JP5632653B2 - Wireless transceiver - Google Patents
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Description
本発明は、無線送受信器に関する。 The present invention relates to a wireless transceiver.
従来、無線周波数を相対的に低い周波数(中間周波数)に変換して増幅・検波するスーパーヘテロダイン方式の無線送受信器が種々提供されている。例えば、特許文献1に記載されている無線受信器では、入力信号(基準発振信号)の周波数の整数倍の周波数(局部発振周波数)の信号(すなわち、局部発振信号)を出力する局部発振器を備え、アンテナで受信した受信信号(RF信号)と局部発振器から出力される局部発振信号とをミキサで混合することにより、RF信号よりも低い周波数(中間周波数)の信号(中間周波数信号)に変換している。また、局部発振器として、位相同期ループ(Phase Locked Loop)回路を用いた無線送受信器も種々提供されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, various superheterodyne wireless transmitters / receivers that convert a radio frequency to a relatively low frequency (intermediate frequency) for amplification and detection have been provided. For example, the wireless receiver described in
ところで、上述した2種類の局部発振器のうち、PLL回路を用いた局部発振器に比べて、周波数逓倍回路を用いた局部発振器の方が消費電力が少ないという利点がある。一方、前者の局部発振器には、後者の局部発振器に比べて、周波数の可変範囲が広いという利点がある。一般の無線送受信器においては、周波数の可変範囲が広いという点を考慮して、PLL回路を用いた局部発振器が採用される場合が多い。一方、PLL回路を使用した場合、周波数逓倍回路を使用する場合よりも消費電力が増えてしまう。特に、電池を電源とする機器に搭載される無線送受信器においては、消費電力の少ない前者の局部発振器(周波数逓倍回路を用いた局部発振器)を採用することで電池の長寿命化が図れるという利点がある。 By the way, of the two types of local oscillators described above, the local oscillator using the frequency multiplier circuit has an advantage that it consumes less power than the local oscillator using the PLL circuit. On the other hand, the former local oscillator has an advantage that the frequency variable range is wide compared to the latter local oscillator. In general wireless transceivers, a local oscillator using a PLL circuit is often adopted in consideration of a wide frequency variable range. On the other hand, when the PLL circuit is used, the power consumption increases as compared with the case where the frequency multiplication circuit is used. In particular, in wireless transceivers installed in devices powered by batteries, the advantage is that the battery life can be extended by adopting the former local oscillator (local oscillator using a frequency multiplier) with low power consumption. There is.
本発明は、上記事情に鑑みて為されたものであり、局部発振器における消費電力の低減を図りつつ周波数の可変範囲を確保することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to secure a variable frequency range while reducing power consumption in a local oscillator.
本発明の無線送受信器は、所定の局部発振周波数で発振する局部発振器と、当該局部発振器の出力端から出力される前記局部発振周波数の局部発振信号とアンテナで受信した無線信号とを混合するミキサと、前記局部発振信号を変調して無線信号を生成する変調回路と、前記局部発振器の出力端を前記ミキサに接続する受信可能状態と前記出力端を前記ミキサを介さずに前記アンテナ側に接続する送信可能状態とを択一的に切り換える送受信切換部とを備え、前記局部発振器は、前記局部発振周波数よりも低い所定の基準発振周波数で発振する基準発振部と、当該基準発振部の出力端から出力される前記基準発振周波数の基準発振信号を前記局部発振信号に変換する第1の周波数変換部及び第2の周波数変換部と、前記基準発振部の出力端を前記第1の周波数変換部の入力端に接続する第1の入力状態と前記基準発振部の出力端を前記第2の周波数変換部の入力端に接続する第2の入力状態とに択一的に切り換える第1の切換部と、前記局部発振器の出力端を前記第1の周波数変換部の出力端に接続する第1の出力状態と前記局部発振器の出力端を前記第2の周波数変換部の出力端に接続する第2の出力状態とを前記第1の切換部の切換動作に連動して択一的に切り換える第2の切換部とを具備し、前記第2の周波数変換部は、電圧制御発振器、位相比較器、分周器、ループフィルタ、チャージポンプを有する位相同期ループ回路からなり、前記第1の周波数変換部は、前記位相同期ループ回路よりも消費電力の少ない周波数逓倍回路からなり、前記局部発振器は、外部電源に接続される前記電圧制御発振器の電源端子を交流的に接地するバイパスコンデンサと、当該バイパスコンデンサと前記外部電源若しくは前記電源端子との接続を開閉する開閉部と、前記外部電源から前記バイパスコンデンサに流れる突入電流を制限する電流制限抵抗と、前記電流制限抵抗と並列接続された短絡部とを具備し、当該開閉部は、前記第1の切換部が前記第2の入力状態に切り換えられるとともに前記第2の切換部が前記第2の出力状態に切り換えられている場合にのみ、前記バイパスコンデンサと前記外部電源若しくは前記電源端子とを接続し、当該短絡部は、前記開閉部が前記バイパスコンデンサと前記外部電源若しくは前記電源端子とを接続した後に前記外部電源と前記電源端子とを短絡することを特徴とする。
本発明の無線送受信器は、所定の局部発振周波数で発振する局部発振器と、当該局部発振器の出力端から出力される前記局部発振周波数の局部発振信号とアンテナで受信した無線信号とを混合するミキサと、前記局部発振信号を変調して無線信号を生成する変調回路と、前記局部発振器の出力端を前記ミキサに接続する受信可能状態と前記出力端を前記ミキサを介さずに前記アンテナ側に接続する送信可能状態とを択一的に切り換える送受信切換部とを備え、前記局部発振器は、前記局部発振周波数よりも低い所定の基準発振周波数で発振する基準発振部と、当該基準発振部の出力端から出力される前記基準発振周波数の基準発振信号を前記局部発振信号に変換する第1の周波数変換部及び第2の周波数変換部と、前記基準発振部の出力端を前記第1の周波数変換部の入力端に接続する第1の入力状態と前記基準発振部の出力端を前記第2の周波数変換部の入力端に接続する第2の入力状態とに択一的に切り換える第1の切換部と、前記局部発振器の出力端を前記第1の周波数変換部の出力端に接続する第1の出力状態と前記局部発振器の出力端を前記第2の周波数変換部の出力端に接続する第2の出力状態とを前記第1の切換部の切換動作に連動して択一的に切り換える第2の切換部とを具備し、前記第2の周波数変換部は、電圧制御発振器、位相比較器、分周器、ループフィルタ、チャージポンプを有する位相同期ループ回路からなり、前記第1の周波数変換部は、前記位相同期ループ回路よりも消費電力の少ない周波数逓倍回路からなり、さらに、前記局部発振器は、前記無線信号の無線周波数と異なる受信用の局部発振周波数の局部発振信号と、前記無線周波数に等しい送信用の局部発振周波数の局部発振信号とを選択して出力するものであって、前記受信用の局部発振信号と前記送信用の局部発振信号のうちで選択される頻度が相対的に高い方の局部発振信号を前記第1の周波数変換部に変換出力させ、前記頻度が相対的に低い方の局部発振信号を前記第2の周波数変換部に変換出力させることを特徴とする。
本発明の無線送受信器は、所定の局部発振周波数で発振する局部発振器と、当該局部発振器の出力端から出力される前記局部発振周波数の局部発振信号とアンテナで受信した無線信号とを混合するミキサと、前記局部発振信号を変調して無線信号を生成する変調回路と、前記局部発振器の出力端を前記ミキサに接続する受信可能状態と前記出力端を前記ミキサを介さずに前記アンテナ側に接続する送信可能状態とを択一的に切り換える送受信切換部とを備え、前記局部発振器は、前記局部発振周波数よりも低い所定の基準発振周波数で発振する基準発振部と、当該基準発振部の出力端から出力される前記基準発振周波数の基準発振信号を前記局部発振信号に変換する第1の周波数変換部及び第2の周波数変換部と、前記基準発振部の出力端を前記第1の周波数変換部の入力端に接続する第1の入力状態と前記基準発振部の出力端を前記第2の周波数変換部の入力端に接続する第2の入力状態とに択一的に切り換える第1の切換部と、前記局部発振器の出力端を前記第1の周波数変換部の出力端に接続する第1の出力状態と前記局部発振器の出力端を前記第2の周波数変換部の出力端に接続する第2の出力状態とを前記第1の切換部の切換動作に連動して択一的に切り換える第2の切換部とを具備し、前記第2の周波数変換部は、電圧制御発振器、位相比較器、分周器、ループフィルタ、チャージポンプを有する位相同期ループ回路からなり、前記第1の周波数変換部は、前記位相同期ループ回路よりも消費電力の少ない周波数逓倍回路からなり、前記第1の切換部並びに前記第2の切換部を制御する切換制御部を具備し、当該切換制御部は、前記送受信切換部が受信可能状態に切り換えられている場合、前記第1の切換部を前記第1の入力状態に切り換えるとともに前記第2の切換部を前記第1の出力状態に切り換えた状態において前記ミキサから出力される受信信号が正常に復調されない場合にのみ、前記第1の切換部を前記第2の入力状態に切り換えるとともに前記第2の切換部を前記第2の出力状態に切り換えることを特徴とする。
A radio transceiver according to the present invention includes a local oscillator that oscillates at a predetermined local oscillation frequency, and a mixer that mixes a local oscillation signal of the local oscillation frequency output from an output end of the local oscillator and a radio signal received by an antenna A modulation circuit that modulates the local oscillation signal to generate a radio signal, a receiving state in which the output terminal of the local oscillator is connected to the mixer, and the output terminal that is connected to the antenna without passing through the mixer A transmission / reception switching unit that selectively switches between a transmittable state to be transmitted and the local oscillator, a reference oscillation unit that oscillates at a predetermined reference oscillation frequency lower than the local oscillation frequency, and an output terminal of the reference oscillation unit A first frequency conversion unit and a second frequency conversion unit for converting a reference oscillation signal of the reference oscillation frequency output from the first oscillation unit into the local oscillation signal; and an output terminal of the reference oscillation unit. The first input state connected to the input terminal of the first frequency conversion unit and the second input state where the output terminal of the reference oscillation unit is connected to the input terminal of the second frequency conversion unit A first switching unit for switching to the first output state, the first output state of connecting the output terminal of the local oscillator to the output terminal of the first frequency converter, and the output terminal of the local oscillator of the second frequency converter. A second switching unit that selectively switches the second output state connected to the output terminal in conjunction with the switching operation of the first switching unit, wherein the second frequency conversion unit The phase locked loop circuit includes a controlled oscillator, a phase comparator, a frequency divider, a loop filter, and a charge pump, and the first frequency converter includes a frequency multiplier circuit that consumes less power than the phase locked loop circuit. The local oscillator is connected to an external power source A bypass capacitor for grounding the power supply terminal of the voltage controlled oscillator in an alternating manner, an open / close unit for opening and closing the connection between the bypass capacitor and the external power supply or the power supply terminal, and an inrush current flowing from the external power supply to the bypass capacitor A current-limiting resistor for limiting the current and a short-circuit portion connected in parallel with the current-limiting resistor, and the open / close portion includes the second switching state when the first switching portion is switched to the second input state. Only when the switching unit is switched to the second output state, the bypass capacitor and the external power source or the power supply terminal are connected, and the short-circuit unit includes the open / close unit and the bypass capacitor and the external power source. Or after connecting the said power supply terminal, the said external power supply and the said power supply terminal are short-circuited, It is characterized by the above-mentioned .
A radio transceiver according to the present invention includes a local oscillator that oscillates at a predetermined local oscillation frequency, and a mixer that mixes a local oscillation signal of the local oscillation frequency output from an output end of the local oscillator and a radio signal received by an antenna A modulation circuit that modulates the local oscillation signal to generate a radio signal, a receiving state in which the output terminal of the local oscillator is connected to the mixer, and the output terminal that is connected to the antenna without passing through the mixer A transmission / reception switching unit that selectively switches between a transmittable state to be transmitted and the local oscillator, a reference oscillation unit that oscillates at a predetermined reference oscillation frequency lower than the local oscillation frequency, and an output terminal of the reference oscillation unit A first frequency conversion unit and a second frequency conversion unit for converting a reference oscillation signal of the reference oscillation frequency output from the first oscillation unit into the local oscillation signal; and an output terminal of the reference oscillation unit. The first input state connected to the input terminal of the first frequency conversion unit and the second input state where the output terminal of the reference oscillation unit is connected to the input terminal of the second frequency conversion unit A first switching unit for switching to the first output state, the first output state of connecting the output terminal of the local oscillator to the output terminal of the first frequency converter, and the output terminal of the local oscillator of the second frequency converter. A second switching unit that selectively switches the second output state connected to the output terminal in conjunction with the switching operation of the first switching unit, wherein the second frequency conversion unit It consists of a phase-locked loop circuit having a controlled oscillator, a phase comparator, a frequency divider, a loop filter, and a charge pump, and the first frequency converter consists of a frequency multiplier that consumes less power than the phase-locked loop circuit. Furthermore, the local oscillator is A local oscillation signal with a local oscillation frequency for reception different from the radio frequency of the signal and a local oscillation signal with a local oscillation frequency for transmission equal to the radio frequency are selected and output, the local area for reception The local oscillation signal having a relatively high frequency selected from the oscillation signal and the local oscillation signal for transmission is converted and output to the first frequency conversion unit, and the local unit having the relatively low frequency is selected. The oscillation signal is converted and output to the second frequency converter.
A radio transceiver according to the present invention includes a local oscillator that oscillates at a predetermined local oscillation frequency, and a mixer that mixes a local oscillation signal of the local oscillation frequency output from an output end of the local oscillator and a radio signal received by an antenna A modulation circuit that modulates the local oscillation signal to generate a radio signal, a receiving state in which the output terminal of the local oscillator is connected to the mixer, and the output terminal that is connected to the antenna without passing through the mixer A transmission / reception switching unit that selectively switches between a transmittable state to be transmitted and the local oscillator, a reference oscillation unit that oscillates at a predetermined reference oscillation frequency lower than the local oscillation frequency, and an output terminal of the reference oscillation unit A first frequency conversion unit and a second frequency conversion unit for converting a reference oscillation signal of the reference oscillation frequency output from the first oscillation unit into the local oscillation signal; and an output terminal of the reference oscillation unit. The first input state connected to the input terminal of the first frequency conversion unit and the second input state where the output terminal of the reference oscillation unit is connected to the input terminal of the second frequency conversion unit A first switching unit for switching to the first output state, the first output state of connecting the output terminal of the local oscillator to the output terminal of the first frequency converter, and the output terminal of the local oscillator of the second frequency converter. A second switching unit that selectively switches the second output state connected to the output terminal in conjunction with the switching operation of the first switching unit, wherein the second frequency conversion unit It consists of a phase-locked loop circuit having a controlled oscillator, a phase comparator, a frequency divider, a loop filter, and a charge pump, and the first frequency converter consists of a frequency multiplier that consumes less power than the phase-locked loop circuit. , The first switching unit and the second switching unit A switching control unit for controlling the switching unit, wherein the switching control unit switches the first switching unit to the first input state when the transmission / reception switching unit is switched to a receivable state; The first switching unit is switched to the second input state only when the reception signal output from the mixer is not normally demodulated in a state where the second switching unit is switched to the first output state. The second switching unit is switched to the second output state.
この無線送受信器において、前記基準発振部は、互いに基準発振周波数が異なる複数種類の前記基準発振信号を択一的に切り換えて出力することが好ましい。 In this wireless transceiver, it is preferable that the reference oscillation unit selectively switches and outputs a plurality of types of the reference oscillation signals having different reference oscillation frequencies.
この無線送受信器において、前記局部発振器は、外部電源に接続される前記電圧制御発振器の電源端子を交流的に接地するバイパスコンデンサと、当該バイパスコンデンサと前記外部電源若しくは前記電源端子との接続を開閉する開閉部とを具備し、当該開閉部は、前記第1の切換部が前記第2の入力状態に切り換えられるとともに前記第2の切換部が前記第2の出力状態に切り換えられている場合にのみ、前記バイパスコンデンサと前記外部電源若しくは前記電源端子とを接続することが好ましい。 In this wireless transceiver, the local oscillator opens and closes a bypass capacitor that grounds the power supply terminal of the voltage controlled oscillator connected to an external power supply in an AC manner, and the connection between the bypass capacitor and the external power supply or the power supply terminal. An opening / closing unit that is configured to switch the first switching unit to the second input state and the second switching unit to the second output state. It is preferable to connect the bypass capacitor and the external power supply or the power supply terminal.
この無線送受信器において、前記局部発振器は、前記外部電源から前記バイパスコンデンサに流れる突入電流を制限する電流制限抵抗を具備することが好ましい。 In this wireless transceiver, it is preferable that the local oscillator includes a current limiting resistor that limits an inrush current flowing from the external power source to the bypass capacitor.
この無線送受信器において、前記局部発振器は、前記電流制限抵抗と並列接続された短絡部を具備し、当該短絡部は、前記開閉部が前記バイパスコンデンサと前記外部電源若しくは前記電源端子とを接続した後に前記外部電源と前記電源端子とを短絡することが好ましい。 In this wireless transceiver, the local oscillator includes a short-circuit portion connected in parallel with the current limiting resistor, and the short-circuit portion connects the bypass capacitor and the external power source or the power supply terminal. It is preferable to short-circuit the external power supply and the power supply terminal later.
この無線送受信器において、前記局部発振器は、前記無線信号の無線周波数と異なる受信用の局部発振周波数の局部発振信号と、前記無線周波数に等しい送信用の局部発振周波数の局部発振信号とを選択して出力するものであって、前記受信用の局部発振信号と前記送信用の局部発振信号のうちで選択される頻度が相対的に高い方の局部発振信号を前記第1の周波数変換部に変換出力させ、前記頻度が相対的に低い方の局部発振信号を前記第2の周波数変換部に変換出力させることが好ましい。 In this radio transceiver, the local oscillator selects a local oscillation signal having a reception local oscillation frequency different from the radio frequency of the radio signal and a local oscillation signal having a transmission local oscillation frequency equal to the radio frequency. The local oscillation signal having a relatively higher frequency selected from the local oscillation signal for reception and the local oscillation signal for transmission is converted into the first frequency conversion unit. Preferably, the local oscillation signal having a relatively low frequency is output to the second frequency conversion unit.
この無線送受信器において、前記第1の切換部並びに前記第2の切換部を制御する切換制御部を具備し、当該切換制御部は、前記送受信切換部が受信可能状態に切り換えられている場合、前記第1の切換部を前記第1の入力状態に切り換えるとともに前記第2の切換部を前記第1の出力状態に切り換えた状態において前記ミキサから出力される受信信号が正常に復調されない場合にのみ、前記第1の切換部を前記第2の入力状態に切り換えるとともに前記第2の切換部を前記第2の出力状態に切り換えることが好ましい。 In this wireless transceiver, comprising a switching control unit for controlling the first switching unit and the second switching unit, the switching control unit, when the transmission / reception switching unit is switched to a receivable state, Only when the received signal output from the mixer is not demodulated normally in a state where the first switching unit is switched to the first input state and the second switching unit is switched to the first output state. Preferably, the first switching unit is switched to the second input state and the second switching unit is switched to the second output state.
この無線送受信器において、前記切換制御部は、受信可能状態において所定期間が過ぎた後は、前記第1及び第2の切換部の状態を前記所定期間の経過時点における状態に固定することが好ましい。 In this wireless transceiver, it is preferable that the switching control unit fixes the state of the first and second switching units to the state at the elapse of the predetermined period after the predetermined period has passed in the receivable state. .
この無線送受信器において、前記局部発振器は、前記送受信切換部が受信可能状態に切り換えられている場合、動作期間と休止期間を所定の周期で繰り返す間欠動作を行い、前記切換制御部は、前記動作期間の開始時には前記第1の切換部を前記第1の入力状態に切り換えるとともに前記第2の切換部を前記第1の出力状態に切り換えることが好ましい。 In this radio transceiver, when the transmission / reception switching unit is switched to a receivable state, the local oscillator performs an intermittent operation that repeats an operation period and a pause period at a predetermined cycle, and the switching control unit Preferably, at the start of the period, the first switching unit is switched to the first input state and the second switching unit is switched to the first output state.
この無線送受信器において、前記切換制御部は、前記第1の切換部を前記第2の入力状態に切り換えるとともに前記第2の切換部を前記第2の出力状態に切り換える回数が所定回数を超えた後は、前記動作期間の開始時に前記第1の切換部を前記第2の入力状態に切り換えるとともに前記第2の切換部を前記第2の出力状態に切り換えることが好ましい。 In this wireless transceiver, the switching control unit switches the first switching unit to the second input state and the number of times of switching the second switching unit to the second output state exceeds a predetermined number. Thereafter, it is preferable that the first switching unit is switched to the second input state and the second switching unit is switched to the second output state at the start of the operation period.
この無線送受信器において、前記基準発振部は、互いに基準発振周波数が異なる複数種類の前記基準発振信号を択一的に切り換えて出力し、
前記第1の周波数変換部は、互いに逓倍数が異なる複数の逓倍回路を有し、
前記切換制御部は、前記第1の切換部を前記第1の入力状態に切り換えるとともに前記第2の切換部を前記第1の出力状態に切り換えた状態において前記ミキサから出力される受信信号が正常に復調されない場合、前記局部発振周波数を変えずに前記基準発振信号の基準発振周波数と前記逓倍回路の逓倍数との組み合わせを順次変更するとともに全ての組み合わせにおいて前記受信信号が正常に復調されないときは、前記第1の切換部を前記第2の入力状態に切り換えるとともに前記第2の切換部を前記第2の出力状態に切り換えることが好ましい。
In this wireless transceiver, the reference oscillation unit selectively switches and outputs a plurality of types of the reference oscillation signals having different reference oscillation frequencies.
The first frequency converter has a plurality of multiplication circuits having different multiplication numbers from each other,
The switching control unit is configured so that a reception signal output from the mixer is normal when the first switching unit is switched to the first input state and the second switching unit is switched to the first output state. If the received signal is not demodulated normally in all combinations while sequentially changing the combination of the reference oscillation frequency of the reference oscillation signal and the multiplication number of the multiplication circuit without changing the local oscillation frequency Preferably, the first switching unit is switched to the second input state and the second switching unit is switched to the second output state.
この無線送受信器において、前記切換制御部は、時刻を計時する時計を有し、当該時計で計時される時刻が昼間の時間帯であるときは前記第1の切換部を前記第2の入力状態に切り換えるとともに前記第2の切換部を前記第2の出力状態に切り換え、前記時刻が夜間の時間帯であるときは前記第1の切換部を前記第1の入力状態に切り換えるとともに前記第2の切換部を前記第1の出力状態に切り換えることが好ましい。 In this wireless transceiver, the switching control unit has a clock for measuring time, and when the time measured by the clock is in a daytime time zone, the first switching unit is set to the second input state. And the second switching unit is switched to the second output state, and when the time is a night time zone, the first switching unit is switched to the first input state and the second input state is switched. It is preferable to switch the switching unit to the first output state.
本発明の無線送受信器は、局部発振器における消費電力の低減を図りつつ周波数の可変範囲を確保することができるという効果がある。 The radio transceiver according to the present invention has an effect that a variable frequency range can be ensured while reducing power consumption in the local oscillator.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本実施形態の無線送受信器は、図1に示すように局部発振器1、アンテナ2、RFフィルタ3、低雑音増幅器(Low Noise Amplifier)4、ミキサ5、中間周波数(Intermediate Frequency)フィルタ6、中間周波数増幅器(IFアンプ)7、復調部8、送信部9、アンテナ切換部10、送受信切換部11、制御部12を備えている。ここで、本実施形態の無線送受信器では、変調方式として周波数変調(周波数シフトキーイング:FSK)方式を採用しており、アンテナ2から送信する無線信号については後述するプログラマブル分周器32の分周比mを変調信号に応じて変化させることにより変調処理を行い、アンテナ2で受信した無線信号については無線信号の周波数(無線周波数)よりも低い中間周波数に変換した後復調部8にて復調を行う。但し、変調処理の方法は上記変調処理に限定されるものではなく、例えば送信部9で局部発振器1から出力される信号(局部発振信号)と変調信号とを混合する方法でもよいし、また後述するスイッチトキャパシタ又はバリキャップダイオードなどで構成された可変容量部の容量を変調信号に応じて変化させる方法でもよい。また、変調方式は周波数変調方式に限定されるものではなく、例えば、BPSKなどの位相変調(位相シフトキーイング)方式であっても構わない。
As shown in FIG. 1, the wireless transceiver of this embodiment includes a
局部発振器1は、基準発振部20、逓倍部21、PLL部22、第1の切換部23、第2の切換部24を具備している。基準発振部20は、無線周波数よりも低い所定の基準発振周波数fxで発振して基準発振信号を出力する。但し、基準発振部20は、図示しないスイッチトキャパシタ又はバリキャップダイオードなどで構成された可変容量部(図示せず)を有し、制御部12が可変容量部の容量を変化させることで基準発振周波数fxを複数通りの周波数fx1,fx2,fx3,…のうちから選択できるようになっている。逓倍部21は第1の周波数変換部に相当し、基準発振部20から出力される基準発振信号を局部発振周波数fyの信号(局部発振信号)に周波数変換する。PLL部22は第2の周波数変換部に相当し、同じく基準発振部20から出力される基準発振信号を局部発振周波数fyの局部発振信号に周波数変換する。第1の切換部23は、基準発振部20の出力端を逓倍部21の入力端に接続する第1の入力状態と、基準発振部20の出力端をPLL部22の入力端に接続する第2の入力状態とに択一的に切り換えるものである。第2の切換部24は、局部発振器1の出力端を逓倍部21の出力端に接続する第1の出力状態と、局部発振器1の出力端をPLL部22の出力端に接続する第2の出力状態とを択一的に切り換えるものである。
The
逓倍部21は、例えば、トランジスタ等の入出力特性の非線形性を利用して入力信号(基準発振信号)の周波数fxの整数倍の周波数(局部発振周波数fy)の信号(すなわち、局部発振信号)を出力する周波数逓倍回路からなる。ただし、このような逓倍部21は従来周知であるから、詳細な構成及び動作の説明は省略する。また、逓倍部21として従来周知の遅延同期ループ(Deley Locked Loop)回路を用いてもよい。
The
PLL部22は従来周知であって、電圧制御発振器(Voltage Controlled Oscllator)30、1/n分周器31、プログラマブル分周器32、位相比較器33、ループフィルタ34、チャージポンプ35を具備している。1/n分周器31は、基準発振信号をn分の1(nは正の整数)に分周している。またプログラマブル分周器32は、電圧制御発振器30の出力信号をm分の1(mはnと異なる正の整数又は分数)に分周している。位相比較器33は、2つの分周器31,32の位相差を検出し、当該位相差に応じた信号を出力する。チャージポンプ35は、位相比較器33から出力される信号に応じて電荷を充放電する。ループフィルタ34は、チャージポンプ35の充放電に応じて出力される信号を平滑化する。そして、ループフィルタ34から出力される直流信号で電圧制御発振器30を制御することによって局部発振周波数fy(=m/n×fx)の局部発振信号がPLL部22から出力される。ここで、2つの分周器31,32の分周数n,mはそれぞれ制御部12によって任意の整数値(但し、mは分数も可能)に設定可能であって、分周数n,mを適当な整数値(但し、mは分数も可能)に設定することで局部発振器1の局部発振周波数fyを変更することができる。
The
ここで、上述した構成を有する逓倍部21とPLL部22とを比較すると、消費電力はPLL部22よりも逓倍部21の方が少なく、局部発振周波数fyの可変範囲は逓倍部21よりもPLL部22の方が広い。
Here, when the
また、PLL部22の電圧制御発振器30には外部電源(システム電源)Vccから動作電源が供給されており、システム電源Vccから電圧制御発振器30への電源供給を入/切するためのスイッチSW1が設けられている。すなわち、制御部12によってスイッチSW1がオフされていると電源端子がシステム電源Vccから切り離されて電圧制御発振器30が停止し、スイッチSW1がオンされていると電源端子がシステム電源Vccに接続されて電圧制御発振器30が動作することになる。ここで、電圧制御発振器30の電源端子には電源電圧を安定化するために当該電源端子を交流的に接地するバイパスコンデンサC1が接続されている。
The
第1の切換部23は、基準発振部20の出力端に接続された共通端子23cを、逓倍部21の入力端子に接続された切換端子23aと、PLL部22の入力端子(1/n分周器31の入力端子)に接続された切換端子23bとに択一的に切り換える。また第2の切換部24は、送受信切換部11の共通端子11cに接続された共通端子24cを、逓倍部21の出力端子に接続された切換端子24aと、PLL部22の出力端子(電圧制御発振器30の出力端子)に接続された切換端子24bとに択一的に切り換える。さらに送受信切換部11は、共通端子11cを、ミキサ5の入力端子に接続された切換端子11aと送信部9の入力端子に接続された切換端子11bとに択一的に切り換える。これと略同時にアンテナ切換部10は、アンテナ2に接続された共通端子10cを、RFフィルタ3の入力端子に接続された切換端子10aと、送信部9の出力端子に接続された切換端子10bとに択一的に切り換える。なお、アンテナ切換部10、送受信切換部11、第1及び第2の切換部23,24は、何れも制御部12によって切換制御される。この制御部12による切換制御は、第1の切換部23と第2の切換部24とを略同時に切換制御し、アンテナ切換部10と送受信切換部11とを略同時に切換制御するものである。但し、予期せぬ誤動作を予防する観点から、第1の切換部23と第2の切換部24とアンテナ切換部10と送受信切換部11との4つを略同時に切換制御するか、あるいは、第1の切換部23と第2の切換部24とを略同時に切換制御したのちにアンテナ切換部10と送受信切換部11とを略同時に切換制御することが望ましい。
The
送信部9は、局部発振器1から出力される変調後の無線信号(RF信号)を増幅するアンプからなり、局部発振器1から出力される無線信号(RF信号)を増幅してアンテナ切換部10へ出力する。そして、アンテナ切換部10を介して入力された無線信号が電波としてアンテナ2から放射される。なお、このような送信部9は従来周知であるから詳細な構成及び動作の説明は省略する。
The
ここで、局部発振器1は、無線信号の無線周波数よりも低い受信用の局部発振周波数(無線周波数と中間周波数の差分に等しい周波数)の局部発振信号と、無線周波数に等しい送信用の局部発振周波数の局部発振信号とを選択して出力するようになっている。そして、本実施形態の無線送受信器では、受信用の局部発振信号と送信用の局部発振信号のうちで選択される頻度が相対的に高い方の局部発振信号を第1の周波数変換部(逓倍部21)に変換出力させ、前記頻度が相対的に低い方の局部発振信号を第2の周波数変換部(PLL部22)に変換出力させている。例えば、無線信号を送信する頻度に比べて、無線信号を受信する(無線信号を受信するために待ち受け動作している場合を含む。以下、同じ。)頻度が高い場合、受信用の局部発振信号を逓倍部21に変換出力させることでPLL部22に変換出力させるよりも消費電力の低減が図れる。反対に、無線信号を受信する頻度に比べて、無線信号を送信する頻度が高い場合、送信用の局部発振信号を逓倍部21に変換出力させることでPLL部22に変換出力させるよりも消費電力の低減が図れる。但し、逓倍部21とPLL部22を使い分ける条件は受信時と送信時に限定されるものではない。例えば、後述するように無線周波数として複数の周波数チャネルが選択可能である場合、デフォルト(初期状態)の周波数チャネルが選択されたときには局部発振器1の周波数変換部として逓倍部21を使用し、当該デフォルトの周波数チャネル以外が選択されたときには局部発振器1の周波数変換部としてPLL部22を使用すれば、同様に消費電力の低減を図ることができる。
Here, the
本実施形態の無線送受信器は、例えば、図5に示すように或る種の無線通信機器Xj(jは自然数)に使用するものである。或る種の無線通信機器Xjとは、光学センサS1、熱センサS2、化学センサS3、圧力センサS4、…などの各種の環境計測センサSk(kはjとは無関係な自然数)のうち少なくともひとつを具備している。そして、これらの無線通信機器Xjは、天井面や壁面などに取り付けられた状態で設置場所の周囲環境の変化を感知し、周囲環境の変化を感知したら他の無線通信機器Xjへ無線信号を送信して知らしめるものである。ここで環境計測センサSkの種類は統一されていてもよいし、無線通信機器Xjごとに違っていてもよい。例えば、無線通信機器X1単体で一定の間欠受信間隔で自機の無線送受信器(本実施形態の無線送受信器)を起動し、他の無線通信機器X2,X3,X4,…のいずれかから発せられる有限時間長の第一種の無線信号Sig1が受信できなければ無線通信機器X1は直ちに自機の無線送受信器を停止させて電池消耗を防ぐ。その一方、第一種の無線信号Sig1が受信できれば、この第一種の無線信号Sig1を受信できた事実をあらわすのみならず前記第一種の無線信号Sig1を他の不特定多数の無線通信機器X2,X3,X4,…へ転送する旨をあらわす第二種の無線信号Sig2を自機(無線通信機器X1)の無線送受信器から送信する。図5に例示したように、これら無線通信機器Xjのいずれもは、人間の視覚に感じさせる表示報知部X100や聴覚に訴える音鳴動報知部X101の少なくとも一方を具備し、何れかの無線通信機器Xj(図5では無線通信機器X1)が周囲の異常を感知すると、その無線通信機器Xjが自ら表示報知部X100や音鳴動報知部X101を作動することで周囲に異常発生を報知するとともに前記第一種の無線信号Sig1を送信する。そして、当該第一種の無線信号Sig1を受信した他の全ての無線通信機器(図5では無線通信機器X1に最も近い無線通信機器X2のみ)が当該第一種の無線信号Sig1を受信してアドレス解析し、当該第一種の無線信号Sig1を未受信である他の無線通信機器(図5では無線通信機器X1,X2以外のX3,X4)に宛てて第二種の無線信号Sig2を転送する。無線通信機器X3では無線通信機器X2からの第二種の無線信号Sig2が無線通信機器X4で受信できたか否か把握できないため、引き続き、第二種の無線信号Sig2を受信した無線通信機器X3が無線通信機器X4へ宛てて第二種の無線信号Sig2を転送する。その結果、最初に異常発生を感知した一台(無線通信機器X1)のみならず、予め登録されている無線通信機器(無線通信機器X1,X2,X3,X4)が全て連動して、周囲に異常発生を報知することができる。 The radio transceiver according to the present embodiment is used for a certain type of radio communication device Xj (j is a natural number) as shown in FIG. 5, for example. A certain type of wireless communication device Xj is at least one of various environmental measurement sensors Sk (k is a natural number unrelated to j) such as an optical sensor S1, a thermal sensor S2, a chemical sensor S3, a pressure sensor S4,. It has. These wireless communication devices Xj sense changes in the surrounding environment of the installation location while attached to the ceiling or wall surface, and send wireless signals to other wireless communication devices Xj when changes in the surrounding environment are detected. It is something to be informed. Here, the types of the environmental measurement sensors Sk may be unified, or may be different for each wireless communication device Xj. For example, the wireless communication device X1 alone activates its own wireless transmitter / receiver (wireless transmitter / receiver of this embodiment) at a certain intermittent reception interval, and originates from any of the other wireless communication devices X2, X3, X4,. If the first-type wireless signal Sig1 having a finite time length cannot be received, the wireless communication device X1 immediately stops its own wireless transceiver to prevent battery consumption. On the other hand, if the first type of radio signal Sig1 can be received, this not only represents the fact that the first type of radio signal Sig1 can be received, but also the first type of radio signal Sig1 is transmitted to other unspecified many radio communication devices. A second type of radio signal Sig2 indicating transfer to X2, X3, X4,... Is transmitted from the radio transmitter / receiver of the own device (wireless communication device X1). As illustrated in FIG. 5, each of these wireless communication devices Xj includes at least one of a display notification unit X100 that makes a human sense of vision and a sound notification unit X101 that appeals to hearing, and any of the wireless communication devices When Xj (wireless communication device X1 in FIG. 5) detects a surrounding abnormality, the wireless communication device Xj activates the display notification unit X100 or the sound notification unit X101 by itself and notifies the occurrence of the abnormality to the surroundings. A kind of radio signal Sig1 is transmitted. Then, all other wireless communication devices (only the wireless communication device X2 closest to the wireless communication device X1 in FIG. 5) that received the first type wireless signal Sig1 receive the first type wireless signal Sig1. Analyzing the address and transferring the second type radio signal Sig2 to other radio communication devices that have not received the first type radio signal Sig1 (X3 and X4 other than the radio communication devices X1 and X2 in FIG. 5) To do. In the wireless communication device X3, it is impossible to know whether or not the wireless communication device X4 has received the second type of wireless signal Sig2 from the wireless communication device X2, so that the wireless communication device X3 that has received the second type of wireless signal Sig2 continues. The second type of radio signal Sig2 is transferred to the radio communication device X4. As a result, not only the first unit (wireless communication device X1) that senses the occurrence of an abnormality, but also all the wireless communication devices registered in advance (wireless communication devices X1, X2, X3, X4) Abnormality can be notified.
さらに具体的に、本実施形態の無線送受信器の動作を、上述の無線通信機器の動作に対応付けて説明する。 More specifically, the operation of the wireless transceiver according to the present embodiment will be described in association with the operation of the above-described wireless communication device.
まず、何れの無線通信機器でも設置場所の周囲の環境変化が感知されていない場合、制御部12はタイマ(図示せず)によって間欠受信間隔を繰り返しカウントしており、間欠受信間隔のカウントが完了する毎に無線送受信器を受信可能状態で起動する。すなわち、間欠受信間隔のカウントが完了すると、制御部12はアンテナ切換部10の共通端子10cをRFフィルタ3側の切換端子10aに切換接続するとともに送受信切換部11の共通端子11cをミキサ5側の切換端子11aに切換接続する。さらに制御部12は、第1の切換部23の共通端子23cを逓倍部21の入力端子に接続された切換端子23aに切換接続するとともに、第2の切換部24の共通端子24cを逓倍部21の出力端子に接続された切換端子24aに切換接続する。このとき、制御部12はスイッチSW1をオフして電圧制御発振器30の電源端子をシステム電源Vccから切り離してPLL部22を停止させている。
First, when any environment change around the installation location is not detected in any wireless communication device, the
この受信可能状態において、IFアンプ7は中間周波数信号(IF信号)を増幅すると同時に入力信号(増幅前のIF信号)の信号強度を示すRSSI(受信信号強度表示)信号を制御部12に出力する。制御部12は、当該RSSI信号が所定のしきい値未満であれば、アンテナ2に受信した電波が希望波(他の無線通信機器から送信された電波)でないと判断し、直ちに無線送受信器を停止させる。一方、RSSI信号がしきい値以上であれば、制御部12は、受信した電波が希望波である可能性が高いと判断し、無線送受信器をそのまま動作させて復調部8に復調させる。
In this receivable state, the
復調部8で復調された無線信号が他の無線通信機器から送信された前記第一種の無線信号であった場合、制御部12は、アンテナ切換部10の共通端子10cを送信部9側の切換端子10bに切換接続するとともに送受信切換部11の共通端子11cを送信部9側の切換端子11bに切換接続する。さらに制御部12は、第1の切換部23の共通端子23cをPLL部22の入力端子に接続された切換端子23bに切換接続するとともに、第2の切換部24の共通端子24cをPLL部22の出力端子に接続された切換端子24bに切換接続する。さらにまた制御部12は、スイッチSW1をオンして電圧制御発振器30の電源端子をシステム電源Vccに接続してPLL部22を動作させる。
When the radio signal demodulated by the demodulator 8 is the first type radio signal transmitted from another radio communication device, the
それから、制御部12は他の無線通信機器に送信するための前記第一種の無線信号を転送する旨の信号を含む送信フレームを符号化し、局部発振器1のPLL部22にて局部発振信号力を前記フレームで変調することにより無線送出用の信号を生成し、送信部9で増幅した後にアンテナ切換部10を介してアンテナ2に出力する。その結果、アンテナ2から前記第二種の無線信号が送信されることになる。
Then, the
無線通信機器が間欠受信するときは、局部発振器1の周波数変換部として第1の周波数変換部(逓倍部21)を動作させることで消費電力を低減することができる。一方、無線通信機器が前記第一種又は第二種の無線信号を送信するときは、上述したように局部発振器1の周波数変換部として第2の周波数変換部(PLL部22)を選択するとともに変調回路として動作させているので、逓倍部21では対応できない周波数(無線周波数)をカバーすることができる。その結果、局部発振器1における消費電力の低減を図りつつ周波数の可変範囲を確保することができる。つまり、上述した無線通信システムにおいては、各無線通信機器Xjの無線送受信器が受信可能状態で動作する頻度と送信可能状態で動作する頻度とを比べると、受信可能状態で動作する頻度の方が圧倒的に高いと考えられるので、上述のように受信可能状態で逓倍部21を選択することによって消費電力の削減を図ることができる。その一方、送信可能状態ではPLL部22を選択することで局部発振周波数の選択範囲(可変範囲)が確保され、所望の無線周波数での送信が可能となる。
When the wireless communication device receives intermittently, the power consumption can be reduced by operating the first frequency converter (multiplier 21) as the frequency converter of the
上述したように、無線通信機器が使用する電波の周波数(無線周波数)は複数通りの無線周波数(周波数チャネル)のうちから設置場所の環境に応じて適宜選択できることが望ましい。周波数チャネルを変更可能とするには、局部発振器1の局部発振周波数fyを周波数チャネルに応じて変更する必要がある。上述したようにPLL部22では分周数j,kを調整することで局部発振周波数fyを容易に変更することができるが、逓倍部21の逓倍数を調整して局部発振周波数fyを変更することは、PLL部22の分周数j,kを調整することと比べて容易では無い。
As described above, it is desirable that the frequency (radio frequency) of the radio wave used by the radio communication device can be appropriately selected from a plurality of radio frequencies (frequency channels) according to the environment of the installation location. In order to change the frequency channel, it is necessary to change the local oscillation frequency fy of the
そこで、本実施形態における基準発振部20にスイッチトキャパシタ又はバリキャップダイオードなどで構成された可変容量部(図示せず)を設け、制御部12が可変容量部の容量を変化させることで基準発振部20の基準発振周波数fxを複数通りの周波数fx1,fx2,fx3,…のうちから選択できるようにして、逓倍部21の逓倍数を固定したままで局部発振周波数fyを容易に変更可能としている。したがって、無線周波数の周波数チャネルを変更可能とした場合においても、受信可能状態における局部発振器1の周波数変換部として逓倍部21を使用することができ、受信可能状態のときにPLL部22を使用しなくても済むために無線送受信器(局部発振器1)の消費電力の削減を図ることができる。
Therefore, the
ところで、上述のように無線送受信器を間欠受信間隔毎に起動して間欠受信するに当たり、局部発振器1への電源供給を纏めて入/切した場合、PLL部22の電圧制御発振器30の電源端子に接続されているバイパスコンデンサC1にその都度充電電流が流れてしまい、無駄な電力が消費されることになる。しかしながら、本実施形態ではバイパスコンデンサC1とシステム電源Vccとの接続を開閉部(スイッチSW1)によって開閉しており、局部発振器1の周波数変換部としてPLL部22を使用する場合にだけ、制御部12がスイッチSW1を閉じる(オンする)ようにしている。このため、PLL部22が不要であるときにバイパスコンデンサC1が充放電されて無駄な電力が消費されるのを防ぐことができる。
By the way, when the power supply to the
なお、図2に示すように電圧制御発振器30の電源端子とバイパスコンデンサC1との間に別のスイッチSW2を追加し、電圧制御発振器30の電源端子とシステム電源Vccとの間に設けられたスイッチSW1とともに2つのスイッチSW1,SW2を連動してオン・オフするようにしても構わない。
As shown in FIG. 2, another switch SW2 is added between the power supply terminal of the voltage controlled
また、スイッチSW1(あるいは、スイッチSW2)を閉じてシステム電源VccにバイパスコンデンサC1を接続したときに突入電流(充電電流)が流れ、システム電源Vccの電圧が一時的に下がってしまうことになる。そこで、図3に示すようにバイパスコンデンサC1とシステム電源Vccとの間に電流制限抵抗Rを接続し、電流制限抵抗Rによって突入電流を制限してシステム電源Vccの電圧の一時的な低下を軽減することが望ましい。 Further, when the switch SW1 (or switch SW2) is closed and the bypass capacitor C1 is connected to the system power supply Vcc, an inrush current (charge current) flows, and the voltage of the system power supply Vcc temporarily decreases. Therefore, as shown in FIG. 3, a current limiting resistor R is connected between the bypass capacitor C1 and the system power source Vcc, and the inrush current is limited by the current limiting resistor R to reduce a temporary decrease in the voltage of the system power source Vcc. It is desirable to do.
しかしながら、突入電流が流れなくなった後の定常時においては、電流制限抵抗Rによって無駄な電力が消費されるとともに電圧制御発振器30の電源電圧に印加される電圧が低下してしまうので、図4に示すようにシステム電源Vccと電圧制御発振器30の電源端子とを短絡する短絡部(スイッチSW3)を設けることが望ましい。この場合、制御部12はスイッチSW3を開いた状態でスイッチSW1を閉じることにより突入電流を電流制限抵抗Rで限流した後(図4(a)参照)、スイッチSW1を開くことで電流制限抵抗Rを回路的に切り離す(図4(b)参照)。その結果、定常時の電流が電流制限抵抗Rに流れないことで無駄な電力消費と電圧降下を回避することができる。但し、スイッチSW1は閉じたままであってもよい。
However, in a steady state after the inrush current stops flowing, useless power is consumed by the current limiting resistor R and the voltage applied to the power supply voltage of the voltage controlled
ところで、局部発振器1における周波数変換部を逓倍部21からPLL部22に切り換える条件は、上述した受信時と送信時に限定されるものではない。上述したように、逓倍部21は非線形性を用いたり、あるいは遅延同期ループ(Deley Locked Loop)回路によって基準発振周波数を整数倍して局部発振信号を生成している。このため、PLL部22から出力される局部発振信号に比べて、逓倍部21から出力される局部発振信号には、所望の局部発振周波数以外に、基準発振周波数の整数倍の不要な周波数成分が多く含まれている。したがって、局部発振器1の周波数変換部として逓倍部21を使用した場合、本来受信したい電波(無線信号)とは異なる周波数の電波(妨害波)を受信してしまう可能性が高く、妨害波の影響を受け易いという欠点がある(具体的には、基準発振周波数の整数倍±中間周波数の周波数成分を含む妨害波の影響を受けやすい)。これに対してPLL部22は、周波数変換後の発振周波数に含まれる不要な周波数成分が比較的少ないので、逓倍部21と比べて妨害波の影響を受け難いという利点がある。しかしながら、上述した無線通信機器のように電池を電源とする場合、局部発振器の周波数変換部としてPLL回路を用いると、逓倍回路を用いるときに比べて電池寿命が短くなってしまう。
By the way, the condition for switching the frequency converter in the
そこで、ミキサ5から出力される受信信号(IF信号)が復調部8で正常に復調されない場合にのみ、制御部12が第1の切換部23を第2の入力状態に切り換えるとともに第2の切換部24を第2の出力状態に切り換えればよい。具体的には、RSSI信号がしきい値以上であるにも関わらず、復調部8において受信信号(IF信号)のビット同期が取れない場合、妨害波の影響によって無線信号を正常に受信できていないとみなし、制御部12が第1及び第2の切換部23,24を切換制御して局部発振器1における周波数変換部を逓倍部21からPLL部22に切り換えればよい。このようにすれば、電池の長寿命化を図りつつ妨害波の影響を受け難くすることができる。
Therefore, the
ここで、受信中に逓倍部21からPLL部22に切り換えた場合、PLL部22の回路動作が安定するまでの時間は正常に受信できない。一方、無線送受信器の使用環境(無線通信機器の設置環境)における妨害波の強度が高ければ、局部発振器1の周波数変換部が逓倍部21からPLL部22に頻繁に切り換えられるが、使用環境における妨害波の強度が低ければ、局部発振器1の周波数変換部に逓倍部21を使用しても正常に受信できると考えられる。
Here, when switching from the
そこで、制御部12が、無線送受信器の使用開始時点(無線通信機器群による無線通信システムの運用開始時点)から所定期間は第1及び第2の切換部23,24に対して上述した切換制御を行い、所定期間が過ぎた後は、第1及び第2の切換部23,24の状態を所定期間の経過時点における状態に固定すればよい。また制御部12では、受信中に逓倍部21からPLL部22に切り換えた後、一定時間(例えば、数時間)が経過したらPLL部22から逓倍部21に切り換えて受信が可能か否かを確認し、受信可能であれば、逓倍部21を使用するようにしている。この場合、制御部12が、第1の切換部23を第2の入力状態に切り換えるとともに第2の切換部24を第2の出力状態に切り換える回数が所定回数を超えた後は、間欠受信の開始時に第1の切換部23を第2の入力状態に切り換えるとともに第2の切換部24を第2の出力状態に切り換えてもよい。このようにすれば、妨害波の影響が少ない環境で使用される場合は、局部発振器1の周波数変換部に逓倍部21のみを使用して電池の長寿命化を図ることができる。一方、妨害波の影響が大きい環境で使用される場合は、局部発振器1の周波数変換部にPLL部22のみを使用して無線信号を正常且つ迅速に受信することができる。
Therefore, the
ところで、一般的には昼間の方が夜間に比べて妨害波の影響が大きいと考えられる。したがって、時刻を計時する時計を制御部12に設け、制御部12が、時計で計時される時刻が昼間の時間帯であるときは第1の切換部23を第2の入力状態に切り換えるとともに第2の切換部24を第2の出力状態に切り換え、時刻が夜間の時間帯であるときは第1の切換部23を第1の入力状態に切り換えるとともに第2の切換部24を第1の出力状態に切り換えてもよい。このようにすれば、妨害波の影響が少ない時間帯(夜間)に使用される場合は、局部発振器1の周波数変換部に逓倍部21のみを使用して電池の長寿命化を図ることができる。一方、妨害波の影響が大きい時間帯(昼間)に使用される場合は、局部発振器1の周波数変換部にPLL部22のみを使用して無線信号を正常且つ迅速に受信することができる。
By the way, it is generally considered that the influence of jamming waves is greater in the daytime than in the nighttime. Therefore, a clock that counts the time is provided in the
また、基準発振部20を、互いに基準発振周波数fx1,fx2,…が異なる複数種類の基準発振信号を択一的に切り換えて出力するように構成するとともに、第1の周波数変換部を、互いに逓倍数が異なる複数の逓倍回路で構成する。そして、制御部12が、第1の切換部23を第1の入力状態に切り換えるとともに第2の切換部24を第1の出力状態に切り換えた状態において受信信号が正常に復調されない場合、局部発振周波数fyを変えずに基準発振信号の基準発振周波数fxi(i=1,2,…)と逓倍回路の逓倍数との組み合わせを順次変更するようにしてもよい。
Further, the
例えば、局部発振周波数fyを420MHzにしたい場合、基準発振周波数fx1=52.5MHzの8逓倍と、基準発振周波数fx2=70MHzの6逓倍とを併用すればよい。前者の場合は52.5MHzの整数倍±中間周波数の妨害波の影響を受けやすいのに対して、後者の場合は70MHzの整数倍±中間周波数の妨害波の影響を受けやすくなる。つまり、互いに影響を受けやすい妨害波の周波数が異なっているので、そのとき存在している妨害波周波数の影響を受けにくい基準発振周波数と逓倍数の組み合せを選択して、妨害波の影響を軽減することが可能になる。 For example, when the local oscillation frequency fy is desired to be 420 MHz, the reference oscillation frequency fx1 = 52.5 MHz multiplied by 8 and the reference oscillation frequency fx2 = 70 MHz multiplied by 6 may be used in combination. In the former case, it is easily affected by an interference wave of an integer multiple of ± 52.5 MHz ± intermediate frequency, whereas in the latter case, it is easily affected by an interference wave of an integer multiple of ± 70 MHz ± intermediate frequency. In other words, since the frequencies of the disturbing waves that are easily affected by each other are different, the influence of the disturbing waves is reduced by selecting a combination of the reference oscillation frequency and the multiplication number that is not easily affected by the existing disturbing wave frequencies. It becomes possible to do.
このように局部発振周波数fyを変えずに基準発振信号の基準発振周波数fxiと逓倍回路の逓倍数との組み合わせを変えることで受信信号が正常に受信できる場合がある。ただし、全ての組み合わせにおいて受信信号が正常に復調されないときは、制御部12が第1の切換部23を第2の入力状態に切り換えるとともに第2の切換部24を第2の出力状態に切り換えてPLL部22を選択すればよい。
Thus, there are cases where the received signal can be received normally by changing the combination of the reference oscillation frequency fxi of the reference oscillation signal and the multiplication number of the multiplication circuit without changing the local oscillation frequency fy. However, when the received signal is not demodulated normally in all combinations, the
ところで、本発明に係る無線送受信器は、上述した無線通信機器群による無線通信システムのみならず、無線リモートコントロールシステムの無線送信機Y1と無線受信機Y2にも適用できる。この無線送信機Y1として、上述した本実施形態の無線送受信器の少なくとも送信機能を具備するほかに、人体や障害物などの物体が近くに存在することを、操作入力有無検知センサや圧力センサなどによる接触式、もしくは熱や光や振動の受動検知センサによる非接触式によって検知可能な物体検知センサYSを備えている。無線受信機Y2は、上述した無線送受信器の少なくとも受信機能を具備するほかに、空調機器や照明機器や設備電源といった或る特定の場所の環境調整を担う設備機器とのあいだで無線送信機Y1との無線通信とは干渉のおそれが低い遠隔通信を行う設備制御手段YCをも具備している。設備制御手段YCと上記設備機器とのあいだの信号伝送は、有線伝送でも無線伝送でもよい。これにより、人体や障害物などの物体が近くに存在することを物体検知センサYSで検知した無線送信機は、物体検知センサYSが検知した事象をあらわす無線信号Sig3を、無線送受信器を動作させて無線受信機Y2へ宛てて発し、この無線信号Sig3を受信した無線受信機Y2は、設備制御手段YCに予め与えられた設備制御アルゴリズム(空調機器や照明機器などの設備機器の電源オンオフだけでもよい)を経て、受信した無線信号Sig3の内容に応じて、空調機器や照明機器や設備電源といった設備機器群のうち、駆動対象とすべき設備機器と同設備機器の動作運用モードとを決定し、その決定結果に従って同設備機器の遠隔制御を実行するのである。なお、このとき、無線受信機Y2は、無線送信機Y1に宛てて、無線信号Sig3を受信成功もしくは内容解釈できたことをあらわすアンサーバック信号Sig4(所謂ACK信号でよい)を自らの無線送受信器から発してもよい。この場合、無線送信機Y1と無線受信機Y2とは、ともに、無線送信機能と無線受信機能との両方を具備する必要があり、上述したように無線送受信器が送信と受信とで異なる無線周波数を扱う利便性が高いことを踏まえると、この形態が上述した無線送受信器を適用する形態として望ましいと言える。 By the way, the wireless transceiver according to the present invention can be applied not only to the wireless communication system using the wireless communication device group described above but also to the wireless transmitter Y1 and the wireless receiver Y2 of the wireless remote control system. As this wireless transmitter Y1, in addition to having at least the transmission function of the above-described wireless transmitter / receiver of the present embodiment, an operation input presence / absence detection sensor, a pressure sensor, etc. It includes an object detection sensor YS that can be detected by a contact type using a passive detection sensor using heat, light, or vibration. The wireless receiver Y2 has at least the reception function of the wireless transmitter / receiver described above, and between the wireless transmitter Y1 and the equipment that is responsible for environmental adjustment of a specific location such as an air conditioner, lighting equipment, and equipment power supply. It also includes equipment control means YC that performs remote communication with a low risk of interference with the wireless communication. Signal transmission between the equipment control means YC and the equipment may be wired transmission or wireless transmission. As a result, the wireless transmitter that has detected that an object such as a human body or an obstacle is nearby is detected by the object detection sensor YS, and the wireless transmitter / receiver operates the wireless signal Sig3 indicating the event detected by the object detection sensor YS. The wireless receiver Y2 that is transmitted to the wireless receiver Y2 and receives the wireless signal Sig3 can receive the equipment control algorithm (equipment control algorithm YC provided in advance to the equipment control means YC only by turning on / off the equipment such as air conditioners and lighting equipment). And the operation operation mode of the equipment to be driven is determined from the equipment equipment group such as air conditioning equipment, lighting equipment and equipment power supply according to the contents of the received radio signal Sig3. The remote control of the equipment is executed according to the determination result. At this time, the radio receiver Y2 sends an answer-back signal Sig4 (which may be a so-called ACK signal) to the radio transmitter Y1 indicating that the radio signal Sig3 has been successfully received or has been interpreted. You may leave from. In this case, both the wireless transmitter Y1 and the wireless receiver Y2 need to have both a wireless transmission function and a wireless reception function. As described above, the wireless transmitter / receiver has different wireless frequencies for transmission and reception. In view of the high convenience in handling, it can be said that this form is desirable as a form to which the above-described wireless transceiver is applied.
1 局部発振器
5 ミキサ
9 送信部
11 送受信切換部
12 制御部(切換制御部)
20 基準発振部
21 逓倍部(第1の周波数変換部)
22 PLL部(第2の周波数変換部)
23 第1の切換部
24 第2の切換部
DESCRIPTION OF
20
22 PLL section (second frequency conversion section)
23
Claims (14)
前記局部発振器は、前記局部発振周波数よりも低い所定の基準発振周波数で発振する基準発振部と、当該基準発振部の出力端から出力される前記基準発振周波数の基準発振信号を前記局部発振信号に変換する第1の周波数変換部及び第2の周波数変換部と、前記基準発振部の出力端を前記第1の周波数変換部の入力端に接続する第1の入力状態と前記基準発振部の出力端を前記第2の周波数変換部の入力端に接続する第2の入力状態とに択一的に切り換える第1の切換部と、前記局部発振器の出力端を前記第1の周波数変換部の出力端に接続する第1の出力状態と前記局部発振器の出力端を前記第2の周波数変換部の出力端に接続する第2の出力状態とを前記第1の切換部の切換動作に連動して択一的に切り換える第2の切換部とを具備し、
前記第2の周波数変換部は、電圧制御発振器、位相比較器、分周器、ループフィルタ、チャージポンプを有する位相同期ループ回路からなり、前記第1の周波数変換部は、前記位相同期ループ回路よりも消費電力の少ない周波数逓倍回路からなり、
前記局部発振器は、外部電源に接続される前記電圧制御発振器の電源端子を交流的に接地するバイパスコンデンサと、当該バイパスコンデンサと前記外部電源若しくは前記電源端子との接続を開閉する開閉部と、前記外部電源から前記バイパスコンデンサに流れる突入電流を制限する電流制限抵抗と、前記電流制限抵抗と並列接続された短絡部とを具備し、当該開閉部は、前記第1の切換部が前記第2の入力状態に切り換えられるとともに前記第2の切換部が前記第2の出力状態に切り換えられている場合にのみ、前記バイパスコンデンサと前記外部電源若しくは前記電源端子とを接続し、当該短絡部は、前記開閉部が前記バイパスコンデンサと前記外部電源若しくは前記電源端子とを接続した後に前記外部電源と前記電源端子とを短絡することを特徴とする無線送受信器。 A local oscillator that oscillates at a predetermined local oscillation frequency, a mixer that mixes the local oscillation signal of the local oscillation frequency output from the output terminal of the local oscillator and the radio signal received by the antenna, and modulates the local oscillation signal Then, a modulation circuit that generates a radio signal, a reception state in which the output terminal of the local oscillator is connected to the mixer, and a transmission state in which the output terminal is connected to the antenna without passing through the mixer are selected. A transmission / reception switching unit that automatically switches,
The local oscillator includes a reference oscillation unit that oscillates at a predetermined reference oscillation frequency lower than the local oscillation frequency, and a reference oscillation signal of the reference oscillation frequency output from an output terminal of the reference oscillation unit as the local oscillation signal. A first input state that converts the first and second frequency conversion units to be converted, and an output end of the reference oscillation unit to an input end of the first frequency conversion unit, and an output of the reference oscillation unit A first switching unit that selectively switches the input terminal to a second input state connected to the input terminal of the second frequency converter; and an output terminal of the local oscillator that outputs the first frequency converter. The first output state connected to the terminal and the second output state connecting the output terminal of the local oscillator to the output terminal of the second frequency converter are linked to the switching operation of the first switching unit. A second switching unit that switches alternatively.
The second frequency conversion unit includes a phase-locked loop circuit having a voltage controlled oscillator, a phase comparator, a frequency divider, a loop filter, and a charge pump, and the first frequency conversion unit is configured by the phase-locked loop circuit. Ri also Do not from the power consumption of less frequency multiplier circuit,
The local oscillator includes a bypass capacitor that AC-grounds a power supply terminal of the voltage controlled oscillator connected to an external power supply, an open / close unit that opens and closes a connection between the bypass capacitor and the external power supply or the power supply terminal, A current limiting resistor for limiting an inrush current flowing from the external power source to the bypass capacitor; and a short-circuit portion connected in parallel with the current limiting resistor, wherein the first switching portion is the second switching portion. The bypass capacitor and the external power supply or the power supply terminal are connected only when the input state is switched and the second switching unit is switched to the second output state. closing unit is shorted and said external power source and the power supply terminal after connecting the said bypass capacitor external power supply or the power supply terminal Radio transceiver characterized and.
前記局部発振器は、前記局部発振周波数よりも低い所定の基準発振周波数で発振する基準発振部と、当該基準発振部の出力端から出力される前記基準発振周波数の基準発振信号を前記局部発振信号に変換する第1の周波数変換部及び第2の周波数変換部と、前記基準発振部の出力端を前記第1の周波数変換部の入力端に接続する第1の入力状態と前記基準発振部の出力端を前記第2の周波数変換部の入力端に接続する第2の入力状態とに択一的に切り換える第1の切換部と、前記局部発振器の出力端を前記第1の周波数変換部の出力端に接続する第1の出力状態と前記局部発振器の出力端を前記第2の周波数変換部の出力端に接続する第2の出力状態とを前記第1の切換部の切換動作に連動して択一的に切り換える第2の切換部とを具備し、
前記第2の周波数変換部は、電圧制御発振器、位相比較器、分周器、ループフィルタ、チャージポンプを有する位相同期ループ回路からなり、前記第1の周波数変換部は、前記位相同期ループ回路よりも消費電力の少ない周波数逓倍回路からなり、
さらに、前記局部発振器は、前記無線信号の無線周波数と異なる受信用の局部発振周波数の局部発振信号と、前記無線周波数に等しい送信用の局部発振周波数の局部発振信号とを選択して出力するものであって、前記受信用の局部発振信号と前記送信用の局部発振信号のうちで選択される頻度が相対的に高い方の局部発振信号を前記第1の周波数変換部に変換出力させ、前記頻度が相対的に低い方の局部発振信号を前記第2の周波数変換部に変換出力させることを特徴とする無線送受信器。 A local oscillator that oscillates at a predetermined local oscillation frequency, a mixer that mixes the local oscillation signal of the local oscillation frequency output from the output terminal of the local oscillator and the radio signal received by the antenna, and modulates the local oscillation signal Then, a modulation circuit that generates a radio signal, a reception state in which the output terminal of the local oscillator is connected to the mixer, and a transmission state in which the output terminal is connected to the antenna without passing through the mixer are selected. A transmission / reception switching unit that automatically switches,
The local oscillator includes a reference oscillation unit that oscillates at a predetermined reference oscillation frequency lower than the local oscillation frequency, and a reference oscillation signal of the reference oscillation frequency output from an output terminal of the reference oscillation unit as the local oscillation signal. A first input state that converts the first and second frequency conversion units to be converted, and an output end of the reference oscillation unit to an input end of the first frequency conversion unit, and an output of the reference oscillation unit A first switching unit that selectively switches the input terminal to a second input state connected to the input terminal of the second frequency converter; and an output terminal of the local oscillator that outputs the first frequency converter. The first output state connected to the terminal and the second output state connecting the output terminal of the local oscillator to the output terminal of the second frequency converter are linked to the switching operation of the first switching unit. A second switching unit that switches alternatively.
The second frequency conversion unit includes a phase-locked loop circuit having a voltage controlled oscillator, a phase comparator, a frequency divider, a loop filter, and a charge pump, and the first frequency conversion unit is configured by the phase-locked loop circuit. Consists of a frequency multiplier with low power consumption,
Further, the local oscillator selects and outputs a local oscillation signal having a reception local oscillation frequency different from the radio frequency of the radio signal and a local oscillation signal having a transmission local oscillation frequency equal to the radio frequency. The local oscillation signal having a relatively higher frequency selected from the local oscillation signal for reception and the local oscillation signal for transmission is converted and output to the first frequency conversion unit, radio transceiver you characterized by frequency converting the output of the local oscillator signal relatively lower in the second frequency converter.
前記局部発振器は、前記局部発振周波数よりも低い所定の基準発振周波数で発振する基準発振部と、当該基準発振部の出力端から出力される前記基準発振周波数の基準発振信号を前記局部発振信号に変換する第1の周波数変換部及び第2の周波数変換部と、前記基準発振部の出力端を前記第1の周波数変換部の入力端に接続する第1の入力状態と前記基準発振部の出力端を前記第2の周波数変換部の入力端に接続する第2の入力状態とに択一的に切り換える第1の切換部と、前記局部発振器の出力端を前記第1の周波数変換部の出力端に接続する第1の出力状態と前記局部発振器の出力端を前記第2の周波数変換部の出力端に接続する第2の出力状態とを前記第1の切換部の切換動作に連動して択一的に切り換える第2の切換部とを具備し、
前記第2の周波数変換部は、電圧制御発振器、位相比較器、分周器、ループフィルタ、チャージポンプを有する位相同期ループ回路からなり、前記第1の周波数変換部は、前記位相同期ループ回路よりも消費電力の少ない周波数逓倍回路からなり、
前記第1の切換部並びに前記第2の切換部を制御する切換制御部を具備し、当該切換制御部は、前記送受信切換部が受信可能状態に切り換えられている場合、前記第1の切換部を前記第1の入力状態に切り換えるとともに前記第2の切換部を前記第1の出力状態に切り換えた状態において前記ミキサから出力される受信信号が正常に復調されない場合にのみ、前記第1の切換部を前記第2の入力状態に切り換えるとともに前記第2の切換部を前記第2の出力状態に切り換えることを特徴とする無線送受信器。 A local oscillator that oscillates at a predetermined local oscillation frequency, a mixer that mixes the local oscillation signal of the local oscillation frequency output from the output terminal of the local oscillator and the radio signal received by the antenna, and modulates the local oscillation signal Then, a modulation circuit that generates a radio signal, a reception state in which the output terminal of the local oscillator is connected to the mixer, and a transmission state in which the output terminal is connected to the antenna without passing through the mixer are selected. A transmission / reception switching unit that automatically switches,
The local oscillator includes a reference oscillation unit that oscillates at a predetermined reference oscillation frequency lower than the local oscillation frequency, and a reference oscillation signal of the reference oscillation frequency output from an output terminal of the reference oscillation unit as the local oscillation signal. A first input state that converts the first and second frequency conversion units to be converted, and an output end of the reference oscillation unit to an input end of the first frequency conversion unit, and an output of the reference oscillation unit A first switching unit that selectively switches the input terminal to a second input state connected to the input terminal of the second frequency converter; and an output terminal of the local oscillator that outputs the first frequency converter. The first output state connected to the terminal and the second output state connecting the output terminal of the local oscillator to the output terminal of the second frequency converter are linked to the switching operation of the first switching unit. A second switching unit that switches alternatively.
The second frequency conversion unit includes a phase-locked loop circuit having a voltage controlled oscillator, a phase comparator, a frequency divider, a loop filter, and a charge pump, and the first frequency conversion unit is configured by the phase-locked loop circuit. Consists of a frequency multiplier with low power consumption,
A switching control unit for controlling the first switching unit and the second switching unit, and the switching control unit is configured to switch the first switching unit when the transmission / reception switching unit is switched to a receivable state. Is switched to the first input state and the first switching is performed only when the received signal output from the mixer is not normally demodulated in the state in which the second switching unit is switched to the first output state. radio transceiver you characterized by switching the second switching unit to the second output state switches the part to said second input state.
前記第1の周波数変換部は、互いに逓倍数が異なる複数の逓倍回路を有し、The first frequency converter has a plurality of multiplication circuits having different multiplication numbers from each other,
前記切換制御部は、前記第1の切換部を前記第1の入力状態に切り換えるとともに前記第2の切換部を前記第1の出力状態に切り換えた状態において前記ミキサから出力される受信信号が正常に復調されない場合、前記局部発振周波数を変えずに前記基準発振信号の基準発振周波数と前記逓倍回路の逓倍数との組み合わせを順次変更するとともに全ての組み合わせにおいて前記受信信号が正常に復調されないときは、前記第1の切換部を前記第2の入力状態に切り換えるとともに前記第2の切換部を前記第2の出力状態に切り換えることを特徴とする請求項3又は9〜12の何れか1項に記載の無線送受信器。The switching control unit is configured so that a reception signal output from the mixer is normal when the first switching unit is switched to the first input state and the second switching unit is switched to the first output state. If the received signal is not demodulated normally in all combinations while sequentially changing the combination of the reference oscillation frequency of the reference oscillation signal and the multiplication number of the multiplication circuit without changing the local oscillation frequency The first switching unit is switched to the second input state, and the second switching unit is switched to the second output state. The radio transceiver described.
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