去するための平滑用コンデンサを備えた電源入力端子と、前記制御部から設定用信号線を介して前記設定信号又は解除信号が入力される設定端子を有している無線機において、前記ＡＦアンプ及び制御部の間に設けられ、前記制御部によるＡＦアンプのシャットダウン状態の設定又は解除に応じて前記ＡＦアンプ及び制御部の間の回路を切り替えるパワーセーブ回路であって、（ａ）前記制御部が設定信号を出力している場合、この設定信号を前記設定端子に入力して前記ＡＦアンプをシャットダウン状態にし、前記給電線を開放し、前記設定信号の電位を前記駆動電圧よりも低い電位に降圧した信号を前記電源入力端子に入力して前記平滑用コンデンサを充電する第１の回路と、（ｂ）前記制御部が解除信号を出力している場合、この解除信号を前記設定端子に入力して前記シャットダウン状態を解除し、前記給電線を導通させて給電を行う第２の回路と、を切り替える構成を有していることを特徴とする。

第１の回路と第２の回路とを切り替える構成は、前記設定用信号線から前記給電線へと信号を流す整流器と、前記給電線において前記整流器が接続される位置よりも電源側に設けられるスイッチと、を備え、前記スイッチは、前記制御部が設定信号を出力している場合にオフにされて前記給電線を開放して、設定信号を前記整流器を介して前記電源入力端子に入力し、また、前記制御部が解除信号を出力している場合にオンされて前記給電線を導通することが好ましい。

前記整流器は、前記設定信号を前記駆動電圧よりも低い電位に降圧する抵抗を有していることが好ましい。

また、本発明の無線機は、受信信号を復調した音声信号を増幅してスピーカに出力するＡＦアンプと、前記受信信号が所定条件を満たさない状態が所定時間継続した場合に前記ＡＦアンプへの給電を停止するパワーセーブモードを設定し、前記受信信号が前記所定条件を満たした場合に前記パワーセーブモードを解除する制御部と、前記ＡＦアンプ及び制御部の間に設けられ、前記制御部による前記ＡＦアンプのシャットダウン状態の設定又は解除に応じて前記ＡＦアンプ及び制御部の間の回路を切り替えるパワーセーブ回路とを備え、前記制御部は、パワーセーブモードの設定時にＡＦアンプをシャットダウン状態にする設定信号を出力し、前記パワーセーブモードを解除する場合に前記シャットダウン状態の解除信号を出力し、前記ＡＦアンプは、電源から給電線を介して供給される駆動電圧に含まれる電源ノイズを除去するための平滑用コンデンサを備えた電源入力端子と、前記制御部から前記シャットダウン状態の設定用信号線を介して前記設定信号又は解除信号が入力される設定端子を有し、前記パワーセーブ回路は、（ａ）前記制御部が設定信号を出力している場合、この設定信号を前記設定端子に入力して前記ＡＦアンプをシャットダウン状態にし、前記給電線を開放し、前記設定信号の電位を前記駆動電圧よりも低い電位に降圧した信号を前記電源入力端子に入力して前記平滑用コンデンサを充電する第１の回路と、（ｂ）前記制御部が解除信号を出力している場合、この解除信号を前記設定端子に入力して前記シャットダウン状態を解除し、前記給電線を導通させて給電を行う第２の回路と、を切り替える構成を有していることを特徴とする。

前記無線機は、さらに、入力された音声信号を変調して無線送信する送信ユニットを含むことが好ましい。

本発明のパワーセーブ回路によれば、パワーセーブモードが設定されている間、ＡＦアンプをシャットダウン状態にする設定信号を、ＡＦアンプの設定端子だけでなく、ＡＦアンプの電源入力端子にも入力する。これによりＡＦアンプの電源入力端子に接続されている平滑用コンデンサを充電した状態にしておき、パワーセーブモードが解除された場合に、給電の開始に伴いＡＦアンプを迅速に動作させてスピーカから音声を出力させることができる。

本発明の一実施の形態に係るパワーセーブ回路を備えた無線機の回路図。同無線機の制御部のＣＰＵがパワーセーブモードの設定を実行する制御プログラムのフローチャート。

本発明に係る無線機用のパワーセーブ回路は、受信信号が所定条件を満たさない状態が所定時間継続した場合にパワーセーブモードを設定しＡＦアンプへの給電を停止し、受信信号が所定条件を満たした場合にパワーセーブモードを解除してＡＦアンプへの給電を再開してスピーカから音声を出力する、いわゆるスケルチ機能を有する無線機に用いられる。パワーセーブ回路を備える制御部は、パワーセーブモードの設定時にＡＦアンプをシャットダウン状態にするために該制御部から出力される設定信号を、ＡＦアンプが有しているシャットダウン状態の設定端子だけでなく、電源入力端子にも入力するように回路を切り替える。当該構成を採用することにより、ＡＦアンプの電源入力端子に備えられている平滑用コンデンサを充電した状態に保ち、ＡＦアンプへの給電再開時（スケルチ解放時）の応答特性を改善する。

図１に示すように、本発明の一実施の形態に係るパワーセーブ回路１を備えた無線機７は、パワーセーブ回路１の他、入力された音声信号を変調して無線送信する送信ユニット２と、受信信号を復調した音声信号を出力する受信ユニット３と、音声信号を増幅して出力するＡＦアンプ４と、スピーカ５と、制御部６とを備えている。

送信ユニット２は、使用者の音声信号を生成するマイク２１と、送信信号入力部２２と、変調部２３と、送信部２４とを備えている。送信信号入力部２２は、音声信号を増幅して変調部２３に出力する。送信信号入力部２２は、設定によりトーン信号によるスケルチ機能を付加する場合、トーン信号を増幅後の音声信号に重畳して出力する。変調部２３は入力された音声信号を変調して送信部２４に出力する。送信部２４は入力される変調信号の周波数を無線周波数に変換して出力する。

受信ユニット３は、アンテナ３１と、送受信切替部３２と、受信部３３と、検波部３４と、フィルタ部３５とを備えている。送受信切替部３２は、送信ユニット２の送信部２４から出力された無線信号をアンテナ３１に出力する送信モードと、アンテナ３１によって受信した無線信号（受信信号）を受信部３３に出力する受信モードと、を制御部６からの制御信号に基づいて切り替える。受信部３３は、受信信号を増幅した中間周波信号を検波部３４及び制御部６に出力する。検波部３４は、入力される中間周波信号を復調してフィルタ部３５に出力する。フィルタ部３５は、復調された信号から音声信号Ｓ２を取り出してＡＦアンプ４へと出力する。

ＡＦアンプ４は、給電線Ｌ１を介して電源１１からの電源電圧ＶＣＣ（＝７．５Ｖ）を降圧した駆動電圧ＶＤＤ（＝６Ｖ）が入力される電源入力端子４２と、制御部６から設定用信号線Ｌ２を介してシャットダウン状態の設定信号又は解除信号が入力される設定端子４３とを備えている。電源入力端子４２は、駆動電圧ＶＤＤに含まれる電源ノイズを除去する平滑用コンデンサ４１を備えている。また、ＡＦアンプ４は、音声信号Ｓ２の入力される入力端子４４と、増幅した音声信号を出力する出力端子４５とを備えている。

制御部６は、ＣＰＵ６１、制御プログラム等を記憶するＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等の記憶部６２と、表示部６３と、音声送信時に押下するＰＴＴスイッチ６４ａ等を有する操作部６４と、スケルチ検出部６５とを備えている。ＣＰＵ６１は、ＰＴＴスイッチ６４ａが押下されている間、送受信切替部３２を送信モードに設定し、ＰＴＴスイッチが押下されていない間、送受信切替部３２を受信モードに設定する。

表示部６３は、ドットマトリクスタイプのＬＣＤ（液晶表示）パネルとドライバ回路等で構成されており、無線機７の操作に必要な画像を表示する。スケルチ検出部６５は、受信部３３からの中間周波信号に基づいて、受信信号をスピーカ５に出力するための所定条件（閾値条件又は信号一致条件等）を満たしている間は“Ｈ”のスケルチ信号Ｓ１を出力し、受信信号が前記所定条件を満たしていない間は“Ｌ”のスケルチ信号Ｓ１を出力する。前記所定条件とは、例えば、スケルチ検出部６５においてＳメータスケルチ機能が有効にされている場合には、受信信号の強度が所定の閾値以上であるという条件をいう。また、スケルチ検出部６５においてノイズスケルチ機能が有効にされている場合には、受信信号の内、音声信号の強度が所定の閾値以上であるという条件をいう。また、スケルチ検出部６５においてトーン（コード）スケルチ機能が有効にされている場合には、予定のトーン（コード）信号を受信したという条件をいう。

制御部６による動作について図２のフローチャートを参照して説明する。ＣＰＵ６１は、スケルチ信号Ｓ１が“Ｌ”となって音声信号が出力されない場合（ステップＳ１でＮＯ）、“Ｈ”のＡＦＯＮ信号（設定信号という）をＡＦアンプ４に出力して該ＡＦアンプ４をシャットダウン状態に設定する（ステップＳ２）。スケルチ信号Ｓ１が“Ｌ”となって音声信号が出力されない状態が所定時間継続した場合（ステップＳ３でＹＥＳ）、“Ｌ”のＳ５Ｖ信号（給電停止信号という）をパワーセーブ回路１に出力してパワーセーブモードを設定する（ステップＳ４）。パワーセーブ回路１は、給電停止信号の入力を受けてＡＦアンプ４への給電を停止する。

ＣＰＵ６１は、スケルチ信号Ｓ１が“Ｈ”で（ステップＳ１でＹＥＳ）、パワーセーブモードが設定されている場合（ステップＳ５でＹＥＳ）、“Ｈ”のＳ５Ｖ信号（給電信号という）をパワーセーブ回路１に出力してパワーセーブモードを解除する（ステップＳ６）。この処理の後、又はパワーセーブモードが設定されていない場合（ステップＳ５でＮＯ）、“Ｌ”のＡＦＯＮ信号（解除信号という）をＡＦアンプ４へ出力して該ＡＦアンプ４のシャットダウン状態を解除する（ステップＳ７）。パワーセーブ回路１は、給電信号の入力を受けてＡＦアンプ４への給電を行う。

パワーセーブ回路１は、ＡＦアンプ４及び制御部６の間に設けられる。パワーセーブ回路１は、設定信号及び給電停止信号の入力に応じてＡＦアンプ４及び制御部６の間の回路構成を、ＡＦアンプ４への給電を停止して降圧用の抵抗１３ｃで消費でされる電力を無くし、平滑用コンデンサ４１を充電する回路（第１の回路という）にする。また、パワーセーブ回路１は、解除信号及び給電信号の入力に応じて前記第１の回路からＡＦアンプ４に給電する回路（第２の回路という）へ切り替える機能を有している。

詳しくは、パワーセーブ回路１は、設定用信号線Ｌ２から給電線Ｌ１へと信号を流す整流器１２と、整流器１２が接続される位置よりも電源１１側の給電線Ｌ１に設けられるスイッチ１３とを備えている。

整流器１２は、スケルチ検出時に出力される設定信号（＝５Ｖ）をＡＦアンプ４の駆動電圧ＶＤＤ（＝６Ｖ）よりも低い電位（例えば４．２〜４．３Ｖ）に降圧する抵抗値を有するダイオードを順方向に接続したものである。所望の電位を得るためダイオードの他に抵抗を直列に接続してもよい。

スイッチ１３は、ＣＰＵ６１から出力される給電信号（Ｓ５Ｖ＝“Ｈ”）の入力に応じて回線を導通し、給電停止信号（Ｓ５Ｖ＝“Ｌ”）の入力に応じて回線を開放する。スイッチ１３は、詳しくは、２つのスイッチングトランジスタ、即ち、給電線Ｌ１において、電源１１にエミッタが接続され、電源入力端子にコレクタが接続されているｐｎｐバイポーラトランジスタ１３ａと、このトランジスタ１３ａのベースにコレクタが接続され、エミッタが接地抵抗Ｒ１に接続されているｎｐｎバイポーラトランジスタ１３ｂと、で構成されている。トランジスタ１３ａの下流側には電源電圧Ｖｃｃ（＝７．５Ｖ）をＡＦアンプ４の駆動電圧ＶＤＤ（＝６Ｖ）に降圧する抵抗１３ｃが設けられている。給電信号がトランジスタ１３ｂのベースに入力されると、トランジスタ１３ｂはオンし、これに応じてトランジスタ１３ａはオンし、回線を導通し、給電線Ｌ１を介して電力を供給する。給電停止信号がトランジスタ１３ｂのベースに入力されると、トランジスタ１３ｂはオフし、これに応じてトランジスタ１３ａはオフし、回線を開放する。

前記第１の回路は、制御部６が設定信号（ＡＦＯＮ＝“Ｈ”）及び給電停止信号（Ｓ５Ｖ＝“Ｌ”）を出力している場合に構成される。第１の回路では、スイッチ１３が開放されているため、設定信号が設定用信号線Ｌ２を介してＡＦアンプ４の設定端子４３に入力されるだけでなく、整流器１２を介して電源入力端子４２にも入力される。整流器１２によって駆動電圧ＶＤＤよりも低い電位にまで降圧された設定信号が電源入力端子４２に入力されることによって、ＡＦアンプ４は動作しないが、平滑用コンデンサ４１は充電される。

前記第２の回路は、制御部６が解除信号（ＡＦＯＮ＝Ｌｏｗレベル）及び給電信号（Ｓ５Ｖ＝“Ｈ”）を出力している場合に構成される。第２の回路では、解除信号が設定用信号線Ｌ２を介してＡＦアンプ４の設定端子４３に入力されて、ＡＦアンプ４のシャットダウン状態が解除される。また、給電信号の入力を受けてスイッチ１３が閉じて、回線を導通させるので、電源１１から電源入力端子４２に駆動電圧ＶＤＤが印加されＡＦアンプ４が動作する。

前記第１の回路から第２の回路への切り替え時、ＡＦアンプ４の電源入力端子４２に接続されている平滑用コンデンサ４１はすでに充電されているので、ＡＦアンプ４は速やかに動作する。これにより、スケルチ解放時に最初の音声がスピーカ５から出力されない、いわゆる頭切れの不具合が解消され、音声信号の出力特性が改善される。

なお、本発明は、上記各種実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、パワーセーブ回路１は、正論理回路で構成されているが、同一の作用効果が得られるように負論理回路によって構成することも可能である。また、制御部６は受信信号が所定条件を満たさない状態が所定時間継続した場合にパワーセーブモードを設定するが、この“所定時間継続した場合”には、例えば５〜３０秒間だけでなく、受信信号が所定条件を満たさない場合に実質的に遅滞なく、即ち直ちにパワーセーブモードを設定する場合を含む。

本発明のパワーセーブ回路、及びこのパワーセーブ回路を備えた無線機は、受信ユニットのみを備えている受信機（ラジオ）、受信ユニット及び送信ユニットを備えている送受信機（トランシーバ）等の無線機に使用することができる。

１パワーセーブ回路
４ＡＦアンプ
５スピーカ
６制御部
７無線機
１１電源
１２整流器
１３スイッチ
４１平滑用コンデンサ
４２電源入力端子
４３設定端子
ＡＦＯＮ設定信号又は解除信号
Ｌ１給電線
Ｌ２設定用信号線

Claims

受信信号を復調した音声信号を増幅してスピーカに出力するＡＦアンプと、前記受信信号が所定条件を満たさない状態が所定時間継続した場合に前記ＡＦアンプへの給電を停止するパワーセーブモードを設定し、前記受信信号が前記所定条件を満たした場合に前記パワーセーブモードを解除する制御部とを備え、前記制御部は、前記パワーセーブモードの設定時に前記ＡＦアンプをシャットダウン状態にする設定信号を出力し、前記パワーセーブモードを解除する場合に解除信号を出力し、前記ＡＦアンプは、電源から給電線を介して供給される駆動電圧に含まれる電源ノイズを除去するための平滑用コンデンサを備えた電源入力端子と、前記制御部から設定用信号線を介して前記設定信号又は解除信号が入力される設定端子を有している無線機において、前記ＡＦアンプ及び制御部の間に設けられ、前記制御部によるＡＦアンプのシャットダウン状態の設定又は解除に応じて前記ＡＦアンプ及び制御部の間の回路を切り替えるパワーセーブ回路であって、
（ａ）前記制御部が設定信号を出力している場合、この設定信号を前記設定端子に入力して前記ＡＦアンプをシャットダウン状態にし、前記給電線を開放し、前記設定信号の電位を前記駆動電圧よりも低い電位に降圧した信号を前記電源入力端子に入力して前記平滑用コンデンサを充電する第１の回路と、（ｂ）前記制御部が解除信号を出力している場合、この解除信号を前記設定端子に入力して前記シャットダウン状態を解除し、前記給電線を導通させて給電を行う第２の回路と、を切り替える構成を有していることを特徴とする無線機用のパワーセーブ回路。
前記第１の回路と第２の回路とを切り替える構成は、前記設定用信号線から前記給電線へと信号を流す整流器と、前記給電線において前記整流器が接続される位置よりも電源側に設けられるスイッチと、を備え、
前記スイッチは、前記制御部が設定信号を出力している場合にオフにされて前記給電線を開放して、前記設定信号を前記整流器を介して前記電源入力端子に入力し、また、前記制御部が解除信号を出力している場合にオンされて前記給電線を導通することを特徴とする請求項１に記載の無線機用のパワーセーブ回路。
前記整流器は、前記設定信号を前記駆動電圧よりも低い電位に降圧する抵抗を有していることを特徴とする請求項２に記載の無線機用のパワーセーブ回路。
受信信号を復調した音声信号を増幅してスピーカに出力するＡＦアンプと、前記受信信号が所定条件を満たさない状態が所定時間継続した場合に前記ＡＦアンプへの給電を停止するパワーセーブモードを設定し、前記受信信号が前記所定条件を満たした場合に前記パワーセーブモードを解除する制御部と、前記ＡＦアンプ及び制御部の間に設けられ、前記制御部による前記ＡＦアンプのシャットダウン状態の設定又は解除に応じて前記ＡＦアンプ及び制御部の間の回路を切り替えるパワーセーブ回路とを備え、
前記制御部は、パワーセーブモードの設定時にＡＦアンプをシャットダウン状態にする設定信号を出力し、前記パワーセーブモードを解除する場合に前記シャットダウン状態の解除信号を出力し、
前記ＡＦアンプは、電源から給電線を介して供給される駆動電圧に含まれる電源ノイズを除去するための平滑用コンデンサを備えた電源入力端子と、前記制御部から前記シャットダウン状態の設定用信号線を介して前記設定信号又は解除信号が入力される設定端子を有し、
前記パワーセーブ回路は、（ａ）前記制御部が設定信号を出力している場合、この設定信号を前記設定端子に入力して前記ＡＦアンプをシャットダウン状態にし、前記給電線を開放し、前記設定信号の電位を前記駆動電圧よりも低い電位に降圧した信号を前記電源入力端子に入力して前記平滑用コンデンサを充電する第１の回路と、（ｂ）前記制御部が解除信号を出力している場合、この解除信号を前記設定端子に入力して前記シャットダウン状態を解除し、前記給電線を導通させて給電を行う第２の回路と、を切り替える構成を有していることを特徴とする無線機。
さらに、入力された音声信号を変調して無線送信する送信ユニットを含むことを特徴とする請求項４に記載の無線機。