JP4316198B2 - 半導体装置、受信機及び半導体装置の制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置、受信機及び半導体装置の制御方法に関する。
一般に、無線通信（無線リンク）において、無線機（送受信機）の周波数精度は、通信品質を維持することのできる十分な精度を保つように規格化され、こうした無線機に搭載される基準発振器には温度補償等を可能とした周波数精度の高いものが要求される。ところで、近距離無線リンクにおいては、比較的緩い無線規格（周波数のずれに対する許容範囲が比較的広い）が設定されている無線機もある。例えばブルートゥース（Bluetooth ）では、周波数精度は、チャネルあたりの帯域幅１ＭＨｚに対して、７５ＫＨｚの初期周波数精度と４０ＫＨｚの周波数ドリフトを許容している。この場合、無線機はそれほど高精度な基準発振器を必要としないため、低コスト化を実現することができる。こうした比較的緩い規格が設定されている場合、受信機においては、送信機からの受信周波数のずれに対しても正しく復調を行うことが必要である。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信時、受信機にて受信する信号の周波数がチャネル選択用バンドバスフィルタ（ＢＰＦ）のから外れてしまうと、その受信信号に歪みが生じて符号間干渉が増加し、ビット誤り率が増大する。この結果、受信機は、受信信号に対する復調を正しく行うことができない。
【０００３】
そこで、従来の受信機においては、このようなチャネル帯域からの周波数のずれに対する受信特性の低下を防止するため、ＢＰＦの段数を増設し、その通過帯域が、当該通信時に使用するチャネル帯域よりも予め許容する周波数のずれ分だけ広くなるように設定している。ＢＰＦの段数を増加するのは、単に通過帯域を広くするだけであると、帯域外での減衰量が低下することにより、減衰特性が低下するからである。
【０００４】
また、一般にＦＭ受信機などでは、受信機が受信する信号の強度をモニタし、該信号強度に応じてローカル発振器（Local Oscillator；ＬＯ）が生成する周波数（発振周波数）を可変させることで、受信信号の中間周波数（Intermediate Frequency；ＩＦ）がＢＰＦの通過帯域の中心になるように調整している。
【０００５】
また、例えば携帯電話等の移動体通信端末などでは、基地局の基準周波数に移動端末側の基準周波数が合うように制御することで、受信感度を向上させるようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、受信機では、ＢＰＦの通過帯域幅を広くすると、雑音特性が低下する。このため、結果として受信特性を向上させることができなかった。また、この方法では、ＢＰＦの段数が増加することにより、回路面積が増大するという問題があった。特にＢＰＦはそれ自体の回路面積が大きいため、その段数が増加すると受信機が大型化するという問題があった。
【０００７】
通常、ＢＰＦは受信機内に集積化され、該受信機で用いられるＩＦ信号の周波数は、一般にＢＰＦのチャネル帯域に合わせて低い周波数（例えばBluetooth では１〜３ＭＨｚ）に設定される。即ち、受信信号を低周波のＩＦ信号に変換することで、受信機の回路面積の小型化、低コスト化を図るようにしている。このような受信機において、従来のように、受信信号強度に応じてローカル発振器の周波数を調整する方法では、該信号強度のピーク前後で検出精度が低下するために、ＩＦ信号の周波数を正確に制御することができないという問題があった。加えて、この方法では、モニタする受信信号のレベルが変動（フェーディング）する場合に対応することができない上、ＴＤＤ（Time Division Duplex）などのように高速に応答する必要がある制御方式には適用することができないという問題を有していた。
【０００８】
また、ブルートゥース等を搭載した機器同士を接続して行う近距離無線リンクにおいては、全ての機器はマスターとスレーブのいずれにもなりうる。このような場合、マスター側の基準周波数にスレーブ側の基準周波数を合わせる制御方式では、スレーブ側の機器において、受信特性を向上させることはできるが、送信時に初期周波数精度が低下するという問題があり、実用上好ましくない制御方式であった。
【０００９】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は受信周波数のずれに対しても受信特性を劣化させずに正しく復調することのできる受信機に使用される半導体装置、受信機及び半導体装置の制御方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明によれば、受信信号を所定のチャネル帯域で受信する半導体装置であって、基準信号に基づいて発振するローカル発振器と、前記ローカル発振器の出力に基づいて受信する前記受信信号と前記基準信号との周波数又は位相を比較し、該比較差に応じた誤差信号を生成する比較器と、前記ローカル発振器の出力を変調して送信信号を出力する直交変調器とを備え、前記受信信号を受信する場合に、前記ローカル発振器は前記受信信号のチャネル帯域に応じた発振周波数を有する出力信号を保持し、前記直交変調器は前記ローカル発振器の出力を前記誤差信号に基づいて変調することにより補正する。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、前記比較器は、復調器から出力されるキャリア信号と前記基準信号との周波数又は位相を比較することにより、誤差信号を生成する。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、前記ローカル発振器を送信機の変調器として共用するようにしたため、部品点数を削減して回路を効率的に構成することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、半導体装置は、前記誤差信号に応じた周波数信号を出力する信号発生器を備えている。直交変調器は、その信号発生器から出力される周波数信号に基づいて前記ローカル発振器の出力を変調することにより補正する。
【００１４】
請求項５に記載の発明によれば、受信信号の周波数を所定のチャネル帯域に制御する半導体装置であって、基準信号に基づいて発振するローカル発振器の周波数を制御し、前記チャネル帯域を設定するための第１の制御ループと、前記ローカル発振器の出力に基づいて前記受信信号を受信する場合に、前記ローカル発振器が前記受信信号のチャネル帯域に応じた発振周波数を有する出力信号を保持しつつ、前記受信信号と前記基準信号との周波数又は位相を比較し、前記ローカル発振器の出力を変調して送信信号を出力する直交変調器により前記ローカル発振器の前記出力信号を、前記比較差に応じて生成した誤差信号に基づいて変調することにより補正するための第２の制御ループと、を含む。
【００１５】
請求項６に記載の発明によれば、前記第１の制御ループによる前記チャネル帯域の設定後に前記第２の制御ループに切り替えてローカル発振器の出力を補正するようにした。
【００１６】
請求項７に記載の発明によれば、前記第２の制御ループによる制御動作に先立って、前記バンドパスフィルタの中心周波数を前記基準信号に基づいてチャネル帯域に対応する周波数に設定するようにした。これにより、受信信号に含まれる不要な周波数成分はバンドパスフィルタによって確実に除去されるため、受信特性の劣化が防止される。
請求項８に記載の発明によれば、基準発振器から出力される基準信号の周波数に基づいてローカル発振器の出力を制御し、バンドパスフィルタの通過帯域を所定のチャネル帯域に設定するためのチャネル設定手段と、前記チャネル帯域に応じて受信信号を受信する場合に、前記ローカル発振器が前記受信信号のチャネル帯域に応じた発振周波数を有する出力信号を保持しつつ、前記受信信号と前記基準信号との周波数又は位相を比較し、該比較差に応じた誤差信号を生成して、前記ローカル発振器の出力を変調して送信信号を出力する直交変調器により前記ローカル発振器の前記出力信号を前記誤差信号に基づいて変調することにより補正する周波数補正手段と、を備える。
請求項９に記載の発明によれば、受信信号を所定のチャネル帯域で受信する半導体装置の制御方法であって、基準信号に基づいてローカル発振器を発振させ、前記ローカル発振器の出力に基づいて受信する前記受信信号と前記基準信号との周波数又は位相を比較して、該比較差に応じた誤差信号を生成し、前記受信信号を受信する場合に、前記ローカル発振器は前記受信信号のチャネル帯域に応じた発振周波数を有する出力信号を保持し、前記ローカル発振器の出力を変調して送信信号を出力する直交変調器により前記ローカル発振器の前記出力信号を前記誤差信号に基づいて変調することにより補正する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（第一実施形態）
以下、本発明を具体化した第一実施形態を図１に従って説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態の受信機を示す概略ブロック回路図である。尚、同図は、無線機が有する受信機の構成部分を示すものであり、送信機の構成部分については一部省略している。
【００１９】
受信機１１は、増幅器１２、ミキサ１３，バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１４、自動利得制御回路（ＡＧＣ）１５、復調器１６、基準発振器１７、周波数制御回路１８、分周器１９、周波数補正手段としての比較器２０、チャネル設定手段としてのＰＬＬ制御回路２１、ローカル発振器２２を含む。尚、この受信機１１は、基準発振器１７の水晶振動子を除いて１チップの半導体装置として形成されるものである。
【００２０】
増幅器１２は、図示しない送信機から受信した高周波の受信信号ｆＲＸを増幅してミキサ１３に出力する。ミキサ１３は、その増幅器１２により増幅された受信信号ｆＲＸとローカル発振器２２の出力信号ｆＬＯとの周波数差を算出し、その周波数差に応じた中間周波を持つ受信信号ｆＩＦ（＝ｆＲＸ−ｆＬＯ）をＢＰＦ１４に出力する。即ち、ミキサ１３は、高周波の受信信号ｆＲＸをそれより周波数の低い中間周波の受信信号ｆＩＦに周波数変換して出力する。
【００２１】
ＢＰＦ１４は、周波数制御回路１８により中心周波数ｆｏを持つ通過帯域となるように設定される。詳しくは、周波数制御回路１８は、基準発振器１７から出力される基準信号ｆｒｅｆの周波数に基づいてＢＰＦ１４の中心周波数ｆｏを中間周波の受信信号ｆＩＦと略一致する周波数とするように制御する。ＢＰＦ１４は、その通過帯域を外れる周波数成分を除去した受信信号ｆＩＦをＡＧＣ１５に出力する。ＡＧＣ１５は、そのＢＰＦ１４を介して入力する中間周波の受信信号ｆＩＦを復調器１６にて復調可能なレベルにまで増幅して生成した受信信号ｆＩＦｍを出力する。
【００２２】
復調器１６は、そのＡＧＣ１５から供給される受信信号ｆＩＦｍを復調し、該受信信号ｆＩＦｍから取り出した受信データ（デジタルデータ）を図示しない内部回路に出力する。また、復調器１６は、受信信号ｆＩＦｍを復調してキャリア信号ｆＩＦｃを比較器２０に出力する。
【００２３】
比較器２０には、キャリア信号ｆＩＦｃと基準発振器１７から出力される基準信号ｆｒｅｆの周波数を分周器１９により分周比１／Ｒにて分周した分周信号ｆｒｅｆ／Ｒが入力される。比較器２０は、キャリア信号ｆＩＦｃと分周信号ｆｒｅｆ／Ｒとの周波数差を比較し、該周波数差に応じた誤差信号ｆｍをローカル発振器２２に出力する。
【００２４】
ＰＬＬ制御回路２１には、上記基準発振器１７から出力される基準信号ｆｒｅｆが入力される。このＰＬＬ制御回路２１は、基準信号ｆｒｅｆ及びローカル発振器２２の出力信号ｆＬＯを入力し、各信号ｆｒｅｆ，ｆＬＯの周波数差（位相差）に基づいて生成した制御信号ｆｖをローカル発振器２２に出力する。
【００２５】
比較器２０及びＰＬＬ制御回路２１の出力端子にはループ切替手段としてのループ切替スイッチ２３が接続されている。ループ切替スイッチ２３は、その接続位置を第１端子Ｔａ又は第２端子Ｔｂに切り替えることにより、ローカル発振器２２の入力をＰＬＬ制御回路２１からの制御信号ｆｖ又は比較器２０からの誤差信号ｆｍに切り替える。
【００２６】
詳述すると、ループ切替スイッチ２３が第１端子Ｔａに切り替えられるとき、ＰＬＬ制御回路２１及びローカル発振器２２により第１の制御ループＲ１が形成される。第１の制御ループＲ１は、受信信号ｆＲＸを受信するためのチャネル帯域（周波数帯域）を設定する。即ち、この第１の制御ループＲ１では、ＰＬＬ制御回路２１は、基準発振器１７からの基準信号ｆｒｅｆ及び帰還入力されるローカル発振器２２の出力信号ｆＬＯに基づいて該発振器２２の発振周波数を所望の周波数に設定することにより受信チャネル帯域を設定する。
【００２７】
一方、ループ切替スイッチ２３が第２端子Ｔｂに切り替えられるとき、ミキサ１３、ＢＰＦ１４、ＡＧＣ１５、復調器１６、比較器２０及びローカル発振器２２により第２の制御ループＲ２が形成される。第２の制御ループＲ２は、受信信号ｆＩＦの周波数（中間周波）を一定の周波数に制御する。即ち、この第２の制御ループＲ２では、比較器２０からの誤差信号ｆｍに基づいて、受信信号ｆＩＦの周波数とＢＰＦ１４の中心周波数とが略一致するようにローカル発振器２２の発振周波数が補正される。
【００２８】
尚、本実施形態において、受信機１１を構成するローカル発振器２２は、例えば電圧制御型発振器（ＶＣＯ）で構成され、図示しない送信機によるデータ送信時には変調器として用いられる。
【００２９】
次に、このように構成された受信機１１の作用を説明する。
まず、周波数制御回路１８は、基準信号ｆｒｅｆの周波数に基づいてＢＰＦ１４の中心周波数ｆｏを設定する。ループ切替スイッチ２３は、第１端子Ｔａ（つまり第１の制御ループＲ１側）に切り替えられており、ＰＬＬ制御回路２１は、ローカル発振器２２の発振周波数を制御して受信時のチャネル帯域を設定する。このチャネル帯域の設定後、ループ切替スイッチ２３が第２端子Ｔｂ（つまり第２の制御ループＲ２側）に切り替えられる。
【００３０】
受信機１１が受信信号ｆＲＸを受信すると、増幅器１２は、受信信号ｆＲＸを増幅してミキサ１３に出力し、ミキサ１３は、その受信信号ｆＲＸを中間周波の受信信号ｆＩＦに周波数変換してＢＰＦ１４に出力する。このＢＰＦ１４の中心周波数ｆｏは、上記周波数制御回路１８により受信信号ｆＩＦの周波数（中間周波）と略一致する周波数に予め設定され、ＢＰＦ１４は、受信信号ｆＩＦに含まれる不要な周波数成分を除去してＡＧＣ１５に出力する。ＡＧＣ１５は、所定の利得に増幅した受信信号ｆＩＦｍを復調器１６に出力し、復調器１６は、その受信信号ｆＩＦｍを復調して受信データを取り出して、キャリア信号ｆＩＦｃを比較器２０に出力する。
【００３１】
比較器２０は、キャリア信号ｆＩＦｃと基準信号ｆｒｅｆの分周信号ｆｒｅｆ／Ｒとを比較し、各信号ｆＩＦｃ，ｆｒｅｆ／Ｒの周波数差に応じた誤差信号ｆｍを生成する。上記したように、ループ切替スイッチ２３は、第２端子Ｔｂに切り替えられており、比較器２０からの誤差信号ｆｍはローカル発振器２２に入力される。これにより、ミキサ１３から出力される受信信号ｆＩＦの周波数とＢＰＦ１４の中心周波数ｆｏとが一致するようにローカル発振器２２の発振周波数が誤差信号ｆｍに基づいて補正される。
【００３２】
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）受信機１１は、第１の制御ループＲ１のＰＬＬ制御回路２１により受信信号ｆＲＸに対するチャネル帯域を設定した後、第２の制御ループＲ２の比較器２０により受信信号ｆＩＦｍを復調した後のキャリア信号ｆＩＦｃと基準信号ｆｒｅｆを分周した分周信号ｆｒｅｆ／Ｒとの比較結果に基づいてローカル発振器２２の周波数を補正する。ＢＰＦ１４の中心周波数ｆｏは、基準信号ｆｒｅｆに基づいて中間周波の受信信号ｆＩＦの周波数と略一致する周波数となるように予め設定される。このような受信機１１では、ＢＰＦ１４の中心周波数ｆｏと受信信号ｆＩＦの周波数が、ともに基準信号ｆｒｅｆの周波数に基づいて制御される。このため、受信周波数のずれや周波数ドリフトが発生した場合にも、受信信号ｆＩＦの周波数をＢＰＦ１４の中心周波数ｆｏに精度よく一致させることができる。従って、受信特性の劣化（ビット誤り率の増大など）が防止され、受信信号ｆＲＸに対する復調を正確に行うことができる。
【００３３】
（２）ＢＰＦ１４の中心周波数ｆｏは、基準信号ｆｒｅｆに基づいて受信信号ｆＩＦの周波数と略一致する周波数となるように制御されるため、該受信信号ｆＩＦに含まれる不要な信号はＢＰＦ１４により確実に除去される。これにより、妨害信号などを受信することによって受信特性を劣化させることはない。
【００３４】
（３）本実施形態では、ＢＰＦ１４の段数を増加する必要がないため、回路面積の増大が防止される。従って、受信機１１が大型化することが防止される。
（４）ローカル発振器２２を送信機の変調器を用いて構成し、該発振器２２を送信機と共用するようにしたため、受信機１１を効率的に構成することができる。これにより、製造コストの低減化に貢献することができる。
【００３５】
（５）本実施形態では、チャネル設定時におけるローカル発振器２２の周波数制御はＰＬＬ制御回路２１により行われる。従って、周波数ホッピング等の周波数切り替え制御も高速に行うことが可能である。
【００３６】
（第二実施形態）
以下、本発明を具体化した第二実施形態を図２に従って説明する。
図２は、本実施形態の受信機を示す概略ブロック回路図である。尚、本実施形態の受信機は第一実施形態とほぼ同様に構成されており、同図は無線機における送信機の構成部分を具体化して示したものである。従って、第一実施形態と同様な構成部分については同一符号を付してその詳細な説明を一部省略する。
【００３７】
本実施形態の受信機３１は、第一実施形態と同様に基準発振器１７の水晶振動子を除いて１チップの半導体装置として形成される。
この受信機３１において、ＰＬＬ制御回路２１は、スイッチ素子（スイッチ）３２及びローパスフィルタ（ＬＰＦ）３３を介してローカル発振器２２に接続され、ローカル発振器２２は増幅器３４と接続されている。即ち、ＬＰＦ３３は、ＰＬＬ制御回路２１からの制御信号ｆｖを平滑することにより高周波成分を除去してローカル発振器２２に出力する。スイッチ３２は、第１の制御ループＲ１を開閉制御し、このスイッチ３２がオンされるとき第１の制御ループＲ１が形成され、逆にオフされるとき第１の制御ループＲ１はオープンループとなる。
【００３８】
比較器２０はＬＰＦ３５に接続され、このＬＰＦ３５は送受信切替スイッチ３６を介してローカル発振器２２に接続されている。送受信切替スイッチ３６は、受信側端子Ｔｒ及び送信側端子Ｔｔを有し、上記ＬＰＦ３５は受信側端子Ｔｒと接続されている。送受信切替スイッチ３６の送信側端子Ｔｔには帯域制限フィルタとしてのベースバンド（ＢＢ）フィルタ３７が接続されている。
【００３９】
このような構成では、受信動作時において、受信機３１は、第一実施形態と同様、まず第１の制御ループＲ１１にてチャネル帯域の設定を行う。その際、ＢＰＦ１４の中心周波数ｆｏは基準信号ｆｒｅｆに基づいて予め設定される。その後は、送受信切替スイッチ３６が受信側端子Ｔｒに接続されて第２の制御ループＲ２２が形成され、受信機３１は、ローカル発振器２２の周波数補正を行うことにより、受信信号ｆＩＦの周波数（中間周波）とＢＰＦ１４の中心周波数ｆｏとを略一致させる。尚、送信動作時には、送受信切替スイッチ３６が送信側端子Ｔｔに接続される。
【００４０】
即ち、送信データは、ＢＢフィルタ３７を介してローカル発振器２２に入力され、変調された後に増幅器３４により増幅されて送信信号ｆＴＸとして送信される。
【００４１】
このように、受信機３１は、送信機用の変調器としてのローカル発振器２２を用いて受信動作時の周波数制御を行うことにより、該受信機３１の部品点数の増加を抑止して回路を効率的に構成することができる。
【００４２】
（第三実施形態）
以下、本発明を具体化した第三実施形態を図３に従って説明する。
図３は、本実施形態の受信機を示す概略ブロック回路図である。尚、本実施形態の受信機は第二実施形態の受信機の構成を一部変更したものであり、同図は無線機における送信機の構成部分を具体化して示したものである。従って、第二実施形態と同様な構成部分については同一符号を付してその詳細な説明を一部省略する。
【００４３】
本実施形態の受信機４１は、上記実施形態と同様に基準発振器１７の水晶振動子を除いて１チップの半導体装置として形成される。
この受信機４１において、比較器２０は、ＬＰＦ３５を介して信号発生器としての第１のＩＱ発生器４２ａに接続され、第１のＩＱ発生器４２ａは、比較器２０からの誤差信号ｆｍに応じた周波数信号を生成する。具体的には、第１のＩＱ発生器４２ａにはＲＯＭ４３が内蔵され、このＲＯＭ４３には比較器２０からの誤差信号ｆｍに応じて第１のＩＱ発生器４２ａが生成する周波数信号に対応したデータ（補正データ）が予め格納されている。
【００４４】
第１のＩＱ発生器４２ａは、送受信切替スイッチ４４、第１及び第２のＤ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）４５ａ，４５ｂを介して直交変調器４６と接続されている。直交変調器４６は増幅器３４に接続され、その増幅器３４の出力端子はミキサ１３に接続されている。
【００４５】
送受信切替スイッチ４４は、受信側端子Ｔｒａ，Ｔｒｂ及び送信側端子Ｔｔａ，Ｔｔｂを有し、上記第１のＩＱ発生器４２ａは、受信側端子Ｔｒａ，Ｔｒｂと接続されている。送受信切替スイッチ４４の送信側端子Ｔｔａ，Ｔｔｂには第２のＩＱ発生器４２ｂが接続されている。
【００４６】
このような構成では、受信動作時において、受信機４１は、第一実施形態と同様、まず第１の制御ループＲ１１１にてチャネル帯域の設定を行う。その際、ＢＰＦ１４の中心周波数ｆｏは基準信号ｆｒｅｆに基づいて予め設定される。その後、送受信切替スイッチ４４が受信側端子Ｔｒａ，Ｔｒｂに接続されて第２の制御ループＲ２２２が形成される。受信機４１は、比較器２０からの誤差信号ｆｍに基づいてローカル発振器２２の出力信号を直交変調器４６により変調し、該ローカル発振器２２の周波数補正を行うことにより、受信信号ｆＩＦの周波数（中間周波）とＢＰＦ１４の中心周波数ｆｏとを略一致させる。
【００４７】
ここで、第１のＩＱ発生器４２ａは、比較器２０からの誤差信号ｆｍに応じて生成する補正用の周波数信号に対応した補正データをＲＯＭ４３から随時読み出し、該補正データを各ＤＡＣ４５ａ，４５ｂによりアナログ信号に変換して直交変調器４６に出力する。従って、各ＤＡＣ４５ａ，４５ｂからは周波数が離散的に出力される。このため、受信動作をより安定させるために、第１のＩＱ発生器４２ａから出力される補正データをラッチするラッチ回路を備えるようにしてもよい。
【００４８】
尚、送信動作時には、送受信切替スイッチ４４が送信側端子Ｔｔａ，Ｔｔｂに接続される。即ち、送信データは、第２のＩＱ発生器４２ｂを介して各ＤＡＣ４５ａ，４５ｂによりアナログ信号に変換され、直交変調器４６により変調された後、増幅器３４により増幅されて送信信号ｆＴＸとして送信される。
【００４９】
このように、受信機４１は、送信機用の直交変調器４６を用いて受信動作時の周波数制御を行うことにより、該受信機４１の部品点数の増加を抑止して回路を効率的に構成することができる。
【００５０】
尚、上記各実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・各実施形態において、比較器２０にて基準信号ｆｒｅｆと比較する周波数（キャリア信号ｆＩＦｃの周波数）は、それを分周或いは逓倍した周波数でも可能である。
【００５１】
・各実施形態において、比較器２０は、キャリア信号ｆＩＦｃと基準信号ｆｒｅｆの周波数比較を行うようにしたが、各信号ｆＩＦｃ，ｆｒｅｆの位相比較を行うことにより誤差信号ｆｍを生成するようにしてもよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、受信周波数のずれに対しても受信特性を劣化させずに正しく復調することのできる受信機に使用される半導体装置、受信機及び半導体装置の制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第一実施形態の受信機を示す概略ブロック回路図である。
【図２】 第二実施形態の受信機を示す概略ブロック回路図である。
【図３】 第三実施形態の受信機を示す概略ブロック回路図である。
【符号の説明】
ｆｍ 誤差信号
ｆＩＦ，ｆＲＸ，ｆＩＦｍ 受信信号
ｆＩＦｃ キャリア信号
ｆｒｅｆ 基準信号
Ｒ１，Ｒ１１，Ｒ１１１ 第１の制御ループ
Ｒ２，Ｒ２２，Ｒ２２２ 第２の制御ループ
１４ バンドパスフィルタ
１６ 復調器
１７ 基準発振器
２０ 比較器
２１ ＰＬＬ制御回路
２２ ローカル発振器
４６ 直交変調器
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置、受信機及び半導体装置の制御方法に関する。
一般に、無線通信（無線リンク）において、無線機（送受信機）の周波数精度は、通信品質を維持することのできる十分な精度を保つように規格化され、こうした無線機に搭載される基準発振器には温度補償等を可能とした周波数精度の高いものが要求される。ところで、近距離無線リンクにおいては、比較的緩い無線規格（周波数のずれに対する許容範囲が比較的広い）が設定されている無線機もある。例えばブルートゥース（Bluetooth ）では、周波数精度は、チャネルあたりの帯域幅１ＭＨｚに対して、７５ＫＨｚの初期周波数精度と４０ＫＨｚの周波数ドリフトを許容している。この場合、無線機はそれほど高精度な基準発振器を必要としないため、低コスト化を実現することができる。こうした比較的緩い規格が設定されている場合、受信機においては、送信機からの受信周波数のずれに対しても正しく復調を行うことが必要である。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信時、受信機にて受信する信号の周波数がチャネル選択用バンドバスフィルタ（ＢＰＦ）のから外れてしまうと、その受信信号に歪みが生じて符号間干渉が増加し、ビット誤り率が増大する。この結果、受信機は、受信信号に対する復調を正しく行うことができない。
【０００３】
そこで、従来の受信機においては、このようなチャネル帯域からの周波数のずれに対する受信特性の低下を防止するため、ＢＰＦの段数を増設し、その通過帯域が、当該通信時に使用するチャネル帯域よりも予め許容する周波数のずれ分だけ広くなるように設定している。ＢＰＦの段数を増加するのは、単に通過帯域を広くするだけであると、帯域外での減衰量が低下することにより、減衰特性が低下するからである。
【０００４】
また、一般にＦＭ受信機などでは、受信機が受信する信号の強度をモニタし、該信号強度に応じてローカル発振器（Local Oscillator；ＬＯ）が生成する周波数（発振周波数）を可変させることで、受信信号の中間周波数（Intermediate Frequency；ＩＦ）がＢＰＦの通過帯域の中心になるように調整している。
【０００５】
また、例えば携帯電話等の移動体通信端末などでは、基地局の基準周波数に移動端末側の基準周波数が合うように制御することで、受信感度を向上させるようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、受信機では、ＢＰＦの通過帯域幅を広くすると、雑音特性が低下する。このため、結果として受信特性を向上させることができなかった。また、この方法では、ＢＰＦの段数が増加することにより、回路面積が増大するという問題があった。特にＢＰＦはそれ自体の回路面積が大きいため、その段数が増加すると受信機が大型化するという問題があった。
【０００７】
通常、ＢＰＦは受信機内に集積化され、該受信機で用いられるＩＦ信号の周波数は、一般にＢＰＦのチャネル帯域に合わせて低い周波数（例えばBluetooth では１〜３ＭＨｚ）に設定される。即ち、受信信号を低周波のＩＦ信号に変換することで、受信機の回路面積の小型化、低コスト化を図るようにしている。このような受信機において、従来のように、受信信号強度に応じてローカル発振器の周波数を調整する方法では、該信号強度のピーク前後で検出精度が低下するために、ＩＦ信号の周波数を正確に制御することができないという問題があった。加えて、この方法では、モニタする受信信号のレベルが変動（フェーディング）する場合に対応することができない上、ＴＤＤ（Time Division Duplex）などのように高速に応答する必要がある制御方式には適用することができないという問題を有していた。
【０００８】
また、ブルートゥース等を搭載した機器同士を接続して行う近距離無線リンクにおいては、全ての機器はマスターとスレーブのいずれにもなりうる。このような場合、マスター側の基準周波数にスレーブ側の基準周波数を合わせる制御方式では、スレーブ側の機器において、受信特性を向上させることはできるが、送信時に初期周波数精度が低下するという問題があり、実用上好ましくない制御方式であった。
【０００９】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は受信周波数のずれに対しても受信特性を劣化させずに正しく復調することのできる受信機に使用される半導体装置、受信機及び半導体装置の制御方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明によれば、受信信号を所定のチャネル帯域で受信する半導体装置であって、基準信号に基づいて発振するローカル発振器と、前記ローカル発振器の出力に基づいて受信する前記受信信号と前記基準信号との周波数又は位相を比較し、該比較差に応じた誤差信号を生成する比較器と、前記ローカル発振器の出力を変調して送信信号を出力する直交変調器とを備え、前記受信信号を受信する場合に、前記ローカル発振器は前記受信信号のチャネル帯域に応じた発振周波数を有する出力信号を保持し、前記直交変調器は前記ローカル発振器の出力を前記誤差信号に基づいて変調することにより補正する。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、前記比較器は、復調器から出力されるキャリア信号と前記基準信号との周波数又は位相を比較することにより、誤差信号を生成する。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、前記ローカル発振器を送信機の変調器として共用するようにしたため、部品点数を削減して回路を効率的に構成することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、半導体装置は、前記誤差信号に応じた周波数信号を出力する信号発生器を備えている。直交変調器は、その信号発生器から出力される周波数信号に基づいて前記ローカル発振器の出力を変調することにより補正する。
【００１４】
請求項５に記載の発明によれば、受信信号の周波数を所定のチャネル帯域に制御する半導体装置であって、基準信号に基づいて発振するローカル発振器の周波数を制御し、前記チャネル帯域を設定するための第１の制御ループと、前記ローカル発振器の出力に基づいて前記受信信号を受信する場合に、前記ローカル発振器が前記受信信号のチャネル帯域に応じた発振周波数を有する出力信号を保持しつつ、前記受信信号と前記基準信号との周波数又は位相を比較し、前記ローカル発振器の出力を変調して送信信号を出力する直交変調器により前記ローカル発振器の前記出力信号を、前記比較差に応じて生成した誤差信号に基づいて変調することにより補正するための第２の制御ループと、を含む。
【００１５】
請求項６に記載の発明によれば、前記第１の制御ループによる前記チャネル帯域の設定後に前記第２の制御ループに切り替えてローカル発振器の出力を補正するようにした。
【００１６】
請求項７に記載の発明によれば、前記第２の制御ループによる制御動作に先立って、前記バンドパスフィルタの中心周波数を前記基準信号に基づいてチャネル帯域に対応する周波数に設定するようにした。これにより、受信信号に含まれる不要な周波数成分はバンドパスフィルタによって確実に除去されるため、受信特性の劣化が防止される。
請求項８に記載の発明によれば、基準発振器から出力される基準信号の周波数に基づいてローカル発振器の出力を制御し、バンドパスフィルタの通過帯域を所定のチャネル帯域に設定するためのチャネル設定手段と、前記チャネル帯域に応じて受信信号を受信する場合に、前記ローカル発振器が前記受信信号のチャネル帯域に応じた発振周波数を有する出力信号を保持しつつ、前記受信信号と前記基準信号との周波数又は位相を比較し、該比較差に応じた誤差信号を生成して、前記ローカル発振器の出力を変調して送信信号を出力する直交変調器により前記ローカル発振器の前記出力信号を前記誤差信号に基づいて変調することにより補正する周波数補正手段と、を備える。
請求項９に記載の発明によれば、受信信号を所定のチャネル帯域で受信する半導体装置の制御方法であって、基準信号に基づいてローカル発振器を発振させ、前記ローカル発振器の出力に基づいて受信する前記受信信号と前記基準信号との周波数又は位相を比較して、該比較差に応じた誤差信号を生成し、前記受信信号を受信する場合に、前記ローカル発振器は前記受信信号のチャネル帯域に応じた発振周波数を有する出力信号を保持し、前記ローカル発振器の出力を変調して送信信号を出力する直交変調器により前記ローカル発振器の前記出力信号を前記誤差信号に基づいて変調することにより補正する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（第一実施形態）
以下、本発明を具体化した第一実施形態を図１に従って説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態の受信機を示す概略ブロック回路図である。尚、同図は、無線機が有する受信機の構成部分を示すものであり、送信機の構成部分については一部省略している。
【００１９】
受信機１１は、増幅器１２、ミキサ１３，バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１４、自動利得制御回路（ＡＧＣ）１５、復調器１６、基準発振器１７、周波数制御回路１８、分周器１９、周波数補正手段としての比較器２０、チャネル設定手段としてのＰＬＬ制御回路２１、ローカル発振器２２を含む。尚、この受信機１１は、基準発振器１７の水晶振動子を除いて１チップの半導体装置として形成されるものである。
【００２０】
増幅器１２は、図示しない送信機から受信した高周波の受信信号ｆＲＸを増幅してミキサ１３に出力する。ミキサ１３は、その増幅器１２により増幅された受信信号ｆＲＸとローカル発振器２２の出力信号ｆＬＯとの周波数差を算出し、その周波数差に応じた中間周波を持つ受信信号ｆＩＦ（＝ｆＲＸ−ｆＬＯ）をＢＰＦ１４に出力する。即ち、ミキサ１３は、高周波の受信信号ｆＲＸをそれより周波数の低い中間周波の受信信号ｆＩＦに周波数変換して出力する。
【００２１】
ＢＰＦ１４は、周波数制御回路１８により中心周波数ｆｏを持つ通過帯域となるように設定される。詳しくは、周波数制御回路１８は、基準発振器１７から出力される基準信号ｆｒｅｆの周波数に基づいてＢＰＦ１４の中心周波数ｆｏを中間周波の受信信号ｆＩＦと略一致する周波数とするように制御する。ＢＰＦ１４は、その通過帯域を外れる周波数成分を除去した受信信号ｆＩＦをＡＧＣ１５に出力する。ＡＧＣ１５は、そのＢＰＦ１４を介して入力する中間周波の受信信号ｆＩＦを復調器１６にて復調可能なレベルにまで増幅して生成した受信信号ｆＩＦｍを出力する。
【００２２】
復調器１６は、そのＡＧＣ１５から供給される受信信号ｆＩＦｍを復調し、該受信信号ｆＩＦｍから取り出した受信データ（デジタルデータ）を図示しない内部回路に出力する。また、復調器１６は、受信信号ｆＩＦｍを復調してキャリア信号ｆＩＦｃを比較器２０に出力する。
【００２３】
比較器２０には、キャリア信号ｆＩＦｃと基準発振器１７から出力される基準信号ｆｒｅｆの周波数を分周器１９により分周比１／Ｒにて分周した分周信号ｆｒｅｆ／Ｒが入力される。比較器２０は、キャリア信号ｆＩＦｃと分周信号ｆｒｅｆ／Ｒとの周波数差を比較し、該周波数差に応じた誤差信号ｆｍをローカル発振器２２に出力する。
【００２４】
ＰＬＬ制御回路２１には、上記基準発振器１７から出力される基準信号ｆｒｅｆが入力される。このＰＬＬ制御回路２１は、基準信号ｆｒｅｆ及びローカル発振器２２の出力信号ｆＬＯを入力し、各信号ｆｒｅｆ，ｆＬＯの周波数差（位相差）に基づいて生成した制御信号ｆｖをローカル発振器２２に出力する。
【００２５】
比較器２０及びＰＬＬ制御回路２１の出力端子にはループ切替手段としてのループ切替スイッチ２３が接続されている。ループ切替スイッチ２３は、その接続位置を第１端子Ｔａ又は第２端子Ｔｂに切り替えることにより、ローカル発振器２２の入力をＰＬＬ制御回路２１からの制御信号ｆｖ又は比較器２０からの誤差信号ｆｍに切り替える。
【００２６】
詳述すると、ループ切替スイッチ２３が第１端子Ｔａに切り替えられるとき、ＰＬＬ制御回路２１及びローカル発振器２２により第１の制御ループＲ１が形成される。第１の制御ループＲ１は、受信信号ｆＲＸを受信するためのチャネル帯域（周波数帯域）を設定する。即ち、この第１の制御ループＲ１では、ＰＬＬ制御回路２１は、基準発振器１７からの基準信号ｆｒｅｆ及び帰還入力されるローカル発振器２２の出力信号ｆＬＯに基づいて該発振器２２の発振周波数を所望の周波数に設定することにより受信チャネル帯域を設定する。
【００２７】
一方、ループ切替スイッチ２３が第２端子Ｔｂに切り替えられるとき、ミキサ１３、ＢＰＦ１４、ＡＧＣ１５、復調器１６、比較器２０及びローカル発振器２２により第２の制御ループＲ２が形成される。第２の制御ループＲ２は、受信信号ｆＩＦの周波数（中間周波）を一定の周波数に制御する。即ち、この第２の制御ループＲ２では、比較器２０からの誤差信号ｆｍに基づいて、受信信号ｆＩＦの周波数とＢＰＦ１４の中心周波数とが略一致するようにローカル発振器２２の発振周波数が補正される。
【００２８】
尚、本実施形態において、受信機１１を構成するローカル発振器２２は、例えば電圧制御型発振器（ＶＣＯ）で構成され、図示しない送信機によるデータ送信時には変調器として用いられる。
【００２９】
次に、このように構成された受信機１１の作用を説明する。
まず、周波数制御回路１８は、基準信号ｆｒｅｆの周波数に基づいてＢＰＦ１４の中心周波数ｆｏを設定する。ループ切替スイッチ２３は、第１端子Ｔａ（つまり第１の制御ループＲ１側）に切り替えられており、ＰＬＬ制御回路２１は、ローカル発振器２２の発振周波数を制御して受信時のチャネル帯域を設定する。このチャネル帯域の設定後、ループ切替スイッチ２３が第２端子Ｔｂ（つまり第２の制御ループＲ２側）に切り替えられる。
【００３０】
受信機１１が受信信号ｆＲＸを受信すると、増幅器１２は、受信信号ｆＲＸを増幅してミキサ１３に出力し、ミキサ１３は、その受信信号ｆＲＸを中間周波の受信信号ｆＩＦに周波数変換してＢＰＦ１４に出力する。このＢＰＦ１４の中心周波数ｆｏは、上記周波数制御回路１８により受信信号ｆＩＦの周波数（中間周波）と略一致する周波数に予め設定され、ＢＰＦ１４は、受信信号ｆＩＦに含まれる不要な周波数成分を除去してＡＧＣ１５に出力する。ＡＧＣ１５は、所定の利得に増幅した受信信号ｆＩＦｍを復調器１６に出力し、復調器１６は、その受信信号ｆＩＦｍを復調して受信データを取り出して、キャリア信号ｆＩＦｃを比較器２０に出力する。
【００３１】
比較器２０は、キャリア信号ｆＩＦｃと基準信号ｆｒｅｆの分周信号ｆｒｅｆ／Ｒとを比較し、各信号ｆＩＦｃ，ｆｒｅｆ／Ｒの周波数差に応じた誤差信号ｆｍを生成する。上記したように、ループ切替スイッチ２３は、第２端子Ｔｂに切り替えられており、比較器２０からの誤差信号ｆｍはローカル発振器２２に入力される。これにより、ミキサ１３から出力される受信信号ｆＩＦの周波数とＢＰＦ１４の中心周波数ｆｏとが一致するようにローカル発振器２２の発振周波数が誤差信号ｆｍに基づいて補正される。
【００３２】
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）受信機１１は、第１の制御ループＲ１のＰＬＬ制御回路２１により受信信号ｆＲＸに対するチャネル帯域を設定した後、第２の制御ループＲ２の比較器２０により受信信号ｆＩＦｍを復調した後のキャリア信号ｆＩＦｃと基準信号ｆｒｅｆを分周した分周信号ｆｒｅｆ／Ｒとの比較結果に基づいてローカル発振器２２の周波数を補正する。ＢＰＦ１４の中心周波数ｆｏは、基準信号ｆｒｅｆに基づいて中間周波の受信信号ｆＩＦの周波数と略一致する周波数となるように予め設定される。このような受信機１１では、ＢＰＦ１４の中心周波数ｆｏと受信信号ｆＩＦの周波数が、ともに基準信号ｆｒｅｆの周波数に基づいて制御される。このため、受信周波数のずれや周波数ドリフトが発生した場合にも、受信信号ｆＩＦの周波数をＢＰＦ１４の中心周波数ｆｏに精度よく一致させることができる。従って、受信特性の劣化（ビット誤り率の増大など）が防止され、受信信号ｆＲＸに対する復調を正確に行うことができる。
【００３３】
（２）ＢＰＦ１４の中心周波数ｆｏは、基準信号ｆｒｅｆに基づいて受信信号ｆＩＦの周波数と略一致する周波数となるように制御されるため、該受信信号ｆＩＦに含まれる不要な信号はＢＰＦ１４により確実に除去される。これにより、妨害信号などを受信することによって受信特性を劣化させることはない。
【００３４】
（３）本実施形態では、ＢＰＦ１４の段数を増加する必要がないため、回路面積の増大が防止される。従って、受信機１１が大型化することが防止される。
（４）ローカル発振器２２を送信機の変調器を用いて構成し、該発振器２２を送信機と共用するようにしたため、受信機１１を効率的に構成することができる。これにより、製造コストの低減化に貢献することができる。
【００３５】
（５）本実施形態では、チャネル設定時におけるローカル発振器２２の周波数制御はＰＬＬ制御回路２１により行われる。従って、周波数ホッピング等の周波数切り替え制御も高速に行うことが可能である。
【００３６】
（第二実施形態）
以下、本発明を具体化した第二実施形態を図２に従って説明する。
図２は、本実施形態の受信機を示す概略ブロック回路図である。尚、本実施形態の受信機は第一実施形態とほぼ同様に構成されており、同図は無線機における送信機の構成部分を具体化して示したものである。従って、第一実施形態と同様な構成部分については同一符号を付してその詳細な説明を一部省略する。
【００３７】
本実施形態の受信機３１は、第一実施形態と同様に基準発振器１７の水晶振動子を除いて１チップの半導体装置として形成される。
この受信機３１において、ＰＬＬ制御回路２１は、スイッチ素子（スイッチ）３２及びローパスフィルタ（ＬＰＦ）３３を介してローカル発振器２２に接続され、ローカル発振器２２は増幅器３４と接続されている。即ち、ＬＰＦ３３は、ＰＬＬ制御回路２１からの制御信号ｆｖを平滑することにより高周波成分を除去してローカル発振器２２に出力する。スイッチ３２は、第１の制御ループＲ１を開閉制御し、このスイッチ３２がオンされるとき第１の制御ループＲ１が形成され、逆にオフされるとき第１の制御ループＲ１はオープンループとなる。
【００３８】
比較器２０はＬＰＦ３５に接続され、このＬＰＦ３５は送受信切替スイッチ３６を介してローカル発振器２２に接続されている。送受信切替スイッチ３６は、受信側端子Ｔｒ及び送信側端子Ｔｔを有し、上記ＬＰＦ３５は受信側端子Ｔｒと接続されている。送受信切替スイッチ３６の送信側端子Ｔｔには帯域制限フィルタとしてのベースバンド（ＢＢ）フィルタ３７が接続されている。
【００３９】
このような構成では、受信動作時において、受信機３１は、第一実施形態と同様、まず第１の制御ループＲ１１にてチャネル帯域の設定を行う。その際、ＢＰＦ１４の中心周波数ｆｏは基準信号ｆｒｅｆに基づいて予め設定される。その後は、送受信切替スイッチ３６が受信側端子Ｔｒに接続されて第２の制御ループＲ２２が形成され、受信機３１は、ローカル発振器２２の周波数補正を行うことにより、受信信号ｆＩＦの周波数（中間周波）とＢＰＦ１４の中心周波数ｆｏとを略一致させる。尚、送信動作時には、送受信切替スイッチ３６が送信側端子Ｔｔに接続される。
【００４０】
即ち、送信データは、ＢＢフィルタ３７を介してローカル発振器２２に入力され、変調された後に増幅器３４により増幅されて送信信号ｆＴＸとして送信される。
【００４１】
このように、受信機３１は、送信機用の変調器としてのローカル発振器２２を用いて受信動作時の周波数制御を行うことにより、該受信機３１の部品点数の増加を抑止して回路を効率的に構成することができる。
【００４２】
（第三実施形態）
以下、本発明を具体化した第三実施形態を図３に従って説明する。
図３は、本実施形態の受信機を示す概略ブロック回路図である。尚、本実施形態の受信機は第二実施形態の受信機の構成を一部変更したものであり、同図は無線機における送信機の構成部分を具体化して示したものである。従って、第二実施形態と同様な構成部分については同一符号を付してその詳細な説明を一部省略する。
【００４３】
本実施形態の受信機４１は、上記実施形態と同様に基準発振器１７の水晶振動子を除いて１チップの半導体装置として形成される。
この受信機４１において、比較器２０は、ＬＰＦ３５を介して信号発生器としての第１のＩＱ発生器４２ａに接続され、第１のＩＱ発生器４２ａは、比較器２０からの誤差信号ｆｍに応じた周波数信号を生成する。具体的には、第１のＩＱ発生器４２ａにはＲＯＭ４３が内蔵され、このＲＯＭ４３には比較器２０からの誤差信号ｆｍに応じて第１のＩＱ発生器４２ａが生成する周波数信号に対応したデータ（補正データ）が予め格納されている。
【００４４】
第１のＩＱ発生器４２ａは、送受信切替スイッチ４４、第１及び第２のＤ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）４５ａ，４５ｂを介して直交変調器４６と接続されている。直交変調器４６は増幅器３４に接続され、その増幅器３４の出力端子はミキサ１３に接続されている。
【００４５】
送受信切替スイッチ４４は、受信側端子Ｔｒａ，Ｔｒｂ及び送信側端子Ｔｔａ，Ｔｔｂを有し、上記第１のＩＱ発生器４２ａは、受信側端子Ｔｒａ，Ｔｒｂと接続されている。送受信切替スイッチ４４の送信側端子Ｔｔａ，Ｔｔｂには第２のＩＱ発生器４２ｂが接続されている。
【００４６】
このような構成では、受信動作時において、受信機４１は、第一実施形態と同様、まず第１の制御ループＲ１１１にてチャネル帯域の設定を行う。その際、ＢＰＦ１４の中心周波数ｆｏは基準信号ｆｒｅｆに基づいて予め設定される。その後、送受信切替スイッチ４４が受信側端子Ｔｒａ，Ｔｒｂに接続されて第２の制御ループＲ２２２が形成される。受信機４１は、比較器２０からの誤差信号ｆｍに基づいてローカル発振器２２の出力信号を直交変調器４６により変調し、該ローカル発振器２２の周波数補正を行うことにより、受信信号ｆＩＦの周波数（中間周波）とＢＰＦ１４の中心周波数ｆｏとを略一致させる。
【００４７】
ここで、第１のＩＱ発生器４２ａは、比較器２０からの誤差信号ｆｍに応じて生成する補正用の周波数信号に対応した補正データをＲＯＭ４３から随時読み出し、該補正データを各ＤＡＣ４５ａ，４５ｂによりアナログ信号に変換して直交変調器４６に出力する。従って、各ＤＡＣ４５ａ，４５ｂからは周波数が離散的に出力される。このため、受信動作をより安定させるために、第１のＩＱ発生器４２ａから出力される補正データをラッチするラッチ回路を備えるようにしてもよい。
【００４８】
尚、送信動作時には、送受信切替スイッチ４４が送信側端子Ｔｔａ，Ｔｔｂに接続される。即ち、送信データは、第２のＩＱ発生器４２ｂを介して各ＤＡＣ４５ａ，４５ｂによりアナログ信号に変換され、直交変調器４６により変調された後、増幅器３４により増幅されて送信信号ｆＴＸとして送信される。
【００４９】
このように、受信機４１は、送信機用の直交変調器４６を用いて受信動作時の周波数制御を行うことにより、該受信機４１の部品点数の増加を抑止して回路を効率的に構成することができる。
【００５０】
尚、上記各実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・各実施形態において、比較器２０にて基準信号ｆｒｅｆと比較する周波数（キャリア信号ｆＩＦｃの周波数）は、それを分周或いは逓倍した周波数でも可能である。
【００５１】
・各実施形態において、比較器２０は、キャリア信号ｆＩＦｃと基準信号ｆｒｅｆの周波数比較を行うようにしたが、各信号ｆＩＦｃ，ｆｒｅｆの位相比較を行うことにより誤差信号ｆｍを生成するようにしてもよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、受信周波数のずれに対しても受信特性を劣化させずに正しく復調することのできる受信機に使用される半導体装置、受信機及び半導体装置の制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第一実施形態の受信機を示す概略ブロック回路図である。
【図２】 第二実施形態の受信機を示す概略ブロック回路図である。
【図３】 第三実施形態の受信機を示す概略ブロック回路図である。
【符号の説明】
ｆｍ 誤差信号
ｆＩＦ，ｆＲＸ，ｆＩＦｍ 受信信号
ｆＩＦｃ キャリア信号
ｆｒｅｆ 基準信号
Ｒ１，Ｒ１１，Ｒ１１１ 第１の制御ループ
Ｒ２，Ｒ２２，Ｒ２２２ 第２の制御ループ
１４ バンドパスフィルタ
１６ 復調器
１７ 基準発振器
２０ 比較器
２１ ＰＬＬ制御回路
２２ ローカル発振器
４６ 直交変調器
Claims (9)
- 受信信号を所定のチャネル帯域で受信する半導体装置であって、
基準信号に基づいて発振するローカル発振器と、
前記ローカル発振器の出力に基づいて受信する前記受信信号と前記基準信号との周波数又は位相を比較し、該比較差に応じた誤差信号を生成する比較器と、
前記ローカル発振器の出力を変調して送信信号を出力する直交変調器と
を備え、
前記受信信号を受信する場合に、前記ローカル発振器は前記受信信号のチャネル帯域に応じた発振周波数を有する出力信号を保持し、前記直交変調器は前記ローカル発振器の前記出力信号を前記誤差信号に基づいて変調することにより補正することを特徴とする半導体装置。 - 前記受信信号を復調してキャリア信号を生成する復調器を備え、
前記比較器は、前記キャリア信号と前記基準信号との周波数又は位相を比較することを特徴とする請求項１記載の半導体装置。 - 前記ローカル発振器を送信機の変調器として共用することを特徴とする請求項１又は２記載の半導体装置。
- 前記誤差信号に応じた周波数信号を出力する信号発生器を備え、
前記直交変調器は、前記ローカル発振器の出力を前記信号発生器から出力される周波数信号に基づいて変調することにより補正することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の半導体装置。 - 受信信号の周波数を所定のチャネル帯域に制御する半導体装置であって、
基準信号に基づいて発振するローカル発振器の周波数を制御し、前記チャネル帯域を設定するための第１の制御ループと、
前記ローカル発振器の出力に基づいて前記受信信号を受信する場合に、前記ローカル発振器が前記受信信号のチャネル帯域に応じた発振周波数を有する出力信号を保持しつつ、前記受信信号と前記基準信号との周波数又は位相を比較し、前記ローカル発振器の出力を変調して送信信号を出力する直交変調器により前記ローカル発振器の前記出力信号を、前記比較差に応じて生成した誤差信号に基づいて変調することにより補正するための第２の制御ループと、を含むことを特徴とする半導体装置。 - 前記第１の制御ループによる前記チャネル帯域の設定後に前記第２の制御ループに切り替えて前記ローカル発振器の出力を補正するためのループ切替手段を有することを特徴とする請求項５記載の半導体装置。
- 受信機には前記チャネル帯域を設定するためのバンドパスフィルタが備えられ、
前記第２の制御ループによる制御動作に先立って、前記バンドパスフィルタの中心周波数を前記基準信号に基づいて前記チャネル帯域に対応する周波数に設定するための周波数制御回路を有することを特徴とする請求項５又は６記載の半導体装置。 - 基準発振器から出力される基準信号の周波数に基づいてローカル発振器の出力を制御し、バンドパスフィルタの通過帯域を所定のチャネル帯域に設定するためのチャネル設定手段と、
前記チャネル帯域に応じて受信信号を受信する場合に、前記ローカル発振器が前記受信信号のチャネル帯域に応じた発振周波数を有する出力信号を保持しつつ、前記受信信号と前記基準信号との周波数又は位相を比較し、該比較差に応じた誤差信号を生成して、前記ローカル発振器の出力を変調して送信信号を出力する直交変調器により前記ローカル発振器の前記出力信号を前記誤差信号に基づいて変調することにより補正する周波数補正手段と、を備えることを特徴とする受信機。 - 受信信号を所定のチャネル帯域で受信する半導体装置の制御方法であって、
基準信号に基づいてローカル発振器を発振させ、
前記ローカル発振器の出力に基づいて受信する前記受信信号と前記基準信号との周波数又は位相を比較して、該比較差に応じた誤差信号を生成し、
前記受信信号を受信する場合に、前記ローカル発振器は前記受信信号のチャネル帯域に応じた発振周波数を有する出力信号を保持し、前記ローカル発振器の出力を変調して送信信号を出力する直交変調器により前記ローカル発振器の前記出力信号を前記誤差信号に基づいて変調することにより補正する
ことを特徴とする半導体装置の制御方法。
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