JP4130384B2 - 無線機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は携帯電話や自動車電話などに搭載される無線機に関する。
【0002】
【従来の技術】
図6は従来の無線機の構成を示すブロック図である。図において1は送受信用のアンテナである。2は送信信号と受信信号の分離を行うアンテナ共用器である。3は受信信号を増幅する高周波増幅器である。4は受信信号中の不要周波信号を除去する受信用バンドパスフィルタである。5は受信信号の周波数を受信中間周波数にダウンコンバージョンする受信用ミキサーである。6は受信中間信号中の不要周波信号を除去する中間周波フィルタである。7は受信中間信号を増幅する中間周波増幅器である。8は受信信号の復調を行う復調器である。11は局部発振回路の出力を増幅する緩衝増幅器である。12は第1局部発振周波数を有する信号を出力する第1局部発振回路である。13は第2局部発振周波数を有する信号を出力する第2局部発振回路である。14は第2局部発振回路13の出力の周波数をM分周またはM逓倍(Mは整数)して出力するM分周器またはM逓倍器である。15は第2局部発振回路13の出力の周波数をN分周またはN逓倍(Nは整数)して出力するN分周器またはN逓倍器である。21は送信デジタル信号の変調を行って送信中間信号を出力する変調器である。22は送信中間信号の周波数を送信周波数にアップコンバージョンする送信用ミキサーである。23は送信信号を増幅する前置増幅器である。24は送信信号中の不要周波信号を除去する送信用バンドパスフィルタである。25は送信信号を規定電力まで増幅する電力増幅器である。26は反射信号を除去するアイソレータである。31はデジタル信号処理を行う信号処理部である。
【0003】
図7は第1局部発振回路12の構成を示すブロック図である。図において51は入力電圧に基づいた周波数を有する信号を出力する電圧制御発振器である。52は入力信号を積分した電圧信号を電圧制御発振器51に出力するループフィルタである。53は基準発振器16の出力の基準周波数をR分周(Rは整数)する基準分周器である。54は2入力信号の位相差に基づいたパルス信号を出力する位相比較器である。55は電圧制御発振器51の出力の周波数をP分周(Pは整数)するプログラマブル分周器である。位相比較器54は基準分周器53およびプログラマブル分周器55の出力を入力とする。この第1局部発振回路12は一般的なPLL周波数シンセサイザーである。また、第2局部発振回路13の構成も図7と同様である。
【0004】
次に上記構成の無線機において、信号を受信して復調する場合の動作を説明する。アンテナ1で受信された受信信号は送信信号と同一の伝送路を介してアンテナ共用器2に送られ、アンテナ共用器2で送信信号と分離される。分離された受信信号は高周波増幅器3で増幅される。増幅された受信信号は受信用バンドパスフィルタ4で不要信号が除去され、受信用ミキサー5において第1局部発振周波数でダウンコンバージョンされて中間周波信号となる。中間周波信号は中間周波フィルタ6で不要信号が除去され、続いて中間周波増幅器7で増幅される。増幅された中間周波信号は復調器8においてM分周器またはM逓倍器14の出力周波数を復調周波数として復調される。復調器8から出力された受信デジタル信号は信号処理部31に送られる。
【0005】
次に送信デジタル信号を変調して送信する場合の動作を説明する。信号処理部31から出力された送信デジタル信号は変調器21においてN分周器またはN逓倍器15の出力周波数を変調周波数として変調されて送信中間信号となる。送信中間信号は送信用ミキサー22において第1局部発振周波数でアップコンバージョンされて送信信号となる。送信信号は前置増幅器23で増幅される。増幅された送信信号は送信用バンドパスフィルタ24で不要信号が除去され、電力増幅器25で規定電力まで増幅される。規定電力まで増幅された送信信号はアイソレータ26を通過し、アンテナ共用器2を介してアンテナ1から他の無線機または無線局へ送信される。
なお、特許文献1にはPLL周波数シンセサイザーにおいて位相比較周波数を高く設定することによって、振動に起因するノイズにより引き起こされるビット誤りの発生を低減することができる発振回路方式が述べられている。
【0006】
【特許文献1】
特開平11−234128号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の無線機においては第2局部発振回路13が設けられているため、回路の実装面積および消費電力が増大し、無線機の小型化および低消費電力化を行うのが困難であるという問題があった。
【0008】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであって、局部発振回路内に分周比が分数で表される分数分周器を設けることにより、第2局部発振回路を削除し、小型化および低消費電力化に適した無線機を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を解決するために以下の手段を採用した。
本願発明は、アンテナによって受信した信号を局部発振信号によってダウンコンバージョンするダウンコンバージョン手段と、該ダウンコンバージョンされた信号を復調する復調手段と、送信信号を変調する変調手段と、変調された送信信号を前記局部発振信号によってアップコンバージョンするアップコンバージョン手段とを具備する無線機において、基準発振器の出力信号を分周する基準分周器、前記分周器の出力を第1の入力端に受ける位相比較器、前記位相比較器の出力が入力されるローパスフィルタ、前記ローパスフィルタの出力に対応する周波数の第1信号を発生し、当該第1の信号を前記局部発信信号として前記ダウンコンバージョン手段および前記アップコンバージョン手段へ出力する電圧制御発振器、前記電圧制御発振器の出力を分数で表される分周比によって分周した第2信号を出力する分数分周器及び前記第2信号を分周して前記位相比較器の第2の入力端へ出力するプログラマブル分周器を含む局部発振回路と、前記分数分周器からの前記第2信号が入力され、当該第2信号をM分周(Mは整数)して前記復調手段へ供給するM分周期と、前記分数分周器からの前記第2信号が入力され、当該第2信号をN分周(NはMとは異なる整数)して前記変調手段へ供給するN分周期と、を具備することを特徴とする。
【0010】
また、前記局部発振回路は、前記基準分溜器と、前記位相比較器と、前記ローパスフィルタと、前記電圧制御発振器と、前記分数分周器と、前記プログラマブル分周器とを含んでPLLを構成していることを特徴とする。
【0011】
また、所定の周波数差を有する帯域幅内の受信信号を透過する第1バンドパスフィルタと、前記所定の周波数差を有する帯域幅内の送信信号を透過する第2バンドパスフィルタとをさらに備え、前記電圧制御発振器は、前記所定の周波数差の帯域幅内で前記第1の信号を変動可能であり、前記分数分周器は、前記電圧制御発振器にて出力する前記第1の信号の周波数変動に応じて分周率が変更されることにより、一定の周波数で前記第2の信号を出力することを特徴とする。
【0012】
また、前記第2の信号を逓倍して、前記N分周器および前記M分周器に供給する逓倍器をさらに備えることを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の一実施の形態について説明する。図1は、この発明の実施の形態による無線機の構成を示すブロック図である。本発明の無線機においては、図6に示す従来の無線機における第2局部発振回路13が削除されると共に、第1局部発振回路12に代えて局部発振回路41が設けられ、この局部発振回路41からM分周器またはM逓倍器14およびN分周器またはN逓倍器15へ信号が出力される。その他の構成は従来の無線機と同一である。
【0014】
図2は同実施の形態による局部発振回路41の第1の構成例を示すブロック図である。図において電圧制御発振器51、ループフィルタ52、基準分周器53、位相比較器54、プログラマブル分周器55は図7で示した従来の局部発振回路と同一の構成であるが、コントロール信号CONTに従って電圧制御発振器51の出力の周波数をF分周(Fは分数)してM分周器またはM逓倍器14とN分周器またはN逓倍器15とプログラマブル分周器55とへ出力する分数分周器56を新たに設けたことを特徴とする。
【0015】
次に、セルラー帯の周波数信号を送受信する場合を例として、上述した構成の無線機の動作を説明する。セルラー帯の周波数は送信周波数が824〜849MHz、受信周波数が869〜894MHzである。受信信号が受信用ミキサー5において第1局部発振周波数を変調周波数としてダウンコンバージョンされる際には、受信用ミキサー5の出力には受信信号の周波数および第1局部発振周波数のそれぞれの和および差の周波数を有する信号が現れる。受信信号の中間周波数を90MHzとし、第1局部発振周波数を受信信号の周波数よりも高く設定するアッパーローカル方式を採用した場合、第1局部発振周波数は959〜984MHzとなる。また、この第1局部発振周波数と送信周波数の関係から、変調器21で出力される送信中間信号の周波数は135MHzとなる。以上より、M分周器またはM逓倍器14の出力周波数およびN分周器またはN逓倍器15の出力周波数はそれぞれ90MHzおよび135MHzでなければならないから、M分周器またはM逓倍器14を2逓倍、N分周器またはN逓倍器15を3逓倍とすることにより、分数分周器56の出力周波数は45MHzとなる。分数分周器56の分数分周値をFとすると、Fは第1局部発振周波数f1と分数分周器56の出力周波数の関係から次式で与えられる。
F=f1/45MHz (1)
すなわちFの値は(959/45)〜(984/45)MHzとなる。(1)式からわかるようにFは分数となり、分周比が分数で表される分数分周器56を設けることにより、第2局部発振回路を削除しても従来の無線機と同様の動作が可能である。
【0016】
図3は同実施の形態による局部発振回路41の第2の構成例を示したブロック図である。電圧制御発振器51の出力がプログラマブル分周器55および分数分周器56の両方の入力となっている点が図2の構成例と異なるが、その他の構成および作用は同様である。
【0017】
図4は同実施の形態による局部発振回路41の第3の構成例を示したブロック図である。分数分周器56の出力周波数をL逓倍(Lは整数)してM分周器またはM逓倍器14およびN分周器またはN逓倍器15へ出力するL逓倍器57を新たに設け、その結果、分数分周器56の出力周波数が低くなることが図2の構成例と異なるが、その他の構成および作用は同様である。
【0018】
図5は同実施の形態による局部発振回路41の第4の構成例を示したブロック図である。分数分周器56の出力周波数をL逓倍してM分周器またはM逓倍器14およびN分周器またはN逓倍器15へ出力するL逓倍器57を新たに設け、その結果、分数分周器56の出力周波数が低くなることが図3の構成例と異なるが、その他の構成および作用は同様である。
【0019】
なお、図2〜図5の構成の選択については、局部発振回路41の設計時に基準周波数、局部発振周波数、分数分周値Fなどを考慮して決定される。
【0020】
なお、本実施の形態においては局部発振回路41と基準発振器16とを別構成としたが、局部発振回路41は基準発振器16を構成として含んでいてもよく、その場合も局部発振回路41の動作は上述したのと同様である。
【0021】
なお、図2および図4の構成例では局部発振回路41の基準周波数を高くできるため、高速ロックアップ動作が可能になる。
【0022】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、無線機の局部発振回路に分周比が分数で表される分数分周器を設けることにより、第2局部発振回路を削除し、小型化および低消費電力化に適した無線機を提供することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態による無線機の構成を示すブロック図である。
【図2】 同実施の形態による局部発振回路の第1の構成例を示すブロック図である。
【図3】 同実施の形態による局部発振回路の第2の構成例を示すブロック図である。
【図4】 同実施の形態による局部発振回路の第3の構成例を示すブロック図である。
【図5】 同実施の形態による局部発振回路の第4の構成例を示すブロック図である。
【図6】 従来の無線機の構成を示すブロック図である。
【図7】 従来の局部発振回路の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1…アンテナ、2…アンテナ共用器、3…高周波増幅器、4…受信用バンドパスフィルタ、5…受信用ミキサー(ダウンコンバージョン手段)、6…中間周波フィルタ、7…中間周波増幅器、8…復調器(復調手段)、11…緩衝増幅器、12…第1局部発振回路、13…第2局部発振回路、14…M分周器またはM逓倍器(復調手段)、15…N分周器またはN逓倍器(変調手段)、16…基準発振器、21…変調器(変調手段)、22…送信用ミキサー(アップコンバージョン手段)、23…前置増幅器、24…送信用バンドパスフィルタ、25…電力増幅器、26…アイソレータ、31…信号処理部、41…局部発振回路、51…電圧制御発振器、52…ループフィルタ、53…基準分周器、54…位相比較器、55…プログラマブル分周器、56…分数分周器、57…L逓倍器
Claims (4)
- アンテナによって受信した信号を局部発振信号によってダウンコンバージョンするダウンコンバージョン手段と、該ダウンコンバージョンされた信号を復調する復調手段と、送信信号を変調する変調手段と、変調された送信信号を前記局部発振信号によってアップコンバージョンするアップコンバージョン手段とを具備する無線機において、
基準発振器の出力信号を分周する基準分周器、
前記分周器の出力を第1の入力端に受ける位相比較器、
前記位相比較器の出力が入力されるローパスフィルタ、
前記ローパスフィルタの出力に対応する周波数の第1信号を発生し、当該第1の信号を前記局部発信信号として前記ダウンコンバージョン手段および前記アップコンバージョン手段へ出力する電圧制御発振器、
前記電圧制御発振器の出力を分数で表される分周比によって分周した第2信号を出力する分数分周器及び
前記第2信号を分周して前記位相比較器の第2の入力端へ出力するプログラマブル分周器を含む局部発振回路と、
前記分数分周器からの前記第2信号が入力され、当該第2信号をM分周(Mは整数)して前記復調手段へ供給するM分周期と、
前記分数分周器からの前記第2信号が入力され、当該第2信号をN分周(NはMとは異なる整数)して前記変調手段へ供給するN分周期と、
を具備することを特徴とする無線機。 - 前記局部発振回路は、
前記基準分溜器と、前記位相比較器と、前記ローパスフィルタと、前記電圧制御発振器と、前記分数分周器と、前記プログラマブル分周器とを含んでPLLを構成していることを特徴とする請求項1に記載の無線機。
機。 - 所定の周波数差を有する帯域幅内の受信信号を透過する第1バンドパスフィルタと、
前記所定の周波数差を有する帯域幅内の送信信号を透過する第2バンドパスフィルタとをさらに備え、
前記電圧制御発振器は、前記所定の周波数差の帯域幅内で前記第1の信号を変動可能であり、
前記分数分周器は、前記電圧制御発振器にて出力する前記第1の信号の周波数変動に応じて分周率が変更されることにより、一定の周波数で前記第2の信号を出力することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の無線機。 - 前記第2の信号を逓倍して、前記N分周器および前記M分周器に供給する逓倍器をさらに備えることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかの一項に記載の無線機。
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