JPH04264818A - フィルタ切換回路 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般的には、集積回路
スイッチング回路に関し、かつ、より特定的には、狭帯
域信号または広帯域信号のいずれかを交互に受信できる
ようにするために狭帯域フィルタおよび広帯域フィルタ
の間で切り換えるための２つの帯域幅の受信機のための
フィルタ切り換え回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】２つのロケーションの間で情報を送信す
るための通信システムは、少なくとも、それによって情
報信号が送信できる送信チャネルによって相互接続され
た送信機および受信機からなる。１つの特定のタイプの
通信システムである、無線通信システムは無線周波数チ
ャネルで相互接続された送信機および受信機からなる。

【０００３】無線周波数チャネルで情報信号を送信でき
るようにするためには、情報信号は変調と称されるプロ
セスによって無線周波数電磁波に刻み込まれる。無線周
波数の電磁波は無線周波数チャネルを規定する周波数の
範囲内の周波数のものである。

【０００４】無線周波数の電磁波はキャリアウェーブと
称され、かつ該キャリアウェーブは、いったん情報信号
により変調されると、変調された、情報信号と称される
。変調された情報信号はキャリアウェーブの周波数に、
あるいは該周波数の近くに中心を持つ周波数帯域幅を占
有し、かつ自由空間を通って無線周波数チャネルによっ
て送信されそれにより送信機および受信機の間で情報を
送信する。

【０００５】情報信号を無線周波数電磁波に変調するた
めに種々の変調技術が開発されている。例えば、それら
の変調技術の内の４つのものは振幅変調（ＡＭ）、周波
数変調（ＦＭ）、位相変調（ＰＭ）、および複素変調（
ＣＭ）である。

【０００６】いったん無線周波数チャネルを介して送信
された、変調された情報信号を受信する受信機は無線周
波数電磁波に対し変調された情報信号を検出し、あるい
はさもなければ再生するための回路を含む。このプロセ
スは復調と称され、かつ受信機は受信された、変調され
た情報信号を復調するための復調回路を含む。典型的に
は、受信機回路は、さらに無線周波数、変調情報信号を
周波数において下方向に変換するためのダウンコンバー
ジョン回路を含み、復調回路の適切な動作を許容する。 いずれかの受信機回路はさらに無線周波数、変調情報信
号を周波数において上方向に変換して復調回路の適切な
動作を許容するためのアップコンバージョン回路を含む
。

【０００７】多くの無線周波数チャネルによって複数の
異なる周波数で複数の送信機により多くの異なる変調情
報信号が同時に送信されるから、受信機はさらにある所
望の周波数である受信機によって受信される信号のみを
復調するためにさらに同調回路を含む。そのような同調
回路は典型的には、ある帯域幅内のみの信号を通過させ
るための通過帯域を有するフィルタ回路を具備する。受
信機のダウンコンバージョン回路、アップコンバージョ
ン回路（もしあれば）、および受信機の復調回路はさら
に不所望の信号の通過を防止するためにあるフィルタ回
路を含むことができる。

【０００８】変調された情報信号が送信できる広い範囲
の周波数は電磁周波数スペクトラムと称される。電磁周
波数スペクトラムは周波数帯域に分割され、かつ周波数
帯域は変調された情報信号が送信できるチャネル（送信
チャネルと称する）に分割される。電磁周波数スペクト
ラムのある周波数帯域における無線周波数通信の規制は
同時に送信される信号の間の妨害を最小化する。

【０００９】例えば、アメリカ合衆国においては、（８
００ＭＨｚおよび９００ＭＨｚの間に伸びる）１００Ｍ
Ｈｚ帯域の電磁周波数スペクトラムの部分は無線電話通
信に割り当てられている。そのような無線電話通信は、
例えば、セルラ、通信システムにおいて利用される無線
電話によって行なわれる。現存する無線電話は同時に変
調された情報信号を発生しかつ受信するための回路を含
んでいる。

【００１０】セルラ、通信システムを形成するために必
要とされる基本的組織は地理的領域にわたり間隔をあけ
た位置に配置された数多くのベースステーションからな
る。ベースステーションの各々は変調された情報信号を
受信しかつ送信する回路を含む。変調された情報信号の
ベースステーションの個々のものの近傍における無線電
話へのおよび該無線電話からの受信および送信はそれら
の間で２方向通信を許容する。

【００１１】地理的領域にわたり任意の位置に配置され
た無線電話とセルラ、通信システムの基本組織を形成す
る少なくとも１つのベースステーションとの間の通信を
可能にするためにはベースステーションが配置される位
置の注意深い選択が要求される。いったん適切に配置さ
れると、各々のベースステーションは前記地理的領域の
「セル」と称される、特定の地理的部分を規定する。

【００１２】数多くの変調情報信号が異なる送信周波数
において（即ち、異なる無線周波数チャネルによって）
同時に送信されるが、各々の変調された情報信号は、そ
の送信中に、周波数帯域の有限の部分を占有する（即ち
、各々の変調された情報信号は、その送信の間、ある無
線周波数チャネルを占有する）。同じ地理的領域におけ
る同時に送信された、変調情報信号のオーバラップは、
これらの信号の同じ周波数における送信によってもある
いは１つまたはそれ以上の信号の周波数ドリフトによっ
ても、オーバラップする信号の間の妨害は受信機による
いずれの送信変調信号の検出をも妨げ得るので許容でき
ない。

【００１３】そのようなオーバラップを許容するため、
合衆国における無線電話通信のために割り当てられた周
波数帯域（これは上に述べたように、８００および９０
０ＭＨｚの間にひろがる）は３０ＫＨｚのチャネルに分
割される。周波数帯域の各部にわたるそのようなチャネ
ルの間隔をあけた配置はチャネル化した通信システムを
形成する。前記周波数帯域の８２４ＭＨｚおよび８４９
ＭＨｚの間にひろがる、第１の部分は無線電話からベー
スステーションへの変調情報信号の送信のために割り当
てられている。前記周波数帯域の８６９ＭＨｚおよび８
９４ＭＨｚの間にひろがる、第２の部分はベースステー
ションから無線電話への変調情報信号の送信のために割
り当てられている。

【００１４】無線電話通信に対する他のチャネル化され
た通信システムが他の国においても同様に規定されてい
る。例えば、日本においては、無線電話通信に対し割り
当てられている周波数帯域は２５ＫＨｚのチャネルに分
割されている。

【００１５】地域的および他の国の双方において、セル
ラ通信システムの使用の増加は、多くの場合、セルラ無
線電話通信システムに対し割り当てられた周波数帯域の
各無線周波数送信チャネルをフルに利用する結果となっ
ている。電磁周波数スペクトラムの他の用途のために割
り当てられた他の周波数帯域もしばしば同様にフルに利
用されている。

【００１６】その結果、それによりセルラ無線電話通信
システムの情報送信容量を増大するために無線電話通信
に割り当てられた周波数帯域のより効率的な利用を行な
うため種々の提案がなされている。電磁周波数スペクト
ラムの他の使用に対して割り当てられた他の周波数帯域
をより効率的に使用するためにも同様に提案が行なわれ
ている。

【００１７】上に述べた変調技術のいずれかにより形成
された変調情報信号はそれに対して情報信号が変調され
る電磁波の周波数によって規定される。しかしながら、
変調された情報信号はキャリアウェーブの周波数に、あ
るいはその近くに、中心を有する周波数の帯域にわたり
ひろがる。変調された情報信号がひろがる周波数の帯域
は信号の帯域幅と称される。セルラ通信に対し割り当て
られた周波数帯域が分割される無線周波数送信チャネル
の帯域幅は隣接無線周波数送信チャネルによって同時に
送信される変調情報信号が重ならないように十分小さく
なければならない。送信チャネルはさらに該送信チャネ
ルによって送信されるこれらの信号の周波数ドリフトの
ある量を許容するために十分に広くなければならない。 即ち、送信チャネルの帯域幅を規定するチャネル間隔は
１つ、あるいはそれ以上の、信号が周波数ドリフトを示
す隣接チャネルによって同時に送信される信号の周波数
ドリフトを許容するために十分大きくなければならない
。

【００１８】前にも述べたように、合衆国においては、
８００および９００ＭＨｚの間にひろがるセルラ通信の
ために割り当てられた周波数帯域は多くの３０ＫＨｚの
チャネルに分割される。送信チャネルにより信号を送信
する送信機の送信回路はチャネルの帯域幅よりいくらか
狭い信号を発生する。チャネル帯域幅は隣接チャネルに
よって送信される信号のかなりの周波数ドリフト（送信
信号の帯域幅のパーセンテージとして）がある場合にも
隣接チャネルにおける信号の同時送信を許容するために
十分広くなっている。他のセルラ通信システムも同様に
送信信号のかなりの周波数ドリフトがある場合でも隣接
送信チャネルによる信号の同時送信を許容するように無
線周波数送信チャネルの帯域幅を規定する。

【００１９】送信信号の信号帯域幅を低減するための、
および送信信号の周波数ドリフトを良好に最小化するた
めの商業的に実行可能な方法および装置が開発されかつ
実施されているから、それにより信号が送信される無線
周波数送信チャネルの帯域幅は低減することができる。 無線周波数送信チャネルの帯域幅の低減はある特定の用
途に割り当てられた周波数帯域のためにより多くの数の
送信チャネルが規定できるようにする。合衆国における
セルラ通信のために割り当てられた周波数帯域の特定の
例においては、その中に各々無線周波数送信チャネルを
規定する３０ＫＨｚの帯域幅の低減は割り当てられた周
波数帯域内で規定できる送信チャネルの数を対応して増
加する結果となる。例えば、送信チャネルの帯域幅の大
きさを３０ＫＨｚから１５ＫＨｚに低減することにより
特定の地理的領域内でのセルラ通信システムの容量を２
倍にする結果となる。同様に、日本における無線電話通
信のために割り当てられた周波数帯域の送信チャネルの
帯域幅の大きさを２５ＫＨｚから１２．５ＫＨｚに低減
することは同様に日本のセルラ通信システムの容量を倍
にする結果となる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、そのよ
うな送信チャネルの帯域幅の低減はそのようなセルラ通
信システムにおいて、使用されている無線電話のみなら
ず基本構造（即ち、ベースステーション）の変更を必要
とする。そのような基本構造の変更はかなりの資本的支
出を必要とするから、現在フルに利用されており、ある
いはフルに利用されることが予期されるセルラ通信シス
テムのみをより多くの数の無線周波数送信チャネルを規
定できるようにするため変更する必要がある。しかしな
がら、現存するセルラ通信システムおよびその容量を増
大するために変更されたセルラ通信システムの双方にお
いて無線電話の動作を行なわせるためには、無線電話は
現存のシステムまたは変更されたシステムのいずれにお
いてもその動作を許容するための回路を含まなければな
らない。

【００２１】従って、必要なことは伝統的なセルラ通信
システムおよび増加された容量のセルラ通信システムの
双方においてその動作を許容する無線電話構造である。

【００２２】従って、本発明の目的は、第１の帯域幅、
または第２の帯域幅のいずれの信号の受信をも許容する
フィルタ切換回路を提供することにある。

【００２３】本発明の他の目的は広帯域信号および狭帯
域信号の双方の受信を許容するために無線電話に対しフ
ィルタ切換回路を提供することにある。

【００２４】本発明のさらに他の目的は、広帯域信号ま
たは狭帯域信号のいずれかを受信するために選択的に動
作可能な無線電話を提供することにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段および作用】従って、本発
明によれば、少なくとも２つのフィルタの間のスイッチ
ングのためのフィルタ切替え回路が提供され、前記フィ
ルタの第１のものは第１の帯域幅内の信号の信号部分を
通過させるよう動作し、かつ前記フィルタの第２のもの
は第２の帯域幅内の信号の信号部分を通過させるよう動
作する。該フィルタ切替回路は前記フィルタの内の所望
の１つの帯域幅内の信号部分を示す出力信号を形成する
よう動作し、かつ前記フィルタの各々に対し分離された
駆動信号を供給するための駆動回路、および前記フィル
タの内の所望の１つの信号部分が前記出力信号を形成す
るように前記フィルタの間で切替を行なうためのスイッ
チを具備する。

【００２６】

【実施例】最初に図１のグラフ表現を参照すると、一般
的に参照数字１０で示される、変調情報信号が周波数の
関数として描かれている。縦軸１４の電圧に関して大き
さが示される、信号１０のレベル、すなわち振幅、は横
軸１８にヘルツによって示される、周波数の関数として
描かれている。

【００２７】信号１０は前に述べた変調技術、すなわち
、ＡＭ、ＦＭ、ＰＭ、またはＣＭ技術の内の任意のもの
によって形成される変調情報信号を表わしている。他の
変調技術は異なる形状の信号を発生するかもしれない。 特定の１つの変調技術によって形成される信号は振幅、
形状、および／または帯域幅においていくらか変わるか
もしれないが、信号１０のエネルギは典型的には特定の
周波数の中心周波数、ｆｃ、を中心としてその周りに集
まる。図示の如く、信号１０は、中心周波数ｆｃによっ
て規定される、点線で示される、縦に延びるライン２２
の周りに対称である。信号１０は矢印２６によって示さ
れる大きさの周波数帯域幅のものである。

【００２８】信号１０のような、受信信号の情報内容を
適切に決定するためには、受信機は最少の実用的な歪み
で信号の受信を行なうことができるよう構成されたもの
であるべきである。受信機の一部を形成するフィルタ回
路は所望の受信信号を通過させるためのフィルタ通過帯
域を形成する。しかしながら、受信機は典型的には（こ
こでは信号１０によって示される）所望の信号のみでは
なく、信号１０に含まれる周波数の帯域幅に近い周波数
を含む、他の周波数に位置する、例えばスプリアスノイ
ズ信号または隣接チャネル信号を表わす信号２８のよう
な、他の信号をも受信する。理想的には、受信機のフィ
ルタ回路は所望の信号を歪みのない形で通過させる通過
帯域を有し、かつその所望の信号以外のすべての信号は
ろ波されて、あるいはさもなければ阻止されるものであ
る。しかしながら、送信された信号はいくらか周波数ド
リフトを受け易くこれは信号の帯域幅によって規定され
る上部および下部の周波数境界の変更をもたらすもので
ある。従って、受信機のフィルタ回路の通過帯域は送信
された信号の通過を許容するために十分大きくなければ
ならず、一方また送信信号の周波数ドリフトによって引
起こされる周波数の変化を許容しなければならない。受
信機フィルタ回路の通過帯域は周波数ドリフトを収容し
ながら受信信号を通過させるに十分大きくあるべきであ
る。しかしながら、受信機のフィルタ回路の通過帯域を
増大することにより、ここでは信号２８で表わされる、
他の信号が通過し、それにより受信機によって理想的で
ない信号の再生が行なわれる結果となる。受信機のフィ
ルタ回路の通過帯域を減少させることは受信機のフィル
タ回路によって通過するノイズの量を少なくするが、所
望の信号が切詰められるか、あるいはさもなければ歪み
のない形で通過しない可能性を増大させる。

【００２９】次に図２のグラフ表現に移ると、セルラ通
信のために割当てられた周波数帯域の一部の周波数帯域
表現の一部が示されている。図１のグラフと同様に、縦
軸、ここでは軸３０、は電圧に関して示されており、か
つ横軸、ここでは軸３４、はヘルツに関して示されてい
る。

【００３０】前にも述べたように、合衆国においてセル
ラ通信のために割当てられた周波数帯域はそれにより変
調された情報信号が送信される３０ＫＨｚのチャネルに
分割されている。図２は５つのそのような送信チャネル
を示し、ここでは参照数字３８，４２，４６，５０およ
び５４によって示されている。横軸３４の周波数の境界
決定は合衆国のセルラ通信標準に対応しているが、実際
には任意のチャネル化された通信システムが同様に周波
数の境界決定の適切な置換えにより説明できる。例えば
、日本のセルラ通信システムは合衆国の標準に対応する
３０ＫＨｚの境界決定ではなく２５ＫＨｚの境界決定に
関し横軸３４を尺度変更することにより示すことができ
る。

【００３１】合衆国のセルラシステムに関して示される
ように、縦線は送信チャネル３８−５４の隣接するもの
の間の境界を表わすために３０ＫＨｚの間隔で配置され
ている。各送信チャネル３８−５４は３０ＫＨｚの帯域
幅のものであり、かつ図１の信号１０のような、変調情
報信号が、チャネルの内の隣接するものによって送信さ
れる信号がオーバラップするような帯域幅でない限りあ
るいは隣接チャネルで同時に送信される信号とそれ以外
の方法で干渉しない限り送信チャネル３８−５４の個々
のものによって同時に送信できる。

【００３２】そのようなオーバラップ、または他の干渉
を防止するため、送信チャネルのいずれかによって送信
される信号はそれぞれの送信チャネルを規定する境界内
に信号を維持するような帯域幅（および中心周波数）で
あるべきである。そのような制御は隣接送信チャネルで
同時に送信される信号のオーバラップを防ぐためのみな
らず、付加的に受信機のフィルタ回路の通過帯域が送信
チャネルのバンド幅に対応する大きさのものであるため
に必要とされる。受信機の通過帯域内の受信信号の部分
のみが通過する（すなわち、送信チャネル３８−５４の
ような特定の送信チャネルの境界内で送信される受信信
号の部分のみが受信機によって通過される）。

【００３３】図２はさらに、それぞれ、送信チャネル３
８および４２内に中心を有する信号５８および６２を示
す。信号５８および６２は図１の変調情報信号１０と同
じであり、かつ、それぞれ、送信チャネル３８および４
２を規定する帯域幅の大きさより小さな帯域幅の大きさ
のものある。信号５８および６２はこれらの信号が互い
に重ならない限り同時に送信できる。

【００３４】歴史的には、チャネルの帯域幅を決定する
チャネル間隔は商業的に実用可能な技術を用いた送信機
が送信チャネルの帯域幅より狭い帯域幅の信号を送信で
きることを補償するように規定された。しかしながら、
技術的な進歩は狭い帯域幅の信号の送信が可能な商業的
に実用可能な送信機の構成を可能にしている。従って、
商業的に実用可能な送信機は今や以前に存在した、商業
的に実用可能な送信機により送信される信号の帯域幅よ
り狭い帯域幅の信号を送信するために利用できる。送信
信号の周波数ドリフトを低減するための商業的に実用可
能な方法および装置も同様に開発されている。

【００３５】図２のチャネル４６および５０内にはそれ
ぞれ信号６６および７０が配置されている。信号６６お
よび７０は図１の信号１０と形が同じであるが、チャネ
ル３８および４２内に配置された信号５８および６２と
比較するとかなり狭い帯域幅となっている。信号６６お
よび７０と形状および帯域幅が同じである信号６６′お
よび７０′がチャネル５４内に配置されており信号５８
および６２に要求される帯域幅の２分の１、あるいはそ
れ以下、の帯域幅を必要とする信号が形成できることを
示している。

【００３６】図２において信号６６および７０によって
表わされる、より新しい構成の送信機によって発生され
る信号の帯域幅要求は、信号５８および６２によって図
２に示される、伝統的な送信機により発生される信号の
帯域幅要求よりもかなり小さいから、無線電話通信に対
し割当てられた周波数帯域の各々のチャネルのかなりの
部分が使用されないこととなる。しかしながら、それに
よりチャネルのいくつか、またはすべて、の帯域幅を低
減するために割当てられた周波数帯域のチャネルの帯域
幅を再規定することにより、より大きな数のチャネルが
割当てられた周波数帯域に規定できる。より多くの数の
チャネルを規定することにより、より多くの数の信号が
同時に割当てられた周波数帯域で送信でき、それにより
その周波数帯域の送信容量を増大する。

【００３７】次に、図３の（ａ）および（ｂ）における
グラフ表現を参照すると、チャネル容量の増加がより明
らかに示されている。図３の（ａ）および（ｂ）のグラ
フ表現は図１および図２のグラフと同じであり、かつ横
軸７８にヘルツに関して示された、周波数の関数として
図３の（ａ）および（ｂ）の縦軸７４にボルトで示され
た、電圧の特性である。

【００３８】図３の（ａ）は、セルラ通信のために割当
てられた周波数帯域の一部を形成する送信チャネル３８
，４２，４６，５０および５４によって送信される、そ
れぞれ、５つの同時送信信号８２，８６，９０，９４お
よび９８を示す。信号８２−９８は図２の信号５８−６
２の帯域幅と同じ帯域幅のものであり、かつ図３の（ａ
）のチャネル３８−５４はその大きさにおいて図２の同
じ番号のチャネルに対応する。図３の（ａ）は、従って
、伝統的なチャネル間隔を有するように規定されたシス
テムによる伝統的な信号の送信を表わす。

【００３９】図３の（ｂ）はチャネル１３８，１４２，
１４６，１５０，１５４，１５８，１６２，１６６，１
７０および１７４における１０個の同時送信される信号
１００，１０４，１０８，１１２，１１６，１２０，１
２４，１２８，１３２および１３６を示す。同図におけ
る垂直方向に延びるラインは隣接送信チャネル間の境界
を表わす。送信チャネル１３８−１７４は図２および図
３の（ａ）の送信チャネル３８−５４と同じ周波数範囲
を占有するが、送信チャネル３８−５４の帯域幅の２分
の１の帯域幅となっている。

【００４０】図３の（ａ）および（ｂ）を比較すると図
３の（ｂ）のシステムによって図３の（ａ）のそれの２
倍多くの信号が同時に送信できることを示している。し
かしながら、前にも述べたように、送信チャネルの帯域
幅のそのような低減を達成し（かつ送信容量のそれに応
じた増大）を達成するためにセルラシステムの現存する
基本的施設を変更することはかなりの量の資本の支出を
必要とするから、基本的施設のそのような変更はフルに
利用されている、あるいはフルに利用されていると予期
される、システムにおいてのみ強制されるべきである。 現存のシステムおよび増大した容量のシステムがともに
同時に使用されるべきであるから、これらのシステムは
互いに互換性がなければならない。図３の（ｂ）のシス
テムのチャネルの数は図３の（ａ）のシステムの倍数で
あるから図３の（ｂ）のシステムのチャネル間隔は図３
の（ａ）のシステムと互換性がある。チャネルが他の倍
数（例えば、３の倍数のような）であるシステムは同様
に現存のシステムと互換性のあるシステムを規定する。

【００４１】無線電話の一部を形成する受信機回路は現
存のセルラ通信システムあるいは増大した容量のセルラ
通信システムのいずれにおける動作も可能でなければな
らない。現存の無線電話の受信機回路は現存のセルラ通
信システムの送信チャネルによって送信された信号の受
信および正確な復調を許容する。しかしながら、現存の
無線電話受信機回路は増大した容量のシステムによって
送信された信号を有効に受信するよう動作しない。従っ
て、現存するセルラ通信システムにおいて、あるいは増
大した容量のセルラ通信システムにおいて共に動作可能
な無線電話構成が現存の通信システムのみならず増大し
た容量のセルラ通信システムの効率的な利用を許容する
ために必要とされる。

【００４２】前にも述べたように、受信機は典型的には
それによって信号が送信される送信チャネルの帯域幅に
対応する帯域幅の通過帯域を有するフィルタ回路を含む
。現存の、合衆国のセルラ通信システムの送信チャネル
は３０ＫＨｚの帯域幅であるから、合衆国のシステムに
おいて動作可能な現存の無線電話は、従って、通常ほぼ
３０ＫＨｚの通過帯域を有するフィルタ回路を含む。 そのような帯域幅、または現存のセルラ通信システムに
対応するいずれかの帯域幅は以後広帯域の帯域幅と称さ
れる。例えば、現存の日本のセルラ通信システムの送信
チャネルは２５ＫＨｚの帯域幅のものであるから、日本
のシステムにおいて動作可能な現存の無線電話は、従っ
て、通常ほぼ２５ＫＨｚの通過帯域を有するフィルタ回
路を含む。そのような帯域幅は広帯域の帯域幅と称され
る。

【００４３】拡張された容量の通信システムにおいて送
信された変調情報信号の適切な受信を許容するためには
、受信機のフィルタ回路は狭い帯域幅の通過帯域のもの
であるべきである（すなわち、通過帯域は２分の１の帯
域幅のもの、あるいは現存するセルラ通信システムの広
帯域の帯域幅の大きさの何らかの他の分数倍であるべき
である）。以後狭帯域の帯域幅と称される、そのような
狭い帯域幅は隣接送信チャネルによって送信された同時
送信信号の通過を防止するのみならず、付加的にホワイ
トノイズおよび他のスプリアス信号の量を減らす。しか
しながら、狭い帯域の帯域幅の通過帯域を有するフィル
タ回路は現存のセルラ通信システムの送信チャネルによ
って送信された変調情報信号を受信する場合には使用で
きないが、それは該送信信号は部分的に、あるいは全体
的に、受信機の狭帯域の帯域幅のフィルタ回路の通過帯
域の外にあるからである。

【００４４】従って、現存のセルラ通信システム、ある
いは拡張された容量のセルラ通信システムのいずれの送
信チャネルによって送信された変調情報信号をも受信す
るよう動作する無線電話構成は２つの別のフィルタ回路
を必要とする。第１の受信機フィルタ回路は広帯域の帯
域幅の通過帯域を形成し、かつ第２のフィルタ回路は狭
帯域の帯域幅の通過帯域を形成する。前記第１のフィル
タ回路または第２のフィルタ回路のいずれかの切替動作
は現存のセルラ通信システム、または増大した容量のセ
ルラ通信システムのいずれにおいても単一の無線電話の
動作を許容する。

【００４５】次に、図４の（ａ）のブロック図に移ると
、一般に参照数字１７６で示される、本発明のフィルタ
切換回路が示されている。フィルタ切換回路１７６は第
１のフィルタ特性の第１のフィルタと第２のフィルタ特
性の第２のフィルタとの間を切換るために使用できる。 第１のフィルタ特性の第１のフィルタは好ましくは「広
帯域」特性の通過帯域を形成し、かつ第２のフィルタ特
性の第２のフィルタは好ましくは「狭帯域」特性の通過
帯域を形成する。

【００４６】標準の、現存する、合衆国のセルラ通信シ
ステムに関しては、広帯域フィルタは３０ＫＨｚよりい
くらか狭い帯域幅の通過帯域を形成し、従って、狭帯域
フィルタは１５ＫＨｚよりいくらか狭い帯域幅の通過帯
域を形成する。同様に、標準の、現存する、日本のセル
ラ通信システムに関しては、広帯域フィルタは２５ＫＨ
ｚよりいくらか狭い帯域幅の通過帯域を形成し、従って
、狭帯域フィルタは１２．５ＫＨｚよりいくらか狭い帯
域幅の通過帯域を形成する。

【００４７】ここではミキサ回路１８０で表わされる、
駆動回路はライン１８４および１８８に分離された駆動
信号を発生する。分離された駆動信号は、それぞれのフ
ィルタの異なるインピーダンス対周波数特性が相互作用
の問題を生じ得るから両方のフィルタ回路への入力は直
接そこに一緒に接続することができないため必要とされ
る。

【００４８】ライン１８４はノード１９２において第１
のフィルタ回路１９４に接続され、該第１のフィルタ回
路１９４は好ましくは伝統的な、セラミック、複数エレ
メントのラダーフィルタによって実施される。フィルタ
１９４は広帯域の特性を有する通過帯域フィルタであり
、かつ、ノード１９２を通りライン１８８上の分離され
た駆動信号が供給された時、ライン１９６上にフィルタ
１９４の通過帯域内の周波数の信号部分を通過させる。 ライン１９６はノード１９８においてライン２０２にお
ける増幅器２００に結合されている。増幅器２００はそ
こに供給されたろ波された信号を増幅し、かつ増幅器２
００が動作している場合にライン２０３上に増幅された
信号を発生する。

【００４９】同様に、ライン１８８に発生された分離さ
れた駆動信号はノード２０４において第２のフィルタ回
路２０６に接続され、該第２のフィルタ回路２０６は好
ましくは同様に伝統的なセラミック複数エレメントのラ
ダーフィルタによって実施される。フィルタ２０６は狭
い帯域の特性を有する通過帯域フィルタであり、かつ、
ノード２０４を介してライン１８８上に分離された駆動
信号が供給された時、ライン２０８上にフィルタ２０６
の通過帯域内の周波数の信号部分を通過させる。ライン
２０８はノード２１０においてライン２１４上の増幅器
２１２に結合されている。増幅器２１２は該増幅器２１
２が動作している場合にそこに供給されるろ波された信
号を増幅し、かつライン２１５上に増幅された信号を発
生する。

【００５０】スイッチ２１８は増幅された信号がライン
２０３または２１５のいずれかに発生されるように増幅
器２００または増幅器２１２に交代で電源を供給する。 増幅された信号がライン２０３上に発生された時、ライ
ン２１５上には何らの信号も発生されず、かつ逆も同様
である。ライン２２２上に外部から供給される信号はラ
イン２０３または２１５のいずれかに増幅された信号を
発生するため増幅器２００または２１２のいずれかに電
源を供給するためスイッチ２１８を付勢する。信号はラ
イン２０３またはライン２１５上に発生するから、ライ
ン２０３および２１５はライン２１７で示されるように
、そこに一緒に接続することができる。図４の（ａ）は
さらに、点線で、ライン２０３′，２１５′，および２
１７′を示す。ライン２０３′，２１５′，および２１
７′上に発生する信号はライン２０３，２１５，および
２１７上に発生する信号と同じであるが、ライン２０３
，２１５，および２１７上に発生する信号に関して位相
がずれている。図４の（ａ）の回路の動作はもちろんラ
イン２０３′，２１５′および２１７′なしでも可能で
あることに注意を要する。

【００５１】図４の（ｂ）は図４の（ａ）のものと同様
のブロック図であるが、本発明の別の好ましい実施例を
示しており、該実施例はライン１８４および１８８上に
発生されかつそれぞれフィルタ１９４および２０６に供
給される分離された駆動信号がミキサ回路１８０ではな
く増幅器２２０によって供給される。図４の（ｂ）の回
路の残りの部分は図４の（ａ）の対応する部分と同じで
あり、かつ同じ番号が付されている。

【００５２】図５は図４の（ａ）においてブロック形式
で示されたフィルタ切換回路の単純化した回路図である
。図５の回路は好ましくは単一の集積回路チップ上に一
体的に形成され、該単一の集積回路チップは、例えば、
セラミック複数エレメントラダーフィルタのような、伝
統的なフィルタとその接続を許容するピン出力および入
力を有する。

【００５３】広帯域の受信信号はノード２４２において
ライン２４０により該回路に供給される。該回路の他の
入力はライン２４６により該回路に供給される供給電圧
、および、水晶発振器２５８のような、発振器によりラ
イン２５２により該回路に供給される高周波、発振信号
を含む。

【００５４】ライン２４０はトランジスタ２６４のベー
ス電極に結合され、ライン２５２はトランジスタ２７０
のベース電極に結合され、ライン２４６は抵抗２８２を
介してトランジスタ２７０および２７６のコレクタ電極
に、かつ抵抗３００を介してトランジスタ２８８および
２９４のコレクタ電極に結合されている。トランジスタ
２７０および２８８のエミッタ電極はトランジスタ３０
６のコレクタ電極に結合され、かつトランジスタ２７６
および２９４のエミッタ電極はトランジスタ２６４のコ
レクタ電極に結合されている。トランジスタ３０６およ
び２６４のエミッタ電極はバイアス回路３１２に結合さ
れている。バイアス回路３１２は図５の回路の左側の部
分を構成するミキサの所望の動作点を生成するよう構成
されている。バイアス回路３１２はさらにトランジスタ
２７６および２８８のベース電極に、かつ抵抗３３０を
介してトランジスタ３０６のベース電極に結合されてい
る。さらに、バイアス回路３１２はそのノード２４０に
印加される信号を分離するため抵抗３２４を介してトラ
ンジスタ２６４のベース電極に結合されている。トラン
ジスタ２９４のベース電極はさらにライン２５２上に供
給される発振信号に結合されている。

【００５５】トランジスタ２６４，２７０，２７６，２
９４および３０６は、図示の如く接続された時、共に伝
統的なギルバート乗算器（Ｇｉｌｂｅｒｔ　　Ｍｕｌｔ
ｉｐｌｉｅｒ）回路を形成し、トランジスタ２７０およ
び２７６のコレクタ電極に結合された出力ライン３３６
、およびトランジスタ２８８および２９４のコレクタ電
極に結合された出力ライン３４２が互いに１８０度位相
の異なる信号を含むようにする。抵抗２８２および３０
０は、それぞれ、フィルタ３４０および３５０に正しい
ソースインピーダンスを提供する。ライン３３６および
３４２上の信号は互いに分離され１つのライン上の負荷
インピーダンスにおける外部的に引起こされた変動が他
のライン上に発生する信号に重要な影響を与えないよう
にする。ノード３４４および３４６は、図においてブロ
ック形式で示された、セラミック複数エレメントラダー
フィルタ３４８および３５０のようなフィルタ回路への
ライン３３６および３４２の接続を許容するためのピン
出力接続を表わす。いったん適切に接続されると、ライ
ン３３６および３４２上に発生する信号はそこでろ波さ
れるべく、それぞれ、フィルタ３４８および３５０に供
給される。そのような回路設計はさらに両方のフィルタ
が常に正しく終端されることを保証する。

【００５６】ノード３５６および３６２はそれに対する
フィルタ３４８および３５０の出力側の接続を許容する
ためのピン入力接続を表わす。ライン３６８はノード３
５６とトランジスタ３８０のベース電極とを相互接続し
、同様に、ライン３７４はノード３６２とトランジスタ
３８６のベース電極とを相互接続する。トランジスタ３
８０のエミッタ電極はトランジスタ３９２のエミッタ電
極に接続され、かつトランジスタ３８６のエミッタ電極
はトランジスタ３９８のエミッタ電極に結合されている
。ライン２４６に供給される供給電圧は抵抗４０４を介
してトランジスタ３８０および３８６のコレクタ電極に
供給され、同様にライン２４６上に含まれる供給電圧は
抵抗４１０を介してトランジスタ３９２および３９８の
コレクタ電極に供給される。バイアス回路４０２はさら
にバイアス電位を、それぞれ、抵抗４０８，４１４，４
２０および４２４を介してトランジスタ３８０，３８６
，３９２および３９８のベース電極に供給する。抵抗４
０８および４１４はさらに、それぞれ、フィルタ３４８
および３５０のための正しい終端インピーダンスを提供
する。

【００５７】トランジスタ３８０および３９２は共に伝
統的な差動増幅器を形成し、同様に、トランジスタ３８
６および３９８も共に差動増幅器を形成する。トランジ
スタ対３８０−３９６および３８６−３９８によって形
成された各差動増幅器は図４の（ａ）および（ｂ）にブ
ロック形式で示された増幅器２００および２１２に対応
する。トランジスタ３８０および３８６のコレクタ電極
から延びているライン４２６は図４の（ａ）および（ｂ
）のライン２１７′に対応し、かつトランジスタ３９２
および３９８のコレクタ電極から延びているライン４２
８は図４の（ａ）および（ｂ）のライン２１７に対応し
、そして、好ましくは、（位相が１８０度離れた）差動
出力を形成する。ライン４２６および４２８に含まれる
信号は、必要に応じて、単独で、あるいは組合わせて使
用できる。

【００５８】フィルタ切換入力信号がライン４３２によ
り回路４４０に供給され該回路４４０は（ライン４３２
に供給される信号の極性に応じて）ライン４５２または
４６４のいずれかに信号を発生する。ライン４５２はト
ラトンジスタ４７０のベース電極に結合されおりかつラ
イン４６４はトランジスタ４７６のベース電極に結合さ
れている。トランジスタ４７０のコレクタ電極はトラン
ジスタ３８０および３９２のエミッタ電極に結合され、
かつトランジスタ４７６のコレクタ電極はトランジスタ
３８６および３９８のエミッタ電極に結合されている。 ライン４５２またはライン４６４上の信号の発生はトラ
ンジスタ４７０または４７６のいずれかのベース電極に
バイアス電圧を提供しトランジスタ４７０または４７６
をターンオンし、それによりライン５００上にバイアス
回路４０２によって発生されたバイアス電流をトランジ
スタ対３８０−３９６および３９２−３９８によって形
成された各差動増幅器に向け、これにより、結果として
、ノード３５６および３６２に与えられる信号の増幅さ
れた複製物がライン４２６および４２８上に発生するよ
うにする。バイアス回路４０２は各増幅器の所望の動作
点を生成するよう構成されている。トランジスタ４７０
および４７６はこれにより図４の（ａ）および（ｂ）の
スイッチ２１８に対応するスイッチとして機能する。 ライン４３２に供給されるフィルタ切換入力は図４の（
ａ）および（ｂ）のライン２２２に対応する。トランジ
スタ対４７０−４７６によって形成されるスイッチの付
勢はトランジスタ対３８０−３９２によって形成される
差動増幅器とトランジスタ対３８６−３９８によって形
成される差動増幅器との間の迅速な切換を許容する。 適切なバイアスおよび／またはトランジスタ保護回路が
付加的に利用できかつ好ましい実施例の集積回路内に回
路の他の部分とともに集積化することができる。

【００５９】次に図６のブロック図に移ると、本発明の
教示に従って構成された、一般的に参照数字６００で示
される、無線電話が示されている。この図の各機能ブロ
ックを実施する実際の回路は１つまたはそれ以上の回路
板上に配置されかつ伝統的な無線電話ハウジング内に収
容される。

【００６０】無線電話６００は図４の（ａ）から図５ま
でに示されたフィルタ切換回路を使用して伝統的なセル
ラ通信システム、または拡張された容量のセルラ通信シ
ステムのいずれかの送信チャネルによって送信された広
帯域または狭帯域信号を受信しかつ復調することを許容
する。ここでは送信機６０４として表わされる、ベース
ステーションによって送信される送信信号は無線電話ア
ンテナ６０８によって受信される。

【００６１】アンテナ６０８はライン６１０によって受
信信号をプリセレクタ／フィルタ６１２に供給する。プ
リセレクタ／フィルタ６１２は好ましくは注目の帯域内
のすべての周波数を通過させるための通過帯域を有する
非常に広帯域のフィルタである。フィルタ６１２はライ
ン６１６上にろ波された信号を発生し、これはミキサ６
２０に供給される。ミキサ６２０はさらに好ましくは伝
統的な位相ロックループの一部を形成する発振器６２８
からライン６２４上に発振信号を受け取る。ミキサ６２
０はフィルタ６３６に供給されるダウンコンバートされ
た信号（通常第１の中間周波数、すなわち、ＩＦ、信号
と称される）をライン６３２上に発生する。（ミキサ６
２０はあるいはアップコンバートされた信号を発生する
かもしれない。）フィルタ６３６は、好ましくは、モノ
リシック水晶広帯域フィルタであり、かつ通常第１中間
周波数、すなわち、ＩＦ、フィルタと称される。

【００６２】フィルタ６３６はライン６４０上にろ波さ
れた信号を発生し、これは増幅器６４４に供給される。 増幅器６４４はライン６４０によりそこに供給される信
号を増幅しかつライン６４８上に増幅された信号を発生
する。ライン６４８はミキサ６５２の入力に結合され該
ミキサ６５２はまた発振器６６０からライン６５６によ
り入力を受け取る。発振器６６０は好ましくは伝統的な
位相ロックループの一部を構成する。ミキサ６５２はラ
イン６６０および６６４上に分離された駆動信号を発生
する駆動回路を形成する。ミキサ６５２は、図５の回路
と同様に、ギルバート乗算器で構成することができる。 ライン６６０上に発生された分離された駆動信号はフィ
ルタ６６８に供給され、同様にライン６６４上に発生さ
れた分離された駆動信号はフィルタ６７２に供給される
。好ましくは、フィルタ６６８および６７２は所定の通
過帯域の伝統的なセラミックの複数エレメントのラダー
フィルタからなる。フィルタ６６８および６７２はライ
ン６７６および６８０上にろ波された信号を発生し、こ
れらは増幅器／電圧制限器６８４および６８６に供給さ
れる。増幅器／制限器６８４および６８６は好ましくは
図５のトランジスタ対３８０−３９２および３８６−３
９８により構成される差動増幅器と同じにされる。増幅
器／制限器６８４および６８６は交互に動作可能であり
増幅器／制限器６８４がライン６８８上に信号を発生す
るかあるいは増幅器／制限器６８６がライン６９０上に
信号を発生する。信号がライン６８８または６９０のい
ずれかに発生するから、ライン６８８および６９０は復
調器回路６９２の単一の入力にいっしょに接続できる。 復調器回路６９２は典型的には付加的な増幅器／制限器
ステージを含み、あるいは該付加的な増幅器／制限器ス
テージに先行される。復調器回路６９２はライン６９６
上に復調された信号を発生しこれはスピーカ７００に供
給される。

【００６３】スイッチ７０４はライン７０６および７０
８によって、それぞれ、制限器／増幅器６８４および６
８６に結合され制限器／増幅器６８４または制限器／増
幅器６８６に交互に動作バイアスを供給する。外部で発
生された信号がライン７１２によってスイッチ７０４に
供給され該スイッチをそれにより動作させる。

【００６４】フィルタ回路６６８および６７２の適切な
選択によりフィルタ６６８が広帯域のフィルタを形成し
かつフィルタ回路６７２が狭帯域のフィルタを形成しア
ンテナ６０８によって受信される信号の広帯域または狭
帯域受信を可能にする。フィルタ６６８および６７２に
供給される信号は分離されたまたは隔離された駆動信号
であるから、フィルタ回路６６８はフィルタ回路６７２
と干渉せず、かつ逆も同様である。増幅器６４４、ミキ
サ回路６５２、制限器／増幅器６８４および６８６およ
びスイッチ７０４は単一の集積回路上に一体的に形成す
ることができる。

【００６５】図６のブロック図はさらに無線電話６００
の送信部を示しており、該送信部はマイクロホン７２０
、変調器７２８、ミキサ回路７３２およびフィルタ７４
０を含み、その出力はアンテナ６０８に結合されている
。

【００６６】最後に図７のフロー図に移ると、本発明の
方法の各ステップが示されている。本発明の方法は少な
くとも２つのフィルタの間で切り換えを行ない、該フィ
ルタの内の第１のものは第１の帯域幅内の信号の信号部
分を通過するよう動作し、かつ該フィルタの第２のもの
は第２の帯域幅内の信号の信号部分を通過するよう動作
する。出力信号は前記フィルタの内の所望の１つの帯域
幅内の信号部分を示すよう形成されている。本方法は、
最初に、前記フロー図のブロック７５０で示されるよう
に、発振駆動信号をフィルタの各々に供給し、かつ、第
２に、ブロック７６０によって示されるように、所望の
１つのフィルタの信号部分が出力信号を形成するように
各フィルタ間で切り換えを行なう段階を具備する。

【００６７】本発明が種々の図の好ましい実施例に関連
して説明されたが、他の同様の実施例もまた用いること
ができあるいは説明された実施例に対し本発明の同じ機
能を達成するためにそこから離れることなく修正および
付加を行なうことができることを理解すべきである。従
って、本発明はいずれかの単一の実施例に限定されるべ
きではなく、むしろ添付の請求の範囲に従った広さおよ
び範囲で構成されるべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】周波数の関数としてグラフ化された典型的な変
調情報信号を示すグラフである。

【図２】電磁周波数スペクトラムの一部で形成される周
波数帯域のいくつかの隣接送信チャネルを示すグラフで
ある。

【図３】いくかの送信チャネルに加えて伝統的なセルラ
通信システムの隣接送信チャネルによって変調情報信号
を同時送信する様子を示すグラフ（ａ）、および増大し
た容量のセルラ通信システムの隣接チャネルによって変
調情報信号を同時送信する様子を示すグラフ（ｂ）であ
る。

【図４】本発明の好ましい実施例に係わるフィルタスイ
ッチング回路を示すブロック図（ａ）、および本発明の
他の好ましい実施例に係わるフィルタスイッチング回路
のブロック図（ｂ）である。

【図５】本発明の好ましい実施例に係わるフィルタスイ
ッチング回路の単純化した電気回路図である。

【図６】図４および図５のフィルタ切り換え回路がその
一部を構成する本発明に係わる無線電話を示すブロック
図である。

【図７】本発明の好ましい実施例に係わる方法を示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１７６　　フィルタ切換回路 １８０　　ミキサ回路 １９４，２０６　　フィルタ ２００，２１２　　増幅器 ２１８　　スイッチ ２２０　　増幅器 ２６４，２７０，２７６，２８８，２９４，３０６，３
８０，３８６，３９２，３９８，４７０，４７６　　ト
ランジスタ ２５８　　発振器 ３１２，４０２　　バイアス回路 ２８２，３３０，３２４，３３０，４０４，４０８，４
１０，４１４，４２０，４２４　　抵抗２４６　　電源
供給ライン ３４８，３５０　　セラミック複数エレメントラダーフ
ィルタ ４４０　　切換信号発生回路 ６００　　無線電話 ６０４　　ベースステーション送信機 ６０８　　無線電話用アンテナ ６１２　　プリセレクタ／フィルタ ６２０　　ミキサ ６２８　　発振器 ６３６　　フィルタ ６４４　　増幅器 ６５２　　ミキサ ６６８，６７２　　フィルタ ６８４，６８６　　増幅器／電圧制限器６９２　　復調
回路 ７００　　スピーカ ７０４　　スイッチ ７２０　　マイクロホン ７２８　　変調器 ７３２　　ミキサ回路 ７４０　　フィルタ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　少なくとも２つのフィルタの間で切り
   換えを行なうためのフィルタ切換回路であって、前記フ
   ィルタの内の第１のものは第１の帯域幅内の信号の信号
   部分を通過するよう動作し、かつ前記フィルタの内の第
   ２のものは第２の帯域幅内の信号の信号部分を通過する
   よう動作し、前記フィルタ切換回路は前記フィルタの内
   の所望のものの帯域幅内の信号部分を示す出力信号を形
   成するよう動作し、前記切換回路は、前記フィルタの各
   々に対し分離された駆動信号を供給するための駆動回路
   を形成する手段、そして前記フィルタの内の前記所望の
   ものの信号部分が出力信号を形成するようにフィルタ間
   で切り換えを行なうためのスイッチを形成する手段、を
   具備することを特徴とするフィルタ切換回路。
2. 【請求項２】　　前記供給のための手段により形成され
   る前記駆動回路はミキサ回路を具備することを特徴とす
   る請求項１に記載のフィルタ切換回路。
3. 【請求項３】　　さらに前記ミキサ回路に供給される発
   振信号を発生するための手段を具備することを特徴とす
   る請求項２に記載のフィルタ切換回路。
4. 【請求項４】　　前記分離された駆動信号は前記駆動回
   路により発生される差動出力信号を備えたことを特徴と
   する請求項１に記載のフィルフ切換回路。
5. 【請求項５】　　前記供給のための手段により形成され
   る駆動回路は増幅器回路を具備することを特徴とする請
   求項１に記載のフィルタ切換回路。
6. 【請求項６】　　前記切換のための手段により形成され
   るスイッチは外部信号により付勢されることを特徴とす
   る請求項１に記載のフィルタ切換回路。
7. 【請求項７】　　さらに前記フィルタの各々により通過
   されるろ波された信号部分を増幅するための増幅器を形
   成する手段を具備することを特徴とする請求項１に記載
   のフィルタ切換回路。
8. 【請求項８】　　前記スイッチングのための手段により
   形成されるスイッチは前記フィルタの内の１つのみによ
   って発生されるろ波された信号の内の１つのみが一度に
   増幅されるように前記増幅のための手段により形成され
   る増幅器を接続することを特徴とする請求項７に記載の
   フィルタ切換回路。
9. 【請求項９】　　前記供給のための手段により形成され
   る駆動回路、前記増幅のための手段により形成される増
   幅器、およぴ交互に電力を与えるための手段により形成
   されるスイッチは集積回路チップ上に一体的に形成され
   ている事を特徴とする請求項７に記載のフィルタ切換回
   路。
10. 【請求項１０】　　前記切換のための手段は、出力信号
    を形成する前記フィルタの内の所望のものの前記信号部
    分が前記第１の帯域幅内の信号の前記信号部分かあるい
    は前記第２の帯域幅内の信号の前記信号部分からなるよ
    うに、前記第１のフィルタおよび前記第２のフィルタの
    間の切換を行なう事を特徴とする請求項１に記載のフィ
    ルタ切換回路。