JPH07326932A - ディジタル無線機の局部発振回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 局部発振周波数を高精度に補正できるように
して通信品質の向上を図り、かつ複雑な発振回路や高価
な部品を不要にして回路構成の簡単小形化および低価格
化を可能にする。 【構成】 受信周波数変換用の局部発振手段として受信
周波数シンセサイザ２２，２６を設けるとともに、直交
復調用の局部発振手段として分周回路２７を設け、これ
らの受信周波数シンセサイザ２２，２６および分周回路
２７において、１個の基準発振器２１から発生された基
準周波信号ＢＳを基に、それぞれ局部発振信号ＬＯ１，
ＬＯ２，ＬＯＩ，ＬＯＱを生成してミキシングに供する
ようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル自動車・携
帯電話機、ディジタルコードレス電話機などのディジタ
ル無線機に設けられる局部発振回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、移動無線通信システムなどの無線
通信システムでは、ディジタル変復調方式を採用したシ
ステムが運用されている。この種のシステムは、例えば
基地局と移動局との間で無線通信を行なう際に、制御信
号だけでなく通話音声信号などの通信内容もディジタル
化して伝送するもので、秘話性の確保、データとの親和
性の向上、無線周波数の有効利用などが可能となる。

【０００３】図２は、この種のシステムにおいて移動局
として使用されるディジタル無線機の無線回路部の構成
を示す回路ブロック図である。同図において、無線回線
を経て到来した無線周波信号は、アンテナ１で受信され
たのちアンテナ共用器（ＤＵＰ）２を介して高周波増幅
器３に入力され、この高周波増幅器３で増幅され、さら
に高周波フィルタ４を介して第１のミキサ５に入力され
る。この第１のミキサ５では、上記受信された無線周波
信号が第１局部発振信号ＬＯ１とミキシングされ、これ
により第１中間周波信号ＩＦ１に周波数変換される。上
記第１局部発振信号ＬＯ１は、相互に90°の位相差を有
するもので、第１の水晶発振器２１の発振信号ＢＳを基
準周波信号として、ＰＬＬ回路からなる受信周波数シン
セサイザ２２により生成される。上記第１のミキサ５か
ら出力された第１中間周波信号ＩＦ１は、中間周波フィ
ルタ６で不要波成分が除去されたのち第２のミキサ７に
入力される。そして、この第２のミキサ７において、第
２局部発振信号ＬＯ２とミキシングされて、上記第１中
間周波信号ＩＦ１よりもさらに低周波の第２中間周波信
号ＩＦ２に周波数変換される。上記第２局部発振信号Ｌ
Ｏ２は、独立した第２の水晶発振器２３から発生され
る。

【０００４】この第２のミキサ７から出力された第２中
間周波信号ＩＦ２は、図示しない帯域通過フィルタで不
要波成分が除去されるとともに、中間周波増幅器により
増幅されたのち、直交復調器（Ｑ−ＤＥＭ）８に入力さ
れる。この直交復調器８は、分配器９および２つのミキ
サ１０Ｉ，１０Ｑを備えている。そして、分配器９によ
り二分岐された第２中間周波信号ＩＦ２を、各ミキサ１
０Ｉ，１０Ｑにおいて直交復調用の局部発振信号ＬＯ
Ｉ，ＬＯＱとミキシングして受信ベースバンド信号ＲＳ
Ｉ，ＲＳＱに復調する。上記直交復調用の局部発振信号
ＬＯＩ，ＬＯＱは、独立した第３の水晶発振器２４から
発生される。上記復調された受信ベースバンド信号ＲＳ
Ｉ，ＲＳＱはディジタル信号処理回路（ＤＳＰ）１１に
入力され、このＤＳＰ１１においてデータに復号され
る。

【０００５】これに対し、送信ベースバンド信号ＴＳ
Ｉ，ＴＳＱは直交変調器（Ｑ−ＭＯＤ）１２に入力され
る。この直交変調器１２は、２つのミキサ１３Ｉ，１３
Ｑと合成器１４とを備えている。そして、上記送信ベー
スバンド信号ＴＳＩ，ＴＳＱを上記各ミキサ１３Ｉ，１
３Ｑにおいて直交変調用の局部発振信号ＴＬＩ，ＴＬＱ
とそれぞれミキシングし、これにより送信無線周波信号
に変換する。上記直交変調用の局部発振信号ＴＬＩ，Ｔ
ＬＱは、相互に90°の位相差を有するもので、上記第１
の水晶発振器２１の発振信号ＢＳを基準周波信号として
ＰＬＬ回路からなる送信周波数シンセサイザ２５により
生成される。上記各ミキサ１３Ｉ，１３Ｑから出力され
た送信無線周波信号は、合成器１４で合成されたのち送
信電力増幅器１５により電力増幅され、しかるのちアン
テナ共用器２を介してアンテナ１から無線回線へ送信さ
れる。

【０００６】ところで、変復調方式としてＱＰＳＫ方式
を採用したディジタル無線機では、各受信局部発振信号
ＬＯ１，ＬＯ２，ＬＯＩ，ＬＯＱの周波数がずれると、
直交平面上で位相が回転してデータを誤る虞れがある。
そこで、この種の無線機では、例えば図２に示すように
第１の水晶発振器２１を電圧制御温度補償水晶発振器
（ＶＣＴＣＸＯ）により構成している。そして、ＤＳＰ
１１において受信ベースバンド信号の位相の回転量から
周波数誤差を検出し、この周波数誤差を零にするための
制御電圧ＶＳを生成して上記第１の水晶発振器２１に供
給することにより、局部発振信号ＬＯ１の周波数を補正
するようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この様な局部
発振周波数の補正を行なう場合、先に述べた従来の無線
機では次のような不具合を生じていた。すなわち、従来
の無線機は、第１局部発振信号ＬＯ１、第２局部発振信
号ＬＯ２および直交復調用の局部発振信号ＬＯＩ，ＬＯ
Ｑを、それぞれ独立した水晶発振器２１，２３，２４を
使用して発生するようにしている。したがって、ＤＳＰ
１１において検出される周波数ずれには、第１の水晶発
振器２１の発振周波数誤差以外に、第２の水晶発振器２
３および第３の水晶発振器２４の発振周波数誤差が含ま
れていることになり、このため高精度の周波数補正を行
なうことが困難だった。

【０００８】また上記周波数補正上の不具合は、特に送
信系に次のような悪影響を及ぼす。すなわち、直交変調
器１２に供給される直交変調用の局部発振信号ＴＬＩ，
ＴＬＱは、第１の水晶発振器２１の発振周波数ＢＳを基
準周波数として送信周波数シンセサイザ２５により生成
される。このため、先に述べたように第１の水晶発振器
２１の発振周波数ＢＳを、すべての局部発振周波数ＬＯ
１，ＬＯ２，ＬＯＩ，ＬＯＱの周波数誤差を含んだ情報
により補正してしまうと、直交変調器１２から出力され
る送信無線周波信号の周波数が第２の水晶発振器２３お
よび第３の水晶発振器２４の発振周波数誤差に相当する
分だけ規定周波数からずれてしまうことになる。これ
は、通信相手の基地局における受信特性の劣化を招き非
常に好ましくなかった。

【０００９】一方、この様な不具合を軽減するために、
従来では例えば図３に示すごとく第２の水晶発振器２３
に代えて受信周波数シンセサイザ２６を設け、この受信
周波数シンセサイザ２６において、第１の水晶発振器２
３の発振周波数ＢＳを基準周波数として第２局部発振信
号ＬＯ２を生成することが考えられている。この様な構
成であれば、ＤＳＰ１３で検出される周波数誤差に占め
る比率の大きい第１および第２の局部発振信号ＬＯ１，
ＬＯ２の周波数誤差を同時に補正できるようになるた
め、送信周波数のずれ幅は大幅に縮小される。

【００１０】しかし、このような構成であっても、直交
復調用の局部発振信号ＬＯＩ，ＬＯＱを発生する発振器
には、依然として独立した高精度の水晶発振器２４を使
用しているため、回路規模の大形化や部品コストの増加
が避けられないという問題点があった。

【００１１】なお、この直交復調用の局部発振信号ＬＯ
Ｉ，ＬＯＱを発生する発振器についても周波数シンセサ
イザを使用し、この周波数シンセサイザにおいて第１の
水晶発振器２１の発振周波数ＢＳを基準周波数として局
部発振信号ＬＯＩ，ＬＯＱを生成するように構成するこ
とも考えられる。しかるに、このように構成すると、水
晶発振器２４を使用した場合以上に回路構成が複雑化す
るため、実用に適さなかった。

【００１２】本発明は上記事情に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、局部発振周波数を高精度
に補正できるようにして通信品質の向上を図り、かつ複
雑な発振回路や高価な部品を不要にして回路構成の簡単
小形化および低価格化を可能にしたディジタル無線機の
局部発振回路を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、受信された無線周波信号を周波数変換回路
で中間周波信号に周波数変換したのち直交復調回路で復
調してベースバンド信号を再生する回路系を備えたディ
ジタル無線機の局部発振回路において、制御電圧に応じ
た周波数を有する基準周波信号を発生する電圧制御基準
発振手段を設けるとともに周波数制御手段とを設け、こ
の周波数制御手段により、上記直交復調回路により再生
されたベースバンド信号から周波数誤差を検出し、この
検出された周波数誤差を基にこの周波数誤差を低減する
ための制御電圧を生成して上記基準発振手段に供給し、
さらに周波数変換用の第１の局部発振手段と、直交復調
用の第２の局部発振手段とを設け、上記基準発振手段に
より発生された基準周波信号に基づいて、上記第１の局
部発振手段により周波数変換用の局部発振信号を生成し
て上記周波数変換回路に供給するとともに、上記基準発
振手段により発生された基準周波信号を、上記第２の局
部発振手段により分周して直交復調用の局部発振信号を
生成し、これを上記直交復調回路に供給するようにした
ものである。

【００１４】

【作用】この結果本発明によれば、周波数変換用の局部
発振信号も、また直交復調用の局部発振信号も、１個の
基準発振手段から発生された共通の基準周波信号を基に
生成される。したがって、復調されたベースバンド信号
に含まれる周波数誤差は上記基準発振手段による成分の
みとなり、周波数制御によって確実に解消することが可
能となる。しかも、上記直交復調用の局部発振信号を発
生する第２の局部発振手段は分周器により構成されるの
で、水晶発振器を用いる場合のような高価な回路部品を
使用する必要がなく、かつ周波数シンセサイザを用いる
場合のように複雑で規模の大きな回路も必要としない。
このため、回路構成の簡単小形化と低価格化を図ること
が可能となる。

【００１５】

【実施例】図１は、本発明の一実施例に係わる局部発振
回路を備えたディジタル無線機の構成を示す回路ブロッ
ク図である。なお、同図において前記図３と同一部分に
は同一符号を付して説明を行なう。

【００１６】本実施例の局部発振回路は１台の基準発振
器２１を備えている。この基準発振器２１は、電圧制御
温度補償水晶発振器（ＶＣＴＣＸＯ）を使用した高精度
の発振器であり、制御電圧ＶＳに応じた周波数を有する
基準周波信号ＢＳを発生する。この基準発振器２１によ
り発生された基準周波信号ＢＳは、受信周波数シンセサ
イザ２２，２６および送信周波数シンセサイザ２５にそ
れぞれ供給されるとともに、分周回路（÷Ｎ）２７にも
供給されている。

【００１７】受信周波数シンセサイザ２２は、図示しな
い制御回路からの無線受信チャネルに対応する分周数可
変信号に応じて、上記基準発振器２１により発生された
基準周波信号ＢＳを基に第１局部発振信号ＬＯ１を生成
し、この第１局部発振信号ＬＯ１を第１のミキサ５に供
給する。

【００１８】受信周波数シンセサイザ２６は、予め定め
られた分周数に応じて、上記基準発振器２１により発生
された基準周波信号ＢＳを基に第２局部発振信号ＬＯ２
を生成し、この第２局部発振信号ＬＯ２を第２のミキサ
７に供給する。

【００１９】分周回路２７は、上記基準発振器２１によ
り発生された基準周波信号ＢＳの周波数をＮ分周するこ
とにより、直交復調用の局部発振信号ＬＯＩ，ＬＯＱを
発生する。この局部発振信号ＬＯＩ，ＬＯＱは位相が互
いに直交しており、それぞれ直交復調器８の各ミキサ１
０Ｉ，１０Ｑに供給される。

【００２０】送信周波数シンセサイザ２５は、図示しな
い制御回路からの無線送信チャネルに対応する分周数可
変信号に応じて、上記基準発振器２１により発生された
基準周波信号ＢＳを基に、位相が互いに直交する二つの
直交変調用の局部発振信号ＴＬＩ，ＴＬＱを生成し、こ
れらの直交変調用の局部発振信号ＴＬＩ，ＴＬＱをそれ
ぞれ直交変調器１２の各ミキサ１３Ｉ，１３Ｑに供給す
る。

【００２１】ディジタル信号処理回路（ＤＳＰ）１１で
は、上記直交復調器８から出力された復調ベースバンド
信号ＲＳＩ，ＲＳＱからデータを復号するための信号処
理が行なわれるとともに、上記復調ベースバンド信号Ｒ
ＳＩ，ＲＳＱの位相ずれから周波数誤差が検出される。
そして、この検出された周波数誤差を基にこの周波数誤
差を零にするための制御電圧ＶＳが生成され、この制御
電圧ＶＳは前記基準発振器２１に供給される。

【００２２】このような構成であるから、１台の基準発
振器２１から発生された基準周波信号ＢＳが、周波数変
換用の各受信周波数シンセサイザ２２，２６および分周
回路２７にそれぞれ供給される。そして、これらの受信
周波数シンセサイザ２２，２６および分周回路２７にお
いて、上記基準周波信号ＢＳを基にそれぞれ第１および
第２の受信局部発振信号ＬＯ１，ＬＯ２、および直交復
調用の局部発振信号ＬＯＩ，ＬＯＱが生成されてそれぞ
れミキサ５，７，１０Ｉ，１０Ｑに供給される。このた
め第１および第２のミキサ５，７では、それぞれ上記基
準周波信号ＢＳに同期した受信局部発振信号ＬＯ１，Ｌ
Ｏ２により無線周波信号の周波数変換が行なわれ、かつ
直交復調器８の各ミキサ１０Ｉ，１０Ｑでは、上記基準
周波信号ＢＳに同期した受信局部発振信号ＬＯＩ，ＬＯ
Ｑにより受信中間周波信号ＩＦ２の直交復調が行なわれ
る。そしてこの直交復調器８により復調されたベースバ
ンド信号ＲＳＩ，ＲＳＱは、ＤＳＰ１１において受信デ
ータに復号されるとともに、周波数誤差情報が検出され
る。

【００２３】ここで、上記各周波数変換および直交復調
に使用した局部発振信号ＬＯ１，ＬＯ２，ＬＯＩ，ＬＯ
Ｑは、先に述べたようにいずれも共通の基準周波信号Ｂ
Ｓを基に生成されている。このため、上記復調ベースバ
ンド信号ＲＳＩ，ＲＳＱに含まれる周波数誤差成分は、
上記基準周波信号ＢＳの周波数誤差のみとなる。したが
って、ＤＳＰ１１において上記復調ベースバンド信号Ｒ
ＳＩ，ＲＳＱから検出された周波数誤差情報を基に基準
発振器２１の発振周波数を補正すると、上記復調ベース
バンド信号ＲＳＩ，ＲＳＱに含まれる周波数誤差はほぼ
完全に消去される。

【００２４】また、送信用の受信周波数シンセサイザ２
５では、上記補正された基準周波信号ＢＳを基に直交変
調用の局部発振信号ＴＬＩ，ＴＬＱが生成される。この
ため直交変調器１２では、上記直交変調用の局部発振信
号ＴＬＩ，ＴＬＱにより送信ベースバンド信号ＴＳＩ，
ＴＳＱが直交変調されて、無線送信される。このため、
基地局へは局部発振信号の周波数ずれを含まない送信無
線周波信号が送信されることになる。

【００２５】この様に本実施例では、受信周波数変換用
の局部発振手段として受信周波数シンセサイザ２２，２
６を設けるとともに、直交復調用の局部発振手段として
分周回路２７を設け、これらの受信周波数シンセサイザ
２２，２６および分周回路２７において、１個の基準発
振器２１から発生された基準周波信号ＢＳを基に、それ
ぞれ局部発振信号ＬＯ１，ＬＯ２，ＬＯＩ，ＬＯＱを生
成してミキシングに供するようにしている。

【００２６】したがって、復調ベースバンド信号ＲＳ
Ｉ，ＲＳＱに含まれる周波数誤差成分を上記基準周波信
号ＢＳの周波数誤差のみにすることができ、これにより
上記周波数誤差を基に基準発振器２１の発振周波数を可
変制御すれば、基準発振器２１の基準周波信号ＢＳの周
波数ずれを確実に補正することができる。また、これに
より上記基準周波信号ＢＳを基に生成される直交変調用
の局部発振信号ＴＬＩ，ＴＬＱの周波数誤差をなくすこ
とができ、これにより送信無線周波信号の周波数ずれの
発生を防止することができる。

【００２７】さらに、本実施例では先に述べたように直
交復調用の局部発振手段として分周回路２７を使用して
いるので、水晶発振器を使用する場合に比べて安価に構
成することができ、また周波数シンセサイザを使用する
場合に比べて回路構成を簡単小形化することができる。

【００２８】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではない。例えば、上記実施例では第２局部発振信号
ＬＯ２を生成するための回路として受信周波数シンセサ
イザ２６を使用したが、周波数シンセサイザの代わりに
周波数逓倍回路を使用するようにしてもよい。このよう
に構成すると、回路構成をさらに簡単小形化することが
可能となる。

【００２９】また、前記実施例では、ダブルスーパヘテ
ロダイン受信回路を例にとって説明したが、シングルス
ーパヘテロダイン受信回路にも適用することができる。
その他、ディジタル無線機の種類や構成等についても、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施でき
る。

【００３０】

【発明の効果】以上詳述したように本発明では、所定の
周波数を有する基準周波信号を発生する電圧制御基準発
振手段を設けるとともに周波数制御手段とを設け、この
周波数制御手段により、直交復調回路により再生された
ベースバンド信号から周波数誤差を検出し、この検出さ
れた周波数誤差を基に上記基準発振手段の発振周波数を
帰還制御するようにし、さらに周波数変換用の第１の局
部発振手段と、直交復調用の第２の局部発振手段とを設
け、上記基準発振手段により発生された基準周波信号に
基づいて、上記第１の局部発振手段により周波数変換用
の局部発振信号を生成して上記周波数変換回路に供給す
るとともに、上記基準発振手段により発生された基準周
波信号を、上記第２の局部発振手段により分周して直交
復調用の局部発振信号を生成し、この局部発振信号を上
記直交復調回路に供給するようにしている。

【００３１】したがって本発明によれば、局部発振周波
数を高精度に補正することができるとともに、複雑な発
振回路や高価な部品を不要にすることができ、これによ
り通信品質の向上および回路構成の簡単小形化および低
価格化を可能にしたディジタル無線機の局部発振回路を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる局部発振回路を備え
たディジタル無線機の構成を示す回路ブロック図。

【図２】従来の局部発振回路を備えたディジタル無線機
の構成の一例を示す回路ブロック図。

【図３】従来の局部発振回路を備えたディジタル無線機
の構成の他の例を示す回路ブロック図。

【符号の説明】

１…アンテナ ２…アンテナ共用器（ＤＵＰ） ３…高周波増幅器 ４…高周波フィルタ ５…第１のミキサ ６…中間周波フィルタ ７…第２のミキサ ８…直交復調器（Ｑ−ＤＥＭ） ９…分配器 １０Ｉ，１０Ｑ…ミキサ １１…ディジタル信号処理回路（ＤＳＰ） １２…直交変調器（Ｑ−ＭＯＤ） １３Ｉ，１３Ｑ…ミキサ １４…合成器 １５…送信電力増幅器 ２１…基準発振器（第１の水晶発振器） ２２，２６…周波数変換用の受信周波数シンセサイザ ２３…第２の水晶発振器 ２４…第３の水晶発振器 ２５…送信周波数シンセサイザ ２７…分周回路 ＢＳ…基準周波信号 ＬＯ１…第１の局部発振信号 ＬＯ２…第２の局部発振信号 ＬＯＩ，ＬＯＱ…直交復調用の局部発振信号 ＴＬＩ，ＴＬＱ…直交変調用の局部発振信号 ＶＳ…発振周波数制御電圧

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受信された無線周波信号を周波数変換回
   路で中間周波信号に周波数変換したのち直交復調回路で
   復調してベースバンド信号を再生する回路系を備えたデ
   ィジタル無線機の局部発振回路において、 制御電圧に応じた周波数を有する基準周波信号を発生す
   るための電圧制御形の基準発振手段と、 この基準発振手段により発生された基準周波信号に基づ
   いて周波数変換用の局部発振信号を生成して前記周波数
   変換回路に供給するための第１の局部発振手段と、 前記基準発振手段により発生された基準周波信号を分周
   して直交復調用の局部発振信号を生成し、この局部発振
   信号を前記直交復調回路に供給するための第２の局部発
   振手段と、 前記直交復調回路により再生されたベースバンド信号か
   ら周波数誤差を検出し、この検出された周波数誤差を基
   にこの周波数誤差を減少させるための前記制御電圧を生
   成して前記基準発振手段に供給するための周波数制御手
   段とを具備したことを特徴とするディジタル無線機の局
   部発振回路。