JP3666535B2

JP3666535B2 - 受信機用ｉｃ

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Publication number: JP3666535B2
Application number: JP11898497A
Authority: JP
Inventors: 均富山
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-05-09
Filing date: 1997-05-09
Publication date: 2005-06-29
Anticipated expiration: 2017-05-09
Also published as: TW376596B; KR100551235B1; US6463268B2; JPH10308682A; KR19980086837A; US20010014595A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、受信機用ＩＣに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば「特開平１−２７３４３２号公報」の技術によれば、スーパーヘテロダイン方式のＦＭ受信機を、ダイレクトコンバージョン方式とすることにより１チップＩＣ化することができる。
【０００３】
図４は、そのようなＩＣおよび受信機の一例を示すもので、この例においては、ＦＭ中間周波数が150 ｋHzの場合であり、鎖線で囲った部分がＩＣ１０として１チップ化され、鎖線の外側の部品ないし回路がＩＣ１０に外付けとされて受信機が構成される。
【０００４】
そして、その外付け部品（ないし外付け回路）のうち、符号４１はアンテナ、符号４２はＦＭバンドを通過帯域とするプリセレクタ（バンドパスフィルタ）、符号４３は、コイルおよびバリコン（可変コンデンサ）により構成された局部発振用の共振回路、符号４４はスピーカである。
【０００５】
そして、ＦＭ受信時には、アンテナ１１の受信信号が、プリセレクタ４２および高周波アンプ１１の信号ラインを通じてミキサ回路１２Ｉ、１２Ｑに供給される。ここで、目的とする受信信号ＳRXは、
ＳRX＝Ａsin ωRXｔ
ωRX＝２πｆRX
であるとする。また、以後の信号処理においては、各信号の相対的な振幅および位相が関係するだけなので、上式および以後の説明においては、各信号の初期位相は省略する。
【０００６】
そして、
ｆLO：局部発振周波数
ｆLO＝ｆRX−ｆIF
ｆIF：ＦＭ中間周波数（＝150 ｋHz）
とすると、局部発振回路２１において、共振回路４３のバリコンの操作に対応して本来の局部発振周波数ｆLOの２倍の周波数の局部発振信号ＳLOが形成される。
【０００７】
そして、この信号ＳLOが分周回路２２Ｉ、２２Ｑに供給されて１／２分周され、例えば図６に実線で示すように、信号ＳLOの立ち上がり方向のゼロクロス点および立ち下がり方向のゼロクロス点で反転する信号ＳLI、ＳLQが形成される。すなわち、信号SLO は、周波数ｆLOで、かつ、位相が互いに90°異なる信号ＳLI、ＳLQ
ＳLI＝Ｂcos ωLO
ＳLQ＝Ｂsin ωLO
ωLO＝２πｆLO
に分周される。なお、上式および以下の説明においては、簡単のため、信号ＳLI、ＳLQについては、基本波成分についてのみ示し、高調波成分については無視する。
【０００８】
そして、これら信号ＳLI、ＳLQがミキサ回路１２Ｉ、１２Ｑにそれぞれ局部発振信号として供給される。
【０００９】
したがって、ミキサ回路１２Ｉ、１２Ｑの出力信号ＳII、ＳIQは、

となる。
【００１０】
そして、後述するように、これら信号ＳII、ＳIQのうち、角周波数（ωRX＋ωLO）の信号成分は除去され、角周波数（ωRX−ωLO）の信号成分が中間周波信号として使用されるので、簡単のため、上式の角周波数（ωRX＋ωLO）の信号成分を無視すると、上式は、
ＳII＝αsin （ωRX−ωLO）ｔ
ＳIQ＝αcos （ωRX−ωLO）ｔ
となる。
【００１１】
そして、このとき、イメージ信号Ｓimは、
Ｓim＝Ｃsin ωimｔ
ωim＝ωLO＋ωIF
ωIF＝２πｆIF
であるから、プリセレクタ４２からの受信信号ＳRXにイメージ信号Ｓimが含まれているとすれば、このときの信号ＳII、ＳIQは、
ＳII＝αsin （ωRX−ωLO）ｔ＋βsin （ωim−ωLO）
ＳIQ＝αcos （ωRX−ωLO）ｔ＋βcos （ωim−ωLO）ｔ
β＝Ａ・Ｃ／２
となる。
【００１２】
そして、このとき、さらに、
ωRX＜ωLO＜ωim
であるから、上式は、

となる。
【００１３】
そして、これら信号ＳII、ＳIQが移相回路１３Ｉ、１３Ｑに供給される。この移相回路１３Ｉ、１３Ｑは、例えば、コンデンサ、抵抗器およびオペアンプを使用したアクティブフィルタにより構成され、移相回路１３Ｉが信号ＳIIを値φだけ移相するとともに、移相回路１３Ｑが信号ＳIQを値（φ＋90°）だけ移相するものであり、この移相により、必要とする中間周波帯域において、入力された２つの信号ＳII、ＳIQを、位相差が90°±１°の関係に移相するものである。
【００１４】
こうして、移相回路１３Ｉ、１３Ｑにより、信号ＳIQが信号ＳIIに対して90°進相され、信号ＳII、ＳIQは、
ＳII＝−αsin （ωLO−ωRX）ｔ＋βsin （ωim−ωLO）ｔ

とされる。
【００１５】
そして、これら信号ＳII、ＳIQが加算回路１４に供給されて加算され、加算回路１４からは

で示される信号ＳIFは取り出される。
【００１６】
ここで、上式において、

であるから、信号ＳIFは目的とする受信信号ＳRXの中間周波信号である。そして、プリセレクタ４２からの受信信号ＳRXにイメージ信号Ｓimが含まれていても、この中間周波信号ＳIFには、イメージ信号Ｓimによる信号成分は相殺されて含まれていない。
【００１７】
こうして、加算回路１４からは、受信信号ＳRXから変換された中間周波信号ＳIF（および角周波数（ωRX＋ωLO）の信号成分など）が取り出される。
【００１８】
そして、この中間周波信号ＳIFが、ＦＭ中間周波フィルタ用のバンドパスフィルタ１５に供給される。このバンドパスフィルタ１５は、例えば、移相回路１３Ｉ、１３Ｑと同様にアクティブフィルタにより構成されるとともに、その通過中心周波数は150 ｋHzとされる。こうして、バンドパスフィルタ１５において、角周波数（ωRX＋ωLO）の信号成分などの不要な信号成分が除去され、中間周波信号ＳIFだけが取り出される。
【００１９】
そして、この取り出された信号ＳIFが、リミッタアンプ１６を通じてパルスカウント形のＦＭ復調回路１７に供給されてオーディオ信号が取り出され、このオーディオ信号が低周波アンプ１８を通じてスピーカ４４に供給される。
【００２０】
こうして、図４のＩＣ１０によれば、ＦＭ中間周波数を150 ｋHzと低くしているので、中間周波フィルタ１５をアクティブ型とすることによりＩＣ化することができ、この結果、鎖線で囲った部分１０を１チップＩＣ化することができる。
【００２１】
また、そのように中間周波数を低くすると、イメージ特性が低下するが、上記のように、プリセレクタ４２からの受信信号ＳRXにイメージ信号Ｓimが含まれていても、加算回路１４においてイメージ信号Ｓimの信号成分を相殺することができ、したがって、イメージ特性を良好なものとすることができる。
【００２２】
さらに、上述においては、ＩＣ１０をバリコンにより同調を行うアナログ同調方式のＦＭ受信機に適用した場合であるが、ＩＣ１０をＰＬＬにより選局を行うシンセサイザ方式のＦＭ受信機に適用することもできる。
【００２３】
図５は、ＩＣ１０をシンセサイザ方式のＦＭ受信機に適用した場合の一例を示す。この場合には、局部発振用の共振回路４３が、局部発振コイルＬ43及び可変容量ダイオードＤ43により構成される。
【００２４】
そして、この共振回路４３がＰＬＬ４３０の一部とされる。すなわち、共振回路４３に得られる局部発振信号ＳLOが、バッファアンプ４３１を通じて可変分周回路４３２に供給されて１／Ｎの周波数の信号Ｓ32に分周される。そして、この分周信号Ｓ32が位相比較回路４３３に供給されるとともに、発振回路４３４から基準となる周波数、例えば100 ｋHzの発振信号が取り出され、この信号が比較回路４３３に供給される。そして、この比較回路４３３の比較出力が、ローパスフィルタ４３５及びバッファ抵抗器Ｒ43を通じて可変容量ダイオードＤ43にその制御電圧として供給される。
【００２５】
したがって、定常時には、分周信号Ｓ32の周波数と、発振回路４３４の発振周波数（＝100 ｋHz）とは等しいので、このときの局部発振信号ＳLOの発振周波数２ｆLOは、
２ｆLO＝Ｎ×100 〔ｋHz〕
となっている。
【００２６】
そして、このとき、
ｆRX＝ｆLO＋ｆIF
ｆIF＝150 ｋHz
とされている。したがって、これらの式から、
ｆRX＝Ｎ×50＋150 〔ｋHz〕
となる。
【００２７】
したがって、可変分周回路４３２の分周比Ｎを1517〜1797の範囲で２ずつ変更すれば、その分周比Ｎに対応して信号ＳLI、ＳLQの周波数ｆLOが75.85 ＭHz〜89.85 ＭHzの範囲を100 ｋHzステップで変化するので、受信周波数ｆRXを76ＭHz〜90ＭHzの範囲で100 ｋHzステップで変更することができる。なお、分周比Ｎは、一般のＰＬＬシンセサイザ方式の受信機と同様、マイクロコンピュータにより設定あるいは変更することができる。
【００２８】
こうして、ＩＣ１０は、ＰＬＬシンセサイザ方式のＦＭ受信機にも使用することができる。
【００２９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のＩＣ１０において、局部発振回路２１の発振信号ＳLOの波形が例えば図６に破線で示すように歪んでいると、信号ＳLOの正の半サイクル期間の長さτ+ と、負の半サイクル期間の長さτ- とが違ってしまい、すなわち、信号ＳLOはデューティレシオが50％ではなくなってしまう。
【００３０】
そして、信号ＳLI、ＳLQは、信号ＳLOのゼロクロス点で反転するのであるから、信号ＳLOのデューティーレシオが50％でなくなれば、図６に破線で示すように、信号ＳLIと信号ＳLQとの位相差が90°からずれてしまう。
【００３１】
すると、加算回路１４に供給される信号ＳII中のイメージ信号Ｓimと、信号ＳIQ中のイメージ信号Ｓimとの位相差が180 °にならなくなり、この結果、加算回路１４において、信号ＳII中のイメージ信号Ｓimと、信号ＳIQ中のイメージ信号Ｓimとが十分に相殺されなくなるので、加算回路１４から出力される中間周波信号ＳIFにイメージ信号Ｓimが残留してしまう。
【００３２】
実験および理論計算によれば、信号ＳLI、ＳLQの位相差のずれが90°から±１°以内であれば（位相差が89°〜91°であれば）、40dBのイメージ抑圧比を得ることができるが、位相差のずれが２°になると、イメージ抑圧比は34dBに低下してしまう。
【００３３】
そこで、ＡＬＣ回路を設け、局部発振回路２１の発振信号ＳLOのレベルを検出するとともに、その検出信号により信号レベルを規定値に制御することが考えられている。つまり、そのようにすれば、発振信号ＳLOに含まれる歪み成分（高調波成分）が減少し、信号ＳLOの波形がきれいな正弦波状になってデューティーレシオが50％になるので、信号ＳLIと信号ＳLQとの位相差が90°になり、所期のイメージ特性を得ることができる。
【００３４】
ところが、この受信機をテレビ放送波などの妨害波の強い地域で使用すると、その強レベルの妨害波信号がアンテナ４１からミキサ回路１２Ｉ、１２Ｑを通じて局部発振回路２１に飛び込んでしまう。すると、ＡＬＣ回路が、発振信号ＳLOのレベルを検出するとき、その妨害波信号も含んで検出をすることになるので、発振回路２１の発振強度が目標値よりも低下してしまい、最悪の場合には、発振が停止してしまう。
【００３５】
この発明は、以上のような問題点を解決しようとするものである。
【００３６】
【課題を解決するための手段】
このため、この発明においては、
局部発振回路と、
この局部発振回路の発振信号を使用して受信信号を中間周波信号に周波数変換するミキサ回路と、
上記発振信号のレベルを検出して上記発振信号のレベルを所定の一定値に制御するＡＬＣ回路と、
このＡＬＣ回路の動作の許可・禁止を制御する回路と
を有する受信機用ＩＣ
とするものである。
したがって、妨害波の強い地域では、ＡＬＣ回路の動作を禁止することにより、発振回路が正常に動作し、その発振信号が出力される。
【００３７】
【発明の実施の形態】
図１および図２は、この発明の一例を紙面の都合で２分割して示すもので、図１の右側が図２の左側につながる。そして、これら図１および図２において、ＩＣ１０は、その全体が図４および図５により説明したように構成されるとともに、局部発振回路２１およびＡＬＣ回路２３が、例えば以下のように構成される。
【００３８】
すなわち、ＩＣ１０において、符号Ｔ11〜Ｔ15はＩＣ１０の端子（外部接続ピン）の一部を示し、端子Ｔ11は電源端子、端子Ｔ15は接地端子である。そして、これら電源端子Ｔ11と接地端子Ｔ15との間に電池４５が接続されて例えば３Ｖの直流電圧が供給される。
【００３９】
また、局部発振回路２１がトランジスタＱ11〜Ｑ13により構成される。この場合、トランジスタＱ11、Ｑ12のエミッタが定電流源用のトランジスタＱ13のコレクタに接続され、トランジスタＱ11、Ｑ12のベースが相手のコレクタに接続される。さらに、トランジスタＱ12のコレクタが端子Ｔ13に接続され、例えば1.25Ｖの定電圧源Ｖ11が端子Ｔ12に接続されるとともに、これら端子Ｔ12と端子Ｔ13との間に同調回路４３が接続される。
【００４０】
したがって、トランジスタＱ11のコレクタからは局部発振信号ＳLOが得られるとともに、その信号レベルはトランジスタＱ11、Ｑ12のエミッタ電流の大きさに対応したレベルとなる。そして、この局部発振信号ＳLOが分周回路２２Ｉ、２２Ｑに供給される。
【００４１】
さらに、ＡＬＣ回路２３がトランジスタＱ21〜Ｑ33により構成される。すなわち、トランジスタＱ12のコレクタに、トランジスタＱ21のベースが接続されるとともに、トランジスタＱ21のエミッタと端子Ｔ14との間に定電流源用のトランジスタＱ22と、コンデンサＣ21とが接続される。
【００４２】
こうして、トランジスタＱ21はＢ級バイアスとされ、トランジスタＱ21により発振信号ＳLOが整流ないし検波されるとともに、コンデンサＣ21によりその整流出力が平滑され、発振信号ＳLOの信号レベルに対応したレベルの直流電圧ＶDCが取り出される。つまり、発振信号ＳLOのレベルが検出されたことになる。
【００４３】
そして、この電圧ＶDCが、トランジスタＱ23、Ｑ24によりトランジスタＱ25のベースに供給されるとともに、トランジスタＱ25のエミッタがトランジスタＱ13のベースに接続され、トランジスタＱ25のコレクタが端子Ｔ14に接続される。
【００４４】
また、トランジスタＱ31〜Ｑ33により端子Ｔ11を基準電位点としてカレントミラー回路２３１が構成され、その入力側のトランジスタＱ31に、ダイオード接続されたトランジスタＱ34および抵抗器Ｒ34により一定の直流電流が供給され、トランジスタＱ32、Ｑ33のコレクタからそれぞれ一定の出力電流が取り出される。
【００４５】
そして、トランジスタＱ32のコレクタ電流がダイオード接続されたトランジスタＱ26に供給され、その降下電圧がトランジスタＱ22にベースバイアス電圧として供給され、トランジスタＱ22は定電流源とされる。また、トランジスタＱ33がトランジスタＱ25のエミッタに接続される。
【００４６】
さらに、端子Ｔ14と端子Ｔ15との間に、ＡＬＣ回路２３の動作の許可・禁止を制御するスイッチ４６が接続され、端子Ｔ14がトランジスタＱ41、Ｑ42を通じてトランジスタＱ43のベースに接続されるとともに、このトランジスタＱ43のコレクタ・エミッタ間がトランジスタＱ31のベースと端子Ｔ11との間に接続される。
【００４７】
さらに、トランジスタＱ11、Ｑ12のエミッタと端子Ｔ15との間に、抵抗器Ｒ44と、トランジスタＱ44のコレクタ・エミッタ間との直列回路が接続され、トランジスタＱ44のベースに電圧源Ｖ11からベースバイアス電圧が供給されるとともに、そのトランジスタＱ44のベースと端子Ｔ14との間に、トランジスタＱ45のコレクタ・エミッタ間が接続され、そのベースが端子Ｔ14に接続される。
【００４８】
また、例えば図３に示すように、プリセレクタ４２の後段における受信信号ＳRXの信号ラインに、アッテネータ用の抵抗器Ｒ47と感度切り換えスイッチ４７との直列回路が接続されるとともに、スイッチ４６がスイッチ４７に連動するものとされる。
【００４９】
このような構成において、スイッチ４６をオフとした場合には、トランジスタＱ41が電圧源Ｖ11の電圧によりバイアスされてオンとなるので、トランジスタＱ42がオフとなり、トランジスタＱ43もオフとなる。したがって、カレントミラー回路２３１が有効に動作し、トランジスタＱ32、Ｑ33からそれぞれ所定のコレクタ電流が出力される。
【００５０】
また、スイッチ４６がオフなので、トランジスタＱ45も電圧源Ｖ11の電圧によりバイアスされてオンとなり、トランジスタＱ44がオフとなる。したがって、トランジスタＱ11、Ｑ12のエミッタ電流の和はトランジスタＱ13のコレクタ電流に等しくなる。
【００５１】
そして、例えば発振信号ＳLOのレベルが大きくなると、トランジスタＱ21に供給される信号ＳLOのレベルも大きくなり、その整流電圧ＶDCのレベルが上昇する。すると、トランジスタＱ23がオフ方向に変化してトランジスタＱ24もオフ方向に変化するので、トランジスタＱ25のベースの電位（対接地）が低下してそのコレクタ電流が増加する。
【００５２】
そして、トランジスタＱ25のコレクタ電流が増加すれば、トランジスタＱ33のコレクタ電流は一定であるから、トランジスタＱ13のベース電流が減少し、そのコレクタ電流も減少する。したがって、トランジスタＱ11、Ｑ12のエミッタ電流が減少するので、トランジスタＱ11、Ｑ12により形成される発振信号ＳLOのレベルは小さくなる。
【００５３】
また、発振信号ＳLOのレベルが小さくなると、上述とは逆に、整流電圧ＶDCのレベルが低下するので、トランジスタＱ23、Ｑ24がオン方向に変化し、トランジスタＱ25のコレクタ電流が減少する。したがって、トランジスタＱ13のコレクタ電流が増加してトランジスタＱ11、Ｑ12のエミッタ電流が増加するので、発振信号ＳLOのレベルは大きくなる。
【００５４】
こうして、スイッチ４６がオフの場合には、ＡＬＣ回路２３が有効となり、発振信号ＳLOのレベルは所定の一定値に保持される。したがって、発振信号ＳLOは歪みが減少してデューティーレシオが50％となるので、分周信号ＳLI、ＱLQの位相差は90°となり、イメージ特性が改善される。
【００５５】
一方、スイッチ４６をオンとした場合には、トランジスタＱ41がオフとなるので、トランジスタＱ42がオンとなってトランジスタＱ43がオンとなり、したがって、トランジスタＱ31〜Ｑ33がオフとなるので、トランジスタＱ13もオフとなり、ＡＬＣ回路２３の動作は禁止される。
【００５６】
また、スイッチ４６がオンなので、トランジスタＱ45がオフとなり、トランジスタＱ44がオンとなる。したがって、トランジスタＱ11、Ｑ12のエミッタ電流は抵抗器Ｒ21により決まる一定の大きさとなり、発振回路２１からは抵抗器Ｒ21により決まる一定のレベルの発振信号ＳLOが出力される。
【００５７】
したがって、受信機を妨害波の強い地域で使用する場合、スイッチ４６をオンにすれば、その強レベルの妨害波がアンテナ４１からミキサ回路１２Ｉ、１２Ｑを通じて局部発振回路２１に飛び込んでも、ＡＬＣ回路２３が誤動作して発振回路２１の発振を停止させることがなく、発振信号ＳLOを得ることができ、放送を正常に受信することができる。
【００５８】
こうして、このＩＣ１０によれば、ＡＬＣ回路２３により局部発振信号ＳLOのレベルを一定に制御することにより、イメージ特性を改善することができるとともに、妨害波の強い地域であっても、スイッチ４６をオンとすることにより、局部発振回路２１を正常に動作させることができ、放送を正常に受信することができる。
【００５９】
また、スイッチ４６をオンにした場合には、信号ＳLI、ＳLQの位相差が90°からずれてイメージイメージ特性の低下することもあるが、スイッチ４６をオンにした場合には、スイッチ４７もオンになって受信信号ＳRXと同時にイメージ信号Ｓimのレベルも減衰させられているので、イメージ特性の低下はあまり問題にならない。
【００６０】
なお、上述において、ミキサ回路１２Ｉ、１２Ｑに供給される受信信号ＳRXあるいはミキサ回路１２Ｉ、１２Ｑから出力される中間周波信号ＳII、ＳIQのレベルを検出し、その検出出力により、スイッチ４６のオン・オフの場合と同様にＡＬＣ回路２３の動作の許可・禁止を制御することもできる。
【００６１】
【発明の効果】
この発明によれば、イメージ特性を改善することができるとともに、妨害波の強い地域であっても、局部発振回路を正常に動作させることができ、放送を正常に受信することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一形態の一部を示す接続図である。
【図２】図１の続きの一形態を示す接続図である。
【図３】この発明の一形態を示す接続図である。
【図４】ＦＭ受信機用の一形態を示す系統図である。
【図５】ＦＭ受信機の他の形態を示す系統図である。
【図６】この発明を説明するための波形図である。
【符号の説明】
１０…ＩＣ、１２Ｉおよび１２Ｑ…ミキサ回路、１３Ｉおよび１３Ｑ…移相回路、１５…バンドパスフィルタ、１６…リミッタアンプ、１７Ｆ…ＦＭ復調回路、２１…局部発振回路、２２Ｉおよび２２Ｑ…分周回路、２３…ＡＬＣ回路、４２…プリセレクタ、４３…局部発振回路用の共振回路、４４…スピーカ

Claims

局部発振回路と、
この局部発振回路の発振信号を使用して受信信号を中間周波信号に周波数変換するミキサ回路と、
上記発振信号のレベルを検出して上記発振信号のレベルを所定の一定値に制御するＡＬＣ回路と、
このＡＬＣ回路の動作の許可・禁止を制御する回路と
を有する受信機用ＩＣ。
請求項１に記載の受信機用ＩＣにおいて、
上記発振信号を分周する分周回路を
有し、
上記分周回路の分周出力を上記ミキサ回路に供給して上記周波数変換を行う
ようにした受信機用ＩＣ。