JPH1144716A - 電力検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は電力検出装置に関し、低消費電力で高
精度に電力値を検出し得るようにする。 【解決手段】入力データに対して順次位相がシフトする
タイミングクロツクを生成するクロツク生成手段（３
０）と、タイミングクロツクに基づいて入力データを取
り込み、当該入力データの電圧値を二乗することにより
入力データの電力値を算出する電力演算手段（３１）
と、算出された入力データの電力値を平均化する平均化
手段（３２）とを設けるようにしたことにより、従来の
ように高速なタイミングクロツクを使用しなくても正確
に電力を検出することができ、かくして低消費電力であ
りながら高精度に電力値を検出し得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【目次】以下の順序で本発明を説明する。

【０００２】発明の属する技術分野 従来の技術（図７） 発明が解決しようとする課題（図８） 課題を解決するための手段 発明の実施の形態 （１）第１の実施の形態 （１−１）受信装置の全体構成（図１） （１−２）受信電力検波回路の構成（図２〜図４） （１−３）動作及び効果 （２）他の実施の形態（図５及び図６） 発明の効果

【０００３】

【発明の属する技術分野】本発明は電力検出装置に関
し、例えば携帯電話機に搭載される受信電力検波回路に
適用して好適なものである。

【０００４】

【従来の技術】従来、携帯電話機においては、受信電力
検波回路を用いて受信電力を検出し、その検出結果に基
づいて可変利得増幅器の利得を制御することにより受信
信号を所望電力に調整するようになされている。これに
より携帯電話機においては、伝送路上でフエージング等
の影響を受けた場合でも、受信信号の信号レベルを一定
にして復調処理を行うことができる。

【０００５】ここでこの受信電力検波回路について、図
７を用いて以下に具体的に説明する。但し、以降の説明
では、受信信号にＱＰＳＫ変調（Quadrature Phase Shi
ft Keying ：４相位相変調）が施されているものとして
説明する。まず図７に示すように、受信電力検波回路１
においては、受信信号から復調した同相信号のデータＤ
Ｉ（以下、これを単にＩデータと呼ぶ）及び直交信号の
データＤＱ（以下、これを単にＱデータと呼ぶ）をそれ
ぞれラツチ回路２、３に入力するようになされている。
因みに、このＩデータＤＩ及びＱデータＤＱは、受信信
号に対して直交復調処理を施すことにより取り出された
同相信号及び直交信号にアナログデイジタル変換処理を
施すことにより生成されたデータである。

【０００６】ラツチ回路２、３のクロツク入力端ＣＬＫ
には携帯電話機のマスタークロツクＣＫ１又は当該マス
タークロツクＣＫ１を分周器４によつて分周したクロツ
クＣＫ２が入力されている。ラツチ回路２、３は、それ
ぞれこのクロツクＣＫ１又はＣＫ２をサンプリングクロ
ツクとして使用し、当該クロツクＣＫ１又はＣＫ２に基
づいて、データ入力端ＩＮに入力されたＩデータＤＩ又
はＱデータＤＱをサンプリングして取り込み、これをラ
ツチ出力ＤＩ１、ＤＱ１としてデータ出力端ＯＵＴを介
して二乗回路５、６に出力する。

【０００７】二乗回路５は、ラツチ出力ＤＩ１の電圧値
を二乗することによりＩデータＤＩの電力ＰＩ１を算出
し、これを加算器７に出力する。同様に、二乗回路６
は、ラツチ出力ＤＱ１の電圧値を二乗することによりＱ
データＤＱの電力ＰＱ１を算出し、これを加算器７に出
力する。加算器７はこれらの電力ＰＩ１及びＰＱ１を加
算することにより合成電力Ｐ１を算出し、これを乗算器
８に出力する。乗算器８は後段の回路がオーバーフロー
しないようにするために合成電力Ｐ１に所定係数ｋを乗
算し、その結果得られる受信電力Ｐ２を出力用のラツチ
回路９に出力する。

【０００８】ラツチ回路９のクロツク入力端ＣＬＫには
同様にマスタークロツクＣＫ１又はクロツクＣＫ２が入
力されており、当該ラツチ回路９は、このクロツクＣＫ
１又はＣＫ２に基づいて、データ入力端ＩＮに入力され
た受信電力Ｐ２を取り込み、これを受信電力値Ｐ３とし
てデータ出力端ＯＵＴから出力する。このようにしてこ
の受信電力検波回路１では、入力されるＩデータＤＩ及
びＱデータＤＱを所定のクロツクＣＫ１又はＣＫ２に基
づいて取り込み、その電圧値をそれぞれ二乗することに
より各データの電力ＰＩ１、ＰＱ１を算出した後、これ
を加算することにより、受信電力値Ｐ３を算出するよう
になされている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところでかかる従来の
受信電力検波回路１においては、低消費電力で高精度の
電力検出が行えないといつた問題がある。この点につい
て、以下に具体例を上げて説明する。まず例えばマスタ
ークロツクＣＫ１のクロツク周波数がＩデータＤＩ及び
ＱデータＤＱのシンボル周波数の４倍であるとし、この
ようなマスタークロツクＣＫ１を分周せずにそのままサ
ンプリングクロツクとして使用したとすると、Ｉデータ
ＤＩ又はＱデータＤＱに対するサンプリングタイミング
としては、図８（Ａ）及び（Ｄ）に示すような関係にな
る。すなわちこの場合には、１シンボル周期で４回サン
プリングすることになり、シンボル周期に対して比較的
小さい間隔でサンプリングするために正確な受信電力値
Ｐ３を得ることができる。しかしながらこの場合には、
サンプリングクロツクの周波数が高いことにより、ＣＭ
ＯＳ系の回路構成を有するラツチ回路２、３、９や二乗
回路５、６等が高速に動作しなければならず、その結
果、受信電力検波回路１の消費電力が全体として大きく
なるといつた問題がある。

【００１０】これに対してマスタークロツクＣＫ１を１
／４分周することによりシンボル周期と等しいクロツク
ＣＫ２をサンプリングクロツクとして使用した場合に
は、サンプリングタイミングとしては図８（Ａ）及び
（Ｂ）に示すような関係になる。すなわちこの場合に
は、１シンボル周期で１回サンプリングすることにな
り、ラツチ回路２、３、９及び二乗回路５、６等の動作
速度が遅くなるので、マスタークロツクＣＫ１をサンプ
リングクロツクとして使用した場合に比べて消費電力を
低減することが可能となる。

【００１１】またマスタークロツクＣＫ１を１／８分周
することによりシンボル周期の２倍の周期を有するクロ
ツクＣＫ２をサンプリングクロツクとして使用した場合
には、サンプリングタイミングとしては図８（Ａ）及び
（Ｃ）に示すような関係になる。すなわちこの場合に
は、２シンボル周期で１回サンプリングすることにな
り、ラツチ回路２、３、９及び二乗回路５、６等の動作
速度がさらに遅くなるので、消費電力をさらに低減する
ことが可能となる。

【００１２】ところでマスタークロツクＣＫ１を分周し
たクロツクＣＫ２をサンプリングクロツクとして使用し
た場合には消費電力を低減し得るが、その反面、受信電
力値Ｐ３を正確に算出し得ないといつた不都合が生じ
る。この受信電力値Ｐ３の不正確さはシンボルとサンプ
リングクロツクの位相関係によつて生じる。例えば図８
（Ｂ）に示すように、シンボル周期と等しいクロツクＣ
Ｋ２を発生したとしても、シンボルとクロツクＣＫ２と
の位相関係は必ずしも毎回同じになるのではなく、クロ
ツクＣＫ２を発生したタイミングに依存してその位相関
係はランダムになる。図８（Ｂ）に示すように、クロツ
クＣＫ２の立ち上がりタイミングがシンボル周期と一致
することもあるし、或いは図８（Ｅ）に示すように、ク
ロツクＣＫ２の立ち上がりタイミングがシンボル周期に
対して半周期ずれることもある。

【００１３】この場合、図８（Ｂ）に示すような位相関
係が生じた場合には、基本的に以降この位相関係が維持
され、クロツクＣＫ２の立ち上がりタイミングは常にシ
ンボル周期と一致することになる。ここでクロツクＣＫ
２の立ち上がりタイミングでサンプリングするものとす
ると、アイパターンのくびれ位相のところ（すなわち電
圧振幅が小さいところ）を毎回サンプリングすることに
なり、その結果、実際の受信電力値に比して比較的小さ
な受信電力値Ｐ３が算出される。

【００１４】これに対して図８（Ｅ）に示すような位相
関係が生じた場合には、クロツクＣＫ２の立ち上がりタ
イミングは常にシンボルの中心と一致することなるの
で、アイパターンの膨らみ位相のところ（すなわち電圧
振幅が大きいところ）を毎回サンプリングすることにな
り、その結果、実際の受信電力値に比して比較的大きな
受信電力値Ｐ３が算出される。

【００１５】このようにしてマスタークロツクＣＫ１を
１／４分周することにより生成されたクロツクＣＫ２を
サンプリングクロツクとして使用した場合には、受信電
力値Ｐ３を正確に算出し得ないといつた問題がある。な
お、この問題は、図８（Ｃ）に示すように、マスターク
ロツクＣＫ１を１／８分周することにより生成されたク
ロツクＣＫ２をサンプリングクロツクとして使用した場
合にも、同様にして起こり得る。

【００１６】またマスタークロツクＣＫ１を分周してシ
ンボル周期と等しいクロツクＣＫ２を生成し、これをサ
ンプリングクロツクとして使用した場合、マスタークロ
ツクＣＫ１を発生する発振器の周波数ずれ等により僅か
ながらシンボル周波数とサンプリングクロツクの周波数
がずれていると、位相関係が徐々にずれて行くので、実
際には受信電力値に変化が無いような状態でも、うねり
の周期で受信電力値Ｐ３が変化するといつた不都合も生
じる。例えば周波数に１[Hz]のずれがあると、１秒の周
期で受信電力値Ｐ３にうねりが生じることになる。

【００１７】このようにして従来の受信電力検波回路１
では、高精度に受信電力値Ｐ３を得ようとするとクロツ
ク周波数を上げなければならないので消費電力が増加す
るといつた問題があり、逆に消費電力を低減しようとす
るとクロツクと入力データの位相関係により受信電力値
Ｐ３がばらついて高精度に受信電力値Ｐ３を得られない
といつた問題があり、電力検出装置として未だ不十分な
ところがある。

【００１８】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、低消費電力で高精度に電力値を検出し得る電力検出
装置を提案しようとするものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、入力データの電力値を検出する電
力検出装置において、入力データに対して順次位相がシ
フトするタイミングクロツクを生成するクロツク生成手
段と、タイミングクロツクに基づいて入力データを取り
込み、当該入力データの電圧値を二乗することにより入
力データの電力値を算出する電力演算手段と、算出され
た入力データの電力値を平均化する平均化手段とを設け
るようにした。

【００２０】このようにして入力データに対して順次位
相がシフトするタイミングクロツクを生成し、当該タイ
ミングクロツクに基づいて入力データを取り込んで電力
値を算出すると共に、当該電力値を平均化するようにし
たことにより、入力データの取り込みタイミングが順次
シフトして行くので従来のように入力データの電圧が小
さいところを常に取り込んだり、入力データの電圧値が
大きいところを常に取り込んだりすることを回避して入
力データの各部分から電力値を算出し得ると共に、算出
した電力値を平均化し得ることから正確な電力値を算出
し得る。従つてこの電力検出装置の場合には、従来のよ
うに高速なタイミングクロツクを使用しなくても正確に
電力を検出することができると共に、高速なタイミング
クロツクを使用しないので動作速度が遅くなり、消費電
力を低減することができる。

【００２１】また本発明においては、位相が一致した第
１及び第２の入力データから合成電力値を検出する電力
検出装置において、位相がずれた第１及び第２のタイミ
ングクロツクを生成するクロツク生成手段と、第１のタ
イミングクロツクに基づいて第１の入力データを取り込
み、当該第１の入力データの電圧値を二乗することによ
り第１の入力データの電力値を算出すると共に、第２の
タイミングクロツクに基づいて第２の入力データを取り
込み、当該第２の入力データの電圧値を二乗することに
より第２の入力データの電力値を算出し、算出した第１
の入力データの電力値と第２の入力データの電力値とを
加算することにより合成電力値を算出する電力演算手段
と、算出された合成電力値を平均化する平均化手段とを
設けるようにした。

【００２２】このようにして位相がずれた第１及び第２
のタイミングクロツクを生成し、当該第１及び第２のタ
イミングクロツクに基づいてそれぞれ第１及び第２の入
力データを取り込んで各電力値を算出して加算すること
により合成電力値を算出すると共に、当該合成電力値を
平均化するようにしたことにより、第１の入力データと
第２の入力データとでデータの取り込みタイミングがず
れるので、従来のように同時に電圧値が小さいところを
取り込んだり、或いは同時に電圧値が大きいところを取
り込んだりすることを回避し得、従来のように高速なタ
イミングクロツクを使用しなくても正確に電力を検出す
ることができる。また高速なタイミングクロツクを使用
しないので動作速度が遅くなり、消費電力を低減するこ
とができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下図面について、本発明の一実
施の形態を詳述する。

【００２４】（１）第１の実施の形態 （１−１）受信装置の全体構成 図１において、１０は全体として本発明を適用した受信
装置を示し、例えば携帯電話機等の無線通信端末装置の
受信装置として用いられる。この受信装置１０において
は、アンテナ１１によつて受信した受信信号Ｓ１をまず
高周波増幅器１２に入力するようになされている。この
高周波増幅器１２は入力される受信信号Ｓ１を所定電力
に増幅し、その結果得られる受信信号Ｓ２を周波数変換
回路を構成する乗算器１３に出力する。乗算器１３は局
部発振器１４によつて発生したクロツク信号Ｓ３を受信
信号Ｓ２に対して乗算することにより当該受信信号Ｓ２
に周波数変換（いわゆるダウンコンバート）を施し、そ
の結果得られるベースバンド信号Ｓ４を可変利得増幅器
１５に出力する。

【００２５】可変利得増幅器１５は受信電力検波回路１
６から供給される利得制御信号Ｓ５に基づいてベースバ
ンド信号Ｓ４の電力を調整する増幅器であり、当該利得
制御信号Ｓ５に基づいた利得でベースバンド信号Ｓ４を
増幅し、その結果得られるベースバンド信号Ｓ６を直交
復調器１７に出力する。

【００２６】直交復調器１７においては、まずベースバ
ンド信号Ｓ６を乗算器１７Ａ、１７Ｂに入力する。乗算
器１７Ａは発振器１７Ｃによつて生成したクロツク信号
Ｓ７をベースバンド信号Ｓ６に乗算することにより当該
ベースバンド信号Ｓ６からＩ信号Ｓ８を取り出し、これ
を後段のアナログデイジタル変換器１８に出力する。一
方、乗算器１７Ｂは、移相器１７Ｄによつてクロツク信
号Ｓ７の位相を90°位相シフトすることにより生成され
たクロツク信号Ｓ９を受け、これをベースバンド信号Ｓ
６に乗算することによりＱ信号Ｓ１０を取り出し、これ
を後段のアナログデイジタル変換器１９に出力する。

【００２７】アナログデイジタル変換器１８はＩ信号Ｓ
８に対してアナログデイジタル変換処理を施すことによ
りＩデータＤＩを生成し、これを復調部２０及び受信電
力検波回路１６に出力する。同様に、アナログデイジタ
ル変換器１９はＱ信号Ｓ１０に対してアナログデイジタ
ル変換処理を施すことによりＱデータＤＱを生成し、こ
れを復調部２０及び受信電力検波回路１６に出力する。

【００２８】復調部２０は、ＩデータＤＩ及びＱデータ
ＤＱによつて示されるデータを取り出し、これを受信デ
ータＳ１１として出力する。これによりこの受信装置１
０では、通信相手から送信されたデータを復元し得、受
信データＳ１１として出力し得る。

【００２９】一方、受信電力検波回路１６は、入力され
るＩデータＤＩ及びＱデータＤＱを基に受信電力値を算
出し、当該受信電力値に基づいた利得制御信号Ｓ５を生
成し、これを可変利得増幅器１５に出力する。これによ
りこの受信装置１０では、可変利得増幅器１５の利得を
制御してベースバンド信号Ｓ４を所望電力に調整し得、
伝送路上でフエージング等の影響を受けた場合でも、ベ
ースバンド信号の信号レベルを一定にして復調処理を行
うことができる。また受信電力検波回路１６は、算出し
た受信電力値を示す電力値データＳ１２を例えば液晶デ
イスプレイ等の表示器２１に出力する。これによりこの
受信装置１０では、算出した受信電力値を表示器２１に
表示して、ユーザにその受信電力値を知らせることがで
きる。

【００３０】なお、ここでは特に図示していないが、ア
ナログデイジタル変換器１８、１９、復調部２０及び受
信電力検波回路１６等のデイジタル回路にはマスターク
ロツクが供給されており、これらのデイジタル回路はこ
のマスタークロツク又は当該マスタークロツクを分周し
たクロツクに基づいて動作するようになされている。

【００３１】（１−２）受信電力検波回路の構成 ここで図２を用いて受信電力検波回路１６の構成を具体
的に説明する。図７との対応部分に同一符号を付した図
２に示すように、受信電力検波回路１６は、大きく分け
て電力検出のタイミングクロツクＣＫ３を生成するタイ
ミングジエネレータ部３０と、当該タイミングクロツク
ＣＫ３に基づいて入力データ（すなわちＩデータＤＩ及
びＱデータＤＱ）を取り込んで電力データＰ６を算出す
る電力演算部３１と、当該電力データＰ６の値を平均化
して受信電力値Ｐ７を算出する積分回路部３２とによつ
て構成される。

【００３２】タイミングジエネレータ部３０において
は、まず受信装置１０の各デイジタル回路の基準動作ク
ロツクとなるマスタークロツクＣＫ１を受け、これを４
パターンマスキング回路３０Ａ及び分周器３０Ｂに入力
するようになされている。なお、以降の説明では、マス
タークロツクＣＫ１がＩデータＤＩ及びＱデータＤＱの
シンボル周波数に対して４倍の周波数を有しているもの
として説明する。

【００３３】分周器３０ＢはこのマスタークロツクＣＫ
１を１／４分周することによりシンボル周波数に等しい
クロツクＣＫ４を生成し、これを４進カウンタ回路３０
Ｃ、４パターンマスキング回路３０Ａ及び後述する積分
回路部３２に出力する。４進カウンタ回路３０Ｃは、ク
ロツクＣＫ４に基づいて「１」〜「４」までの値を循環
的にカウントし、そのカウント値を示すカウントデータ
Ｓ２０を４パターンマスキング回路３０Ａに出力する。

【００３４】４パターンマスキング回路３０Ａは内部に
例えばＲＯＭからなるメモリを有しており、当該メモリ
に位相の異なる第１から第４までの４種類のマスクパタ
ーンを記憶している。４パターンマスキング回路３０Ａ
は、クロツクＣＫ４をこのメモリの読出クロツクとして
使用し、カウントデータＳ２０の値に基づいてこの４種
類のマスクパターンのうち対応するマスクパターンをそ
のメモリから読み出す。例えばカウントデータＳ２０の
値が「１」であれば第１のマスクパターンを読み出し、
カウントデータＳ２０の値が「２」であれば第２のマス
クパターンを読み出し、カウントデータＳ２０の値が
「３」であれば第３のマスクパターンを読み出し、カウ
ントデータＳ２０の値が「４」であれば第４のマスクパ
ターンを読み出す。

【００３５】そして４パターンマスキング回路３０Ａ
は、この読み出したマスクパターンとマスタークロツク
ＣＫ１との論理積を求めることにより、クロツクＣＫ４
に同期して位相が順次シフトして行くタイミングクロツ
クＣＫ３を生成し、これを電力演算部３１に出力する。
この場合、クロツクＣＫ４の周波数がＩデータＤＩ及び
ＱデータＤＱのシンボル周波数と等しいことから、タイ
ミングクロツクＣＫ３としてはＩデータＤＩ及びＱデー
タＤＱのシンボル毎に位相が順次シフトして行くクロツ
クとなつている。

【００３６】このようにしてタイミングジエネレータ部
３０では、予め位相の異なる第１から第４のマスクパタ
ーンを用意しておき、４進カウンタ回路３０Ｃのカウン
トデータＳ２０の値に基づいて対応するマスクパターン
を読み出し、これとマスタークロツクＣＫ１との論理積
を求めてタイミングクロツクＣＫ３を生成するようにし
たことにより、簡易な構成で、位相が順次シフトして行
くタイミングクロツクＣＫ３を容易に生成することがで
きる。

【００３７】電力演算部３１においては、タイミングジ
エネレータ部３０から供給されるこのタイミングクロツ
クＣＫ３をサンプリングクロツクとしてそれぞれラツチ
回路２、３のクロツク入力端ＣＬＫに入力する。ラツチ
回路２のデータ入力端ＩＮにはＩデータＤＩが入力され
ており、当該ラツチ回路２はこのＩデータＤＩをタイミ
ングクロツクＣＫ３の例えば立ち上がりタイミングで取
り込み、これをラツチ出力ＤＩ２としてデータ出力端Ｏ
ＵＴを介して二乗回路５に出力する。同様に、ラツチ回
路３のデータ入力端ＩＮにはＱデータＤＱが入力されて
おり、当該ラツチ回路３はこのＱデータＤＱをタイミン
グクロツクＣＫ３の例えば立ち上がりタイミングで取り
込み、これをラツチ出力ＤＱ２としてデータ出力端ＯＵ
Ｔを介して二乗回路６に出力する。

【００３８】二乗回路５は、ラツチ出力ＤＩ２の電圧値
を二乗することによりＩデータＤＩの電力ＰＩ２を算出
し、これを加算器７に出力する。同様に、二乗回路６
は、ラツチ出力ＤＱ２の電圧値を二乗することによりＱ
データＤＱの電力ＰＱ２を算出し、これを加算器７に出
力する。加算器７はこれらの電力ＰＩ２及びＰＱ２を加
算することにより合成電力Ｐ４を算出し、これを減算器
３１Ａに出力する。因みに、この図２と図７との比較か
ら分かるように、合成電力Ｐ４を得るまでの電力演算部
３１の回路構成は従来のものとほぼ同じであるが、デー
タ取り込みのためのタイミングクロツクＣＫ３が異なつ
ていることから算出される合成電力Ｐ４の値は従来の合
成電力Ｐ１と異なつている。

【００３９】減算器３１Ａには合成電力Ｐ４の他にも所
定の閾値Ｄthが入力されており、当該減算器３１Ａは合
成電力Ｐ４から閾値Ｄthを減算し、その減算結果Ｐ５を
乗算器８に出力する。なお、この減算結果Ｐ５は、合成
電力Ｐ４から閾値Ｄthを減算した結果であることから、
合成電力Ｐ４が閾値Ｄthよりも大きければ正の値とな
り、合成電力Ｐ４が閾値Ｄthよりも小さければ負の値と
なる。乗算器８は減算結果Ｐ５に所定係数ｋを乗算し、
その結果得られる電力データＰ６を続く積分回路部３２
に出力する。

【００４０】積分回路部３２においては、電力演算部３
１から供給される電力データＰ６をまず加算器３２Ａに
入力する。この加算器３２Ａには１シンボル前に算出さ
れた受信電力値Ｐ７に乗算器３２Ｂを介して所定係数ｍ
を乗算した電力データＰ８が入力されており、当該加算
器３２Ａはこの電力データＰ８と電力データＰ６とを加
算することにより平均化電力データＰ９を算出し、これ
をラツチ回路３２Ｃのデータ入力端ＩＮに出力する。

【００４１】ラツチ回路３２Ｃのクロツク入力端ＣＬＫ
にはタイミングジエネレータ部３０の分周器３０Ｂで分
周したクロツクＣＫ４が入力されており、当該ラツチ回
路３２ＣはこのクロツクＣＫ４に基づいて平均化電力デ
ータＰ９をラツチし、これを受信電力値Ｐ７としてデー
タ出力端ＯＵＴから出力する。

【００４２】このようにして積分回路部３２において
は、現シンボルまでに算出した電力データＰ８に対して
現シンボルから算出した電力データＰ６を加算するいわ
ゆる積分処理により平均化電力データＰ９を算出し、こ
れをラツチして受信電力値Ｐ７として出力している。因
みに、電力データＰ６が閾値Ｄthとの差分データである
ことから、実際の電力値としてはこの受信電力値Ｐ７に
閾値Ｄthを加算した値となる。

【００４３】なお、ここでは特に図示していなが、受信
電力検波回路１６においては信号生成手段を有してお
り、この信号生成手段によつてこの受信電力値Ｐ７に基
づいて上述した利得制御信号Ｓ５及び電力値データＳ１
２を生成し、これをそれぞれ可変利得増幅器１５及び表
示器２１に出力するようになされている。

【００４４】ここでタイミングジエネレータ部３０にお
けるタイミングクロツクＣＫ３の生成方法について、図
３及び図４を用いて説明する。まず４パターンマスキン
グ回路３０Ａのメモリには、図３（Ｂ）〜（Ｅ）に示す
ような４種類のマスクパターンＭＰ１〜ＭＰ４が格納さ
れており、４パターンマスキング回路３０Ａは４進カウ
ンタ回路３０Ｃから出力されるカウントデータＳ２０の
値に基づいてこれら４種類のマスクパターンＭＰ１〜Ｍ
Ｐ４の中から対応するマスクパターンを読み出す。

【００４５】すなわち４パターンマスキング回路３０Ａ
は、カウントデータＳ２０の値が「１」であれば第１の
マスクパターンＭＰ１を読み出し、カウントデータＳ２
０の値が「２」であれば第２のマスクパターンＭＰ２を
読み出すといつた具合に対応するマスクパターンを読み
出す。この場合、カウントデータＳ２０としては「１」
〜「４」までの値が循環的に出力されるので、マスクパ
ターンとしてもＭＰ１、ＭＰ２、ＭＰ３、ＭＰ４、ＭＰ
１、……といつた具合に順番に読み出されることにな
る。

【００４６】なお、この図３から分かるように、各マス
クパターンＭＰ１〜ＭＰ４においては論理レベル「Ｈ」
の区間がそれぞれマスタークロツクＣＫ１の１周期分に
なつている。また各マスクパターンＭＰ１〜ＭＰ４にお
いては、論理レベル「Ｈ」の区間がマスタークロツクＣ
Ｋ１の１周期分ずつシフトしており、シンボル周期を基
準にして考えれば位相が90°ずつシフトしている。

【００４７】４パターンマスキング回路３０Ａはこのよ
うにして読み出したマスクパターンＭＰ１、ＭＰ２、Ｍ
Ｐ３又はＭＰ４と入力されるマスタークロツクＣＫ１と
の論理積を順に求めることによりタイミングクロツクＣ
Ｋ３を生成する。すなわち図４に示すように、４パター
ンマスキング回路３０Ａは、時点ｔ１においてカウント
データＳ２０の値が「１」になるとマスクパターンＭＰ
１を読み出し、このマスクパターンＭＰ１とマスターク
ロツクＣＫ１との論理積を求め、これをタイミングクロ
ツクＣＫ３として出力する。続いて４パターンマスキン
グ回路３０Ａは、時点ｔ２においてカウントデータＳ２
０の値が「２」になるとマスクパターンＭＰ２を読み出
し、このマスクパターンＭＰ２とマスタークロツクＣＫ
１との論理積を求め、これをタイミングクロツクＣＫ３
として出力する。

【００４８】続いて４パターンマスキング回路３０Ａ
は、時点ｔ３においてカウントデータＳ２０の値が
「３」になるとマスクパターンＭＰ３を読み出し、この
マスクパターンＭＰ３とマスタークロツクＣＫ１との論
理積を求め、これをタイミングクロツクＣＫ３として出
力する。続いて４パターンマスキング回路３０Ａは、時
点ｔ４においてカウントデータＳ２０の値が「４」にな
るとマスクパターンＭＰ４を読み出し、このマスクパタ
ーンＭＰ４とマスタークロツクＣＫ１との論理積を求
め、これをタイミングクロツクＣＫ３として出力する。

【００４９】以下、同様に、４パターンマスキング回路
３０Ａは、カウントデータＳ２０の値が変わる度にマス
クパターンＭＰ１、ＭＰ２、ＭＰ３又はＭＰ４を読み出
してマスタークロツクＣＫ１との論理積を求め、その演
算結果をタイミングクロツクＣＫ３として出力する。こ
れにより４パターンマスキング回路３０Ａは、図４
（Ｆ）に示すように、ＩデータＤＩ及びＱデータＤＱの
シンボル毎に論理レベル「Ｈ」の区間がマスタークロツ
クＣＫ１の１周期分ずつシフトして行く、いわゆるシン
ボル毎に位相が順次シフトして行くようなタイミングク
ロツクＣＫ３を生成する。

【００５０】（１−３）動作及び効果 以上の構成において、この受信電力検波回路１６の場合
には、ＩデータＤＩ及びＱデータＤＱを取り込むための
タイミングクロツクとして、図４（Ｆ）に示すように、
シンボル毎に位相が順次シフトして行くようなタイミン
グクロツクＣＫ３を生成する。受信電力検波回路１６で
は、このタイミングクロツクＣＫ３の例えば立ち上がり
タイミングでＩデータＤＩ及びＱデータＤＱを取り込
み、その取り込んだＩデータ（ＤＩ２）及びＱデータ
（ＤＱ２）の電圧値に基づいて電力データＰ６を算出
し、これを積分回路部３２によつて平均化して受信電力
値Ｐ７を生成する。

【００５１】これにより例えば図４（Ｆ）及び（Ｈ）に
示すように、タイミングクロツクＣＫ３の最初のタイミ
ングがシンボルエツジに一致していたとしても、次のシ
ンボルのときにはタイミングクロツクＣＫ３のタイミン
グはシンボルの先頭から１／４付近となり、さらに次の
シンボルのときにはタイミングクロツクＣＫ３のタイミ
ングはシンボルの先頭から２／４付近となり、さらに次
のシンボルのときにはタイミングクロツクＣＫ３のタイ
ミングはシンボルの先頭から３／４付近となる。このよ
うにしてＩデータＤＩ及びＱデータＤＱの取り込みタイ
ミングがずれて行くことにより、従来のようにシンボル
エツジ付近（すなわち電圧値が小さいところ）を常に取
り込むことによつて受信電力値Ｐ７が実際の値よりも小
さくなるといつたことや、シンボルの中心付近（すなわ
ち電圧値が大きいところ）を常に取り込むことによつて
受信電力値Ｐ７が実際の値よりも大きくなるといつたこ
とを未然に回避し得る。

【００５２】因みに、この受信電力検波回路１６の場合
には、ＩデータＤＩ及びＱデータＤＱの取り込みタイミ
ングが毎回シフトして行くので一見すると受信電力値Ｐ
７の値がばらつくように見えるが、この受信電力検波回
路１６の場合には、取り込んだＩデータ（ＤＩ２）及び
Ｑデータ（ＤＱ２）に基づいて電力データＰ６を算出
し、これを積分回路部３２によつて平均化することによ
り平均化電力データＰ９を生成し、この平均化電力デー
タＰ９を受信電力値Ｐ７として出力しているので受信電
力値Ｐ７がばらつくようなことはなく、あたかもマスタ
ークロツクＣＫ１のタイミングでデータ取り込みを行つ
て算出したかのように正確な受信電力値Ｐ７を算出し得
る。

【００５３】また積分回路部３２によつて電力データＰ
６を平均化していることにより、従来のようにシンボル
周波数に対してマスタークロツクＣＫ１の周波数が僅か
ながらずれていたとしても、従来のように受信電力値Ｐ
７の値がうねりの周期で変化するといつたことも未然に
回避し得る。

【００５４】さらにこの受信電力検波回路１６の場合に
は、データの取り込みタイミングとしては１シンボルに
１回となるので、ラツチ回路２、３及び３２Ｃや二乗回
路５及び６等の各デイジタル回路はシンボル周波数で動
作することになり、マスタークロツクＣＫ１で動作する
場合に比して動作速度が遅くなる。従つてこの受信電力
検波回路１６の場合には、消費電力が少ないにも係わら
ず、マスタークロツクＣＫ１でサンプリングしたかのよ
うに正確な受信電力値Ｐ７を得ることができる。

【００５５】かくするにつき以上の構成によれば、Ｉデ
ータＤＩ及びＱデータＤＱのシンボルに対して位相が順
次シフトして行くタイミングクロツクＣＫ３を生成し、
当該タイミングクロツクＣＫ３に基づいてＩデータＤＩ
及びＱデータＤＱを取り込んで電力データＰ６を生成
し、当該電力データＰ６を平均化して受信電力値Ｐ７を
求めるようにしたことにより、低消費電力でありながら
正確に受信電力値Ｐ７を算出することができ、かくして
低消費電力で高精度に受信電力値Ｐ７を検出し得る受信
電力検波回路１６を実現し得る。

【００５６】（２）他の実施の形態 （２−１）なお上述の実施の形態においては、４種類の
マスクパターンＭＰ１〜ＭＰ４を用意しておき、当該マ
スクパターンＭＰ１〜ＭＰ４を使用して位相が４通りに
変化するタイミングクロツクＣＫ３を生成した場合につ
いて述べたが、本発明はこれに限らず、例えば２種類又
は６種類のマスクパターンを用意しておき、当該２種類
又は６種類のマスクパターンを使用して位相が２通り又
は６通りに変化するタイミングクロツクを生成するよう
にしても良い。ここでマスクパターンの種類を変えたと
きの受信電力値Ｐ７の精度を図５に示す。この図５にお
いては、横軸にマスクパターンの種類すなわちパターン
数を示し、縦軸に受信電力値Ｐ７の精度を示す分散値σ
² （分散値は一般的にばらつきを示す）を示している。
この図５から分かるように、パターン数が多ければ多い
程、分散値σ² が小さくなり、受信電力値Ｐ７の精度が
高くなることが分かる。因みに、この図５において、パ
ターン数が「１」というのはタイミングクロツクの位相
がシフトしないこと、すなわち従来方式を示しており、
極端に精度が悪くなつていることが分かる。従つてこの
図５から分かるように、少なくともパターン数として２
種類以上用意してタイミングクロツクの位相を２通り以
上に変化させるようにすれば、ほぼ上述の場合と同様の
効果を得ることができる。なお、パターン数を変更する
場合には、少なくともマスタークロツクＣＫ１の速度と
シンボル速度の比（すなわち周波数比）がパターン数よ
りも大きくなるように設定すれば良い。

【００５７】（２−２）また上述の実施の形態において
は、マスタークロツクＣＫ１を１／４分周し、１シンボ
ルにつき１回の割合でＩデータＤＩ及びＱデータＤＱを
取り込むようなタイミングクロツクＣＫ３を生成した場
合について述べたが、本発明はこれに限らず、マスター
クロツクの分周比をさらに大きくして所定シンボル毎に
Ｉデータ及びＱデータを取り込むようにしても良い。要
は、Ｉデータ及びＱデータの取り込みタイミングがシン
ボル毎にずれて行くように、位相が順次シフトして行く
ようなタイミングクロツクを生成するようにすれば、マ
スタークロツクに対する分周比としてはその他の値でも
良い。

【００５８】（２−３）また上述の実施の形態において
は、受信信号Ｓ１がＱＰＳＫ変調されているものとして
電力検出の対象となる入力データがＩデータＤＩ及びＱ
データＤＱの２種類ある場合について述べたが、本発明
はこれに限らず、受信信号Ｓ１がＢＰＳＫ変調（Binary
Phase Shift Keying ：２相位相変調）されているとき
のように、電力検出の対象となるデータが１種類であつ
ても、上述の場合と同様に本発明を適用して同様の効果
を得ることができる。要は、電力検出の対象となる入力
データの数は限定されるものではない。

【００５９】（２−４）また上述の実施の形態において
は、積分回路部３２によつて電力データＰ６を平均化し
た場合について述べたが、本発明はこれに限らず、その
他の構成の平均化手段を設けるようにしても良い。要
は、算出した電力を平均化するようにすれば、上述の場
合と同様の効果を得ることができる。

【００６０】（２−５）また上述の実施の形態において
は、マスクパターンＭＰ１、ＭＰ２、ＭＰ３及びＭＰ４
とマスタークロツクＣＫ１との論理積によつて位相が順
次シフトするタイミングクロツクＣＫ３を生成した場合
について述べたが、本発明はこれに限らず、２通りのパ
ターンで位相をシフトするような場合には、単にクロツ
クの反転処理によりクロツク生成するようにしても良
い。この点について、図６を用いて説明する。

【００６１】図２との対応部分に同一符号を付して示す
図６において、４０は他の実施の形態による受信電力検
波回路を示し、タイミングジエネレータ部４１の構成を
除いて図２に示した受信電力検波回路１６とほぼ同様に
構成される。この受信電力検波回路４０のタイミングジ
エネレータ部４１においては、まず受信装置１０の各デ
イジタル回路の基準動作クロツクとなるマスタークロツ
クＣＫ１を分周器４１Ａに入力するようになさている。
なお、この場合も、マスタークロツクＣＫ１としてはＩ
データＤＩ及びＱデータＤＱのシンボル周波数に対して
４倍の周波数を有しているものとする。

【００６２】分周器４１Ａも、分周器３０Ｂと同様に、
入力されるマスタークロツクＣＫ１を１／４分周してＩ
データＤＩ及びＱデータＤＱのシンボル周波数と等しい
タイミングクロツクＣＫ６を生成し、これを反転回路で
あるインバータ４１Ｂに出力する。インバータ４１Ｂは
入力されるタイミングクロツクＣＫ６の論理レベルを反
転することにより当該タイミングクロツクＣＫ６に対し
て位相が 180°シフトしたタイミングクロツクＣＫ７を
生成する。

【００６３】タイミングジエネレータ部４１は、このよ
うにして生成したタイミングクロツクＣＫ６を電力演算
部３１のラツチ回路２に供給し、タイミングクロツクＣ
Ｋ７を電力演算部３１のラツチ回路３に供給する。ラツ
チ回路２は入力されるこのタイミングクロツクＣＫ６に
基づいてＩデータＤＩを取り込み、ラツチ回路３は入力
されるこのタイミングクロツクＣＫ７に基づいてＱデー
タＤＱを取り込む。この場合、タイミングクロツクＣＫ
６とタイミングクロツクＣＫ７は互いに位相が180°シ
フトしていることにより、ＩデータＤＩとＱデータＤＱ
の取り込みタイミングとしても丁度 180°ずれることに
なる。

【００６４】ところでＩデータＤＩとＱデータＤＱは位
相が一致している。このためタイミングクロツクＣＫ６
の位相がＩデータＤＩのシンボルエツジに一致している
ことにより当該ＩデータＤＩをシンボルエツジのタイミ
ングで取り込んだときには、シンボルの中心付近でＱデ
ータＤＱを取り込むことになる。またこれとは逆にタイ
ミングクロツクＣＫ６の位相がシンボルの中心付近に一
致していることにより当該ＩデータＤＩをシンボルの中
心付近のタイミングで取り込んだときには、ＱデータＤ
Ｑをシンボルエツジのタイミングで取り込むことにな
る。

【００６５】ところでこの受信電力検波回路４０におい
ても、このようにして取り込んだＩデータＤＩ２及びＱ
データＤＱ２をそれぞれ二乗して加算することにより電
力データＰ６を求め、この電力データＰ６を最終的に平
均化することにより受信電力値Ｐ７を求めている。この
ためこのようにして位相が 180°シフトした２つのタイ
ミングクロツクＣＫ６及びＣＫ７を使用して受信電力値
Ｐ７を算出した場合と、第１の実施の形態のようにして
シンボル毎に位相がシフトして行く１つのタイミングク
ロツクＣＫ３を使用して受信電力値Ｐ７を算出した場合
とでは、算出される受信電力値Ｐ７は上述したような平
均化処理によりほぼ等しくなる。

【００６６】このようにして位相変化のパターンを２通
りとする場合には、２つの入力データ（ＤＩ及びＤＱ）
の位相が一致していれば、所定のタイミングクロツクと
それを反転したタイミングクロツクを用いて受信電力値
Ｐ７を算出するようにしても、上述の第１の実施の形態
と同様の効果を得ることができる。またタイミングジエ
ネレータ部４１としては単にタイミングクロツクの反転
処理を行えば良いので、当該タイミングジエネレータ部
４１の構成を簡易化することができる。

【００６７】なお、この例では、タイミングジエネレー
タ部４１においてタイミングクロツクＣＫ６を反転させ
ることにより位相が 180°シフトしたタイミングクロツ
クＣＫ７を生成した場合について述べたが、位相シフト
量としては例えば90°程度であつても良い。なぜなら一
方の入力データを電圧振幅が小さいところで取り込んだ
ときに、他方の入力データを電圧振幅が大きいところで
取り込めば同様の効果を得ることができるので、少なく
とも一方の入力データと他方の入力データとの取り込み
タイミングがずれていれば良い。

【００６８】要は、位相が一致した第１及び第２の入力
データから合成電力値を検出する電力検出装置におい
て、位相がずれた第１及び第２のタイミングクロツクを
生成するクロツク生成手段と、第１のタイミングクロツ
クに基づいて第１の入力データを取り込み、当該第１の
入力データの電圧値を二乗することにより第１の入力デ
ータの電力値を算出すると共に、第２のタイミングクロ
ツクに基づいて第２の入力データを取り込み、当該第２
の入力データの電圧値を二乗することにより第２の入力
データの電力値を算出し、算出した第１の入力データの
電力値と第２の入力データの電力値とを加算することに
より合成電力値を算出する電力演算手段と、算出された
合成電力値を平均化する平均化手段とを設けるようにす
れば、第１の入力データと第２の入力データとでデータ
の取り込みタイミングがずれるので、従来のように同時
に電圧値が小さいところを取り込んだり、或いは同時に
電圧値が大きいところを取り込んだりすることを回避し
得、従来のように高速なタイミングクロツクを使用しな
くても正確に電力を検出することができる。また高速な
タイミングクロツクを使用しないので動作速度が遅くな
り、消費電力を低減することができる。

【００６９】（２−６）また上述の実施の形態において
は、位相が順次シフトするタイミングクロツクＣＫ３を
生成するタイミングジエネレータ部３０と、当該タイミ
ングクロツクＣＫ３に基づいてＩデータＤＩ及びＱデー
タＤＱを取り込んで電力データＰ６を算出する電力演算
部３１と、当該電力データＰ６を平均化して受信電力値
Ｐ７を算出する積分回路部３２とを設けることにより、
低消費電力でありながら正確に受信電力値Ｐ７を算出し
得る受信電力検波回路１６を実現するようにした場合に
ついて述べたが、本発明はこれに限らず、回路的にはそ
の他の構成であつても良い。要は、入力データの電力値
を検出する電力検出装置において、入力データに対して
順次位相がシフトするタイミングクロツクを生成するク
ロツク生成手段と、タイミングクロツクに基づいて入力
データを取り込み、当該入力データの電圧値を二乗する
ことにより入力データの電力値を算出する電力演算手段
と、算出された入力データの電力値を平均化する平均化
手段とを設けるようにすれば、入力データの取り込みタ
イミングが順次シフトして行くので従来のように入力デ
ータの電圧が小さいところを常に取り込んだり、入力デ
ータの電圧値が大きいところを常に取り込んだりするこ
とを回避して入力データの各部分から電力値を算出し得
ると共に、算出した電力値を平均化し得ることから正確
な電力値を算出し得る。従つて、従来のように高速なタ
イミングクロツクを使用しなくても正確に電力を検出す
ることができると共に、高速なタイミングクロツクを使
用しないので動作速度が遅くなり、消費電力を低減する
ことができる。

【００７０】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、入力デー
タに対して順次位相がシフトするタイミングクロツクを
生成し、当該タイミングクロツクに基づいて入力データ
を取り込んで電力値を算出すると共に、当該電力値を平
均化するようにしたことにより、従来のように高速なタ
イミングクロツクを使用しなくても正確に電力を検出す
ることができ、かくして低消費電力でありながら高精度
に電力値を検出し得る。

【００７１】また位相がずれた第１及び第２のタイミン
グクロツクを生成し、当該第１及び第２のタイミングク
ロツクに基づいてそれぞれ第１及び第２の入力データを
取り込んで各電力値を算出して加算することにより合成
電力値を算出すると共に、当該合成電力値を平均化する
ようにしたことにより、従来のように高速なタイミング
クロツクを使用しなくても正確に電力値を検出すること
ができ、かくして低消費電力でありながら高精度に電力
値を検出し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による受信電力検波回路を適用した受信
装置の構成を示すブロツク図である。

【図２】第１の実施の形態による受信電力検波回路の構
成を示すブロツク図である。

【図３】４パターンマスキング回路が有するマスクパタ
ーンを示す信号波形図である。

【図４】マスクパターンとタイミングクロツクとのタイ
ミング関係を示すタイミングチヤートである。

【図５】マスクパターンのパターン数と受信電力値の精
度との関係を示す特性曲線図である。

【図６】他の実施の形態による受信電力検波回路を示す
ブロツク図である。

【図７】従来の受信電力検波回路の構成を示すブロツク
図である。

【図８】従来の受信電力検波回路においてＩデータ及び
Ｑデータを取り込むときのタイミングを示すタイミング
チヤートである。

【符号の説明】

１、１６、４０……受信電力検波回路、２、３、９、３
２Ｃ……ラツチ回路、４、３０Ｂ、４１Ａ……分周器、
５、６……二乗回路、７、３２Ａ……加算器、８、１
３、３２Ｂ……乗算器、１０……受信装置、１１……ア
ンテナ、１２……高周波増幅器、１４……局部発振器、
１５……可変利得増幅器、１７……直交復調器、１８、
１９……アナログデイジタル変換器、２０……復調部、
２１……表示器、３０、４１……タイミングジエネレー
タ部、３１……電力演算部、３２……積分回路部、３０
Ａ……４パターンマスキング回路、３０Ｃ……４進カウ
ンタ回路、３１Ａ……減算器、４１Ｂ……インバータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山浦 智也 東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー 株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力データの電力値を検出する電力検出装
   置において、 上記入力データに対して順次位相がシフトするタイミン
   グクロツクを生成するクロツク生成手段と、 上記タイミングクロツクに基づいて上記入力データを取
   り込み、当該入力データの電圧値を二乗することにより
   上記入力データの電力値を算出する電力演算手段と、 算出された上記入力データの電力値を平均化する平均化
   手段とを具えることを特徴とする電力検出装置。
2. 【請求項２】上記クロツク生成手段は、 位相が互いに異なる少なくとも２つ以上のマスクパター
   ンを有し、当該マスクパターンと所定のクロツクとの論
   理積により上記タイミングクロツクを生成することを特
   徴とする請求項１に記載の電力検出装置。
3. 【請求項３】位相が一致した第１及び第２の入力データ
   から合成電力値を検出する電力検出装置において、 位相がずれた第１及び第２のタイミングクロツクを生成
   するクロツク生成手段と、 上記第１のタイミングクロツクに基づいて上記第１の入
   力データを取り込み、当該第１の入力データの電圧値を
   二乗することにより上記第１の入力データの電力値を算
   出すると共に、上記第２のタイミングクロツクに基づい
   て上記第２の入力データを取り込み、当該第２の入力デ
   ータの電圧値を二乗することにより上記第２の入力デー
   タの電力値を算出し、算出した上記第１の入力データの
   電力値と上記第２の入力データの電力値とを加算するこ
   とにより上記合成電力値を算出する電力演算手段と、 算出された上記合成電力値を平均化する平均化手段とを
   具えることを特徴とする電力検出装置。