JPH0389633A - 受信機回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、第１の周波数を有するアンテナ信号を供給す
るためのアンテナ回路、第２の周波数を有する発振信号
を供給するための局部発振器、アンテナ信号及び発振信
号に応じて混合信号を供給するためのミキサ回路、第２
の周波数を第１の固定要素で除した商に等しい第３の周
波数ををするクロック信号を供給するための手段、及び
クロック信号に応じて混合信号をフィルタリングし、第
３の周波数を第２の固定要素で除した商に等しい周波数
特性を有する標本化データフィルタを備えた受信機回路
を提供することに関する。

〔従来の技術〕

上記の受信機は、集積回路製造技術における進歩の結果
、増々小型化されている。この小型化により、これらの
受信機における低周波回路の部分を形成するフィルタは
標本化データフィルタであり１．その構成要素は同し集
積回路において他の受信機部品として合体できるという
ことから、更に利点がある。

標本化データフィルタは良く知られているので、ここで
は説明を行わない。

標本化データフィルタには、デジタルフィルタ及びスイ
ッチトキャパシタフィルタ（ｓｗｉｔｃｈｅｄｃａｐａ
ｃｉｔｏｒ　ｆｉｌｔｅｒ）という二種類の主要な型が
あることが想起される。一般的には後者のスイッチトキ
ャパシタフィルタのみが受信機には使用されているが、
これはデジタルフィルタがより多くの部品を必要とし、
更にアナログ−デジタル変換器を必要とするためである
。

更にこれらの標本化データフィルタが機能するためには
、クロック信号を必要とすることを想起される。

標本化データフィルタにおいては、このクロック信号の
周波数がこのフィルタの周波数特性を決定する。言い換
えれば、ロウパスフィルタ又はハｔ））′ イパスフィルタの場合には遮断周波数を、バンドパスフ
ィルタの場合には中心周波数が、これにより決定される
。一般的にクロック信号のこの周波数は、フィルタの周
波数特性より８倍から１０倍大きくなければならない。

それゆえ既存の受信機は、一般的に二個の発振器を備え
ている。一般的に局部発振器と言われるこのうちの第１
の発振器は、アンテナ回路により供給される変調信号と
混合されるための参照信号を発生するのに使用される。

第２の発振器は、上記の標本化データフィルタ機能のた
めに必要なりロック信号を供給するためである。

これらの既存の受信機が、異なる送信周波数又は搬送周
波数を有するいくつかの送信機からの送信を、選択的に
取り出すことができる必要がある場合には、局部発振器
が供給する参照信号の周波数が同時にアンテナ回路の共
振周波数として変形できるように、局部発振器を設計し
なければならない。

他の場合、特に受信機が固定搬送周波数を有す、る単独
の送信機からの送信だけを受信する指令通話装置におい
ては、局部発振機は周波数が同様に固定された参照信号
を供給しなければならない。

この場合には、局部発振器は一般的に水晶共振器を備え
ており、その特性はこの発振器により供給される信号の
周波数を決定する。

更に上記の第２の発振器も、一般的に水晶共振器を備え
ており、その特性は標本化データフィルタに与えられる
クロック信号の周波数を決定する。

これらの二個の発振器の存在、特に集積回路に合体で、
きない、例えば容量可変コンデンサ及び／又は水晶共振
器のような部品の存在は、受信機を効果的に小型化する
妨げになり、受信機の製造を複雑にし、更に製造コスト
及び故障する危険を増大させると共に、受信機を使用す
る際に必要ないくつかの調整も増加させる。

米国特許第４４８４３５８号では、標本化データフィル
タに与えられるクロック信号を、ミキサ回路から供給さ
れる中間周波数から波形整形回路によって発生するとい
うことに基づい、て、これらの欠点を無くした受信機に
ついて開示されている。この既知の受信機は、波形整形
回路がアナログ回路であり、これにより受信機内の部品
点数が増加し、エネルギ消費が幾分高くなるという欠点
がある。

日本国の特願昭６０−２２３３３５号も同様に、単一の
発振器のみを備え、この発振器により供給される信号が
固定周波数であることにより上記の欠点を除いた受信機
について開示されている。

この受信機においては、標本化データフィルタに与えら
れるクロック信号は、分周回路により供給され、その分
周回路の人力は上記の発振器に接続され、このクロック
信号の周波数はこのフィルタの周波数特性であるように
固定されている。

更にミキサ回路に与えられる参照信号は、フェーズロッ
クドループ（ＰＬＬ）回路により供給される。

このＰＬＬ回路はプログラム可能であり、アンテナ回路
により供給される信号の周波数が何であっても、合成信
号の周波数は標本化データフィルタの中心周波数に等し
くなるようにプログラムされている。

〔発明が解決しようとする課題］ このプログラム可能ＰＬＬ回路は、相対的に複雑であり
、エネルギ消費が大きい回路である。そしてこの回路は
、特にアナログ回路である電圧制御発振器及びロウバス
フィルタを備えており、これらのうちのいくつかの部品
は従来からの集積回路製造技術では製造が難しい。

本発明の目的は、既存の受信機の欠点を無くした受信機
回路を提供することである。すなわち単独の発振器のみ
を備え、他の回路の大部分はデジタル型の回路であり、
エネルギ消費の非常に小さい回路を提供することである
。

（課題を解決するための手段及び作用）上記の目的は、
次の受信機により達成される。

すなわち第１の周波数を有するアンテナ信号を供給する
ためのアンテナ回路、第２の周波数を有する発振信号を
供給するための局部発振器、アンテナ信号及び発振信号
に応してｌ見合信号を供給するための藁キサ回路、第２
の周波数を第１の固定要素で除した商に等しい第３の周
波数を有するクロック信号を供給する手段、及びクロッ
ク信号に応じて混合信号をフィルタリングし、第３の周
波数を第２の固定要素で除した商に等しい周波数特性を
有する標本化データフィルタを備え、Ｎ及びＫがそれぞ
れ第１及び第２の固定要素に等しいとすると、Ｋ−Ｎ／
（Ｋ−Ｎ＋１）に等しい第３の固定要素を第１の周波数
に乗したものに、第２の周波数が等しくなるよう局部発
振器を設定した受信機である。

〔実施例〕

本発明の実施例を付属の図面に基づいて説明するが、本
発明はこれに限られるものではない。

本実施例における受信機は、参照番号１で表わされ、指
令通話装置の一部を形成している。それゆえあらかしめ
定められた固定の搬送周波数を有する信号を受信するよ
うになっている。しかしこの説明の後の部分から明らか
になるように、互いに異なる搬送周波数を有する信号を
選択的に取り出すためにも同様に有効である。

受信機１は、アンテナ３、同調コンデンサ４、及び増幅
器５を含むアンテナ回路２を備えている。

例に示すように、コンデンサ４は容量可変コンデンサで
あるが、ある場合には容量固定コンデンサでも良いこと
が後で明らかになる。

アンテナ回路２により供給される信号は、アンテナ３の
特性及び同調コンデンサ４の特性により決定される搬送
周波数を有しており、この周波数は受信機が取り出す送
信機により発生される信号の搬送周波数に等しいことは
明らかである。この周波数は、以下の説明においてＦｏ
と呼ばれる。

受信機１は、更にミキサ回路６も備えており、その人力
６ａはアンテナ回路２により供給される信号を受け、そ
の人力６ｂは水晶共振器８を備える局部発振器７により
発生する参照信号を受ける。

この参照信号の周波数は、主として共振器８０特性によ
り定まり、以下の説明においては、周波数Ｆｌ。と呼ば
れる。

良く知られている通り、ミキサ回路６の出力６ｃに発生
する混合信号は、多くの成分を備えている。これらの成
分のうち有用であるのは、中心周波数の成分のみであり
、これは以下の説明ではＦ、と呼ばれ、アンテナ回路２
により供給される信号の周波数Ｆ０と局部発振器７によ
り発生される参照信号の周波数Ｆｆ。の差の絶対値に等
しい。

混合された信号の他の成分は、既知の方法で標本化デー
タフィルタ９により除去される。標本化フィルタ９は、
本実施例においてはスイッチトキャバシタ型のバンドパ
スフィルタであり、その人力９ａはミキサ回路６の出力
６ｃに接続されている。フィルタ９の働きに必要なりロ
ンク信号は、分周回路１０の出力１０ｂにより、その人
力９ｂに供給される。分周回路１０の入力１０ａは、ミ
キサ回路６の入力６ｂと同様に、局部発振器７の出力７
ａに接続されている。Ｆｃｔ＋と呼ばれるこのクロック
信号の周波数は、局部発振器７が発生する信号の周波数
Ｆｆ、と分周回路１０の分周率の比に等しくなっている
。分周率は、以下の説明においてはＮと呼ばれる。

更に良く知られている通り、ＦＣと呼ばれるバンドパス
フィルタ９の中心周波数は、クロック周波数Ｆ’ｃｍの
このフィルタ９の構成により定まる係数Ｋに対する比に
等しい。

フィルタ９の出力９ｃに現れるフィルタされた信号は、
低周波回路１１の入力に与えられる。低周波回路１１は
、本実施例においては、整流器及び受信機の属性である
特定コードの識別を可能にするデコード回路を備えてい
る。受信機は、このコードの受信に応じて音響信号の送
信を開始する。

これまでに列挙された種々の回路及び部品は、従来から
のものであり、この分野の人には良く知られたものであ
るため、詳細は説明しない。ただ増幅器５、ミキサ回路
６、発振器７、フィルタ９、分周器１０、及び低周波回
路１１は、単一の回し集積回路にまとめられているのが
好ましいということだけに注目する必要がある。

ここで説明した受信機１が正しく機能するためには、も
ちろんフィルタ９の中心周波数ＦＣが混合信号の有用成
分の中心周波数Ｆ、に等しいことが必要である。

さて上記のように周波数Ｆ、は、アンテナ回路２により
供給される信号の周波数Ｆ０と局部発振器７により供給
される参照信号の周波数Ｆｆ、との差の絶対値に等しい
。それゆえ式（１）が求められる。

ＦＣ＝ＩＦ、−Ｆｔｔ、ｊ　　−・・・・−Ｎ）更にフ
ィルタ９の中心周波数は、次の式により与えられる。

ＦＣ＝Ｆ、、／に この式は、Ｆｃｋ＝Ｆ１．／Ｎであるから式（２）でも
表される。

ＦＣ＝ＦＩ！、ｏ　／　（Ｋ−Ｎ）　　−・・・・−（
２）上記の式（１）及び式（２）を合わせて、式（１）
の機能条件は、式（３）の時に満足されることが容易に
わかる。

Ｆｊ２゜＝に−Ｎ−Ｆ、／（Ｋ−Ｎ±１）・・・・・・
（３） この式（３）は、Ｋ及びＮとして選んだ値が何であって
も、周波数Ｆ０のそれぞれの値に対して、上記の機能条
件を満足する二個の異なる周波数Ｆｉ、。の値を決定す
ることが常に可能であることを示している。二個の周波
数Ｆ！、の値は、一方は周波数Ｆ０より小さく、一方は
大きい。

このことは、標本化データフィルタのクロック信号を供
給するためだけの発振器を必要としないという点におい
て、既知の大部分の受信機よりも利点のある、本発明に
基づく受信機を提供することが常に可能であることを示
している。

本発明に基づく受信機において、後者の発振器が無いこ
と、特に集積回路に一体化できないこの発振器の部品の
無いことは、これらの受信機を小型化し、製造を簡略化
し、同時に製造コスト及び故障の危険を減少させる可能
性が大きくなる。

更に前述の米国特許第４４８４３５８号又は日本国特願
昭６０−２２３３３５号で開示された既知の受信機に比
べて、本発明に基づく受信機は、標本化データフィルタ
の機能のために必要なりロック信号を供給するための、
又はミキサ回路に与え参照信Ｂを供給するためのいかな
るアナログ回路も必要とせず、アンテナ３、同調コンデ
ンサ４及び水晶共振器８はもちろん除くが、他のすべて
の部品は容易に単独の同一の集積回路に形成することが
可能であり、電気エネルギの消費も小さくできるという
利点を有する。

既に述べた本発明に基づく受信機における標本化データ
フィルタのクロック信号を供給するためだけの発振器が
無いことは、前記の式に示す通り、このフィルタの中心
周波数ＦＣはこれらの受信機が取り出す信号の中心周波
数Ｆ０に依存していることになる。標本化データフィル
タのこの中心周波数ＦＣは、従って受信機毎に異なるこ
とになる。

しかしこの中心周波数ＦＣが何であっても、標本化デー
タフィルタが選択した混合信号成分の中心周波数Ｆ、に
自動的に等しくなるため、この差は重要でない。

受信機ｌが指令通話装置の一部を威す時、この装置には
装置の部分を或ず他の受信機も当然−緒に偏ねっており
、その受信機も局部発振器７は、送信装置により送信さ
れる信号の図送周波数のための、前述の式（３）を使っ
て計算できる二つの周波数の一方を有する信号を発生す
るように選ばれた水晶共振器８を有する。更にこのよう
な場合には、アンテナ回路２の同調コンデンサ４は、こ
の搬送周波数自体が固定であるため、容量固定のコンデ
ンサで良い。

異なる搬送周波数を有するいくつかの離れた送信機によ
り送信される信号を選択的に受信するための、本発明に
基づく受信機の場合、例えば機械的にアンテナ回路２の
同調コンデンサ４を、局部発振器７により発生される信
号の周波数を決定する要素に合わせれば良い。その要素
とは、この場合に水晶共振器でなく、−船釣には他の容
量可変コンデンサであることは明らかである。同調コン
デンサ２と局部発振器７により発生される信号の周波数
を決定するこの要素との合わせは、各搬送周波数に対し
て後者の周波数が前述の式（３）を使って決定される周
波数に対応するようにされなければならないのは当然で
ある。

簡略化のため分周器１０の分周率Ｎは、優先的に２．’
４．８等のこの累乗のいずれかに等しいある値に選ばれ
ることも注目される。

この分周器１０は、絶対的必須ではなく、標本化データ
フィルタ９のクロック人力９ｂを、局部発振器７の出カ
フａに直接接続することも可能であることも同様に注目
される。この場合、前述の弐における要素Ｎが１に等し
いことは明らかであり、前述の機能条件を満たすために
局部発振器が発生する信号の周波数は、次式（４）で与
えられる。

Ｆｊ２．＝に−Ｆ、／　（Ｋ±１　）−・−（４）しか
しながら標本化データフィルタ９により消費される電気
エネルギの量は、その人力９ｂに与えられるクロック信
号の周波数にそのまま比例するため、この電気エネルギ
を供給する電源の太きさ及び大きさに関係した容量が限
られている場合、すなわち増幅器１が小型装置の一部を
威す場合には、このような解は使えない。

実際に分周器１０の存在の結果に基づくクロック信号の
周波数の低下に起因する、フィルタ９による電気エネル
ギの消費の節減は、後者により消費される電気エネルギ
の量より明らかに大きい。

特にこのドライバがＣＭＯ３ｌ−ランジスタを使用して
作られている場合には、これは顕著である。

更に標本化データフィルタにより送信される信号の振幅
変動は、この信号の周波数の関数であり、このフィルタ
の中心周波数のいずれかの側でもこの後者に与えられる
クロック信号の低い周波数より速い。−船釣にミキサ回
路６が発生する信号の濾過作用を改善するため、この変
動をできるだけ速くしようとする試みが行われるが、こ
れと同様の観点からスイッチトキャバシタフィルタ９の
タック人力９ｂを局部発振器７の出カフａに直接接続せ
ず、この入力とこの出力の間に分周器回路１０を介在さ
せる方が有利であることがわかる。

〔発明の効果］ 本発明により、標本化データフィルタ機能のためのクロ
ック信号を供給するアナログ回路が不用になり、これに
よりすべての部品を集積回路に形成することが可能にな
り、コスト低減及び信頼性の向上と共に消費電気エネル
ギも低減できる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明に基づく受信機の実施例のブロック図だ
けである。 図において、 Ｉ・・・受信機、　　　　　　２・・・アンテナ回路、
３・・・アンテナ、　　　　　４・・・同調コンデンサ
、５・・・増幅器、　　　　　　６・・・ミキサ回路、
７・・・局部発振器、　　　　８・・・水晶共振器、９
・・・標本化データフィルタ、 １０・・・分周＠路、　　　　１１・・・低周波回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１の周波数を有するアンテナ信号を供給するため
   のアンテナ回路、 第２の周波数を有する発振信号を供給するための局部発
   振器、 該アンテナ信号及び該発振信号に応じて混合信号を供給
   するためのミキサ回路、 該第２の周波数を第１の固定要素で除した商に等しい第
   ３の周波数を有するクロック信号を供給する手段、及び 該クロック信号に応じて該混合信号をフィルタリングし
   、該第３の周波数を第２の固定要素で除した商に等しい
   周波数特性を有する標本化データフィルタを備え、 Ｎ及びＫがそれぞれ該第１及び該第２の固定要素に等し
   いとすると、該第２の周波数は該第１の周波数にＫ・Ｎ
   ／（Ｋ・Ｎ±１）に等しい第３の固定要素を乗したもの
   に等しくなるように、該局部発振器が設定されている受
   信機回路。 ２、該クロック信号を発生させる該手段は、入力が該局
   部発振器の出力に接続され、出力は該クロック信号を供
   給し、分周率は該第１の固定要素に等しい分周回路を備
   える請求項の１に記載の受信機回路。