JPH10117153A - 周波数変換回路及び受信機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 平衡変調器の出力に漏洩する局発信号のＣＮ
を低減することにより、平衡変調器及び帯域ろ波器の出
力のＣＮを低減して、受信出力におけるＳＮを改善する
ことにある。 【解決手段】 受信入力を周波数変換部（平衡変調器）
２で周波数変換し、帯域ろ波器３によって第１中間周波
信号を選択して増幅器４で増幅する。第１局発部１０か
らの局発信号を、レベル検出部１２の検出する受信信号
レベルに応じてレベル制御部１３でレベル制御し、平衡
変調器２に搬送波として供給する。レベル制御部１３
は、受信信号が大きいときは局発信号の減衰量を小さ
く、受信信号が小さいときは局発信号の減衰量を大きく
して局発信号レベルを小さくして供給する。局発信号レ
ベルを小さくすることにより局発漏洩によるＣＮ成分の
影響を少なくし、ＳＮを改善する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、受信出力の信号対
雑音比を改善する周波数変換回路及び受信機に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来の受信機において、例えばシングル
スーパーヘテロダイン、ダブルスーパーヘテロダイン等
のように、受信したＲＦ信号をベースバンド信号（例え
ば音声信号）に復調する過程において、シングルスーパ
ーヘテロダインの場合１回、ダブルスーパーヘテロダイ
ンの場合２回の周波数変換を行なって所要の周波数成分
を抽出し、増幅した後、これを検波等の方法により復調
してベースバンド信号を得ている。

【０００３】図３は、従来の受信機の機能ブロックを示
すもので、受信機に与えられる入力信号は、受信同調部
１で希望の受信周波数信号を同調抽出（同調部１がない
受信機もある）した後、第１局発部１０から与えられる
第１局発信号を搬送波とする周波数変換部２により周波
数変換し、帯域ろ波器３により必要な第１中間周波信号
を選択して増幅部４で増幅する。一般的受信機において
は、受信入力のダイナミックレンジを得るために増幅部
４をＡＧＣ機能付きの増幅部としている。

【０００４】増幅して得られる受信第１中間周波信号
は、第２局発部１１から与えられる第２局発信号を搬送
波として周波数変換部５で周波数変換され、帯域ろ波器
６、第２中間周波増幅部７を通し、復調部（検波器）８
によりベースバンド信号に変換（復調）され、低周波増
幅部９で所要のレベルに増幅され受信出力として出力さ
れる。

【０００５】図４は、周波数変換回路を示し、周波数変
換部２に平衡変調器を使用する。受信信号ｆ_Rは第１局
発信号ｆ_Lを搬送波として平衡変調器２により周波数変
換され、帯域ろ波器３から第１中間周波信号（ｆ_L−
ｆ_R），ｆ_Lとして出力される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ここで、受信出力の信
号対雑音比（ＳＮ）を構成する要素に着目すれば、信号
成分Ｓは受信機入力として与えられる希望信号の成分に
依存し、雑音成分Ｎは受信機入力に与えられる信号に含
まれる雑音成分（入力雑音）及び受信機入力に与えられ
る受信信号を周波数変換、増幅、検波する過程において
付加される成分（受信機雑音）等によって構成される。

【０００７】受信機雑音は、受信機の回路構成及びその
動作によって決定されるため、一般的には受信機の設計
が定まれば一義的に定まる。特に、局発信号のＣＮ成分
による雑音成分は、受信機の周波数変換の過程において
も除去できないため、受信機の雑音量に大きく影響して
いる。

【０００８】このＣＮ成分は、受信信号入力のレベルが
大きい範囲では、受信機のＡＧＣ機能によって増幅部の
利得が押さえ込まれる結果、受信信号と共に抑圧されて
問題にならないが、受信機感度点の近傍のように受信入
力レベルが低い場合は、ＡＧＣ機能による増幅利得の抑
圧がないために局発信号のＣＮが直接的に受信出力のＳ
Ｎに影響することは明らかである。

【０００９】一般的に局発信号として電圧制御自励発振
器（ＶＣＯ）を使用する第１周波数変換における第１局
発信号のＣＮ成分が受信出力のＳＮに与える影響につい
て以下に説明する。

【００１０】図５に、ＶＣＯから与えられる第１局発信
号ｆ_LのＣＮの様子を示す。図６及び図７に第１局発信
号のＣＮ成分が第１中間周波信号に含まれる様子を示
す。

【００１１】図６及び図７は、図４で示す周波数変換回
路において、平衡変調器２の出力に現われる信号の周波
数スペクトラム及び帯域ろ波器３の帯域通過特性と、帯
域ろ波器３によって選択され最終的に第１中間周波信号
として取り出される出力信号の周波数スペクトラムを示
している。図６及び図７中の（ｆ_L−ｆ_R）及び（ｆ_L＋
ｆ_R）が平衡変調器２によって得られる下側帯波信号及
び上側帯波信号を示しており、本説明においては、第１
中間周波信号として下側帯波信号を取り出すものとし、
このため設けられる帯域ろ波器３のフィルタ特性は図示
する帯域通過特性が用いられる。

【００１２】なお、帯域ろ波器３は、低域ろ波器で代用
される場合もあることはいうまでもない。

【００１３】帯域ろ波器３の出力に現われる周波数スペ
クトラム中のｆ_L成分は、出力としては不要な成分であ
るが、平衡変調器２の局発信号入力ポートと変換出力ポ
ート間の結合容量等により一定量が出力される（漏洩す
る）ものであって、平衡変調器２の局発信号入力ポート
に入力される第１局発信号ｆ_Lと同じ相対量のＣＮ成分
を包含することになる。

【００１４】本発明の目的は、この平衡変調器の出力に
漏洩する局発信号のＣＮを低減することにより、受信出
力、すなわち平衡変調器及び帯域ろ波器の出力のＣＮを
低減して、受信出力におけるＳＮを改善することにあ
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、受信信号
のレベルを検出するレベル検出手段と、該受信信号レベ
ルに応じて平衡変調器の局発信号のレベルを制御する局
発レベル制御手段とを備えたことによって達成される。

【００１６】上記の手段を用いれば、レベル検出手段に
よって受信信号のレベルを検出し、このレベルの範囲に
よって局発レベル制御手段により局発信号のレベルを可
変制御する。すなわち、受信信号が大きいときは局発レ
ベル制御による局発信号のレベルの減衰量を小さくし、
受信信号が小さいときは局発レベル制御による局発信号
のレベルの減衰量を大きくして局発信号レベルを小さく
する。これにより平衡変調器には、受信信号のレベルに
応じたレベルの局発信号が供給できる。

【００１７】平衡変調器の周波数変換出力は、受信信号
が大きいときは局発信号レベルが大きくても相対的に受
信信号レベルが大きいので局発漏洩によるＣＮ成分の影
響は小さく、また受信信号が小さいときは局発信号レベ
ルを低下させているから、受信信号レベルが小さくても
局発漏洩によるＣＮ成分の影響が小さくなり、この結果
として周波数変換出力のＳＮが改善される。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
より説明する。

【００１９】図１は、本発明の一実施形態の局発レベル
制御機能を設けた受信機の機能ブロック図を示す。ま
た、図２は、本発明の局発信号レベル制御機能を有する
周波数変換回路のブロック図である。

【００２０】図２において、受信入力を周波数変換部
（平衡変調器）２で周波数変換し、帯域ろ波器３によっ
て必要な第１中間周波信号を選択して増幅器４で増幅す
る。第１局発部１０で発生する局発信号を平衡変調器２
に搬送波として供給するが、供給途中、局発レベル制御
部１３でレベル制御する。中間周波増幅部４から受信レ
ベルを受信レベル検出部１２で検出し、検出信号を局発
レベル制御部１３に供給して制御する。

【００２１】受信信号は、例えば、受信ＡＧＣのための
受信電界強度（又は受信信号レベル）検出回路の信号を
一部取り出すことによってレベル検出でき、このレベル
の範囲によって局発レベル制御部１３を動作させ、受信
信号が大きいときには局発レベル制御による局発信号の
減衰量を小さく、受信信号が小さくときは局発レベル制
御による減衰量を大きくするように動作させる。これに
より受信信号レベルに応じたレベルの局発信号を平衡変
調器２に供給できる。

【００２２】受信信号のレベルが大きい場合と小さい場
合の相違は、図６が受信信号レベルが大きい場合、図７
が受信信号レベルが小さい場合の平衡変調器２の出力信
号の周波数スペクトラムを示している。

【００２３】次に、局発信号の平衡変調器２の出力への
漏洩分のレベルと希望側帯波のレベルとの相対関係につ
いて説明すれば、図６及び図７からわかるように、受信
信号ｆ_Rが大きい場合（図６）には、平衡変調器出力ポ
ートにおける希望信号成分（下側帯波成分）（ｆ_L−
ｆ_R）のレベルはｆ_L信号漏洩分のＣＮレベルに比較して
十分に高いレベルになっているが、受信信号ｆ_Rが小さ
い場合（図７）は、平衡変調器ポートにおける希望信号
成分（ｆ_L−ｆ_R）のレベルはｆ_L信号漏洩分のＣＮレベ
ルに比較して十分に大きいとはいえない状態になること
がわかる。極端な場合には、これらのレベルが殆んど同
じ場合も存在することが想定できる。

【００２４】図８は、図６及び図７で示す平衡変調器出
力から希望信号を同図中に示したフィルタ特性の帯域ろ
波器で選択抽出して得られる信号の周波数スペクトラム
を示し、この図から受信レベルが小さい時には、局発漏
洩によるＣＮ成分の影響が大きく、局発漏洩のＣＮ成分
により変換出力のＳＮが悪化することが明らかである。

【００２５】一般的に平衡変調器は、その必要とする局
発信号のレベルが変換すべき信号入力（受信信号入力）
のレベルによって決定され、少なくとも受信信号入力の
レベルより若干大きな（約１０ｄＢ）値を要求されるこ
とがわかっている。逆にいえば、変換動作に必要な局発
信号レベルの最小値が求められ、それ以上に供給しても
役に立たないものである。

【００２６】一方、前述のように平衡変調器出力ポート
の局発漏洩量は、平衡変調器の固有性能によるため、局
発漏洩量の絶対値は入力される局発信号のレベルに比例
することがわかる。したがって、局発漏洩の中に含まれ
るＣＮ成分のレベルを低減するためには、局発信号のレ
ベルを低減すればよいことが明らかである。

【００２７】これにより、受信ＳＮの性能を決定する雑
音成分量を低減するためには、周波数変換時の局発信号
漏洩量を低減することが有効であることが明らかである
ため、図１及び図２において、レベル検出部１２で受信
信号レベルを検出し、受信信号レベルが小さい時には、
局発レベル制御部１３で局発信号のレベルを受信信号レ
ベルに比例して連続或は段階的に変化させることによ
り、局発信号レベルを受信信号レベルに応じて低減し、
受信信号レベルが小さい（受信電界が低い）時には局発
信号レベルを小さくして局発漏洩を低減しＳＮの改善を
することができる。受信信号レベルが大きい時は局発信
号レベルの減衰量を小さくし、必要な局発信号を平衡変
調器２に供給して所要の変換動作をさせることができ
る。

【００２８】

【発明の効果】以上により本発明によれば、局発信号の
ＣＮ成分が受信出力に影響する程度を軽減することがで
き、特に受信入力レベルが低く雑音が問題となる受信感
度点付近における受信のＳＮの改善をすることができ
る。これにより、受信機の感度の改善と同様の効果が得
られ、受信機を構成する部品、材料を選択することなく
高感度の受信機が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態受信機のブロック構成図。

【図２】本発明の一実施形態周波数変換回路のブロック
構成図。

【図３】従来の受信機のブロック構成図。

【図４】従来の周波数変換回路のブロック構成図。

【図５】第１局発信号の周波数スペクトラム。

【図６】第１周波数変換出力の周波数スペクトラム。

【図７】第１周波数変換出力の周波数スペクトラム。

【図８】第１周波数変換出力の帯域ろ波信号周波数スペ
クトラム。

【符号の説明】

１…受信同調部、２…周波数変換部（平衡変調器）、３
…帯域ろ波器、４…中間周波増幅部（ＡＧＣ増幅）、５
…周波数変換部、６…帯域ろ波器、７…中間周波増幅
部、８…復調検波部、９…低周波増幅部、１０…第１局
発部、１１…第２局発部、１２…受信レベル検出部、１
３…局発レベル制御部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受信機の平衡変調器を使用した周波数変
   換回路において、受信信号のレベル検出手段と、該受信
   信号レベルに応じて平衡変調器の局発信号のレベルを制
   御する局発レベル制御手段とを備えたことを特徴とする
   周波数変換回路。
2. 【請求項２】 請求項１記載の周波数変換回路を第１周
   波数変換部に設けたことを特徴とする受信機。