JPH04505392A - 相互変調ひずみを低減するための方法および装置 - 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】 相互変調ひずみを低減するための方法および装置技術分野 この発明は一般的には無線通信の分野に関し、かつより特定的には改良された相 互変調および感度を有する無線受信機に関する。

背景技術 無線受信機においては、受信信号はしばしばプリアンプ段において前置増幅され る。強い信号条件でのプリアンプ段の飽和は典型的には前置増幅における非直線 性を増大しそれにより相互変調（ＩＭ）を増大する。また、受信機のプリアンプ 段における強い信号は、該プリアンプが低いレベルの信号条件下で安定基準を満 足するよう設計されているにもかかわらず、該プリアンプを発振させることがあ る。

強い信号の不安定性の問題を除く試みにおいて、小信号雑音指数、ゲイン、およ び入力および出力の整合の最適化が通常犠牲にされ、これは受信機の感度を劣化 させる。

強い信号条件に関連する問題を最小にするため、自動利得制御（ＡＧＣ）回路を プリアンプ段と組合わせて使用することができる。いくつかのＡＧＣ回路はプリ アンプの信号出力に比例する制御信号をフィードバックするこにより、プリアン プ段の出力において一定の振幅を提供する。しかしながら、この形式のＡＧＣ回 路を有するプリアンプ段の使用は、ミキサ、およびＩＦアンプのような、受信機 の後続段において発生する変動を補償しない。従って、１Ｍ性能を劣化させるこ となく前置増幅が可能な受信機に対する必要性が存在する。

感度を有する受信機を提供することにある。

本発明の他の目的は、低減された電流ドレインを有する受信機を提供することに ある。

要約すれば、本発明によれば、制御信号に応じて増幅器のゲインを変えるＲＦ増 幅段を具備する無線受信機が提供される。該制御信号は好ましくは受信信号強度 に比例する。

前記プリアンプ段はまた増幅器のゲインがゼロに低減された場合に該増幅器をバ イパスするための手段を含む。該増幅器段がバイパスされた時、それは無線受信 機における電流ドレインを低減節約するように非活性化されあるいはシャットダ ウンされ得る。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明に係わる無線受信機のブロック図である。

第２ａ図は、第１図の受信機の第２ＩＦ増幅段のブロック図である。

第２ｂ図は、第１図の受信機のリミツタ段のブロック図である。

第３図は、第１図の受信機のＲＦプリアンプ段の電気回路図である。

好ましい実施例の詳細な説明 第１図を参照すると、ダブルコンバージョンＦＭ受信機１００のブロック図が示 されている。受信機１００は好ましくは携帯用２方向無線機（図示せず）に使用 され、かつダブルコンバージョンＦＭ受信機は技術上よく知られているが、受信 機１００の各段および動作を簡単に説明する。

好ましい実施例においては、受信機１００は９３５−９４１ＭＨ２帯によって動 作するよう同調できる。動作においては、アンテナ１０において受信された信号 は２極（２−ｐｏｌｅ）フィルタ１５に結合される。２極フイルタ１５は最初の 受信機の選択度を提供し、かつ受信信号に比例したＲＦ大入力ＲＦ　ＩＮ）信号 １７を生成する。ＲＦ入力信号１７はプリアンプ段２０に印加される。後に説明 するように、プリアンプ段２０は受信信号にゲインを与えまたは受信信号を減衰 させることができる。受信信号に比例する、ＲＦ出力信号１９がプリアンプ段２ ０によって与えられ、かつ３極フイルタ２５に印加されて付加的な受信機選択度 を提供する。２極フイルタ１５および３極フイルタ２５は、よく知られたハイＱ 誘電共振器フィルタのような、任意の適切なタイプのものでよい。３極フイルタ ２５の出力および、第１０−カル発信器（ＬＯ）信号３１は第１ミキサ３０に印 加され、かつ３９．１５ＭＨ２で第１ＩＦ信号４１を提供する。第１０−カル発 信器源３５は第１ＬＯ信号を提供し、かつチャネルエレメント（共振器）からな りあるいは位相ロックループ周波数シンセサイザの一部でよい。第１ＬＯ源はＲ Ｆ出力信号１９と混合された時、適切な第１ＩＦ信号４１を提供するように、適 切な周波数に同調される。第１ミキサ３０は非線形特性を有する任意の適切なも のでよい。第１ミキサ３０の出力は第１１Ｆ段４０に結合され、該第１１Ｆ段４ ０は第１１Ｆフイルタ４２および第１ＩＦ増幅器４４を含む。好ましい実施例に おける第１ＩＦフイルタ４２は、各々第１中間周波数に中心を有する、２つの２ 極水晶バンドパスフイルタを具備し、かつ第１ＩＦ段４０のための選択度を提供 する。第１１Ｆフイルタの出力は第１１Ｆ増幅器４４によって増幅され、かつ第 ２ミキサ４５に結合される。第２ＬＯ信号は第２ＬＯ源５０によって第２ミキサ ４５に印加され、かつ４５０ＫＨ２の第２１Ｆ信号５１を提供する。第２ＩＦ信 号５１は第２ＩＦフイルタ５５に印加され、該第２ＩＦフイルタ５５は好ましく は第２中間周波数に中心を何する適切な型式のバンドパス・セラミックフィルタ である。第２１Ｆフイルタ５５の出力は第２ＩＦ増幅器６０によって増幅され、 かつその後リミッタ６５により振幅制限される。リミッタ６５の出力はＦＭ検波 器７０に結合され、該ＦＭ検波器７０は変調信号を回復する。変調信号は、オー ディオ電力増幅器７５によって増幅された後、スピーカ８５に結合される。検波 器７０、およびオーディオ電力増幅器７５は、モトローラ・インコーホレイテッ ドにより製造されたＳＴＸ型携帯用無線機の受信機セクションに使用されている もののような、任意の適切なタイプのものでよい。

第２ａ図を参照すると、第２１Ｆ増幅器６０のブロック図が示されている。第２ １Ｆ増幅器６０は２段の縦続接続された増幅器６１を含む。各増幅器の出力はＲ Ｆ検波器６２に結合され、かつ各検波器は各段の振幅または強度を表す直流信号 を提供する。検波器６２はよく知られた全波整流器または半波整流器のような任 意の適切なＲＦ検波器でよい。好ましい実施例においては、検波器６２は温度補 償された余波整流器を具備する。整流器６２の出力は加算器６３によって加算さ れ、かつ該加算器の出力６４は第２１Ｆ信号の信号強度に比例する直流信号であ る。

第２ｂ図を参照すると、リミッタ６５のブロック図が示されている。リミッタ６ ５は３つの縦続接続された制限段６６を含む。制限段６６の出力はＲＦ検波器６ ７に結合され、該ＲＦ検波器６７は第２ａ図のＲＦ検波器６２と同様のものであ る。検波器６７の直流出力は加算器６８によって加算され、該加算器６８は第２ １Ｆ信号５１の強度に比例する直流出力６９を提供する。

再び第１図を参照すると、直流出力６４および６９は加算器８０に結合され、該 加算器８０は直流受信信号強度表示器（Ｒ３ＳＩ）出力信号８１を提供する。当 業者は第２１Ｆ信号強度は受信信号強度に比例することを理解するであろう。従 って、Ｒ３５Ｉ信号８１は受信信号強度に比例する。このため、受信信号の強度 が増大するに応じて、Ｒ８５Ｉ信号８１も増大するであろう。逆に、受信信号強 度が減少すると、Ｒ６Ｓ　Ｉ信号８１も減少するであろう。各々の増幅または制 限段が飽和した時、最大直流電圧がその段に対応するＲＦ検波器によって与えら れ、かつ各々の後続の段は付加的なりＣ電圧を提供するであろう。各段はその入 力信号に比例する直流電圧を加え、それによりＲ８５Ｉ信号８１に対し比較的広 いダイナミックレンジを提供する。当業者は第１図の加算器８０、第２ａ図の加 算器６３、および第２ｂ図の加算器６９は単一の加算器に置換えてＲ３５Ｉ信号 を提供できることを理解するであろう。Ｒ８５Ｉ信号８１はプリアンプ段２０の ゲインを制御するために印加される。従って、ネガティブフィードバックが与え られ、それにより受信信号強度が増大すると、プリアンプ段２０のゲインが（後 に説明するように、プリアンプ段２０が非活性化されかつバイパスされるゼロに までも）低減される。

第３図を参照すると、第１図のプリアンプ段２０の電気回路図が示されている。

第１図の受信機１００の受信信号に比例するＲＦ入力信号１７が入力整合ネット ワーク２１１に印加される。入力整合ネットワーク２１１はプリアンプ２０（第 １図の２極フイルタ１５）への電力伝達を最大にするために前段に対しインピー ダンス整合を提供する。

整合ネットワーク２１１の出力は増幅器のトランジスタ２３０のベースに結合さ れる。トランジスタ増幅器２３０の出力はそのコレクタに与えられ、該コレクタ は出力整合ネットワーク２４０に結合されている。出力整合ネットワーク２４０ は後続段（第１図の３極フイルタ２５）への電力伝達を最大にするためにインピ ーダンス整合を提供する。

トランジスタ増幅器２３０のバイアス回路は、トランジスタ増幅器２３０のコレ クタと供給電圧Ｖｓとの間に結合さレタ、抵抗２２５を含む。トランジスタ増幅 器２３０のエミッタはグランドに接続されている。さらに、抵抗２３１が抵抗２ ２５とＰＮＰ型トランジスタ２２０のエミ・シタとの間に結合されている。トラ ンジスタ２２０のコレクタはトランジスタ増幅器２３０のベースおよびその第２ の端子が接地された抵抗２０５に結合されている。トランジスタ２２０のベース は抵抗２１５およびインダクタ２２１を介してＲ５５Ｉ信号８１に結合され、か つ抵抗２１７および容量２１９が接続部２１６およびグランドの間に結合されイ ル。Ｒ３５Ｉ信号８１はトランジスタ増幅器２３０のバイアスの制御に供される 。Ｒ３５Ｉ信号８１が増大すると、トランジスタ２２０のエミッタ電圧が増大し 、これは抵抗２０５．２３０および２２５を通る電流を減少させる。抵抗２０５ を通る電流の減少はトランジスタ増幅器２３０のベース電圧を降下させ、より少 ない電流を流すようにし、それによりトランジスタ増幅器２３０のゲインを低減 する。

Ｒ６５Ｉ信号８１はプリアンプ段２０のゲインがゼロになるレベルまで到達でき る。この点において、プリアンプ段２０はシャットダウンまたは非活性化され、 かつトランジスタ増幅器２３０はＲＦ入力信号１７に対し非常に高いインピーダ ンスを示す。従って、ＲＦ入力信号１７は増幅器２３０をバイパスし、かつイン ダクタ２３５および容量２４５を介して出力整合ネットワーク２４０に導かれる 。インダクタ２３５および容量２４５は受動的なバイパスネットワーク２５０を 構成する。トランジスタ増幅器２３０はアクティブ装置であり、これは強い信号 条件の下ではＩＭ倍信号発生にかなり寄与する。従って、強い受信信号条件の下 でトランジスタ増幅器２３０を受動的にバイパスすることは受信機のＩＭ性能を 大幅に改善する。さらに、受動ネットワーク２５０は受信信号を減衰するために 抵抗分割器のような、減衰手段を含むことができ、それにより後段のアクティブ 段のＩＭへの寄与を低減する。

当業者はプリアンプ段２０の電流ドレインは増幅器トランジスタ２３０のゲイン が減少すると少なくなりかつプリアンプ段２０が非活性化された時最小のレベル に到達することを理解するであろう。従って、強い受信信号条件の下では、プリ アンプ段２０が非活性化され、受信機１００の全体の電流ゲインが最小となりそ のバッテリ寿命を延長する。

Ｒ８５Ｉ信号８１が第２１Ｆに与えられかつ完全に温度補償されているから、受 信機のフロントエンド全体の変動が補償されている。さらに、強い信号条件の下 での安定性の考察は低い信号レベルにおけるゲインを犠牲にする。トランジスタ 増幅器２３０のゲインは強い信号条件の下では低減されるから、プリアンプ段２ ０は低いレベルの受信信号に対し付加的なゲインを提供するよう最適化でき、そ れにより受信機の感度を改善する。

国際調査報告

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．無線受信機であって、 信号を受信して受信信号を提供するための手段、前記受信信号の強度に比例する 制御信号を提供するための手段、 前記制御信号が前記受信信号の強度に従って前記増幅器のゲインを制御するよう に前記制御信号に応答して前記受信信号を増幅するための増幅器、そして前記増 幅器のゲインがしきい値レベルにまで低減された時前記増幅器をバイパスするよ うに前記受信信号をバイパスネットワークに提供するための手段、を具備する無 線受信機。
2. ２．前記バイパスのための手段は前記受信信号を減衰する、請求の範囲第１項に 記載の受信機。
3. ３．前置増幅のための前記手段は前記増幅器のゲインが前記しきい値レベルにま で低減された時非活性化される、請求の範囲第１項に記載の無線受信機。
4. ４．入力信号を受信するための手段、 前記信号を増幅するための増幅器、 制御信号に応じて前記増幅器のゲインを制御するための手段、そして 前記増幅器のゲインがしきい値レベルにまで低減された時前記増幅器をバイパス するように前記入力信号をバイパスネットワークに提供するための手段、を具備 する回路。
5. ５．前記ゲイン制御手段は前記増幅器のバイアス状態を変更する、請求の範囲第 ４項に記載の回路。
6. ６．前記バイパスのための手段は前記入力信号を減衰する、請求の範囲第４項に 記載の回路。
7. ７．前記増幅器は前記増幅器のゲインが前記しきい値レベルにまで低減された時 非活性化される、請求の範囲第４項に記載の回路。
8. ８．前記バイパスのための手段は受動的バイパスネットワークを具備する、請求 の範囲第１項に記載の無線受信機。
9. ９．前記バイパスネットワークは受動的バイパスネットワークを具備する、請求 の範囲第４項に記載の回路。