自動周波数制御装置、自動周波数制御方法、自動周波数制御プログラムおよび無線通信機
【課題】アナログ信号／デジタル信号のいずれにも適用でき、しかも簡単な回路で実現できる自動周波数制御装置を提供する。
【解決手段】本発明では、周波数検波回路３の出力信号（周波数検波信号Ｓｄ）の変動量を検出し、その値が、あらかじめ定めた閾値を超えるとき、安定した周波数制御が困難であると判断して、周波数制御を停止している。具体的には、まず、周波数検波信号Ｓｄの変動成分Ｓｐ１を検出する。次に、検出した変動成分Ｓｐ１の絶対値信号Ｓｐ２を生成し、更に信号Ｓｐ２を平滑化した信号Ｓｐ３を閾値Ｓｔと比較する。そして信号Ｓｐ３が閾値Ｓｔを超えたときに停止信号Ｓｓを出力して、制御回路５による局部発信信号Ｓｏの周波数制御を停止する。
【解決手段】本発明では、周波数検波回路３の出力信号（周波数検波信号Ｓｄ）の変動量を検出し、その値が、あらかじめ定めた閾値を超えるとき、安定した周波数制御が困難であると判断して、周波数制御を停止している。具体的には、まず、周波数検波信号Ｓｄの変動成分Ｓｐ１を検出する。次に、検出した変動成分Ｓｐ１の絶対値信号Ｓｐ２を生成し、更に信号Ｓｐ２を平滑化した信号Ｓｐ３を閾値Ｓｔと比較する。そして信号Ｓｐ３が閾値Ｓｔを超えたときに停止信号Ｓｓを出力して、制御回路５による局部発信信号Ｓｏの周波数制御を停止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラジオ受信機等に用いられる自動周波数制御装置、ならびにこの装置を実現する自動周波数制御方法および自動周波数制御プログラムに関し、更にはこの装置を採用した無線通信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動周波数制御（以降、「ＡＦＣ」という）は受信周波数を安定化するための手法であり、受信周波数と送信周波数のずれを検出して、受信周波数を自動的に送信周波数に合わせるものである。ＡＦＣでは、通常、ミキサから出力された信号を周波数検波回路で周波数情報に変換し、その周波数情報信号を平滑化した出力で局部発振器の周波数を制御している。
【０００３】
ところで、通信中に通信相手との距離が離れることや、障害物あるいはマルチパスフェージング等の影響により無線周波信号の信号強度が著しく低下することがある。受信する無線周波信号の信号強度が低下すると、周波数検波回路から出力される周波数情報にノイズ成分が現れて変動するようになる。そのため、ＡＦＣの基準となる周波数情報が変動することによって局部発信器の周波数を変動させ、正常な受信動作を妨げてしまう。
【０００４】
このような事態の発生を防止するため、受信信号の強度が低下してＡＦＣ動作が不安定になった場合には、受信信号の強度が回復するまでＡＦＣ動作を停止させる必要がある。
【０００５】
ＡＦＣ動作を停止させる方法として、特許文献１や特許文献２には、受信信号の強度を所定の閾値と比較し、閾値より小さい場合にＡＦＣ動作を停止させる技術が開示されている。また特許文献３には、ビット誤り率を所定の閾値と比較し、閾値より小さい場合にＡＦＣ動作を停止させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１０２９０６号公報
【特許文献２】特開２００２−２７１３０５号公報
【特許文献３】特開平７−２９７７７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１や特許文献２に開示されるように、受信信号の強度を用いる方法では、無線通信機に信号強度を検出するための回路が必要となる。無線通信機のなかには、受信信号の強度を表示する、いわゆるＳメータを備えるものがある。ＡＦＣを停止させる場合の適切な閾値を検出するためには、Ｓメータに用いられる信号強度検出回路より精度の高い信号検出回路が必要となるため、これらを兼用することはできず、別途、ＡＦＣ用の信号検出回路を設ける必要がある。そのためコストアップを招くことになる。
【０００８】
一方、特許文献３に記載された方法は、変調方式がデジタルの信号を受信する場合を対象としている。そのため、変調方式がアナログの信号を受信する無線通信機には適用できない。
【０００９】
本発明は、正常な受信動作を妨げる状況下において、ＡＦＣ動作を停止させる装置として、簡単な回路で実現でき、しかもアナログ方式／デジタル方式のいずれの信号を受信する場合にも適用できるＡＦＣ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明にかかるＡＦＣ装置は、
局部発振信号を発生する局部発振器と、無線周波信号と前記局部発振信号とを乗算することで前記無線周波信号を周波数変換する第１のミキサと、前記周波数変換された信号を周波数検波する周波数検波回路と、前記周波数検波回路の出力に基づいて前記局部発信器の発振周波数を制御する制御回路と、前記制御回路による発振周波数制御動作を停止する周波数制御停止回路とを備えたＡＦＣ装置であって、
前記周波数制御停止回路は、
前記周波数検波回路の出力の変動量を検出する変動量検出手段と、
前記変動量を所定の閾値と比較する比較手段とを備え、
前記変動量が前記閾値を超えたとき前記制御回路による発振周波数制御動作を停止することを特徴とする。
【００１１】
ここで、前記周波数検波回路と前記制御回路との間に、前記周波数検波回路の出力信号から変調成分を除去するローパスフィルタを接続することが好ましい。
【００１２】
また前記変動量検出手段は、
前記周波数検波回路の出力を微分する微分回路と、
前記微分回路の出力の絶対値を出力する絶対値回路と、
前記絶対値回路の出力を平滑化する平滑回路と、を備えることが好ましい。
【００１３】
もしくは前記変動量検出手段は、
前記周波数検波回路の出力の差分を検出する差分検出回路と、
前記差分検出回路の出力の絶対値を出力する絶対値回路と、
前記絶対値回路の出力を平滑化する平滑フィルタと、を備えることが好ましい。
【００１４】
本発明にかかるＡＦＣ装置において、前記ミキサは、前記無線周波信号の周波数を、中間周波数に変換するものであってもよい。
【００１５】
本発明にかかるＡＦＣ装置において、
前記局部発振器の出力を９０度移相する９０度移相器と、
前記無線周波信号と前記９０度移相器から出力された発振信号とを乗算する第２のミキサと、を更に備え、
前記第１および第２のミキサは、前記無線周波信号を、位相が互いに直交する２つのベースバンド信号に周波数変換し、
前記周波数検波回路は、前記２つのベースバンド信号に基づいて周波数検波を行うものであってもよい。
【００１６】
更に本発明にかかるＡＦＣ方法は、無線周波信号を周波数変換する局部発信器の発振周波数を、前記周波数変換信号を周波数検波した信号に基づいて制御するＡＦＣ方法であって、
前記周波数検波信号の変動量を検出し、
前記変動量を所定の閾値と比較し、
前記変動量が前記閾値を超えたとき前記局部発信器の発振周波数制御動作を停止することを特徴とする。
【００１７】
本発明にかかるＡＦＣプログラムは、無線周波信号を周波数変換する局部発信器の発振周波数を、前記周波数変換信号を周波数検波した信号に基づいて制御する際に用いるＡＦＣプログラムであって、
情報処理装置に、
前記周波数検波信号の変動量を検出するステップと、
前記変動量を所定の閾値と比較するステップと、
前記変動量が前記閾値を超えたとき前記局部発信器の発振周波数制御動作を停止するステップと、を実行させることを特徴とする。
【００１８】
本発明にかかる無線通信機は、上述したいずれかのＡＦＣ装置と、
アンテナで受信した電波から前記無線周波信号を抽出する受信回路と、
前記周波数変換された信号を音声周波信号に変換する復調回路と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明にかかるＡＦＣ装置は、正常な受信動作を妨げてしまうような状態において、ＡＦＣ動作を停止させる際の目安となる信号を、ＡＦＣの制御動作の基準となる周波数検波回路の出力信号から直接求めているため、精度の高い停止動作が可能となる。
【００２０】
また本発明にかかるＡＦＣ装置は、簡単な回路で実現できるため、携帯式の小型の無線機にも適用でき、コスト面で優れている。またアナログ方式／デジタル方式のいずれの信号を受信する場合にも適用できる。更にデジタル回路で実現する場合、少ない演算量で済む利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１にかかるＡＦＣ装置を採用したスーパーヘテロダイン方式の受信機の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態２にかかるＡＦＣ装置のうち周波数制御停止回路の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態３にかかるＡＦＣ装置を採用したダイレクトコンバージョン方式の受信機の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の各実施の形態にかかるＡＦＣ装置について、図面を参照しながら説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
第１の実施の形態として、スーパーヘテロダイン方式の受信機（無線通信機）に本発明にかかるＡＦＣ装置を適用した場合について説明する。図１に、本実施の形態にかかるＡＦＣ装置を含む受信機の構成を示す。ＡＦＣ装置１は、ミキサ２、周波数検波回路３、ローパスフィルタ（以降、「ＬＰＦ」という）４、制御回路５、局部発振器６および周波数制御停止回路７で構成されている。
【００２４】
＜ＡＦＣ装置の構成と動作＞
受信回路８は、図示しないアンテナで受信した電波から無線周波信号Ｓｒを抽出してミキサ２に伝送する。ミキサ２は、入力した無線周波信号Ｓｒを、局部発振器６から出力される局部発振信号Ｓｏと混合して中間周波信号Ｓｉに変換する。中間周波信号Ｓｉは、復調回路９で音声周波信号Ｓａに変換された後、図示しないスピーカから音声として再生される。
【００２５】
ミキサ２から出力された中間周波信号Ｓｉは、周波数検波回路３に入力される。周波数検波回路３は、検波出力として中間周波信号Ｓｉの周波数の高低に比例した電圧を出力する。
【００２６】
周波数検波回路３から出力された周波数検波信号ＳｄはＬＰＦ４に入力される。ＬＰＦ４は、変調成分を除去するために、周波数検波信号Ｓｄから高域周波数成分を取り除いた周波数情報信号Ｓｘを出力する。
【００２７】
無線周波信号Ｓｒの変調方式がＡＭの場合にはＬＰＦ４はなくても構わない。無線周波信号Ｓｒの変調方式がＦＭやＦＳＫなどの場合には、周波数検波信号Ｓｄから受信信号の変調成分を除去するために、遮断周波数が十分低いＬＰＦ４を介して周波数情報信号Ｓｘを得る。なお、無線周波信号Ｓｒの変調方式がＦＭもしくはＦＳＫなどの場合であっても、周波数検波信号Ｓｄに受信信号の変調成分が現れないような周波数検波回路を用いた場合、ＬＰＦ４は不要である。
【００２８】
周波数情報信号Ｓｘは、制御回路５に入力される。制御回路５は、入力された周波数情報信号Ｓｘに基づいて周波数制御信号Ｓｃを生成し、その信号を局部発振器６に供給する。
【００２９】
局部発振器６は、周波数制御信号Ｓｃに基づいて、受信した無線周波信号Ｓｒの周波数に追従した中間周波信号Ｓｉが出力されるように制御される。局部発振器６は、例えばＰＬＬ（Phase Lock loop）回路で構成される。
【００３０】
受信信号が正常である場合、周波数検波信号Ｓｄ、および周波数検波信号Ｓｄから変調成分を除去した周波数情報信号Ｓｘは、ほぼ一定値を保っている。しかし、正常な受信を妨げるような場合、周波数検波信号Ｓｄおよび周波数情報信号Ｓｘは変動してしまう。周波数制御停止回路７は、ＬＰＦ４から出力された周波数情報信号Ｓｘの変動量から、周波数制御信号Ｓｃによる局部発振器６の制御によって、正常な受信動作を妨げる状態であるか否かを判断し、正常な受信動作を妨げると判断した場合、制御回路５に対して停止信号Ｓｓを出力する。
【００３１】
制御回路５は、周波数制御停止回路７から停止信号Ｓｓを受信したとき、周波数制御信号Ｓｃの出力を停止する。なお、周波数制御停止回路７の構成と動作については、後に詳述する。
【００３２】
次に、ＡＦＣ装置１の動作を説明する。ミキサ２から出力された中間周波信号Ｓｉは、周波数検波回路３において、受信した無線周波信号Ｓｒの周波数に比例した電圧値に変換される（周波数検波信号Ｓｄ）。
【００３３】
周波数検波信号Ｓｄに無線周波信号Ｓｒの変調成分が含まれる場合は、ＬＰＦ４で変調成分を除去して得られる周波数情報信号Ｓｘが制御回路５に入力される。制御回路５は、周波数情報信号Ｓｘの値に基づいた周波数制御信号Ｓｃを生成する。
【００３４】
局部発振器６は、制御回路５から送信された周波数制御信号Ｓｃに基づいて局部発振信号Ｓｏの周波数を補正し、ミキサ２に出力する。
【００３５】
発振周波数の補正された局部発振信号Ｓｏは、ミキサ２において無線周波信号Ｓｒと乗算され、受信した無線周波信号Ｓｒの周波数に追従した周波数の中間周波信号Ｓｉが出力される。
【００３６】
＜周波数制御停止回路の構成と動作＞
次に、周波数制御停止回路７の構成と動作について説明する。最初に、周波数制御停止回路７の機能について説明する。
【００３７】
通信中に通信相手との距離が離れることや、障害物あるいはマルチパスフェージング等の影響により、無線周波信号Ｓｒの信号強度が著しく低下する場合がある。受信した無線周波信号Ｓｒの信号強度が小さくなると、周波数制御信号Ｓｃを生成するための基である周波数検波回路３の出力にノイズ成分が含まれ、その変動量が大きくなる。
【００３８】
このような場合、周波数検波回路３から出力される周波数検波信号Ｓｄが不安定になる。またＬＰＦ４を介しても除去されるのは無線周波信号Ｓｒの変調成分であるため、周波数情報信号Ｓｘも不安定になる。制御回路５において、この不安定な周波数検波信号Ｓｄまたは周波数情報信号Ｓｘを基に周波数制御信号Ｓｃを生成し、局部発振器６の発振周波数を制御すると、受信周波数が不安定に変動する。従って、このような事態が発生した場合には、ＡＦＣ装置１による周波数制御を一時的に停止させる必要がある。
【００３９】
本発明は、周波数検波回路３の出力信号である周波数検波信号Ｓｄ、または周波数検波信号Ｓｄから無線周波信号Ｓｒの変調成分を除去して得られる周波数情報信号Ｓｘの変動量が、受信信号の強度と反比例する形で増大する性質を利用して、ＡＦＣ装置による周波数制御を一時的に停止するようにしたものである。すなわち本発明は、周波数検波信号Ｓｄまたは周波数情報信号Ｓｘの変動量を検出し、その値が、あらかじめ定めた閾値を超えたとき、安定した周波数制御が困難であると判断して、周波数制御を停止する。
【００４０】
次に、図１のブロック図に基づき、周波数制御停止回路７の構成と動作を説明する。周波数制御停止回路７は、微分回路７１、絶対値回路７２、平滑回路７３および比較回路７４で構成されている。
【００４１】
なお、周波数制御停止回路７の構成要素のうち、微分回路７１（更に加えて、絶対値回路７２および平滑回路７３）は本発明の変動量検出手段を構成し、比較回路７４は本発明の比較手段を構成する。
【００４２】
ＬＰＦ４から出力された周波数情報信号Ｓｘは、微分回路７１で微分される。周波数検波回路３で検出された周波数情報信号Ｓｘが一定値を保っている場合は、微分回路７１の出力はゼロになる。しかし、不安定に変動している場合は微分回路７１の出力信号Ｓｐ１に変動成分が現れる。
【００４３】
信号Ｓｐ１は絶対値回路７２に入力され、信号Ｓｐ１の絶対値を表す信号Ｓｐ２が出力される。
【００４４】
信号Ｓｐ２は平滑回路７３に入力され、平滑回路７３から周波数情報信号Ｓｘの変動量に比例した値が信号Ｓｐ３として出力される。
【００４５】
信号Ｓｐ３は比較回路７４に入力され、あらかじめ設定された閾値電圧Ｓｔと電圧値が比較され、信号Ｓｐ３が閾値電圧Ｓｔを超えたときに停止信号Ｓｓを出力する。
【００４６】
停止信号Ｓｓが制御回路５に送信されると、制御回路５は周波数制御を停止する。周波数制御を停止させる際の方法としては、局部発振器６から出力される局部発振信号Ｓｏの周波数を、周波数制御を停止する直前の周波数、すなわち停止信号Ｓｓが出力される直前の周波数のまま保持する方法や、局部発振信号Ｓｏの周波数を、初期の周波数にゆっくりと戻す方法などがある。
【００４７】
制御回路５は、周波数制御信号Ｓｃの代わりに、これらのいずれかの方法を実現するための信号を生成し、局部発振器６に出力する。なお、信号Ｓｐ３の値が閾値電圧Ｓｔより小さくなると、停止信号Ｓｓは解除され、制御回路５による周波数制御が再開される。
【００４８】
以上説明したように本発明のＡＦＣ装置は、ＡＦＣの制御信号を生成するための基である周波数検波回路３の出力信号（周波数検波信号Ｓｄまたは周波数情報信号Ｓｘ）の変動量を直接判断して（換言すれば、周波数検波回路３の安定度を直接判断して）停止信号Ｓｓを生成しているため、ＡＦＣ動作を停止する基準が正確である。
【００４９】
また周波数制御停止回路７は、簡単な回路の組み合わせによって実現できるため、コスト面で優れている。更に、本発明のＡＦＣ装置は、無線周波信号Ｓｒによって搬送される信号がアナログ信号またはデジタル信号のいずれであっても適用できる。
【００５０】
なお、本実施の形態では、周波数制御停止回路７を、微分回路７１、絶対値回路７２、平滑回路７３および比較回路７４で構成したが、これに限定されない。例えば、絶対値回路７２の代わりに、全波整流回路や半波整流回路、２乗回路を用いてもよい。
【００５１】
（実施の形態２）
実施の形態１では、周波数制御停止回路７をアナログ回路で構成した場合について説明した。本実施の形態では、周波数制御停止回路７をデジタル回路で構成した場合について説明する。
【００５２】
図２に、周波数制御停止回路７の構成を示す。周波数制御停止回路７は、差分検出回路７５、絶対値回路７６、平滑フィルタ７７およびコンパレータ７８で構成されている。
【００５３】
なお、周波数制御停止回路７の構成要素のうち、差分検出回路７５（更に加えて絶対値回路７６および平滑フィルタ７７）は本発明の変動量検出手段を構成し、コンパレータ７８は本発明の比較手段を構成する。
【００５４】
差分検出回路７５は、図１の微分回路７１と同様の機能を実現するもので、周波数情報信号Ｓｘから、その変動成分を示す信号Ｓｐ１を出力する。例えば、周波数情報信号Ｓｘと、一定時間だけ遅延させた周波数情報信号Ｓｘとの差分を求めることにより、周波数情報信号Ｓｘの変動成分を示す信号Ｓｐ１を得ることができる。
【００５５】
絶対値回路７６は、図１の絶対値回路７２と同様の機能を実現するもので、差分検出回路７５の出力信号Ｓｐ１の絶対値である信号Ｓｐ２を出力する。なお、差分検出回路７５と絶対値回路７６は、周波数情報信号Ｓｘを遅延させる遅延回路と差分絶対値回路で構成することもできる。
【００５６】
平滑フィルタ７７は、図１の平滑回路７３と同様に、絶対値回路７６から出力された信号Ｓｐ２を平滑化した信号Ｓｐ３を出力する。平滑フィルタ７７から出力される信号Ｓｐ３は、周波数情報信号Ｓｘの変動量に比例した値である。
【００５７】
コンパレータ７８は、図１の比較回路７４と同様の機能を実現するもので、平滑フィルタ７７の出力信号Ｓｐ３の電圧値を、あらかじめ設定された閾値電圧Ｓｔと比較し、信号Ｓｐ３の値が閾値Ｓｔを超えたときに停止信号Ｓｓを出力する。停止信号Ｓｓが制御回路５に送信されると、制御回路５は周波数制御を停止する。
【００５８】
上述したように、本実施の形態では、周波数制御停止回路７の機能をデジタル回路で構成している。無線周波信号Ｓｒがデジタル方式の場合には、復調回路９はデジタル回路で実現することになるので、周波数制御停止回路７を含むＡＦＣ回路１をデジタル回路で実現した方が、全体の構成としてまとまりがよい。
【００５９】
なお、本実施の形態では、周波数制御停止回路７を、差分検出回路７５、絶対値回路７６、平滑フィルタ７７およびコンパレータ７８で構成したが、これに限定されない。例えば、絶対値回路７６の代わりに２乗回路を用いることができる。
【００６０】
また本実施の形態で説明したデジタル回路で構成される周波数制御停止回路７は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）を備えた受信機においては、ＦＰＧＡを用いて実現することができる。また、周波数制御停止回路７を構成するそれぞれの回路を、マイクロプロセッサやＤＳＰ（Digital Signal Processor）などの情報処理装置で構成し、プログラムを実行することによって、その機能を実現させることも可能である。
【００６１】
これらの場合、周波数制御停止回路７のために、別途のアナログ信号処理ハードウェアまたはデジタル信号処理ハードウェアが不要である。また、ソフトウェア処理によってその機能を実現させる場合、差分演算、絶対値演算、比較演算といった少ない演算量、かつ負荷が少ない演算処理のみで停止信号Ｓｓを生成することができる。
【００６２】
（実施の形態３）
実施の形態１および実施の形態２においては、本発明にかかるＡＦＣ装置をスーパーヘテロダイン方式の受信機に適用した場合について説明した。本実施の形態では、本発明にかかるＡＦＣ装置をダイレクトコンバージェン方式の受信機（無線通信機）に適用した場合について説明する。
【００６３】
図３に、本実施の形態にかかるＡＦＣ装置１ａを含む受信機の構成を示す。ＡＦＣ回路１ａは、ミキサ２ａおよび２ｂ、周波数検波回路３ａ、ＬＰＦ４、制御回路５、局部発振器６、９０度移相器１０ならびに周波数制御停止回路７で構成される。
【００６４】
図中、図１のブロックと同一機能を有するブロックには同一の符号を付している。またミキサ２ａおよび２ｂ、周波数検波回路３ａ、ならびに復調回路９ａは、それぞれ図１のミキサ２、周波数検波回路３、ならびに復調回路９とほぼ同様の機能を有する。以下、ＡＦＣ装置１ａの構成と動作を説明する。
【００６５】
９０度移相器１０は、局部発振器６から出力される局部発振信号Ｓｏを入力として、位相差０度の発振信号ＳｏＩと位相差９０度の発振信号ＳｏＱとを出力する。
【００６６】
ミキサ２ａは、受信回路８から出力された無線周波信号Ｓｒを発振信号ＳｏＩと混合することでベースバンド信号Ｉに周波数変換する。ミキサ２ｂは、無線周波信号Ｓｒを発振信号ＳｏＱと混合することでベースバンド信号Ｑに周波数変換する。ベースバンド信号ＩおよびＱは互いに直交する、すなわち位相が９０度ずれている。
【００６７】
ベースバンド信号ＩおよびＱは、復調回路９で音声周波信号Ｓａに変換された後、図示しないスピーカから音声として再生される。
【００６８】
またミキサ２ａおよび２ｂから出力されたベースバンド信号ＩおよびＱは、周波数検波回路３ａに入力される。周波数検波回路３ａは、検波出力として無線周波信号Ｓｒと局部発振信号Ｓｏとの周波数の差に比例した電圧値（周波数検波信号Ｓｄ）を出力する。これに含まれる変調成分をＬＰＦ４で取り除き、周波数情報信号Ｓｘを出力する。
【００６９】
周波数情報信号Ｓｘは、制御回路５に入力される。制御回路５は、入力された周波数情報信号Ｓｘに基づいて周波数制御信号Ｓｃを生成し、その信号を局部発信器６に供給する。
【００７０】
局部発振器６は、周波数制御信号Ｓｃに基づいて、受信した無線周波信号Ｓｒの周波数に追従したベースバンド信号ＩおよびＱが出力されるように制御される。局部発振器６は、例えばＰＬＬ回路で構成される。
【００７１】
周波数制御停止回路７は、ＬＰＦ４から出力された周波数情報信号Ｓｘの変動量から、周波数制御信号Ｓｃによる局部発振器６の制御によって、正常な受信動作を妨げる状態であるか否かを判断し、正常な受信動作を妨げると判断した場合、制御回路５に対して停止信号Ｓｓを出力する。
【００７２】
制御回路５は、周波数制御停止回路７から停止信号Ｓｓを受信したとき、周波数制御信号Ｓｃの出力を停止する。なお、周波数制御停止回路７の構成と動作については、実施の形態１および２で詳細に説明したため、ここでは説明を省略する。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明にかかるＡＦＣ装置は、アナログ信号／デジタル信号の如何を問わず、無線周波信号を受信する無線通信機に広く適用できるものである。
【符号の説明】
【００７４】
１、１ａ ＡＦＣ装置
２、２ａ、２ｂ ミキサ
３、３ａ 周波数検波回路
４ ＬＰＦ
５ 制御回路
６ 局部発振器
７ 周波数制御停止回路
８ 受信回路
９、９ａ 復調回路
７１ 微分回路
７２、７６ 絶対値回路
７３ 平滑回路
７４ 比較回路
７５ 差分検出回路
７７ 平滑フィルタ
７８ コンパレータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラジオ受信機等に用いられる自動周波数制御装置、ならびにこの装置を実現する自動周波数制御方法および自動周波数制御プログラムに関し、更にはこの装置を採用した無線通信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動周波数制御（以降、「ＡＦＣ」という）は受信周波数を安定化するための手法であり、受信周波数と送信周波数のずれを検出して、受信周波数を自動的に送信周波数に合わせるものである。ＡＦＣでは、通常、ミキサから出力された信号を周波数検波回路で周波数情報に変換し、その周波数情報信号を平滑化した出力で局部発振器の周波数を制御している。
【０００３】
ところで、通信中に通信相手との距離が離れることや、障害物あるいはマルチパスフェージング等の影響により無線周波信号の信号強度が著しく低下することがある。受信する無線周波信号の信号強度が低下すると、周波数検波回路から出力される周波数情報にノイズ成分が現れて変動するようになる。そのため、ＡＦＣの基準となる周波数情報が変動することによって局部発信器の周波数を変動させ、正常な受信動作を妨げてしまう。
【０００４】
このような事態の発生を防止するため、受信信号の強度が低下してＡＦＣ動作が不安定になった場合には、受信信号の強度が回復するまでＡＦＣ動作を停止させる必要がある。
【０００５】
ＡＦＣ動作を停止させる方法として、特許文献１や特許文献２には、受信信号の強度を所定の閾値と比較し、閾値より小さい場合にＡＦＣ動作を停止させる技術が開示されている。また特許文献３には、ビット誤り率を所定の閾値と比較し、閾値より小さい場合にＡＦＣ動作を停止させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１０２９０６号公報
【特許文献２】特開２００２−２７１３０５号公報
【特許文献３】特開平７−２９７７７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１や特許文献２に開示されるように、受信信号の強度を用いる方法では、無線通信機に信号強度を検出するための回路が必要となる。無線通信機のなかには、受信信号の強度を表示する、いわゆるＳメータを備えるものがある。ＡＦＣを停止させる場合の適切な閾値を検出するためには、Ｓメータに用いられる信号強度検出回路より精度の高い信号検出回路が必要となるため、これらを兼用することはできず、別途、ＡＦＣ用の信号検出回路を設ける必要がある。そのためコストアップを招くことになる。
【０００８】
一方、特許文献３に記載された方法は、変調方式がデジタルの信号を受信する場合を対象としている。そのため、変調方式がアナログの信号を受信する無線通信機には適用できない。
【０００９】
本発明は、正常な受信動作を妨げる状況下において、ＡＦＣ動作を停止させる装置として、簡単な回路で実現でき、しかもアナログ方式／デジタル方式のいずれの信号を受信する場合にも適用できるＡＦＣ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明にかかるＡＦＣ装置は、
局部発振信号を発生する局部発振器と、無線周波信号と前記局部発振信号とを乗算することで前記無線周波信号を周波数変換する第１のミキサと、前記周波数変換された信号を周波数検波する周波数検波回路と、前記周波数検波回路の出力に基づいて前記局部発信器の発振周波数を制御する制御回路と、前記制御回路による発振周波数制御動作を停止する周波数制御停止回路とを備えたＡＦＣ装置であって、
前記周波数制御停止回路は、
前記周波数検波回路の出力の変動量を検出する変動量検出手段と、
前記変動量を所定の閾値と比較する比較手段とを備え、
前記変動量が前記閾値を超えたとき前記制御回路による発振周波数制御動作を停止することを特徴とする。
【００１１】
ここで、前記周波数検波回路と前記制御回路との間に、前記周波数検波回路の出力信号から変調成分を除去するローパスフィルタを接続することが好ましい。
【００１２】
また前記変動量検出手段は、
前記周波数検波回路の出力を微分する微分回路と、
前記微分回路の出力の絶対値を出力する絶対値回路と、
前記絶対値回路の出力を平滑化する平滑回路と、を備えることが好ましい。
【００１３】
もしくは前記変動量検出手段は、
前記周波数検波回路の出力の差分を検出する差分検出回路と、
前記差分検出回路の出力の絶対値を出力する絶対値回路と、
前記絶対値回路の出力を平滑化する平滑フィルタと、を備えることが好ましい。
【００１４】
本発明にかかるＡＦＣ装置において、前記ミキサは、前記無線周波信号の周波数を、中間周波数に変換するものであってもよい。
【００１５】
本発明にかかるＡＦＣ装置において、
前記局部発振器の出力を９０度移相する９０度移相器と、
前記無線周波信号と前記９０度移相器から出力された発振信号とを乗算する第２のミキサと、を更に備え、
前記第１および第２のミキサは、前記無線周波信号を、位相が互いに直交する２つのベースバンド信号に周波数変換し、
前記周波数検波回路は、前記２つのベースバンド信号に基づいて周波数検波を行うものであってもよい。
【００１６】
更に本発明にかかるＡＦＣ方法は、無線周波信号を周波数変換する局部発信器の発振周波数を、前記周波数変換信号を周波数検波した信号に基づいて制御するＡＦＣ方法であって、
前記周波数検波信号の変動量を検出し、
前記変動量を所定の閾値と比較し、
前記変動量が前記閾値を超えたとき前記局部発信器の発振周波数制御動作を停止することを特徴とする。
【００１７】
本発明にかかるＡＦＣプログラムは、無線周波信号を周波数変換する局部発信器の発振周波数を、前記周波数変換信号を周波数検波した信号に基づいて制御する際に用いるＡＦＣプログラムであって、
情報処理装置に、
前記周波数検波信号の変動量を検出するステップと、
前記変動量を所定の閾値と比較するステップと、
前記変動量が前記閾値を超えたとき前記局部発信器の発振周波数制御動作を停止するステップと、を実行させることを特徴とする。
【００１８】
本発明にかかる無線通信機は、上述したいずれかのＡＦＣ装置と、
アンテナで受信した電波から前記無線周波信号を抽出する受信回路と、
前記周波数変換された信号を音声周波信号に変換する復調回路と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明にかかるＡＦＣ装置は、正常な受信動作を妨げてしまうような状態において、ＡＦＣ動作を停止させる際の目安となる信号を、ＡＦＣの制御動作の基準となる周波数検波回路の出力信号から直接求めているため、精度の高い停止動作が可能となる。
【００２０】
また本発明にかかるＡＦＣ装置は、簡単な回路で実現できるため、携帯式の小型の無線機にも適用でき、コスト面で優れている。またアナログ方式／デジタル方式のいずれの信号を受信する場合にも適用できる。更にデジタル回路で実現する場合、少ない演算量で済む利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１にかかるＡＦＣ装置を採用したスーパーヘテロダイン方式の受信機の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態２にかかるＡＦＣ装置のうち周波数制御停止回路の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態３にかかるＡＦＣ装置を採用したダイレクトコンバージョン方式の受信機の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の各実施の形態にかかるＡＦＣ装置について、図面を参照しながら説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
第１の実施の形態として、スーパーヘテロダイン方式の受信機（無線通信機）に本発明にかかるＡＦＣ装置を適用した場合について説明する。図１に、本実施の形態にかかるＡＦＣ装置を含む受信機の構成を示す。ＡＦＣ装置１は、ミキサ２、周波数検波回路３、ローパスフィルタ（以降、「ＬＰＦ」という）４、制御回路５、局部発振器６および周波数制御停止回路７で構成されている。
【００２４】
＜ＡＦＣ装置の構成と動作＞
受信回路８は、図示しないアンテナで受信した電波から無線周波信号Ｓｒを抽出してミキサ２に伝送する。ミキサ２は、入力した無線周波信号Ｓｒを、局部発振器６から出力される局部発振信号Ｓｏと混合して中間周波信号Ｓｉに変換する。中間周波信号Ｓｉは、復調回路９で音声周波信号Ｓａに変換された後、図示しないスピーカから音声として再生される。
【００２５】
ミキサ２から出力された中間周波信号Ｓｉは、周波数検波回路３に入力される。周波数検波回路３は、検波出力として中間周波信号Ｓｉの周波数の高低に比例した電圧を出力する。
【００２６】
周波数検波回路３から出力された周波数検波信号ＳｄはＬＰＦ４に入力される。ＬＰＦ４は、変調成分を除去するために、周波数検波信号Ｓｄから高域周波数成分を取り除いた周波数情報信号Ｓｘを出力する。
【００２７】
無線周波信号Ｓｒの変調方式がＡＭの場合にはＬＰＦ４はなくても構わない。無線周波信号Ｓｒの変調方式がＦＭやＦＳＫなどの場合には、周波数検波信号Ｓｄから受信信号の変調成分を除去するために、遮断周波数が十分低いＬＰＦ４を介して周波数情報信号Ｓｘを得る。なお、無線周波信号Ｓｒの変調方式がＦＭもしくはＦＳＫなどの場合であっても、周波数検波信号Ｓｄに受信信号の変調成分が現れないような周波数検波回路を用いた場合、ＬＰＦ４は不要である。
【００２８】
周波数情報信号Ｓｘは、制御回路５に入力される。制御回路５は、入力された周波数情報信号Ｓｘに基づいて周波数制御信号Ｓｃを生成し、その信号を局部発振器６に供給する。
【００２９】
局部発振器６は、周波数制御信号Ｓｃに基づいて、受信した無線周波信号Ｓｒの周波数に追従した中間周波信号Ｓｉが出力されるように制御される。局部発振器６は、例えばＰＬＬ（Phase Lock loop）回路で構成される。
【００３０】
受信信号が正常である場合、周波数検波信号Ｓｄ、および周波数検波信号Ｓｄから変調成分を除去した周波数情報信号Ｓｘは、ほぼ一定値を保っている。しかし、正常な受信を妨げるような場合、周波数検波信号Ｓｄおよび周波数情報信号Ｓｘは変動してしまう。周波数制御停止回路７は、ＬＰＦ４から出力された周波数情報信号Ｓｘの変動量から、周波数制御信号Ｓｃによる局部発振器６の制御によって、正常な受信動作を妨げる状態であるか否かを判断し、正常な受信動作を妨げると判断した場合、制御回路５に対して停止信号Ｓｓを出力する。
【００３１】
制御回路５は、周波数制御停止回路７から停止信号Ｓｓを受信したとき、周波数制御信号Ｓｃの出力を停止する。なお、周波数制御停止回路７の構成と動作については、後に詳述する。
【００３２】
次に、ＡＦＣ装置１の動作を説明する。ミキサ２から出力された中間周波信号Ｓｉは、周波数検波回路３において、受信した無線周波信号Ｓｒの周波数に比例した電圧値に変換される（周波数検波信号Ｓｄ）。
【００３３】
周波数検波信号Ｓｄに無線周波信号Ｓｒの変調成分が含まれる場合は、ＬＰＦ４で変調成分を除去して得られる周波数情報信号Ｓｘが制御回路５に入力される。制御回路５は、周波数情報信号Ｓｘの値に基づいた周波数制御信号Ｓｃを生成する。
【００３４】
局部発振器６は、制御回路５から送信された周波数制御信号Ｓｃに基づいて局部発振信号Ｓｏの周波数を補正し、ミキサ２に出力する。
【００３５】
発振周波数の補正された局部発振信号Ｓｏは、ミキサ２において無線周波信号Ｓｒと乗算され、受信した無線周波信号Ｓｒの周波数に追従した周波数の中間周波信号Ｓｉが出力される。
【００３６】
＜周波数制御停止回路の構成と動作＞
次に、周波数制御停止回路７の構成と動作について説明する。最初に、周波数制御停止回路７の機能について説明する。
【００３７】
通信中に通信相手との距離が離れることや、障害物あるいはマルチパスフェージング等の影響により、無線周波信号Ｓｒの信号強度が著しく低下する場合がある。受信した無線周波信号Ｓｒの信号強度が小さくなると、周波数制御信号Ｓｃを生成するための基である周波数検波回路３の出力にノイズ成分が含まれ、その変動量が大きくなる。
【００３８】
このような場合、周波数検波回路３から出力される周波数検波信号Ｓｄが不安定になる。またＬＰＦ４を介しても除去されるのは無線周波信号Ｓｒの変調成分であるため、周波数情報信号Ｓｘも不安定になる。制御回路５において、この不安定な周波数検波信号Ｓｄまたは周波数情報信号Ｓｘを基に周波数制御信号Ｓｃを生成し、局部発振器６の発振周波数を制御すると、受信周波数が不安定に変動する。従って、このような事態が発生した場合には、ＡＦＣ装置１による周波数制御を一時的に停止させる必要がある。
【００３９】
本発明は、周波数検波回路３の出力信号である周波数検波信号Ｓｄ、または周波数検波信号Ｓｄから無線周波信号Ｓｒの変調成分を除去して得られる周波数情報信号Ｓｘの変動量が、受信信号の強度と反比例する形で増大する性質を利用して、ＡＦＣ装置による周波数制御を一時的に停止するようにしたものである。すなわち本発明は、周波数検波信号Ｓｄまたは周波数情報信号Ｓｘの変動量を検出し、その値が、あらかじめ定めた閾値を超えたとき、安定した周波数制御が困難であると判断して、周波数制御を停止する。
【００４０】
次に、図１のブロック図に基づき、周波数制御停止回路７の構成と動作を説明する。周波数制御停止回路７は、微分回路７１、絶対値回路７２、平滑回路７３および比較回路７４で構成されている。
【００４１】
なお、周波数制御停止回路７の構成要素のうち、微分回路７１（更に加えて、絶対値回路７２および平滑回路７３）は本発明の変動量検出手段を構成し、比較回路７４は本発明の比較手段を構成する。
【００４２】
ＬＰＦ４から出力された周波数情報信号Ｓｘは、微分回路７１で微分される。周波数検波回路３で検出された周波数情報信号Ｓｘが一定値を保っている場合は、微分回路７１の出力はゼロになる。しかし、不安定に変動している場合は微分回路７１の出力信号Ｓｐ１に変動成分が現れる。
【００４３】
信号Ｓｐ１は絶対値回路７２に入力され、信号Ｓｐ１の絶対値を表す信号Ｓｐ２が出力される。
【００４４】
信号Ｓｐ２は平滑回路７３に入力され、平滑回路７３から周波数情報信号Ｓｘの変動量に比例した値が信号Ｓｐ３として出力される。
【００４５】
信号Ｓｐ３は比較回路７４に入力され、あらかじめ設定された閾値電圧Ｓｔと電圧値が比較され、信号Ｓｐ３が閾値電圧Ｓｔを超えたときに停止信号Ｓｓを出力する。
【００４６】
停止信号Ｓｓが制御回路５に送信されると、制御回路５は周波数制御を停止する。周波数制御を停止させる際の方法としては、局部発振器６から出力される局部発振信号Ｓｏの周波数を、周波数制御を停止する直前の周波数、すなわち停止信号Ｓｓが出力される直前の周波数のまま保持する方法や、局部発振信号Ｓｏの周波数を、初期の周波数にゆっくりと戻す方法などがある。
【００４７】
制御回路５は、周波数制御信号Ｓｃの代わりに、これらのいずれかの方法を実現するための信号を生成し、局部発振器６に出力する。なお、信号Ｓｐ３の値が閾値電圧Ｓｔより小さくなると、停止信号Ｓｓは解除され、制御回路５による周波数制御が再開される。
【００４８】
以上説明したように本発明のＡＦＣ装置は、ＡＦＣの制御信号を生成するための基である周波数検波回路３の出力信号（周波数検波信号Ｓｄまたは周波数情報信号Ｓｘ）の変動量を直接判断して（換言すれば、周波数検波回路３の安定度を直接判断して）停止信号Ｓｓを生成しているため、ＡＦＣ動作を停止する基準が正確である。
【００４９】
また周波数制御停止回路７は、簡単な回路の組み合わせによって実現できるため、コスト面で優れている。更に、本発明のＡＦＣ装置は、無線周波信号Ｓｒによって搬送される信号がアナログ信号またはデジタル信号のいずれであっても適用できる。
【００５０】
なお、本実施の形態では、周波数制御停止回路７を、微分回路７１、絶対値回路７２、平滑回路７３および比較回路７４で構成したが、これに限定されない。例えば、絶対値回路７２の代わりに、全波整流回路や半波整流回路、２乗回路を用いてもよい。
【００５１】
（実施の形態２）
実施の形態１では、周波数制御停止回路７をアナログ回路で構成した場合について説明した。本実施の形態では、周波数制御停止回路７をデジタル回路で構成した場合について説明する。
【００５２】
図２に、周波数制御停止回路７の構成を示す。周波数制御停止回路７は、差分検出回路７５、絶対値回路７６、平滑フィルタ７７およびコンパレータ７８で構成されている。
【００５３】
なお、周波数制御停止回路７の構成要素のうち、差分検出回路７５（更に加えて絶対値回路７６および平滑フィルタ７７）は本発明の変動量検出手段を構成し、コンパレータ７８は本発明の比較手段を構成する。
【００５４】
差分検出回路７５は、図１の微分回路７１と同様の機能を実現するもので、周波数情報信号Ｓｘから、その変動成分を示す信号Ｓｐ１を出力する。例えば、周波数情報信号Ｓｘと、一定時間だけ遅延させた周波数情報信号Ｓｘとの差分を求めることにより、周波数情報信号Ｓｘの変動成分を示す信号Ｓｐ１を得ることができる。
【００５５】
絶対値回路７６は、図１の絶対値回路７２と同様の機能を実現するもので、差分検出回路７５の出力信号Ｓｐ１の絶対値である信号Ｓｐ２を出力する。なお、差分検出回路７５と絶対値回路７６は、周波数情報信号Ｓｘを遅延させる遅延回路と差分絶対値回路で構成することもできる。
【００５６】
平滑フィルタ７７は、図１の平滑回路７３と同様に、絶対値回路７６から出力された信号Ｓｐ２を平滑化した信号Ｓｐ３を出力する。平滑フィルタ７７から出力される信号Ｓｐ３は、周波数情報信号Ｓｘの変動量に比例した値である。
【００５７】
コンパレータ７８は、図１の比較回路７４と同様の機能を実現するもので、平滑フィルタ７７の出力信号Ｓｐ３の電圧値を、あらかじめ設定された閾値電圧Ｓｔと比較し、信号Ｓｐ３の値が閾値Ｓｔを超えたときに停止信号Ｓｓを出力する。停止信号Ｓｓが制御回路５に送信されると、制御回路５は周波数制御を停止する。
【００５８】
上述したように、本実施の形態では、周波数制御停止回路７の機能をデジタル回路で構成している。無線周波信号Ｓｒがデジタル方式の場合には、復調回路９はデジタル回路で実現することになるので、周波数制御停止回路７を含むＡＦＣ回路１をデジタル回路で実現した方が、全体の構成としてまとまりがよい。
【００５９】
なお、本実施の形態では、周波数制御停止回路７を、差分検出回路７５、絶対値回路７６、平滑フィルタ７７およびコンパレータ７８で構成したが、これに限定されない。例えば、絶対値回路７６の代わりに２乗回路を用いることができる。
【００６０】
また本実施の形態で説明したデジタル回路で構成される周波数制御停止回路７は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）を備えた受信機においては、ＦＰＧＡを用いて実現することができる。また、周波数制御停止回路７を構成するそれぞれの回路を、マイクロプロセッサやＤＳＰ（Digital Signal Processor）などの情報処理装置で構成し、プログラムを実行することによって、その機能を実現させることも可能である。
【００６１】
これらの場合、周波数制御停止回路７のために、別途のアナログ信号処理ハードウェアまたはデジタル信号処理ハードウェアが不要である。また、ソフトウェア処理によってその機能を実現させる場合、差分演算、絶対値演算、比較演算といった少ない演算量、かつ負荷が少ない演算処理のみで停止信号Ｓｓを生成することができる。
【００６２】
（実施の形態３）
実施の形態１および実施の形態２においては、本発明にかかるＡＦＣ装置をスーパーヘテロダイン方式の受信機に適用した場合について説明した。本実施の形態では、本発明にかかるＡＦＣ装置をダイレクトコンバージェン方式の受信機（無線通信機）に適用した場合について説明する。
【００６３】
図３に、本実施の形態にかかるＡＦＣ装置１ａを含む受信機の構成を示す。ＡＦＣ回路１ａは、ミキサ２ａおよび２ｂ、周波数検波回路３ａ、ＬＰＦ４、制御回路５、局部発振器６、９０度移相器１０ならびに周波数制御停止回路７で構成される。
【００６４】
図中、図１のブロックと同一機能を有するブロックには同一の符号を付している。またミキサ２ａおよび２ｂ、周波数検波回路３ａ、ならびに復調回路９ａは、それぞれ図１のミキサ２、周波数検波回路３、ならびに復調回路９とほぼ同様の機能を有する。以下、ＡＦＣ装置１ａの構成と動作を説明する。
【００６５】
９０度移相器１０は、局部発振器６から出力される局部発振信号Ｓｏを入力として、位相差０度の発振信号ＳｏＩと位相差９０度の発振信号ＳｏＱとを出力する。
【００６６】
ミキサ２ａは、受信回路８から出力された無線周波信号Ｓｒを発振信号ＳｏＩと混合することでベースバンド信号Ｉに周波数変換する。ミキサ２ｂは、無線周波信号Ｓｒを発振信号ＳｏＱと混合することでベースバンド信号Ｑに周波数変換する。ベースバンド信号ＩおよびＱは互いに直交する、すなわち位相が９０度ずれている。
【００６７】
ベースバンド信号ＩおよびＱは、復調回路９で音声周波信号Ｓａに変換された後、図示しないスピーカから音声として再生される。
【００６８】
またミキサ２ａおよび２ｂから出力されたベースバンド信号ＩおよびＱは、周波数検波回路３ａに入力される。周波数検波回路３ａは、検波出力として無線周波信号Ｓｒと局部発振信号Ｓｏとの周波数の差に比例した電圧値（周波数検波信号Ｓｄ）を出力する。これに含まれる変調成分をＬＰＦ４で取り除き、周波数情報信号Ｓｘを出力する。
【００６９】
周波数情報信号Ｓｘは、制御回路５に入力される。制御回路５は、入力された周波数情報信号Ｓｘに基づいて周波数制御信号Ｓｃを生成し、その信号を局部発信器６に供給する。
【００７０】
局部発振器６は、周波数制御信号Ｓｃに基づいて、受信した無線周波信号Ｓｒの周波数に追従したベースバンド信号ＩおよびＱが出力されるように制御される。局部発振器６は、例えばＰＬＬ回路で構成される。
【００７１】
周波数制御停止回路７は、ＬＰＦ４から出力された周波数情報信号Ｓｘの変動量から、周波数制御信号Ｓｃによる局部発振器６の制御によって、正常な受信動作を妨げる状態であるか否かを判断し、正常な受信動作を妨げると判断した場合、制御回路５に対して停止信号Ｓｓを出力する。
【００７２】
制御回路５は、周波数制御停止回路７から停止信号Ｓｓを受信したとき、周波数制御信号Ｓｃの出力を停止する。なお、周波数制御停止回路７の構成と動作については、実施の形態１および２で詳細に説明したため、ここでは説明を省略する。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明にかかるＡＦＣ装置は、アナログ信号／デジタル信号の如何を問わず、無線周波信号を受信する無線通信機に広く適用できるものである。
【符号の説明】
【００７４】
１、１ａ ＡＦＣ装置
２、２ａ、２ｂ ミキサ
３、３ａ 周波数検波回路
４ ＬＰＦ
５ 制御回路
６ 局部発振器
７ 周波数制御停止回路
８ 受信回路
９、９ａ 復調回路
７１ 微分回路
７２、７６ 絶対値回路
７３ 平滑回路
７４ 比較回路
７５ 差分検出回路
７７ 平滑フィルタ
７８ コンパレータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
局部発振信号を発生する局部発振器と、無線周波信号と前記局部発振信号とを乗算することで前記無線周波信号を周波数変換する第１のミキサと、前記周波数変換された信号を周波数検波する周波数検波回路と、前記周波数検波回路の出力に基づいて前記局部発信器の発振周波数を制御する制御回路と、前記制御回路による発振周波数制御動作を停止する周波数制御停止回路とを備えた自動周波数制御装置であって、
前記周波数制御停止回路は、
前記周波数検波回路の出力の変動量を検出する変動量検出手段と、
前記変動量を所定の閾値と比較する比較手段とを備え、
前記変動量が前記閾値を超えたとき前記制御回路による発振周波数制御動作を停止することを特徴とする自動周波数制御装置。
【請求項２】
前記周波数検波回路と前記制御回路との間に、前記周波数検波回路の出力信号から変調成分を除去するローパスフィルタを接続することを特徴とする、請求項１に記載の自動周波数制御装置。
【請求項３】
前記変動量検出手段は、
前記周波数検波回路の出力を微分する微分回路と、
前記微分回路の出力の絶対値を出力する絶対値回路と、
前記絶対値回路の出力を平滑化する平滑回路と、
を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の自動周波数制御装置。
【請求項４】
前記変動量検出手段は、
前記周波数検波回路の出力の差分を検出する差分検出回路と、
前記差分検出回路の出力の絶対値を出力する絶対値回路と、
前記絶対値回路の出力を平滑化する平滑フィルタと、
を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の自動周波数制御装置。
【請求項５】
前記ミキサは、前記無線周波信号の周波数を、中間周波数に変換することを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の自動周波数制御装置。
【請求項６】
前記局部発振器の出力を９０度移相する９０度移相器と、
前記無線周波信号と前記９０度移相器から出力された発振信号とを乗算する第２のミキサと、を更に備え、
前記第１および第２のミキサは、前記無線周波信号を、位相が互いに直交する２つのベースバンド信号に周波数変換し、
前記周波数検波回路は、前記２つのベースバンド信号に基づいて周波数検波を行うことを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の自動周波数制御装置。
【請求項７】
無線周波信号を周波数変換する局部発信器の発振周波数を、前記周波数変換信号を周波数検波した信号に基づいて制御する自動周波数制御方法であって、
前記周波数検波信号の変動量を検出し、
前記変動量を所定の閾値と比較し、
前記変動量が前記閾値を超えたとき前記局部発信器の発振周波数制御動作を停止することを特徴とする自動周波数制御方法。
【請求項８】
無線周波信号を周波数変換する局部発信器の発振周波数を、前記周波数変換信号を周波数検波した信号に基づいて制御する際に用いる自動周波数制御プログラムであって、
情報処理装置に、
前記周波数検波信号の変動量を検出するステップと、
前記変動量を所定の閾値と比較するステップと、
前記変動量が前記閾値を超えたとき前記局部発信器の発振周波数制御動作を停止するステップと、
を実行させることを特徴とする自動周波数制御プログラム。
【請求項９】
請求項１ないし６のいずれかに記載の自動周波数制御装置と、
アンテナで受信した電波から前記無線周波信号を抽出する受信回路と、
前記周波数変換された信号を音声周波信号に変換する復調回路と、を備えることを特徴とする無線通信機。
【請求項１】
局部発振信号を発生する局部発振器と、無線周波信号と前記局部発振信号とを乗算することで前記無線周波信号を周波数変換する第１のミキサと、前記周波数変換された信号を周波数検波する周波数検波回路と、前記周波数検波回路の出力に基づいて前記局部発信器の発振周波数を制御する制御回路と、前記制御回路による発振周波数制御動作を停止する周波数制御停止回路とを備えた自動周波数制御装置であって、
前記周波数制御停止回路は、
前記周波数検波回路の出力の変動量を検出する変動量検出手段と、
前記変動量を所定の閾値と比較する比較手段とを備え、
前記変動量が前記閾値を超えたとき前記制御回路による発振周波数制御動作を停止することを特徴とする自動周波数制御装置。
【請求項２】
前記周波数検波回路と前記制御回路との間に、前記周波数検波回路の出力信号から変調成分を除去するローパスフィルタを接続することを特徴とする、請求項１に記載の自動周波数制御装置。
【請求項３】
前記変動量検出手段は、
前記周波数検波回路の出力を微分する微分回路と、
前記微分回路の出力の絶対値を出力する絶対値回路と、
前記絶対値回路の出力を平滑化する平滑回路と、
を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の自動周波数制御装置。
【請求項４】
前記変動量検出手段は、
前記周波数検波回路の出力の差分を検出する差分検出回路と、
前記差分検出回路の出力の絶対値を出力する絶対値回路と、
前記絶対値回路の出力を平滑化する平滑フィルタと、
を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の自動周波数制御装置。
【請求項５】
前記ミキサは、前記無線周波信号の周波数を、中間周波数に変換することを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の自動周波数制御装置。
【請求項６】
前記局部発振器の出力を９０度移相する９０度移相器と、
前記無線周波信号と前記９０度移相器から出力された発振信号とを乗算する第２のミキサと、を更に備え、
前記第１および第２のミキサは、前記無線周波信号を、位相が互いに直交する２つのベースバンド信号に周波数変換し、
前記周波数検波回路は、前記２つのベースバンド信号に基づいて周波数検波を行うことを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の自動周波数制御装置。
【請求項７】
無線周波信号を周波数変換する局部発信器の発振周波数を、前記周波数変換信号を周波数検波した信号に基づいて制御する自動周波数制御方法であって、
前記周波数検波信号の変動量を検出し、
前記変動量を所定の閾値と比較し、
前記変動量が前記閾値を超えたとき前記局部発信器の発振周波数制御動作を停止することを特徴とする自動周波数制御方法。
【請求項８】
無線周波信号を周波数変換する局部発信器の発振周波数を、前記周波数変換信号を周波数検波した信号に基づいて制御する際に用いる自動周波数制御プログラムであって、
情報処理装置に、
前記周波数検波信号の変動量を検出するステップと、
前記変動量を所定の閾値と比較するステップと、
前記変動量が前記閾値を超えたとき前記局部発信器の発振周波数制御動作を停止するステップと、
を実行させることを特徴とする自動周波数制御プログラム。
【請求項９】
請求項１ないし６のいずれかに記載の自動周波数制御装置と、
アンテナで受信した電波から前記無線周波信号を抽出する受信回路と、
前記周波数変換された信号を音声周波信号に変換する復調回路と、を備えることを特徴とする無線通信機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−１６６４６２（Ｐ２０１１−１６６４６２Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７１７８（Ｐ２０１０−２７１７８）
【出願日】平成２２年２月１０日（２０１０．２．１０）
【出願人】（０００１００７４６）アイコム株式会社 (273)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１０日（２０１０．２．１０）
【出願人】（０００１００７４６）アイコム株式会社 (273)
【Ｆターム（参考）】
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