JPH09200072A - 直接変換受信機 - Google Patents
直接変換受信機Info
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- JPH09200072A JPH09200072A JP8009752A JP975296A JPH09200072A JP H09200072 A JPH09200072 A JP H09200072A JP 8009752 A JP8009752 A JP 8009752A JP 975296 A JP975296 A JP 975296A JP H09200072 A JPH09200072 A JP H09200072A
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Abstract
波数ずれが生じた場合でも安定して復調を行えるように
する。 【解決手段】 信号源からの信号により周波数変調され
た局部発振器12と、局部発信器12の出力とアンテナ
10からの入力信号を入力するミキサ11と、ミキサ1
1の出力から信号源の周波数成分を除去する除去手段1
4と、除去手段14の出力を入力する復調器15を備え
ている。
Description
コードレスリモコン、コードレス電話機等の無線通信装
置に係わり、特に受信復調方式として直接変換受信方
式、すなわちホモダイン方式を用いた受信機に関する。
方式と比較して多くの利点をもっている。ヘテロダイン
方式では、受信した高周波信号を中間周波数に変換して
から処理するために、イメージ成分を除去するためのフ
ィルタが必要である。このフィルターとしては通常、セ
ラミックフィルタまたは水晶フィルタが使用されるが、
これらのフィルタはコストが高く、形状も大きい。直接
変換受信機は、受信した高周波信号を直接ベースバンド
付近の低周波信号へ変換するため、イメージ成分の発生
がない。従って上記のようなフィルタは不要である。一
般的には隣接チャンネルの成分を除去するフィルタが必
要であるが、処理する信号が低周波であるためローパス
特性のアクティブフィルタ等を用いることができ、IC
化も容易である。つまり、高価で形状の大きなフィルタ
が不要なために直接変換受信機では低コストかつ小型化
が実現できる。
示すブロック図である。図11において、10はアンテ
ナ、11はミキサ、12は局部発振器、15は復調器、
16はコンデンサ、17はローパスフィルタ、18は9
0度移相器である。アンテナ10からの受信信号は2分
され、2つのミキサ11にそれぞれ入力される。また、
局部発振器12の出力も2分されてミキサ11に入力さ
れるが、その中の一方は90度移相器で移相されてから
ミキサ11へ入力される。ここで局部発振器12の周波
数が受信信号の中心周波数と同じに設定されており、そ
のため受信信号はミキサ11でベースバンド信号に周波
数変換される。2つのミキサ11の出力はコンデンサ1
6とローパスフィルタ17を通じてから復調器15へ入
力される。この復調器15で復調が行われる。以上が直
接変換受信機の基本動作である。
振器の周波数が受信信号の中心周波数とほぼ同じに設定
されるために、局部発振器の信号漏れ、すなわちローカ
ルリークによりミキサ出力に不要な直流成分が発生す
る。また、直接変換受信機ではミキサに大きな変換利得
が必要であるが、このために生じるミキサ出力の直流オ
フセット電圧も問題になる。この直流電圧成分を取り除
かないと復調が困難である。そこで、ミキサ出力にコン
デンサ等を挿入し直流成分を取り除いてから復調器に入
力している。
の、直接変換受信機においては、取り除いた直流成分に
は受信信号の成分も含まれているので、直流成分を取り
除いた後の信号は必要な情報が一部失われることにな
る。そして、この信号を用いた復調では十分な復調デー
タが得られない。これは特に、周波数変調信号で周波数
変位が小さい場合、つまり変調指数が小さいときに問題
になる。また、2値FSK信号のように中心周波数付近
にスペクトラム成分のピークをもたない変調信号では、
直流成分を取り除いたための情報欠損の影響は比較的小
さいが、局部発振器の周波数が受信信号の中心周波数に
対してずれた場合には影響が大きくなる。そして、この
周波数のずれが変調波の周波数変位量と同程度のときに
は影響が深刻なものとなる。本発明は上記の課題を解決
するものであり、直流成分の欠損による影響を抑え、変
調指数が小さい変調信号の場合や局部発振器に周波数ず
れが生じた場合でも安定して復調を行える直接変換受信
機を提供することを目的とする。
においては、信号源からの信号により周波数変調された
局部発振器と、この局部発振器からの出力とアンテナか
らの信号を入力するミキサと、このミキサの出力から信
号源の周波数成分を除去する除去手段と、この除去手段
の出力を入力する復調手段を備えている。この本発明に
よれば、受信信号の変調指数が小さい場合や、局部発振
器の周波数がずれた場合でも安定して復調が行われると
いう効果がある。
明による直接変換受信機では、信号源と、信号源からの
信号により周波数変調された局部発振器と、局部発信器
の出力とアンテナからの入力信号を入力するミキサと、
ミキサの出力から信号源の周波数成分を除去する除去手
段と、除去手段の出力を入力する復調手段を備えてい
る。
周波数変調された局部発振器と、局部発振器の出力とア
ンテナからの入力信号を入力するミキサと、ミキサの出
力を入力する復調手段と、復調手段の出力から信号源の
電圧変化に対応した電圧変化成分を除去する除去手段を
備えている。
信号の位相および振幅を調整して差を取ることにより、
復調手段の出力から信号源の電圧変化成分をキャンセル
している。
衰するローパスフィルタまたはバンドストップフィルタ
を備えている。
周波数変調された第1の局部発振器と、第1の局部発振
器の出力とアンテナからの入力信号を入力する第1のミ
キサと、信号源からの信号により周波数変調された第2
の局部発振器と、第1のミキサの出力と第2の局部発振
器の出力を入力する第2のミキサと、第2のミキサの出
力を入力する復調手段を備えている。
周波数変調された第1の局部発振器と、第2の局部発振
器と、第1の局部発振器の出力と第2の局部発振器の出
力を入力する第1のミキサと、第1のミキサの出力とア
ンテナからの入力信号を入力する第2のミキサと、第2
のミキサの出力と第1の局部発振器の出力を入力する第
3のミキサと、第3のミキサの出力を入力する復調手段
を備えている。
手段からの信号を用いて受信状態または入力信号の種類
を識別し、識別結果に応じて信号源の周波数または振幅
を変化させている。
手段からの信号を用いて受信状態または入力信号の種類
を識別し、識別結果に応じて局部発振器に周波数変調を
行うかどうかを選択している。
信信号をベースバンド信号周波数に変換すると同時に、
受信信号のスペクトラムを周波数的に拡散することによ
り直流成分除去で信号の情報が失われることを抑え、そ
の後、拡散した信号を除去手段で拡散の効果を除去して
から復調を行う。
器に入力し、その後、除去手段で復調器の出力から拡散
の効果の除去を行う。
なる信号源の電圧変化分を引き算することにより拡散の
効果の除去を行う。
をローパスフィルターにより行う。また、第1のミキサ
で周波数変換と同時にスペクトラムの拡散が行われ、拡
散の効果の除去は第2のミキサで行われる。
路で識別し、これにより周波数変調の状態を変化させ
る。
路で識別し、周波数変調を行うか判断し、スイッチがオ
ンされることにより周波数変調がかけられる。
し説明する。まず、本発明による直接変換受信機で直流
成分除去により信号の情報が失われることが抑えられる
原理について説明し、次に、本発明の直接変換受信機の
実施例について述べる。
原理を示すブロック図である。ここでは受信信号の例と
して2値FSK信号の場合について考える。図1におい
て、1は2値FSK信号源、2は局部発振器、3はミキ
サ、4はコンデンサ、5は除去手段、6は復調器であ
る。2値FSK信号源1からの信号はミキサ3に入力さ
れる。また、局部発振器2からの信号もミキサ3に入力
される。ここで、FSK信号源1の中心周波数と局部発
振器2の中心周波数はほぼ同じに設定されているため、
FSK信号源1からの信号はミキサ3でベースバンド信
号周波数に変換される。ミキサ3の出力は直流成分除去
のためのコンデンサ4に入力される。
す図である。図2において(a)は2値FSK信号の代
表的なスペクトラムを示している。中心周波数f0で周
波数変位量は約1.5kHzである。周波数f1とf2
にスペクトラムのピークが見られる。この場合、中心周
波数f0近傍のレベルはこれらのピークより15dB低
くなっている。
波数f0の無変調波が出力される場合を考える。この場
合、FSK信号源1からの信号はミキサで中心周波数0
Hzの信号に変換されるが、スペクトラムの形は変わら
ない。そして、コンデンサ4を通ることににより図2
(a)の(ア)に示す領域の周波数成分が取り除かれ
る。ここでは、コンデンサによって0〜300Hzの成
分が取り除かれている。従ってコンデンサ4を通過する
信号は情報が一部分失われている。局部発振器2の周波
数がf0の時には失われる情報は比較的小さいため復調
は実際上は可能であるが、局部発振器2の周波数がずれ
てf1またはf2となったときには図2(a)の(イ)
に示す領域が取り除かれる。この場合には失われる情報
が非常に大きいために復調が困難となる。
場合を考える。2値FSK信号源1の信号は局部発振器
2からの信号とミキシングされることによりスペクトラ
ムが拡散される。つまりミキサ3の出力は図2(b)の
ようになる。図2(a)と比較してわかるように、スペ
クトラムの急峻なピークがなくなり、フラットな形とな
っている。コンデンサ4によって失われる成分は、局部
発振器2の中心周波数がf1のときには図2(b)の
(ア)の領域、f2のときには(イ)の領域である。い
ずれの場合も図2(a)の(イ)に比べて、失われる情
報量が小さいことがわかる。従ってこの信号を用いて復
調が十分に可能である。
では元の情報が得られない。つまり、局部発振器2の変
調信号によってスペクトラムを拡散した効果を除去する
除去手段5を設ける必要がある。除去手段5のより、上
記の効果を除去してから復調器6で復調が行われる。
換受信機の第1の実施例の構成を示すブロック図であ
る。図3において、10はアンテナ、11はミキサ、1
2は局部発振器、13は信号源、14は除去手段、15
は復調器、16はコンデンサ、17はバンドパスフィル
タ、18は90度移相器である。
2つのミキサ11にそれぞれ入力される。また、局部発
振器12は信号源13からの信号により周波数変調され
た信号を出力する。ここで、信号源13の信号は正弦波
を用いることもできるが、任意の信号を用いることがで
きる。また、信号源13の周波数および振幅も任意に設
定できる。ただし、効果的にスペクトラムの拡散を行う
ためには受信信号の変調周波数および周波数変位量に対
応した最適値がある。局部発振器12の出力は2分され
てミキサ11に入力されるが1方は90度移相器で移相
されてからミキサ11へ入力される。ここで局部発振器
12の中心周波数が受信信号の中心周波数と同じに設定
されており、そのため受信信号はミキサ11でベースバ
ンド信号に周波数変換される。ミキサ11の出力はコン
デンサ16とローパスフィルタ17を通じてから除去手
段14に入力される。ローパスフィルタ17は隣接チャ
ンネルの成分を取り除くために挿入されている。除去手
段14は信号源13により変調された局部発振器12の
信号をミキシングしたための効果を取り除くために設け
られている。上述のように信号源13の信号は任意に選
ぶことができ、しかもこれは予め分かっているので、上
記の効果を除去するように除去手段14を設定できる。
除去手段14の出力は復調器15へ入力され復調が行わ
れる。
換受信機の第2の実施例の構成を示すブロック図であ
る。図4において、図3と同じ構成要素には同一の番号
を付けてある。
力を除去手段に入力する点である。実施例1では、ミキ
サの出力すなわち復調前の信号を用いて、信号源13の
効果を除去する操作を行っているが、第2の実施例では
復調後に除去操作を行う。復調器15の出力は、復調器
15の入力の周波数変化に対応した電圧変化となってい
る。この電圧変化から信号源13による効果分を除去す
ることにより元の信号を得ることができる。本実施例で
は復調器出力の電力変化から除去操作を行うため、除去
手段の回路が簡単に構成できるという利点がある。
換受信機の第3の実施例の構成を示すブロック図であ
る。図5において、図4と同じ構成要素には同一の番号
を付けてある。また図5において、19は可変減衰器、
20は遅延線、21は引き算器、22は出力端子であ
る。第2の実施例との違いは、スペクトラムを拡散した
効果の除去に信号源13からの信号を用いていることで
ある。信号源13からの信号は可変減衰器19および遅
延線20を通じて引き算器21に入力される。一方、復
調器15の出力も引き算器21に入力される。引き算器
21からは、これらの2信号の電圧の差が出力され、出
力端子22に出力信号を得ることができる。このとき復
調器15の出力から信号源13の成分がキャンセルされ
るように可変減衰器19と遅延線20が調整されてい
る。本実施例では次のような利点がある。すなわち、信
号源13をもとにしてスペクトラムの拡散とその効果の
除去を行っているため複雑な除去手段が不要で、簡単に
構成できる。また、除去が高精度で行える。さらに信号
源を任意に変化させても除去手段の調整が不要である。
たとえば、信号源13の周波数や振幅を変えた場合、引
き算器21に入力される信号も同様に変化するため引き
算器21の調整は不要である。なお、引き算器21は、
オペアンプ等の差動増幅器で容易に構成できる。さらに
簡単にはいくつかの抵抗器を組み合わせて構成すること
もできる。
換受信機の第4の実施例の構成を示すブロック図であ
る。図6において、図4と同じ構成要素には同一の番号
を付けてある。図6において、30はローパスフィルタ
である。第2の実施例との違いは、スペクトラムを拡散
した効果の除去にローパスフィルタ30を用いているこ
とである。ローパスフィルタ30のカットオフ周波数を
信号源13の周波数よりも低く設定することにより、復
調器15の出力から信号源13の成分を除去することが
できる。本実施例では、除去手段がフィルタのみで構成
できるという利点がある。ただし、復調器15の出力か
ら信号源13の成分を選択的に取り除くためには、受信
信号の変調周波数と信号源13の周波数は異なった値と
する必要がある。上記のようにローパスフィルタを用い
る場合には信号源の周波数は受信信号の変調周波数より
高い必要がある。ローパスフィルタはLCフィルタ、R
Cフィルタまたはアクティブフィルタ等が採用でき、実
現も容易である。また、ローパスフィルタの他にバンド
ストップフィルタを用いることもできる。
換受信機の第5の実施例の構成を示すブロック図であ
る。図7において、図3と同じ構成要素には同一の番号
を付けてある。図7において、40は第1の局部発振
器、41は第2の局部発振器、42はミキサである。本
実施例の特徴は、信号源13からの信号で受信信号のス
ペクトラムを拡散した効果を除去する方法にある。すな
わち、ミキサ11の出力と、信号源13からの信号で周
波数変調された第2の局部発振器の出力をミキサ11に
入力することにより除去が行われる。ここで、第1の局
部発振器40と第2の局部発振器41は信号源13から
の信号により同一の周波数変調をうけた信号を出力して
いる。ただし、第1の局部発振器40の中心周波数は受
信信号の中心周波数とほぼ同一に設定されるが、第2の
局部発振器42の中心周波数は任意に設定することがで
きる。しかし、復調器15での復調操作を考慮すると、
数十kHzないし数百kHz程度に設定するのが適当で
ある。上述のように、第1の局部発振器40と第2の局
部発振器41は同一の信号源13により周波数変調をう
けているためミキサ42で信号源13の成分の除去が確
実に行える利点がある。また、第2の局部発振器42の
周波数を、復調器15での復調操作に都合の良い周波数
に設定することができるという利点がある。
換受信機の第6の実施例の構成を示すブロック図であ
る。図8において、図7と同じ構成要素には同一の番号
を付けてある。図8において、50はミキサである。第
5の実施例との違いは、ミキサ11に入力する周波数変
調信号の発生方法にある。すなわち、信号源13の信号
で周波数変調された第1の局部発振器51の出力は、ミ
キサ50で第2の局部発振器52の出力とミキシングさ
れることにより受信信号と同一の中心周波数に変換され
てミキサ11に入力される。また、第1の局部発振器4
0の出力がミキサ42にも入力される。本実施例では周
波数変調されているのは第1の局部発振器40のみであ
る。したがって、ミキサ11に入力される信号と、ミキ
サ42に入力される信号は、全く同じ変調を受けてい
る。つまり、ミキサ42で行う信号源13の成分の除去
操作がより正確になるという利点がある。また、受信機
の受信周波数を幾つかのチャンネルに変更して使う場合
には、第2の局部発振器41をチャンネル切り替え用に
用いて、第1の局部発振器40を変調信号発生用に用い
ることにより機能を分担できるという利点がある。
換受信機の第7の実施例の構成を示すブロック図であ
る。図9において、図3と同じ構成要素には同一の番号
を付けてある。図9において、60は制御回路である。
第1の実施例との違いは、復調器15の出力信号を制御
回路60に入力し、制御回路60からの制御信号により
信号源13の設定を変えることにある。本実施例は、直
流成分除去用のコンデンサ16により受信信号の情報が
一部失われてしまうことを抑えるのが目的であるが、実
際には受信信号の種類または状態によって失われる情報
量が異なっている。特に周波数変位が小さな変調を受け
ている場合には、コンデンサの影響により失われる情報
量が大きくなる。また、変調の種類によっても違いがあ
る。これに応じて、信号源13の周波数および振幅を最
適に設定するものである。受信信号の種類および状態は
復調器15からの出力を用いて、制御回路60で識別さ
れ、信号源13の周波数および振幅が決定される。これ
により、受信信号の種類および状態が変わったときにも
安定して復調することができる。
変換受信機の第8の実施例の構成を示すブロック図であ
る。図10において、図9と同じ構成要素には同一の番
号を付けてある。図10において、70はスイッチであ
る。第7の実施例との違いは、制御回路60からの制御
信号によりスイッチ70を動作させていることである。
スイッチ70が、オンの時には信号源13からの信号に
より局部発振器12が周波数変調をうける。たとえば2
値FSK信号では、図2(a)に示したように、局部発
振器12の周波数が受信信号の中心周波数付近にあると
きは局部発振器12に変調を加えなくても復調が可能で
あるが、周波数がずれたときには急激に復調が困難にな
る。従って、局部発振器13の周波数がずれていること
を復調器15からの信号を用いて制御回路60が識別
し、制御回路60はスイッチ70をオンすることにより
局部発振器12に変調がかかる。これにより、復調が可
能になる。つまり、復調が困難なときにのみ動作させ、
復調を可能にすることができる。ただし、復調器15の
構成によっては局部発振器12の周波数がずれたとき出
力を出さないものあるが、この場合にはアンテナ10で
の受信信号またはミキサ11の出力を用いて、制御回路
60で判断を行うこともできる。
直接変換受信機によれば次の効果が得られる。信号源
と、信号源からの信号により周波数変調された局部発振
器と、局部発信器の出力とアンテナからの入力信号を入
力するミキサと、ミキサの出力から信号源の周波数成分
を除去する除去手段と、除去手段の出力を入力する復調
手段を備えることによって、受信信号の変調指数が小さ
い場合や、局部発振器の周波数がずれた場合でも安定し
て復調が行われる。
周波数変調された局部発振器と、局部発振器の出力とア
ンテナからの入力信号を入力するミキサと、ミキサの出
力を入力する復調手段と、復調手段の出力から信号源の
電圧変化に対応した電圧変化成分を除去する除去手段を
備えることにより、除去手段の回路が簡単に構成でき
る。
信号の位相および振幅を調整して差を取ることにより、
復調手段の出力から前記信号源の電圧変化成分をキャン
セルすることにより、上記の効果に加えて、除去操作が
高精度で行える。さらに信号源を任意に変化させても除
去手段の調整が不要になる。
衰するローパスフィルタまたはバンドストップフィルタ
を備えることにより、除去手段がフィルタのみで構成で
きる。
周波数変調された第1の局部発振器と、第1の局部発振
器の出力とアンテナからの入力信号を入力する第1のミ
キサと、信号源からの信号により周波数変調された第2
の局部発振器と、第1のミキサの出力と前記第2の局部
発振器の出力を入力する第2のミキサと、第2のミキサ
の出力を入力する復調手段を備えることにより、除去操
作がさらに確実に行え、第2の局部発振器の周波数を、
復調器での復調操作に都合の良い周波数に設定すること
ができる。
周波数変調された第1の局部発振器と、第2の局部発振
器と、第1の局部発振器の出力と第2の局部発振器の出
力を入力する第1のミキサと、第1のミキサの出力とア
ンテナからの入力信号を入力する第2のミキサと、第2
のミキサの出力と第1の局部発振器の出力を入力する第
3のミキサと、第3のミキサの出力を入力する復調手段
を備えることにより、上記の効果に加えて、第1の局部
発振器と第2の局部発振器で機能を分担できる。
手段からの信号を用いて受信状態または入力信号の種類
を識別し、識別結果に応じて信号源の周波数または振幅
を変化させることにより、受信信号の種類および状態が
変わったときにも安定して復調することができる。
手段からの信号を用いて受信状態または入力信号の種類
を識別し、識別結果に応じて局部発振器に周波数変調を
行うかどうかを選択することにより、復調が困難なとき
にのみ動作させ、復調を可能にすることができる。
図
スペクトラムを示す図 (b)FM変調ありの場合の2値FSK信号のスペクト
ラムを示す図
構成を示すブロック図
構成を示すブロック図
構成を示すブロック図
構成を示すブロック図
構成を示すブロック図
構成を示すブロック図
構成を示すブロック図
の構成を示すブロック図
図
Claims (8)
- 【請求項1】信号源と、前記信号源からの信号により周
波数変調された局部発振器と、前記局部発振器の出力と
アンテナからの入力信号を入力するミキサと、前記ミキ
サの出力から前記信号源の周波数成分を除去する除去手
段と、前記除去手段の出力を入力する復調手段を備えた
直接変換受信機。 - 【請求項2】信号源と、前記信号源からの信号により周
波数変調された局部発振器と、前記局部発振器の出力と
アンテナからの入力信号を入力するミキサと、前記ミキ
サの出力を入力する復調手段と、前記復調手段の出力か
ら前記信号源の電圧変化に対応した電圧変化成分を除去
する除去手段を備えた直接変換受信機。 - 【請求項3】復調手段からの出力と信号源からの信号の
位相および振幅を調整して差を取ることにより、前記復
調手段の出力から前記信号源の電圧変化成分をキャンセ
ルする請求項2記載の直接変換受信機。 - 【請求項4】除去手段に信号源の周波数成分を減衰する
ローパスフィルタまたはバンドストップフィルタを備え
た請求項2記載の直接変換受信機。 - 【請求項5】信号源と、前記信号源からの信号により周
波数変調された第1の局部発振器と、前記第1の局部発
振器の出力とアンテナからの入力信号を入力する第1の
ミキサと、前記信号源からの信号により周波数変調され
た第2の局部発振器と、前記第1のミキサの出力と前記
第2の局部発振器の出力を入力する第2のミキサと、前
記第2のミキサの出力を入力する復調手段を備えた直接
変換受信機。 - 【請求項6】信号源と、前記信号源からの信号により周
波数変調された第1の局部発振器と、第2の局部発振器
と、前記第1の局部発振器の出力と前記第2の局部発振
器の出力を入力する第1のミキサと、前記第1のミキサ
の出力とアンテナからの入力信号を入力する第2のミキ
サと、前記第2のミキサの出力と前記第1の局部発振器
の出力を入力する第3のミキサと、前記第3のミキサの
出力を入力する復調手段を備えた直接変換受信機。 - 【請求項7】アンテナからの入力信号または復調手段か
らの信号を用いて受信状態または入力信号の種類を識別
し、前記識別結果に応じて信号源の周波数または振幅を
変化させる請求項1〜6のいずれか1項に記載の直接変
換受信機。 - 【請求項8】アンテナからの入力信号または復調手段か
らの信号を用いて受信状態または入力信号の種類を識別
し、前記識別結果に応じて局部発振器に周波数変調を行
うかどうかを選択する請求項1〜6のいずれか1項に記
載の直接変換受信機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00975296A JP3743046B2 (ja) | 1996-01-24 | 1996-01-24 | 直接変換受信機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00975296A JP3743046B2 (ja) | 1996-01-24 | 1996-01-24 | 直接変換受信機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH09200072A true JPH09200072A (ja) | 1997-07-31 |
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