JPH11340863A - ダイレクト・コンバージョン方式受信機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダイレクト・コンバージョン方式受信機にお
いて、２次歪に起因する高調波成分と直流成分による歪
を防止する技術に関する。 【解決手段】 局部発振部２においては、２つの局部発
振信号をオフセット周波数によってオフセットさせ、２
つの乗算回路31、32 で受信信号と乗算し、２つのフィル
タ回路41、42 で高調波成分と直流成分とを除去し、加算
回路５で加算した後に復調回路６で復調する。検出回路
７で加算信号の中心周波数を検出し、それに基づいてオ
フセット周波数制御回路８を介してオフセット回路９を
制御することによって、局部発振部２におけるオフセッ
ト周波数を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ダイレクト・コンバー
ジョン方式の受信機における歪防止技術に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】ダイレクト・コンバージョン方式の受信
機は、例えば、図３に示したように、位相が相互に９０
度異なる二つの局部発振信号を発生する局部発振器101
と、受信信号に前記二つの局部発振信号をそれぞれ乗算
する第１、及び第２の乗算回路102,103 と、これらの第
１、第２の乗算回路102,103 の出力の高調波成分を除去
する第１、及び第２のローパスフィルタＬＰＦ104,105
と、これらのＬＰＦ104,105 の出力を加算演算する演算
回路106 と、該演算回路106 の出力を復調する復調回路
107 とを備えていた。

【０００３】このように構成されたダイレクト・コンバ
ージョン方式の受信機では、図４の（Ａ）に示したよう
な成分Ｓ（０），Ｓ（１），Ｓ（２），Ｓ（３），Ｓ
（４）・・・を含んだ高周波信号がベースバンドに変換
されると、図４の（Ｂ）に示したように、周波数が０Hz
の直流成分に変換された中心周波数成分Ｓ（０）’と、
他のチャンネルの成分Ｓ（２）’，Ｓ（３）’，・・・
とが含まれている。

【０００４】しかしながら、受信信号付近に妨害波があ
った場合には歪が発生し、２次歪は妨害波の２倍の周波
数の信号と直流成分となり、直流成分はベースバンドに
変換された信号に影響を与えることとなり、２次歪によ
る高調波成分Ｓ_dis が生成される。妨害波をsin φとし
たとき、この妨害波による２次歪は sin² φとなり、こ
の２次歪はsin²φ＝(1−cos2φ) ／２と表されるので、
この２次歪には直流成分と妨害波の２倍の周波数の高調
波成分（cos2φ）とが含まれているのである。

【０００５】また、例えば、米国特許第4,944,025 号公
報に記載されているダイレクト・コンバージョン受信機
は、局部発振周波数をオフセット周波数( 例えば100kH
z) を加算して、局部発振器から出力させるように構成
し、また、第1 、第2 の乗算回路の出力の直流成分を除
去するカップリングコンデンサを設けた構成である。こ
のダイレクト・コンバージョン受信機は、ラジオ放送用
のチャンネル間隔が400kHz程度の電波を対象としてお
り、オフセット周波数も、これに合わせて、上述したよ
うに100kHzと比較的大きなものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】米国特許第4,944,025
号公報に記載されている技術は、チャンネル間隔の比較
的広いもの（100kHz程度以上）には確かに有効である
が、チャンネル間隔が非常に狭い分野、例えばアマチュ
ア無線等の分野においては混信の原因を含んでいるとい
う問題があった。

【０００７】そこで、本発明は、通常は、音声で変調す
る場合の変調周波数（音声周波数）は約300 〜2000Hzの
範囲であるため変調周波数以下の周波数成分を除去して
も通信に与える影響は少ない、ということに着目して、
アマチュア無線の分野のようにチャンネル間隔が狭い場
合においても、歪の発生を防止することができるダイレ
クト・コンバージョン受信機を提供することを目的とし
てなされたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１のダイレクト・
コンバージョン方式受信機は、受信部において受信した
受信信号を２つに分岐する分岐手段と、位相が相互に９
０度異なる２つの局部発振信号を発生する局部発振器
と、２つの局部発振信号の発振周波数を所定のオフセッ
ト周波数だけオフセットさせるオフセット手段と、オフ
セットされた２つの局部発振信号を、分岐した２つの受
信信号にそれぞれ乗算する第１、及び第２の乗算回路
と、これらの２つの乗算回路から出力される乗算信号か
ら、それぞれ高調波成分及び直流成分を除去する第１、
及び第２のフィルタ手段と、これらの２つのフィルタ手
段からそれぞれ出力される信号を互いに加算する加算回
路と、該加算回路から出力される加算信号を復調して復
調信号を得る復調回路とを備えている。

【０００９】請求項２のダイレクト・コンバージョン方
式受信機は、加算回路から出力される加算信号、もしく
は、復調信号の中心周波数を検出する検出手段と、検出
された中心周波数に基づいてオフセット手段におけるオ
フセット周波数を制御する制御手段とを備えている。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明にかかるダイレク
ト・コンバージョン方式受信機を、その実施の形態を示
した図面に基づいて詳細に説明する。

【００１１】図１において、１は、アンテナ、高周波フ
ィルタ、高周波アンプ等を備えた受信部、10は、受信部
１から出力される高周波信号Ｓを２系統に分岐して出力
する分岐回路である。２は局部発振部であり、出力する
第１の局部発振周波数ｆ_LO１を外部信号ｃによって制御
可能な発振回路21と、前記第１の局部発振周波数ｆ_LO１
の位相を９０度遅らせて第２の局部発振周波数ｆ_LO２と
して出力する移相回路22とから構成されている。

【００１２】31は、前記第１の局部発振周波数ｆ_LO１と
前記分岐された高周波信号Ｓとを乗算して信号Ｓ１１を
出力する第１の乗算回路である。32は、前記第２の局部
発振周波数ｆ_LO２と前記分岐された高周波信号Ｓとを乗
算して信号Ｓ１２を出力する第２の乗算回路である。

【００１３】41は、前記第１の乗算回路31から出力され
る信号Ｓ１１から直流成分を除去するハイパスフィルタ
41Ｈと、さらに高調波成分を除去するローパスフィルタ
41Ｌとから構成された第１のフィルタ回路であり、直流
成分と高調波成分とが除去された信号Ｓ２１を出力す
る。42は、前記第２の乗算回路32から出力される信号Ｓ
１２から直流成分を除去するハイパスフィルタ42Ｈと、
さらに高調波成分を除去するローパスフィルタ42Ｌとか
ら構成された第２のフィルタ回路であり、直流成分と高
調波成分とが除去された信号Ｓ２２を出力する。

【００１４】５は前記２つの信号Ｓ２１，Ｓ２２を加算
して加算信号Ｓ３を出力する加算回路である。６は前記
加算信号Ｓ３を復調して低周波信号Ｓ４を出力する復調
回路である。

【００１５】７は前記加算信号Ｓ３の中心周波数の変動
を検出して、その変動に応じた検出信号ｃ１を出力する
検出回路である。８はオフセット周波数制御回路、９は
オフセット回路であり、オフセット周波数制御回路８
は、オフセット回路９から出力される前記局部発振回路
２への外部信号ｃを、前記検出信号ｃ１に基づいて制御
する。

【００１６】上記構成において、前記受信部１から出力
される高周波信号Ｓには、図２の（Ａ）に示したよう
に、周波数ｆ０の中心周波数成分Ｓ（０）を中心とし
て、別チャンネルの成分Ｓ（１），Ｓ（２），Ｓ
（３），Ｓ（４）・・・が分布した状態となっている。
前記乗算回路31,32 においては、前記高周波信号Ｓを局
部発振周波数ｆ_LO１と乗算する。ここで、前記局部発振
周波数ｆ_LO１はダウンコンバージョン周波数にオフセッ
ト周波数が加算された周波数であるので、図２の（Ｂ）
に示したように、中心周波数成分Ｓ（０）の周波数は、
０Hzではなくオフセット周波数ｆ_off となっている。な
お、２次歪による直流成分Ｓ_DCと高調波成分Ｓ_dis が生
成され、不要な成分Ｓ（２）’，Ｓ（３）’・・・が含
まれている。

【００１７】そして、カットオフ周波数ｆｃ（＜
ｆ_off ）のハイパスフィルタ41Ｈ,42 Ｈにて直流成分を
除去したとき、直流成分Ｓ_DCは除去されて歪の原因が少
なくなるが、オフセット周波数ｆ_off の成分として得ら
れた中心周波数成分Ｓ（０）’は除去されない。

【００１８】続いて、高調波成分Ｓ_dis は、前記オフセ
ット周波数ｆ_off より僅かに高い周波数にカットオフ周
波数が設定されたローパスフィルタ41Ｌ,42 Ｌによって
除去される。従って、加算回路５にて、位相が９０度ず
れた２つの局部発振信号の成分は互いに打ち消されて、
周波数変換された信号成分のみが加算回路５から加算信
号Ｓ３として出力される。

【００１９】この加算信号Ｓ３を復調回路６においてＦ
Ｍ検波して低周波信号Ｓ４を得るのである。

【００２０】なお、前記加算信号Ｓ３が分岐入力される
検出回路７においては、受信中に中心周波数が変動する
と、その変動による周波数の変移に応じた検出信号ｃ１
を出力するので、オフセット周波数制御回路８によって
制御されているオフセット回路９から出力される外部信
号ｃも追従して変動する。そのため、局部発振回路２か
ら出力される局部発振信号ｆ_LO１，ｆ_LO２のオフセット
周波数ｆ_off も変動するので、フィルタ回路41,42 で中
心周波数成分まで除去されたり、直流成分が残留したり
することを防止できるのである。加えて、カットオフ周
波数として余裕を考えることなくぎりぎりの周波数に設
定できるので、隣接する他のチャンネルとの周波数差が
少ない場合でも、混信を確実に除去できるのである。

【００２１】なお、フィルタ手段を、ハイパスフィルタ
とローパスフィルタとから構成することによって、汎用
の回路や部品を利用して、低コストで上記効果の得られ
るダイレクト・コンバージョン方式受信機を提供でき
る。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明では、２
つの局部発振信号の発振周波数を所定のオフセット周波
数だけオフセットさせたので、２つの乗算回路から出力
される乗算信号から、それぞれ高調波成分及び直流成分
を除去することにより、高調波成分にかかる歪と、直流
成分にかかる歪の両方を低減することが可能になる。

【００２３】また、請求項２では、加算回路から出力さ
れる加算信号、もしくは、復調信号の中心周波数を検出
して、検出された中心周波数に基づいてオフセット周波
数を制御するので、受信信号の周波数が変動しても追従
することができ、信号成分が除去されたり、直流成分が
残留して歪の原因となることを防止できるとともに、第
１のフィルタ手段と第２のフィルタ手段のカットオフ周
波数を所望の周波数のぎりぎりに設定できるので、アマ
チュア無線の分野のようにチャンネル間隔が狭い場合に
おいても、歪の発生を防止することができるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるダイレクト・コンバージョン方
式受信機の実施の形態の構成を示した構成図である。

【図２】前記ダイレクト・コンバージョン方式受信機に
おける各部の信号の周波数分布図である。

【図３】従来例のダイレクト・コンバージョン方式受信
機の構成図である。

【図４】従来例のダイレクト・コンバージョン方式受信
機の信号の周波数分布図である。

【符号の説明】

２ 局部発振部（局部発振器） 31 第１の乗算回路 32 第２の乗算回路 41 第１のフィルタ回路（第１のフィルタ手段） 42 第２のフィルタ回路（第２のフィルタ手段） 41Ｈ ハイパスフィルタ 41Ｌ ローパスフィルタ 42Ｈ ハイパスフィルタ 42Ｌ ローパスフィルタ ５ 加算回路 ６ 復調回路 ７ 検出回路（検出手段） ８ オフセット周波数制御回路（制御手段） ９ オフセット回路（オフセット手段） 10 分岐回路（分岐手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】受信部において受信した受信信号を２つに
   分岐する分岐手段と、位相が相互に９０度異なる２つの
   局部発振信号を発生する局部発振器と、２つの局部発振
   信号の発振周波数を所定のオフセット周波数だけオフセ
   ットさせるオフセット手段と、オフセットされた２つの
   局部発振信号を、分岐した２つの受信信号にそれぞれ乗
   算する第１、及び第２の乗算回路と、 これらの２つの乗算回路から出力される乗算信号から、
   それぞれ高調波成分及び直流成分を除去する第１、及び
   第２のフィルタ手段と、 これらの２つのフィルタ手段からそれぞれ出力される信
   号を互いに加算する加算回路と、 該加算回路から出力される加算信号を復調して復調信号
   を得る復調回路とを備えていることを特徴とするダイレ
   クト・コンバージョン方式受信機。
2. 【請求項２】加算回路から出力される加算信号、もしく
   は、復調信号の中心周波数を検出する検出手段と、検出
   された中心周波数に基づいてオフセット手段におけるオ
   フセット周波数を制御する制御手段とを備えていること
   を特徴とする請求項１に記載のダイレクト・コンバージ
   ョン方式受信機。