JPH05503192A - 無線受信器の周波数制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本願は、継続中の出願０７／２１３．７１９の−Ｓ継続出願であり、その継続中 の出願の開示内容は本文に含めである。

発明の分野 本発明は受信器に係るものであり、そして更に具体的にいえば、雑音やパワーの 抑制かノンセサイサーの動作を望ましくないものとするノンセサイズト受信器に 係るものである。

発明の背景と要約 無線呼び出しシステムは情報時代の社会の構造基盤の部分に益々なりつつある。

今は医師や緊急救助要員の呼び出しだけに無線呼び出しシステムを使用する時代 ではない。それらは事実上すへてのコミュニケーションに使用される。無線呼び 出しシステムの最も普通の使用は（公共の呼び出してはなく）オフィスでの呼び 出しと仕事先から家に帰る途中の配偶者へ食品リストを伝えることである。

無線呼び出しシステムは本質的にローカルなものであるか、新しいシステムは地 球上の何処でも寺から屯へ事実上瞬間的に連絡できる。本文にもその開示内容を 含めているガスキル等へ付与された米国特許４．７１３．８０８はそのような地 球規模での呼び出し技術の一例である。

個人の呼び出し受信器Ｉコ吏用される受信技術を便利さと技術的な洗練という両 方の点て改善しなければ、無線呼び出しシステムか何処にてもあるというように はならない。呼び出し受信器はベルトに止めなけれはならない箱のようなデバイ スであった。最近はポケット呼び出し装置か開発された。しかしこの２つのとち らし未だ使用者か余計なものを身につけなけれはならないということにかわりは ない。

より見込みのあるのはＧａ５ｋ　ｉ　ｌ　ｌ特許に開示された解決方法である。

この特許ではペーノヤか通常の電子腕時計中に組み込まれている。従来のべ一ノ ング受信機よりも便利であるか、この特許されたＧａ５ｋｉｌｌ　システムは種 々の技術的課題に直面している。

この様な課題の一つは、受信機の異なるセクションを他のものから遮蔽する事に ある。空間的制約のために、腕時計サイズの筐体に於けるシールディングは本質 的に得難いものである。一つの回路からの雑音か他のものから絶縁することが出 来と、この雑音は除去される必要かある。

ノールディングの問題の一例は周波数制御回路にある。Ｇａ５ｋｉ　Ｉシステム は副搬送波上にページングデータを汀する信号用門放送スペクトルを走査する周 波数敏感受信機に基づいている。周波数敏感性は、Ｎ分周合成器の様な、マイク ロプロセッサ制御の発振器によって影響される。この様なデジタル合成器は電気 的に極めて雑音的であり、通常は適当なシールディングによって他の回路から分 離されている。腕時計の筐体においては、しかしながら、この様なシールディン グは、コスト、サイズ及び重量に大きな不利な条件を与えること無しに達成する ことはできない。周波数敏感性もこの合成器無しには達成されない。

本発明に従って、この雑音の問題は、各聴取間隔の初めのみて、デジタル合成器 を作動することにより解消される。受信器か安定した後に、合成器は停止され、 周波数制御はこの後は、所望の周波数に受信機を維持する自動周波数制御（ＡＦ Ｃ）によって行われる。合成器雑音を除去する事に加えて、このＡＦＣ動作は受 信機による電力消費もカットする。

本発明の以上及び付加的な特徴及び利点は、添付図面を参照して進行する以下の 詳細な記述からより容易に明らかになるであろう。

図面のＩＩ？Ｉ単な説明 図１は、本発明によるＦＭ受信器つき腕時計のブロック図である。

図２は、図１の受信器に用いられる局部発信インターフェース回路の部分図であ る。

詳細な説明 図１を参照すると、本発明の好ましい実施例はＲＦ段１２、ＩＦ段１４及びベー スバント段１６を存している。ＲＦ段１２は腕時計２２のバンド２ｏに組み込む ことか可能なアンテナ１８を存しており、腕時計には受信器１ｏが組み込まれて いる。（これに適した腕時計のケースはガスキル他の特許に記数されている。） アンテナ１８はＲＦ信号をアンテナ同調段２４に与える。

アンテナ同調段２４は制限されたインピーダンス整合機能を果たすノ＼ラクタ制 御ノツチフィルターである。ガスキル他において議論されているように、同調電 圧は制御システム２７を基礎にしたマイクロプロセッサから同調電圧端子２６に 供給される。この電圧はノツチフィルターのゼロ点を受信器か同調する周波数の イメージに置く同調器２４の電圧可変キャパシターを同調する。（イメージの排 除か問題でないなら、本発明のこの素子は他の実施例においては容易に省略する ことかできる。） アンテナ同調２；２４はまた限られたインピーダンス変換機能を果たす。受信器 １０に用いられるでいるアンテナ１８は典型的には非常に小さなループであり、 結果として非常に小さなインピーダンスを有している。このインピーダンスは次 のＲＦ増幅器段２８の人力インピーダンスにぴったり整合するまで変えられるな ら、受信器の性能及びノイズフィギュアは最適化される。

ＲＦアンブステーノ２８は、２Ｍ放送バンド（８８〜１０８メガヘルツ）におけ る最大ゲインに合わせられた低ノイズ広域バンドアンプである。ＲＦアンプの最 大ゲインは、約］ＯｄＢである。その実際のゲインは、後述のＡＧＣ制副回路３ ０によって制御される。ＲＦアンプステージ２８の中のあるいは前のプリセレク ター回路の邪魔になるものは殆と何もないので、以下の受信器ステージ３２は増 幅された入力信号の広いバンドを備えている。

受信器ステージ２４を通過するイメージ信号の効果を最小にするために、ミキサ ーステージ３２は、イメージキャンセルトポロジーの形状を成している。２つの それぞれのミキサー３４．３６は、局部発振器４２からのライン３８．４０上の 直角位相の局部発振信号によって駆動される。ハイサイトインジエクソヨンか通 常使われるので、局部発振器は９８．７から１１８．７メガヘルツ領域に同調さ れており、１０．７メガヘルツの中間周波数を発生する。（幾つかの外国では、 隣接する周波数領域か異なるサービスに割当られており、このかわりに、ローサ イドインジェクションか必要となるだろう。）局部発振器４２は以下で詳細に論 じる。

局部発振器３８から駆動されるミキサー３４は９０度だけ遅れ、ミキサー３６の 出ノＪと結合される。このミキサー３６は、その遅延した局部発振器ライン４０ にから駆動される。これらの信号の結合は任意のイメージ応答をキャンセルする 一方、所望の信号応答を強化する。ミキサー３２は、約７ｄＢの所望の信号の周 波数に変換ゲインを持つ。ミキサーステージ３２の出力は、２つのＩＦアンプ４ ６．４８及び２つのセラミックバントパスフィルタ５０．５２からなるＴＦチェ ーン１４に与えられる。フィルタ５０．５２は、好ましくは、非同−のデザイン でＩＦパスバント内のスプリアスフィルタ応答の並列的に配置されることを避け るようになっている。フィルタは、チップ構造で、ムラタか製造する５ＦＥＣ］ ０．７とすることかてきる。ＩＦアンプ４６．４８かそれぞれ約２０ｄＢ　Ｋゲ インを持ち、フィルタ５０．５２はそれぞれ約６ｄＢの損失かある。ＩＦアンプ ４６．４８は後述のようにゲインコントロールされ、信号−ノイズ割合を最適化 する。

ＩＦ段（ｃｈａｉｎ）　ｌ　４の出力は、同期検出器（すなわちコヒーレント検 出器）に与えられる。この検出器はミキサ５４て構成され、第２の局部発振器５ ８からの１０．７ＭＨｚか入力されている。この同期検出によって、リミッタや 分別器か使用された場合に可能であると忠われるレベルより相当に低しルヘルの 信号を検出てきる。従って、ＩＦステージのゲインは、通常の場合よりも低くて き、これによって、漂遊フィードバックによって生じる発振の危険性を少なくで きる。また、同期検出は、交流検出（ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ　ｄｅｔｃｔｉｏ ｎ）技術よりも数の少ない且つ簡単なオフチップ（ｏｆｆ−ｔｉｐ）素子で済み 、調整も簡単である。

同期検出器５４に１０．７ＭＨｚの信号を提供する局部発振器５８は、フィード バック回路５６によって、ＩＦ（中間周波数）の周波数にロックされる。この１ ０．７ＭＨｚ信号によって、ミキサ５４は、ライン６２に、１０．７ＭＨｚのＩ Ｆ倍信号変調する信号の周波数に比例する信号を出力する。（フィードバック回 路５６は、発振器５８をＩＦ倍信号位相から９０度ずらした状態にロックせしめ る。）このベースバンド周波数で変調した信号はローパスフィルタ６４に送られ 、高ゲインベースバンド増幅器６６に送られる。ベースバンド増幅器６６は、右 と左のＦＭステレオチャンネルに対する弁別のため、約５ＫＨｚのブレーク点を 存する。このブレーク点は、副搬送波（サブキャリヤ）チャンネルに流れるメイ ン音響（オーディオ）チャンネルによって生しる歪みを最少にする。高い端部側 （Ｈｉｇｈ　ｅｎｄ）のロールオフブレーク点は約１５０ＫＨｚである。ベース バント増幅器６６の出力は、前記したＧＡｓｋｉｒｌ等への米国特許第に開示さ れたような従来のデコーダ回路に与えられる。

第２の同期検出器がＩＦ段１４によって駆動され、該検出器は、ＲＦ及びＩＦゲ インステージに与えるためのＡＧＣ信号を提供する。この第２同期検出器はミキ サ６８を含み、このミキサは、ＩＯ，７ＭＨｚ局部発振器５８により９０度位相 ソフト装置６０を通して駆動される。従って、ミキサ６８の出力は、ＩＦ倍信号 振幅に関係しており、前のステーノのゲインの制御に使用され得る。

殆とのＦＭ受信器に見られるリミッタステージは、現在のシステムては欠点とさ れていた。リミッタ動作は、デコーダされる副搬送波の変調指数か低いので、受 信器のＳ／Ｎ比（すなわち信号対干渉比）を良くするものではない。従って、自 動ゲイン制御技術か用いられていた。

本発明のより好ましい実施例で用いられるＡＧＣ回路３０は、本明細書に組み入 れられている５ｕｔｅｒによる係属中の出願、第０７／１９６．９４６号「集積 回路におけるＡＧＣ遅延」に開示されている。ＡＧＣループフィルター７０は、 約１キロヘルツでブレーク点を存するようなノングルＲＣステージである。ＡＣ ３点の他の全てのバイパス動作は、非常に高位のブレーク点を用いてなさるため 、１つの極か明確に決定づけられる。

周波数制御装置 Ｇａ５ｋｉｌｌシステムては、個々のベージング受信器に対し、３３ミリ秒とい った短間隔で周期的にエネルギーか与えられ、そうしてベーノング信号か予期さ れるような周波数に変化する。ベーノング信号か発見されない場合、受信器は他 の放送帯域を走査する。

ンステｌ、に要求される周波数の軽快さを生しさせるため、ローカル発振器・４ ２には分数Ｎ音声合成装置か含まれる。図１＠参照すれは明かなように、この発 振器は、第１と第２のプログラム可能な分割回路８Ｉ、８２、デノタル混合器８ ３、ループフィルタ８４、電圧制１ａＩＩ発振器８５、及び４分割回路８６を含 み、これらは全てサーホルーブ装置に接続されている。

この型の分数Ｎ音声合成装置はよく知られている。簡単に再調査を行なうため、 第１分割回路８１は、制御マイクロプロセッサ２７により制御入力８８に与えら れたデータに依存して、３１．３２のいずれかによってその人力８７に与えられ た信号を分割する。第２分割回路８２は、マイクロブ０セツサ２７によって制御 入力９０に再び与えられた複数データであるＮにより、第１分割回路からの信号 出力を同様に分割する。２倍に分割された信号は、混合器８３に向けてライン９ １上に与えられる。この混合器８３は、これを５０ＫＨ２の基準クロック信号と 混合する。この混合器は、ライン９１上の信号と基準クロック信号との間の位相 差を示す差期間（ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｔｅｒｍ）を作り出す。（もし位相差 か３６０°より大きい場合には、この差期間は差周波数となる。）この差期間は 、ループフィルタ８４によって他の混合器の結果から分離され、そうして電圧制 御発振器８５に与えられる。これらのサーホルーブ要素は、それらを操作する際 には一体として作用するため、この発振器による周波数出力は５ＯＮＫＨｚに保 持される。

第２図はループフィルター８４と電圧制御発振器８５との間の接続を示している 。ループフィルター８４からの出力電圧はキャパシタ９３を通って出力される。

インダクタンス９８とバラクタ９２Ａ、９２Ｂを含むバラクタ回路９２は発振器 ８５の周波数決定要素である。キャパシタ９３に作用する電圧は減結合抵抗９９ を介してバラクタ９２Ａ、９２Ｂに作用する。バラクタ回路９２はこのキャパシ タ９３の電圧に応答して発振器８５の周波数を制御する。

シンセサイザ中のディジタルディバイダおよびミキサからのノイズを消去するた め、制御マイクロプロセッサは蓄積キャパシタ９３の電荷か安定した後、これら の要素を除勢する。図示した実施例においては、これは約４ミリ秒起こる。残り の３３ミリ秒のりスニング期間においては、電圧制御発振器８５はキャパシタ９ ３により受信者の所望の周波数を維持する。

ゼ・熱的に、このリスニング期間の第二の部分の間において蓄積キャパシタ９３ は放電を開始し、その結果受信者か周波数をドリフトさせてしまうことかある。

このような周波数の１−リフトを補うため、端子９５にはへＦＣ信号か送られる 。

このＡＦＣ信号は第一同期検波器５４（この検波器５４はＩＦ倍信号周波数に関 する出力信号を発する）の出力から取り出され、増幅器７２により増幅され、ス イッチ７４を通って進み、第二バラクタ端子に達する。キャパシタ９３は放電を 行い、また、ローカル発振器４２はドリフトを行いやすいので、対応する補償信 号かドリフトしているＩＦ倍信号よりＡＦＣライン７１において発生し、これに より受信者は元の周波数を再び得る。

なお、ＡＦＣ制御信号は蓄積キャパシタ９３の放電により発生したドリフトを探 知するのみならず、供給電圧、大気温度等の変化に起因する周波数誤差を修正す ることも行う。

スイッチ７４は、制御用マイクロプロセッサ２７により、作動され、ＡＦＣ信号 が、バラクタ−に送られるとともに、マイクロプロセッサ２７は、シンセサイザ ーを停止させる。シンセサイザー力駆動している間は、スイッチは、第二の位置 にあって、基準電圧をバラクタ−に供給する。この基準電圧は、受信信号か、Ｉ Ｆ通過帯域に、適当に、センタリングされた時に、へＦＣライン上に生成された 信号に対応するように、選択される。

図示の実施例においては、バラクタ−９２を横切って供給される同調電圧は、− ２，２５ボルトから２．２５ボルトの４．５ボルトの範囲にわたっており、公称 ２．２５ボルトレシーバ−供給電圧から、倍電圧回路によって生成される。公称 ＡＦＣ電圧は、この供給電圧より、約２００ミリボルト、低く、ブラ人マイナス 、２００ミリボルト、変化し得る。

上述の構成によれば、シンセサイザーからノイズを無くすことかできるだけでな く、パンテリーパワーを低減することかできる。受信回路要素の電力消費は、シ ンセサイザーか停止され、ＡＦＣループの周波数制御かなされている時には、約 ２０乃至２５％低減される。

好ましい実施例につき説明を加えた本発明の原理によれば、本発明は、この原理 を逸脱することなく、その構成および詳細につき、修正可能であることは明らか というへきである。たとえば、本発明は、間欠的に作動されるレノ−バーを引用 して、説明されているか、同一の原理は、連続的に作動されるレシーバ−に対し ても、同様に適用され得る。このようなシステムにおいては、シンセサイザーは 、短い間隔て、周期的に作動され、ＡＦＣループの周波数制御は、間隔に入り込 むようになされる。

本発明の原理か適用可能な実施例の広い多様性を糾酌するならば、図示の実施例 は、単なる例示と見るへきてあり、本発明の範囲を限定するものと見るへきては ない。したかって、本発明として、以下の請求の範囲およびその均等物の範囲お よび精神の範囲内に包含されるあらゆる変形を請求する。

手続補正書（方式）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．受信器を作動させる方法において、ある聴取間隔の間、前記受信器を周期的 に付勢し、第１の周波数制御信号をデジタル的に発生させ、前記第１の周波数制 御信号に応答して前記聴取間隔の第１の部分中前記受信器の周波数を制御し、 前記受信器によって発生される出力信号を処理して、第２の周波数制御信号を発 生させ、 前記聴取間隔の前記第１の部分に続く第２の部分中前記第２の周波数制御信号に よって前記受信器の周波数を制御し、前記聴取間隔の前記第２の部分中前記第１ の周波数制御信号のデジタル的発生を中断させる、 ことを特徴とする方法。
2. ２．受信器を作動させる方法において、第１の時間期間の間、第１の周波数制御 電圧をデジタル的に発生させ、前記第１の周波数制御電圧をキャパシタに記憶さ せ、前記キャパシタ端の電圧を電圧応答性同調素子へ印加させ、前記第１の周波 数制御電圧の発生を、前記第１の時間期間の終わりで中断させて、前記キャパシ タによって前記電圧応答性同調素子へ印加される電圧が前記第１の時間期間に続 く第２の時間期間中に減少させられるようにし、前記受信器によって発生される 出力信号を処理して、第２の周波数制御電圧を発生させ、 前記第２の時間期間中前記第２の周波数制御信号を前記電圧応答性同調素子へ印 加して、前記キャパシタによってそこに印加される減少する電圧を補償させ、 これらを繰り返す、 ことを特徴とする方法。
3. ３．ＲＦ信号を受信する入力手段と、 局部発振器信号を発生する局部発振器であって、その一つの制御入力に加えられ た信号に応答する周波数を有する局部発振器と、第１周波数制御信号をディジタ ル的に発生するディジタル制御信号と、ＲＦ信号と局部発振器信号とを混合して 出力信号を発生する混合手段と、前記出力信号を処理して第２周波数制御信号を 発生する手段と、ある聴取間隔の間、前記受信器を周期的に付勢する手段と、前 記聴取間隔の第１の部分中に第１の周波数制御信号を前記制御入力に加え、前記 聴取間隔の第２の部分中に第２の周波数制御信号を前記制御入力に加え、及び、 前記聴取間隔の前記第２の部分中に前記第１の周波数制御信号のデジタル的発生 を中断させる制御手段と、 から成ることを特徴とする受信器。
4. ４．ディジタル制御手段が１／Ｎシンセサイザであることを特徴とする請求項３ 記載の受信器。