受信回路、集積回路装置及び電子機器
【課題】簡素な構成で広い受信帯域を有する受信回路、集積回路装置及び電子機器等を提供すること。
【解決手段】受信回路は、アンテナ１１０から整合回路１２０を介して入力される入力信号を増幅する低雑音増幅器１３０と、低雑音増幅器１３０の後段に設けられる周波数変換回路１４０と、周波数変換回路１４０の後段に設けられるフィルター１５０とを含み、整合回路１２０の共振周波数を第１の周波数とし、低雑音増幅器１３０が有する共振回路の共振周波数を第２の周波数とした場合に、第２の周波数が、受信帯域の幅によって規定される周波数だけ第１の周波数からシフトされた周波数に設定される。
【解決手段】受信回路は、アンテナ１１０から整合回路１２０を介して入力される入力信号を増幅する低雑音増幅器１３０と、低雑音増幅器１３０の後段に設けられる周波数変換回路１４０と、周波数変換回路１４０の後段に設けられるフィルター１５０とを含み、整合回路１２０の共振周波数を第１の周波数とし、低雑音増幅器１３０が有する共振回路の共振周波数を第２の周波数とした場合に、第２の周波数が、受信帯域の幅によって規定される周波数だけ第１の周波数からシフトされた周波数に設定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信回路、集積回路装置及び電子機器等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機などの無線機器では、複数の周波数帯（マルチバンド）で通信可能な機能が求められている。しかし使用する周波数帯毎に送信回路及び受信回路を設けることは、回路構成を複雑にし、消費電力を大きくするなどの問題がある。
【０００３】
この課題に対して例えば特許文献１には、整合回路に設けられたキャパシターと増幅器に設けられたキャパシターとを周波数に応じて切り換える手法が開示されている。
【０００４】
しかしながらこの手法では、切り換えるための回路が複雑になったり、ゲインを一定にすることが難しくなるなどの課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３２５１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の幾つかの態様によれば、簡素な構成で広い受信帯域を有する受信回路、集積回路装置及び電子機器等を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、アンテナから整合回路を介して入力される入力信号を増幅する低雑音増幅器と、前記低雑音増幅器の後段に設けられる周波数変換回路と、前記周波数変換回路の後段に設けられるフィルターとを含み、前記整合回路の共振周波数を第１の周波数とし、前記低雑音増幅器が有する共振回路の共振周波数を第２の周波数とした場合に、前記第２の周波数が、受信帯域の幅によって規定される周波数だけ前記第１の周波数からシフトされた周波数に設定される受信回路に関係する。
【０００８】
本発明の一態様によれば、受信回路は、第１の周波数と第２の周波数との差に対応する幅を有する受信帯域内において、ほぼ一定のゲインを確保することが可能になる。その結果、簡素な構成で受信帯域内の周波数の搬送波を受信することが可能になる。
【０００９】
また本発明の一態様では、前記受信帯域は、少なくとも２以上の搬送波の周波数を含んでもよい。
【００１０】
このようにすれば、受信帯域内の少なくとも２以上の搬送波を受信することが可能になる。
【００１１】
また本発明の一態様では、前記第２の周波数は、前記受信帯域の下側のカットオフ周波数よりも高い周波数に設定され、前記第１の周波数は、前記第２の周波数よりも高く、且つ前記受信帯域の上側のカットオフ周波数よりも低い周波数に設定されてもよい。
【００１２】
このようにすれば、第２の周波数により規定される下側のカットオフ周波数と、第１の周波数により規定される上側のカットオフ周波数とを有する受信帯域内の少なくとも２以上の搬送波を受信することが可能になる。
【００１３】
また本発明の一態様では、前記第１の周波数は、前記受信帯域の下側のカットオフ周波数よりも高い周波数に設定され、前記第２の周波数は、前記第１の周波数よりも高く、且つ前記受信帯域の上側のカットオフ周波数よりも低い周波数に設定されてもよい。
【００１４】
このようにすれば、第１の周波数により規定される下側のカットオフ周波数と、第２の周波数により規定される上側のカットオフ周波数とを有する受信帯域内の少なくとも２以上の搬送波を受信することが可能になる。
【００１５】
また本発明の一態様では、前記周波数変換回路は、局所周波数生成回路と、前記局所周波数生成回路の出力と前記低雑音増幅器の出力とのミキシング処理を行うミキサーとを含み、前記受信帯域は、少なくとも２以上の搬送波の周波数を含み、前記局所周波数生成回路は、前記受信帯域内の選択された前記搬送波の周波数に対応して設定される局所周波数の信号を出力してもよい。
【００１６】
このようにすれば、周波数変換回路は、少なくとも２以上の搬送波の周波数を含む受信帯域内の選択された搬送波の周波数に対して周波数変換を行うことが可能になる。
【００１７】
また本発明の一態様では、前記整合回路を構成するキャパシターの容量値及びインダクターのインダクタンス値は共に固定値であり、前記低雑音増幅器が有する前記共振回路を構成するキャパシターの容量値及びインダクターのインダクタンス値は共に固定値であってもよい。
【００１８】
このようにすれば、整合回路及び低雑音増幅器のキャパシター又はインダクター（例えばコイル）などを切り換える必要がないから、切り換えのための回路が不要になり回路を簡素化することができる。
【００１９】
また本発明の一態様では、前記低雑音増幅器は、前記入力信号を増幅する増幅部と、前記増幅部に流れる電流を設定するバイアス電流源と、前記増幅部に直列に設けられる前記共振回路を含んでもよい。
【００２０】
このようにすれば、バイアス電流源により増幅部に流れる電流を可変に設定することができるから、低雑音増幅器のゲインを制御することができる。また、共振回路を設けることにより、共振周波数において低雑音増幅器のゲインを増大することができる。
【００２１】
また本発明の一態様では、所望波の信号強度を検出する検出回路を含み、前記検出回路は、固定値に設定されたしきい値に基づいて前記信号強度の検出処理を行い、前記信号強度の前記検出処理の結果に基づいて、前記バイアス電流源の電流値が可変に設定されてもよい。
【００２２】
このようにすれば、選択された搬送波の周波数に応じて検出回路のしきい値を切り換える必要がないから、切り換えのための回路が不要になり回路を簡素化できる。
【００２３】
本発明の他の態様は、上記に記載の受信回路を含む集積回路装置に関係する。
【００２４】
本発明の他の態様は、上記に記載の集積回路装置及び前記整合回路を含む電子機器に関係する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】受信回路の基本的な構成例。
【図２】整合回路の構成例。
【図３】低雑音増幅器の詳細な構成例。
【図４】共振回路の一例。
【図５】低雑音増幅器の別の構成例。
【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、周波数特性を説明する図。
【図７】集積回路装置の一例。
【図８】電子機器の一例。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００２７】
１．受信回路
本実施形態の受信回路は、低雑音増幅器（ＬＮＡ）の共振回路の共振周波数を、整合回路の共振周波数からシフトされた周波数に設定することで、簡素な構成で複数の搬送波の周波数を受信することができる。以下に、受信回路、整合回路、及び低雑音増幅器の各構成例について説明する。
【００２８】
図１に本実施形態の受信回路の基本的な構成例を示す。本実施形態の受信回路１００は、低雑音増幅器（ＬＮＡ）１３０、周波数変換回路１４０及びフィルター１５０を含む。なお、本実施形態の受信回路は図１の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。例えばフィルターを低雑音増幅器１３０と周波数変換回路１４０との間に設けてもよい。
【００２９】
低雑音増幅器（ＬＮＡ）１３０は、アンテナ１１０から整合回路１２０を介して入力される入力信号Ｓ１ａ、Ｓ１ｂを増幅する。２つの入力信号Ｓ１ａとＳ１ｂとは、互いに振幅が等しく位相が１８０度異なる信号、すなわち１対の差動信号を構成する。
【００３０】
周波数変換回路１４０は、低雑音増幅器１３０の後段に設けられ、低雑音増幅器１３０の出力信号（１対の差動信号）Ｓ２ａ、Ｓ２ｂを受けて、周波数を変換して出力信号Ｓ４ａ、Ｓ４ｂ、Ｓ４ｃ、Ｓ４ｄを出力する。出力信号Ｓ４ａ、Ｓ４ｂは１対の差動信号を構成し、また出力信号Ｓ４ｃ、Ｓ４ｄは別の１対の差動信号を構成する。そして出力信号Ｓ４ａとＳ４ｃとは互いに位相が９０度異なり、また出力信号Ｓ４ｂとＳ４ｄとは互いに位相が９０度異なる。
【００３１】
具体的には、周波数変換回路１４０は、局所周波数生成回路２４０及びミキサー２１０、２２０、２３０を含む。局所周波数生成回路２４０は、発振回路（ＰＬＬ回路）２５０及び分周器２６０を含み、受信帯域内の選択された搬送波の周波数に対応して設定される局所周波数の信号（１対の差動信号）ＳＬａ、ＳＬｂ及び互いに位相が９０度異なる２つの信号Ｉ、Ｑを出力する。
【００３２】
ミキサー２１０は、局所周波数生成回路２４０の出力信号ＳＬａ、ＳＬｂと低雑音増幅器１３０の出力信号Ｓ２ａ、Ｓ２ｂとのミキシング処理を行い、出力信号（１対の差動信号）Ｓ３ａ、Ｓ３ｂを出力する。さらに次段のミキサー２２０は、ミキサー２１０の出力信号Ｓ３ａ、Ｓ３ｂと局所周波数生成回路２４０の出力信号Ｉとのミキシング処理を行って、出力信号（１対の差動信号）Ｓ４ａ、Ｓ４ｂを出力する。またもう１つのミキサー２３０は、ミキサー２１０の出力信号Ｓ３ａ、Ｓ３ｂと局所周波数生成回路２４０の出力信号Ｑとのミキシング処理を行って、出力信号（１対の差動信号）Ｓ４ｃ、Ｓ４ｄを出力する。
【００３３】
フィルター１５０は、例えば複素フィルターであって、周波数変換回路１４０の後段に設けられ、互いに位相が９０度異なる信号Ｓ４ａ〜Ｓ４ｄを受けて、不要な周波数の信号（イメージ信号）を除去して所望波の信号を出力信号（１対の差動信号）Ｓ５ａ、Ｓ５ｂ及び出力信号（１対の差動信号）Ｓ５ｃ、Ｓ５ｄとして出力する。
【００３４】
なお、図１の構成では、整合回路１２０の出力を差動信号とし、低雑音増幅器１３０を差動型として、それ以後の各回路も差動信号を扱っているが、これは必須のものではない。整合回路１２０の出力をシングルエンドの信号（非差動信号）とし、低雑音増幅器１３０及び他の回路をシングルエンドの信号に対応する回路としてもよい。
【００３５】
さらに本実施形態の受信回路１００は、検出回路１６０及び復調回路１７０を含むことができる。
【００３６】
検出回路１６０は、フィルター１５０の出力信号Ｓ５ａ〜Ｓ５ｄを受けて所望波の信号強度を検出する。検出された信号強度に基づいて、低雑音増幅器（ＬＮＡ）１３０の利得（ゲイン）が制御される。具体的には、検出回路１６０は固定値に設定されたしきい値に基づいて信号強度の検出処理を行い、上記信号強度の検出処理の結果に基づいて、低雑音増幅器１３０に含まれるバイアス電流源の電流値が可変に設定される。
【００３７】
復調回路１７０は、所望波の信号を復調して必要なデータを取り出す。復調回路１７０は、送信側の変調方式（例えば振幅変調、周波数変調など）に応じた復調を行うことができる。
【００３８】
局所周波数生成回路２４０は、上述したように受信帯域内の選択された搬送波の周波数に対応して設定される局所周波数の信号ＳＬａ、ＳＬｂを出力する。例えば、搬送波の周波数すなわち信号Ｓ２ａ、Ｓ２ｂの周波数がｆ０である場合には、局所周波数すなわち信号ＳＬａ、ＳＬｂの周波数はｆＬに設定される。そしてミキサー２１０がミキシング処理を行って、上記２つの周波数の差すなわちｆＬ−ｆ０の周波数の信号Ｓ３ａ、Ｓ３ｂが出力される。
【００３９】
分周器２６０の分周比が例えばＮである場合には、上記局所周波数ｆＬの１／Ｎの周波数の信号が分周器２６０により生成される。分周器２６０から出力された周波数ｆＬ／Ｎの信号Ｉ、Ｑと、ミキサー２１０から出力された周波数ｆＬ−ｆ０の信号Ｓ３ａ、Ｓ３ｂとが、ミキサー２２０、２３０でミキシング処理されて、ｆＬ−ｆ０−ｆＬ／Ｎの周波数の信号Ｓ４ａ〜Ｓ４ｄが出力される。
【００４０】
このように搬送波の周波数ｆ０に対して、上記のように局所周波数ｆＬを設定することで、所望の周波数に変換することができる。また、搬送波が他の周波数である場合には、局所周波数ｆＬを別の周波数に設定することで、同一周波数に変換することができる。したがって、局所周波数を受信帯域内の選択された搬送波の周波数に対応する周波数に設定することで、受信帯域内の複数の搬送波の信号を受信することができる。
【００４１】
図２に、整合回路１２０の構成例を示す。図２の構成例では、整合回路１２０は２つのインダクター（コイル）ＬＡ１、ＬＡ２と、並列共振回路を構成するキャパシターＣＡ１及びインダクター（コイル）ＬＡ３とを含む。なお、本実施形態の整合回路１２０は図２の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
【００４２】
整合回路１２０は、アンテナ１１０と低雑音増幅器１３０との間に設けられ、インピーダンス整合（インピーダンスマッチング）を行う。具体的には、アンテナ１１０のインピーダンスが低い値（例えば５０Ω）であり、低雑音増幅器１３０の入力インピーダンスが高い値（例えば数ｋΩ）である場合に、低インピーダンスから高インピーダンスへの変換を行う。
【００４３】
図３に、低雑音増幅器（ＬＮＡ）１３０の詳細な構成例を示す。低雑音増幅器１３０は、入力信号を増幅する増幅部２８０と、増幅部２８０に流れる電流を設定するバイアス電流源ＩＢと、増幅部２８０に直列に設けられる共振回路２７０を含む
具体的には、図３の構成例は差動型の低雑音増幅器であって、増幅部２８０は、カスコード接続された２つのＮ型（広義には第１の導電型）トランジスターＴ１、Ｔ３及びカスコード接続された別の２つのＮ型トランジスターＴ２、Ｔ４を含む。共振回路２７０は、インダクター（コイル）Ｌ１及びキャパシターＣ１で構成される並列共振回路と、インダクター（コイル）Ｌ２及びキャパシターＣ２で構成されるもう１つの並列共振回路とを含む。また、共振回路２７０、増幅部２８０及びバイアス電流源ＩＢは、第１の電源ノード（高電位側電源ノード）ＶＤＤと第２の電源ノード（低電位側電源ノード）ＶＳＳとの間に直列に設けられる。
【００４４】
なお、本実施形態の低雑音増幅器１３０は図３の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。例えば、整合回路１２０の出力をシングルエンドの信号（非差動信号）とし、低雑音増幅器１３０をシングルエンド型（非差動型）の回路としてもよい。またトランジスターＴ３、Ｔ４を設けない構成としてもよい。
【００４５】
整合回路１２０からの信号（１対の差動信号）Ｓ１ａ、Ｓ１ｂは、それぞれトランジスターＴ１、Ｔ２のゲートに入力される。低雑音増幅器１３０により増幅された出力信号Ｓ２ａ、Ｓ２ｂは、ミキサー２１０に入力される。
【００４６】
バイアス電流源ＩＢは、検出回路１６０による信号強度の検出処理の結果に基づいて、その電流値が可変に設定され、低雑音増幅器１３０のゲインが制御される。具体的には、バイアス電流源ＩＢの電流値が増加することで低雑音増幅器１３０のゲインが増加し、バイアス電流源ＩＢの電流値が減少することで低雑音増幅器１３０のゲインが減少する。
【００４７】
共振回路２７０は、図３に示すように、Ｌ１、Ｃ１及びＬ２、Ｃ２で構成される２つの並列共振回路だけではなく、配線容量Ｃ３、Ｃ４及びミキサー２１０の入力容量を含む。これらの寄生容量が共振周波数に影響を与えるからである。図４に、ミキサー２１０の入力容量Ｃ５、Ｃ６を付加した共振回路２７０の一例を示す。後述するように、低雑音増幅器１３０の周波数特性は、この共振回路２７０の共振周波数に依存する。
【００４８】
図５に、低雑音増幅器１３０をディスクリート回路（個別回路）とした構成例を示す。すなわち図５の構成例では、低雑音増幅器１３０は、周波数変換回路１４０など他の回路と共に同一チップ（集積回路装置）上に集積化されるのではなく、個別の回路として形成される。１つの個別回路と他の個別回路との接続は、低インピーダンス（例えば５０Ω）の伝送線路を用いる場合が多い。そのため低雑音増幅器１３０の出力は、図５に示す整合回路（出力側）１９０によりインピーダンス変換してから次段の回路に入力される。この場合には、共振周波数は整合回路（出力側）１９０の特性にも依存するから、共振回路２７０には整合回路（出力側）１９０も含める。
【００４９】
上述したように、周波数の異なる複数の搬送波を受信するためには、選択された搬送波（受信しようとする搬送波）の周波数に応じて局所周波数を切り換える必要があるが、さらに整合回路及び低雑音増幅器の周波数特性を考慮する必要がある。以下に、整合回路、低雑音増幅器及び受信回路の周波数特性について図６（Ａ）〜図６（Ｃ）を用いて説明する。
【００５０】
整合回路１２０の周波数特性は、例えば図６（Ａ）に示すように整合回路１２０の共振周波数（第１の周波数）ｆ１でゲインが最大となる（図６（Ａ）のＡ１）。また低雑音増幅器１３０の周波数特性は、図６（Ｂ）に示すように低雑音増幅器１３０に含まれる共振回路２７０の共振周波数（第２の周波数）ｆ２でゲインが最大となる（図６（Ｂ）のＡ２）。
【００５１】
従来の受信回路では、第１の周波数ｆ１及び第２の周波数ｆ２を受信しようとする搬送波（選択された搬送波）の周波数に一致するように設定していた。２つの共振周波数ｆ１、ｆ２を一致させることで、一致した共振周波数において最大のゲインを得ることができるからである。
【００５２】
しかしこのような整合回路では、周波数の異なる複数の搬送波を受信するためには、受信しようとする搬送波に応じて第１、第２の周波数ｆ１、ｆ２を可変に設定する必要がある。例えば特許文献１には、整合回路及び低雑音増幅器の共振回路に複数のキャパシターを設けて、それらの接続を切り換えることで共振周波数を可変に設定する方法が開示されている。しかし、この方法では、ゲインが共振周波数毎に変化するために所望波の信号強度を一定に制御することが難しい、切り換えのための回路が複雑になるなどの問題がある。
【００５３】
本実施形態の受信回路１００では、第２の周波数ｆ２が、受信帯域の幅によって規定される周波数だけ第１の周波数ｆ１からシフトされた周波数に設定される。こうすることで、ｆ１とｆ２との差に対応する幅を有する受信帯域内において、ほぼ一定のゲインを確保することができる。さらに上記の受信帯域を少なくとも２以上の搬送波の周波数を含むようにすることで、整合回路及び低雑音増幅器のキャパシターを切り換えることなく、受信帯域内の複数の周波数を選択して受信することが可能になる。
【００５４】
具体的には、図６（Ｃ）に示すように、第２の周波数ｆ２は受信帯域（図６（Ｃ）のＡ５）の下側のカットオフ周波数ｆｃ１よりも高い周波数に設定され、第１の周波数ｆ１は第２の周波数ｆ２よりも高く、且つ受信帯域の上側のカットオフ周波数ｆｃ２よりも低い周波数に設定される。すなわちｆｃ１＜ｆ２＜ｆ１＜ｆｃ２に設定される。
【００５５】
さらに整合回路１２０を構成するキャパシターの容量値及びインダクターのインダクタンス値は共に固定値であり、低雑音増幅器１３０が有する共振回路２７０を構成するキャパシターの容量値及びインダクターのインダクタンス値は共に固定値である。具体的には、例えば整合回路１２０が図２に示す構成である場合に、キャパシターＣＡ１の容量値は固定値であって、インダクター（コイル）ＬＡ１〜ＬＡ３のインダクタンス値も固定値である。また低雑音増幅器１３０が有する共振回路２７０が図４に示す構成である場合に、キャパシターＣ１〜Ｃ６の各容量値は固定値であって、インダクターＬ１、Ｌ２のインダクタンス値も固定値である。
【００５６】
図６（Ｃ）では第１の周波数ｆ１は第２の周波数ｆ２よりも高く設定されているが、第１の周波数ｆ１を第２の周波数ｆ２よりも低く設定してもよい。すなわち第１の周波数ｆ１は、受信帯域の下側のカットオフ周波数ｆｃ１よりも高い周波数に設定され、第２の周波数ｆ２は、第１の周波数ｆ１よりも高く、且つ受信帯域の上側のカットオフ周波数ｆｃ２よりも低い周波数に設定される（すなわちｆｃ１＜ｆ１＜ｆ２＜ｆｃ２）。
【００５７】
上記のようにｆ１＜ｆ２とした場合でも、ｆ２＜ｆ１である場合と同様に、少なくとも２以上の搬送波の周波数を含む受信帯域内の任意の周波数を受信することが可能になる。もっとも受信帯域内のゲインを考えると、ｆ２＜ｆ１とした方が望ましい。その理由は、整合回路１２０の入射波に対する反射波の比が、共振周波数ｆ１より高い周波数で大きくなるからである。つまり整合回路１２０は、ｆ１より低い周波数の信号を通過させやすいので、ｆ２＜ｆ１とした方が受信帯域内のゲインを確保しやすいからである。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態の受信回路１００では、第２の周波数ｆ２を、受信帯域の幅によって規定される周波数だけ第１の周波数ｆ１からシフトされた周波数に設定することで、キャパシターを切り換える（共振周波数を切り換える）ことなしに、受信帯域内の周波数の異なる複数の搬送波を受信することができる。また整合回路及び低雑音増幅器の共振回路のキャパシターなどを切り換えるための回路が不要になるから、回路を簡素化することができる。
【００５９】
さらに本実施形態の受信回路１００では、受信帯域内のゲインをほぼフラットにすることができるから、所望波の信号強度を一定に制御することが容易になる。具体的には、検出回路１６０は、固定値に設定されたしきい値に基づいて信号強度の検出処理を行うことができる。すなわち受信する搬送波の周波数に応じてしきい値を可変に設定する必要がなくなる。
【００６０】
２．集積回路装置
図７に、本実施形態の受信回路１００を含む集積回路装置３００（無線通信用ＬＳＩ）の一例を示す。図７の集積回路装置３００は、受信回路１００、送信回路３４０、制御回路３５０を含む。さらに送信回路３４０は、パワーアンプ（ＰＡ）３１０、変調回路３２０、発振回路（ＰＬＬ回路）３３０を含む。なお、整合回路１２０を集積回路装置３００の内部に設けてもよい。
【００６１】
発振回路（ＰＬＬ回路）３３０は、基準クロックから必要な周波数（搬送波周波数など）の信号を生成する。変調回路３２０は送信データに基づいて搬送波を変調（例えば周波数変調）し、パワーアンプ（ＰＡ）３１０は変調された送信信号を増幅して、アンテナ１１０から送信する。なお、発振回路（ＰＬＬ回路）３３０は、周波数変換回路１４０に含まれる発振回路２５０（図１）と共用することもできる。
【００６２】
制御回路３５０は、無線通信の制御処理や集積回路装置３００の外部の回路（ホストなど）とのデータ通信を行う。具体的には、例えば制御回路３５０は、周波数変換回路１４０の局所周波数を切り換えて、受信帯域内の選択された搬送波（受信したい搬送波）の周波数に対応する局所周波数に設定する処理などを行う。
【００６３】
上述したように、本実施形態の受信回路１００によれば、整合回路及び低雑音増幅器の共振回路のキャパシターを切り換えることなしに、受信帯域内の周波数の異なる複数の搬送波を受信することができる。その結果、キャパシターを切り換えるための回路が不要になるから、回路を簡素化することができる。さらに受信帯域内のゲインをほぼフラットにすることができるから、所望波の信号強度を一定に制御することが容易になる。
【００６４】
３．電子機器
図８に、本実施形態の集積回路装置３００を含む電子機器４００の一例を示す。本実施形態の電子機器４００は、集積回路装置３００、整合回路１２０、センサー部４１０、Ａ／Ｄ変換器４２０、記憶部４３０、ホスト４４０、操作部４５０を含む。
【００６５】
電子機器４００は、例えば温度・湿度計、脈拍計、歩数計等であって、検出したデータを無線により送信することができる。センサー部４１０は、温度センサー、湿度センサー、ジャイロセンサー、加速度センサー、フォトセンサー、圧力センサー等を含み、電子機器４００の用途に応じたセンサーが用いられる。センサー部４１０は、センサーの出力信号（センサー信号）を増幅し、フィルターによりノイズを除去する。Ａ／Ｄ変換器４２０は、増幅された信号をデジタル信号に変換して集積回路装置３００へ出力する。ホスト４４０は、例えばマイクロコンピューター等で構成され、デジタル信号処理を行ったり、記憶部４３０に記憶された設定情報や操作部４５０からの信号に基づいて電子機器４００の制御処理を行う。記憶部４３０は、例えばフラッシュメモリーなどで構成され、設定情報や検出したデータ等を記憶する。操作部４５０は、例えばキーパッド等で構成され、使用者が電子機器４００を操作するために用いられる。
【００６６】
本実施形態の受信回路１００によれば、整合回路及び低雑音増幅器の共振回路のキャパシターを切り換えることなしに、受信帯域内の周波数の異なる複数の搬送波を受信することができる。したがって電子機器４００は、簡素な回路で、受信帯域内の最適な周波数の搬送波を選択して受信を行うことができる。また、回路を簡素化することで、消費電力を低減することが可能になり、その結果、電池駆動の電子機器を長時間動作させることが可能になる。
【００６７】
なお、以上のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また受信回路、集積回路装置及び電子機器の構成、動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１００ 受信回路、１１０ アンテナ、１２０ 整合回路、１３０ 低雑音増幅器、
１４０ 周波数変換回路、１５０ フィルター、１６０ 検出回路、１７０ 復調回路、
１９０ 整合回路（出力側）、２１０、２２０、２３０ ミキサー、
２４０ 局所周波数生成回路、２５０ 発振回路、２６０ 分周器、２７０ 共振回路、
２８０ 増幅部、３００ 集積回路装置、３１０ パワーアンプ、３２０ 変調回路、
３３０ 発振回路、３４０ 送信回路、３５０ 制御回路、４００ 電子機器、
４１０ センサー部、４２０ Ａ／Ｄ変換器、４３０ 記憶部、４４０ ホスト、
４５０ 操作部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信回路、集積回路装置及び電子機器等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機などの無線機器では、複数の周波数帯（マルチバンド）で通信可能な機能が求められている。しかし使用する周波数帯毎に送信回路及び受信回路を設けることは、回路構成を複雑にし、消費電力を大きくするなどの問題がある。
【０００３】
この課題に対して例えば特許文献１には、整合回路に設けられたキャパシターと増幅器に設けられたキャパシターとを周波数に応じて切り換える手法が開示されている。
【０００４】
しかしながらこの手法では、切り換えるための回路が複雑になったり、ゲインを一定にすることが難しくなるなどの課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３２５１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の幾つかの態様によれば、簡素な構成で広い受信帯域を有する受信回路、集積回路装置及び電子機器等を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、アンテナから整合回路を介して入力される入力信号を増幅する低雑音増幅器と、前記低雑音増幅器の後段に設けられる周波数変換回路と、前記周波数変換回路の後段に設けられるフィルターとを含み、前記整合回路の共振周波数を第１の周波数とし、前記低雑音増幅器が有する共振回路の共振周波数を第２の周波数とした場合に、前記第２の周波数が、受信帯域の幅によって規定される周波数だけ前記第１の周波数からシフトされた周波数に設定される受信回路に関係する。
【０００８】
本発明の一態様によれば、受信回路は、第１の周波数と第２の周波数との差に対応する幅を有する受信帯域内において、ほぼ一定のゲインを確保することが可能になる。その結果、簡素な構成で受信帯域内の周波数の搬送波を受信することが可能になる。
【０００９】
また本発明の一態様では、前記受信帯域は、少なくとも２以上の搬送波の周波数を含んでもよい。
【００１０】
このようにすれば、受信帯域内の少なくとも２以上の搬送波を受信することが可能になる。
【００１１】
また本発明の一態様では、前記第２の周波数は、前記受信帯域の下側のカットオフ周波数よりも高い周波数に設定され、前記第１の周波数は、前記第２の周波数よりも高く、且つ前記受信帯域の上側のカットオフ周波数よりも低い周波数に設定されてもよい。
【００１２】
このようにすれば、第２の周波数により規定される下側のカットオフ周波数と、第１の周波数により規定される上側のカットオフ周波数とを有する受信帯域内の少なくとも２以上の搬送波を受信することが可能になる。
【００１３】
また本発明の一態様では、前記第１の周波数は、前記受信帯域の下側のカットオフ周波数よりも高い周波数に設定され、前記第２の周波数は、前記第１の周波数よりも高く、且つ前記受信帯域の上側のカットオフ周波数よりも低い周波数に設定されてもよい。
【００１４】
このようにすれば、第１の周波数により規定される下側のカットオフ周波数と、第２の周波数により規定される上側のカットオフ周波数とを有する受信帯域内の少なくとも２以上の搬送波を受信することが可能になる。
【００１５】
また本発明の一態様では、前記周波数変換回路は、局所周波数生成回路と、前記局所周波数生成回路の出力と前記低雑音増幅器の出力とのミキシング処理を行うミキサーとを含み、前記受信帯域は、少なくとも２以上の搬送波の周波数を含み、前記局所周波数生成回路は、前記受信帯域内の選択された前記搬送波の周波数に対応して設定される局所周波数の信号を出力してもよい。
【００１６】
このようにすれば、周波数変換回路は、少なくとも２以上の搬送波の周波数を含む受信帯域内の選択された搬送波の周波数に対して周波数変換を行うことが可能になる。
【００１７】
また本発明の一態様では、前記整合回路を構成するキャパシターの容量値及びインダクターのインダクタンス値は共に固定値であり、前記低雑音増幅器が有する前記共振回路を構成するキャパシターの容量値及びインダクターのインダクタンス値は共に固定値であってもよい。
【００１８】
このようにすれば、整合回路及び低雑音増幅器のキャパシター又はインダクター（例えばコイル）などを切り換える必要がないから、切り換えのための回路が不要になり回路を簡素化することができる。
【００１９】
また本発明の一態様では、前記低雑音増幅器は、前記入力信号を増幅する増幅部と、前記増幅部に流れる電流を設定するバイアス電流源と、前記増幅部に直列に設けられる前記共振回路を含んでもよい。
【００２０】
このようにすれば、バイアス電流源により増幅部に流れる電流を可変に設定することができるから、低雑音増幅器のゲインを制御することができる。また、共振回路を設けることにより、共振周波数において低雑音増幅器のゲインを増大することができる。
【００２１】
また本発明の一態様では、所望波の信号強度を検出する検出回路を含み、前記検出回路は、固定値に設定されたしきい値に基づいて前記信号強度の検出処理を行い、前記信号強度の前記検出処理の結果に基づいて、前記バイアス電流源の電流値が可変に設定されてもよい。
【００２２】
このようにすれば、選択された搬送波の周波数に応じて検出回路のしきい値を切り換える必要がないから、切り換えのための回路が不要になり回路を簡素化できる。
【００２３】
本発明の他の態様は、上記に記載の受信回路を含む集積回路装置に関係する。
【００２４】
本発明の他の態様は、上記に記載の集積回路装置及び前記整合回路を含む電子機器に関係する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】受信回路の基本的な構成例。
【図２】整合回路の構成例。
【図３】低雑音増幅器の詳細な構成例。
【図４】共振回路の一例。
【図５】低雑音増幅器の別の構成例。
【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、周波数特性を説明する図。
【図７】集積回路装置の一例。
【図８】電子機器の一例。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００２７】
１．受信回路
本実施形態の受信回路は、低雑音増幅器（ＬＮＡ）の共振回路の共振周波数を、整合回路の共振周波数からシフトされた周波数に設定することで、簡素な構成で複数の搬送波の周波数を受信することができる。以下に、受信回路、整合回路、及び低雑音増幅器の各構成例について説明する。
【００２８】
図１に本実施形態の受信回路の基本的な構成例を示す。本実施形態の受信回路１００は、低雑音増幅器（ＬＮＡ）１３０、周波数変換回路１４０及びフィルター１５０を含む。なお、本実施形態の受信回路は図１の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。例えばフィルターを低雑音増幅器１３０と周波数変換回路１４０との間に設けてもよい。
【００２９】
低雑音増幅器（ＬＮＡ）１３０は、アンテナ１１０から整合回路１２０を介して入力される入力信号Ｓ１ａ、Ｓ１ｂを増幅する。２つの入力信号Ｓ１ａとＳ１ｂとは、互いに振幅が等しく位相が１８０度異なる信号、すなわち１対の差動信号を構成する。
【００３０】
周波数変換回路１４０は、低雑音増幅器１３０の後段に設けられ、低雑音増幅器１３０の出力信号（１対の差動信号）Ｓ２ａ、Ｓ２ｂを受けて、周波数を変換して出力信号Ｓ４ａ、Ｓ４ｂ、Ｓ４ｃ、Ｓ４ｄを出力する。出力信号Ｓ４ａ、Ｓ４ｂは１対の差動信号を構成し、また出力信号Ｓ４ｃ、Ｓ４ｄは別の１対の差動信号を構成する。そして出力信号Ｓ４ａとＳ４ｃとは互いに位相が９０度異なり、また出力信号Ｓ４ｂとＳ４ｄとは互いに位相が９０度異なる。
【００３１】
具体的には、周波数変換回路１４０は、局所周波数生成回路２４０及びミキサー２１０、２２０、２３０を含む。局所周波数生成回路２４０は、発振回路（ＰＬＬ回路）２５０及び分周器２６０を含み、受信帯域内の選択された搬送波の周波数に対応して設定される局所周波数の信号（１対の差動信号）ＳＬａ、ＳＬｂ及び互いに位相が９０度異なる２つの信号Ｉ、Ｑを出力する。
【００３２】
ミキサー２１０は、局所周波数生成回路２４０の出力信号ＳＬａ、ＳＬｂと低雑音増幅器１３０の出力信号Ｓ２ａ、Ｓ２ｂとのミキシング処理を行い、出力信号（１対の差動信号）Ｓ３ａ、Ｓ３ｂを出力する。さらに次段のミキサー２２０は、ミキサー２１０の出力信号Ｓ３ａ、Ｓ３ｂと局所周波数生成回路２４０の出力信号Ｉとのミキシング処理を行って、出力信号（１対の差動信号）Ｓ４ａ、Ｓ４ｂを出力する。またもう１つのミキサー２３０は、ミキサー２１０の出力信号Ｓ３ａ、Ｓ３ｂと局所周波数生成回路２４０の出力信号Ｑとのミキシング処理を行って、出力信号（１対の差動信号）Ｓ４ｃ、Ｓ４ｄを出力する。
【００３３】
フィルター１５０は、例えば複素フィルターであって、周波数変換回路１４０の後段に設けられ、互いに位相が９０度異なる信号Ｓ４ａ〜Ｓ４ｄを受けて、不要な周波数の信号（イメージ信号）を除去して所望波の信号を出力信号（１対の差動信号）Ｓ５ａ、Ｓ５ｂ及び出力信号（１対の差動信号）Ｓ５ｃ、Ｓ５ｄとして出力する。
【００３４】
なお、図１の構成では、整合回路１２０の出力を差動信号とし、低雑音増幅器１３０を差動型として、それ以後の各回路も差動信号を扱っているが、これは必須のものではない。整合回路１２０の出力をシングルエンドの信号（非差動信号）とし、低雑音増幅器１３０及び他の回路をシングルエンドの信号に対応する回路としてもよい。
【００３５】
さらに本実施形態の受信回路１００は、検出回路１６０及び復調回路１７０を含むことができる。
【００３６】
検出回路１６０は、フィルター１５０の出力信号Ｓ５ａ〜Ｓ５ｄを受けて所望波の信号強度を検出する。検出された信号強度に基づいて、低雑音増幅器（ＬＮＡ）１３０の利得（ゲイン）が制御される。具体的には、検出回路１６０は固定値に設定されたしきい値に基づいて信号強度の検出処理を行い、上記信号強度の検出処理の結果に基づいて、低雑音増幅器１３０に含まれるバイアス電流源の電流値が可変に設定される。
【００３７】
復調回路１７０は、所望波の信号を復調して必要なデータを取り出す。復調回路１７０は、送信側の変調方式（例えば振幅変調、周波数変調など）に応じた復調を行うことができる。
【００３８】
局所周波数生成回路２４０は、上述したように受信帯域内の選択された搬送波の周波数に対応して設定される局所周波数の信号ＳＬａ、ＳＬｂを出力する。例えば、搬送波の周波数すなわち信号Ｓ２ａ、Ｓ２ｂの周波数がｆ０である場合には、局所周波数すなわち信号ＳＬａ、ＳＬｂの周波数はｆＬに設定される。そしてミキサー２１０がミキシング処理を行って、上記２つの周波数の差すなわちｆＬ−ｆ０の周波数の信号Ｓ３ａ、Ｓ３ｂが出力される。
【００３９】
分周器２６０の分周比が例えばＮである場合には、上記局所周波数ｆＬの１／Ｎの周波数の信号が分周器２６０により生成される。分周器２６０から出力された周波数ｆＬ／Ｎの信号Ｉ、Ｑと、ミキサー２１０から出力された周波数ｆＬ−ｆ０の信号Ｓ３ａ、Ｓ３ｂとが、ミキサー２２０、２３０でミキシング処理されて、ｆＬ−ｆ０−ｆＬ／Ｎの周波数の信号Ｓ４ａ〜Ｓ４ｄが出力される。
【００４０】
このように搬送波の周波数ｆ０に対して、上記のように局所周波数ｆＬを設定することで、所望の周波数に変換することができる。また、搬送波が他の周波数である場合には、局所周波数ｆＬを別の周波数に設定することで、同一周波数に変換することができる。したがって、局所周波数を受信帯域内の選択された搬送波の周波数に対応する周波数に設定することで、受信帯域内の複数の搬送波の信号を受信することができる。
【００４１】
図２に、整合回路１２０の構成例を示す。図２の構成例では、整合回路１２０は２つのインダクター（コイル）ＬＡ１、ＬＡ２と、並列共振回路を構成するキャパシターＣＡ１及びインダクター（コイル）ＬＡ３とを含む。なお、本実施形態の整合回路１２０は図２の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
【００４２】
整合回路１２０は、アンテナ１１０と低雑音増幅器１３０との間に設けられ、インピーダンス整合（インピーダンスマッチング）を行う。具体的には、アンテナ１１０のインピーダンスが低い値（例えば５０Ω）であり、低雑音増幅器１３０の入力インピーダンスが高い値（例えば数ｋΩ）である場合に、低インピーダンスから高インピーダンスへの変換を行う。
【００４３】
図３に、低雑音増幅器（ＬＮＡ）１３０の詳細な構成例を示す。低雑音増幅器１３０は、入力信号を増幅する増幅部２８０と、増幅部２８０に流れる電流を設定するバイアス電流源ＩＢと、増幅部２８０に直列に設けられる共振回路２７０を含む
具体的には、図３の構成例は差動型の低雑音増幅器であって、増幅部２８０は、カスコード接続された２つのＮ型（広義には第１の導電型）トランジスターＴ１、Ｔ３及びカスコード接続された別の２つのＮ型トランジスターＴ２、Ｔ４を含む。共振回路２７０は、インダクター（コイル）Ｌ１及びキャパシターＣ１で構成される並列共振回路と、インダクター（コイル）Ｌ２及びキャパシターＣ２で構成されるもう１つの並列共振回路とを含む。また、共振回路２７０、増幅部２８０及びバイアス電流源ＩＢは、第１の電源ノード（高電位側電源ノード）ＶＤＤと第２の電源ノード（低電位側電源ノード）ＶＳＳとの間に直列に設けられる。
【００４４】
なお、本実施形態の低雑音増幅器１３０は図３の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。例えば、整合回路１２０の出力をシングルエンドの信号（非差動信号）とし、低雑音増幅器１３０をシングルエンド型（非差動型）の回路としてもよい。またトランジスターＴ３、Ｔ４を設けない構成としてもよい。
【００４５】
整合回路１２０からの信号（１対の差動信号）Ｓ１ａ、Ｓ１ｂは、それぞれトランジスターＴ１、Ｔ２のゲートに入力される。低雑音増幅器１３０により増幅された出力信号Ｓ２ａ、Ｓ２ｂは、ミキサー２１０に入力される。
【００４６】
バイアス電流源ＩＢは、検出回路１６０による信号強度の検出処理の結果に基づいて、その電流値が可変に設定され、低雑音増幅器１３０のゲインが制御される。具体的には、バイアス電流源ＩＢの電流値が増加することで低雑音増幅器１３０のゲインが増加し、バイアス電流源ＩＢの電流値が減少することで低雑音増幅器１３０のゲインが減少する。
【００４７】
共振回路２７０は、図３に示すように、Ｌ１、Ｃ１及びＬ２、Ｃ２で構成される２つの並列共振回路だけではなく、配線容量Ｃ３、Ｃ４及びミキサー２１０の入力容量を含む。これらの寄生容量が共振周波数に影響を与えるからである。図４に、ミキサー２１０の入力容量Ｃ５、Ｃ６を付加した共振回路２７０の一例を示す。後述するように、低雑音増幅器１３０の周波数特性は、この共振回路２７０の共振周波数に依存する。
【００４８】
図５に、低雑音増幅器１３０をディスクリート回路（個別回路）とした構成例を示す。すなわち図５の構成例では、低雑音増幅器１３０は、周波数変換回路１４０など他の回路と共に同一チップ（集積回路装置）上に集積化されるのではなく、個別の回路として形成される。１つの個別回路と他の個別回路との接続は、低インピーダンス（例えば５０Ω）の伝送線路を用いる場合が多い。そのため低雑音増幅器１３０の出力は、図５に示す整合回路（出力側）１９０によりインピーダンス変換してから次段の回路に入力される。この場合には、共振周波数は整合回路（出力側）１９０の特性にも依存するから、共振回路２７０には整合回路（出力側）１９０も含める。
【００４９】
上述したように、周波数の異なる複数の搬送波を受信するためには、選択された搬送波（受信しようとする搬送波）の周波数に応じて局所周波数を切り換える必要があるが、さらに整合回路及び低雑音増幅器の周波数特性を考慮する必要がある。以下に、整合回路、低雑音増幅器及び受信回路の周波数特性について図６（Ａ）〜図６（Ｃ）を用いて説明する。
【００５０】
整合回路１２０の周波数特性は、例えば図６（Ａ）に示すように整合回路１２０の共振周波数（第１の周波数）ｆ１でゲインが最大となる（図６（Ａ）のＡ１）。また低雑音増幅器１３０の周波数特性は、図６（Ｂ）に示すように低雑音増幅器１３０に含まれる共振回路２７０の共振周波数（第２の周波数）ｆ２でゲインが最大となる（図６（Ｂ）のＡ２）。
【００５１】
従来の受信回路では、第１の周波数ｆ１及び第２の周波数ｆ２を受信しようとする搬送波（選択された搬送波）の周波数に一致するように設定していた。２つの共振周波数ｆ１、ｆ２を一致させることで、一致した共振周波数において最大のゲインを得ることができるからである。
【００５２】
しかしこのような整合回路では、周波数の異なる複数の搬送波を受信するためには、受信しようとする搬送波に応じて第１、第２の周波数ｆ１、ｆ２を可変に設定する必要がある。例えば特許文献１には、整合回路及び低雑音増幅器の共振回路に複数のキャパシターを設けて、それらの接続を切り換えることで共振周波数を可変に設定する方法が開示されている。しかし、この方法では、ゲインが共振周波数毎に変化するために所望波の信号強度を一定に制御することが難しい、切り換えのための回路が複雑になるなどの問題がある。
【００５３】
本実施形態の受信回路１００では、第２の周波数ｆ２が、受信帯域の幅によって規定される周波数だけ第１の周波数ｆ１からシフトされた周波数に設定される。こうすることで、ｆ１とｆ２との差に対応する幅を有する受信帯域内において、ほぼ一定のゲインを確保することができる。さらに上記の受信帯域を少なくとも２以上の搬送波の周波数を含むようにすることで、整合回路及び低雑音増幅器のキャパシターを切り換えることなく、受信帯域内の複数の周波数を選択して受信することが可能になる。
【００５４】
具体的には、図６（Ｃ）に示すように、第２の周波数ｆ２は受信帯域（図６（Ｃ）のＡ５）の下側のカットオフ周波数ｆｃ１よりも高い周波数に設定され、第１の周波数ｆ１は第２の周波数ｆ２よりも高く、且つ受信帯域の上側のカットオフ周波数ｆｃ２よりも低い周波数に設定される。すなわちｆｃ１＜ｆ２＜ｆ１＜ｆｃ２に設定される。
【００５５】
さらに整合回路１２０を構成するキャパシターの容量値及びインダクターのインダクタンス値は共に固定値であり、低雑音増幅器１３０が有する共振回路２７０を構成するキャパシターの容量値及びインダクターのインダクタンス値は共に固定値である。具体的には、例えば整合回路１２０が図２に示す構成である場合に、キャパシターＣＡ１の容量値は固定値であって、インダクター（コイル）ＬＡ１〜ＬＡ３のインダクタンス値も固定値である。また低雑音増幅器１３０が有する共振回路２７０が図４に示す構成である場合に、キャパシターＣ１〜Ｃ６の各容量値は固定値であって、インダクターＬ１、Ｌ２のインダクタンス値も固定値である。
【００５６】
図６（Ｃ）では第１の周波数ｆ１は第２の周波数ｆ２よりも高く設定されているが、第１の周波数ｆ１を第２の周波数ｆ２よりも低く設定してもよい。すなわち第１の周波数ｆ１は、受信帯域の下側のカットオフ周波数ｆｃ１よりも高い周波数に設定され、第２の周波数ｆ２は、第１の周波数ｆ１よりも高く、且つ受信帯域の上側のカットオフ周波数ｆｃ２よりも低い周波数に設定される（すなわちｆｃ１＜ｆ１＜ｆ２＜ｆｃ２）。
【００５７】
上記のようにｆ１＜ｆ２とした場合でも、ｆ２＜ｆ１である場合と同様に、少なくとも２以上の搬送波の周波数を含む受信帯域内の任意の周波数を受信することが可能になる。もっとも受信帯域内のゲインを考えると、ｆ２＜ｆ１とした方が望ましい。その理由は、整合回路１２０の入射波に対する反射波の比が、共振周波数ｆ１より高い周波数で大きくなるからである。つまり整合回路１２０は、ｆ１より低い周波数の信号を通過させやすいので、ｆ２＜ｆ１とした方が受信帯域内のゲインを確保しやすいからである。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態の受信回路１００では、第２の周波数ｆ２を、受信帯域の幅によって規定される周波数だけ第１の周波数ｆ１からシフトされた周波数に設定することで、キャパシターを切り換える（共振周波数を切り換える）ことなしに、受信帯域内の周波数の異なる複数の搬送波を受信することができる。また整合回路及び低雑音増幅器の共振回路のキャパシターなどを切り換えるための回路が不要になるから、回路を簡素化することができる。
【００５９】
さらに本実施形態の受信回路１００では、受信帯域内のゲインをほぼフラットにすることができるから、所望波の信号強度を一定に制御することが容易になる。具体的には、検出回路１６０は、固定値に設定されたしきい値に基づいて信号強度の検出処理を行うことができる。すなわち受信する搬送波の周波数に応じてしきい値を可変に設定する必要がなくなる。
【００６０】
２．集積回路装置
図７に、本実施形態の受信回路１００を含む集積回路装置３００（無線通信用ＬＳＩ）の一例を示す。図７の集積回路装置３００は、受信回路１００、送信回路３４０、制御回路３５０を含む。さらに送信回路３４０は、パワーアンプ（ＰＡ）３１０、変調回路３２０、発振回路（ＰＬＬ回路）３３０を含む。なお、整合回路１２０を集積回路装置３００の内部に設けてもよい。
【００６１】
発振回路（ＰＬＬ回路）３３０は、基準クロックから必要な周波数（搬送波周波数など）の信号を生成する。変調回路３２０は送信データに基づいて搬送波を変調（例えば周波数変調）し、パワーアンプ（ＰＡ）３１０は変調された送信信号を増幅して、アンテナ１１０から送信する。なお、発振回路（ＰＬＬ回路）３３０は、周波数変換回路１４０に含まれる発振回路２５０（図１）と共用することもできる。
【００６２】
制御回路３５０は、無線通信の制御処理や集積回路装置３００の外部の回路（ホストなど）とのデータ通信を行う。具体的には、例えば制御回路３５０は、周波数変換回路１４０の局所周波数を切り換えて、受信帯域内の選択された搬送波（受信したい搬送波）の周波数に対応する局所周波数に設定する処理などを行う。
【００６３】
上述したように、本実施形態の受信回路１００によれば、整合回路及び低雑音増幅器の共振回路のキャパシターを切り換えることなしに、受信帯域内の周波数の異なる複数の搬送波を受信することができる。その結果、キャパシターを切り換えるための回路が不要になるから、回路を簡素化することができる。さらに受信帯域内のゲインをほぼフラットにすることができるから、所望波の信号強度を一定に制御することが容易になる。
【００６４】
３．電子機器
図８に、本実施形態の集積回路装置３００を含む電子機器４００の一例を示す。本実施形態の電子機器４００は、集積回路装置３００、整合回路１２０、センサー部４１０、Ａ／Ｄ変換器４２０、記憶部４３０、ホスト４４０、操作部４５０を含む。
【００６５】
電子機器４００は、例えば温度・湿度計、脈拍計、歩数計等であって、検出したデータを無線により送信することができる。センサー部４１０は、温度センサー、湿度センサー、ジャイロセンサー、加速度センサー、フォトセンサー、圧力センサー等を含み、電子機器４００の用途に応じたセンサーが用いられる。センサー部４１０は、センサーの出力信号（センサー信号）を増幅し、フィルターによりノイズを除去する。Ａ／Ｄ変換器４２０は、増幅された信号をデジタル信号に変換して集積回路装置３００へ出力する。ホスト４４０は、例えばマイクロコンピューター等で構成され、デジタル信号処理を行ったり、記憶部４３０に記憶された設定情報や操作部４５０からの信号に基づいて電子機器４００の制御処理を行う。記憶部４３０は、例えばフラッシュメモリーなどで構成され、設定情報や検出したデータ等を記憶する。操作部４５０は、例えばキーパッド等で構成され、使用者が電子機器４００を操作するために用いられる。
【００６６】
本実施形態の受信回路１００によれば、整合回路及び低雑音増幅器の共振回路のキャパシターを切り換えることなしに、受信帯域内の周波数の異なる複数の搬送波を受信することができる。したがって電子機器４００は、簡素な回路で、受信帯域内の最適な周波数の搬送波を選択して受信を行うことができる。また、回路を簡素化することで、消費電力を低減することが可能になり、その結果、電池駆動の電子機器を長時間動作させることが可能になる。
【００６７】
なお、以上のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また受信回路、集積回路装置及び電子機器の構成、動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１００ 受信回路、１１０ アンテナ、１２０ 整合回路、１３０ 低雑音増幅器、
１４０ 周波数変換回路、１５０ フィルター、１６０ 検出回路、１７０ 復調回路、
１９０ 整合回路（出力側）、２１０、２２０、２３０ ミキサー、
２４０ 局所周波数生成回路、２５０ 発振回路、２６０ 分周器、２７０ 共振回路、
２８０ 増幅部、３００ 集積回路装置、３１０ パワーアンプ、３２０ 変調回路、
３３０ 発振回路、３４０ 送信回路、３５０ 制御回路、４００ 電子機器、
４１０ センサー部、４２０ Ａ／Ｄ変換器、４３０ 記憶部、４４０ ホスト、
４５０ 操作部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナから整合回路を介して入力される入力信号を増幅する低雑音増幅器と、
前記低雑音増幅器の後段に設けられる周波数変換回路と、
前記周波数変換回路の後段に設けられるフィルターとを含み、
前記整合回路の共振周波数を第１の周波数とし、前記低雑音増幅器が有する共振回路の共振周波数を第２の周波数とした場合に、
前記第２の周波数が、受信帯域の幅によって規定される周波数だけ前記第１の周波数からシフトされた周波数に設定されることを特徴とする受信回路。
【請求項２】
請求項１において、
前記受信帯域は、少なくとも２以上の搬送波の周波数を含むことを特徴とする受信回路。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記第２の周波数は、前記受信帯域の下側のカットオフ周波数よりも高い周波数に設定され、
前記第１の周波数は、前記第２の周波数よりも高く、且つ前記受信帯域の上側のカットオフ周波数よりも低い周波数に設定されることを特徴とする受信回路。
【請求項４】
請求項１又は２において、
前記第１の周波数は、前記受信帯域の下側のカットオフ周波数よりも高い周波数に設定され、
前記第２の周波数は、前記第１の周波数よりも高く、且つ前記受信帯域の上側のカットオフ周波数よりも低い周波数に設定されることを特徴とする受信回路。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記周波数変換回路は、
局所周波数生成回路と、
前記局所周波数生成回路の出力と前記低雑音増幅器の出力とのミキシング処理を行うミキサーとを含み、
前記受信帯域は、少なくとも２以上の搬送波の周波数を含み、
前記局所周波数生成回路は、前記受信帯域内の選択された前記搬送波の周波数に対応して設定される局所周波数の信号を出力することを特徴とする受信回路。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記整合回路を構成するキャパシターの容量値及びインダクターのインダクタンス値は共に固定値であり、
前記低雑音増幅器が有する前記共振回路を構成するキャパシターの容量値及びインダクターのインダクタンス値は共に固定値であることを特徴とする受信回路。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかにおいて、
前記低雑音増幅器は、
前記入力信号を増幅する増幅部と、
前記増幅部に流れる電流を設定するバイアス電流源と、
前記増幅部に直列に設けられる前記共振回路を含むことを特徴とする受信回路。
【請求項８】
請求項７について、
所望波の信号強度を検出する検出回路を含み、
前記検出回路は、固定値に設定されたしきい値に基づいて前記信号強度の検出処理を行い、
前記信号強度の前記検出処理の結果に基づいて、前記バイアス電流源の電流値が可変に設定されることを特徴とする受信回路。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の受信回路を含むことを特徴とする集積回路装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の集積回路装置及び前記整合回路を含むことを特徴とする電子機器。
【請求項１】
アンテナから整合回路を介して入力される入力信号を増幅する低雑音増幅器と、
前記低雑音増幅器の後段に設けられる周波数変換回路と、
前記周波数変換回路の後段に設けられるフィルターとを含み、
前記整合回路の共振周波数を第１の周波数とし、前記低雑音増幅器が有する共振回路の共振周波数を第２の周波数とした場合に、
前記第２の周波数が、受信帯域の幅によって規定される周波数だけ前記第１の周波数からシフトされた周波数に設定されることを特徴とする受信回路。
【請求項２】
請求項１において、
前記受信帯域は、少なくとも２以上の搬送波の周波数を含むことを特徴とする受信回路。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記第２の周波数は、前記受信帯域の下側のカットオフ周波数よりも高い周波数に設定され、
前記第１の周波数は、前記第２の周波数よりも高く、且つ前記受信帯域の上側のカットオフ周波数よりも低い周波数に設定されることを特徴とする受信回路。
【請求項４】
請求項１又は２において、
前記第１の周波数は、前記受信帯域の下側のカットオフ周波数よりも高い周波数に設定され、
前記第２の周波数は、前記第１の周波数よりも高く、且つ前記受信帯域の上側のカットオフ周波数よりも低い周波数に設定されることを特徴とする受信回路。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記周波数変換回路は、
局所周波数生成回路と、
前記局所周波数生成回路の出力と前記低雑音増幅器の出力とのミキシング処理を行うミキサーとを含み、
前記受信帯域は、少なくとも２以上の搬送波の周波数を含み、
前記局所周波数生成回路は、前記受信帯域内の選択された前記搬送波の周波数に対応して設定される局所周波数の信号を出力することを特徴とする受信回路。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記整合回路を構成するキャパシターの容量値及びインダクターのインダクタンス値は共に固定値であり、
前記低雑音増幅器が有する前記共振回路を構成するキャパシターの容量値及びインダクターのインダクタンス値は共に固定値であることを特徴とする受信回路。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかにおいて、
前記低雑音増幅器は、
前記入力信号を増幅する増幅部と、
前記増幅部に流れる電流を設定するバイアス電流源と、
前記増幅部に直列に設けられる前記共振回路を含むことを特徴とする受信回路。
【請求項８】
請求項７について、
所望波の信号強度を検出する検出回路を含み、
前記検出回路は、固定値に設定されたしきい値に基づいて前記信号強度の検出処理を行い、
前記信号強度の前記検出処理の結果に基づいて、前記バイアス電流源の電流値が可変に設定されることを特徴とする受信回路。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の受信回路を含むことを特徴とする集積回路装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の集積回路装置及び前記整合回路を含むことを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−９７５１４（Ｐ２０１１−９７５１４Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５１９５１（Ｐ２００９−２５１９５１）
【出願日】平成２１年１１月２日（２００９．１１．２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月２日（２００９．１１．２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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