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技術 無線受信回路及びこれを用いたスイッチ装置

出願人 パナソニック株式会社
発明者 植田真介吉木和久笠井秀樹
出願日 2009年6月19日 (11年6ヶ月経過) 出願番号 2009-147057
公開日 2011年1月6日 (9年11ヶ月経過) 公開番号 2011-004287
状態 特許登録済
技術分野 スーパーヘテロダイン受信機
主要キーワード 周辺環境温度 中心電圧値 ライトタッチスイッチ リモートコントロール送信器 設計中心 負荷制御システム 共振周波数成分 製品出荷前
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (11)

課題

消費電力の増大を伴うことなく中間周波数のずれを低減し、受信感度を高めることができる無線受信回路及びこれを用いたスイッチ装置を提供する。

解決手段

温度センサTSによって局部発振部の周辺環境温度を検出し、受信部によって無線信号が受信されたとき、補正処理CALが、電圧検出部VSによって検出される電圧値と記憶部211に記憶されている温度・電圧関係情報とに基づいて、パルス信号生成部PWM−GENで用いられるデューティ比を設定し、局部発振器22で生成される発振信号周波数補正する。

概要

背景

図8は、背景技術に係る無線受信回路の構成を示すブロック図である。図8において、図示しない無線送信装置から送出された電波アンテナNTにて回路上の電気信号に変換される。そして、その電気信号が低雑音増幅器LNAにて増幅された後、高周波フィルタRF−FLTで不要周波数成分が除去される。高周波フィルタRF−FLTの出力信号は、ミキサMIXにおいて局部発振器OSCで発振された局部発振信号と混合される。

ミキサMIXから出力されたIF(Intermediate Frequency)信号は、IFフィルタIF−FLTを通過して、IFアンプIF−AMPにて増幅された後、復調DMODにて復調されて、マイクロコンピュータMCへ出力される。局部発振器OSCの発振周波数は、可変容量コンデンサVC静電容量に依存している。また、可変容量コンデンサVCの静電容量は、可変容量コンデンサVCに印加される直流電圧の大きさに依存している。

可変容量コンデンサVCに印加される直流電圧は、マイクロコンピュータMC内のPWM(Pulse Width Modulation)信号生成部PWM−GENから発生されるPWM信号を、ローパスフィルタLPFによって平滑化することで生成される。これにより、PWM信号生成部PWM−GENにおいて、PWM信号のパルス幅パルス周期との比、すなわちデューティ比を適切に調整することにより、局部発振器OSCの発振周波数を調整するようになっている(図9参照)。

このような、局部発振器OSCの発振周波数の調整は、製品出荷前検査工程にて実施され、個々の受信器毎に、固定的に、PWM信号のデューティ比が設定されるようになっている。

また、特許文献1には、リモートコントロール送信器より送信されてくる搬送波を受信中に、リモートコントロール受信器のPWM信号を制御して同調電圧を変化させることで、受信周波数微調整する技術が示されている。

概要

消費電力の増大を伴うことなく中間周波数のずれを低減し、受信感度を高めることができる無線受信回路及びこれを用いたスイッチ装置を提供する。温度センサTSによって局部発振部の周辺環境温度を検出し、受信部によって無線信号が受信されたとき、補正処理CALが、電圧検出部VSによって検出される電圧値と記憶部211に記憶されている温度・電圧関係情報とに基づいて、パルス信号生成部PWM−GENで用いられるデューティ比を設定し、局部発振器22で生成される発振信号の周波数を補正する。

目的

本発明の目的は、消費電力の増大を伴うことなくIF周波数のずれを低減し、受信感度を高めることができる無線受信回路及びこれを用いたスイッチ装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

無線信号を受信する受信部と、局部発振周波数発振信号を生成するとともに、所定の制御電圧に応じて前記発振信号の周波数を変化させる局部発振部と、前記受信部によって取得された受信信号と前記局部発振部によって生成された発振信号とを混合し、前記受信信号を中間周波数に変換して中間周波数信号を生成する混合部と、前記混合部によって生成された中間周波数信号を濾波する中間周波フィルタと、前記中間周波フィルタを通過した中間周波数信号に基づく信号を復調する復調部と、前記復調部から出力される復調出力信号の中心電圧を検出する電圧検出部と、所定のデューティ比PWM信号を生成するPWM信号生成部と、前記PWM信号生成部によって生成されたPWM信号を平滑することにより、前記制御電圧を生成する平滑部と、前記局部発振部の周辺環境温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部によって検出される温度と、前記中間周波数信号が所定の周波数である場合に前記電圧検出部によって検出される電圧値との対応関係を示す温度・電圧関係情報を予め記憶する温度・電圧関係記憶部と、前記受信部によって前記無線信号が受信されたとき、前記電圧検出部によって検出される電圧値と前記温度検出部によって検出される温度と前記温度・電圧関係記憶部に記憶されている温度・電圧関係情報とに基づいて前記PWM信号生成部で用いられる前記デューティ比を設定することにより、前記局部発振部で生成される発振信号の周波数を補正する補正処理部とを備えることを特徴とする無線受信回路

請求項2

前記補正処理部は、前記温度・電圧関係記憶部に記憶されている温度・電圧関係情報に基づいて前記温度検出部によって検出された現在の温度に対応する電圧値を目標電圧として設定し、前記デューティ比が第Nデューティ比(Nは自然数)に設定されているときに前記受信部によって前記無線信号が受信された場合、前記電圧検出部に第N中心電圧を検出させ、前記第N中心電圧が前記目標電圧に近づく方向に変化するように前記デューティ比を第Nデューティ比から第N+1デューティ比に変更した後、前記電圧検出部により第N+1中心電圧を検出し、前記第N+1中心電圧と前記第N中心電圧との差を前記第N+1デューティ比と前記第Nデューティ比との差で除した値を前記デューティ比に対する前記中心電圧の変化率として求め、前記第N+1中心電圧と前記目標電圧との差を前記変化率で除した値だけ前記第N+1デューティ比を変化させて得られる第N+2デューティ比を前記PWM信号生成部における新たなデューティ比として設定することにより、前記局部発振部で生成される発振信号の周波数の補正を実行することを特徴とする請求項1に記載の無線受信回路。

請求項3

前記補正処理部は、前記Nが所定の回数に達するまで、前記局部発振部で生成される発振信号の周波数の補正を繰り返し実行することを特徴とする請求項2に記載の無線受信回路。

請求項4

前記補正処理部は、前記第N中心電圧と前記目標電圧との差が所定の閾値以下に収束するまで、前記局部発振部で生成される発振信号の周波数の補正を実行することを特徴とする請求項2に記載の無線受信回路。

請求項5

前記環境温度の変化に伴う前記発振信号の周波数の変化を相殺するようなデューティ比の設定値を示す温度・デューティ比関係情報を予め記憶する温度・デューティ比関係記憶部をさらに備え、前記温度検出部によって検出された温度に対応するデューティ比のPWM信号を前記PWM信号生成部より生成させた状態で無線信号を待ち受けることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の無線受信回路。

請求項6

請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の無線受信回路と、ユーザによって操作される操作ハンドルと、負荷への給電経路開閉するスイッチ素子と、前記無線受信回路における前記復調部によって復調された信号及びユーザが前記操作ハンドルに入力した操作に応じて、前記スイッチ素子を開閉させるスイッチ制御部とを備えることを特徴とするスイッチ装置

技術分野

0001

本発明は、局部発振器を有し、局部発振器の発振周波数PWM信号にて制御する無線受信回路に関するものである。

背景技術

0002

図8は、背景技術に係る無線受信回路の構成を示すブロック図である。図8において、図示しない無線送信装置から送出された電波アンテナNTにて回路上の電気信号に変換される。そして、その電気信号が低雑音増幅器LNAにて増幅された後、高周波フィルタRF−FLTで不要周波数成分が除去される。高周波フィルタRF−FLTの出力信号は、ミキサMIXにおいて局部発振器OSCで発振された局部発振信号と混合される。

0003

ミキサMIXから出力されたIF(Intermediate Frequency)信号は、IFフィルタIF−FLTを通過して、IFアンプIF−AMPにて増幅された後、復調DMODにて復調されて、マイクロコンピュータMCへ出力される。局部発振器OSCの発振周波数は、可変容量コンデンサVC静電容量に依存している。また、可変容量コンデンサVCの静電容量は、可変容量コンデンサVCに印加される直流電圧の大きさに依存している。

0004

可変容量コンデンサVCに印加される直流電圧は、マイクロコンピュータMC内のPWM(Pulse Width Modulation)信号生成部PWM−GENから発生されるPWM信号を、ローパスフィルタLPFによって平滑化することで生成される。これにより、PWM信号生成部PWM−GENにおいて、PWM信号のパルス幅パルス周期との比、すなわちデューティ比を適切に調整することにより、局部発振器OSCの発振周波数を調整するようになっている(図9参照)。

0005

このような、局部発振器OSCの発振周波数の調整は、製品出荷前検査工程にて実施され、個々の受信器毎に、固定的に、PWM信号のデューティ比が設定されるようになっている。

0006

また、特許文献1には、リモートコントロール送信器より送信されてくる搬送波を受信中に、リモートコントロール受信器のPWM信号を制御して同調電圧を変化させることで、受信周波数微調整する技術が示されている。

先行技術

0007

実開平5−39034号公報

発明が解決しようとする課題

0008

しかしながら、図8に示す従来の無線受信回路においては、局部発振器OSCの発振周波数が調整されるのは製品出荷時のみであり、その後PWM信号のデューティ比は固定されたままとなる。一般に、局部発振回路OSCの発振周波数は、局部発振回路OSCの周囲の環境温度に応じて変動することが知られている(図10参照)。そのため、無線受信回路の周囲の環境温度の変化によって、局部発振回路OSCの発振周波数が変動した場合、上記局部発振回路OSCの発振周波数と無線送信装置の送信周波数との差として得られるIF周波数設計中心値からずれてしまう。同様に、図示しない無線送信装置の周囲の環境温度の変化によって、無線送信装置の送信周波数が変動した場合にも、IF周波数が設計中心値からずれてしまう。これに対応するため、IFフィルタIF−FLTの通過帯域広帯域にしたり、復調部DMODの特性を広帯域化したりする必要があるため、受信感度が低くなるという不都合があった。

0009

また、特許文献1の従来技術では、受信信号ピーク値に達するまで試行錯誤的にPWM信号の調整を繰り返す必要があるため通信に要する時間が長くなり、使い勝手が悪くなると同時に送信器及び受信器の消費電力が増大するという問題があった。

0010

本発明の目的は、消費電力の増大を伴うことなくIF周波数のずれを低減し、受信感度を高めることができる無線受信回路及びこれを用いたスイッチ装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0011

上記目的を達成するために請求項1の発明は、無線信号を受信する受信部と、局部発振周波数発振信号を生成するとともに、所定の制御電圧に応じて前記発振信号の周波数を変化させる局部発振部と、前記受信部によって取得された受信信号と前記局部発振部によって生成された発振信号とを混合し、前記受信信号を中間周波数に変換して中間周波数信号を生成する混合部と、前記混合部によって生成された中間周波数信号を濾波する中間周波フィルタと、前記中間周波フィルタを通過した中間周波数信号に基づく信号を復調する復調部と、前記復調部から出力される復調出力信号の中心電圧を検出する電圧検出部と、所定のデューティ比のPWM信号を生成するPWM信号生成部と、前記PWM信号生成部によって生成されたPWM信号を平滑することにより、前記制御電圧を生成する平滑部と、前記局部発振部の周辺の環境温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部によって検出される温度と、前記中間周波数信号が所定の周波数である場合に前記電圧検出部によって検出される電圧値との対応関係を示す温度・電圧関係情報を予め記憶する温度・電圧関係記憶部と、前記受信部によって前記無線信号が受信されたとき、前記電圧検出部によって検出される電圧値と前記温度検出部によって検出される温度と前記温度・電圧関係記憶部に記憶されている温度・電圧関係情報とに基づいて前記PWM信号生成部で用いられる前記デューティ比を設定することにより、前記局部発振部で生成される発振信号の周波数を補正する補正処理部とを備えることを特徴とする。なお、本構成において、所定の周波数とは、中間周波数の設計値をいい、例えば、中間周波フィルタが濾波する周波数帯域中央値と一致する。

0012

請求項2の発明は、請求項1に記載の無線受信回路において、前記補正処理部は、前記温度・電圧関係記憶部に記憶されている温度・電圧関係情報に基づいて前記温度検出部によって検出された現在の温度に対応する電圧値を目標電圧として設定し、前記デューティ比が第Nデューティ比(Nは自然数)に設定されているときに前記受信部によって前記無線信号が受信された場合、前記電圧検出部に第N中心電圧を検出させ、前記第N中心電圧が前記目標電圧に近づく方向に変化するように前記デューティ比を第Nデューティ比から第N+1デューティ比に変更した後、前記電圧検出部により第N+1中心電圧を検出し、前記第N+1中心電圧と前記第N中心電圧との差を前記第N+1デューティ比と前記第Nデューティ比との差で除した値を前記デューティ比に対する前記中心電圧の変化率として求め、前記第N+1中心電圧と前記目標電圧との差を前記変化率で除した値だけ前記第N+1デューティ比を変化させて得られる第N+2デューティ比を前記PWM信号生成部における新たなデューティ比として設定することにより、前記局部発振部で生成される発振信号の周波数の補正を実行することを特徴とする。

0013

請求項3の発明は、請求項2に記載の無線受信回路において、前記補正処理部は、前記Nが所定の回数に達するまで、前記局部発振部で生成される発振信号の周波数の補正を繰り返し実行することを特徴とする。なお、本構成において、所定の数とは、発振周波数の補正処理を繰り返すことにより、中心電圧が目標電圧に実用上問題なく近似できる程度に充分近づいたと推定できる補正処理の回数であり、予め実験等によって定めることができる。

0014

請求項4の発明は、請求項2に記載の無線受信回路において、前記補正処理部は、前記第N中心電圧と前記目標電圧との差が所定の閾値以下に収束するまで、前記局部発振部で生成される発振信号の周波数の補正を実行することを特徴とする。なお、本構成において、所定の閾値とは、中心電圧が目標電圧に実用上問題なく近似できる程度に充分近づいたと判断できる値であり、予め実験等によって定めることができる。

0015

請求項5の発明は、請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の無線受信回路において、前記環境温度の変化に伴う前記発振信号の周波数の変化を相殺するようなデューティ比の設定値を示す温度・デューティ比関係情報を予め記憶する温度・デューティ比関係記憶部をさらに備え、前記温度検出部によって検出された温度に対応するデューティ比のPWM信号を前記PWM信号生成部より生成させた状態で無線信号を待ち受けることを特徴とする。

0016

請求項6の発明は、請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の無線受信回路と、ユーザによって操作される操作ハンドルと、負荷への給電経路開閉するスイッチ素子と、前記無線受信回路における前記復調部によって復調された信号及びユーザが前記操作ハンドルに入力した操作に応じて、前記スイッチ素子を開閉させるスイッチ制御部とを備えることを特徴とするスイッチ装置である。

発明の効果

0017

請求項1の発明によれば、受信部によって無線信号が受信されたとき、電圧検出部で検出される中心電圧値と前記温度検出部によって検出される温度と温度・電圧関係記憶部に記憶されている温度・電圧関係情報とに基づいてPWM信号生成部で用いられるデューティ比が設定される。このとき設定されたデューティ比は、温度検出部によって検出された温度に対応したものとなる。そして、このPWM信号生成部から出力されるPWM信号が平滑部で平滑されることにより、設定されたデューティ比に応じた電圧の制御電圧が生成され、この制御電圧に応じて局部発振器の発振周波数が変化する。その結果、試行錯誤することなく局部発振器の発振周波数が補正され、中間周波数のずれが低減される。これにより、消費電力の増大を伴うことなく、中間周波数信号を濾波する中間周波フィルタの通過帯域を狭帯域化し、又は復調部の特性を狭帯域化することができ、無線受信回路の受信感度を容易に向上させることが可能となる。

0018

請求項2の発明によれば、第Nデューティ比に対応して電圧検出部で検出される第N中心電圧と、第N+1デューティ比に対応して電圧検出部で検出される第N+1中心電圧とから、デューティ比に対する前記中心電圧の変化率が求められる。そして、この変化率に基づいて新たに第N+2デューティ比を設定することにより、温度変化度合いや固有の装置を構成する回路が有する特性のばらつきに影響を受けることなく、高精度に局部発振器の発振周波数を補正し中間周波数のずれを低減することが可能となる。また、中心電圧の検出誤差や計算の丸め誤差等により変化率の算出結果に誤差が含まれる場合においても、上述した補正処理を繰り返すことにより、電圧検出部で検出される中心電圧を設定されている目標電圧に近づけることが可能となり、高精度に局部発振器の発振周波数を補正し中間周波数のずれを低減することが可能となる。その結果、より一層中間周波フィルタの通過帯域を狭帯域化し、又は復調部の特性を狭帯域化することができ、無線受信回路の受信感度を容易に向上させることが可能となる。

0019

請求項3の発明によれば、所定の回数だけ発振周波数の補正処理を繰り返して、中心電圧が目標電圧に実用上問題なく近似できる程度に充分近づいたと推定できたとき、発振周波数の補正処理を停止するので、必要以上に補正処理を繰り返すことがなくなり、装置の消費電力をより一層低減することが可能となる。

0020

請求項4の発明によれば、中心電圧と目標電圧を直接比較し、両者が実用上問題なく近似できる程度に充分近づいたと判断できたとき、発振周波数の補正処理を停止するので、請求項3の発明と同様に、必要以上に補正処理を繰り返すことがなくなり、装置の消費電力をより一層低減することが可能となる。

0021

請求項5の発明によれば、受信部が無線信号を受信していない状態においても温度の影響による局部発振周波数のずれを低減することができる。これにより、より一層中間周波フィルタの通過帯域を狭帯域化し、又は復調部の特性を狭帯域化することができ、無線受信回路の受信感度を容易に向上させることが可能となる。

0022

請求項6の発明によれば、無線受信回路によって受信された無線信号に応じて負荷への給電経路の開閉が行われるスイッチ装置において、無線受信回路の受信感度を高めることができるので、消費電力の増大を伴うことなく信頼性の高いスイッチ装置を得ることができる。

図面の簡単な説明

0023

本発明の一実施形態によるスイッチ装置を備えた負荷制御システムの構成を示す図。
同スイッチ装置の構成を示すブロック図。
本発明の一実施形態による無線受信回路の構成を示すブロック図。
局部発振器の周辺環境温度と目標電圧との関係を示す図。
補正処理部が、デューティ比を設定するときの各部の動作を示すフローチャート
デューティ比と電圧検出部によって検出される中心電圧の関係を示す図。
中間周波数と電圧検出部によって検出される電圧の関係を示す図。
従来の無線受信器の構成を示すブロック図。
デューティ比と局部発振器の局部発振周波数の関係を示す図。
局部発振器の周辺環境温度と局部発振周波数の関係を示す図。

実施例

0024

本発明の一実施形態による無線受信回路及びそれを用いたスイッチ装置について図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施形態に係る無線受信回路を用いたスイッチ装置と、それを備えた負荷制御システムを示している。負荷制御システムは、無線信号を送信する送信器W1と、無線信号に応じて照明負荷LDを点滅するスイッチ装置1等によって構成されている。スイッチ装置1は、照明負荷LDと直列接続されて、電源商用交流電源)ACに接続されている。なお、負荷は、蛍光灯及び蛍光灯電子安定器などの照明負荷LDに限られず、他の照明負荷や、照明負荷以外の負荷であってもよい。

0025

また、スイッチ装置1の前面には、ユーザによって操作される操作ハンドル10が設けられている。

0026

図2は、図1に示すスイッチ装置1の構成の一例を示すブロック図である。スイッチ装置1は、無線受信回路2、スイッチ素子11、スイッチ制御部12、及びスイッチ入力部13を備えている。

0027

スイッチ入力部13は、例えば操作ハンドル10と連動するように配設されたタクトスイッチライトタッチスイッチ)を用いて構成されている。スイッチ素子11は、例えばトライアック等のスイッチ素子である。スイッチ素子11は、スイッチ制御部12からの制御信号に応じて照明負荷LDへの給電経路を開閉する。

0028

スイッチ制御部12は、例えばマイクロコンピュータを用いて構成されている。そして、スイッチ制御部12は、送信器W1から送信され、無線受信回路2によって受信された信号、及びスイッチ入力部13から出力されたオンオフ信号に応じて、スイッチ素子11を開閉させる。

0029

図3は、図2に示す無線受信回路2の構成の一例を示すブロック図である。図3に示す無線受信回路2は、アンテナANT、低雑音増幅器LNA、高周波フィルタRF−FLT、ミキサMIX(混合部)、IFフィルタIF−FLT、IFアンプIF−AMP、復調部DMOD、温度センサTS(温度検出部)、ローパスフィルタLPF(平滑部)、制御部21、及び局部発振器22を備えている。

0030

送信器W1から送信された無線信号は、アンテナANT、低雑音増幅器LNA及び高周波フィルタRF−FLTによって受信され、受信信号S2としてミキサMIXへ出力される。ミキサMIXは、受信信号S2と局部発振信号S1とを混合して、IF信号S3(中間周波数信号)に変換してIFフィルタIF−FLTへ出力する。IFフィルタIF−FLTは、ミキサMIXから出力されたIF信号S3を濾波する。

0031

ミキサMIXから出力されたIF信号は、IFフィルタIF−FLTを通過して、IFアンプIF−AMPにて増幅される。そして、IFアンプIF−AMPによって増幅された信号すなわちIF信号に基づく信号S4が、復調部DMODにて復調されて、復調信号S5として制御部21に出力される。また復調部DMODは、復調信号S5の中心電圧S6を制御部21に出力する。制御部21は、復調部DMODによって復調された信号S5を、図2に示すスイッチ制御部12へ出力する。この場合、アンテナANT、低雑音増幅器LNA、及び高周波フィルタRF−FLTが、受信部の一例に相当している。

0032

ローパスフィルタLPFは、制御部21から出力される信号のうち低周波数信号を濾波して、局部発振器22の並列共振回路23に出力する。

0033

制御部21は、例えば所定の演算処理を実行するCPU(Central Processing Unit)と、所定の制御プログラムが記憶されたROM(Read Only Memory)と、データを一時的に記憶するRAM(Random Access Memory)と、電圧検出部VSと、パルス信号生成部PWM−GEN(PWM信号生成部)と、記憶部211と、これらの周辺回路等とを備えて構成されている。電圧検出部VSは、復調部DMODから出力される復調出力信号の中心電圧を検出する。記憶部211は、例えばEEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)や、例えばROMの一部等、不揮発性記憶素子を用いて構成されている。

0034

そして、制御部21は、例えばROMに記憶された制御プログラムを実行することにより、補正処理部CALとして機能する。制御部21は、例えば1チップのマイクロコンピュータを用いて構成されている。また、スイッチ制御部12と制御部21は同一のマイクロコンピュータを用いて一体構成としてもよい。

0035

局部発振器22は、並列共振回路23と、出力回路24と、結合コンデンサC3とを備えている。並列共振回路23は、コンデンサC1と可変容量コンデンサVC(可変容量ダイオード)との直列回路と、コンデンサC2と、インダクタLとが並列接続されて構成されている。そして、可変容量コンデンサVCと、コンデンサC2と、インダクタLとの接続点が、グラウンドに接続されている。また、可変容量コンデンサVCとコンデンサC1との接続点P1には、ローパスフィルタLPFから出力される直流電圧Vvfが印加される。

0036

可変容量コンデンサVCの静電容量は、接続点P1に印加される直流電圧Vvfに応じて変化する。そうすると、並列共振回路23の発振周波数は、可変容量コンデンサVCの静電容量に応じて変化する。

0037

出力回路24は、トランジスタTr1、抵抗R1、及びコンデンサC4,C5,C6を備える。トランジスタTr1のベースは、コンデンサC3を介して、並列共振回路23におけるコンデンサC1,C2とインダクタLとの接続点P2に接続されている。また、トランジスタTr1のベースは、共振用のコンデンサC4,C5を介してグラウンドに接続され、コンデンサC4,C5の接続点が、トランジスタTr1のエミッタに接続されている。トランジスタTr1のエミッタは、抵抗R1を介してグラウンドに接続されている。

0038

トランジスタTr1のコレクタには、直流電源電圧Vccが供給されている。そして、トランジスタTr1のエミッタは、コンデンサC6を介してミキサMIXに接続されている。そして、出力回路24は並列共振回路23の共振周波数成分を増幅し、局部発振信号S1としてミキサMIXへ出力される。

0039

そうすると、並列共振回路23の共振周波数は、可変容量コンデンサVCの静電容量に応じて変化するから、局部発振信号S1の周波数、すなわち局部発振周波数は、直流電圧Vvfに応じて変化することとなる。

0040

また、局部発振器22の各部は、温度によって特性が変化するため、局部発振器22の温度に応じて局部発振周波数が変動する。そのため、温度センサTSによって測定される局部発振器22の周辺の環境温度と、周辺の環境温度に対応する局部発振周波数の変動を相殺するようなデューティ比Drが、温度・デューティ比関係情報として記憶部211に記憶されている。

0041

温度センサTSは、局部発振器22の近傍に配設され、局部発振器22の周辺の環境温度、あるいは局部発振器22の温度Tを検出し、その温度Tに応じた電圧を補正処理部CALへ出力する。

0042

パルス信号生成部PWM−GENは、補正処理部CALによって設定された周期、及びパルス幅で、パルス信号PWMをローパスフィルタLPFへ出力する。すなわち、パルス信号生成部PWM−GENは、補正処理部CALによって設定されたデューティ比Drのパルス信号PWMをローパスフィルタLPFへ出力するようになっている。

0043

ローパスフィルタLPFは、パルス信号PWMを平滑して直流電圧Vvf(局部発振器22の制御電圧)として局部発振器22の並列共振回路23へ出力する。この場合、パルス信号PWMのハイレベルの電圧を、電圧Vccとすると、Vvf=Vcc×Drとなる。従って、補正処理部CALは、デューティ比Drを調節することによって、直流電圧Vvfを調節し、局部発振信号S1の周波数を制御できるようになっている。

0044

記憶部211には、温度センサTSによって測定される局部発振器22の周辺の環境温度に応じた局部発振周波数の変化量と、周辺の環境温度に対応する局部発振周波数の変動を相殺するようなデューティ比Drとの対応関係を示す温度・デューティ比関係情報が、予め記憶されている。また、記憶部211には、図4に示すような、局部発振器22の周辺の環境温度と、中間周波数信号が所定の周波数(設計中心値)である場合に、電圧検出部VSによって検出される電圧値との対応関係を示す温度・電圧関係情報が予め記憶されている。すなわち、記憶部211は、請求項1に記載の温度・電圧関係記憶部に相当する。

0045

補正処理部CALは、記憶部211に記憶されている温度・デューティ比関係情報に基づいて、温度センサTSによって検出された温度Tに対応する局部発振周波数の変化量を相殺するようにパルス信号生成部PWM−GENに設定されるデューティ比Drを調節する。

0046

また、補正処理部CALは、受信部によって無線信号が受信されたとき、電圧検出部VSによって検出される電圧値と前記温度検出部によって検出される温度と記憶部211に記憶されている温度・電圧関係情報とに基づいてパルス信号生成部PWM−GENで用いられるデューティ比を設定することにより、局部発振器22で生成される発振信号の周波数を補正する。

0047

次に、補正処理部CALが、パルス信号生成部PWM−GENで用いられるデューティ比を設定するときの各部の動作について、図5乃至図7等を参照して説明する。図5において、まず、繰り返し回数N(Nは自然数)を1に設定した後(#1)、制御部21が、デューティ比をパルス信号生成部PWM−GENにおける第1デューティ比D1に設定し(#2)、無線受信回路2が、受信待ち受け状態になる(#3)。ここで第1デューティ比D1は、例えば、予め想定される環境温度の変動範囲中心温度において、予め設定された基準周波数の無線信号が受信された場合に、中間周波数信号の周波数が所定の周波数(設計中心値)となる局部発振周波数が得られるように決定される。次に、温度センサTSが、局部発振器22の周辺の環境温度Tを検出し(#4)、補正処理部CALが記憶部211に記憶されている温度・電圧関係情報(図4参照)を参照して、現在の環境温度Tに対応する目標電圧Vtを設定する(#5)。そして、受信部によって無線信号が受信された場合(#6においてYES)、電圧検出部VSにより第1中心電圧V1を検出する(#7)。

0048

そして、制御部21は、第1中心電圧V1が目標電圧Vtに近づく方向に変化するように、パルス信号生成部PWM−GENにおけるデューティ比を第1デューティ比D1から第2デューティ比D2に変更し(#8)、電圧検出部VSにより第2中心電圧V2を検出する(#9)。これにより、第1デューティ比D1における第1中心電圧V1及び第2デューティ比D2における第2中心電圧V2が得られ、図6に示すデューティ比と電圧検出部によって検出される中心電圧の関係が得られる。なお、第2デューティ比D2は、第2中心電圧V2が第1中心電圧V1よりも目標電圧Vtに近づく方向(図6においては、第1中心電圧V1が目標電圧Vtよりも小さいので、第2中心電圧V2を第1中心電圧V1よりも大きくする方向)に設定される。また、図6において、デューティ比と中心電圧の関係は、厳密には一次関数(直線)の関係ではないが、デューティ比と中心電圧とが一次関数で近似することができる程度に、第2デューティ比D2と第1デューティ比D1との差の絶対値が十分に小さくなるように、第2デューティ比D2が設定される。また、第2デューティ比D2は、ミキサMIXから出力されたIF信号S3がIFフィルタIF−FLT通過周波数帯域を逸脱しないように設定される。例えば、第2デューティ比D2は、第2デューティ比D2と第1デューティ比D1との差が一定の値となるように設定される。また、第2デューティ比D2は、第2デューティ比D2と第1デューティ比D1との差が第1中心電圧V1と目標電圧Vtの差の関数となるように設定されるものとしてもよい。さらには、第2デューティ比D2は、上記第2デューティ比D2と第1デューティ比D1との差が温度センサTSによって検知された温度の関数となるように設定されるものとしてもよい。

0049

図6における一次関数の傾き、すなわち、デューティ比に対する中心電圧の変化率Aは、送信器W1及び局部発振器22の周辺の環境温度によって変動する。そこで、補正処理部CALは、デューティ比に対する中心電圧の変化率Aを算出する(#10)。中心電圧の変化率Aは、第2中心電圧V2と第1中心電圧V1との差を第2デューティ比D2と第1デューティ比D1との差で除することにより、算出できる。これにより、送信器W1及び局部発振器22の周辺の環境温度に適合した変化率Aを得ることができる。

0050

さらに、補正処理部CALは、第3デューティ比D3を算出し(#11)、パルス信号生成部PWM−GENにおける新たなデューティ比として設定する(#12)。第3デューティ比D3は、第2デューティ比D2から、第2中心電圧V2と目標電圧Vtとの差を変化率Aで除した値を減ずることにより算出される。

0051

また、補正処理部CALは、パルス信号生成部PWM−GENにおけるデューティ比を第3デューティ比D3に変更した後、電圧検出部VSにより第3中心電圧V3を検出する(#13)。この第3中心電圧V3が目標電圧Vtに十分に近づいて、V3−Vtが収束すると(#14においてYES)、さらに無線信号の受信を行う。そして、無線信号の受信が完了すると(#15)、デューティ比を初期化して(#16)、処理を終了する。

0052

一方、第3中心電圧V3が目標電圧Vtから離れている場合、すなわちV3−Vtが収束しないときは(#14においてNO)、Nを1インクリメントし(#21)、#11に戻り、#12,#13における第3デューティ比D3,第3中心電圧V3を用いて、第4デューティ比D4を算出する。このように、VN−Vtが収束しないときは#21、#11、#12、#13のループを繰り返すことにより、D4、D5...が順次算出され、中心電圧V4、中心電圧V5が順次検出される。このように検出される中心電圧VNは、計算を繰り返して行うに従って(Nが大きくなるに従って)目標電圧Vtに近づき、中間周波数IFを設計中心値に近づけることができる(図7参照)。

0053

#14においてVN−Vtが収束したか否かの判断は、VN−Vtの絶対値を所定の閾値と比較することにより、行うことができる。上記閾値は、通信環境等に応じて、経験的に定めることができる。また、VN−Vtが収束したか否かについての別の判断基準として、#21、#11、#12、#13のループを繰り返した回数、すなわち新たなデューティ比として設定し、周波数の補正処理を実行した回数に基づいて判断することもできる。すなわち#21、#11、#12、#13のループを繰り返した回数が経験的に定められる所定の回数に達したとき、VN−Vtが収束したものとみなすことができる。上述のように、#21、#11、#12、#13のループを繰り返すことにより、中心電圧VNは目標電圧Vtに近づくからである。

0054

以上のように、本実施形態の無線受信回路2によれば、受信部によって無線信号が受信されたとき、電圧検出部VSで検出される中心電圧値と記憶部211に記憶されている温度・電圧関係情報とに基づいてパルス信号生成部PWM−GENで用いられるデューティ比が設定される。このとき設定されたデューティ比は、温度センサTSによって検出された温度に対応したものとなる。そして、このパルス信号生成部PWM−GENから出力されるPWM信号がローパスフィルタLPFで平滑されることにより、設定されたデューティ比に応じた電圧の制御電圧が生成され、この制御電圧に応じて局部発振器22の発振周波数が変化する。その結果、試行錯誤することなく局部発振器22の発振周波数が補正され、中間周波数IFのずれが低減される。これにより、消費電力の増大を伴うことなく、中間周波数信号S3を濾波するIFフィルタIF−FLTの通過帯域を狭帯域化し、又は復調部DMODの特性を狭帯域化することができ、無線受信回路の受信感度を容易に向上させることが可能となる。

0055

また、第Nデューティ比に対応して電圧検出部VSで検出される第N中心電圧と、第N+1デューティ比に対応して電圧検出部VSで検出される第N+1中心電圧とから、デューティ比に対する中心電圧の変化率Aが求められる。そして、この変化率Aに基づいて新たに第N+2デューティ比を設定することにより、温度変化の度合いや固有の装置を構成する回路が有する特性のばらつきに影響を受けることなく、高精度に局部発振器22の発振周波数を補正し、中間周波数IFのずれを低減することが可能となる。また、中心電圧の検出誤差や計算の丸め誤差等により変化率の算出結果に誤差が含まれる場合においても、上述した補正処理を繰り返すことにより、電圧検出部VSで検出される中心電圧を設定されている目標電圧に近づけることが可能となり、高精度に局部発振器22の発振周波数を補正し、中間周波数IFのずれを低減することが可能となる。その結果、より一層IFフィルタIF−FLTの通過帯域を狭帯域化し、又は復調部DMODの特性を狭帯域化することができ、無線受信回路の受信感度を容易に向上させることが可能となる。

0056

なお、本発明は上記実施形態の構成に限られることなく、少なくとも温度センサTSによって検出された温度に応じて、補正処理部CALが、記憶部211に記憶されている温度・電圧関係情報に基づいて、パルス信号生成部PWM−GENで用いられるデューティ比を設定するように構成されていればよい。また、本発明は種々の変形が可能であり、例えば、図5中、#4において検出した温度と、記憶部211に予め記憶されている温度・デューティ比関係情報に基づいて、環境温度の変動による局部発振周波数の変動を相殺するように第1デューティ比D1を常時更新するように構成してもよい。これにより、受信部が無線信号を受信していない状態においても温度の影響による局部発振周波数のずれを低減することができ、より一層IFフィルタの通過帯域を狭帯域化し、又は復調部DMODの特性を狭帯域化することができる。また、補正処理部CALの処理能力余裕がある場合には、#21から#10に戻って、変化率Aを算出するように構成してもよい。この場合にあっては、検出される中心電圧VNが目標電圧Vtに近づくに従い、変化率Aが補正されるので、より高精度に局部発振器22の発振周波数を補正し、中間周波数IFのずれを低減することが可能となる。また、第3デューティ比D3に設定することにより中間周波数IFのずれが実用上充分低減できることが予め実験等によって明らかになっている場合は、#12でデューティ比を第3デューティ比D3に設定した後、#13、#14を省略し、無線信号の受信を行う構成としてもよい。また、復調部DMODは、復調信号S5と復調信号S5の中心電圧S6を出力する構成としているが、中心電圧生成部を別のブロックとして構成してもよい。

0057

1スイッチ装置
2無線受信回路
22局部発振部(局部発振器)
211 記憶部(温度・電圧関係記憶部、温度・デューティ比関係記憶部)
ANTアンテナ(受信部)
LNA低雑音増幅器(受信部)
RF−FLT高周波フィルタRF−FLT(受信部)
MIXミキサ(混合部)
IF−FLTIFフィルタ(中間周波フィルタ)
DMOD復調部
TS温度センサ(温度検出部)
LPFローパスフィルタ(平滑部)
VS電圧検出部
PWM−GENパルス信号生成部(PWM信号生成部)
CAL補正処理部

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