JP4893606B2

JP4893606B2 - 無線機のスケルチ制御装置

Info

Publication number: JP4893606B2
Application number: JP2007311006A
Authority: JP
Inventors: 徹大貫
Original assignee: JVCKenwood Corp
Current assignee: JVCKenwood Corp
Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2007-11-30
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2027-11-30
Also published as: JP2009135794A

Description

本発明は、無線機のスケルチ制御装置に関する。

一般的に、ＦＭアナログ無線機の受信回路は、図５のようにダブルスーパヘテロダイン方式を用い音声を復調している。図５の受信回路について説明すると、アンテナで受信された信号をバンドパスフィルタ１１を介してローノイズアンプ１２で高周波増幅する。高周波増幅された信号を第１混合器１３で第１局部発振信号により第１中間周波数に変換する。第１中間周波数に変換された信号をＭＣＦ（帯域フィルタ）１４を介して第１中間周波数増幅器１５で増幅した後、第２混合器１６で第２局部発振信号により第２中間周波数に変換する。第２中間周波数に変換された信号をバンドパスフィルタ１７、ＡＧＣ用利得可変増幅器１８、バンドパスフィルタ１９を介して第２中間周波数増幅器２０で増幅する。そして、この第２中間周波数増幅器２０で増幅された信号を図示しない復調回路に供給して音声を復調する。また、第２中間周波数増幅器２０で増幅された後の信号からノイズ量を検出して、あるいは前記バンドパスフィルタ１７の出力から検波器２１でＲＳＳI電圧（電界強度）を検出してＣＰＵにより図示しないミュートスイッチをオン、オフ制御することにより、スケルチ制御を行う。

このような受信回路において、特許文献１の従来技術によると、ローノイズアンプ１２または第１混合器１３にＦＥＴを用い、ソース電流をスケルチ開時とスケルチ閉時で切替え、スケルチ開時にはソース電流を多く流すことでＦＥＴのゲインおよびＩＰ（インタセプトポイント）を高くとり、スケルチ閉時にはソース電流を少なくすることで消費電流を減らしバッテリライフを長くさせることに貢献させている。
特許第３６６５５８１号公報

しかしながら、上記のような従来技術では、次のような問題点があった。
・受信感度点に係わらず電界強度とノイズ量によってスケルチが開くため、必要以上に消費電流を使用することになる。
・ローノイズアンプ１２または第１混合器１３がＦＥＴでない場合には使用できない。
・ソース電流をスケルチ開時とスケルチ閉時のみで切替えるため、強い受信信号を受信しスケルチが開いたときにはソース電流が多く流れるため必要以上に消費電流を使用することになる。
・ソース電流を変更してしまうことでゲイン最良点およびＩＰ最良点が変化してしまい、ローノイズアンプ（ＦＥＴ）１２の性能を充分に発揮できない。
・スケルチ閉時にソース電流を少なくするため、強い妨害波に対して抑圧を受けやすくなる。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的は、消費電流を大きく削減することができ、かつ通信品質を良好に維持することができる無線機のスケルチ制御装置を提供することにある。

本発明の無線機のスケルチ制御装置は、受信信号を中間周波数に周波数変換し、中間周波数増幅器で増幅するようにした無線機の受信回路において、前記中間周波数増幅器で増幅された後の信号を用いてスケルチを制御するスケルチ制御手段と、受信回路が基準感度点に設定されるように前記中間周波数増幅器のゲインを下げる制御電圧を記憶するメモリと、前記スケルチ制御手段がスケルチ閉状態に制御したとき、前記メモリから前記制御電圧を読出して前記中間周波数増幅器のゲインを下げロックすることにより、受信回路を基準感度点に設定するゲイン制御手段と、を具備することを特徴とする。

さらに、好ましい形態として、複数の受信電波形式の各々に対応して複数の制御電圧を前記メモリが記憶することにより、複数の受信電波形式の各々に合せて前記中間周波数増幅器のゲインの下げおよび基準感度点が可変されるようにする。さらに、前記スケルチ制御手段は、前記基準感度点の信号品質に対応する基準レベルを有し、受信信号品質が前記基準レベルを上回るとスケルチを開くようにする。

上記のような本発明の無線機のスケルチ制御装置によれば、スケルチ閉状態においては、中間周波数増幅器のゲインを下げロックすることにより、受信回路を基準感度点に設定するようにしたので、消費電流を大きく削減することができ、かつ通信品質を良好に維持することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明のスケルチ制御装置を含む無線機の受信回路を示すブロック図である。この受信回路においては、アンテナで受信された信号をバンドパスフィルタ３１を介してローノイズアンプ３２で高周波増幅する。そして、高周波増幅された信号を第１混合器３３で第１局部発振信号により第１中間周波数に変換する。さらに、第１中間周波数に変換された信号をＭＣＦ（帯域フィルタ）３４を介して第１中間周波数増幅器３５で増幅した後、第２混合器３６で第２局部発振信号により第２中間周波数に変換する。さらに、第２中間周波数に変換された信号をバンドパスフィルタ３７、ＡＧＣ用利得可変増幅器３８、バンドパスフィルタ３９を介して第２中間周波数増幅器４０で増幅する。そして、この第２中間周波数増幅器４０で増幅された信号をベースバンド部５０に供給する。また、前記バンドパスフィルタ３７の出力から検波器４１でＲＳＳI電圧を検出して、ＲＳＳＩ電圧をベースバンド部５０に供給する。

ベースバンド部５０では、第２中間周波数増幅器４０出力の第２中間周波数信号をＡ／Ｄ変換器５１でデジタル信号に変換する。さらに、デジタル信号をＡＣＲフィルタ（隣接チャネル選択フィルタ）５２を介して検波器５３で検波し、検波出力をＤ／Ａ変換器５４でアナログ信号に変換することにより音声信号を取出す。音声信号は、低周波増幅器５５で増幅された後、ミュートスイッチ５６を介してスピーカ５７に供給され音声に変換される。また、検波出力をＤ／Ａ変換器５８でアナログ信号に変換し、スケルチノイズアンプ５９を通すことによりノイズレベルを検出し、ノイズレベルをＣＰＵ６０に供給する。ＣＰＵ６０には、検波器４１からのＲＳＳＩ電圧も供給される。ＣＰＵ６０は、ノイズレベルおよびＲＳＳＩ電圧を受けて受信信号の品質を検出し、受信信号品質が基準レベルを上回るか下回るかにより前記ミュートスイッチ５６をオン、オフ制御し、スケルチ制御を実施する。基準レベルは、受信回路の基準感度点（受信処理を実行する上で必要な最低限の感度点）の信号品質（例えば１２ｄＢＳＩＮＡＤ等）に設定される。したがって、受信信号品質が基準感度点の信号品質を上回るとスケルチが開く。また、ＣＰＵ６０は、スケルチ開状態においては、ＲＳＳＩ電圧に基づき制御電圧を発生させて第１中間周波数増幅器３５のゲインを制御することにより自動利得制御を行う。

このような受信回路において、ＣＰＵ６０内にはメモリ６０１が設けられ、このメモリ６０１に制御電圧がプリセットされる。この制御電圧は、スケルチ閉時に読出されて第１中間周波数増幅器３５のゲインを下げ（制御し）ロックすることにより、受信回路を基準感度点（上述のように、受信処理を実行する上で必要な最低限の感度点）に設定する。図２は、第１中間周波数増幅器３５に流す電流（ゲイン）と受信感度との関係を示す特性図で、電流（ゲイン）が少なくなるにつれて受信感度が低下していることが分かる。さらに、図３は、第１中間周波数増幅器３５に流す電流（ゲイン）とＡＣＲ（隣接チャネル選択度）との関係を示す特性図で、電流（ゲイン）が減少してもＡＣＲ特性がほとんど劣化しないことが分かる。

上記の基準感度点は、受信する電波形式によって異なる。例えば、アナログＷｉｄe（ＦＭ＿Ｗｉｄｅ−Ｄｅｖ：５ｋＨｚ）は１２ｄＢＳＩＮＡＤ，−１２１ｄＢｍ、アナログＮａｒｒｏｗ（ＦＭ＿Ｎａｒｒｏｗ−Ｄｅｖ：２．５ｋＨｚ）は１２ｄＢＳＩＮＡＤ，−１２２ｄＢｍ、デジタルＮａｒｒｏｗ（Ｃ４ＦＭ＿Ｄｉｇｉｔａｌ＿Ｎａｒｒｏｗ：ＤＮ−４８００ｂｐｓ）はＢＥＲ＝３％，−１２０ｄＢｍ、デジタルＶｅｒｙ＿Ｎａｒｒｏｗ（Ｃ４ＦＭ＿Ｄｉｇｉｔａｌ＿Ｖｅｒｙ＿Ｎａｒｒｏｗ：ＶＮ−９６００ｂｐｓ）はＢＥＲ＝３％，−１２３ｄＢｍである。これは、第１混合器３３以降のバンクエンド側の各変調方式の所要ＳＮＲ（信号対ノイズ比）によるものである。上記受信回路では、ＣＰＵ６０に接続された切替部６１を操作して上記の４つの電波形式を切替えて受信できる。そこで、ＣＰＵ６０のメモリ６０１には、上記の４つの電波形式の各々に対応する４つの制御電圧がプリセットされる。そして、スケルチ閉状態においては、４つの制御電圧のうち、切替部６１で選択された現在の受信電波形式に対応した１つの制御電圧が読出されて、該制御電圧で第１中間周波数増幅器３５のゲインを下げロックすることにより、現在の受信電波形式に最適な基準感度点に設定される。

このように第１中間周波数増幅器３５のゲインを下げ（制御し）、基準感度点に設定するゲイン制御回路部が図４に示されている。図４において、トランジスタ３５１が第１中間周波数増幅器３５の増幅トランジスタである。この増幅トランジスタ３５１のベースに制御トランジスタ３５２が接続され、この制御トランジスタ３５２が制御電圧で制御されるようになっている。そして、この制御トランジスタ３５２を制御電圧で制御し、増幅トランジスタ３５１のベース電圧を制御することにより、第１中間周波数増幅器３５のゲインを制御できる。

このようなゲイン制御回路部は、スケルチ開状態での自動利得制御にも利用されている。スケルチ開状態では、ＲＳＳＩ電圧に基づく制御電圧で制御トランジスタ３５２を制御し、増幅トランジスタ３５１のベース電圧を制御することにより自動利得制御を行う。スケルチ閉状態では、メモリ６０１にプリセットされた制御電圧により制御トランジスタ３５２を制御し、増幅トランジスタ３５１のベース電圧を制御することにより、ゲインを下げロックする。

したがって、上記受信回路では、スケルチ閉時（待受け時）、第１中間周波数増幅器３５のゲインを下げロックして、基準感度点に設定され、この状態でノイズレベルが低下して（信号レベルが増大して）受信信号品質が基準レベル（基準感度点の信号品質で、例えば１２ｄＢＳＩＮＡＤ）を上回るとスケルチ開状態になり、同時に第１中間周波数増幅器３５は、ゲインの下げ、ロックが解除されて通常のＲＳＳＩ電圧による自動利得制御に移り、再びノイズレベルが増大して（信号レベルが低下して）受信信号品質が基準レベルを下回ればスケルチ閉状態（待受け状態）になり、同時に再び第１中間周波数増幅器３５のゲインが下げられロックされて、基準感度点に設定される。しかも、第１中間周波数増幅器３５のゲインの下げおよび基準感度点は、現在受信している電波形式に合せて最適な状態に可変される。換言すれば、複数の受信電波形式の各々に合せて最適に可変される。

したがって、このような受信回路によれば、次のような効果を得ることができる。
・スケルチ閉状態では、第１中間周波数増幅器３５のゲインを下げロックしているので、消費電流を削減できる。一般的に、第１中間周波数増幅器３５は高い利得が要求される仕様となるため、この第１中間周波数増幅器３５のゲインを下げるということは、高周波段のノーノイズアンプ３２を制御する方法と同等以上の電流削減につながる。
・基準感度点でスケルチを開くことになるので、電波状況に係わらず通信品質が一定になる。例えば、感度点ＢＥＲ＝３％の通信状態を設定すると、強い電波状態においても第１中間周波数増幅器３５のゲインのダイナミックレンジ内ではＢＥＲ＝３％を維持できる。
・電界強度でのスケルチ動作ではなく、基準感度点によるスケルチ動作となり、基準感度点は受信電波形式により異なるが、受信電波形式に応じて最適な基準感度点に設定されることにより、受信電波形式に係わらず通信品質を維持できる。
・高周波段のノーノイズアンプ３２でゲインを可変していないため、ノーノイズアンプ３２は充分なＮＦ（雑音指数）およびＩＰ（インタセプトポイント）を意識した回路構成とすることができ、受信妨害波により感度抑圧の影響を受けにくくすることができる。
・使用する素子はＦＥＴなどに限定されない。

なお、以上は一実施の形態にすぎず、受信回路の具体的構成などは種々に変更可能である。

本発明の実施の形態を説明するための図で、本発明のスケルチ制御装置を含む無線機の受信回路を示すブロック図。第１中間周波数増幅器に流す電流（ゲイン）と受信感度との関係を示す特性図。第１中間周波数増幅器に流す電流（ゲイン）とＡＣＲ（隣接チャネル選択度）との関係を示す特性図。図１の受信回路に使用されるゲイン制御回路部を示す回路図。一般的なＦＭアナログ無線機の受信回路を示すブロック図。

符号の説明

３３第１混合器
３５第１中間周波数増幅器
６０ＣＰＵ
６０１メモリ
３５１増幅トランジスタ
３５２制御トランジスタ

Claims

受信信号を中間周波数に周波数変換し、中間周波数増幅器で増幅するようにした無線機の受信回路において、
前記中間周波数増幅器で増幅された後の信号を用いてスケルチを制御するスケルチ制御手段と、
受信回路が基準感度点に設定されるように前記中間周波数増幅器のゲインを下げる制御電圧を記憶するメモリと、
前記スケルチ制御手段がスケルチ閉状態に制御したとき、前記メモリから前記制御電圧を読出して前記中間周波数増幅器のゲインを下げロックすることにより、受信回路を基準感度点に設定するゲイン制御手段と、
を具備することを特徴とする無線機のスケルチ制御装置。
複数の受信電波形式の各々に対応して複数の制御電圧を前記メモリが記憶することにより、複数の受信電波形式の各々に合せて前記中間周波数増幅器のゲインの下げおよび基準感度点が可変されることを特徴とする請求項１に記載の無線機のスケルチ制御装置。
前記スケルチ制御手段は、前記基準感度点の信号品質に対応する基準レベルを有し、受信信号品質が前記基準レベルを上回るとスケルチを開くことを特徴とする請求項１または２に記載の無線機のスケルチ制御装置。