受信回路及び通信装置
【課題】回路特性のばらつき等が生じてもＲＦフィルタ及びＬＯフィルタの中心周波数がばらつきにくい受信回路及び通信装置を提供することにある。
【解決手段】位相比較回路１０４は、ＬＯフィルタ回路１２０に入力される信号とＬＯフィルタ回路１２０から出力される信号との位相を比較し、位相差を示す信号を出力する。周波数設定回路１０５は、位相比較回路１０４からの信号に基づいて、ＲＦフィルタ回路１１０及びＬＯフィルタ回路１２０の同調周波数を調整する制御信号を生成し、ＲＦフィルタ回路１１０及びＬＯフィルタ回路１２０の両方へと出力する。制御信号は、位相比較回路１０４からの信号が示す位相差に基づいて、ＲＦフィルタ回路１１０及びＬＯフィルタ回路１２０において中心周波数が所定値に保持されるように生成される。
【解決手段】位相比較回路１０４は、ＬＯフィルタ回路１２０に入力される信号とＬＯフィルタ回路１２０から出力される信号との位相を比較し、位相差を示す信号を出力する。周波数設定回路１０５は、位相比較回路１０４からの信号に基づいて、ＲＦフィルタ回路１１０及びＬＯフィルタ回路１２０の同調周波数を調整する制御信号を生成し、ＲＦフィルタ回路１１０及びＬＯフィルタ回路１２０の両方へと出力する。制御信号は、位相比較回路１０４からの信号が示す位相差に基づいて、ＲＦフィルタ回路１１０及びＬＯフィルタ回路１２０において中心周波数が所定値に保持されるように生成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、局部発振信号に基づいてＲＦ信号に周波数変換を施す受信回路及びこれを備えた通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
受信装置において発生するノイズ要因の一つに受信装置の混変調特性がある。かかる混変調特性を改善する最適な方法の一つは、受信されたＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号の周波数選択度を向上させることである。例えばテレビチューナ用の受信装置においては、ＶＨＦ（Ｖｅｒｙ Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）からＵＨＦ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）に至るチャンネル割り当てが広い。このため、所望のチャンネルを選局する際にＲＦフィルタ回路において帯域制限を施すことで、周波数選択度を向上させている。
【０００３】
そして、ＲＦフィルタ回路において所望のチャンネルに合わせた周波数選択を施す方法は数多く提案されている。例えば、特許文献１においては、ＲＦフィルタ回路が周波数調整の機能を有しており、ＲＦフィルタ回路に制御信号を入力することで所望のチャンネルに調整している。
【０００４】
一方、特許文献１には、ＲＦフィルタ回路に加えてさらにＬＯ（Ｌｏｃａｌ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）フィルタ回路が設けられている。つまり、ＲＦフィルタ回路においてＲＦ信号に周波数選択が施されると共に、ＬＯフィルタ回路においてもＬＯ信号に周波数選択が施される。ＬＯフィルタ回路は局部発振信号に発生するスプリアス雑音や高調波雑音を抑えるため、所望のチャンネルを受信する際の雑音抑制に効果がある。特許文献１のＬＯフィルタ回路も周波数調整の機能を有している。図７は、かかるＲＦフィルタ回路及びＬＯフィルタ回路を有する特許文献１の回路構成を示している。
【０００５】
図７の回路は、ＲＦフィルタ回路９０１、ＬＯフィルタ回路９０３、ミキサ回路９０２、制御部９０６、並びに、可変電圧回路９０４及び９０５を有している。ＲＦフィルタ回路９０１にはＲＦ信号が、ＬＯフィルタ回路９０３には局部信号発信器（不図示）からのＬＯ信号が入力される。ミキサ回路９０２は、ＬＯフィルタ回路９０３及びＲＦフィルタ回路９０１から入力された信号から中間周波数信号を生成する。可変電圧回路９０４及び９０５は、制御部９０６からの信号をＲＦフィルタ回路９０１及びＬＯフィルタ回路９０３のそれぞれに合わせた電圧信号に変換し、これらのフィルタ回路へと出力する。つまり、図７の回路においては可変電圧回路９０４及び４０５が、制御部９０６において所望のチャンネルに合わせた信号を、ＲＦフィルタ回路９０１及びＬＯフィルタ回路９０３に供給するための制御信号電圧に変換する。これによって、ＲＦフィルタ回路９０１及びＬＯフィルタ回路９０３のそれぞれが、所望のチャンネルに応じた周波数に調整されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−４１８４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一方で、ＲＦフィルタ回路及びＬＯフィルタ回路において、所望のチャンネル周波数を選局するためには、これらのフィルタ回路の同調周波数を設定する必要がある。図７の回路構成によると、ＬＯ信号を生成する局部信号発振器の周波数に合わせて、ＲＦフィルタ回路９０１又はＬＯフィルタ回路９０３の中心周波数を合わせる必要がある。制御部９０６はあらかじめ設定された局部信号発振器の周波数に応じてフィルタ回路ごとに制御信号を出力することで、ＲＦフィルタ回路９０１及びＬＯフィルタ回路９０３において制限帯域の中心周波数を制御する。
【０００８】
しかし、ＲＦフィルタ回路９０１やＬＯフィルタ回路９０３において、回路特性のプロセスばらつきや温度などの環境変動によって、フィルタ回路の回路定数がばらつくことがある。回路定数がばらつくと、フィルタ回路において制限帯域の中心周波数が変動する場合がある。図７の構成によると、あらかじめ設定された値に応じて制御信号を生成するので、上記のような周波数の変動に対処しにくいという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、回路特性のばらつき等によってＲＦフィルタ及びＬＯフィルタの中心周波数がばらつきにくい受信回路及び通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【００１０】
本発明の受信回路は、第１の同調周波数に基づいてＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号を第１の周波数帯域に制限するＲＦフィルタ回路と、第２の同調周波数に基づいて局部発振信号を第２の周波数帯域に制限する局部発振フィルタ回路と、前記第１及び第２の同調周波数をそれぞれ変更する第１及び第２の周波数変更手段と、前記局部発振フィルタ回路からの信号に基づいて前記ＲＦフィルタ回路からの信号に周波数変換処理を施すミキサ回路と、前記局部発振フィルタ回路が前記第２の周波数帯域に制限する前の局部発振信号と、前記局部発振フィルタ回路が前記第２の周波数帯域に制限した後の局部発振信号との位相差を示す信号を生成する位相比較回路と、前記位相比較回路が生成した信号に基づいて、前記ＲＦフィルタ回路及び局部発振フィルタ回路において前記第１及び第２の周波数帯域の中心周波数がそれぞれ所定値に保持されるように前記第１及び第２の周波数変更手段を制御する制御手段とを備えている。
【００１１】
本発明の受信回路によると、局部発振（ＬＯ）フィルタ回路において回路特性のばらつき等による周波数変動が発生しても、位相比較回路においてその周波数変動の程度が把握される。そして、制御手段が周波数変動の程度に応じて、ＲＦフィルタ回路及び局部発振フィルタ回路の周波数が一定に保持されるように同調周波数の制御がなされる。したがって、回路特性のばらつきや温度などの環境変動がある場合にも各フィルタ回路において制限帯域の中心周波数の変動が抑制される。また、局部発振フィルタ回路のみに位相比較回路を設ければよいため、簡易に構成することができる。なお、局部発振フィルタ回路によって、局部発振信号に発生するスプリアス雑音や高調波雑音が抑えられ、所望チャネル受信時の雑音が抑制され得る。
【００１２】
また、本発明においては、前記第１及び第２の同調周波数の上限及び下限をそれぞれ示す上限信号及び下限信号が入力される入力部をさらに有しており、前記制御手段が、前記入力部からの前記上限信号及び下限信号に基づいて前記第１及び第２の周波数変更手段を制御することが好ましい。この構成によると、同調周波数を大きく変更する場合にも、あらかじめ大雑把に周波数調整を行ってから周波数を微調整することができる。したがって、同調周波数が大幅にずれるのを防ぐことができる。
【００１３】
また、本発明においては、前記ＲＦフィルタ回路及び局部発振フィルタ回路からの出力信号の振幅をそれぞれ変更する第１及び第２の振幅変更手段と、前記局部発振フィルタ回路が前記第２の周波数帯域に制限した後の局部発振信号の振幅を示す信号を生成する振幅参照回路とをさらに備えており、前記制御手段が、前記振幅参照回路が生成した信号と前記位相比較回路が生成した信号とに基づいて、前記ＲＦフィルタ回路及び局部発振フィルタ回路において前記第１及び第２の周波数帯域の中心周波数がそれぞれ所定値に保持され、且つ、前記ＲＦ信号及び局部発振フィルタ回路からの出力信号の振幅が所定値に保持されるように、前記第１及び第２の周波数変更手段と前記第１及び第２の振幅変更手段とを制御することが好ましい。例えばバラクタダイオードなどの可変容量によってＲＦフィルタ回路及びＬＯフィルタ回路が周波数を変更できるように構成されている場合に、周波数によってフィルタ回路の利得が変化することがある。上記の構成によると、振幅を一定に保持するような調整がなされるので、フィルタ回路の利得が変化する場合の振幅の変動を抑制することができる。また、回路特性のプロセスばらつきや温度等の環境変動によって局部発振信号の振幅がばらついても振幅が調整されるので、ＲＦフィルタ回路の帯域制限にも十分な性能を与えることができる。また、局部発振フィルタ回路のみに振幅比較回路を設ければよいため、簡易に構成することができる。
【００１４】
また、本発明においては、前記ＲＦフィルタ回路及び局部発振フィルタ回路が、いずれもバンドパスフィルタ回路であることが好ましい。この構成によると、ＲＦフィルタ回路において所望のチャンネル周波数以外にある妨害信号を抑圧することができる。また、局部発振フィルタ回路において局部発振信号に発生するスプリアス雑音や高調波雑音を抑えることから、所望のチャンネルを受信する際の雑音抑制に効果がある。
【００１５】
また、本発明においては、前記ＲＦフィルタ回路及び局部発振フィルタ回路の回路構成が同一であり、前記制御手段が、前記第１及び第２の周波数変更手段のそれぞれへと同一の制御信号を出力することが好ましい。この構成によると、いずれのフィルタ回路へも同一の制御信号を出力するため、回路構成が簡易になる。なお、例えばダイレクトコンバージョン方式が採用された場合には、ＲＦフィルタ回路と局部発振フィルタ回路とを同一構成、及び、同一の設定値の回路によって実現できる。
【００１６】
ところで、ダブルコンバージョン方式が採用された場合や、Ｌｏｗ−ＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）方式が採用された場合のように、ＲＦ信号と局部発振信号とが互いに異なる周波数帯域である場合には、本発明においてＲＦフィルタ回路及び局部発振フィルタ回路の同調周波数を決めるＬ、Ｃなどの値だけを互いにずらして設定すればよく、その他の回路構成を同一に構成することができる。
【００１７】
また、本発明においては、前記局部発振フィルタ回路へと局部発振信号を出力する局部発信器をさらに備えており、前記ＲＦフィルタ回路、局部発振フィルタ回路、位相比較器、ミキサ回路及び局部発振回路が、いずれも同一の基板上に構築されていることが好ましい。この構成により、外付け部品の削減につながり、部品の小型化に貢献できる。
【００１８】
また、本発明においては、前記ＲＦフィルタ回路及び局部発振フィルタ回路の両方が、負性抵抗回路を含むＬ−Ｃフィルタから構成されていることが好ましい。この構成によると、負性抵抗回路が含まれていることにより、Ｌ−ＣフィルタのＱが高められている。
【００１９】
また、本発明の受信回路は、携帯電話機やデジタル受像装置などの種々の通信装置に適用可能である。本発明の受信回路をこれらの通信装置に適用することにより、受信回路内のプロセスばらつき等による周波数選択度の低下が抑制された通信性能の高い通信装置が実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ本発明の好適な一実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態の受信装置１０００の概略的な構成を示すブロック図である。
【００２１】
［第１の実施形態］
受信装置１０００はチューナ部１００、復調部７００及びデータ処理部８００を有している。チューナ部１００にはアンテナ等から受信されたＲＦ信号が入力される。チューナ部１００は、入力されたＲＦ信号に選局処理を施して復調部７００へと出力する。復調部７００は選局処理が施された信号に復調処理を施してデータ列信号に復調し、データ処理部８００へと出力する。データ処理部８００は、データ列信号に基づいて種々のデータ処理を実行する。例えば、データ列信号が示す画像、音声及び文字を再現する処理を実行する。
【００２２】
図２はチューナ部１００において選局処理を施す回路（受信回路）の構成を示す図である。かかる回路構成には、ＲＦフィルタ回路１１０、ＬＯフィルタ回路１２０及びミキサ回路１０２が含まれている。これらの回路の回路構成は全て同一の基板上に構築されている。
【００２３】
ＲＦフィルタ回路１１０には、入力端子Ｉ１を介してＲＦ信号が入力される。ＲＦフィルタ回路１１０は、入力されたＲＦ信号を所定の周波数帯域（第１の周波数帯域）に制限して出力する。ＬＯフィルタ回路１２０には、入力端子Ｉ２を介してＬＯ信号が入力される。このＬＯ信号は、電圧制御発信器（ＶＣＯ；Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）などの局部発振器（不図示）において生成される。あるいは、かかる局部発振器から周波数分周器を通じて入力端子Ｉ２へと入力されてもよい。ＬＯフィルタ回路１２０は、入力されたＬＯ信号を所定の周波数帯域（第２の周波数帯域）に制限して出力する。ミキサ回路１０２は、ＲＦフィルタ回路１１０が帯域制限を施したＲＦ信号に、ＬＯフィルタ回路１２０からの信号に基づいて周波数変換を施し、出力端子Ｏ１を介して出力する。
【００２４】
本実施形態においては、受信回路にダイレクトコンバージョン方式を採用した場合が想定されている。したがって、ＬＯ信号の中心周波数が所望のチャンネルの中心周波数と同じ大きさに設定される。また、ＲＦフィルタ回路１１０とＬＯフィルタ回路１２０とが互いに同一の回路構成を有している。
【００２５】
ＲＦ信号には妨害波など、所望の周波数以外の広い帯域の周波数が含まれることがある。ＲＦフィルタ回路１１０が設けられることにより妨害波などの所望の周波数以外の周波数が除去され、所望のチャンネルの周波数に関して周波数選択度が向上する。また、ＬＯフィルタ回路１２０が設けられていることによって、所望のチャンネルの周波数に関する周波数選択度がさらに向上する。
【００２６】
また、図２の受信回路は、位相比較回路１０４及び周波数設定回路（制御手段）１０５を有している。位相比較回路１０４には入力端子Ｉ２を介してＬＯ信号が入力されると共に、ＬＯフィルタ回路１２０からの出力信号が入力される。そして、入力された信号同士の位相を比較する。つまり、位相比較回路１０４は、ＬＯフィルタ回路１２０が周波数帯域を制限する前のＬＯ信号とＬＯフィルタ回路１２０が周波数帯域を制限した後のＬＯ信号との位相を比較する。位相比較回路１０４は、位相を比較した結果を示す信号を周波数設定回路１０５へと出力する。周波数設定回路１０５は位相比較回路１０４からの信号に基づいて、ＲＦフィルタ回路１１０及びＬＯフィルタ回路１２０の同調周波数（後述）を制御するための制御信号を生成する。そして、生成した制御信号をＲＦフィルタ回路１１０及びＬＯフィルタ回路１２０へとそれぞれ出力する。ＲＦフィルタ回路１１０及びＬＯフィルタ回路１２０は、周波数設定回路１０５からの制御信号に基づいて同調周波数を変更するように構成されている。
【００２７】
図３は、ＲＦフィルタ回路１１０及びＬＯフィルタ回路１２０のさらに詳細な構成を示すものである。上記のとおり本実施形態においてはダイレクトコンバージョン方式が採用されている場合が想定されているため、ＲＦフィルタ回路１１０及びＬＯフィルタ回路１２０は同一の回路構成を有している。つまり、図３は、両フィルタ回路に共通の構成を示している。以下においては、ＲＦフィルタ回路１１０の構成として説明する。
【００２８】
ＲＦフィルタ回路１１０は、ｇｍ回路１１２、可変インダクタ１１３、容量１１４及び抵抗１１５を有している。ｇｍ回路１１２には入力端子Ｉ３を介してＲＦ信号に相当する電圧信号が入力される。ｇｍ回路１１２は、入力された電圧を電流に変換して出力する。なお、ＬＯフィルタ回路１２０の場合には、ＬＯ信号に相当する電圧信号が入力される。可変インダクタ１１３、容量１１４及び抵抗１１５は互いに並列に接続されている。これらの並列接続の一端には、ｇｍ回路１１２から出力された電流が入力される。並列接続の他端はグランド接続されている。可変インダクタ１１３、容量１１４及び抵抗１１５に入力された電流は、これらの合成負荷によって電圧信号に変換され、出力端子Ｏ２を介してミキサ回路１０２へと出力される。
【００２９】
上記のように、ＲＦフィルタ回路１１０及びＬＯフィルタ回路１２０は、インダクタ値を変更することができるＬ−Ｃバンドパスフィルタである。つまり、ＲＦフィルタ回路１１０及びＬＯフィルタ回路１２０には可変インダクタが設けられており、これによって同調周波数（第１及び第２の同調周波数）が変更される（変更手段）。可変インダクタ１１３のインダクタ値は、周波数設定回路１０５からの制御信号に基づいて制御される。可変インダクタ１１３のインダクタ値をＬ、容量１１４の静電容量値をＣ、抵抗１１５の抵抗値をＲとすると、図３のＬ―Ｃフィルタの伝達関数は以下のように表される。なお、ｓ＝ｊωである。
【００３０】
【数１】
【００３１】
以上の構成において周波数設定回路１０５の制御信号は、ＲＦフィルタ回路１１０及びＬＯフィルタ回路１２０による制限帯域の中心周波数が所定値、すなわち局部発振信号の周波数に保持されるように調整されている。具体的には周波数設定回路１０５は、位相比較回路１０４からの信号に基づいて、入力端子Ｉ２からの信号の位相がＬＯフィルタ回路１２０からの位相より進んでいる場合には、同調周波数を減少させるような制御信号を出力する。一方、入力端子Ｉ２からの信号の位相がＬＯフィルタ回路１２０からの位相より遅れている場合には、同調周波数を増加させるような制御信号を出力する。
【００３２】
これによって、ＬＯフィルタ回路１２０においてＬＯ信号に帯域制限が施される際の周波数のずれが防止される。一方で、ＲＦフィルタ回路１１０にもＬＯフィルタ回路１２０と同一の制御信号が周波数設定回路１０５から入力される。上記の通り、ＲＦフィルタ回路１１０はＬＯフィルタ回路１２０と同一の回路構成を有しているため、ＲＦフィルタ回路１１０の制限帯域の中心周波数においてもＬＯ信号からのずれが回避され、所定値に保持される。
【００３３】
以上の構成により第１の実施形態においては、温度の変動、プロセスばらつき、フィルタの回路構成ごとに発生するばらつきが抑制され、所望のチャンネル周波数においてフィルタにおける制限帯域の中心周波数を所定値に保持することが可能になる。
【００３４】
また、上記の構成においては、Ｌを変更することによって、温度の変動やプロセスばらつきに関わらず同調周波数が一定になるように調整されている。一方で、同調周波数が一定であることはＬＣが一定に保持されることにほぼ相当する。したがって、上記の数式１により同調周波数がω０のときのＴ（ω０）が一定に保持される。つまり、第１の実施形態においては同調周波数を一定になるように調整することによって、利得も一定に保持される。
【００３５】
なお、図２の入力端子１０６を介して、同調周波数の上限値及び下限値を示す信号が入力されることが好ましい。例えば周波数設定回路１０５は、まず、入力端子１０６からの信号に基づいてＲＦフィルタ回路１１０及びＬＯフィルタ回路１２０の同調周波数をおおよそ入力端子１０６からの信号が示す範囲に調整する。ここで、入力端子１０６からの信号は、フィルタ回路において所望のチャンネルに相当する帯域制限がなされるようにあらかじめ算出された上限値及び下限値を示している。次に、周波数設定回路１０５は、位相比較回路１０４からの信号に基づいてＲＦフィルタ回路１１０及びＬＯフィルタ回路１２０の同調周波数を、上記のように詳細に調整する。このような構成を受信装置１０００が有していることが好ましい。
【００３６】
例えばテレビチューナにおいてはＶＨＦ信号やＵＨＦ信号が受信され、同調周波数が大きく変化する。上記の構成によると、このように同調周波数が大きく変更された場合にも、あらかじめ大雑把に周波数が調整されてから微調整がなされる。したがって、同調周波数が大幅にずれるのが抑制され、位相比較回路１０４および周波数設定回路１０５による同調周波数の設定に伴う誤作動が抑制される。
【００３７】
［第２の実施形態］
以下、図４及び図５に基づいて第２の実施形態について説明する。第２の実施形態において第１の実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３８】
第２の実施形態は、第１の実施形態において図２の回路構成を図４の回路構成に置き換えたものである。また、第２の実施形態においてもダイレクトコンバージョン方式が想定されている。図４の受信回路は、ＲＦフィルタ回路２１０及びＬＯフィルタ回路２２０を有している。これらの回路構成は同一である。ＲＦフィルタ回路２１０及びＬＯフィルタ回路２２０は、後述のように同調周波数を調整しつつ出力信号の振幅も調整することができる構成を有している。
【００３９】
図４の受信回路は、位相比較回路１０４及び周波数設定回路１０５を有している。位相比較回路１０４は、ＬＯフィルタ回路２１０の出力信号と入力端子Ｉ２を介して入力されるＬＯ信号との位相差を示す信号を周波数設定回路１０５へと出力する。周波数設定回路１０５は、位相比較回路１０４からの信号に基づいて、ＲＦフィルタ回路２１０及びＬＯフィルタ回路２２０へと同調周波数を制御するための制御信号を出力する。これによって、第１の実施形態と同様に、第２の実施形態においてもこれらのフィルタ回路において同調周波数が調整されている。
【００４０】
図４の受信回路には、さらに振幅参照回路２０６及び振幅設定回路２０７が設けられている。振幅参照回路２０６には、ＬＯフィルタ回路２２０からの出力信号が入力される。振幅参照回路２０６は、入力された信号の振幅を示す信号を生成し、振幅設定回路２０７へと出力する。振幅設定回路２０７は、振幅参照回路２０６からの出力信号が示す振幅に基づいて、ＬＯフィルタ回路２２０の出力信号の振幅が一定になるような制御信号を生成する。そして、かかる制御信号をＬＯフィルタ回路２２０と共にＲＦフィルタ回路２１０へと出力する。
【００４１】
図５（ａ）は、ＲＦフィルタ回路２１０及びＬＯフィルタ回路２２０の詳細な回路構成を示す図である。なお、ＲＦフィルタ回路２１０及びＬＯフィルタ回路２２０は互いに同一の回路構成を有している。以下は、ＲＦフィルタ回路２１０の構成として説明する。
【００４２】
ＲＦフィルタ回路２１０は、ｇｍ回路１１２、インダクタ２１３、可変容量２１４及び可変抵抗２１５を有している。インダクタ２１３は、インダクタ値がＬのインダクタ成分と抵抗値がｒの直列抵抗成分とを有している。可変容量２１４は、例えばバラクタダイオードから構成されている。
【００４３】
ｇｍ回路１１２には入力端子Ｉ４を介してＲＦ信号に相当する電圧信号が入力される。ｇｍ回路１１２は、入力された電圧を電流に変換して出力する。なお、ＬＯフィルタ回路２２０には、ＬＯ信号に相当する電圧信号が入力される。インダクタ２１３、可変容量２１４及び可変抵抗２１５は互いに並列に接続されている。これらの並列接続の一端には、ｇｍ回路１１２から出力された電流が入力される。並列接続の他端はグランド接続されている。インダクタ２１３、可変容量２１４及び可変抵抗２１５に入力された電流は、これらの合成負荷によって電圧信号に変化され、出力端子Ｏ３を介してミキサ回路１０２へと出力される。このように、ＲＦフィルタ回路２１０及びＬＯフィルタ回路２２０は、可変抵抗２１５が負性抵抗回路として付加されることによりフィルタのＱが高められたＬ−Ｃバンドパスフィルタである。
【００４４】
可変容量２１４の静電容量値をＣ、可変抵抗２１５の抵抗値をＲとするとき、ＲＦフィルタ回路２１０の伝達関数は以下のように表される。なお、ｓ＝ｊωである。
【００４５】
【数２】
【００４６】
そして、Ｒ＞＞ｒであると仮定したときの同調時、つまり数式３が成立しているときの利得は、数式４のように表される。
【００４７】
【数３】
【００４８】
【数４】
【００４９】
したがって、同調時の伝達関数はＣに依存する。つまり、同調周波数ω0を調整するためにＣの値を変えると利得が変動する。
【００５０】
そこで、上記の構成において振幅設定回路２０７は、振幅参照回路２０６からの信号が示す振幅と所定値とを比較する。そして、振幅が所定値を上回っている場合には振幅を減少させることを示す制御信号を、振幅が所定値を下回っている場合には振幅を増加させることを示す制御信号を生成し、ＲＦフィルタ回路２１０及びＬＯフィルタ回路２２０へと出力する。
【００５１】
ＲＦフィルタ回路２１０及びＬＯフィルタ回路２２０は、振幅設定回路２０７からの制御信号に基づいて、可変抵抗２１５の抵抗を変更することによって利得を増加させたり減少させたりする（第１及び第２の振幅変更手段）。ＲＦフィルタ回路２１０及びＬＯフィルタ回路２２０は、このように同調周波数を調整することによりＴ（ω0）が変化しても、その変化に応じて可変抵抗２１５の抵抗値を変えることで、Ｔ（ω0）の値が所定値に保持されるように補正する。
【００５２】
以上の構成により第２の実施形態においては、温度の変動、プロセスばらつき、フィルタの回路構成ごとに発生するばらつきが抑制され、所望のチャンネル周波数においてフィルタにおける制限帯域の中心周波数を所定値に保持することが可能になるのみならず、フィルタの利得を一定にすることが可能になる。
【００５３】
なお、さらに以下の数式５で表される帯域ωbが一定になるようにＲＦフィルタ回路２１０等の同調周波数を調整するためには、Ｃの大きさを変更して同調周波数ω0を調整すると共に、ωbの値が一定になるようにＲの大きさも変更すればよい。そして、さらに利得も一定にするために、ｇｍ回路１１２のｇｍ値を変更してもよい。
【００５４】
【数５】
【００５５】
図５（ｂ）はＲＦフィルタ回路２１０及びＬＯフィルタ回路２２０の変形例である、ＲＦフィルタ回路２１０’及びＬＯフィルタ回路２２０’の回路構成を示している。ＲＦフィルタ回路２１０’及びＬＯフィルタ回路２２０’は互いに同一の回路構成を有している。ＲＦフィルタ回路２１０’及びＬＯフィルタ回路２２０’はｒの値が小さく、インダクタのＱの値をそのままバンドパスフィルタのＱに用いることができる場合の構成を示している。したがって、図５（ｂ）のフィルタ回路において可変抵抗２１５は設けられていない。図５（ｂ）のフィルタ回路において伝達関数は以下のように表される。
【００５６】
【数６】
【００５７】
したがって、数式３が成立する同調時の利得は以下のように表される。
【００５８】
【数７】
【００５９】
この場合も同調周波数ω0を調整するためにＣの値を変えると、同調時の利得が変化する。したがって、ＲＦフィルタ回路２１０’及びＬＯフィルタ回路２２０’を用いる場合には、同調時の利得を一定にするために、つまりＴ（ω0）の値を一定にするようにｇｍ回路１１２のｇｍ値を変更して補正するような構成を受信装置１０００が有していることが好ましい。
【００６０】
＜その他の変形例＞
以上は、本発明の好適な実施の形態についての説明であるが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、課題を解決するための手段に記載された内容の限りにおいて様々な変更が可能なものである。
【００６１】
例えば上述の第１及び第２の実施形態においては、入力端子からＲＦフィルタ回路を通してミキサ回路にＲＦ信号を受け渡している。しかし、ＲＦフィルタ回路の前段やＲＦフィルタ回路とミキサ回路との間に、別途ＲＦアンプ回路を設けてもよい。例えば図６（ａ）の回路においては、ＲＦアンプ回路５０１及びＲＦフィルタ回路１１０を順に通じてミキサ回路１０２にＲＦ信号が受け渡される。また、図６（ｂ）の回路においては、ＲＦフィルタ回路１１０及びＲＦアンプ回路５０１を順に通じてミキサ回路１０２にＲＦ信号が受け渡される。
【００６２】
また、上述の第２の実施形態においては、抵抗２１５及びｇｍ回路１１２のいずれかを可変にすることで同調時の利得一定が実現されてもよいし、抵抗２１５及びｇｍ回路１１２のいずれも可変にすることで利得が調整されてもよい。
【００６３】
また、上述の実施形態においては、受信回路におけるインダクタ、容量、抵抗、トランジスタ等、すべての構成回路が同一の基板上に構成されている。しかし、別の基板上に構成されていてもよい。また、上述の実施形態においては、ジャイレータなどで作製した可変インダクタか可変容量を用いて同調周波数の可変機構が実現されているが、同調周波数を変更できる構成であれば、どのような構成であってもよい。
【００６４】
また上述の第１及び第２の実施形態においては、ＲＦフィルタ回路及びＬＯフィルタ回路がバンドパスフィルタとして構成されている。しかし、ローパスフィルタ、バンドリジェクションフィルタ、ハイパスフィルタとして構成されていてもよい。
【００６５】
また上述の第１及び第２の実施形態においては、受信回路にダイレクトコンバージョン方式が採用されている。しかし、ダイレクトコンバージョン方式以外にダブルコンバージョン方式やＬｏｗ−ＩＦ方式などが採用されてもよい。これらの方式によると、ＲＦ信号の中心周波数とＬＯ信号の周波数とが同一ではないが、上記の実施形態においてＲＦフィルタ回路及びＬＯフィルタ回路の選択周波数を変更した構成であればよい。つまり、ＲＦフィルタおよびＬＯフィルタにおいてＬやＣなどの回路定数を変更すればよい。そして、周波数設定回路１０５や振幅設定回路２０７においてＲＦフィルタ回路への制御信号を生成する場合には、ＲＦフィルタ回路とＬＯフィルタ回路との回路特性の違いを加味した上で制御信号を生成するようにあらかじめ構成されていればよい。
【００６６】
また、上述の第１及び第２の実施形態において周波数設定回路１０５は、位相比較回路１０４からの信号が示す位相のずれに基づいて同調周波数を減少させたり増加させたりするような制御信号を生成している。かかる制御信号は、位相比較回路１０４からの信号が示す位相のずれが大きいほど同調周波数の増加幅又は減少幅が大きくなるように生成されてもよい。また、周波数設定回路１０５が位相比較回路１０４からの信号が示す位相のずれ量に関連付けて同調周波数の変更量を記憶しており、位相比較回路１０４からの信号に基づいて同調周波数が上記変更量だけ変更されるような制御信号が生成されてもよい。さらに、振幅設定回路２０７においても上記のように制御信号が生成されてもよい。
【００６７】
なお、本実施形態の受信回路を、無線通信機器や有線通信機器に搭載することにより、所望チャネル周波数においてフィルタの周波数選択度が向上される。例えばテレビ受像機、携帯電話、無線通信機器などに適用することにより、これらの通信機器の性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の一実施形態である第１の実施形態の受信装置の概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】図１のチューナ部が有する受信回路の構成を示す回路図である。
【図３】図２のＲＦフィルタ回路及びＬＯフィルタ回路の構成を示す回路図である。
【図４】第２の実施形態の受信回路の構成を示す回路図である。
【図５】図４のＲＦフィルタ回路及びＬＯフィルタ回路の構成を示す回路図である。
【図６】図１の受信回路の変形例の構成を示す回路図である。
【図７】従来例の受信回路の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
【００６９】
１００ チューナ部
１０２ ミキサ回路
１０４ 位相比較回路
１０５ 周波数設定回路
１０６ 入力端子
１１０ ＲＦフィルタ回路
１２０ ＬＯフィルタ回路
２０６ 振幅参照回路
２０７ 振幅設定回路
２１０ ＲＦフィルタ回路
２１３ インダクタ
２１４ 可変容量
２１５ 可変抵抗
２２０ ＬＯフィルタ回路
７００ 復調部
８００ データ処理部
９０１ ＲＦフィルタ回路
９０２ ミキサ回路
９０３ ＬＯフィルタ回路
９０４ 可変電圧回路
９０６ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、局部発振信号に基づいてＲＦ信号に周波数変換を施す受信回路及びこれを備えた通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
受信装置において発生するノイズ要因の一つに受信装置の混変調特性がある。かかる混変調特性を改善する最適な方法の一つは、受信されたＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号の周波数選択度を向上させることである。例えばテレビチューナ用の受信装置においては、ＶＨＦ（Ｖｅｒｙ Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）からＵＨＦ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）に至るチャンネル割り当てが広い。このため、所望のチャンネルを選局する際にＲＦフィルタ回路において帯域制限を施すことで、周波数選択度を向上させている。
【０００３】
そして、ＲＦフィルタ回路において所望のチャンネルに合わせた周波数選択を施す方法は数多く提案されている。例えば、特許文献１においては、ＲＦフィルタ回路が周波数調整の機能を有しており、ＲＦフィルタ回路に制御信号を入力することで所望のチャンネルに調整している。
【０００４】
一方、特許文献１には、ＲＦフィルタ回路に加えてさらにＬＯ（Ｌｏｃａｌ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）フィルタ回路が設けられている。つまり、ＲＦフィルタ回路においてＲＦ信号に周波数選択が施されると共に、ＬＯフィルタ回路においてもＬＯ信号に周波数選択が施される。ＬＯフィルタ回路は局部発振信号に発生するスプリアス雑音や高調波雑音を抑えるため、所望のチャンネルを受信する際の雑音抑制に効果がある。特許文献１のＬＯフィルタ回路も周波数調整の機能を有している。図７は、かかるＲＦフィルタ回路及びＬＯフィルタ回路を有する特許文献１の回路構成を示している。
【０００５】
図７の回路は、ＲＦフィルタ回路９０１、ＬＯフィルタ回路９０３、ミキサ回路９０２、制御部９０６、並びに、可変電圧回路９０４及び９０５を有している。ＲＦフィルタ回路９０１にはＲＦ信号が、ＬＯフィルタ回路９０３には局部信号発信器（不図示）からのＬＯ信号が入力される。ミキサ回路９０２は、ＬＯフィルタ回路９０３及びＲＦフィルタ回路９０１から入力された信号から中間周波数信号を生成する。可変電圧回路９０４及び９０５は、制御部９０６からの信号をＲＦフィルタ回路９０１及びＬＯフィルタ回路９０３のそれぞれに合わせた電圧信号に変換し、これらのフィルタ回路へと出力する。つまり、図７の回路においては可変電圧回路９０４及び４０５が、制御部９０６において所望のチャンネルに合わせた信号を、ＲＦフィルタ回路９０１及びＬＯフィルタ回路９０３に供給するための制御信号電圧に変換する。これによって、ＲＦフィルタ回路９０１及びＬＯフィルタ回路９０３のそれぞれが、所望のチャンネルに応じた周波数に調整されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−４１８４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一方で、ＲＦフィルタ回路及びＬＯフィルタ回路において、所望のチャンネル周波数を選局するためには、これらのフィルタ回路の同調周波数を設定する必要がある。図７の回路構成によると、ＬＯ信号を生成する局部信号発振器の周波数に合わせて、ＲＦフィルタ回路９０１又はＬＯフィルタ回路９０３の中心周波数を合わせる必要がある。制御部９０６はあらかじめ設定された局部信号発振器の周波数に応じてフィルタ回路ごとに制御信号を出力することで、ＲＦフィルタ回路９０１及びＬＯフィルタ回路９０３において制限帯域の中心周波数を制御する。
【０００８】
しかし、ＲＦフィルタ回路９０１やＬＯフィルタ回路９０３において、回路特性のプロセスばらつきや温度などの環境変動によって、フィルタ回路の回路定数がばらつくことがある。回路定数がばらつくと、フィルタ回路において制限帯域の中心周波数が変動する場合がある。図７の構成によると、あらかじめ設定された値に応じて制御信号を生成するので、上記のような周波数の変動に対処しにくいという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、回路特性のばらつき等によってＲＦフィルタ及びＬＯフィルタの中心周波数がばらつきにくい受信回路及び通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【００１０】
本発明の受信回路は、第１の同調周波数に基づいてＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号を第１の周波数帯域に制限するＲＦフィルタ回路と、第２の同調周波数に基づいて局部発振信号を第２の周波数帯域に制限する局部発振フィルタ回路と、前記第１及び第２の同調周波数をそれぞれ変更する第１及び第２の周波数変更手段と、前記局部発振フィルタ回路からの信号に基づいて前記ＲＦフィルタ回路からの信号に周波数変換処理を施すミキサ回路と、前記局部発振フィルタ回路が前記第２の周波数帯域に制限する前の局部発振信号と、前記局部発振フィルタ回路が前記第２の周波数帯域に制限した後の局部発振信号との位相差を示す信号を生成する位相比較回路と、前記位相比較回路が生成した信号に基づいて、前記ＲＦフィルタ回路及び局部発振フィルタ回路において前記第１及び第２の周波数帯域の中心周波数がそれぞれ所定値に保持されるように前記第１及び第２の周波数変更手段を制御する制御手段とを備えている。
【００１１】
本発明の受信回路によると、局部発振（ＬＯ）フィルタ回路において回路特性のばらつき等による周波数変動が発生しても、位相比較回路においてその周波数変動の程度が把握される。そして、制御手段が周波数変動の程度に応じて、ＲＦフィルタ回路及び局部発振フィルタ回路の周波数が一定に保持されるように同調周波数の制御がなされる。したがって、回路特性のばらつきや温度などの環境変動がある場合にも各フィルタ回路において制限帯域の中心周波数の変動が抑制される。また、局部発振フィルタ回路のみに位相比較回路を設ければよいため、簡易に構成することができる。なお、局部発振フィルタ回路によって、局部発振信号に発生するスプリアス雑音や高調波雑音が抑えられ、所望チャネル受信時の雑音が抑制され得る。
【００１２】
また、本発明においては、前記第１及び第２の同調周波数の上限及び下限をそれぞれ示す上限信号及び下限信号が入力される入力部をさらに有しており、前記制御手段が、前記入力部からの前記上限信号及び下限信号に基づいて前記第１及び第２の周波数変更手段を制御することが好ましい。この構成によると、同調周波数を大きく変更する場合にも、あらかじめ大雑把に周波数調整を行ってから周波数を微調整することができる。したがって、同調周波数が大幅にずれるのを防ぐことができる。
【００１３】
また、本発明においては、前記ＲＦフィルタ回路及び局部発振フィルタ回路からの出力信号の振幅をそれぞれ変更する第１及び第２の振幅変更手段と、前記局部発振フィルタ回路が前記第２の周波数帯域に制限した後の局部発振信号の振幅を示す信号を生成する振幅参照回路とをさらに備えており、前記制御手段が、前記振幅参照回路が生成した信号と前記位相比較回路が生成した信号とに基づいて、前記ＲＦフィルタ回路及び局部発振フィルタ回路において前記第１及び第２の周波数帯域の中心周波数がそれぞれ所定値に保持され、且つ、前記ＲＦ信号及び局部発振フィルタ回路からの出力信号の振幅が所定値に保持されるように、前記第１及び第２の周波数変更手段と前記第１及び第２の振幅変更手段とを制御することが好ましい。例えばバラクタダイオードなどの可変容量によってＲＦフィルタ回路及びＬＯフィルタ回路が周波数を変更できるように構成されている場合に、周波数によってフィルタ回路の利得が変化することがある。上記の構成によると、振幅を一定に保持するような調整がなされるので、フィルタ回路の利得が変化する場合の振幅の変動を抑制することができる。また、回路特性のプロセスばらつきや温度等の環境変動によって局部発振信号の振幅がばらついても振幅が調整されるので、ＲＦフィルタ回路の帯域制限にも十分な性能を与えることができる。また、局部発振フィルタ回路のみに振幅比較回路を設ければよいため、簡易に構成することができる。
【００１４】
また、本発明においては、前記ＲＦフィルタ回路及び局部発振フィルタ回路が、いずれもバンドパスフィルタ回路であることが好ましい。この構成によると、ＲＦフィルタ回路において所望のチャンネル周波数以外にある妨害信号を抑圧することができる。また、局部発振フィルタ回路において局部発振信号に発生するスプリアス雑音や高調波雑音を抑えることから、所望のチャンネルを受信する際の雑音抑制に効果がある。
【００１５】
また、本発明においては、前記ＲＦフィルタ回路及び局部発振フィルタ回路の回路構成が同一であり、前記制御手段が、前記第１及び第２の周波数変更手段のそれぞれへと同一の制御信号を出力することが好ましい。この構成によると、いずれのフィルタ回路へも同一の制御信号を出力するため、回路構成が簡易になる。なお、例えばダイレクトコンバージョン方式が採用された場合には、ＲＦフィルタ回路と局部発振フィルタ回路とを同一構成、及び、同一の設定値の回路によって実現できる。
【００１６】
ところで、ダブルコンバージョン方式が採用された場合や、Ｌｏｗ−ＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）方式が採用された場合のように、ＲＦ信号と局部発振信号とが互いに異なる周波数帯域である場合には、本発明においてＲＦフィルタ回路及び局部発振フィルタ回路の同調周波数を決めるＬ、Ｃなどの値だけを互いにずらして設定すればよく、その他の回路構成を同一に構成することができる。
【００１７】
また、本発明においては、前記局部発振フィルタ回路へと局部発振信号を出力する局部発信器をさらに備えており、前記ＲＦフィルタ回路、局部発振フィルタ回路、位相比較器、ミキサ回路及び局部発振回路が、いずれも同一の基板上に構築されていることが好ましい。この構成により、外付け部品の削減につながり、部品の小型化に貢献できる。
【００１８】
また、本発明においては、前記ＲＦフィルタ回路及び局部発振フィルタ回路の両方が、負性抵抗回路を含むＬ−Ｃフィルタから構成されていることが好ましい。この構成によると、負性抵抗回路が含まれていることにより、Ｌ−ＣフィルタのＱが高められている。
【００１９】
また、本発明の受信回路は、携帯電話機やデジタル受像装置などの種々の通信装置に適用可能である。本発明の受信回路をこれらの通信装置に適用することにより、受信回路内のプロセスばらつき等による周波数選択度の低下が抑制された通信性能の高い通信装置が実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ本発明の好適な一実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態の受信装置１０００の概略的な構成を示すブロック図である。
【００２１】
［第１の実施形態］
受信装置１０００はチューナ部１００、復調部７００及びデータ処理部８００を有している。チューナ部１００にはアンテナ等から受信されたＲＦ信号が入力される。チューナ部１００は、入力されたＲＦ信号に選局処理を施して復調部７００へと出力する。復調部７００は選局処理が施された信号に復調処理を施してデータ列信号に復調し、データ処理部８００へと出力する。データ処理部８００は、データ列信号に基づいて種々のデータ処理を実行する。例えば、データ列信号が示す画像、音声及び文字を再現する処理を実行する。
【００２２】
図２はチューナ部１００において選局処理を施す回路（受信回路）の構成を示す図である。かかる回路構成には、ＲＦフィルタ回路１１０、ＬＯフィルタ回路１２０及びミキサ回路１０２が含まれている。これらの回路の回路構成は全て同一の基板上に構築されている。
【００２３】
ＲＦフィルタ回路１１０には、入力端子Ｉ１を介してＲＦ信号が入力される。ＲＦフィルタ回路１１０は、入力されたＲＦ信号を所定の周波数帯域（第１の周波数帯域）に制限して出力する。ＬＯフィルタ回路１２０には、入力端子Ｉ２を介してＬＯ信号が入力される。このＬＯ信号は、電圧制御発信器（ＶＣＯ；Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）などの局部発振器（不図示）において生成される。あるいは、かかる局部発振器から周波数分周器を通じて入力端子Ｉ２へと入力されてもよい。ＬＯフィルタ回路１２０は、入力されたＬＯ信号を所定の周波数帯域（第２の周波数帯域）に制限して出力する。ミキサ回路１０２は、ＲＦフィルタ回路１１０が帯域制限を施したＲＦ信号に、ＬＯフィルタ回路１２０からの信号に基づいて周波数変換を施し、出力端子Ｏ１を介して出力する。
【００２４】
本実施形態においては、受信回路にダイレクトコンバージョン方式を採用した場合が想定されている。したがって、ＬＯ信号の中心周波数が所望のチャンネルの中心周波数と同じ大きさに設定される。また、ＲＦフィルタ回路１１０とＬＯフィルタ回路１２０とが互いに同一の回路構成を有している。
【００２５】
ＲＦ信号には妨害波など、所望の周波数以外の広い帯域の周波数が含まれることがある。ＲＦフィルタ回路１１０が設けられることにより妨害波などの所望の周波数以外の周波数が除去され、所望のチャンネルの周波数に関して周波数選択度が向上する。また、ＬＯフィルタ回路１２０が設けられていることによって、所望のチャンネルの周波数に関する周波数選択度がさらに向上する。
【００２６】
また、図２の受信回路は、位相比較回路１０４及び周波数設定回路（制御手段）１０５を有している。位相比較回路１０４には入力端子Ｉ２を介してＬＯ信号が入力されると共に、ＬＯフィルタ回路１２０からの出力信号が入力される。そして、入力された信号同士の位相を比較する。つまり、位相比較回路１０４は、ＬＯフィルタ回路１２０が周波数帯域を制限する前のＬＯ信号とＬＯフィルタ回路１２０が周波数帯域を制限した後のＬＯ信号との位相を比較する。位相比較回路１０４は、位相を比較した結果を示す信号を周波数設定回路１０５へと出力する。周波数設定回路１０５は位相比較回路１０４からの信号に基づいて、ＲＦフィルタ回路１１０及びＬＯフィルタ回路１２０の同調周波数（後述）を制御するための制御信号を生成する。そして、生成した制御信号をＲＦフィルタ回路１１０及びＬＯフィルタ回路１２０へとそれぞれ出力する。ＲＦフィルタ回路１１０及びＬＯフィルタ回路１２０は、周波数設定回路１０５からの制御信号に基づいて同調周波数を変更するように構成されている。
【００２７】
図３は、ＲＦフィルタ回路１１０及びＬＯフィルタ回路１２０のさらに詳細な構成を示すものである。上記のとおり本実施形態においてはダイレクトコンバージョン方式が採用されている場合が想定されているため、ＲＦフィルタ回路１１０及びＬＯフィルタ回路１２０は同一の回路構成を有している。つまり、図３は、両フィルタ回路に共通の構成を示している。以下においては、ＲＦフィルタ回路１１０の構成として説明する。
【００２８】
ＲＦフィルタ回路１１０は、ｇｍ回路１１２、可変インダクタ１１３、容量１１４及び抵抗１１５を有している。ｇｍ回路１１２には入力端子Ｉ３を介してＲＦ信号に相当する電圧信号が入力される。ｇｍ回路１１２は、入力された電圧を電流に変換して出力する。なお、ＬＯフィルタ回路１２０の場合には、ＬＯ信号に相当する電圧信号が入力される。可変インダクタ１１３、容量１１４及び抵抗１１５は互いに並列に接続されている。これらの並列接続の一端には、ｇｍ回路１１２から出力された電流が入力される。並列接続の他端はグランド接続されている。可変インダクタ１１３、容量１１４及び抵抗１１５に入力された電流は、これらの合成負荷によって電圧信号に変換され、出力端子Ｏ２を介してミキサ回路１０２へと出力される。
【００２９】
上記のように、ＲＦフィルタ回路１１０及びＬＯフィルタ回路１２０は、インダクタ値を変更することができるＬ−Ｃバンドパスフィルタである。つまり、ＲＦフィルタ回路１１０及びＬＯフィルタ回路１２０には可変インダクタが設けられており、これによって同調周波数（第１及び第２の同調周波数）が変更される（変更手段）。可変インダクタ１１３のインダクタ値は、周波数設定回路１０５からの制御信号に基づいて制御される。可変インダクタ１１３のインダクタ値をＬ、容量１１４の静電容量値をＣ、抵抗１１５の抵抗値をＲとすると、図３のＬ―Ｃフィルタの伝達関数は以下のように表される。なお、ｓ＝ｊωである。
【００３０】
【数１】
【００３１】
以上の構成において周波数設定回路１０５の制御信号は、ＲＦフィルタ回路１１０及びＬＯフィルタ回路１２０による制限帯域の中心周波数が所定値、すなわち局部発振信号の周波数に保持されるように調整されている。具体的には周波数設定回路１０５は、位相比較回路１０４からの信号に基づいて、入力端子Ｉ２からの信号の位相がＬＯフィルタ回路１２０からの位相より進んでいる場合には、同調周波数を減少させるような制御信号を出力する。一方、入力端子Ｉ２からの信号の位相がＬＯフィルタ回路１２０からの位相より遅れている場合には、同調周波数を増加させるような制御信号を出力する。
【００３２】
これによって、ＬＯフィルタ回路１２０においてＬＯ信号に帯域制限が施される際の周波数のずれが防止される。一方で、ＲＦフィルタ回路１１０にもＬＯフィルタ回路１２０と同一の制御信号が周波数設定回路１０５から入力される。上記の通り、ＲＦフィルタ回路１１０はＬＯフィルタ回路１２０と同一の回路構成を有しているため、ＲＦフィルタ回路１１０の制限帯域の中心周波数においてもＬＯ信号からのずれが回避され、所定値に保持される。
【００３３】
以上の構成により第１の実施形態においては、温度の変動、プロセスばらつき、フィルタの回路構成ごとに発生するばらつきが抑制され、所望のチャンネル周波数においてフィルタにおける制限帯域の中心周波数を所定値に保持することが可能になる。
【００３４】
また、上記の構成においては、Ｌを変更することによって、温度の変動やプロセスばらつきに関わらず同調周波数が一定になるように調整されている。一方で、同調周波数が一定であることはＬＣが一定に保持されることにほぼ相当する。したがって、上記の数式１により同調周波数がω０のときのＴ（ω０）が一定に保持される。つまり、第１の実施形態においては同調周波数を一定になるように調整することによって、利得も一定に保持される。
【００３５】
なお、図２の入力端子１０６を介して、同調周波数の上限値及び下限値を示す信号が入力されることが好ましい。例えば周波数設定回路１０５は、まず、入力端子１０６からの信号に基づいてＲＦフィルタ回路１１０及びＬＯフィルタ回路１２０の同調周波数をおおよそ入力端子１０６からの信号が示す範囲に調整する。ここで、入力端子１０６からの信号は、フィルタ回路において所望のチャンネルに相当する帯域制限がなされるようにあらかじめ算出された上限値及び下限値を示している。次に、周波数設定回路１０５は、位相比較回路１０４からの信号に基づいてＲＦフィルタ回路１１０及びＬＯフィルタ回路１２０の同調周波数を、上記のように詳細に調整する。このような構成を受信装置１０００が有していることが好ましい。
【００３６】
例えばテレビチューナにおいてはＶＨＦ信号やＵＨＦ信号が受信され、同調周波数が大きく変化する。上記の構成によると、このように同調周波数が大きく変更された場合にも、あらかじめ大雑把に周波数が調整されてから微調整がなされる。したがって、同調周波数が大幅にずれるのが抑制され、位相比較回路１０４および周波数設定回路１０５による同調周波数の設定に伴う誤作動が抑制される。
【００３７】
［第２の実施形態］
以下、図４及び図５に基づいて第２の実施形態について説明する。第２の実施形態において第１の実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３８】
第２の実施形態は、第１の実施形態において図２の回路構成を図４の回路構成に置き換えたものである。また、第２の実施形態においてもダイレクトコンバージョン方式が想定されている。図４の受信回路は、ＲＦフィルタ回路２１０及びＬＯフィルタ回路２２０を有している。これらの回路構成は同一である。ＲＦフィルタ回路２１０及びＬＯフィルタ回路２２０は、後述のように同調周波数を調整しつつ出力信号の振幅も調整することができる構成を有している。
【００３９】
図４の受信回路は、位相比較回路１０４及び周波数設定回路１０５を有している。位相比較回路１０４は、ＬＯフィルタ回路２１０の出力信号と入力端子Ｉ２を介して入力されるＬＯ信号との位相差を示す信号を周波数設定回路１０５へと出力する。周波数設定回路１０５は、位相比較回路１０４からの信号に基づいて、ＲＦフィルタ回路２１０及びＬＯフィルタ回路２２０へと同調周波数を制御するための制御信号を出力する。これによって、第１の実施形態と同様に、第２の実施形態においてもこれらのフィルタ回路において同調周波数が調整されている。
【００４０】
図４の受信回路には、さらに振幅参照回路２０６及び振幅設定回路２０７が設けられている。振幅参照回路２０６には、ＬＯフィルタ回路２２０からの出力信号が入力される。振幅参照回路２０６は、入力された信号の振幅を示す信号を生成し、振幅設定回路２０７へと出力する。振幅設定回路２０７は、振幅参照回路２０６からの出力信号が示す振幅に基づいて、ＬＯフィルタ回路２２０の出力信号の振幅が一定になるような制御信号を生成する。そして、かかる制御信号をＬＯフィルタ回路２２０と共にＲＦフィルタ回路２１０へと出力する。
【００４１】
図５（ａ）は、ＲＦフィルタ回路２１０及びＬＯフィルタ回路２２０の詳細な回路構成を示す図である。なお、ＲＦフィルタ回路２１０及びＬＯフィルタ回路２２０は互いに同一の回路構成を有している。以下は、ＲＦフィルタ回路２１０の構成として説明する。
【００４２】
ＲＦフィルタ回路２１０は、ｇｍ回路１１２、インダクタ２１３、可変容量２１４及び可変抵抗２１５を有している。インダクタ２１３は、インダクタ値がＬのインダクタ成分と抵抗値がｒの直列抵抗成分とを有している。可変容量２１４は、例えばバラクタダイオードから構成されている。
【００４３】
ｇｍ回路１１２には入力端子Ｉ４を介してＲＦ信号に相当する電圧信号が入力される。ｇｍ回路１１２は、入力された電圧を電流に変換して出力する。なお、ＬＯフィルタ回路２２０には、ＬＯ信号に相当する電圧信号が入力される。インダクタ２１３、可変容量２１４及び可変抵抗２１５は互いに並列に接続されている。これらの並列接続の一端には、ｇｍ回路１１２から出力された電流が入力される。並列接続の他端はグランド接続されている。インダクタ２１３、可変容量２１４及び可変抵抗２１５に入力された電流は、これらの合成負荷によって電圧信号に変化され、出力端子Ｏ３を介してミキサ回路１０２へと出力される。このように、ＲＦフィルタ回路２１０及びＬＯフィルタ回路２２０は、可変抵抗２１５が負性抵抗回路として付加されることによりフィルタのＱが高められたＬ−Ｃバンドパスフィルタである。
【００４４】
可変容量２１４の静電容量値をＣ、可変抵抗２１５の抵抗値をＲとするとき、ＲＦフィルタ回路２１０の伝達関数は以下のように表される。なお、ｓ＝ｊωである。
【００４５】
【数２】
【００４６】
そして、Ｒ＞＞ｒであると仮定したときの同調時、つまり数式３が成立しているときの利得は、数式４のように表される。
【００４７】
【数３】
【００４８】
【数４】
【００４９】
したがって、同調時の伝達関数はＣに依存する。つまり、同調周波数ω0を調整するためにＣの値を変えると利得が変動する。
【００５０】
そこで、上記の構成において振幅設定回路２０７は、振幅参照回路２０６からの信号が示す振幅と所定値とを比較する。そして、振幅が所定値を上回っている場合には振幅を減少させることを示す制御信号を、振幅が所定値を下回っている場合には振幅を増加させることを示す制御信号を生成し、ＲＦフィルタ回路２１０及びＬＯフィルタ回路２２０へと出力する。
【００５１】
ＲＦフィルタ回路２１０及びＬＯフィルタ回路２２０は、振幅設定回路２０７からの制御信号に基づいて、可変抵抗２１５の抵抗を変更することによって利得を増加させたり減少させたりする（第１及び第２の振幅変更手段）。ＲＦフィルタ回路２１０及びＬＯフィルタ回路２２０は、このように同調周波数を調整することによりＴ（ω0）が変化しても、その変化に応じて可変抵抗２１５の抵抗値を変えることで、Ｔ（ω0）の値が所定値に保持されるように補正する。
【００５２】
以上の構成により第２の実施形態においては、温度の変動、プロセスばらつき、フィルタの回路構成ごとに発生するばらつきが抑制され、所望のチャンネル周波数においてフィルタにおける制限帯域の中心周波数を所定値に保持することが可能になるのみならず、フィルタの利得を一定にすることが可能になる。
【００５３】
なお、さらに以下の数式５で表される帯域ωbが一定になるようにＲＦフィルタ回路２１０等の同調周波数を調整するためには、Ｃの大きさを変更して同調周波数ω0を調整すると共に、ωbの値が一定になるようにＲの大きさも変更すればよい。そして、さらに利得も一定にするために、ｇｍ回路１１２のｇｍ値を変更してもよい。
【００５４】
【数５】
【００５５】
図５（ｂ）はＲＦフィルタ回路２１０及びＬＯフィルタ回路２２０の変形例である、ＲＦフィルタ回路２１０’及びＬＯフィルタ回路２２０’の回路構成を示している。ＲＦフィルタ回路２１０’及びＬＯフィルタ回路２２０’は互いに同一の回路構成を有している。ＲＦフィルタ回路２１０’及びＬＯフィルタ回路２２０’はｒの値が小さく、インダクタのＱの値をそのままバンドパスフィルタのＱに用いることができる場合の構成を示している。したがって、図５（ｂ）のフィルタ回路において可変抵抗２１５は設けられていない。図５（ｂ）のフィルタ回路において伝達関数は以下のように表される。
【００５６】
【数６】
【００５７】
したがって、数式３が成立する同調時の利得は以下のように表される。
【００５８】
【数７】
【００５９】
この場合も同調周波数ω0を調整するためにＣの値を変えると、同調時の利得が変化する。したがって、ＲＦフィルタ回路２１０’及びＬＯフィルタ回路２２０’を用いる場合には、同調時の利得を一定にするために、つまりＴ（ω0）の値を一定にするようにｇｍ回路１１２のｇｍ値を変更して補正するような構成を受信装置１０００が有していることが好ましい。
【００６０】
＜その他の変形例＞
以上は、本発明の好適な実施の形態についての説明であるが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、課題を解決するための手段に記載された内容の限りにおいて様々な変更が可能なものである。
【００６１】
例えば上述の第１及び第２の実施形態においては、入力端子からＲＦフィルタ回路を通してミキサ回路にＲＦ信号を受け渡している。しかし、ＲＦフィルタ回路の前段やＲＦフィルタ回路とミキサ回路との間に、別途ＲＦアンプ回路を設けてもよい。例えば図６（ａ）の回路においては、ＲＦアンプ回路５０１及びＲＦフィルタ回路１１０を順に通じてミキサ回路１０２にＲＦ信号が受け渡される。また、図６（ｂ）の回路においては、ＲＦフィルタ回路１１０及びＲＦアンプ回路５０１を順に通じてミキサ回路１０２にＲＦ信号が受け渡される。
【００６２】
また、上述の第２の実施形態においては、抵抗２１５及びｇｍ回路１１２のいずれかを可変にすることで同調時の利得一定が実現されてもよいし、抵抗２１５及びｇｍ回路１１２のいずれも可変にすることで利得が調整されてもよい。
【００６３】
また、上述の実施形態においては、受信回路におけるインダクタ、容量、抵抗、トランジスタ等、すべての構成回路が同一の基板上に構成されている。しかし、別の基板上に構成されていてもよい。また、上述の実施形態においては、ジャイレータなどで作製した可変インダクタか可変容量を用いて同調周波数の可変機構が実現されているが、同調周波数を変更できる構成であれば、どのような構成であってもよい。
【００６４】
また上述の第１及び第２の実施形態においては、ＲＦフィルタ回路及びＬＯフィルタ回路がバンドパスフィルタとして構成されている。しかし、ローパスフィルタ、バンドリジェクションフィルタ、ハイパスフィルタとして構成されていてもよい。
【００６５】
また上述の第１及び第２の実施形態においては、受信回路にダイレクトコンバージョン方式が採用されている。しかし、ダイレクトコンバージョン方式以外にダブルコンバージョン方式やＬｏｗ−ＩＦ方式などが採用されてもよい。これらの方式によると、ＲＦ信号の中心周波数とＬＯ信号の周波数とが同一ではないが、上記の実施形態においてＲＦフィルタ回路及びＬＯフィルタ回路の選択周波数を変更した構成であればよい。つまり、ＲＦフィルタおよびＬＯフィルタにおいてＬやＣなどの回路定数を変更すればよい。そして、周波数設定回路１０５や振幅設定回路２０７においてＲＦフィルタ回路への制御信号を生成する場合には、ＲＦフィルタ回路とＬＯフィルタ回路との回路特性の違いを加味した上で制御信号を生成するようにあらかじめ構成されていればよい。
【００６６】
また、上述の第１及び第２の実施形態において周波数設定回路１０５は、位相比較回路１０４からの信号が示す位相のずれに基づいて同調周波数を減少させたり増加させたりするような制御信号を生成している。かかる制御信号は、位相比較回路１０４からの信号が示す位相のずれが大きいほど同調周波数の増加幅又は減少幅が大きくなるように生成されてもよい。また、周波数設定回路１０５が位相比較回路１０４からの信号が示す位相のずれ量に関連付けて同調周波数の変更量を記憶しており、位相比較回路１０４からの信号に基づいて同調周波数が上記変更量だけ変更されるような制御信号が生成されてもよい。さらに、振幅設定回路２０７においても上記のように制御信号が生成されてもよい。
【００６７】
なお、本実施形態の受信回路を、無線通信機器や有線通信機器に搭載することにより、所望チャネル周波数においてフィルタの周波数選択度が向上される。例えばテレビ受像機、携帯電話、無線通信機器などに適用することにより、これらの通信機器の性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の一実施形態である第１の実施形態の受信装置の概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】図１のチューナ部が有する受信回路の構成を示す回路図である。
【図３】図２のＲＦフィルタ回路及びＬＯフィルタ回路の構成を示す回路図である。
【図４】第２の実施形態の受信回路の構成を示す回路図である。
【図５】図４のＲＦフィルタ回路及びＬＯフィルタ回路の構成を示す回路図である。
【図６】図１の受信回路の変形例の構成を示す回路図である。
【図７】従来例の受信回路の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
【００６９】
１００ チューナ部
１０２ ミキサ回路
１０４ 位相比較回路
１０５ 周波数設定回路
１０６ 入力端子
１１０ ＲＦフィルタ回路
１２０ ＬＯフィルタ回路
２０６ 振幅参照回路
２０７ 振幅設定回路
２１０ ＲＦフィルタ回路
２１３ インダクタ
２１４ 可変容量
２１５ 可変抵抗
２２０ ＬＯフィルタ回路
７００ 復調部
８００ データ処理部
９０１ ＲＦフィルタ回路
９０２ ミキサ回路
９０３ ＬＯフィルタ回路
９０４ 可変電圧回路
９０６ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の同調周波数に基づいてＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号を第１の周波数帯域に制限するＲＦフィルタ回路と、
第２の同調周波数に基づいて局部発振信号を第２の周波数帯域に制限する局部発振フィルタ回路と、
前記第１及び第２の同調周波数をそれぞれ変更する第１及び第２の周波数変更手段と、
前記局部発振フィルタ回路からの信号に基づいて前記ＲＦフィルタ回路からの信号に周波数変換処理を施すミキサ回路と、
前記局部発振フィルタ回路が前記第２の周波数帯域に制限する前の局部発振信号と、前記局部発振フィルタ回路が前記第２の周波数帯域に制限した後の局部発振信号との位相差を示す信号を生成する位相比較回路と、
前記位相比較回路が生成した信号に基づいて、前記ＲＦフィルタ回路及び局部発振フィルタ回路において前記第１及び第２の周波数帯域の中心周波数がそれぞれ所定値に保持されるように前記第１及び第２の周波数変更手段を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする受信回路。
【請求項２】
前記第１及び第２の同調周波数の上限及び下限をそれぞれ示す上限信号及び下限信号が入力される入力部をさらに有しており、
前記制御手段が、
前記入力部からの前記上限信号及び下限信号に基づいて前記第１及び第２の周波数変更手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の受信回路
【請求項３】
前記ＲＦフィルタ回路及び局部発振フィルタ回路からの出力信号の振幅をそれぞれ変更する第１及び第２の振幅変更手段と、
前記局部発振フィルタ回路が前記第２の周波数帯域に制限した後の局部発振信号の振幅を示す信号を生成する振幅参照回路とをさらに備えており、
前記制御手段が、
前記振幅参照回路が生成した信号と前記位相比較回路が生成した信号とに基づいて、前記ＲＦフィルタ回路及び局部発振フィルタ回路において前記第１及び第２の周波数帯域の中心周波数がそれぞれ所定値に保持され、且つ、前記ＲＦ信号及び局部発振フィルタ回路からの出力信号の振幅が所定値に保持されるように、前記第１及び第２の周波数変更手段と前記第１及び第２の振幅変更手段とを制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の受信回路。
【請求項４】
前記ＲＦフィルタ回路及び局部発振フィルタ回路が、いずれもバンドパスフィルタ回路であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の受信回路。
【請求項５】
前記ＲＦフィルタ回路及び局部発振フィルタ回路の回路構成が同一であり、
前記制御手段が、
前記第１及び第２の周波数変更手段のそれぞれへと同一の制御信号を出力することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の受信回路。
【請求項６】
前記局部発振フィルタ回路へと局部発振信号を出力する局部発信器をさらに備えており、
前記ＲＦフィルタ回路、局部発振フィルタ回路、位相比較器、ミキサ回路及び局部発振回路が、いずれも同一の基板上に構築されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の受信回路。
【請求項７】
前記ＲＦフィルタ回路及び局部発振フィルタ回路の両方が、負性抵抗回路を含むＬ−Ｃフィルタから構成されていることを特徴とする請求項６に記載の受信回路。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の受信回路を有していることを特徴とする通信装置。
【請求項１】
第１の同調周波数に基づいてＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号を第１の周波数帯域に制限するＲＦフィルタ回路と、
第２の同調周波数に基づいて局部発振信号を第２の周波数帯域に制限する局部発振フィルタ回路と、
前記第１及び第２の同調周波数をそれぞれ変更する第１及び第２の周波数変更手段と、
前記局部発振フィルタ回路からの信号に基づいて前記ＲＦフィルタ回路からの信号に周波数変換処理を施すミキサ回路と、
前記局部発振フィルタ回路が前記第２の周波数帯域に制限する前の局部発振信号と、前記局部発振フィルタ回路が前記第２の周波数帯域に制限した後の局部発振信号との位相差を示す信号を生成する位相比較回路と、
前記位相比較回路が生成した信号に基づいて、前記ＲＦフィルタ回路及び局部発振フィルタ回路において前記第１及び第２の周波数帯域の中心周波数がそれぞれ所定値に保持されるように前記第１及び第２の周波数変更手段を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする受信回路。
【請求項２】
前記第１及び第２の同調周波数の上限及び下限をそれぞれ示す上限信号及び下限信号が入力される入力部をさらに有しており、
前記制御手段が、
前記入力部からの前記上限信号及び下限信号に基づいて前記第１及び第２の周波数変更手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の受信回路
【請求項３】
前記ＲＦフィルタ回路及び局部発振フィルタ回路からの出力信号の振幅をそれぞれ変更する第１及び第２の振幅変更手段と、
前記局部発振フィルタ回路が前記第２の周波数帯域に制限した後の局部発振信号の振幅を示す信号を生成する振幅参照回路とをさらに備えており、
前記制御手段が、
前記振幅参照回路が生成した信号と前記位相比較回路が生成した信号とに基づいて、前記ＲＦフィルタ回路及び局部発振フィルタ回路において前記第１及び第２の周波数帯域の中心周波数がそれぞれ所定値に保持され、且つ、前記ＲＦ信号及び局部発振フィルタ回路からの出力信号の振幅が所定値に保持されるように、前記第１及び第２の周波数変更手段と前記第１及び第２の振幅変更手段とを制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の受信回路。
【請求項４】
前記ＲＦフィルタ回路及び局部発振フィルタ回路が、いずれもバンドパスフィルタ回路であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の受信回路。
【請求項５】
前記ＲＦフィルタ回路及び局部発振フィルタ回路の回路構成が同一であり、
前記制御手段が、
前記第１及び第２の周波数変更手段のそれぞれへと同一の制御信号を出力することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の受信回路。
【請求項６】
前記局部発振フィルタ回路へと局部発振信号を出力する局部発信器をさらに備えており、
前記ＲＦフィルタ回路、局部発振フィルタ回路、位相比較器、ミキサ回路及び局部発振回路が、いずれも同一の基板上に構築されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の受信回路。
【請求項７】
前記ＲＦフィルタ回路及び局部発振フィルタ回路の両方が、負性抵抗回路を含むＬ−Ｃフィルタから構成されていることを特徴とする請求項６に記載の受信回路。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の受信回路を有していることを特徴とする通信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−２２７８２４（Ｐ２００８−２２７８２４Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６１８３２（Ｐ２００７−６１８３２）
【出願日】平成１９年３月１２日（２００７．３．１２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１２日（２００７．３．１２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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