JPH06268545A - 電界検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 強電界区域でのみ中間周波数変換器の消費電
流を大きくし、弱電界区域での電流の浪費を防止しつ
つ、強電界区域での中間周波数変換器のダイナミックレ
ンジの伸び悩みを解消する。 【構成】 中間周波増幅部４ｂの電界値を比較器８に取
り出し、この電界値が一定レベル以上のとき、切り替え
電圧値を中間周波数変換器２の前段に設けた可変減衰器
７の減衰特性を変化させる。また、加算器１０が中間周
波増幅部４ｂの電界値と比較器８から出力される切り替
え電圧値とを取り込み、可変減衰器７によって減衰され
る電界強度の補正を行って電界強度出力端子１１に取り
出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電界強度を検出する回
路、例えば移動体通信機における復調装置の受信入力電
力を測定し、受信入力電力に応じた電界強度検出値を出
力する回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、広い範囲にわたる受信電界の検出
機能を有する受信機の中間周波増幅回路は、中間周波増
幅回路部と受信電界検出回路の両回路部を同時電源供給
にて同時に動作させ、受信電界検出回路の出力信号によ
り電界強度を出力していた。中間周波増幅回路部と受信
電界検出回路の両回路部では、中間周波増幅部と検波回
路とからなる各段を何段かカスケード接続し、各段での
検波を行い、検波電流の合成により入力電力に対応した
直流電圧値、つまり、電界強度を得ている。

【０００３】図９は従来のスーパーヘテロダイン受信機
の復調回路を示し、これは復調手段として飽和特性を持
つ増幅器を有し、中間周波数入力端子１から入力された
中間周波数信号を、ダイナミックレンジの比較的小さな
中間周波数変換器２で復調前の中間周波数に変換し、フ
ィルター３で不要周波数成分を除去し、中間周波増幅部
４ａで波形をクリップした後、復調器５で周波数変調し
て音声信号とし、この音声信号をＡＦ端子６から取り出
す構成になっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般に、受信機の受け
持ち時には広い範囲にわたる受信電界の検出機能を不要
とし、受信電界強度がある一定の値を越えているかどう
かを判断できればよい。一方、移動通信用の基地局アン
テナとしては水平無指向性で利得が大きく指向性の下方
ローブを抑えたアンテナを用いるが、下方ローブの利得
はダイポールアンテナの利得と同程度である。このた
め、移動局が基地局に接近すると基地局での許容受信電
力を上回り、これが基地局での受信障害の原因となる。
このような移動局の基地局近接の場合、上記のように受
信機側で受信電界強度がある一定の値を越えているかど
うかを判断しただけでは不十分であり、検出した電界強
度を基準にして移動局側のパワーを制御する必要があ
り、弱電界から強電界に及ぶ幅広い電界強度検出のダイ
ナミックレンジを必要とする。

【０００５】しかし図１に示した回路において、中間周
波増幅部４ａのダイナミックレンジが十分であっても、
中間周波数変換器２に大きな信号が入力されると、中間
周波数変換器２が飽和状態となり出力のダイナミックレ
ンジが小さくなってしまう。このことは、中間周波数変
換器２のデバイスの小型化による小電流化が主な原因で
あるが、この中間周波数変換器２のダイナミックレンジ
を大きくしようとすると、中間周波数変換器２を十分に
動作させてやらなければならず、必然的に消費電流が大
きくなるという問題が発生する。

【０００６】本発明の目的は、電流の消費を抑えつつ、
ダイナミックレンジを広げるものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の発明は上記強電界
区域での中間周波数変換器の飽和状態におけるダイナミ
ックレンジの伸び悩みを解決するために、中間周波増幅
部で強電界が検出された場合に、その中間周波増幅部の
前段に設けられた中間周波数変換器のダイナミックレン
ジを自動的に大きくする。その具体的な手段として、中
間周波増幅部で検出された電界強度検出値によって減衰
特性の変わる可変減衰器を中間周波数変換器の前段に設
け、この可変減衰によって上記電界強度検出値に生じた
差を補正回路で補正する構成とした。

【０００８】第２の発明は、中間周波増幅部で検出され
た電界強度検出値によって利得特性の変わる自動利得調
整増幅器を中間周波数変換器の前段に設け、この自動利
得調整によって上記電界強度検出値に生じた差を補正回
路で補正する構成とした。

【０００９】第３の発明は、前記中間周波増幅部で検出
された電界強度検出値によって電流を制限する電流制限
調整器と、この電流制限調整によって中間周波数変換器
への電流を変える可変定電流源とを備えた。

【００１０】第４の発明は上記第１又は第２の発明の補
正回路に、電界強度検出値を外部の論理回路に取り出
し、この論理処理によって前記可変減衰器あるいは自動
利得調整増幅器を動作する手段を設けた。

【００１１】

【作用】第１の発明は、中間周波増幅部における電界強
度検出値に応じて中間周波数変換器に入力される受信信
号の減衰特性を自動的に変えると共に、この減衰可変に
よって上記電界強度検出値に生じた差を自動的に補正す
る。

【００１２】第２の発明は、中間周波増幅部における電
界強度検出値に応じて中間周波数変換器に入力される受
信信号の利得を自動的に変えると共に、この利得可変に
よって上記電界強度検出値に生じた差を自動的に補正す
る。

【００１３】第３の発明は、中間周波増幅部で検出され
た電界強度検出値によって中間周波数変換器への電流を
自動的に変える。

【００１４】第４の発明は上記第１又は第２の発明にお
いて、電界強度検出値を外部の論理回路によって可変減
衰器あるいは自動利得調整増幅器を論理処理的に自動調
整する。

【００１５】

【実施例】本発明の実施例を図１乃至図８に基づき、前
述した従来例と同一部分に同一符号を付して詳述する。 実施例１．図１は実施例１の電界検出回路を示す。図１
において、中間周波増幅部４ｂの電界値（電界強度検出
値）を比較器８に取り出し、この取り出した電界値が切
り替え点設定器９によって比較器８に予め設定された一
定レベル以上のとき、比較器８が切り替え電圧値を中間
周波数変換器２の前段に設けた可変減衰器７に出力する
ことにより、可変減衰器７の減衰特性を変化させる。ま
た、加算器１０は中間周波増幅部４ｂの電界値と比較器
８から出力される切り替え電圧値とを取り込み、可変減
衰器７によって減衰される電界強度の補正を行い、この
補正された電界強度を電界強度出力端子１１に取り出
す。

【００１６】この実施例において、電界強度出力値の必
要な特性としては、１．電界強度出力値は検出できる範
囲で単調増加あるいは単調減少すること、２．ダイナミ
ックレンジは７５ｄＢ以上であること、３．電界強度検
出が安定していること、あるいは電界強度検出によって
調整あるいは切り替えられる利得調整には必要かつ十分
なレスポンスと安定性を有することが必要である。

【００１７】また、可変減衰器７を切り替えたときの入
力レベルと電界強度との関係を図６に基づいて説明す
る。図６において、曲線Ｌ１は可変減衰器７が０ｄＢの
とき、曲線Ｌ２は可変減衰器７が３０ｄＢのときを示
す。曲線Ｌ３は加算器１０によって補正された電界強度
出力値である。ａ点は曲線Ｌ１を検出し出す点、ｂ点は
曲線Ｌ２から曲線Ｌ１へ遷移するレベルであり、ｃ点は
曲線Ｌ１から曲線Ｌ２へ遷移するレベルであり、ｄ点は
曲線Ｌ３となるよう曲線Ｌ２を補正したものである。図
６におけるＸｖを３０ｄＢに相当する値とし、上記遷移
レベルの特徴を図７に示し、図７中のａ，ｂ，ｃ，ｄは
図６の各々の記号に相当する。

【００１８】図１に示す比較器８に上記のようなヒステ
リシス効果を持たせることによって、電界強度の検出が
安定となる。実際には、比較器８の感度を鈍くし、ヒス
テリシス幅を１０％くらいに調整したコンパレータを使
用する。比較器８の出力は単純２値を採用し、ＬＯＷ＝
０ｖ、ＨＩ＝５ｖにすれば、この値を加算器１０の電圧
として直ちに利用できる。

【００１９】曲線Ｌ１，Ｌ２の両方がｂ−ｃ間でリニア
な特性を有しておれば、切り替え点設定器１１は固定設
定でもかまわない。上記ａ−ｂ間の差を３０ｄＢとした
が、あくまでも、この値は使用目的およびデバイスの個
々の特性によって決めるものである。可変減衰器７は極
力外部からのインピーダンスの変化の影響を受けず、か
つ低電流で減衰特性を変えられるものが望ましい。

【００２０】実施例２．図２は実施例２の電界検出回路
を示し、これは実施例１の中間周波増幅部４ｂの電界強
度検出値に応じて中間周波数変換器２に入力される受信
信号の利得を自動的に変える構成に特徴がある。この実
施例では、中間周波増幅部４ｂの電界値を利得調整器１
３に取り出し、この取り出した電界値が切り替え点設定
器９によって利得調整器１３に予め設定された一定レベ
ル以上のとき、利得調整器１３が切り替え電圧値を中間
周波数変換器２の前段に設けた自動利得調整増幅器１２
の利得特性を飽和しないように変化させる。ただし、自
動利得調整増幅器１２の利得を連続可変することは、中
間周波増幅部４ｂでの電界強度検出の安定性を損なう恐
れがあるので、図６のような離散値を採るのが望まし
い。また、この実施例でも、利得特性が切り替わったこ
とに対しての電界強度の補正を加算器１０で行い、電界
強度出力端子１１にはそのままの値を取得できるように
していることは勿論である。

【００２１】実施例３．図３は実施例３の電界検出回路
を示し、これは実施例１での中間周波増幅部４ｂからの
電界強度を電界強度出力１１から図外の外部論理手段と
してのＣＰＵに取り出し、このＣＰＵに予め設定された
プログラムにて実施例１での比較器８および加算器１０
に相当する処理を演算処理し、その結果をコントロール
入力端子１４を通して減衰器７に与え、減衰器７の減衰
特性を制御する。上記演算処理のフローチャートを図８
に示す。即ち、ステップＳ１で演算処理は始まると、ス
テップＳ２で電界強度検出電圧値をアナログ・デジタル
変換し、この変換された電界強度検出電圧値Ｒを図７に
示すｂ点，ｃ点と比較する。

【００２２】そして、電界強度検出電圧値Ｒがｂ点以下
ならば（ステップＳ３がＮＯ）、ステップＳ６で切り替
えフラグ＝０と補正データ＝Ｒと設定し、ステップＳ１
２で切り替えフラグ＝１と上記設定した補正データをコ
ントロール入力端子１４に出力する。上記電界強度検出
値Ｒがｂ点より大きくかつｃ点未満であって、切り替え
フラグが出力されていなければ（ステップＳ４がＹＥ
Ｓ、ステップＳ７がＮＯ）、ステップＳ８で補正データ
＝Ｒ＋図６のＸｖに相当するレベルとしてのＯＦＦＳＥ
Ｔと設定し、上記ステップＳ１２の処理を行う。

【００２３】上記電界強度検出値Ｒがｂ点より大きくか
つｃ点未満であって、切り替えフラグが出力されていれ
ば（ステップＳ４とステップＳ７とが共にＹＥＳ）、ス
テップＳ９で補正データ＝Ｒと設定し、ステップＳ１２
の処理を行う。上記電界強度検出値Ｒがｃ点より大きく
かつｄ点側へ上昇過程ならば（ステップＳ５がＮＯ）、
ステップＳ１０で補正データ＝Ｒ＋ＯＦＦＳＥＴと設定
し、ステップＳ１２の処理を行う。

【００２４】上記電界強度検出値Ｒがｃ点より大きくか
つｄ点側から下降過程ならば（ステップＳ５がＹＥ
Ｓ）、ステップＳ１１で切り替えフラグを出力し、ステ
ップＳ１０で補正データ＝Ｒ＋ＯＦＦＳＥＴと設定し、
ステップＳ１２の処理を行う。ステップＳ１２の処理を
行った後、ステップＳ１３で演算処理の１サイクルを終
わる。要するに、この実施例３ではソフトウェア的に電
界強度の検出を得ることができ、ソフトウェア的に行っ
た方が遷移レベルを容易に変えることができるので、柔
軟性に富む。

【００２５】実施例４．図４は実施例４の電界検出回路
を示し、これは実施例２での中間周波増幅部４ｂからの
電界強度を電界強度出力１１から図外の外部論理手段と
してのＣＰＵに取り出し、このＣＰＵに予め設定された
プログラムにて実施例２での加算器１０および利得調整
器１３に相当する処理を演算処理し、その結果を利得調
整入力端子１６からデジタル・アナログコンバータ１５
を通じて自動利得調整電圧を発生して自動利得調整増幅
器１２を調整する。つまり、ＣＰＵでの演算処理は図８
のフローチャートに基づく処理を行い、補正データ出力
をデジタル値として操作すればよい。

【００２６】実施例５．図５は実施例４の電界検出回路
を示し、これは中間周波増幅部４ｂで検出された電界強
度検出値によって中間周波数変換器２の電流を飽和させ
ないように変えるようにしたものであって、電流制限調
整器１８が上記電界検出値によって電流を制限する値を
可変定電流源１７に出力し、可変定電流源１７が中間周
波数変換器２に供給される電流を調整し、強電界区域で
中間周波数変換器２に電流を十分流すことにより、中間
周波数変換器２のダイナミックレンジを広くする。この
電流制限調整器１８は連続可変してもよいが、中間周波
数変換器２は電流の変化によって利得特性が変わらない
ものが望ましい。要するにこの第５実施例は基準値の設
定を設けなくてもよいのが特徴となっている。

【００２７】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、中間周
波増幅部で検出された電界強度に応じてその中間周波増
幅部の前段に設けられた中間周波数変換器のダイナミッ
クレンジを自動的に大きくすることにより、弱電界区域
から強電界区域の幅広いダイナミックレンジを保有し、
特に強電界区域でのみ中間周波数変換器の消費電流が大
きくなるので、弱電界区域での電流の浪費を防止しつ
つ、強電界区域での中間周波数変換器の飽和状態におけ
るダイナミックレンジの伸び悩みを確実に解消すること
ができる。

【００２８】また、外部論理手段を用いて上記強電界区
域での中間周波数変換器のダイナミックレンジを大きく
することにより、遷移レベルの変更が容易となり、柔軟
性に富む電界検出回路を提供することができる。

【００２９】また、中間周波数変換器の電流変化を用い
て上記強電界区域での中間周波数変換器のダイナミック
レンジを大きくすることにより、基準値の設定が不要と
なり、構造の簡素化を図れる。

【００３０】更に、本発明によれば、例えば、１００ｄ
Ｂ程度のダイナミックレンジを得ることも可能であり、
上記構成要素の電気部品を１パッケージ化すれば安価で
安定性に優れた幅広い電界強度検出が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における実施例１の電界検出回路を示す
ブロック図である。

【図２】本発明における実施例２の電界検出回路を示す
ブロック図である。

【図３】本発明における実施例３の電界検出回路を示す
ブロック図である。

【図４】本発明における実施例４の電界検出回路を示す
ブロック図である。

【図５】本発明における実施例５の電界検出回路を示す
ブロック図である。

【図６】本発明におけるレベル遷移の特徴を示す原理図
である。

【図７】本発明におけるレベル遷移を示す特性図であ
る。

【図８】実施例３に使用するフローチャートである。

【図９】従来のスーパーヘテロダイン受信機の復調回路
を示すブロック図である。

【符号の説明】

４ａ，４ｂ 中間周波増幅部 ７ 減衰器 ８ 比較器 ９ 切り替え点設定器 １０ 加算器 １１ 電界強度出力端子 １２ 自動利得調整増幅器 １３ 利得調整器 １４ 減衰調整入力端子 １５ デジタル・アナログ変換器 １６ 利得調整端子 １７ 可変定電圧源 １８ 電流制限調整器

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年７月５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】

【実施例】本発明の実施例を図１乃至図８に基づき、前
述した従来例と同一部分に同一符号を付して詳述する。 実施例１．図１は実施例１の電界検出回路を示す。図１
において、中間周波増幅部４ｂの電界値（電界強度検出
値）を比較器８に取り出し、この取り出した電界値が切
り替え点設定入力端子９によって比較器８に予め設定さ
れた一定レベル以上のとき、比較器８が切り替え電圧値
を中間周波数変換器２の前段に設けた可変減衰器７に出
力することにより、可変減衰器７の減衰特性を変化させ
る。また、加算器１０は中間周波増幅部４ｂの電界値と
比較器８から出力される切り替え電圧値とを取り込み、
可変減衰器７によって減衰される電界強度の補正を行
い、この補正された電界強度を電界強度出力端子１１に
取り出す。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】曲線Ｌ１，Ｌ２の両方がｂ−ｃ間でリニア
な範囲で比較器８は比較される値を切り替え点設定入力
端子９より設定される。上記ａ−ｂ間の差を３０ｄＢと
したが、あくまでも、この値は使用目的およびデバイス
の個々の特性によって決めるものである。可変減衰器７
は極力外部からのインピーダンスの変化の影響を受け
ず、かつ低電流で減衰特性を変えられるものが望まし
い。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】実施例２．図２は実施例２の電界検出回路
を示し、これは実施例１の中間周波増幅部４ｂの電界強
度検出値に応じて中間周波数変換器２に入力される受信
信号の利得を自動的に変える構成に特徴がある。この実
施例では、中間周波増幅部４ｂの電界値を利得調整器１
３に取り出し、この取り出した電界値が切り替え点設定
入力端子９によって利得調整器１３に予め設定された一
定レベル以上のとき、利得調整器１３が切り替え電圧値
を中間周波数変換器２の前段に設けた自動利得調整増幅
器１２の利得特性を飽和しないように変化させる。ただ
し、自動利得調整増幅器１２の利得を連続可変すること
は、中間周波増幅部４ｂでの電界強度検出の安定性を損
なう恐れがあるので、図６のような離散値を採るのが望
ましい。また、この実施例でも、利得特性が切り替わっ
たことに対しての電界強度の補正を加算器１０で行い、
電界強度出力端子１１にはそのままの値を取得できるよ
うにしていることは勿論である。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における実施例１の電界検出回路を示す
ブロック図である。

【図２】本発明における実施例２の電界検出回路を示す
ブロック図である。

【図３】本発明における実施例３の電界検出回路を示す
ブロック図である。

【図４】本発明における実施例４の電界検出回路を示す
ブロック図である。

【図５】本発明における実施例５の電界検出回路を示す
ブロック図である。

【図６】本発明におけるレベル遷移の特徴を示す原理図
である。

【図７】本発明におけるレベル遷移を示す特性図であ
る。

【図８】実施例３に使用するフローチャートである。

【図９】従来のスーパーヘテロダイン受信機の復調回路
を示すブロック図である。

【符号の説明】 ４ａ，４ｂ 中間周波増幅部 ７ 減衰器 ８ 比較器 ９ 切り替え点設定入力端子 １０ 加算器 １１ 電界強度出力端子 １２ 自動利得調整増幅器 １３ 利得調整器 １４ 減衰調整入力端子 １５ デジタル・アナログ変換器 １６ 利得調整端子 １７ 可変定電圧源 １８ 電流制限調整器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受信電界の検出機能を有する受信機の中
   間周波数変換器と中間周波増幅部とを経て希望信号を取
   り出す復調装置の受信入力電力を測定し、受信入力電力
   に応じた電界強度検出値を出力する回路であって、上記
   中間周波数変換器の前段に設けられ上記中間周波増幅部
   で検出された電界強度検出値によって減衰特性の変わる
   可変減衰器と、この可変減衰器によって上記電界強度検
   出値に生じた差を補正する補正回路とを備えたことを特
   徴とする電界検出回路。
2. 【請求項２】 受信電界の検出機能を有する受信機の中
   間周波数変換器と中間周波増幅部とを経て希望信号を取
   り出す復調装置の受信入力電力を測定し、受信入力電力
   に応じた電界強度検出値を出力する回路であって、上記
   中間周波数変換器の前段に設けられ中間周波増幅部で検
   出された電界強度検出値によって利得特性の変わる自動
   利得調整増幅器と、この自動利得調整によって上記電界
   強度検出値に生じた差を補正する補正回路とを備えたこ
   とを特徴とする電界検出回路。
3. 【請求項３】 受信電界の検出機能を有する受信機の中
   間周波数変換器と中間周波増幅部とを経て希望信号を取
   り出す復調装置の受信入力電力を測定し、受信入力電力
   に応じた電界強度検出値を出力する回路であって、上記
   中間周波増幅部で検出された電界強度検出値によって電
   流を制限する電流制限調整器と、この電流制限調整によ
   って中間周波数変換器への電流を変える可変定電流源と
   を備えたことを特徴とする電界検出回路。
4. 【請求項４】 前記補正回路に、電界強度検出値を外部
   の論理回路に取り出し、この論理処理によって前記可変
   減衰器あるいは自動利得調整増幅器を動作する手段を設
   けたことを特徴とする請求項第１項又は請求項第２項記
   載の電界検出回路。