(57)【要約】【課題】ノイズによる受信性能の劣化を抑制したスーパーヘテロダイン方式の無線受信装置及びそれを用いた照明装置を提供する。【解決手段】ミキサ１６と、ミキサ１６に局部発振周波数を有する局部発振信号を出力する局部発振器１８と、ミキサ１６から出力された中間周波数を有する中間信号の強度を検出するＲＳＳＩ２４と、を備え、ＲＳＳＩ２４において検出された中間信号の強度が所定の基準値以上となったとき、局部発振器１８から出力される局部発振信号の局部発振周波数を変更する無線受信装置１００とする。【選択図】図１
2020202521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スーパーヘテロダイン方式の無線受信装置であって、
ミキサ回路と、
前記ミキサ回路に局部発振周波数を有する局部発振信号を出力する局部発振回路と、
前記ミキサ回路から出力された中間周波数を有する中間信号の強度を検出する強度検出回路と、
を備え、
前記強度検出回路において検出された前記中間信号の強度が所定の基準値以上となったとき、前記局部発振回路から出力される前記局部発振信号の前記局部発振周波数を変更することを特徴とする無線受信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無線受信装置であって、
前記局部発振回路は、フェイズロックループ回路を構成する電圧制御発信器を含み、
前記強度検出回路において検出された前記中間信号の強度が所定の基準値以上となったときに前記電圧制御発信器の発振周波数を決定するインダクタ及びキャパシタの少なくとも１つを変更することによって前記局部発振回路から出力される前記局部発振信号の前記局部発振周波数を変更することを特徴とする無線受信装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の無線受信装置であって、
前記ミキサ回路への高周波入力信号を遮断するためのスイッチを備え、
前記強度検出回路において前記中間信号の強度を検出する際に前記スイッチを用いて前記ミキサ回路への高周波入力信号を遮断することを特徴とする無線受信装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の無線受信装置を備える照明装置であって、
調光レベルを設定するＰＷＭ信号の変化に応じて、所定の基準調光レベル以上の場合に前記ミキサ回路から出力される前記中間信号の前記中間周波数を変更することを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、無線受信装置及びそれを備えた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
受信するチャンネルに応じて周波数を可変する局部発振器を使用したスーパーヘテロダイン方式の無線受信装置が広く用いられている（特許文献１）。スーパーヘテロダイン方式の無線受信装置では、高周波の受信信号の周波数を局部発振器で発生させた局部発振信号を用いて中間周波数に変換して受信信号を復調させる。例えば、局部発振器から発生する局部発振周波数と目的波の無線周波数との差分はゼロ又は非常に低くされ、数十ｋＨｚ〜１００ｋＨｚに設定されることが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２５０１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、中間周波数が低い場合、電源回路等に代表されるスイッチング回路からのノイズが近接して配置されている無線受信装置を構成する中間周波回路に重畳されることがある。中間周波回路を構成しているバンドパスフィルタの通過帯域に該当する周波数を有するノイズが重畳した場合、ノイズがそのまま復調回路に入力されることになる。そして、ノイズに対して本来使用している無線周波数の信号が同時に入力された場合、復調によって得られる信号にノイズが重畳された状態となり、無線受信装置における受信性能の劣化に繋がる。
【０００５】
また、ノイズに対する受信性能の劣化を防ぐために、回路内部で使用しているクロック周波数又はその高次成分が使用している無線周波数と同一となった場合にクロック周波数をシフトさせるクロックシフト回路が用いられることがある。しかしながら、ノイズの周波数の特定が困難な場合、クロックシフト回路によってノイズに対する受信性能の劣化を抑制することができない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の１つの態様は、スーパーヘテロダイン方式の無線受信装置であって、ミキサ回路と、前記ミキサ回路に局部発振周波数を有する局部発振信号を出力する局部発振回路と、前記ミキサ回路から出力された中間周波数を有する中間信号の強度を検出する強度検出回路と、を備え、前記強度検出回路において検出された前記中間信号の強度が所定の基準値以上となったとき、前記局部発振回路から出力される前記局部発振信号の前記局部発振周波数を変更することを特徴とする無線受信装置である。
【０００７】
ここで、前記局部発振回路は、フェイズロックループ回路を構成する電圧制御発信器を含み、前記強度検出回路において検出された前記中間信号の強度が所定の基準値以上となったときに前記電圧制御発信器の発振周波数を決定するインダクタ及びキャパシタの少なくとも１つを変更することによって前記局部発振回路から出力される前記局部発振信号の前記局部発振周波数を変更してもよい。
【０００８】
また、前記ミキサ回路への高周波入力信号を遮断するためのスイッチを備え、前記強度検出回路において前記中間信号の強度を検出する際に前記スイッチを用いて前記ミキサ回路への高周波入力信号を遮断する構成としてもよい。
【０００９】
本開示の別の態様は、上記無線受信装置を備える照明装置であって、調光レベルを設定するＰＷＭ信号の変化に応じて、所定の基準調光レベル以上の場合に前記ミキサ回路から出力される前記中間信号の前記中間周波数を変更することを特徴とする照明装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、ノイズによる受信性能の劣化を抑制したスーパーヘテロダイン方式の無線受信装置及びそれを用いた照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態における無線受信装置の構成を示す図である。
【図２】実施の形態における無線受信装置の構成の具体例を示す図である。
【図３】実施の形態における局部発振器の構成を示す図である。
【図４】実施の形態における受信信号強度検出器（ＲＳＳＩ）構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、本開示に係る無線受信装置及びそれを用いた照明装置の実施の形態について詳細に説明する。以下で説明する実施の形態は一例であって、本開示に係る無線受信装置及びそれを用いた照明装置はこれに限定されない。
【００１３】
本開示の実施形態における無線受信装置１００は、図１に示すように、アンテナ１０、スイッチ１２、高周波増幅器１４、ミキサ１６、局部発振器１８、中間周波数フィルタ（ＩＦフィルタ）２０、復調部２２、受信信号強度検出器（ＲＳＳＩ：Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）２４及び制御部２６を含んで構成される。図２は、無線受信装置１００の具体的な構成例を示す回路図である。
【００１４】
無線受信装置１００は、スーパーヘテロダイン方式を採用している。アンテナ１０は、高周波数ｆｈの無線信号を受信する。高周波増幅器１４は、スイッチ１２を介してアンテナ１０によって受信された無線信号の入力を受けて、高周波数ｆｈの無線信号を増幅してミキサ１６へ出力する。ミキサ１６は、高周波増幅器１４で増幅された高周波数ｆｈの無線信号及び局部発振器１８で発生させた局部発振周波数ｆｙの局部発振信号を混合させて中間周波数ｆｍの中間信号を出力する。数１００ＭＨｚ以上の高周波数の無線信号にデータを直接重畳させるために変調したり、データを直接取り出したりするために復調するためには回路設計が複雑化し、回路を構成するための部品コストも増加する。また、受信した微弱な無線信号を復調可能な信号強度まで高周波数帯域で増幅するためには多数段の増幅器を用いる必要がある。そこで、ミキサ１６を用いて、送受信される無線信号よりも数桁程度低い周波数の中間信号に変換して変復調処理を施す。ＩＦフィルタ２０は、局部発振器１８から出力された中間信号から復調に必要な目的波以外の周波数成分を除去するバンドパスフィルタである。ＩＦフィルタ２０に加えて、復調部２２における復調処理において悪影響を及ぼさないように中間信号の振幅を制限するリミッタ回路を設けてもよい。復調部２２は、ＩＦフィルタ２０から出力された中間信号から必要な信号（データ）を取り出すための復調処理を行う。
【００１５】
局部発振器１８は、フェイズロックループ回路（ＰＬＬ回路）を含んで構成される。ＰＬＬ回路は、図３に示すように、電圧制御発振器（ＶＣＯ：Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｌｌａｔｏｒ）３０、ループフィルタ３２、１／ｎ分周器３４及び位相比較器３６を含んで構成される。ＰＬＬ回路は、基準発振部及び逓倍部（図示しない）において生成された基準周波数ｆｘを有する基準発振信号を局部発振周波数ｆｙを有する局部発振信号に周波数変換する。基準発振部は、例えば、スイッチトキャパシタ又はバリキャップダイオード等で構成された可変容量部を有し、制御部２６が可変容量部の容量を変化させることで発振信号を出力する。逓倍部は、基準発振部から出力された発振信号を基準周波数ｆｘを有する基準発振信号に周波数変換する。逓倍部は、例えば、トランジスタ等の入出力特性の非線形性を利用して入力信号の周波数の整数倍の基準周波数ｆｘの基準発振信号を出力する周波数逓倍回路とすることができる。また、逓倍部は、周知の遅延同期ループ（Ｄｅｌｅｙ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）回路を用いてもよい。ＰＬＬ回路の位相比較器３６は、基準周波数ｆｘを有する基準発振信号と１／ｎ分周器３４から出力されたフィードバック信号との位相差を電圧に変換して出力する。電圧制御発振器３０は、位相比較器３６から出力された電圧に応じた局部周波数ｆｙを有する局部発振信号を生成してミキサ１６へ出力する。電圧制御発振器３０は、一般的には、バリキャップ（可変容量ダイオード等）やインダクタに対して入力電圧を印加することによって生ずる静電容量やインダクタンスの変化に応じて発振周波数を制御する構成とされる。位相比較器３６と電圧制御発振器３０との間にはループフィルタ３２と呼ばれるローパスフィルタが配置される。また、電圧制御発振器３０によって生成された局部発振信号は１/ｎ分周器３４を介して位相比較器３６にフィードバックされる。１／ｎ分周器３４は、局部発振信号をｎ分の１（ｎは正の整数）の周波数に分周して出力する。局部発振器１８は、このような構成によって、基準発振周波数ｆｘを有する基準発振信号と電圧制御発振器から出力される局部周波数ｆｙを有する局部発振信号を分周した信号との位相差を同期させて安定した局部発振信号を出力することを可能にする。
【００１６】
本実施の形態における無線受信装置１００では、ミキサ１６から出力された中間周波数ｆｍを有する中間信号の強度を検出するＲＳＳＩ２４を備え、検出された中間信号の強度が所定の基準値以上となったときに局部発振器１８から出力される局部発振信号の局部発振周波数を変更する処理を行う。
【００１７】
ＲＳＳＩ２４は、中間周波数ｆｍを有する中間信号を直流電圧に変換する回路である。ＲＳＳＩ２４は、例えば、特開２００３−８３７１号の図１に示す回路にて実現することができる。
【００１８】
図４は、ＲＳＳＩ２４の構成例を示す。ＲＳＳＩ２４は、中間信号を差動入力電圧Ｖｉｎ，Ｖｉｎｘとして、中間信号の振幅に応じた直流電圧（出力電圧ＲＳＳＩｏｕｔ）を出力する構成とされている。ＲＳＳＩ２４は、差動入力電圧Ｖｉｎ，Ｖｉｎｘの振幅制限と整流を行うリミッタアンプ部４０、リミッタアンプ部４０からの整流電圧信号Ｖｏ１〜Ｖｏ３を電流信号Ｉ１〜Ｉ３に変換する電圧電流変換部５０、電圧電流変換部５０からの電流信号Ｉ１〜Ｉ３の折り返し電流から出力電圧ＲＳＳＩｏｕｔを得る出力電圧生成部６５を含んで構成される。リミッタアンプ部４０は、差動増幅器からなる３つのリミッタアンプ４１〜４３を備える。リミッタアンプ４１〜４３は、それぞれ差動入力電圧Ｖｉｎ，Ｖｉｎｘの振幅制限と整流を行って得られた電圧信号Ｖｏ１〜Ｖｏ３を出力する。電圧電流変換部５０は、３つの電圧−電流アンプ５１〜５３を備える。３つの電圧−電流アンプ５１〜５３は、それぞれ電圧信号Ｖｏ１〜Ｖｏ３を電流信号Ｉ１〜Ｉ３，Ｉｒ１〜Ｉｒ３に変換して出力する。また、電圧電流変換部５０は、出力側に設けられた電流源６３，６４とそれぞれカレントミラー回路を構成する電流源６１，６２を備える。出力電圧生成部６５は、電流源６３，６４に接続された抵抗の端子電圧を入力として、電流アンプ５１〜５３からの電流信号を変換して出力電圧ＲＳＳＩｏｕｔを生成して出力する。
【００１９】
ただし、ＲＳＳＩ２４は、これに限定されるものではなく、受信信号の強度に応じた直流電圧を出力する構成であればよい。ＲＳＳＩ２４によって生成された受信信号の強度に応じた直流電圧は制御部２６へ入力される。
【００２０】
制御部２６は、ＲＳＳＩ２４から入力された直流電圧に応じて局部発振器１８によって発生させられる局部発振信号の局部周波数ｆｙを変更する処理を行う。具体的には、制御部２６は、ＲＳＳＩ２４から入力された直流電圧が所定の基準値以上となったときに局部発振器１８によって発生させられる局部発振信号の局部周波数ｆｙを変更する処理を行う。すなわち、制御部２６は、中間周波数ｆｍを有する中間信号の強度を示す直流電圧が所定の基準値以上となったときに局部発振信号の局部周波数ｆｙを変更する処理を行う。
【００２１】
具体例として、制御部２６は、局部発振器１８を構成する電圧制御発振器（ＶＣＯ）に対して制御信号を出力することによって局部発振信号の局部周波数ｆｙを変更する。例えば、制御部２６は、局部発振器１８へ制御信号を出力することによって電圧制御発振器に含まれるバリキャップやインダクタの値を変更する。これによって、局部発振器１８における発振周波数を変更する。
【００２２】
このように、中間信号の強度に応じて局部発振器１８から出力される局部発振信号の局部周波数ｆｙを変更することによって、中間信号に中間周波数ｆｍ近傍の周波数成分を有するノイズが重畳されて当該信号の強度が強くなり過ぎたときにミキサ１６によって生成される中間信号の中間周波数ｆｍを変更して当該周波数帯におけるノイズの影響を低減させることができる。
【００２３】
ここで、アンテナ１０で無線信号を受信している状態の場合、ＲＳＳＩ２４において中間信号の強度に応じた直流電圧を発生させる際に中間信号に重畳されたノイズの強度を正しく判定することができないおそれがある。そこで、ノイズ検出を行うときにスイッチ１２によってアンテナ１０から高周波増幅器１４への無線信号の入力を遮断する構成としてもよい。スイッチ１２は、制御部２６から制御信号に応じてアンテナ１０で受信した無線信号を高周波増幅器１４へ入力する状態とアンテナ１０と高周波増幅器１４とを遮断する状態とを切り換えられる構成とすればよい。
【００２４】
なお、無線受信装置１００に対して無線送信回路が並設されている場合、無線送信回路によってアンテナ１０を利用する際にスイッチ１２を用いてアンテナ１０と高周波増幅器１４とを切り離した状態となったときにＲＳＳＩ２４からの直流電圧によるノイズ検出を行うようにしてもよい。
【００２５】
また、無線受信装置１００を照明装置に対する制御信号の受信に適用してもよい。例えば、照明装置に対してコントローラからＰＷＭ信号を無線送信することによって、照明の明るさを調整する調光レベル制御のための無線受信装置１００として適用することができる。このとき、ＰＷＭ信号による制御によって調光レベルが上がったことを検知した際に局部発振器１８による局部発振信号の局部発振周波数ｆｙを変更するようにしてもよい。
【００２６】
以上のように、本実施の形態における無線受信装置１００によれば、中間信号に対するノイズの影響を低減することができる。特に、中間周波数ｆｍを有する中間信号に対して直接的に影響を及ぼす当該周波数帯におけるノイズの影響を低減させることができる。
【符号の説明】
【００２７】
１０  アンテナ、１２  スイッチ、１４  高周波増幅器、１６  ミキサ、１８  局部発振器、２０  フィルタ、２２  復調部、２４  受信信号強度検出器（ＲＳＳＩ）、２６  制御部、３０  電圧制御発振器、３２  ループフィルタ、３４  １／ｎ分周器、３６  位相比較器、４０  リミッタアンプ部、４１−４３  リミッタアンプ、５０  電圧電流変換部、５１−５３  電流アンプ、６１−６４  電流源、６５  出力電圧生成部、１００  無線受信装置。
【図１】
2020202521.tif 000003
【図２】
2020202521.tif 000004
【図３】
2020202521.tif 000005
【図４】
2020202521.tif 000006