JPH02202240A - ラジオ受信機及び腕時計型ページング受信機 - Google Patents
ラジオ受信機及び腕時計型ページング受信機Info
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- H03J1/0033—Details of adjusting, driving, indicating, or mechanical control arrangements for resonant circuits in general using a central processing unit, e.g. a microprocessor for voltage synthesis with a D/A converter
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- H—ELECTRICITY
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- H03J7/20—Automatic scanning over a band of frequencies where the scanning is accomplished by varying the electrical characteristics of a non-mechanically adjustable element
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
間分割多重バイアスで作動する受信機におけるアンテナ
を自動的に同調する方法及び装置に関するものである。
ガスキル等の米国特許第4713808号に開示されて
いる。このような受信機は、使用者の腕又は首に巻かれ
るバンド内に配置したアンテナをしばしば用いている。
身体や他の物体との寄生結合の程度、作動周波数等の多
くの因子に強く依存する。
を有することができる。上記因子のうちのいずれかがわ
ずかに変化するだけで、同調周波数が大きく変化してし
まう、さらに、アンテナが小型であるため、接続した受
信機には微小な信号しか供給することができない、同y
A/インピーダンス整合回路を設け、アンテナを受信機
に整合及び同調させ、これらの間で最適なパワー伝達を
行なうことが重要である。
路を用いる腕時計型受信機が開示されている。
ンデンサを含み、このコンデンサはカバー素子を開放す
ることによりアクセスされるように構成されている。カ
バーを開放すると、整合回路はネジを回わすことにより
同調される。上記国際出願では、受信機の近傍に配置し
た補助RF信号発生器を用い所望の受信周波数の信号を
放出することによりコンデンサを調整することが提案さ
れている。この受信機では、受信信号の相対強度を取り
はずし可能なカバーの下側のLCD表示装置に表示して
いる。使用者は、RF信号発生器を起動させて可変整合
コンデンサを調整し、受信した最大信号を表示装置に表
示させることができる。
法では、手動操作が必要である。すなわち、時計型の受
信装置からカバーを取りはずし、ネジで超小型なコンデ
ンサを調整する必要がある。
取りはずしたり使用者の身体から遠ざけるだけで直ちに
非同調状態にあるおそれがある。このような動作を行な
うと、アンテナ周囲材料に対する寄生結合度が変化して
しまい、その共振周波数が変化し、この結果同調処理を
繰り返えす必要がある。
路を用いる第2の腕時計型受信機が開示されている。こ
の第2のシステムにおいて、腕時計型受信機内の自動同
訓回路は受信周波数の同調モード信号の受信に応答して
起動される。この同調モ−ド信号はシステム同期信号の
一部、受信機群全体によって復調され得る独立した選択
的な呼出信号、又は個別の選択的な呼出アドレスが復調
された後に復調される第2信号となることができる。
動により初期化される。
より制御可能にバイアスされる可変容量ダイオード同調
素子により行なわれる。バイアス電圧は、受信信号レベ
ルにドロップが記録されるまで明らかに等間隔のステッ
プで増加する。このドロップの直前に供給されたバイア
ス電圧は、適切な同調電圧として選択される。
の離散的アナログレベルに比較することにより決定され
る。所定の場合、受信信号がこれらの比較レベルの全て
以上になると、受信装置は、受信信号が最小比較レベル
と最大比較レベルの間にはいるまで受信機の利得を下げ
る必要がある。
置は受信機の利得を増大させる必要がある。
強度又は極めて低い信号強度の区域において同調装置が
動作せず、受信機が受信信号を比較レベル内に導くこと
ができなくなってしまう。
アス電圧が増加するに従って受信信号強度が1箇の局部
的最大値だけを有すると考えられることである。従って
、受信信号にドロップが生ずるとただちに、最適な同調
条件が決定されてしまう。一方、受信信号は、同調動作
中におけるノイズやアンテナの移動のような予期し得な
い効果による数個の局部的な最大値を有するおそれがあ
る。
号と共に送信する必要がある。上記特許出願の開示書類
では、同調装置を同調させる命令信号が後続する非変調
搬送波を約200ミリ秒に亘って送信する必要があるこ
とが記載されている。
rotocol)を再構築する必要があり、このために
メツセージ送信用に用いられる時間が用いられている。
信時間のうちの多くの時間が費やされてしまう。
ると、別の同調命令を受信するまで非同調状態で動作す
るおそれがある。非同調状態で動作すると、メツセージ
を誤る危険性がある。
動同調装置を提供するものである。
付勢される各受信スロットの開始時に周期的に同調させ
ることを目的とする。
最適な同調状態を決定する前に全帯域に亘って同調させ
ることにある。
子に供給するバイアス電圧を、単位電圧増加ではなく単
位容量増加に対応するステップで増分させることにある
。
動的に同調すると同時にページングデータを有する放送
電波をクロック信号に位相ロックすることにある。
ジオ受信機のラジオアンテナを自動的に同調する方法及
び装置を提供するものである。本発明では、アンテナは
情報パケットを受信する前に周期的なバイアスに自動的
に同調される。
全同調域に亘って最適レベルに掃引される。アンテナを
全同調域に亘って掃引する間に、受信信号強度指示器信
号(R3SI)をモニタして最大R3S I信号を発生
する同調素子の値を検出する。掃引が完了した後、同調
素子従ってアンテナを最大R3S I信号を発生する値
に設定する。
トコール検出器まで送出され、情報を復調する。
機lOはアンテナ12、アンテナ同調回路14アンテナ
同調制御回路16、受信機副装置18、フィルタ段20
及びデジタル制御処理装置22を含んでいる。アンテナ
I2は例えば88〜108MHzの所望の受信帯域のラ
ジオ周波数信号を受信し、受信信号をアンテナ同調回路
14を経て受信機副装置18に供給する。アンテナ同調
回路14はアンテナを共振させると共に同調された回路
を受信機副装置の入力インピーダン゛ス(本例では10
0オームとする)に整合させて受信機に最適なパワー伝
達を与える。
同調制御回路16により制御する。
し、受信帯域中の所望のFM信号に対応するベースバン
ド出力信号を発生する。典型的な場合、FM信号はSC
A副搬送波中にページングデータを保持している。受信
機副装置はRF増幅器、同期局部発振器(デジタル制御
処理装置1f22により制御される)、混合器、関連す
るIF増幅段及び検出器を具えている。典型的な受信機
副装置は前述したガスキル等の参考特許明細書及び19
88年6月30日に出願した本願人の関連特許出願明細
書に開示されており、これらの記載内容を参考にするこ
とができる。
9k)lxのパイロット信号に位相ロックすると共にこ
のパイロット信号に同期されたデータをデジタルフィル
タに供給する位相ロックループを含んでいる。このデジ
タルフィルタはベースバンドFM信号のプログラミング
部分を減衰させると共に濾波されたデータ信号をデジタ
ル処理装置22に供給する。デジタル処理装置は、この
データを用いてページング受信機の使用者インターフェ
ースを制御する。
ミリ秒の期間だけ起動される。この受信機は、1.87
5分の期間のうちの残りの期間中は減勢しバッテリパワ
ーを維持する。
回路を示す。第2図に示す同調回路はストレートフォワ
ード型の回路である。ループアンテナ12は第1の端部
において第1の可変容量ダイオード24のアノードに結
合する。このダイオード24のカソードは、後述するよ
うにV ca11ラインにより47 kΩの抵抗26を
介してバイアスされ、第2の可変容量ダイオード30の
カソードに接続される。
.30は、バイアス電圧がO〜4ボルト変化すると、約
15〜45pFそれぞれ変化する可変容量を有している
。)第2の可変容量ダイオードのアノードはループアン
テナの第2の端部に接続され、第2の47 kΩのバイ
アス抵抗32を介して基準電位に結合する。同調回路の
出力は第2可変容量ダイオードの両端間で取り出され、
コンデンサ34及び36を経て受信機副装置18のアン
テナ入力部に容量性結合される。
いた回路16を第3図に示す、この回路は2個の動作モ
ードを有している。同調モードと称する第1のモードに
おいて、この回路は最も強い受信信号強度を生ずる可変
容量ダイオードのバイアス電圧を決定する。聴取モード
と称する第2のモードにおいて、この回路は最良のもの
として直前に決定したバイアス電圧を可変容量ダイオー
ドに供給する。
て可変容量ダイオードバイアス電圧を掃引し、どのバイ
アス電圧が最大受信信号強度を生ずるかを決定する。こ
の掃引はクロック38、シーケンサ40及びD/A変換
器42により行なう。クロック38は例えば25kHz
で動作でき、シーケンサ40を多数の状態を経て段歩さ
せる。本例において、シーケンサ40は100個の状態
を有することができ、各状態は8ビツトの二進出力信号
を8ビットパスライン44従ってD/A変換器42に供
給する。(シーケンサ40は、クロック信号によって増
分される二進カウンタによってアドレスされるlOOエ
ントリーロム表として設けることができる。> D/
A変換器は、シーケンサからの二進出力を、0ボルト(
シーケンサ出力“oooooooo”に対応する)から
4ボルト(シーケンサ出力“11111111’”に対
応する)の範囲のアナログ電圧に変換する。D/A変換
器42からの出力はアンテナ整合回路14において可変
容量ダイオード24 、30に供給し、この回路をその
全範囲に亘って同調させる。
信号強度を指示する受信信号強度指示器(R3SI)信
号を受信機副装置から受信する。
できる信号の一例である。このR3S r信号をアナロ
グサンプルホールド回路460入力部及びアナログ比較
器50の入力部に供給する。この比較器の第2人力部は
、サンプルホールド回路46の最大ホールド出力ライン
48からの信号により駆動される。
、この最良の条件を生ずるシーケンサ出力をメモリ54
に記憶する。
ジタル処理装置22から制御信号を受信する。
零にリセットする。(図面を明瞭なものとするため図示
されていないが、制御信号は処理装置22からアンテナ
同調制御回路の他の回路素子にも供給され、これら素子
を所望の状態に移行させると共にこれらの素子の順次動
作を制御する。)比較器50は、その入力部に供給され
る2個の信号を比較し、R3S I (AGC)ライン
上の信号が最大ホールドライン48上の信号を超えた場
合出力信号をライン52に発生する。パワーアップに際
し最大ホールドライン48は零にリセットされるから、
比較器に供給される第1のR3S T信号はライン52
上に出力信号を発生する。この出力信号によりサンプル
ホールド回路46がR3S I信号をサンプルすると共
にこの信号を最大ホールドライン48上にホールドする
。比較器出力信号は、8ビツトメモリ段54の書込イネ
ーブル入力も制御し、パスライン44上に存在する8ビ
ツトワ一ド信号をメモリにラッチする。最大ホールドラ
イン48がサンプルされた直後の信号で更新された後、
比較器50に供給された2個の信号が等しくされライン
52上の出力信号は終端する。
ルを繰り返えす。比較器50へのR3S I人力信号は
最大ホールドライン上の信号を瞬間的に超え(サンプル
ホールド回路がサンプルし新しい最大電圧をそのライン
上に供給するまで)、比較器50の出力信号として別の
出力信号をライン52上に発生させる。この信号により
ハスライン44上に存在する8ビツトワードを再びメモ
リにランチする。従って、R3S I信号の新しい最大
値が発生する毎にパスライン44上の対応する二進信号
がメモリに記憶されることになる。
100番目の状態に対する巡回応答により制御回路16
を聴取モードに切換える。このモードにおいて、メモリ
54に記憶されている8ピントワードをメモリから読み
出しパスライン62従ってD/A変換器42の入力部に
供給する。D/A変換器は、この8ピントワードを掃引
動作中に最大R3S I信号を発生させるアナログの可
変容量ダイオードバイアス電圧に変換する。このバイア
ス電圧を、聴取期間が終了するまで可変容量ダイオード
に供給する。
テップ当り40マイクロ秒で、100ステツフ。
に 0.2 ミリ秒かかるものとする)、この同調モー
ドにおいて最良の可変容量ダイオードバイアス電圧が取
り出され、この電圧値が35ミリ秒の聴取期間の残りの
期間に可変容量ダイオードに供給される。
中100個の状態を巡回する。従って、可変容量ダイオ
ード24.30は100個の異なる電圧でバイアスされ
ることになる。可能な離散的なバイアス電圧の数に対す
る制約は、同調動作が完了すべき時間期間とR3S I
フィードバックルーズの時間遅延とによって決定される
。本例では、同調動作は4.2 ミリ秒で完了し、各離
散的な可変容量ダイオード電圧は40マイクロ秒の時間
だけ供給される。可変容量ダイオードへの1のバイアス
電圧の印加から次のバイアス電圧の印加が一層速やかに
移行する場合、以前の状態の結果によるR3S 1比較
が完了する前にシーケンサ40はすでに次の状態に移行
していることになる。(勿論、回路装置を設は新たな最
大RSS [信号が検出された場合はいつでもシーケン
サからの直前の8ビツトワードをメモリ54に記憶して
フィードバック遅延を補償することができる。しかしな
がら、回路構成を簡単なものとするため、本例ではこの
遅延が課せられた構成で動作するように構成されている
。)参考例としてあげた第2の国際出願の開示内容にお
けるようなデジタル制御される可変容量ダイオードを用
いる従来装置において、可変容量ダイオードには均一な
電圧ステップが印加されている。
は非線形であるから、0.Ovから0.1■までバイア
ス電圧を増加させることによって生ずる容量の変化は、
3.9■から4.Ovまで増加させることによって生ず
る容量変化よりも著しく大きい。
は、高い容量値における同調よりも実質的に“粗”なも
のとなってしまう。
間隔の二進出力値間で動作しないものとする。従って、
順次の二進出力は、順番が進むにつれて順次太き(なる
間隔で離間する。この結果、Ovから4vまi’0.0
4Vづつ(すfthち、4.OV/100 )均一に増
加する代りに、シーケンサの状態は、可変容量ダイオー
ドの容量が15pFから45pFまで0.3pFづつ(
すなわち、30pF/100)均一に増加する状態に対
応する。
イオードの同調を周波数の関数として線形なものとする
ことができる。整合回路網が同調される周波数は、可変
容量ダイオードの1/2乗に反比例する。シーケンサ4
0の出力状態によって制御される100個の可変容量ダ
イオードバイアスレベルは、前述した100個の等間隔
の容量値とするよりも、70〜140MHzのような所
望の同調範囲内で100個の等間隔の周波数値と対応す
るように選択することも可能である。
号を受信するだけであるが、種々のアンテナループ長を
考慮すれば、70〜140MHzのように一層広い帯域
に亘って同調する必要がある。例えば、21cmの時計
バンド/アンテナについては第1の容量範囲によって8
8〜108MHzの範囲に亘って同調させることができ
、この同一の容量範囲において13c+wの時計バンド
/アンテナを同調する場合著しく異なる周波数レンジに
亘って同調される。
ンテナを考慮すれば、可変容量ダイオードの同調範囲は
比較的に広いことが望ましい。)前述したように、受信
機のフィルタ段20はFM信号の他のスペクトラル成分
からページングデータを引き出し、このデータをデジタ
ル処理装置22に送出する。このデータはSCA副搬送
波で変調され、この副搬送波のパイロット信号を次段の
処理においてクロック信号として用いる。フィルタ段2
0はパイロット信号にロックする位相ロックループを含
み、従ってパワーアップした後微小なロッキング期間を
必要とする0本発明の好適実施例において、このロッキ
ングはアンテナ整合回路の同調と同時に発生する。アン
テナ同調動作が完了するまで副搬送波からデータを復調
することができないが(高精度なデータ復調を行なうた
めに必要な高いS/N比によるため)、パイロット信号
は高いスペクトラルパワー密度を有しアンテナを同調す
る前であっても容易に検出しロックすることができる。
なく同時に実行することにより、受信機は一層短い時間
期間で付勢でき、この結果バッテリパワーが節約できバ
ッテリの寿命が延長される。同調及びロッキングを同時
に行なうことにより、起動時間の大部分をメツセージの
聴取に供することができ、受信機を起動準備に費やす必
要がなくなる。
や変更が可能である。例えば、同調制御回路をアナログ
素子及びデジタル素子の集合体として示したが、アナロ
グ素子の代りにデジタル素子で構成でき、或はアナログ
素子で構成することもできる。同様に、上述した実施例
では本発明をページング受信機を以て説明したが、ペー
ジング受信機だけに限定されるものではなく、アンテナ
同調動作を短時間で高精度に行なういかなる受信機にも
適用できる。
すブロック線図、 第2図は第1図の受信機で用いることができる可変容量
アンテナ同調回路の構成を示すブロック線図、 第3図は第1の受信機で用いることができるアンテナ同
調制御回路の構成を示すブロック線図である。 12・・・アンテナ 18・・・受信機副装置 22・・・デジタル処理装置 28・・・アンテナ同調制御回路 14・・・アンテナ同調回路 20・・・フィルタ段
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、周期的に起動して情報パケットを受信するラジオ受
信機であって、 受信機に接続したアンテナと、 アンテナに結合され、アンテナを同調する アンテナ同調素子と、 アンテナに結合され、受信機で受信した信 号の強度を表示する第1信号を発生する手段と、 前記アンテナ同調素子を予め定めた範囲値 に亘って掃引し、前記第1信号がいつ最大値を有するか
を検出すると共に、前記同調素子を最大の第1信号値を
発生する値に設定する手段と、 ラジオ受信機が起動し情報パケットを受信 する前に、前記同調手段を自動的に起動する手段とを具
え、 前記アンテナが、ラジオ受信機が情報パケ ットを受信する前に、最大の第1信号値を発生する値に
自動的に同調され、受信機が情報パケットを高い信頼性
を以て高精度に受信するように構成したことを特徴とす
るラジオ受信機。 2、同期的な時間スロット中で動作し、ページングメッ
セージを受信する腕時計型ページング受信機であって、 送信されたページング信号を受信するアン テナと、 アンテナに結合され、アンテナを同調させ るアンテナ同調素子と、 アンテナ及びアンテナ同調素子に結合され、送信信号を
受信すると共に、受信信号強度に関係するフィードバッ
ク信号を発生する受信機副装置と、 時間スロット毎に1回全同調域に亘ってア ンテナ同調素子を自動的に同調すると共に、どの同調状
態が最大フィードバック信号を発生するかを記憶する手
段、及び時間スロットの残りの時間中に同調素子を記憶
した同調状態にリターンさせる手段を有する同調素子制
御装置と、 少なくともアンテナの一部を含み、受信機 を使用者の身体に装着するように通合されているバンド
とを具える腕時計型ページング受信機。 3、前記同調素子制御装置が、クロック信号源と、 クロック信号に応答し、二進出力状態列を 発生するシーケンサと、 前記シーケンサの二進出力状態をアナログ 信号に変換するD/A変換器と、 前記アナログ信号で同調素子を制御する、手段とを具え
る腕時計型ページング受信機。 4、送信信号を受信するアンテナと、 アンテナに結合され、アンテナを同調させ るアンテナ同調素子と、 アンテナ及びアンテナ同調素子に結合され、送信信号を
受信すると共に、受信信号強度に関係するフィードバッ
ク信号を発生する受信機と、 前記アンテナ同調素子を自動的にリターン させ、前記フィードバック信号を周期的に最大にする手
段を有する同調素子制御装置とを具えるラジオ受信装置
。 5、受信装置を使用者の身体に装着するように適合する
腕バンドをさらに含む請求項4に記載のラジオ受信装置
。 6、前記腕バンドが、少なくともアンテナの一部を含む
請求項5に記載のラジオ受信装置。 7、受信機が巡回時間スロット中で作動してページング
メッセージを受信し、前記同調素子が、前記アンテナ同
調素子を時間スロットの各々の開始時に自動的にリター
ンさせる手段を含む請求項5に記載のラジオ受信装置。 8、前記同調素子制御装置が、 クロック信号源と、 クロック信号に応答して二進出力状態列を 供給するシーケンサと、 シーケンサの二進出力状態をアナログ信号 に変換するD/A変換器と、 同調素子をアナログ信号で制御する手段と を具える請求項4に記載のラジオ受信装置。 9、前記シーケンサによって供給される二進出力状態列
が、1の状態から次の状態へ非等間隔で変化するアナロ
グ信号に応答する請求項8に記載のラジオ受信装置。 10、アンテナと受信機との間の信号伝送を最良のもの
とする整合回路網、及びページング信号中のスペクトラ
ム成分にロックする位相ロックループ回路とを含むペー
ジング受信機を作動させるに当たり、 前記整合回路網が、アンテナと受信機との 間で最適の信号伝達となるように自動的に同調される間
に、前記位相ロックループ回路を前記スペクトラム成分
にロックすることを特徴とするページング受信機作動方
法。 11、アンテナ同調回路を含み、周期的な時間スロット
中で作動し信号で変調されたメッセージを受信する受信
機を作動させるに当たり、アンテナ同調回路を、時間ス
ロット毎に一 回ページング信号の最適受信状態にリターンさせること
を特徴とする受信機を作動させる方法。 12、前記リターン工程が、 受信信号強度を表わす受信機からの信号を モニタし、 アンテナ同調回路を全同調域に亘って自動 的にリターンさせると共に、どの同調状態が最大受信信
号強度を発生するかを記憶し、 アンテナ同調回路を、記憶した同調状態に リターンさせる工程をさらに含むことを特徴とする請求
項11に記載の受信機を作動させる方法。 13、前記リターン工程が、非等間隔で増大する離散的
なアナログ信号列を供給することにより、同調回路の同
調素子を同調させる工程を含むことを特徴とする請求項
12に記載の受信機を作動させる方法。 14、前記ページング受信機が、ページ信号中のスペク
トラム成分にロックする位相ロックループ回路をさらに
含む請求項11に記載の受信機を作動させる方法におい
て、 前記アンテナ同調回路が、ページング信号 の最適受信状態に自動的にリターンされる間に、位相ロ
ックループ回路を前記スペクトラム成分に位相ロックす
る工程を含むことを特徴とする受信機を作動させる方法
。 15、可変容量ダイオードと、同調動作中に前記ダイオ
ードを多数の異なるバイアスレベルで順次バイアスする
装置とを含むアンテナ整合/同調回路網において、 前記ダイオードを、多数の非等間隔のバイ アスレベルで順次バイアスすることを特徴とするアンテ
ナ整合/同調回路網。 16、前記非等間隔のバイアスレベルが、等間隔の可変
容量ダイオード容量に対応することを特徴とする請求項
15に記載のアンテナ整合/同調回路網。 17、前記非等間隔のバイアスレベルが、整合回路網の
等間隔の共振周波数に対応することを特徴とする請求項
15に記載のアンテナ整合/同調回路網。
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