WO2005104382A1 - 受信機 - Google Patents

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WO2005104382A1
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frequency
circuit
tuning
local oscillation
receiver
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PCT/JP2005/007295
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hiroshi Miyagi
Original Assignee
Niigata Seimitsu Co., Ltd.
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Filing date
Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03J—TUNING RESONANT CIRCUITS; SELECTING RESONANT CIRCUITS
    • H03J5/00—Discontinuous tuning; Selecting predetermined frequencies; Selecting frequency bands with or without continuous tuning in one or more of the bands, e.g. push-button tuning, turret tuner
    • H03J5/24—Discontinuous tuning; Selecting predetermined frequencies; Selecting frequency bands with or without continuous tuning in one or more of the bands, e.g. push-button tuning, turret tuner with a number of separate pretuned tuning circuits or separate tuning elements selectively brought into circuit, e.g. for waveband selection or for television channel selection
    • H03J5/242—Discontinuous tuning; Selecting predetermined frequencies; Selecting frequency bands with or without continuous tuning in one or more of the bands, e.g. push-button tuning, turret tuner with a number of separate pretuned tuning circuits or separate tuning elements selectively brought into circuit, e.g. for waveband selection or for television channel selection used exclusively for band selection
    • H03J5/244—Discontinuous tuning; Selecting predetermined frequencies; Selecting frequency bands with or without continuous tuning in one or more of the bands, e.g. push-button tuning, turret tuner with a number of separate pretuned tuning circuits or separate tuning elements selectively brought into circuit, e.g. for waveband selection or for television channel selection used exclusively for band selection using electronic means
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03J—TUNING RESONANT CIRCUITS; SELECTING RESONANT CIRCUITS
    • H03J2200/00—Indexing scheme relating to tuning resonant circuits and selecting resonant circuits
    • H03J2200/10—Tuning of a resonator by means of digitally controlled capacitor bank

Definitions

  • the present invention relates to a receiver that changes a tuning frequency by changing a capacitance of a capacitor.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-111527 (Pages 5-10, Figure 1-9)
  • the receiver can be made smaller and lighter using a single dry battery (or a rechargeable secondary battery such as a nickel-metal hydride battery) as the power source. Since the upper limit of the variable range of the applied reverse bias voltage is limited to about 1.5 V, which is the terminal voltage of the dry cell, the variable range of the tuning frequency is narrowed.
  • the disadvantages of using such a low-voltage power supply are about 1.
  • the problem can be solved by using a DCZDC (direct current-direct current) converter that boosts the power supply voltage of 5 V.
  • DC / DC converter increases the product cost. At the same time, it is difficult to reduce product costs
  • the present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide a receiver that can be driven at a low voltage and that can reduce product cost.
  • a receiver of the present invention generates a tuning circuit that selectively passes a broadcast wave near a tuning frequency from received broadcast waves, and a local oscillation signal.
  • a local oscillation circuit a mixing circuit for frequency-mixing a high-frequency signal obtained by the tuning operation of the tuning circuit and a local oscillation signal generated by the local oscillation circuit, and a mixing circuit generated by the tuning frequency of the tuning circuit and the local oscillation circuit.
  • a controller for setting the frequency of the local oscillation signal.
  • the tuning circuit includes a coil and a plurality of capacitors selectively connected to the coil.
  • the local oscillation circuit is a frequency synthesizer that includes a variable frequency divider whose frequency division ratio can be changed by a control unit in a phase locked loop.
  • the coil and the capacitor selectively connected to the coil change the selection state of the plurality of capacitors.
  • the determined tuning frequency is changed.
  • control unit by controlling both the local oscillation circuit and the tuning circuit by the control unit, it becomes possible to change the frequency of the local oscillation signal and the tuning frequency in conjunction with each other. Furthermore, the control unit only needs to output the data necessary for setting the frequency division ratio of the variable frequency divider in order to set the frequency of the local oscillation signal and the tuning frequency. This makes it possible to reduce the processing load and the number of processing steps, thereby reducing the product cost.
  • At least a part of the above-mentioned plurality of capacitors has a plurality of intermittent connection states.
  • the switches are connected in series, and the control unit preferably changes the selection state of the plurality of capacitors by changing the intermittent state of the switches. This makes it possible to easily switch the connection state of the capacitor.
  • the apparatus further includes a selection circuit that generates a signal for setting the intermittent state of each of the plurality of switches based on the content of the data described above.
  • a selection circuit that generates a signal for setting the intermittent state of each of the plurality of switches based on the content of the data described above.
  • the plurality of capacitors and the plurality of switches described above are formed on a semiconductor substrate on which a control unit is formed.
  • a semiconductor substrate on which a control unit is formed.
  • most components except components such as coils and speakers can be integrally formed on the semiconductor substrate, and miniaturization and cost reduction can be achieved.
  • the above-described local oscillation circuit includes a voltage-controlled oscillator in which the oscillation frequency is changed by changing the control voltage applied to the variable capacitance diode, and the variable range of the oscillation frequency is reduced. If so, it is desirable to generate a local oscillation signal having a higher frequency than the tuning frequency by the tuning circuit. By setting the frequency of the local oscillation signal higher than the tuning frequency, the ratio of the variable range to the frequency of the local oscillation signal can be reduced, so that the variable range of the capacitance required for the variable capacitance diode is reduced. This makes it possible to make the local oscillator circuit low-voltage driven.
  • the above-described local oscillation circuit includes a frequency divider that divides an oscillation signal of the voltage controlled oscillator to generate a local oscillation signal.
  • the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator can be further increased, and the variable range of the capacitance required for the variable capacitance diode that determines the variable range of the oscillation frequency can be further reduced.
  • the local oscillation signal set corresponding to the tuning frequency band of the tuning circuit described above. It is desirable to set the lower limit frequency and the upper limit frequency of the variable range of the frequency so that the variable range of the control voltage applied to the variable capacitance diode is equal to or lower than the terminal voltage of one battery.
  • the frequency of the local oscillation signal in this way, the entire receiver including the tuning circuit and the local oscillation circuit can be operated with a single battery without using a DCZDC converter that boosts and generates an operating voltage. It becomes possible to do.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an AM receiver according to one embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of a case where one capacitor corresponds to each tuning frequency at 9 kHz intervals.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of a modification in which one capacitor corresponds to a plurality of tuning frequencies at 9 kHz intervals.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of a modified example in which the capacitance ratio of each capacitor is set to a value of a power of two.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an AM receiver according to one embodiment.
  • the AM receiver 100 shown in FIG. 1 has an antenna tuning circuit 1, a high-frequency amplification circuit 4, a local oscillation circuit 5, a control unit 6, a selection circuit 7, a mixing circuit 9, an intermediate frequency amplification circuit 10, a detection circuit 11, a low-frequency It is configured to include a frequency amplification circuit 12, a speed 13, and a power supply circuit 20.
  • the antenna tuning circuit 1 includes a bar antenna 2 as a coil including a ferrite core as a magnetic core, a plurality of capacitors 31, and a plurality of switches 32.
  • a plurality of sets of series circuits in which one capacitor 31 and one switch 32 are connected in series are provided, and each of these sets of series circuits is connected to the bar antenna 2 in parallel.
  • Each of the switches 32 can be set to an intermittent state independently of each other, and the capacitor 31 connected to the closed (on) switch 32 is selectively connected to the bar antenna 2.
  • the switch 32 is realized using, for example, an analog switch in which the source and the drain of the p-channel FET and the n-channel FET are connected in parallel.
  • the high-frequency amplification circuit 4 performs high-frequency amplification on a signal output from the antenna tuning circuit 1.
  • Local oscillation circuit 5 generates a local oscillation signal shifted by an intermediate frequency from the frequency of the broadcast wave desired to be received.
  • the local oscillation circuit 5 includes a voltage controlled oscillator (VCO) 51, a frequency divider 52, a reference signal generator 53, a phase comparator 54, and a low-nos filter (LPF) 55.
  • VCO voltage controlled oscillator
  • LPF low-nos filter
  • the VC051 oscillates at a frequency corresponding to the control voltage generated by the low-pass filter 55 to output a local oscillation signal, and includes a VCO resonance circuit 91 and an oscillator 92.
  • the VCO resonance circuit 91 is a parallel resonance circuit including a coil and a capacitor, and has two variable capacitance diodes for varying the resonance frequency connected in parallel with the capacitor. Then, the resonance frequency of the VCO resonance circuit 91 changes as the capacitance of the variable capacitance diode changes according to the applied reverse bias control voltage. Also, the oscillator 92 performs an oscillation operation at a resonance frequency set by the VCO resonance circuit 91.
  • Frequency divider 52 divides the local oscillation signal input from VC051 by a predetermined frequency division ratio N and outputs the result.
  • the value of the dividing ratio N is variably set by the control unit 6.
  • the frequency divider 52 is configured by a counter that takes in the n-bit setting data input from the control unit 6 as an initial value of the count and performs a predetermined counting operation, and changes the value of the setting data. Changes the cycle until the count value reaches the predetermined value, thereby changing the frequency division ratio.
  • the reference signal generator 53 outputs a reference signal of a predetermined frequency with high frequency stability.
  • the phase comparator 54 compares the phase between the reference signal output from the reference signal generator 53 and the signal output from the frequency divider 52 (local oscillation signal after frequency division), and responds to the phase difference. And outputs a pulse-like error signal.
  • the low-pass filter 55 generates a control voltage by removing the high-frequency component of the pulse-like error signal output from the phase comparator 54 and smoothing it.
  • the VC051, the frequency divider 52, the phase comparator 54, and the low-pass filter 55 are connected in a loop to form a frequency synthesizer using a PLL (phase locked loop).
  • the control unit 6 controls the overall operation of the AM receiver 100, and sets the frequency of a local oscillation signal generated by the local oscillation circuit 5, thereby selecting a broadcast wave to be received. Perform station operation.
  • the control unit 6 includes an MPU 61, a memory 62, and an operation unit 63.
  • the MPU 61 sets the frequency division ratio N of the frequency divider 52 in the local oscillation circuit 5 according to the set value of the reception frequency input from the operation unit 63.
  • the memory 62 stores the operation program of the MPU 61.
  • the operation unit 63 includes various operation keys, and is used to set a reception frequency and the like.
  • the selection circuit 7 performs a predetermined decoding process on the n-bit setting data input from the MPU 61 in the control unit 6 to the frequency divider 52 in the local oscillation circuit 5, and performs a predetermined decoding process in the antenna tuning circuit 1.
  • a switching signal for controlling the intermittent state of each switch 32 is generated. If the number of the switches 32 is m, the number of the switching signals is also m. Each switching signal is set to one of a low level and a high level. For example, when a switch signal having a low voltage level is input, the switch 32 is opened (off), and when a switch signal having a high voltage level is input, the switch 32 is closed (on). Each switching signal is selected There may be a case where only one is selectively set to the high level, and a case where two or more are selectively combined and set to the high level.
  • the mixing circuit 9 mixes the signal output from the high-frequency amplifier circuit 4 and the local oscillation signal output from the local oscillation circuit 5, and outputs a signal corresponding to a difference (or sum) component thereof.
  • the intermediate frequency amplifying circuit 10 generates an intermediate frequency signal by amplifying the signal output from the mixing circuit 9 and passing only a frequency component near a predetermined intermediate frequency.
  • the detection circuit 11 performs an AM detection process on the intermediate frequency signal output from the intermediate frequency amplification circuit 10 to demodulate the audio signal.
  • the low frequency amplifier circuit 12 amplifies the audio signal output from the detection circuit 11 with a predetermined gain.
  • the speaker 13 performs audio output based on the amplified audio signal output from the low-frequency amplification circuit 12.
  • the power supply circuit 20 supplies an operating voltage to each component circuit of the AM receiver 100.
  • One dry battery 21 is connected to the power supply circuit 20, and an operating voltage is generated based on the terminal voltage of the dry battery 21 of about 1.5 V.
  • Each of the constituent circuits except for the bar antenna 2, the speaker 13, and the dry battery 21 is configured as a one-chip component 200 formed on the same semiconductor substrate.
  • the AM receiver 100 of the present embodiment has such a configuration. Next, switching control of each switch 32 in the antenna tuning circuit 1 will be described.
  • the frequency interval of AM broadcasting in Japan is set at 9 kHz intervals, and the setting data output from the MPU 61 in the control unit 6 has a one-to-one correspondence with the tuning frequency of the broadcast wave set at 9 kHz intervals.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram in the case where one capacitor 31 corresponds to each tuning frequency at 9 kHz intervals.
  • the selection circuit 7 when the setting data of the minimum value D1 is input, only the switching signal corresponding to one switch 32 connected to one capacitor 31 having the largest capacitance is output.
  • H high level
  • L low level
  • Bar antenna 2 inductance When the capacitance is fixed, the resonance frequency of the parallel circuit composed of the bar antenna 2 and the capacitor is proportional to the reciprocal (1ZC) of the capacitance C of the capacitor. Therefore, in order to set the lowest tuning frequency, only the capacitor 31 having the largest capacitance needs to be selectively connected.
  • it is necessary to set the capacitance C such that the tuning frequency when the capacitor 31 and the bar antenna 2 are connected in parallel matches the lower limit frequency of the broadcast wave.
  • the selection circuit 7 when setting data of another value is input, the selection circuit 7 outputs only the switching signal of one switch 32 connected to one capacitor 31 having a capacitance corresponding to this value. A decoding operation is performed in which all switching signals corresponding to the other switches 32 are set to the low level. When the tuning frequency is switched in this way, only one capacitor 31 corresponding to the switched tuning frequency is selectively connected to the bar antenna 2.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of a modification example in which one capacitor 31 corresponds to a plurality of tuning frequencies at 9 kHz intervals.
  • the number of switching signals that is, the number of switching signals, that is, the number of switching signals
  • the number of the switches 32 and the capacitors 31 to which the signals are input can be reduced. For example, when the tuning frequency is switched within a certain range, the power at which a plurality of switching signals input to one OR circuit 71 are sequentially switched to a high level.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of a modification in which the ratio of the capacitance of each capacitor 31 is set to a value of a power of two. Since the total capacitance of the multiple capacitors 31 connected in parallel is represented by the total value of the capacitance of each capacitor 31, the ratio of the capacitance of each capacitor 31 is a power of two. (C, 2C, ⁇ , 2 n_1 C) and set one or By connecting a plurality of the antennas to the bar antenna 2, it is possible to reduce the number of capacitors 31 required to realize a tuning frequency that can broaden the reception band of the broadcast wave.
  • the selection circuit 7 provides a switching signal for closing the switch 32 corresponding to one or more capacitors 31 for realizing the tuning frequency. Is output.
  • the operating voltage generated by the power supply circuit 20 is configured by configuring the antenna tuning circuit 1 using the plurality of capacitors 31 that are selectively connected. Since the tuning frequency can be switched irrespective of (power supply voltage), the low-voltage driven AM receiver 100 can be easily realized. Even in such a case, it is not necessary to use expensive components such as a DCZDC converter, so that the product cost can be reduced. In particular, it is not necessary to use a DCZDC converter, which is a source of noise, so noise can be reduced.
  • a switch 32 is connected in series to each capacitor 31, and the control unit 6 changes the intermittent state of each switch 32 to change the selection state of the plurality of capacitors 31, thereby changing the bar.
  • the connection state of the capacitor 31 to the antenna 2 can be easily switched.
  • a plurality of series circuits in which one switch 31 is connected in series with one capacitor 31 are provided.By connecting these plural series circuits in parallel with the bar antenna 2, the parallel connection with the bar antenna 2 is achieved.
  • the connected capacitor 31 can be switched, and the resonance frequency of the parallel resonance circuit including the bar antenna 2 and the capacitor 31 can be easily changed.
  • control unit 6 By controlling both the local oscillation circuit 5 and the antenna tuning circuit 1 by the control unit 6, it is possible to change the frequency of the local oscillation signal and the tuning frequency in conjunction with each other.
  • the local oscillation circuit 5 is a frequency synthesizer including a (variable) frequency divider 52 whose frequency division ratio can be changed by the control unit 6 in a phase-locked loop.
  • the intermittent state of each switch 32 is set based on the data used to set the frequency division ratio. Therefore, in order to set the frequency of the local oscillation signal and the tuning frequency, the control unit 6 outputs only data necessary for setting the division ratio of the frequency divider 52. As a result, the processing procedure can be simplified, and the processing load can be reduced and the product cost can be reduced due to the reduction in the number of processing steps.
  • the AM receiver 100 can be reduced in size and cost.
  • the above-described local oscillation circuit 5 includes a VC051 whose oscillation frequency is changed by changing a control voltage applied to the variable capacitance diode. It is set to be higher than the tuning frequency by. By setting the frequency of the local oscillation signal higher than the tuning frequency, the ratio of the variable range to the frequency of the local oscillation signal can be reduced, so that the variable capacitance range required for the variable capacitance diode in the VC051 is changed. And the local oscillator circuit 5 can be driven at a low voltage.
  • the lower limit frequency and the upper limit frequency of the variable range of the oscillation frequency of the local oscillation circuit 5 that are set corresponding to the tuning frequency band of the antenna tuning circuit 1 are changed by the control voltage applied to the variable capacitance diode in the VC051. It is desirable to set the variable range so that it is less than the terminal voltage of one battery (about 1.5 V). For example, since the lower limit of the tuning frequency of antenna tuning circuit 1 is 522 kHz and the upper limit is 1620 kHz, the frequency of the power local oscillation signal that needs to be varied within a range of about 300% was set to about 10 MHz. In this case, the variable range for realizing the same bandwidth is only about 10%.
  • the entire AM receiver 100 including the antenna tuning circuit 1 and the local oscillation circuit 5 is boosted. It is possible to operate with one battery without using a DC ZDC converter that generates operating voltage.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, but falls within the scope of the present invention.
  • the switch 32 is connected in series to each of the m capacitors 31, but some capacitors 31 are always connected in parallel to the bar antenna 2 without passing through the switch 32. You may do so.
  • the bar antenna 2 and each switch 31 may be connected in series only for at least a part of the connection, not just for parallel connection. However, in this case, it is necessary to connect a switch in parallel with this capacitor, and to perform a selection operation in which the capacitor is used when the switch is opened and the capacitor is not used when the switch is closed.
  • the present invention is applied to the antenna tuning circuit 1, but the present invention may be applied to other tuning circuits.
  • the antenna tuning circuit 1 is provided before the high-frequency amplifier circuit 4 and the RF tuning circuit having almost the same configuration as that of the antenna tuning circuit 1 is provided after the high-frequency amplifier circuit 4.
  • the variable capacitance diode used in this RF tuning circuit is replaced with a series circuit composed of a plurality of capacitors 31 and switches 32.
  • the oscillation output of VC051 is used as it is as the local oscillation signal, but the oscillation output of VC051 may be divided by a frequency divider to generate a local oscillation signal. .
  • the oscillation frequency of the VC051 can be further increased, and the variable range of the capacitance required for the variable capacitance diode that determines the variable range of the oscillation frequency can be further reduced.
  • the tuning frequency can be switched irrespective of the power supply voltage by forming a tuning circuit using a plurality of capacitors that are selectively connected, so that low-voltage driving can be easily performed. Can be realized. Even in this case, it is not necessary to use expensive components such as a DC / DC converter, so that the product cost can be reduced.
  • control unit by controlling both the local oscillation circuit and the tuning circuit by the control unit, it becomes possible to change the frequency of the local oscillation signal and the tuning frequency in conjunction with each other. Further, the control section only needs to output data necessary for setting the frequency division ratio of the variable frequency divider in order to set the frequency of the local oscillation signal and the tuning frequency. This makes it possible to reduce the processing load and the number of processing steps, thereby reducing the product cost.

Landscapes

  • Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)
  • Superheterodyne Receivers (AREA)

Abstract

　低電圧駆動が可能であって製品コストを下げることができる受信機を提供することを目的とする。ＡＭ受信機１００は、受信した放送波の中から同調周波数近傍の放送波を選択的に通過させるアンテナ同調回路１と、アンテナ同調回路１の同調周波数を設定する制御部６とを有する。アンテナ同調回路１は、コイルからなるバーアンテナ２と、バーアンテナ２に選択的に接続される複数のコンデンサ３１とを備える。制御部６は、複数のコンデンサ３１の選択状態を変更することにより、バーアンテナ２とこのバーアンテナ２に選択的に接続されたコンデンサ３１によって決定される同調周波数を可変する。                                                                                 

Description

明 細 書
受信機
技術分野
[0001] 本発明は、コンデンサの容量を可変することにより同調周波数を変更する受信機に 関する。
背景技術
[0002] 最近の受信機は、マイクロプロセッサを用いることによる高機能化が進んでおり、マ イク口プロセッサ (MPU)によって構成される制御部によって同調周波数を設定する ものがある（例えば、特許文献 1参照。 ) oこのような受信機では、コイルと可変容量ダ ィオードとを並列接続することによりアンテナ同調回路が構成されており、可変容量 ダイオードに印加する逆バイアス電圧を制御部によって可変することにより、コイルと 可変容量ダイオードからなる並列共振回路の共振周波数としての同調周波数が所 定の範囲で任意に設定される。
特許文献 1：特開 2002— 111527号公報 (第 5— 10頁、図 1— 9)
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] ところで、上述した特許文献 1に開示された受信機のように可変容量ダイオードを 用いた同調回路を用いる場合には、同調周波数の可変範囲をある程度広く確保しよ うとすると、可変容量ダイオードに印加する逆バイアス電圧の可変範囲も広くする必 要があるため、低電圧駆動が難しいという問題があった。例えば、 日本国内で使用す る AMラジオ受信機の場合には、同調周波数として 522kHz〜1620kHzの周波数 帯域をカバーする必要があるため、同調周波数の可変範囲は約 300% (容量比で約 900%)とかなり広くなる。ところで、電源として 1本の乾電池（あるいはニッケル水素 電池等の充電可能な二次電池)を用いて受信機の小型'軽量ィヒを図ることができる 力 このような受信機では、可変容量ダイオードに印加する逆バイアス電圧の可変範 囲の上限値が乾電池の端子電圧である約 1. 5Vに制限されるため、同調周波数の 可変範囲が狭くなつてしまう。このような低電圧電源を用いたことによる弊害は、約 1. 5Vの電源電圧を昇圧する DCZDC (直流—直流)コンバータを用いることで解決す ることができるが、 DC/DCコンバータを用いることで製品コストが上昇するため、小 型-軽量ィ匕を図ると同時に製品コストを下げることが難しいという問題が新たに生じる
[0004] 本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、低電圧駆動 が可能であって製品コストを下げることができる受信機を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0005] 上述した課題を解決するために、本発明の受信機は、受信した放送波の中から同 調周波数近傍の放送波を選択的に通過させる同調回路と、局部発振信号を生成す る局部発振回路と、同調回路による同調動作によって得られる高周波信号と局部発 振回路を用いて生成される局部発振信号とを周波数混合する混合回路と、同調回路 の同調周波数と局部発振回路によって生成される局部発振信号の周波数を設定す る制御部とを有する。同調回路は、コイルと、コイルに選択的に接続される複数のコン デンサとを備える。局部発振回路は、制御部によって分周比が変更可能な可変分周 器を位相同期ループ内に含む周波数シンセサイザである。制御部によって可変分周 器の分周比を設定するために用いられるデータに基づいて、複数のコンデンサの選 択状態を変更することにより、コイルとこのコイルに選択的に接続されたコンデンサに よって決定される同調周波数が変更される。選択的に接続される複数のコンデンサ を用いて同調回路を構成することにより、電源電圧に関係なく同調周波数を切り替え ることが可能になるため、容易に低電圧駆動を実現することができる。しかも、その場 合であっても、 DCZDCコンバータ等の高価な部品を用いる必要がないため、製品 コストを下げることができる。また、制御部によって局部発振回路と同調回路の両方を 制御することにより、局部発振信号の周波数と同調周波数を連動させて変更すること が可能になる。さらに、制御部は、局部発振信号の周波数と同調周波数とを設定す るために、可変分周器の分周比を設定するために必要なデータのみを出力すればよ いため、処理手順の簡略ィ匕が可能になり、処理負担の軽減や処理ステップ数の低減 に伴う製品コストの低減が可能になる。
[0006] また、上述した複数のコンデンサの少なくとも一部には接続状態を断続する複数の スィッチが直列に接続されており、制御部は、スィッチの断続状態を変更することによ り、複数のコンデンサの選択状態を変更することが望ましい。これにより、コンデンサ の接続状態を容易に切り替えることが可能になる。
[0007] また、上述した一のコンデンサに一のスィッチが直列に接続された直列回路が複数 組備わっており、これら複数組の直列回路がコイルに並列に接続されていることが望 ましい。これにより、コイルと並列接続するコンデンサを切り替えることが可能になり、 コイルとコンデンサ力 なる並列共振回路の共振周波数を容易に変更することができ る。
[0008] また、上述したデータの内容に基づいて複数のスィッチのそれぞれの断続状態を 設定する信号を生成する選択回路をさらに備えることが望ましい。これにより、局部発 振信号の周波数に連動させて任意のコンデンサを選択することが可能になり、周波 数変更時に生じるトラッキングエラーを低減することが可能になる。
[0009] また、上述した複数のコンデンサおよび複数のスィッチは、制御部が形成された半 導体基板上に形成されていることが望ましい。これにより、コイルやスピーカ等の部品 を除くほとんどの部品を半導体基板上に一体形成することができ、小型化、低コスト 化が可能になる。
[0010] また、上述した局部発振回路は、可変容量ダイオードに印加される制御電圧を可 変することにより発振周波数が変更される電圧制御型発振器を含んでおり、発振周 波数の可変範囲を小さくしたい場合には、同調回路による同調周波数よりも高い周 波数の局部発振信号を生成することが望ま 、。局部発振信号の周波数を同調周 波数よりも高く設定することにより、局部発振信号の周波数に対する可変範囲の割合 を小さくすることができるため、可変容量ダイオードに要求される静電容量の可変範 囲を狭くすることが可能になり、局部発振回路の低電圧駆動が可能になる。
[0011] また、上述した局部発振回路は、電圧制御発振器の発振信号を分周して局部発振 信号を生成する分周器を有することが望ましい。これにより、電圧制御型発振器の発 振周波数をさらに高くすることが可能になり、この発振周波数の可変範囲を決める可 変容量ダイオードに要求される静電容量の可変範囲をさらに狭くすることができる。
[0012] また、上述した同調回路の同調周波数帯域に対応して設定される局部発振信号の 周波数の可変範囲の下限周波数と上限周波数を、可変容量ダイオードに印加される 制御電圧の可変範囲が電池 1本分の端子電圧以下となる範囲で設定することが望ま しい。このように局部発振信号の周波数を設定することにより、同調回路と局部発振 回路を含む受信機全体を、昇圧して動作電圧を生成する DCZDCコンバータを用 V、ることなく 1本の電池で動作させることが可能になる。
図面の簡単な説明
[0013] [図 1]一実施形態の AM受信機の構成を示す図である。
[図 2]9kHz間隔の各同調周波数に一のコンデンサが対応する場合の説明図である
[図 3]9kHz間隔の複数の同調周波数に一のコンデンサが対応する場合の変形例の 説明図である。
[図 4]各コンデンサの静電容量の比を 2のべき乗の値に設定する場合の変形例の説 明図である。
符号の説明
[0014] 1 アンテナ同調回路
2 バーアンテナ
4 高周波増幅回路
5 局部発振回路
6 制御部
7 選択回路
9 混合回路
10 中間周波増幅回路
11 検波回路
12 低周波増幅回路
13 スピーカ
31 コンデンサ
32 スィッチ 発明を実施するための最良の形態
[0015] 以下、本発明を適用した一実施形態の AM受信機について、図面を参照しながら 説明する。
[0016] 図 1は、一実施形態の AM受信機の構成を示す図である。図 1に示す AM受信機 1 00は、アンテナ同調回路 1、高周波増幅回路 4、局部発振回路 5、制御部 6、選択回 路 7、混合回路 9、中間周波増幅回路 10、検波回路 11、低周波増幅回路 12、スピー 力 13、電源回路 20を含んで構成されている。
[0017] アンテナ同調回路 1は、フェライトコァを磁芯として含むコイルとしてのバーアンテナ 2と、複数のコンデンサ 31と、複数のスィッチ 32によって構成されている。一のコンデ ンサ 31と一のスィッチ 32とが直列に接続された直列回路が複数組備わっており、こ れら複数組の直列回路のそれぞれがバーアンテナ 2に並列に接続されている。それ ぞれのスィッチ 32は互いに独立して断続状態を設定することが可能であり、閉成 (ォ ン）されたスィッチ 32に接続されたコンデンサ 31が選択的にバーアンテナ 2に接続さ れる。スィッチ 32は、例えば、 pチャネル FETと nチャネル FETの各ソース'ドレイン間 が並列接続されたアナログスィッチを用いて実現される。
[0018] 高周波増幅回路 4は、アンテナ同調回路 1から出力される信号に対して高周波増 幅を行う。局部発振回路 5は、受信を希望する放送波の周波数に対して中間周波数 だけずれた局部発振信号を生成する。この局部発振回路 5は、電圧制御発振器 (V CO) 51、分周器 52、基準信号発生器 53、位相比較器 54、ローノ スフィルタ (LPF) 55を含んで構成されて!、る。
[0019] VC051は、ローパスフィルタ 55によって生成される制御電圧に対応した周波数の 発振動作を行って局部発振信号を出力するものであり、 VCO共振回路 91と発振器 92を備えている。 VCO共振回路 91は、コイルとコンデンサ力もなる並列共振回路で あり、共振周波数を可変するための 2つの可変容量ダイオードがコンデンサと並列に 接続されている。そして、印加される逆バイアスの制御電圧に応じて可変容量ダイォ ードの容量が変化することにより、 VCO共振回路 91の共振周波数が変化する。また 、発振器 92は、 VCO共振回路 91によって設定される共振周波数で発振動作を行う [0020] 分周器 52は、 VC051から入力される局部発振信号を所定の分周比 Nで分周して 出力する。分周比 Nの値は、制御部 6によって可変に設定される。例えば、分周器 52 は、制御部 6から入力される nビットの設定データをカウントの初期値として取り込んで 所定の計数動作を行うカウンタによって構成されており、この設定データの値を変更 することによりカウント値が所定値に達するまでの周期を変更し、これにより分周比が 変更される。基準信号発生器 53は、周波数安定度の高い所定周波数の基準信号を 出力する。位相比較器 54は、基準信号発生器 53から出力される基準信号と分周器 52から出力される信号 (分周後の局部発振信号)との間で位相の比較を行い、位相 差に応じたパルス状の誤差信号を出力する。ローパスフィルタ 55は、位相比較器 54 力 出力されるパルス状の誤差信号の高周波成分を除去して平滑ィ匕することにより、 制御電圧を生成する。これらの VC051、分周器 52、位相比較器 54、ローパスフィル タ 55がループ状に接続されて、 PLL (位相同期ループ）による周波数シンセサイザ が構成されている。
[0021] 制御部 6は、 AM受信機 100の全体動作を制御しており、局部発振回路 5によって 生成する局部発振信号の周波数を設定することにより、受信対象となる放送波を決 定する選局動作を行う。この制御部 6は、 MPU61、メモリ 62、操作部 63を含んで構 成されている。 MPU61は、操作部 63から入力される受信周波数の設定値に応じて 局部発振回路 5内の分周器 52の分周比 Nの設定等を行う。メモリ 62は、 MPU61の 動作プログラムを格納する。操作部 63は、各種の操作キーを備えており、受信周波 数の設定等を行うために用いられる。
[0022] 選択回路 7は、制御部 6内の MPU61から局部発振回路 5内の分周器 52に入力さ れる nビットの設定データに対して所定のデコード処理を行って、アンテナ同調回路 1 内の各スィッチ 32の断続状態を制御する切替信号を生成する。スィッチ 32の数を m とするとこの切替信号の数も mとなる。各切替信号は、電圧レベルがローレベルある いはハイレベルのいずれかの状態に設定される。例えば、電圧レベルがローレベル の切替信号が入力されるとスィッチ 32が開成 (オフ）され、電圧レベルがハイレベル の切替信号が入力されるとスィッチ 32が閉成 (オン)される。また、各切替信号は、選 択的に一つのみがハイレベルに設定される場合と、 2つ以上が選択的に組み合わさ れてハイレベルに設定される場合とが考えられる。
[0023] 混合回路 9は、高周波増幅回路 4から出力される信号と、局部発振回路 5から出力 される局部発振信号とを混合して、その差 (あるいは和)成分に対応する信号を出力 する。中間周波増幅回路 10は、混合回路 9から出力される信号を増幅するとともに所 定の中間周波数近傍の周波数成分のみを通過させることにより、中間周波信号を生 成する。検波回路 11は、中間周波増幅回路 10から出力される中間周波信号に対し て AM検波処理を行い、音声信号を復調する。低周波増幅回路 12は、検波回路 11 から出力される音声信号を所定のゲインで増幅する。スピーカ 13は、低周波増幅回 路 12から出力される増幅後の音声信号に基づいて音声出力を行う。
[0024] 電源回路 20は、 AM受信機 100の各構成回路に対して動作電圧を供給する。この 電源回路 20には 1本の乾電池 21が接続されており、乾電池 21の約 1. 5Vの端子電 圧に基づ 、て動作電圧の生成が行われる。
[0025] 上述したバーアンテナ 2、スピーカ 13、乾電池 21を除く各構成回路が同一の半導 体基板上に形成された 1チップ部品 200として構成されている。
[0026] 本実施形態の AM受信機 100はこのような構成を有しており、次にアンテナ同調回 路 1内の各スィッチ 32の切替制御にっ 、て説明する。
[0027] 日本国内における AM放送の周波数間隔は 9kHz間隔で設定されており、制御部 6内の MPU61から出力される設定データは、 9kHz間隔で設定された放送波の同 調周波数に 1対 1に対応した値を有する。例えば、分周器 52に入力される設定デー タの値を D1から Dnまで 1ずつ増カロさせることにより、局部発振回路 5から出力される 局部発振信号の周波数が下限周波数から上限周波数に向けて 9kHz間隔で変更さ れる。
[0028] 図 2は、 9kHz間隔の各同調周波数に一のコンデンサ 31が対応する場合の説明図 である。図 2に示すように、選択回路 7では、最小値 D1の設定データが入力されると 、最も大きな静電容量を有する一のコンデンサ 31に接続された一のスィッチ 32に対 応する切替信号のみをハイレベル (H)に、他のスィッチ 32に対応するすべての切替 信号をローレベル (L)に設定するデコード動作を行う。バーアンテナ 2のインダクタン スが固定されている場合には、バーアンテナ 2とコンデンサによる並列回路の共振周 波数はコンデンサの静電容量 Cの逆数（1Z C)に比例する。したがって、最も低い 同調周波数を設定するためには、最も大きな静電容量を有するコンデンサ 31のみを 選択的に接続すればよい。なお、その前提として、このコンデンサ 31とバーアンテナ 2とを並列接続したときの同調周波数が放送波の下限周波数に一致するように静電 容量 Cを設定しておく必要がある。
[0029] 同様に、他の値の設定データが入力されると、選択回路 7では、この値に対応する 静電容量を有する一のコンデンサ 31に接続された一のスィッチ 32の切替信号のみ をハイレベルに、他のスィッチ 32に対応するすべての切替信号をローレベルに設定 するデコード動作を行う。このようにして、同調周波数が切り替えられると、切り替え後 の同調周波数に対応する一のコンデンサ 31のみが選択的にバーアンテナ 2に接続 される。
[0030] 図 3は、 9kHz間隔の複数の同調周波数に一のコンデンサ 31が対応する場合の変 形例の説明図である。バーアンテナ 2とコンデンサ 31による実際の並列共振回路の Qを考慮すると、必ずしも 9kHz間隔の各同調周波数のそれぞれに対応させて静電 容量が異なるコンデンサ 31を切り替える必要はない。図 3に示すように、図 2に示す 構成に対して、複数の切替信号を合成する複数のオア (論理和）回路 71を出力側に 追加することにより、切替信号の本数、すなわち、切替信号が入力されるスィッチ 32 やコンデンサ 31の個数を低減することができる。例えば、同調周波数がある範囲で 切り替えられると、一のオア回路 71に入力される複数の切替信号が順番にハイレべ ルに切り替わる力 この間はこのオア回路 71の出力はハイレベルを維持する。したが つて、このオア回路 71に対応する一のスィッチ 32のみが閉成される。なお、図 3に示 す構成では、選択回路 7の出力側に複数のオア回路 71を追加したが、これらのオア 回路 71の機能を選択回路 7に持たせるようにしてもよい。
[0031] 図 4は、各コンデンサ 31の静電容量の比を 2のべき乗の値に設定する場合の変形 例の説明図である。並列接続される複数のコンデンサ 31の全体の静電容量は、それ ぞれのコンデンサ 31の静電容量の合計値で表されるため、各コンデンサ 31の静電 容量の比を 2のべき乗の値に設定し（C、 2C、 · ··、 2n_1C )、必要に応じて一あるいは 複数個を組み合わせてバーアンテナ 2に接続することにより、放送波の受信帯域を力 バーする同調周波数を実現するために必要なコンデンサ 31の数を減らすことができ る。選択回路 7は、 MPU61から所定の同調周波数に対応する設定データが入力さ れると、この同調周波数を実現するための一あるいは複数のコンデンサ 31に対応す るスィッチ 32を閉成するための切替信号を出力する。
[0032] このように、本実施形態の AM受信機 100では、選択的に接続される複数のコンデ ンサ 31を用いてアンテナ同調回路 1を構成することにより、電源回路 20によって生成 される動作電圧 (電源電圧）に関係なく同調周波数を切り替えることが可能になるた め、容易に低電圧駆動の AM受信機 100を実現することができる。し力も、その場合 であっても、 DCZDCコンバータ等の高価な部品を用いる必要がないため、製品コス トを下げることができる。特に、ノイズの発生源となりやすい DCZDCコンバータを用 V、る必要がな 、ため、ノイズの低減も可能になる。
[0033] また、各コンデンサ 31にはスィッチ 32が直列に接続されており、制御部 6は、各スィ ツチ 32の断続状態を変更して複数のコンデンサ 31の選択状態を変更することにより 、バーアンテナ 2に対するコンデンサ 31の接続状態を容易に切り替えることが可能に なる。特に、一のコンデンサ 31に一のスィッチ 32が直列に接続された直列回路が複 数組備わっており、これら複数組の直列回路をバーアンテナ 2に並列に接続すること により、バーアンテナ 2と並列接続するコンデンサ 31を切り替えることが可能になり、 バーアンテナ 2とコンデンサ 31からなる並列共振回路の共振周波数を容易に変更す ることがでさる。
[0034] また、制御部 6によって局部発振回路 5とアンテナ同調回路 1の両方を制御すること により、局部発振信号の周波数と同調周波数を連動させて変更することが可能にな る。
[0035] また、局部発振回路 5は、制御部 6によって分周比が変更可能な (可変)分周器 52 を位相同期ループ内に含む周波数シンセサイザであり、制御部 6によって分周器 52 の分周比を設定するために用いられるデータに基づいて、各スィッチ 32の断続状態 が設定されている。このため、制御部 6では、局部発振信号の周波数と同調周波数と を設定するために、分周器 52の分周比を設定するために必要なデータのみを出力 すればよいため、処理手順の簡略化が可能になり、処理負担の軽減や処理ステップ 数の低減に伴う製品コストの低減が可能になる。
[0036] また、制御部 6から出力されるデータの内容に基づいて複数のスィッチ 32のそれぞ れの断続状態を設定する信号を生成する選択回路 7が備わっているため、局部発振 信号の周波数に連動させて任意のコンデンサ 31を選択することが可能になり、周波 数変更時に生じるトラッキングエラーを低減することが可能になる。
[0037] また、複数のコンデンサ 31と複数のスィッチ 32を制御部 6と同じ半導体基板上に形 成することにより、バーアンテナ 2やスピーカ 13等の部品を除くほとんどの部品を半 導体基板上に一体形成することが可能になり、 AM受信機 100の小型化、低コスト化 が可能になる。
[0038] また、上述した局部発振回路 5には、可変容量ダイオードに印加される制御電圧を 可変することにより発振周波数が変更される VC051が備わっており、この VC051の 発振周波数がアンテナ同調回路 1による同調周波数よりも高くなるように設定されて いる。局部発振信号の周波数を同調周波数よりも高く設定することにより、局部発振 信号の周波数に対する可変範囲の割合を小さくすることができるため、 VC051内の 可変容量ダイオードに要求される静電容量の可変範囲を狭くすることが可能になり、 局部発振回路 5の低電圧駆動が可能になる。特に、アンテナ同調回路 1の同調周波 数帯域に対応して設定される局部発振回路 5の発振周波数の可変範囲の下限周波 数と上限周波数を、 VC051内の可変容量ダイオードに印加される制御電圧の可変 範囲が電池 1本分の端子電圧 (約 1. 5V)以下となる範囲で設定することが望ましい。 例えば、アンテナ同調回路 1の同調周波数の下限値は 522kHzであり、上限値は 16 20kHzであるため、約 300%の範囲で可変する必要がある力 局部発振信号の周 波数を約 10MHzに設定した場合には同じ帯域を実現する場合の可変範囲は 10% 程度ですむことになる。このように局部発振信号の周波数を高くすることにより、可変 容量ダイオードを用いて VC051を構成する場合であっても、アンテナ同調回路 1と 局部発振回路 5を含む AM受信機 100の全体を、昇圧して動作電圧を生成する DC ZDCコンバータを用いることなく 1本の電池で動作させることが可能になる。
[0039] なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなぐ本発明の要旨の範囲内 において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、 m個のコ ンデンサ 31のそれぞれにスィッチ 32を直列に接続したが、一部のコンデンサ 31につ いてはスィッチ 32を介さずにバーアンテナ 2に常に並列に接続されるようにしてもよ い。また、バーアンテナ 2と各スィッチ 31とを並列接続するだけでなぐ少なくとも一部 について直列接続を行うようにしてもよい。但し、この場合には、このコンデンサと並 列にスィッチを接続し、スィッチを開成したときにこのコンデンサが用いられ、閉成し たときにこのコンデンサが用いられない選択動作を行う必要がある。
[0040] また、上述した実施形態では、アンテナ同調回路 1について本発明を適用したが、 それ以外の同調回路について本発明を適用してもよい。例えば、実際の受信機では 、高周波増幅回路 4の前段にアンテナ同調回路 1を設けるとともに、高周波増幅回路 4の後段にこのアンテナ同調回路 1とほぼ同じ構成の RF同調回路を設けることで選 択性を向上させる手法が用いられるが、この RF同調回路に用いられる可変容量ダイ オードをコンデンサ 31とスィッチ 32による複数組の直列回路に置き換えるようにして ちょい。
[0041] また、上述した実施形態では、 VC051の発振出力をそのまま局部発振信号として 用いたが、 VC051の発振出力を分周器で分周して局部発振信号を生成するように してもよい。これにより、 VC051の発振周波数をさらに高くすることが可能になり、こ の発振周波数の可変範囲を決める可変容量ダイオードに要求される静電容量の可 変範囲をさらに狭くすることができる。
産業上の利用可能性
[0042] 本発明によれば、選択的に接続される複数のコンデンサを用いて同調回路を構成 することにより、電源電圧に関係なく同調周波数を切り替えることが可能になるため、 容易に低電圧駆動を実現することができる。しカゝも、その場合であっても、 DC/DC コンバータ等の高価な部品を用いる必要がないため、製品コストを下げることができる
。また、制御部によって局部発振回路と同調回路の両方を制御することにより、局部 発振信号の周波数と同調周波数を連動させて変更することが可能になる。さらに、制 御部は、局部発振信号の周波数と同調周波数とを設定するために、可変分周器の 分周比を設定するために必要なデータのみを出力すればよいため、処理手順の簡 略ィ匕が可能になり、処理負担の軽減や処理ステップ数の低減に伴う製品コストの低 減が可能になる。

Claims

請求の範囲
[1] 受信した放送波の中から同調周波数近傍の放送波を選択的に通過させる同調回 路と、局部発振信号を生成する局部発振回路と、前記同調回路による同調動作によ つて得られる高周波信号と前記局部発振回路を用いて生成される局部発振信号とを 周波数混合する混合回路と、前記同調回路の同調周波数と前記局部発振回路によ つて生成される局部発振信号の周波数を設定する制御部とを有する受信機におい て、
前記同調回路は、コイルと、前記コイルに選択的に接続される複数のコンデンサと を備え、
前記局部発振回路は、前記制御部によって分周比が変更可能な可変分周器を位 相同期ループ内に含む周波数シンセサイザであり、
前記制御部によって前記可変分周器の分周比を設定するために用いられるデータ に基づいて、前記複数のコンデンサの選択状態を変更することにより、前記コイルと このコイルに選択的に接続された前記コンデンサによって決定される同調周波数を 可変する受信機。
[2] 請求項 1において、
前記複数のコンデンサの少なくとも一部には接続状態を断続する複数のスィッチが 直列に接続されており、
前記制御部は、前記スィッチの断続状態を変更することにより、前記複数のコンデ ンサの選択状態を変更する受信機。
[3] 請求項 2において、
一の前記コンデンサに一の前記スィッチが直列に接続された直列回路が複数組備 わっており、これら複数^ aの前記直列回路が前記コイルに並列に接続されている受 信機。
[4] 請求項 2において、
前記データの内容に基づいて前記複数のスィッチのそれぞれの断続状態を設定 する信号を生成する選択回路をさらに備える受信機。
[5] 請求項 2において、 前記複数のコンデンサおよび前記複数のスィッチは、前記制御部が形成された半 導体基板上に形成されて!ヽる受信機。
[6] 請求項 1において、
前記局部発振回路は、可変容量ダイオードに印加される制御電圧を可変すること により発振周波数が変更される電圧制御型発振器を含んでおり、前記同調回路によ る同調周波数よりも高い周波数の局部発振信号を生成する受信機。
[7] 請求項 6において、
前記局部発振回路は、前記電圧制御発振器の発振信号を分周して前記局部発振 信号を生成する分周器を有する受信機。
[8] 請求項 6において、
前記同調回路の同調周波数帯域に対応して設定される前記局部発振信号の周波 数の可変範囲の下限周波数と上限周波数を、前記可変容量ダイオードに印加される 前記制御電圧の可変範囲が電池 1本分の端子電圧以下となる範囲で設定する受信 機。
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