JPS6085651A - 無線受信機 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、無線受信機に関し、特に、周波数偏移変調（
ＦＳＫ）無線イ＝号を受信するための受信機に関する。

ＦＳＫ方式においては、嗣理１の２進ビツトが１周波数
によって送（ｉｎされ、論理０の２進ビツトがもう１つ
の周波数によって送信されることにより、２進ビツトの
送信が行なわれる。２進ビツトは所定のデーク速度で送
信される。

従来の技術 受信に除しては、受信され１０周波数か「１」を表わし
ているか、ＩＯｊを表わしているかを判定する必要があ
る。

従来の受信機においては、２つの受信チャネルを用いて
これを行なっている。それぞれの受信チャネルはミクサ
を含み、受信された１８号はこれらのミクサに直角位相
をなして供給される。局部発振器がそれぞれのミクサに
混合イ＝号を供給するのであるが、混合信号の周波数は
論理的「１」および「Ｏ」の側送信周波数の中央部にあ
る。２つのミクサからの出力信号はフィルタされ、増幅
されて検波器に供給され、検波器は送４ｍされたデータ
を表わす出力信号を発生する。このような２チャネル方
式は、英国特許出願第１１７２９７７号に開示されてい
る。

２つの別個の受信チャネルを用いると、Ｍ要素が２重に
必要になり、受信機は複雑かつ不経備なものになる。

英国特許第２０７６２５８号には、単一の受信チャネル
しか用いずに周波数偏移変調無線信号を受信しうる無線
受信機が開示されている。

上述の特許出願に開示された無謙受伯機は、相異なる２
進ビツトを２つの周波数のそれぞれによって送信する周
波数偏移変調（ＦＳＸ）無線信号を受信するためのもの
で、この受信機は、送信された信号を受けるミクサと、
該ミクサに混合信号を供給するγこめの局部発振器と、
該ミクサから単一受信チャ不ルを経て中間周波賄信号の
供給を受ける検波器と、局部発振器にチョツパ１百号を
供給することにより該発振器の周波数を所足速度でいず
れもが前記２つの周波数間の中央部にない２つの値開で
変化させるためのチョッパと、を備えており、動作に除
しては、該チョッパ信号が局部発封器に供給されるのに
同期して検波器にも供給されるようになっていることに
よって検波器が送１ｇされた２進ビツトを検波するよう
になっている。

任意の瞬間においてミクサは、その瞬間における送１Ｂ
デークと、局部発振器の周波数とにより、比較的高周波
のトーン信号か、または比較的低周波のトーン信号を発
生する。チョッパの出力が局部発振器を２つの周波数の
うちの１妬い方ヘセットするようになっており、ミクサ
も比較的高周波のトーン信号出力を発生している時には
、局部−発掘器の周波数と受信信号の周波数とは最も離
れている。また、局部発振器が高い周波数で、ミクサ出
力が比較的低周波数である時には、受信信号の送信周波
数と局部発振周波数とは最も接近している。

検波器は、チョッパ信号をミクサ出力と論理的に比戟し
、送１ｇデータを表わす出力１ｇ号を発生する。

上述の単一チャ坏ル、受信機は、局部発振器の周波数の
スイッチングを行なうことにより、単一チャ不ルを効果
的に時分割多本化して２チヤネルとし、て動作させてい
るという点で有利である。これによって、製造経費と仮
雑さとかかなり減少する。

上述の単一チャネル受１Ｂ機は、データ速度が大きくな
ると動作上問題が起こる。受１６磯か十分な動作をする
ために本質的なことは、ミクサの発生１−る出力が２つ
の異なったトーン信号の一方または他方であることであ
る。データ速度か増大すると、ミクサの出力は不連続的
ｔｘ　トーン信号でなくなり、周波数帯をなすようにな
る。

英国物許出願第８０２７５１１号には、上述の困難を解
決した、単−受信チャ不ルを用いたＦＳＸ１百号の受信
機か開示されている。この受信機は、送ＩＢされた信号
を受けるミクサと、いずれもが２つの送信周波数間の中
央部にない２周波数間でスイッチング自在な局部発振器
であって前記ミクサに混合信号を供給するようになって
いる該局部発振器と、該ミクサから得られる信号に応答
して該発振器をス・ｒツチし該ミクサから得られる該信
号の周波数を所定値に保持するための制御スイッチと、
を備えている。この受信機は、憾めて満足すべき動作を
することかわかっているが、この受信愼においては、局
部発振器が、送信局Ｖ叙の算術平均のそれぞれの側へ等
距離に離れた２周波数間でスイッチされることか要求さ
れる。

発明の目的と要約 本発明は、局部発振器の周波数が上述のような等距離離
れた２周波数間で切換える必要がない受１ｇ磯を提供す
ることを目的とする。

本発明は、相異なる２進ビツトを相異なる２つの送信周
波数のそれぞれによって送信する周波数個移変１ｉ１１
　（ＦＳＸ）無線信号を受ｉ＝するための無線受／ｌぎ
慎を提供するものであり、この受信機は、送信周波数を
受ける（８号入力、局部発振器用入力、および出力を有
するミクサと、該局部発振器用入力に結合せしめられた
出力を有する局部発振器であってスイッチング信号入力
を有し、前記２つの送信周波数の算術平均から相異なる
量たけ離れた２周波数間でスイッチ自在である該局部発
振器と、前記ミクサの出力に結合せしめられた入力、お
よび前記局部発振器の前記スイッチング入力に結合せし
められたスイッチング出力を有する検波器と、を備えて
おり、該検波器は、前記ミクサからの出力が前記２つの
送信周波数の一方と局部発振周波数の一方との差、また
は送信周波数の他方と局部発掘周波数の他方との差に等
しい周波数を含んでいることを検出するようになってい
て、その周波数が検出された時またはその周波数が検出
されなかった時のいずれかにおいてスイッチング１ぎ号
を発生して前記局部発振器を別の周波数にスイッチする
ようになっており、それによって該スイッチング信号が
送１台された２進ピツトに従って変化するようにされ、
かつ受信機の出力に結合せしめられて送信された２進情
報を表わす信号を発生するようになっている。

この受信機は、受信信号のないことに応答して局部発振
器の周波数のスイッチングを禁止する宗止装置を備える
ことができる。

あるいは、スイッチング信号をスイッチ装置を経て受信
機の出力に結合せしめ、受信機に、受信信信号の不存在
に応答してこのスイッチを開放する禁止装置を備えても
よい。

隣依チャネル間の干渉のおそれを減少させるために、局
部発振周波数のそれぞれは、２つの送信周波数を両端と
する周波数帯内にあるようにされる。

受信機は、ミクサの出方と検波器の人力との間に接続さ
れたフィルタを有し、このフィルタは検波されるべき周
波数を通過せしめ、かつ高い周波数を阻止するような通
過帯域を有する。このフィルタは、低域フィルタであれ
ばよい。

検波器は、ミクサから得られる信号の周波数を検出する
周波数検出回路を含んでおり、本発明の１実施例におい
ては、この周波数検出回路はディジクル周波数検出器で
ある。

周波数検出器にはフリップフロップが接続されており、
このフリップフロップは、ミクサがら得られる１ｇ号の
周波数が所定値から変化したことを周波数検出器か検出
する毎に状態を変える。

このフリップフロップは局部発振器に接続され、フリッ
プフロップの状態が変化する・母に局部発振器のスイッ
チングを行なう。

実施例 本発明およびその諸％［をさらに明らかにするために、
本発明の実施例を添付図面を参照しつつ以下に説明する
。

第１図において、送イヨされたデータが論理Ｏであるか
論理１であるかに依存するディジクル変調に対応した周
波数偏移変調無線信号ｆおよびｆ＋Δｆがアンテナ１で
受１ビされる。これらの信号はミクサ２の第１人力に供
給され、ミクサ２の第２人力には局部発振器３からの混
合信号が供給される。局部発振器３は、比較的低周波の
ｆｏ’ｌおよび比較的低周波のｆ０２という２つの周波
数の間でスイッチ自在であり、これらの周波数はそれぞ
れ周波数ｆとｆ＋Δｆとの間にあるが、第２図かられか
るようにそれらはいずれもｆとｆ＋Δｆとの中央部には
ない。

ミクサ２からの出力信号は、低域フィル！９４および制
限増幅器５を社で検波器６に供給される。

横波器すはさらに局部発振器に接桝されてそのスイッチ
ングを行なうようになっていることともに、出力端子７
にも接続されている。

信号か存在する時は、ミクサの出力には、周波数ｆ０１
　’ｚ　ｆ０２−ｆｚ　ｆ＋Δｆ　ｆｏｌ、ｆ＋Δｆ−
ｆ。２が含まれる。ｆｏｌおよびｆ。２は、ｆとｆ十Δ
ｆとの算術平均を中心として対称的に配置されてはいな
いので、周波数ｆｏ２ｆとｆ＋Δｆ−ｆｏｌとは弄しく
ないつ周波数ｆ。２−ｆとｆ＋Δｆ−ｆｏｌとは周波数
が胃く、ｆｏｌ−ｆとｆ＋Δｆ−ｆｏ２とは周波数が低
い。これらはそれぞれ「高トーン信号」および「低トー
ンイを号」として区別される。

低域フィルタ４は、低トーン信号および高トーン信号の
双方をひずみなく通過させるのに十分な帯域幅を有して
いるが、混合過程において生じる高トーン１ｇ号よりも
高い周波数をもった隣接チャネル内の信号は低域フィル
タ４によって阻止される。このことは第６図に示されて
いる。

フィルタ４は受信器の選択性を与えるものであ９、低域
フィルタとすれば’ＪＪＪｍが比較的容易である。この
フィルタが通過させなくてはならない最低周波数はｆｏ
ｌ−ｆであるから、このフィルタは真の低域フィルタで
ある必贋はない。このことは、谷ｆＭ合が欧州できるこ
とを意味する。さらに、雑背の帯域幅の減少によって、
ＳＮ比も改善される。庶効的に帯域フィルタであるもの
を含ませると、ミクサ内において発生するフリッカ（１
／ｆ）雑音の悪影響を減少させるという利点が得られる
。

本技術分野に精通している者ならばわかるように、検波
器６内に用いるのに適する検出回路８には多くの形式の
ものがある。例えば、それぞれの高トーン１ｇ号を固定
するようになっている位相固定ループ形トーン検出回路
を使用することができる。過当な装置としては、Ｎａｔ
ｉｏｎａｌ　Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕ−ｃｔｏｒｓのＬＭ５
６７）−ン検出集積回路がある。

他のり能性としては、直線形検出回路、パルスカウント
に応じて変化する電圧を発生するパルスカウント形検出
回路、またはＦｏｓｔｅｒ　５ｅｅｌｅｙまたはＴｒａ
Ｖｉｓのような周波数弁別回路が使用できる。

集積回路として製造″′３−るのにさらに便利な構造は
、カウンタとタイミングとを用いて筒トーン１ｇ号と低
トーン信号との差を検出するディジクル形式の周波数検
出回路である。

検波回路は、局部発振器に対するスイッチングＩＨ号を
アナログ佃゛号から発生するためのトリガ回路、例えば
（第１図に示されているような）フリップフロップ回路
９、またはシュミットトリガ回路を含む。

第１図の装置は次のように動作する。ある特定の瞬間に
おける着信信号の周波数がｆで、局部発振器３０周波数
がｆ０２であるとすれば、その時は検出器の入力には尚
トーン信号が供給される。検出器の出力には、フリップ
フロップ９の状態を変化させないような゛電圧が発生す
るようにできるので、この高トーン１ｇ号が存在してい
る時は局部発振器の周波数はｆ０２に保持される。もし
、着１ｇ信号が周波数ｆ＋Δｆに変化すれば、ミクサの
出力は低トーン信号になる。検出器の周波数弁別機能に
よって、検出器の出力は異なる電圧に変化し、それによ
ってフリップフロップの状態が変化して、局部発振器の
周波数はｆｏｌに変化せしめられる。

これによって検出器の出力電圧は最初の′電圧に復帰し
、人力周波数にさらに変化が起こるまで装置はこの状態
に留まる。このようにして、検波器６のフリップフロッ
プ回路９からのスイッチング出力は、Ｎ侶信号の周波数
に従って２レベル間で変化し、Ｆ８にモードで送信され
た２進情報を再生する。この情報は出カフへ供給される
。

局部発振器３は、設計上、２つの相異なる周波数のいず
れかでしか動作しえない形式のものである。このような
発掘器の１つの可能性としては、検波器の出力によって
制御されるスイッチ自在タイミング奄流を有するマルチ
バイブレータがある。

もう１つのｉＪ北１生としては１．冑トーンまたはイ氏
トーン匍号の検出に応じて所定のバイアスレベルを発生
し、発振回路内の可変容量ダイオードに対するバイアス
を変化さぜるトリガ回路、例えば２安定回路を使用する
こともできる。

ｆｏｌおよびｆ０２は、ｆとｆ十Δｆとの算術平均を中
心として対称的に配置されてはいないので、周Ｖ数ｆ。

２、−ｆとｆ十Δｆ−ｆｏｌとは等しくない。

同様にして、）＠仮数ｆ。ｌ−ｆとｆ十Δｆ−ｆｏ２と
も等しくない。（第２図参照）。しかし、周波数検出器
が尚トーン１百号と低トーン１６号とを弁別できるもの
であれば、この装置は機すしすることができる。

上述の動作の説明においては、慣阪器の入力には尚トー
ン１′６号が保持されるものとし１こか、低トーン信号
が保持さ７するような’５９造に設計することもできる
。そのような構造も、本発明の範囲内にある。ある場合
、例えばトーン検出器を用いる場合には、簡トーン信号
を保持または検出する方がＭ利である。その検出器は十
分な検出を行なう１こめには有限サイクル数を必要とす
るので、尚トーン１６号の方か速やかに応答しうるから
である。

上述の装置においては、隣接チャネルが良好に阻止され
るように、送信周波数を両端とする帯域内にある局部発
振周波数を用いているが、局部発振周波数はこの蛍域外
にあってもよい。さらに、局部発振周阪数は双方ともこ
の周波数帯域より＾〈てもよく、また低くてもよい。隣
接チャネルの阻止は、もし眠られた数のチャネルが必要
な場合には、ある兄：用、例えば叶出しにおいては問題
とならない。

第４図には、本発明のもう１つの実施例が示されている
。この実施例の構造は第１図のものに類似しているが、
低域フィルタが帯域フィルタ１０ニヨって置き換えられ
、この帯域フィルタ１０は、尚トーン信号を通過させて
、低トーン４ｍ号を阻止するようになっている。この場
合は、検阪器６内に前年な検出回路１１を用いることが
でき、この検出回路１１は尚トーン信号を検出した時に
２安定トリガ回路９を反対の状態にスイッチするように
なっている。このトリガ回路は局部発振器３を別の周波
数にスイッチしてミクサの出力を低トーン信号に復元す
る。

これと類似した動作を１−ろもう１つの実施例では、帯
域ま１こは低域フィルタを用いて、低トーン信号のみを
辿択する。この場合には、スイッチングは低トーン信号
が検出される母に行ンヨわれる。

これらの構造は双方とも本発明の範囲内にある。

第５図には、さらにもう１つの実施例か示されている。

この実施例は第４図のものに類似している。しかし、検
出器１２は尚トーン１ぎ号が検出されない時にトリガ回
路９をトリガずろようになっている。従って、この回路
は尚トーン状態ヘスイツチすることになる。受ｆｇ（ぎ
号がない場合には、局部発振器は２つの周波数の間で連
続的にスイッチすることになるが、これを赴けるｆこめ
に狭止回路１３が備えられている。狭止回路１３は、帯
域フィルタからの出力１６号があるかどうかを検出し、
もしない場合は、トリが回路９に禁止信号を供給してス
イッチングを阻止する。過当な回路としては、闇早なレ
ベル検出器または肇流器がある。

第６図には、禁止回路を有する別の実施例が示されてい
る。この場合には、スイッチ１４が局部発振器３とミク
サ２の入力との１川に接続されている。このスイッチは
、禁止回路１３が信号を検出すると、それに応答して閉
成されるようになっている。

第５図および第６図の構造においては、高トーン１Ｂ号
の不存在が検出されるように説明したが、同様の構造を
低トーン信号の不存在を検出するように使用することも
でさる。これらの構造は水力とも本発明の範囲内にある
。

発明の幼米 直角位相チャネル形ＦＳＫ受伯器と比較した場合、上述
の４６造によって得られるオリ点は仄の通りである。

１）フィルタおよびミクサが１つしがいらない。

２）２つのミクサを５階動するための、直角位相をもっ
た局部発振信号がいらない。

６）′電力消費を少なくできる。

４）回路ががなり簡単化され、必要な全問を縮小しうる
ので、待に集積回路として製盾するのに有オリである。

この装置は、ポケット用無線呼出し、無−制御、および
焦線通信に応用でき、゛屯カ消費が少なくなくてはなら
ない場合に時に有利である。

４、区間の面単ンよ説明 第１図は、本発明に従って’ｎ！成された無線受信イ幾
の概略的ブロック図、第２図は、第１図の構造における
１６号および局部発振器の周波数、およびミクサの田力
周波叔の、周波数スケール上における分亜図、第６図は
、第１図の４再造における必要な周波数および不必要な
瞬接チャネルの周波数の、周波数スケール上における相
対位置図、第４図は、本発明に従ってうイｑ地された別
の無祢受侶磯の構造を示す概略的ブロック図、第５図は
、本発明に従って’ｔ４成されたもう１つの別な無線受
・１５機の構造を示１−概略日ワブロック図、第６図は
、第５図に類似しているか、別の是正構造をもった無）
味受伯磯のｄｌ’ｆ６的ブロック図である。

符号の説明 ２・・ミクサ、３・・・局部発振器、４・・・低域フィ
ルタ、ｂ・・・検談器、Ｉ・・受１ｄ機出力、８．１１
・・・周波数検出器、１ＬＩ・・−帯域フィルタ、９・
・・フリップフロップ、１３・−禁止回路。

代理人　残材　皓

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）相異なる２進ビツトを相異なる２つの送信周波数
   めそれぞれによって送信する周波数偏移変調（ＦＳＸ）
   無線信号を受１ぎするための無線受信機であって、 送信周波数を受ける信号入力、局部発振器用入力、およ
   び出力を有するミクサと、 該局部発掘器用入力に結合せしめられた出力を有する局
   部発振器であってスイッチング入力を有し、前記２つの
   送信周波数の算術平均から相異なる量だけ離れた２周波
   数間でスイッチ自在である該局部発振器と、 前記ミクサの出力に結合せしめられた入力、および前記
   局部発振器の前記スイッチング入力に結合せしめられた
   スイッチング出力を有する検波器と、を側えており、 該検波器が、１１１ＪｉＩｉ己ミクサからの出力が前記
   ２つの送１匹周波数の一方と局部発振周波数の一方との
   怪、ま１こは込１６周波数の他方と局部発振周波数の他
   方との差に等しい周波数を含んでいるととを検出するよ
   うになっていて、その周波数が検出されに時スイッチン
   グ信号を発生して前記局部発振器を別の周波数にスイッ
   チするようになっており、それによって該スイッチング
   １＠号が送信された２巡ビットに従って変化するように
   され、かつ受信機の出力に結合せしめられて送信された
   ２進情報を表わす信号を発生するようになっていること
   を特徴とする無線受領機。
2. （２）イ目異なる２進ビツトを相異なる２つの送信周波
   数のそれぞれによって送（１する周波数偏移変調（ＦＳ
   Ｋ　）無緋信号を受１ビするための州側受信機であって
   、 送信周波数を受ける佃′号入力、局部発振器用入力、お
   よび出力を有するミクサと、 該局部発振器用入力に結合せしめられ１こ出力を有する
   局部発振器であってスイッチング伯゛号入力を頁し、前
   記２つの送＜ｇ周波数の昇術平均力・ら相異なる量だけ
   離れた２周波数間でスイッチ自在′である該局部発去器
   と、 前記ミクサの出力にＭ会せしめられた入力、および前記
   局部発振器の前記スイッチング入力に結合せしめられた
   スイッチング出力を有する検波器と、を備えており、 該検波器が、前記ミクサからの出力が前記２つの送信周
   波数の一方と局部発振周波数の一方との差、または送１
   ｇ周波数の他方と局部発振周波数の他方との差に等しい
   周波数を含んでいることを検出するようになっていて、
   その周波数が検出されなかった時スイッチング（１号を
   発生して前記局部発振器を別の周波数にスイッチするよ
   うになっており、それによって、受信信号が存在する場
   合に、該スイッチング信号が送信された２進ビツトに従
   って変化するようにされ、かつ受信機の出力に結合せし
   められて送信された２進情報を表わす信号を発生するよ
   うになっていることを特徴とする無線受信機。
3. （３）％肝請求の範囲第２項において、受信信号のイツ
   チングを禁止する禁止装置を備えていることを特徴とす
   る無線受信機。
4. （４）特許請求の範囲第２項において、前記スイッチン
   グ信号がスイッチ装置を経て前記受信機の出力にＡｆｊ
   合せしめられるようになっており、該受信機が受信１６
   号の存在に応答して該スイッチを閉成し、受信１６号の
   不存在に応答して該スイッチを開放する禁止装置を備え
   ていることを特徴とする無線受１ゴ機。
5. （５）　特許請求の範囲第１項から第４項までのいずれ
   かにおいて、前記局部発振周波数のそれぞれが、前記２
   つの送信周波数を両端とする周波数帯内にあることを特
   徴とする無線受信機。
6. （６）％許請求の範囲第１項から第５項までのいずれか
   において、前記ミクサの出力と前記検波器の入力との間
   に接続されたフィルタを有し、該フィルタが検波される
   べき周波数を通過せしめ、かつ商い周波数を阻止するよ
   うな通過帯域を有することを特徴とする無線受信機。
7. （７）％許請求の範囲第６項において、前記フィルりが
   低域フィル、りであることを％徴とする無線受イ２１斗
   −叱。
8. （８）特許請求の範囲第１項から第７項までのいずれか
   において、前記検波器がディジタル周波数検出器を含ん
   でいることを特徴とする無線受１ｇ機。
9. （９）特許請求の範囲第１項から第８項までのいずれか
   において、前記周波数検出器にフリップフロップが接続
   されており、該フリップフロップか、前記ミクサかも得
   られる信号の周波数が所定値から変化し１こことを該周
   波数検出器が検出する毎に状態を変えるようになってい
   ることを％敵とする無線受信機。 ００）特許請求のｉ＄＋α囲第９項第９項て、前記フリ
   ップフロップが前記局部発振器に接続され、該フリップ
   フロップの状ｊ専が変化する毎に該局部発振器のスイッ
   チングを行なうようになっていることを％−徴とする無
   線受イご機。