JPH11340862A - 受信機 - Google Patents

受信機

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JPH11340862A
JPH11340862A JP10144849A JP14484998A JPH11340862A JP H11340862 A JPH11340862 A JP H11340862A JP 10144849 A JP10144849 A JP 10144849A JP 14484998 A JP14484998 A JP 14484998A JP H11340862 A JPH11340862 A JP H11340862A
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frequency
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    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 最適かつ高速にVCOを選択する受信機を提
供することである。 【解決手段】 受信制御部31は、各VCO11 〜VC
O13 を動作させた後、基準分周比Ntyp を可変分周器
21に設定する。受信制御部31は、各VCO1 1 〜1
3 が動作中に、PLL回路2がロックするか否かを、そ
の時入力されるLに基づいて判断する。そして、受信制
御部31は、この判断結果に基づいて第1のテーブルT
S にパターンデータを作成する。メモリ32内には、
第2のテーブルTAR が予め格納されている。この第2
のテーブルTAR には、各パターン毎に最適なVCO1
が書き込まれている。受信制御部31は、第2のテーブ
ルTAR を参照して、作成されたパターンデータに対応
する最適なVCO1を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、受信機に関し、よ
り特定的には、アンテナから入力した信号をダウンコン
バートした後に復調する受信機に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より受信機は、外部から入力された
信号Sを、中間周波数帯(以下、IF帯と称す)の信号
にダウンコンバートする場合がある。ダウンコンバート
は、受信機内部のミキサにおいて、入力信号S(周波数
S )が、局部発振出力VO (周波数fO )と混合され
ることにより実現される。局部発振出力VO は、従来、
図11に示すような回路構成の電圧制御発振器(Voltag
e Controlled Oscillator,以下、VCOと略記する)に
より生成されていた。図11のVCOは、ディスクリー
ト部品で構成されており、SAW(SurfaceAcoustic Wav
e;表面弾性波) 共振器111及び可変容量ダイオード
112等を備えている。なお、図11には、SAW共振
器111の等価回路が示されている。可変容量ダイオー
ド112は、SAW共振器111に並列に接続される。
この可変容量ダイオード112の容量が調整され、さら
に所定の制御電圧VC がVCOに印加されることによ
り、当該VCOは周波数可変の局部発振出力VO を生成
する。
【0003】図11のVCOは、SAW共振器111が
高価かつ大型であること、及びその周辺回路がディスク
リート部品で構成されることから、小型化すること及び
低コストで構成することが難しく、しかも実装のために
ノウハウを要求する。このような背景から、VCOはI
C(集積回路)化されつつある。IC化されたVCOの
回路図を図12に示す。このVCOは、図11のVCO
と比較すると、IC化されている点、及びSAW共振器
111をLC発振器121により代用している点で異な
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図12のV
COを含むICが、一定条件下で大量に製造されたとす
る。この各VCOについて、制御電圧VC に対する局部
発振出力VO の周波数f O の特性(以下、fO −VC
性と称す)を測定する。このfO −VC 特性曲線は、線
形領域と飽和領域とを有している。また、各fO −VC
特性曲線は、VCOの設計目標を中心として、一定の偏
差をもってばらつく(図13の矢印参照)。以下、この
ようなばらつきを製造ばらつきと称する。製造ばらつき
により、f O −VC 特性曲線の飽和領域が受信帯域Bに
入ってしまう場合がある。その結果、受信機は、入力信
号Sを正確にダウンコンバートできなくなる。ゆえに、
同一条件で製造された各VCOが製造ばらつきを有さな
いことが理想的であるが、現実には難しい。ここで、受
信帯域Bとは、このVCOを含んでいる受信機が受信し
なければならない周波数帯域であって、上記信号Sが送
信されてくる周波数帯域でもある。
【0005】そのため、以下の方法が検討されつつあ
る。IC内には互いにfO −VC 特性の異なる複数のV
COが集積される。この複数のVCOは、同レベルの制
御電圧VC が印加された時、互いに異なる周波数fO
局部発振出力VO を生成する。このような各VCOの周
辺にはVCO制御部が配置される。VCO制御部は、選
択処理を行って、複数のVCOの内、fO −VC 特性の
線形領域が受信帯域Bを確実にカバーするようなVCO
を1個選択しなければならない。さらに、この選択処理
は、高速であることが好ましい。
【0006】それ故に、本発明は、最適かつ高速に適切
なVCOを選択する受信機を提供することを目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段および発明の効果】第1の
発明は、アンテナから入力した信号をダウンコンバート
した後に復調する受信機であって、それぞれに共通の制
御電圧が与えられ、それぞれが当該制御電圧に応じて異
なる周波数の局部発振出力を生成する複数の電圧制御発
振器(以下、VCOと称す)と、各VCOからフィード
バックされる局部発振出力、及び基準周波数を有するリ
ファレンス信号に基づいて制御電圧を生成するPLL回
路と、アンテナからの入力信号と、VCOからの局部発
振出力とを周波数混合してダウンコンバートを行うミキ
サと、予め実行されるテストモードでは各VCOをテス
トし、アンテナからの入力信号を受信する受信モードで
はVCOの切換制御を行うVCO制御部とを備え、VC
O制御部は、テストモードのとき、VCOを順次的に切
り換えて動作させながら各VCOからの局部発振出力に
よってPLL回路がロックするか否かを検出し、当該検
出した結果に基づいて適切なVCOを決定し、VCO制
御部は、受信モードのとき、テストモードで決定したV
COを選択的に能動化して、その局部発振出力をミキサ
部に与えることを特徴とする。
【0008】第1の発明では、テストモードにおいて、
受信モードで使用するための適切なVCOが選択され
る。このテストモードにおいて、VCO制御部は、VC
Oを順次的に切り換えて動作させながら、PLL回路が
各VCOからの局部発振出力によってロックするか否か
に関する検出結果に基づいて最適なVCOを決定する。
したがって、受信モードのとき、ミキサは、PLL回路
が確実にロックするVCOからの局部発振出力を用いて
ダウンコンバートを行う。これによって、第1の発明に
係る受信機は、複数のVCOの内、上記ダウンコンバー
トに適するVCOを選択できる。
【0009】第2の発明は、第1の発明において、前記
VCO制御部は、前記テストモードのとき、検出した結
果をパターンデータとして第1のテーブルに保持し、予
め想定されたパターン毎に最適なVCOが書き込まれた
第2のテーブルを参照して、前記第1のテーブルに保持
されたパターンデータに対応する最適なVCOを決定す
ることを特徴とする。
【0010】第2の発明では、VCO制御部は、第1の
テーブルに保持されたパターンデータに対応する最適な
VCOを第2のテーブルを参照して決定する。第2のテ
ーブルに、想定されるパターン及びそれに対応する最適
なVCOが予め書き込まれている。これによって、第2
の発明に係る受信機は、検出結果に対応した最適なVC
Oを選択できる。
【0011】第3の発明は、第1又は第2の発明におい
て、前記第2のテーブルは、各前記VCOの製造ばらつ
きに基づいて構成されることを特徴とする。
【0012】第3の発明によれば、第2のテーブルが上
記製造ばらつきに基づいて構成される。これによって、
第3の発明に係る受信機は、各VCOの製造ばらつきに
関係なく最適なVCOを選択できる。
【0013】第4の発明は、アンテナから入力した信号
をダウンコンバートした後に復調する受信機であって、
それぞれに共通の制御電圧が与えられ、それぞれが当該
制御電圧に応じて異なる周波数の局部発振出力を生成す
る複数の電圧制御発振器(以下、VCOと称す)と、各
前記VCOからフィードバックされる局部発振出力、及
び基準周波数を有するリファレンス信号に基づいて前記
制御電圧を生成するPLL回路と、前記アンテナからの
入力信号と、前記VCOからの局部発振出力とを周波数
混合して前記ダウンコンバートを行うミキサと、予め実
行されるテストモードでは各前記VCOをテストし、前
記アンテナからの入力信号を受信する受信モードでは前
記VCOの切換制御を行うVCO制御部とを備え、前記
VCO制御部は、前記テストモードのとき、前記VCO
を順次的に切り換えて動作させながら、各VCOからの
局部発振出力によってロックするPLL回路を検出し、
検出したPLL回路が生成している制御電圧の値が所定
の範囲内である場合には、当該制御電圧が与えられてい
るVCOを適切なVCOとして決定し、前記VCO制御
部は、前記受信モードのとき、前記テストモードで決定
したVCOを選択的に能動化して、その局部発振出力を
前記ミキサ部に与えることを特徴とする。
【0014】第4の発明では、テストモードにおいて、
受信モードで使用するための最適なVCOが選択され
る。このテストモードにおいて、VCO制御部は、VC
Oを順次的に切り換えて動作させながら、PLL回路が
各VCOからの局部発振出力によってロックするか否か
に関する検出結果、及びその局部発振出力によりPLL
回路が生成する制御電圧値が所定の範囲内であるかに基
づいて最適なVCOを決定する。VCO制御部は、この
2個の条件を満たすVCOを検出すると直ちに、それを
適切なVCOと決定する。そのため、VCO制御部は、
すべてのVCOを動作させない場合がある。これによっ
て、第4の発明に係る受信機は、第1の発明に係る受信
機よりも高速にテストモードを実行して、受信モードに
移行することができる。また、受信モードのとき、ミキ
サは、PLL回路が確実にロックしVCOからの局部発
振出力を用いてダウンコンバートを行う。これによっ
て、第4の発明に係る受信機は、複数のVCOの内、上
記ダウンコンバートに適するVCOを選択できる。
【0015】第5の発明は、第4の発明において、前記
所定の範囲は、各VCOが同一周波数の局部発振出力を
生成する場合に与えられる制御電圧の値を1つだけ含む
ように、予め定められていることを特徴とする。
【0016】第5の発明では、制御部は、上記所定の範
囲に基づいて最適なVCOを決定するので、最適なVC
Oのみを選択できるようになる。
【0017】第6の発明は、第1〜第5のいずれかの発
明において、前記PLL回路は、前記VCO制御部が設
定する所定の分周比で、前記フィードバックされた局部
発振出力を分周する可変分周器を含んでおり、当該分周
された局部発振出力、及び前記リファレンス信号に基づ
いて制御電圧を生成し、前記VCO制御部は、前記テス
トモードのとき、前記所定の分周比として、前記入力信
号が含まれる帯域内の周波数を有する局部発振出力を各
VCOが生成するような基準分周比を設定することを特
徴とする。
【0018】第6の発明によれば、可変分周器には上記
のような基準分周比が設定されるので、PLL回路を入
力信号に応じてロックさせることができる。
【0019】第7の発明は、第6の発明において、前記
基準分周比は、各VCOが前記帯域の中心周波数を有す
る局部発振出力を生成するような分周比であることを特
徴とする。第7の発明では、基準分周比は、上述からも
明らかなように、上記帯域の中心周波数、つまり平均値
である。そのため、PLL回度は、最も高速にロックで
きる。これによって、受信機は、テストモードを短時間
で実行できる。
【0020】第8の発明は、第1〜第7の発明におい
て、前記VCO制御部は、前回のテストモードのときに
決定したVCOを記憶し、前記VCO制御部は、再度テ
ストモードを実行するとき、前記記憶されたVCOを優
先的にテストして、前記PLL回路が当該VCOからの
局部発振出力によりロックする場合に、当該VCOが最
適であると再度決定することを特徴とする。第8の発明
によれば、VCO制御部は、テストモードを再実行する
際に、優先的にテストされたVCOが最適であると再決
定された場合には、受信モードに遷移することとなる。
これによって、テストモードから受信モードへ遷移する
ための時間を短くできる。
【0021】第9の発明は、第1〜第8のいずれかの発
明において、前記PLL回路及び各前記VCOが同一回
路に集積されることを特徴とする。第9の発明によれ
ば、上記のような集積回路化により、受信機を小型化及
び低コスト化できる。さらに、ディスクリート部品の場
合と異なり、受信機を製造する場合に、実装に関するノ
ウハウが要求されない。
【0022】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の第1〜第4の実
施形態に係る受信機の構成を示すブロック図である。図
1において、受信機は、制御対象のなる複数(図示は3
個)のVCO11 〜13 と、PLL(Phase Locked Loo
p)回路2と、マイクロコンピュータ(以下、「マイコ
ン」と略記する)3と、VCO切換回路4と、バッファ
アンプ5と、アンテナ6と、プリアンプ7と、ミキサ8
とを備えている。好ましくは、VCO11 〜13 と、P
LL回路2と、VCO切換回路4と、バッファアンプ5
と、プリアンプ7と、ミキサ8とは、IC内に集積され
る。
【0023】PLL回路2は、可変分周器21と、基準
周波数発生器22と、位相比較器23と、ロック検出器
24と、低域通過フィルタ(図示は「LPF」(Low Pas
s Filter))25とを含んでいる。マイコン3は、受信
制御部31と、メモリ32と、AD変換部33とを含ん
でいる。このマイコン3と上記VCO切換装置4とが、
請求項のVCO選択部を構成する。
【0024】次に、VCO11 〜13 のfO −VC 特性
(前述)について、図2を参照して説明する。図2のグ
ラフでは、横軸が局部発振出力の周波数f0 を示し、縦
軸が制御電圧VC を示している。受信帯域Bは、この受
信機の受信周波数帯域であり、外部から当該受信機に送
信されてくる信号Sが含まれる周波数帯域でもある。よ
り具体的には、信号Sが例えばLバンド(1.45〜1.49[GH
z]) であれば、受信帯域Bは概ね 1.45〜1.49[GHz]とな
る。中心周波数FVCは、受信帯域Bの中心である。最低
周波数FVMINは、受信帯域Bの最低周波数であり、最高
周波数FVMAXは、その最高周波数である。このとき、V
CO11 〜13 は、以下のような設計目標下で設計され
る。VCO12 は、PLL回路2から制御電圧VCCを印
加された時に、中心周波数FVCの局部発振出力VO2を生
成するように設計される。また、VCO12 は、制御電
圧VC1又はVC2を印加された時に、最低周波数FVMIN
は最高周波数FVMAXの局部発振出力VO2を生成するよう
に設計される。さらに、VCO12 は、一般的に、製造
ばらつきを考慮して、その発振周波数帯域が受信帯域B
の概ね2倍以上になるように設計される。好ましくは、
VCO12 の発振周波数帯域は、概ねFVC−B〜FVC
Bとなる。VCO12 は、制御電圧VCMIN及びVCMAX
印加された時に、中心周波数FVC−B及びFVC+Bの局
部発振出力VO2を生成するように設計される。従って、
VCO12 のf0 −VC 特性は、図中の一点鎖線で示す
ようになる。また、VCO12 の発振周波数帯域では、
O −VC 特性曲線は線形であり、それ以外の帯域では
非線形(又は飽和領域)である。
【0025】VCO11 及びVCO13 は、VCO12
のfO −VC 特性を基準に設計される。具体的には、上
記信号SがLバンド(前述)の場合、VCO11 及び1
3 は、図2に示すように、VCO12 のfO −VC 特性
と比較すると、その低周波数側及び高周波数側に約B/
2だけシフトしたfO −VC 特性を有するように設計さ
れる。VCO11 の及びVCO13 のfO −VC 特性曲
線は、図2の点線及び二点鎖線で示される。これらのf
O −VC 特性曲線もまた線形領域と飽和領域とを有す
る。VCO11 〜VCO13 は以上のように設計され
る。
【0026】また、図2を参照すれば、各VCO11
3 は、VCMIN<VC <VCMAXの範囲内で制御電圧VC
が一定であれば、互いに異なる周波数fVO1 〜fVO3
発振することが分かる。また、各fO −VC 特性曲線
は、製造ばらつきにより、上述のような設計目標に対し
て、矢印A又は矢印Bの方向に全体的にシフトする場合
がある。さらに、各VCOにはVCO番号が付される。
このVCO番号は、複数のVCO1毎で重複しないよう
に予め付されており、個々のVCO1を識別するための
番号である。本説明では、VCO11 〜13 にはVCO
番号「1」〜「3」が付されている。
【0027】図3は、第1の実施形態に係る受信機が実
行するテストモードの手順を示すフローチャートであ
る。この手順を実現するためのプログラムは、マイコン
3内のROM(図示せず)等に予め格納されている。な
お、後で説明する図6、図8及び図10のフローチャー
トには、第2、第3及び第4の実施形態に係るテストモ
ードの手順が示されている。これらの手順を実現するた
めのプログラムもまた、同様にROM等に予め格納され
ていることを、ここで注釈しておく。
【0028】以下、図1〜図3に基づいて、本受信機の
動作を説明する。なお、第1及び第3の実施形態の受信
機はAD変換器33を使用しないことを注釈しておく。
【0029】受信制御部31は、受信機の電源投入直後
にテストモードを開始し、VCO番号「n」を初期値
「1」に設定し(ステップS301)、テスト対象とな
るVCO11 を選択する。次に、受信制御部31は、S
elという信号を送出して(ステップS302)、選択
されたVCO1をVCO切換回路4に通知する。Sel
は3種類ある。Sel1 、Sel2 及びSel3 は、V
CO11 、VCO12 及びVCO13 が選択されたこと
を通知する信号である。現時点では、Sel1 が送出さ
れる。VCO切換回路4は、入力されたSelの種類に
基づいて、選択されたVCO1を認識し(ステップS3
03)、テスト対象のVCO1を動作させるための信号
であるVB を出力する(ステップS304,S311又
はS313)。VB もまた3種類ある。VB1、VB2及び
B3は、VCO11 、VCO12 及びVCO1 3 を動作
させるための信号である。現時点は、VCO切換回路4
は、VCO11が選択されたと認識するので、VB1を送
出する(ステップS304)。その結果、現時点では、
VCO11 が動作し(ステップS305)、VCO12
及びVCO13 は動作しない。
【0030】受信制御部31は、ステップS302でS
elを送出し、いずれかのVCO1が動作し始めた後、
typ という信号を送出して(ステップS306)、可
変分周器21の分周比を設定する。Ntyp は、PLL回
路2が高速にロックできることを考慮して、好ましく
は、各VCO11 〜13 が中心周波数FVCの局部発振出
力VO1〜VO3を生成するような分周比を設定するための
信号である。なお、上述のNtyp は、上記のように限ら
れる訳ではなく、各VCO11 〜13 が、受信帯域B内
の、つまりFVMIN〜FVMAXのいずれかの周波数を有する
局部発振出力VO1〜VO3を生成するような分周比を設定
するための信号でもよい。
【0031】ところで、PLL回路2は、Ntyp が可変
分周器21に設定され、かついずれかのVCO1が動作
を開始すると、動作を開始する。具体的には、可変分周
器21は、現在動作中のVCO1が生成した局部発振出
力VO が入力される。可変分周器21は、入力された局
部発振出力VO を分周比Ntyp で分周する。基準周波数
発生器22は、所定の基準周波数を有するリファレンス
信号RS(周波数fREF )を出力する。この分周された
局部発振出力VO及びリファレンス信号RSは共に、位
相比較器23及びロック検出器24に入力される。位相
比較器23は、入力された局部発振出力VO 及びリファ
レンス信号RSの位相を比較して、その比較結果をLP
F25に出力する。LPF25は、低域通過フィルタリ
ングにより、入力された比較結果に基づいて、局部発振
出力VO 及びリファレンス信号RSの瞬時位相差を示す
信号を直流の制御信号VC として生成し、現在動作中の
VCO1に出力する。PLL回路2は、この制御信号V
C によって、VCO1の発振周波数fVOを制御し、当該
発振周波数fVOが周波数fREF に一致するように追跡す
る。このように追跡することを、本願明細書では、「P
LL回路2がロックする」と称している。このロックの
ためには、VCがVCMIN<VC <VCMAX…(1)という
条件式を満たさなければならない。この追跡の過程で
は、現在動作中のVCO1が生成する局部発振出力VO
は可変分周器2にフィードバックされる。
【0032】ところで、ロック検出器24もまた、入力
された局部発振出力VO 及び信号f REF の位相を比較す
る。比較結果は、制御電圧VC と相関する電圧レベルを
有している。ロック検出器24は、比較結果の電圧レベ
ルが上記条件式(1)を満たしているか否かを判断し
て、判断結果を受信制御部31に通知するための信号で
あるLを生成する。Lは2種類ある。ロック検出器24
は、条件式(1)を満たしている場合、PLL回路2が
ロックすることを示す信号L1 を生成し受信制御部31
に出力する。一方、ロック検出器24は、電圧レベルが
条件式(1)を満たさない場合、それがロックしないこ
とを示す信号L2 を生成し受信制御部31に出力する。
【0033】受信制御部31は、以上説明した信号Lを
入力されると、その内容に従って、PLL回路2が、動
作中のVCO1でロックするか否かを判断し(ステップ
S307)、判断結果をステータスとして、図4に示す
第1のテーブルTAS に書き込む(ステップS30
8)。図4の第1のテーブルTAS はメモリ32に予め
準備されている。第1のテーブルTAS には、VCO1
毎にステータスが書き込まれるように構成されている。
例えば、VCO11 が選択されている時に、PLL回路
2がロックする場合、第1のテーブルTAS において該
当するフィールドに「1」が書き込まれる。逆に、ロッ
クしない場合には、そのフィールドに「0」が書き込ま
れる。受信制御部31は、次に、n=nMAX か否かを判
断する(ステップS309)。ここで、nMAX はVCO
番号「n」の最大値であり、本実施形態では「3」であ
る。受信制御部31は、n≠nMAX の場合、テスト対象
のVCO1がまだ残っているとしてステップS310に
進む。逆に、受信制御部31は、n=nMAX の場合、テ
スト対象のVCO1が残っていないとして、ステップS
315に進む。
【0034】受信制御部31は、現在、n=「1」であ
るので、「n」を「n+1」に更新し(ステップS31
1)、次のVCO番号「2」が付されたVCO12 を選
択する。この場合、図3のステップS302→S303
→S311→S312が順番に実行される。この処理過
程において、Sel2 及びVB2が出力され(ステップS
302,S311)、その結果、VCO12 のみが動作
する(ステップS312)。次に、受信制御部31は、
ステップS306〜S308を実行して、VCO12
ステータスを第1のテーブルTAS に書き込む(ステッ
プS308)。
【0035】次に、受信制御部31は、現在、n=2で
あるので、「n」を「n+1」に更新した後(ステップ
S311)、ステップS302→S303→S313→
S314を順番に実行する。この過程ではSel3 及び
B3が出力され(ステップS302,S313)、その
結果、VCO13 のみが動作する(ステップS31
4)。次に、受信制御部31は、ステップS306〜S
308を実行して、VCO13 のステータスを第1のテ
ーブルTAS に書き込む(ステップS308)。次に、
受信制御部31は、ステップS309を実行するが、現
在n=nMAX (=3)であるので、ステップS315に
進む。以上のようにして、受信制御部31は、上述した
所定の分周比Ntyp を可変分周器21に設定して、PL
L回路2がロックするか否かをVCO11 〜VCO13
について順番に判断していく。そして、受信制御部31
は、判断結果に基づいて、第1のテーブルTAS に各V
CO11 〜VCO13 のステータスを書き込んでいく。
その結果、第1のテーブルTAS 内には、3桁の2値情
報(「0」又は「1」)が作成される。この2値情報の
パターン、つまりパターンデータは、後述するように
『「1」,「1」,「1」』『「1」,「1」,
「0」』及び『「0」,「1」,「1」』のいずれかで
ある。なお、このパターンデータでは、左側の数値から
順番に、VCO11 、VCO12 及びVCO13 のステ
ータスを示している。
【0036】ところで、メモリ32には、さらに、図4
に示すような第2のテーブルTARが予め準備されてい
る。第2のテーブルTAR には、各パターン及び最適な
VCO1の組み合わせが、ケース毎に区別されて予め書
き込まれている。ケースには3種類ある。つまり、ケー
ス1のパターンは、『「1」,「1」,「1」』であ
る。同様に、ケース2では『「1」,「1」,「0」』
であり、ケース3では『「0」,「1」,「1」』であ
る。なお、これ以外のパターンは存在しない。なぜな
ら、図2に示すVCO11 〜VCO13 の製造ばらつき
を考慮した場合、3本のf0 −VC 特性曲線は、高周波
数側又は低周波数側に所定の範囲内(FVCの数%程度)
でしかずれないからである(図2参照)。故に、例え
ば、VCO11 、VCO12 及びVCO13 の内、2本
のf0 −VC 特性曲線の飽和領域が同時に受信帯域B内
に入ることはない。従って、上述したパターン以外(例
えば、『「0」,「0」,「1」』)を考慮する必要は
ない。
【0037】また、第2のテーブルTAR にはさらに、
受信機が外部からの信号Sに対してダウンコンバートを
行う際に使用すべき最適なVCO1がパターン毎に予め
書き込まれている。つまり、ケース1のパターンの場合
には、VCO12 が最適なVCO1となる。ケース1の
ようなパターンデータが得られる場合、PLL回路2
は、全てのVCO1でロックする。各VCO1のfO
C 特性曲線は、図5(a−1)に示すように、設計目
標通りである。この場合、同図(a−1)を参照すれば
明らかなように、VCO12 のfO −VC 特性曲線の線
形領域が最も確実に受信帯域Bをカバーするので、VC
O12 が最適なVCO1となる(同図(a−2)のドッ
トを付した部分参照)。また、ケース2の場合には、V
CO13 が最適なVCO1となる。ケース2のようなパ
ターンデータが得られる場合、PLL回路2は、VCO
2 及びVCO13 でロックする。この時、各fO −V
C 特性曲線は、製造ばらつきにより、図5(a−1)の
場合と比較して、同図(b−1)に示すように低周波数
側に周波数Bだけ全体的にずれている。この場合、VC
O13 のfO −VC 特性曲線の線形領域が最も確実に受
信帯域Bをカバーするので、当該VCO13 が最適なV
CO1となる(同図(b−2)のドットを付した部分参
照)。さらに、ケース3の場合には、VCO11 が最適
なVCO1となる。ケース3のようなパターンデータが
得られる場合、PLL回路2は、VCO11 及びVCO
2 でロックする。この時、各fO −VC 特性曲線は、
図5(a−1)の場合と比較して、同図(c−1)に示
すように高周波数側に周波数Bだけ全体的にずれてい
る。この場合、VCO11 のfO −VC 特性曲線の線形
領域が最も確実に受信帯域Bをカバーするので、当該V
CO11 が最適なVCO1となる(同図(c−2)のド
ットを付した部分参照)。
【0038】受信制御部31は、ステップS309でn
=nMAX と判断した後、第2のテーブルTAR を参照し
て、上記最適なVCO1を決定する(ステップS31
5)。第1のテーブルTAS (図4参照)に作成された
パターンデータは、第2のテーブルTAR のケース1〜
ケース3のいずれかのパターンと一致する。受信制御部
31は、第2のテーブルTAR から、作成したパターン
データと一致するケース及びそのケースに対応する最適
なVCO1を検索する。
【0039】より具体的に、このステップ315での受
信制御部31の動作について説明する。受信制御部31
は、作成したパターンデータがケース1と一致した場
合、VCO12 を最適なVCO1として決定する(同図
(a−2)のドットを付した部分参照)。また、受信制
御部31は、作成したパターンデータがケース2と一致
した場合、VCO13 を最適なVCO1として決定する
(同図(b−2)のドットを付した部分参照)。さら
に、受信制御部31は、作成したパターンデータがケー
ス3と一致した場合、VCO11 を最適なVCO1とし
て決定する(同図(c−2)のドットを付した部分参
照)。
【0040】次に、受信制御部31は、SelOPT を送
出して(ステップS316)、ステップS315で決定
された最適なVCO1をVCO切換回路4に通知する。
SelOPT は、Selと同様に3種類ある。VCO切換
回路4は、入力されたSel OPT の種類を判断して、最
適なVCO1を認識する(ステップS317)。そし
て、VCO切換回路4は、最適なVCO1を動作させる
ために、前述と同様のV B1、VB2又はVB3を出力する
(ステップS304,S311又はS313)。その結
果、VCO11 が、VCO12 及びVCO13 の内、決
定された最適なVCO1が動作する(ステップS30
5,S312又はS314)。以上のようにして、受信
制御部31はテストモードを終了する。
【0041】以上のテストモードが終了すると、受信機
は受信モードを開始する。受信モードにおいては、外部
から送信されてくる所定の信号S(周波数fS )がアン
テナに入力され、当該入力信号Sはプリアンプ7により
増幅される。この増幅された入力信号Sがミキサ6に入
力される。また、ミキサ6には、テストモードで決定さ
れた最適なVCO1からの局部発振出力VO (周波数f
VO)も入力される。ミキサ6は、入力信号Sを局部発振
出力でダウンコンバートする。この受信モードにおいて
も、PLL回路2は、上述と同様にして生成する制御信
号VC によって、決定されたVCO1の発振周波数fVO
を制御し、フィードバックされた後に可変分周器21に
より分周された発振周波数fVOが周波数fREF に一致す
るように追跡する。
【0042】以上の説明したように、第1の実施形態に
係る受信機によれば、受信制御部31は、VCO1毎
に、ステップS307で、PLL回路2がロックするか
否かを判断する。受信制御部31は、ステップS308
で、判断結果をステータスとして第1のテーブルTAS
(図4参照)に書き込む。そして、受信制御部31は、
ステップS315で、第2のテーブルTAR 及び第1の
テーブルTAS を参照して、最適なVCO1を決定す
る。
【0043】次に、本発明の第2の実施形態に係る受信
機について説明する。本受信機の構成は、図1に示して
いるので、ここでは説明を省略する。図6は、第2の実
施形態に係る受信機が実行するテストモードの手順を示
すフローチャートである。なお、図6のフローチャート
は、図3のフローチャートと比較すると、部分的に同一
のステップを含んでいる。そのため、相当するステップ
には、同一のステップ番号を付し、その説明を省略す
る。以下、図1及び図6に基づいて、本受信機の動作を
説明する。
【0044】図6において、ステップS601よりも前
の手順については、図3のステップS307までと同様
である。ステップS307の終了時点で、受信制御部3
1はPLL回路2が、現在動作中のVCO1でロックす
るか否かを判断する(ステップS307)。受信制御部
31は、PLL回路2がロックしないと判断した場合
(ステップS601)、動作中のVCO1が最適なVC
O1になり得ないとして、「n」を「n+1」に更新し
(ステップS310)、次のVCO番号が付されたVC
O1を選択し、ステップS302に進む。一方、受信制
御部31は、PLL回路2がロックすると判断した場合
(ステップS601)、AD変換部33を動作させる。
その結果、LPF25から出力される制御電圧VC がA
D変換部33に入力される。AD変換部33は、制御電
圧VC に対してAD変換を行って、当該制御電圧VC
測定及び数値化し受信制御部31に送出する。
【0045】次に、受信制御部31は、入力された制御
電圧VC の数値が、VCA<VC <V CB…(2)という条
件式を満たしているか否かを判断する(ステップS60
3)。条件式(2)のVCA及びVCBを、図7を参照して
説明する。前述したように、Ntyp が可変分周器21に
設定されると、各VCO1は発振周波数FVCの局部発振
出力VO を生成する。しかし、このとき、各VCO1に
印加される制御電圧V C は互いに異なり、VCO12
は制御電圧VCCが印加され、VCO11 には制御電圧V
C2が印加され、さらに、VCO13 には制御電圧VC1
印加される。V CA<VC <VCBは、PLL回路2が必ず
ロックするVCMIN<VC <VCMAXよりも狭い範囲であっ
て、発振周波数FVCが一定の場合に、各VCO1の制御
電圧VCを複数含まないような範囲である。このような
範囲を図示すると、図7(a)にようになる。つまり、
図7(a)において、VCA<VC <VCBはドットを付し
た部分で表され、この範囲にはVCO12 の制御電圧V
C しか含まれない。このようにしてVCA及びVCBは決定
される。さらに、このVCA及びVCBは、各VCOの製造
ばらつきも考慮される。
【0046】受信制御部31は、ステップS603で、
上記数値が条件式(2)を満たさない場合、動作中のV
CO1が最適ではないとして、「n」を「n+1」に更
新し(ステップS310)、次のVCO番号のVCO1
が最適であるか否かを判断するために、ステップS30
2に進む。一方、受信制御部31は、ステップS603
で、条件式(2)を満たす場合、現在動作中のVCO1
が最適であると決定する(ステップS604)。図5に
おいて、ステップS604よりも以降の手順について
は、図3のステップS316以降と同様である。
【0047】以上説明したテストモードによれば、各V
CO1が設計目標通りのfO −VC特性を有している場
合、図7(a)を参照すれば明らかなように、VCO1
2 が最適なVCO1として選択される。しかしながら、
各VCO1のfO −VC 特性が、製造ばらつきにより、
図7(a)と比較して、低周波数側に全体的にシフトし
た場合(図7(b)参照)、VCO13 が最適なVCO
1として選択される場合がある。なお、各VCO1のf
O −VC 特性が高周波数側にシフトした場合について
は、VCO11 が最適なVCO1として選択される場合
があることは、上述より明らかであるため、特段の図示
を省略していることを注釈しておく。
【0048】以上の説明したように、第2の実施形態に
係る受信機によれば、第1の実施形態と同様に、最適な
VCO1が決定される。また、第1の実施形態に係るも
のは、すべてのVCO1についてPLL回路2がロック
するか否かを判断した。しかし、本受信機では、各VC
O1について順番に、PLL回路2がロックするか否か
が判断され、最適なVCO1が決定されると直ぐに、ミ
キサ8は、決定された最適なVCO1を用いて、信号S
に対するダウンコンバート処理を行うことができる。こ
れによって、テストモードの高速化を図ることができ
る。
【0049】次に、本発明の第3の実施形態に係る受信
機を説明する。本受信機の構成は、図1に示しているの
で、ここでは説明を省略する。図8は、第2の実施形態
に係る受信機が実行するテストモードの手順を示すフロ
ーチャートである。なお、図8のフローチャートは、図
3のフローチャートと比較すると、部分的に同一のステ
ップを含んでいる。そのため、相当するステップには、
同一のステップ番号を付し、その説明を省略する。以
下、図1及び図8に基づいて、本受信機の動作を説明す
る。
【0050】図8のステップS315については、図3
のステップS315と同様である。つまり、受信制御部
31は、ステップS309でn=nMAX と判断した後、
第1のテーブルTAS 及び第2のテーブルTAR を参照
して、上記最適なVCO1を決定する(ステップS31
5)。次に、受信制御部31は、SelOPT を送出し
て、ステップS315で選択された最適なVCO1をV
CO切換回路4に通知すると共に、当該最適なVCO1
のVCO番号を「nOPT 」として、メモリ32内に予め
準備されているフィールド101(図9参照)に書き込
む(ステップS86)。このフィールド101には、
「1」、「2」又は「3」が書き込まれる。
【0051】以降、本受信機では、ステップS317→
S304→S305、ステップS317→S311→S
312又はステップS317→S313→S314が順
番に実行された後、ステップS84が実行される。この
時、受信制御部31は、ステップS307の場合と同様
にして、最適なVCO1の動作時にPLL回路2がロッ
クするか否かを判断する(ステップS84)。なお、受
信制御部31は、ステップS315→S86→S317
→S304→S305が順番に実行された場合等のよう
に、最適なVCO1を決定した直後に、このステップS
84を実行した場合には、当然のことながら、PLL回
路2はロックするので、テストモードを終了する。そし
て、受信機は受信モードを開始する。その後、受信機
は、必要に応じて電源を切られる。
【0052】そして、受信機は、必要に応じて電源を再
投入される。受信制御部31は、電源再投入直後にテス
トモードを開始し、まず最初に、メモリ32内のフィー
ルド101から前回決定された最適なVCO1のVCO
番号「nOPT 」を取り出して、VCO番号「n」の初期
値として当該「nOPT 」に設定する(ステップS8
1)。次に、受信制御部31は、SelOPT を送出して
(ステップS82)、ステップS81で設定された前回
の最適なVCO1をVCO切換回路4に通知する。次
に、受信制御部31は、Ntyp を送出して(ステップS
83)、可変分周器21の分周比を設定する。
【0053】その後、本受信機では、フィールド101
に格納されていた「nOPT 」の値に応じて、ステップS
317→S304→S305、ステップS317→S3
11→S312又はステップS317→S313→S3
14が順番に実行された後、受信制御部31は、PLL
回路2が前回の最適なVCO1の動作時にロックするか
否かを判断する(ステップS84)。上述の場合と異な
り、前回の最適なVCO1を動作させた場合には、PL
L回路2が確実にロックするか否かは分からない。なぜ
なら、ICの経年変化により回路定数が当初と比べて変
化する等の要因があるためである。ゆえに、このステッ
プS84が必要となる。そして、受信制御部は、このス
テップS84で、PLL回路2がロックする場合にはそ
のままテストモードを終了する。
【0054】以上説明したように、本受信機によれば、
第1の実施形態と同様に、最適なVCO1が決定され
る。さらに、受信機の電源再投入時に、受信制御部31
は、PLL回路2が前回の最適なVCO1を動作させた
状態でロックすれば、そのまま継続して当該VCO1を
用い続ける。このように、本受信機は、第1の実施形態
のような第1のテーブルTAS にステータスを書き込ん
だり、第1のテーブルTAS 及び第2のテーブルTAR
を比較して最適なVCO1を決定したりする等の処理を
実行しなくともよい場合がある。これによって、受信機
の電源投入から受信モードまでの時間を、第1の実施形
態と比較して減らすことができる。
【0055】ところで、受信制御部31は、上記ステッ
プS84で、PLL回路2がロックしない場合には、第
1の実施形態と同様のテストモードを開始させる。しか
しながら、この時、フィールド101に格納されていた
「nOPT 」に相当する番号を付されたVCO1を再度動
作させ、PLL回路2がロックするか否かを判断する必
要がない。そのため、受信制御部31は、ステップS8
5を実行して、上記VCO番号「nOPT 」を付されたV
CO1を今回動作させないようにしている。これによっ
て、テストモードの高速化を図っている。
【0056】次に、本発明の第4の実施形態に係る受信
機を説明する。本受信機の構成は、図1に示しているの
で、ここでは説明を省略する。図10は、第4の実施形
態に係る受信機が実行するテストモードの手順を示すフ
ローチャートである。なお、図10のフローチャート
は、図6及び図8のフローチャートと比較すると、部分
的に同一のステップを含んでいる。そのため、相当する
ステップには、同一のステップ番号を付し、その説明を
簡素化する。以下、図1及び図10に基づいて本受信機
の動作を説明する。
【0057】図10のステップS604については、図
6のステップS604と同様である。つまり、受信制御
部31は、AD変換器33から得られた制御電圧VC
測定結果が前条件式(2)を満たすと、その時動作中の
VCO1が最適であると決定する(ステップS60
4)。次に、受信制御部31は、第3の実施形態と同様
に、「nOPT 」をメモリ32内のフィールド101(図
9参照)に書き込む(ステップS86)。以降、本受信
機では、選択されたVCO1に応じて、ステップS31
7→S304→S305、ステップS317→S311
→S312又はステップS317→S313→S314
が順番に実行される。次に、受信制御部31は、第3の
実施形態と同様に、PLL回路2が、決定された最適な
VCO1を動作させた状態でロックするか否かを確認的
に判断して(ステップS84)、テストモードを終了す
る。そして、受信機は受信モードを開始する。その後、
受信機は必要に応じて電源を切られる。
【0058】そして、受信機は、必要に応じて電源を再
投入される。受信制御部31は、電源再投入直後、第3
の実施形態と同様に、ステップS81〜S83を実行す
る。その後、受信機では、フィールド101に格納され
ていた上記「nOPT 」の値に応じて、ステップS317
→S304→S305、ステップS317→S311→
S312又はステップS317→S313→S314が
順番に実行される。次に。受信制御部31は、第3の実
施形態と同様のステップS84を実行して、PLL回路
2がロックすると判断した場合にはそのまま前回の最適
なVCOをダウンコンバートに用いると決定する。
【0059】以上説明したように、本受信機によれば、
第2の実施形態と同様に、最適なVCO1が高速に決定
され、さらに、第3の実施形態と同様の方法で、受信機
の電源投入から受信モードまでの時間を短くしている。
【0060】ところで、受信制御部は、上記ステップS
84で、PLL回路2がロックしない場合には、第2の
実施形態と同様のテストモードを開始させるが、第3の
実施形態と同様のステップS85により、テストモード
の高速化を図っている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1〜第3の実施形態に係る受信機の
構成を示すブロック図である。
【図2】VCO11 〜13 のfO −VC 特性を示す図で
ある。
【図3】第1の実施形態のテストモードの手順を示すフ
ローチャートである。
【図4】第1のテーブルTAS 及び第2のテーブルTA
R を示す図である。
【図5】各VCO11 〜13 のfO −VC 特性と、第1
のテーブルTAS 及び第2のテーブルTAR との関連を
説明するための図である。
【図6】第2の実施形態のテストモードの手順を示すフ
ローチャートである。
【図7】第2の実施形態のVCA及びVCBを説明するため
の図である。
【図8】第3の実施形態のテストモードの手順を示すフ
ローチャートである。
【図9】第3の実施形態のメモリ32に格納されるn
OPT を説明するための図である。
【図10】第4の実施形態のテストモードの手順を示す
フローチャートである。
【図11】SAW共振器を含む従来のVCOの構成例を
示す図である。
【図12】LC共振器を含む従来のVCOの構成例を示
す図である。
【図13】図12のVCOのfO −VC 特性曲線を示す
図である。
【符号の説明】
1 ,12 ,13 …VCO 2…PLL回路 3…マイコン(制御部) 4…VCO切換回路 5…バッファアンプ 6…アンテナ 7…プリアンプ 8…ミキサ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アンテナから入力した信号をダウンコン
    バートした後に復調する受信機であって、 それぞれに共通の制御電圧が与えられ、それぞれが当該
    制御電圧に応じて異なる周波数の局部発振出力を生成す
    る複数の電圧制御発振器(以下、VCOと称す)と、 各前記VCOからフィードバックされる局部発振出力、
    及び基準周波数を有するリファレンス信号に基づいて前
    記制御電圧を生成するPLL回路と、 前記アンテナからの入力信号と、前記VCOからの局部
    発振出力とを周波数混合して前記ダウンコンバートを行
    うミキサと、 予め実行されるテストモードでは各前記VCOをテスト
    し、前記アンテナからの入力信号を受信する受信モード
    では前記VCOの切換制御を行うVCO制御部とを備
    え、 前記VCO制御部は、前記テストモードのとき、 前記VCOを順次的に切り換えて動作させながら各VC
    Oからの局部発振出力によって前記PLL回路がロック
    するか否かを検出し、当該検出した結果に基づいて適切
    なVCOを決定し、 前記VCO制御部は、前記受信モードのとき、 前記テストモードで決定したVCOを選択的に能動化し
    て、その局部発振出力を前記ミキサ部に与えることを特
    徴とする、受信機。
  2. 【請求項2】 前記VCO制御部は、前記テストモード
    のとき、前記検出した結果をパターンデータとして第1
    のテーブルに保持し、予め想定されたパターン毎に適切
    なVCOが書き込まれた第2のテーブルを参照して、前
    記第1のテーブルに保持されたパターンデータに対応す
    る適切なVCOを決定することを特徴とする、請求項1
    に記載の受信機。
  3. 【請求項3】 前記第2のテーブルは、各前記VCOの
    製造ばらつきに基づいて構成されることを特徴とする、
    請求項1又は2に記載の受信機。
  4. 【請求項4】 アンテナから入力した信号をダウンコン
    バートした後に復調する受信機であって、 それぞれに共通の制御電圧が与えられ、それぞれが当該
    制御電圧に応じて異なる周波数の局部発振出力を生成す
    る複数の電圧制御発振器(以下、VCOと称す)と、 各前記VCOからフィードバックされる局部発振出力、
    及び基準周波数を有するリファレンス信号に基づいて前
    記制御電圧を生成するPLL回路と、 前記アンテナからの入力信号と、前記VCOからの局部
    発振出力とを周波数混合して前記ダウンコンバートを行
    うミキサと、 予め実行されるテストモードでは各前記VCOをテスト
    し、前記アンテナからの入力信号を受信する受信モード
    では前記VCOの切換制御を行うVCO制御部とを備
    え、 前記VCO制御部は、前記テストモードのとき、 前記VCOを順次的に切り換えて動作させながら、各V
    COからの局部発振出力によってロックするPLL回路
    を検出し、検出したPLL回路が生成している制御電圧
    の値が所定の範囲内である場合には、当該制御電圧が与
    えられているVCOを適切なVCOとして決定し、 前記VCO制御部は、前記受信モードのとき、 前記テストモードで決定したVCOを選択的に能動化し
    て、その局部発振出力を前記ミキサ部に与えることを特
    徴とする、受信機。
  5. 【請求項5】 前記所定の範囲は、各VCOが同一周波
    数の局部発振出力を生成する場合に与えられる制御電圧
    の値を1つだけ含むように、予め定められていることを
    特徴とする、請求項4に記載の受信機。
  6. 【請求項6】 前記PLL回路は、前記VCO制御部が
    設定する所定の分周比で、前記フィードバックされた局
    部発振出力を分周する可変分周器を含んでおり、当該分
    周された局部発振出力、及び前記リファレンス信号に基
    づいて制御電圧を生成し、 前記VCO制御部は、前記テストモードのとき、前記所
    定の分周比として、前記入力信号が含まれる帯域内の周
    波数を有する局部発振出力を各VCOが生成するような
    基準分周比を設定することを特徴とする、請求項1〜5
    のいずれかに記載の受信機。
  7. 【請求項7】 前記基準分周比は、各VCOが、前記帯
    域の中心周波数を有する局部発振出力を生成するような
    分周比であることを特徴とする、請求項6に記載の受信
    機。
  8. 【請求項8】 前記VCO制御部は、前回のテストモー
    ドのときに決定したVCOを記憶し、 前記VCO制御部は、再度テストモードを実行すると
    き、前記記憶されたVCOを優先的にテストして、前記
    PLL回路が当該VCOからの局部発振出力によりロッ
    クする場合に、当該VCOが最適であると再度決定する
    ことを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の受
    信機。
  9. 【請求項9】 前記PLL回路及び各前記VCOが同一
    回路に集積されることを特徴とする、請求項1〜8のい
    ずれかに記載の受信機。
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