(57)【要約】【課題】比較的簡単な構成によって、過大電流による焼損を防止すると共に、電力増幅器の出力不足等の異常に気づかずに無線機の操作を継続するといった不具合を解消することが可能な、監視機能を備えた無線通信機を提供する。【解決手段】無線通信機における送信部又は受信部に供給される電流を検出し、その値が予め設定した電流の上限値と下限値の範囲内にあるか範囲外にあるかを判断し、その結果に基づいて送信部又は受信部に供給する電流を遮断すると共に、その旨をユーザに報知する手段を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源供給端、無線受信部、無線送信部を含む無線通信機において、前記送信部又は受信部に供給される電流を検出する電流検出手段と、予め設定した電流の上限値と下限値夫々に対応する上限閾値及び下限閾値を示す信号又はデータを保持した閾値保持手段と、前記電流検出手段によって検出した電流値を前記閾値保持手段の値と比較する電流比較手段と、該電流比較手段の出力信号に基づいて送信部又は受信部が正常であるか異常であるかを判断する機能判断手段と、該機能判断手段の出力信号によって、送信部又は受信部に供給する電流を遮断するスイッチ手段と、を備えたことを特徴とする監視機能を備えた無線通信機。
【請求項２】
請求項１において、更に、前記機能判断手段の出力信号に基づいて、送信部又は受信部の正常又は異常の、いずれかを表示する表示手段を備えたことを特徴とする監視機能を備えた無線通信機。
【請求項３】
請求項２において、前記表示手段が、ＬＥＤ、液晶表示器、音声アナウンス手段のいずれかであることを特徴とする監視機能を備えた無線通信機。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項において、更に、セルフチェックスイッチと、該セルフチェックスイッチが操作された際、模擬的に送信部又は受信部を動作させ異常の有無を判断すると共に、その結果を表示するセルフチェック手段とを含むことを特徴とする監視機能を備えた無線通信機。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項において、前記電流比較手段がウインドコンパレータ回路又はツェナーダイオードを含むことを特徴とする監視機能を備えた無線通信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視機能を備えた無線通信機に関し、詳しくは、送信電力増幅器や受信部の異常を監視、検出して、迅速にユーザに報知する機能を備えた無線通信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信機に限らず電子機器においては、回路の短絡や電子部品の異常等によって過大な電流が流れ込み、発熱や発煙、更には、装置が焼損することを防止するために、ヒューズに代表される電流制限回路等の保護機能を備えるのが一般的である。
ヒューズは周知のとおり、鉛と錫の合金のように比較的低温度で溶融する金属を糸状や帯状に整形したもので、電子機器への電力供給ラインに挿入され、一定値以上の電流が流れると瞬時に溶断することによって、電子機器への電力供給を遮断するものである。
図８は、ヒューズを用いた無線通信機の送信部の要部を示すブロック図である。図８において８１は電源部であり、その出力は電源供給端８２を介してヒューズ８３に導かれ、電流検出回路８４を経て電力増幅器８５に供給される。電流検出回路８４は、微少な抵抗値の回路（シャント抵抗）に測定対象の電流を通過させ、シャント抵抗の両端電圧（電圧降下値）に基づいて流れる電流値を算出するものが一般的である。近年、シャント抵抗値も非常に微小で、従って電力損失も少なく、しかも正確に電流値を検出することができる集積回路の入手も可能である。
電流検出回路８４からは、検出した電流値に対応した検出信号（電圧、又は電流）が出力されるので、その検出信号を制御部８６に供給し、その電流値が一定になるように電力増幅器８５の出力が調整され、出力端子８７を経て図示を省略した送信フィルタ等を介して、送信アンテナに導かれるようになっている。しかし、このように送信電力の出力信号が一定値に制御されるように構成されている場合であっても、電力増幅器８５に障害が発生すると、過大電流が流れ、異常発熱による焼損事故を発生する虞があるので、一定値以上の電流が流れると上記ヒューズ８３が溶断して電流の供給を遮断するように設定されている。
【０００３】
また、可搬・携帯用の無線通信機等の電子機器においては、ヒューズに代わって、過大電流による発熱によって電気抵抗が著しく大きくなる電子部品（例えば、ポジスタ：登録商標）を使用する場合もある。
なお、特許文献１に記載されているように、車載型無線通信機や携帯型無線通信機では、使用状況によって電源電圧値も異なる場合がある。例えば、携帯型無線通信機を、商用電源（ＡＣ電源）が使用可能な屋内で使用する場合は、ＡＣ電力を電源電圧１２Ｖ、あるいは１３．８Ｖの直流電圧に変換する安定化電源装置から電力供給を受け、携帯使用時は、内蔵したバッテリィによる電源を使用することが多いが、小型化の要請からバッテリィ電圧値を、例えば７．５Ｖ程度と、低く設定する場合がある。特許文献１では、そのような状況に対応して電源電圧値が異なる場合においても適切に無線通信機を動作させるように、供給される電源の電圧を検出する手段と、複数の電源電圧に対する基準電圧データを記憶したメモリ装置を備え、夫々において供給される電源電圧値に応じて、上記メモリの基準電圧データを読み出し、その基準電圧に基づいて、電流制御を行うものが提案されている。
【特許文献１】特開２００２-３３６７１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したようなヒューズによる従来の方法では、過大電流発生に対する制限機能は認められるものの、その他の電力増幅器の異常、例えば、回路短絡や部品不良による電力増幅機能の著しい低下等の異常を監視する機能がない。それらの監視のためには、他の回路が必要であり、装置のコストアップや小型化の阻害要因となる場合があった。即ち、過大電流防止手段と電力増幅器異常監視機能を共に備える手段が得られれば、コスト低減と小型化の双方に寄与することになる。
また、特許文献１に記載の方法によれば、電源電圧の選択値に拘わらず、送信電力値を所要値に制御することができるが、基本的に電力増幅器が正常に機能することを前提としたもので、それらの異常状態における過大電流検出や電力増幅機能不全を検出し、あるいはその旨をユーザに積極的に報知するためには、更なる回路や手段が必要であった。
本発明は、比較的簡単な構成によって、過大電流発生や電力増幅器の出力不足等の異常を検出すると共に、その状況をユーザに報知するようにした監視機能を備えた無線通信機を提供することを特徴としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明はこのような課題を解決するために、請求項１記載の発明では、電源供給端、無線受信部、無線送信部を含む無線通信機において、上記送信部又は受信部に供給される電流を検出する電流検出手段と、予め設定した電流の上限値と下限値夫々に対応する上限閾値及び下限閾値を示す信号又はデータを保持した閾値保持手段と、上記電流検出手段によって検出した電流値を閾値保持手段の値と比較する電流比較手段と、この電流比較手段の出力信号に基づいて送信部又は受信部が正常であるか異常であるかを判断する機能判断手段と、この機能判断手段の出力信号によって、送信部又は受信部に供給する電流を遮断するスイッチ手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項２記載の発明では、上記請求項１記載の監視機能を備えた無線通信機において、更に、上記機能判断手段の出力信号に基づいて、送信部又は受信部の正常又は異常の、いずれかを表示する表示手段を備えたことを特徴とする。
請求項３記載の発明では、上記請求項２記載の監視機能を備えた無線通信機において、上記表示手段が、ＬＥＤ、液晶表示器、音声アナウンス手段のいずれかであることを特徴とする。
請求項４記載の発明では、請求項１乃至３のいずれか一項記載の監視機能を備えた無線通信機において、更に、セルフチェックスイッチと、このセルフチェックスイッチが操作された際、模擬的に送信部又は受信部を動作させ異常の有無を判断すると共に、その結果を表示するセルフチェック手段を含むことを特徴とする。
請求項５記載の発明では、請求項１乃至４のいずれか一項記載の監視機能を備えた無線通信機において、上記電流比較手段がウインドコンパレータ回路又はツェナーダイオードを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は以上説明したように、無線通信機における送信部又は受信部に供給される電流を検出すると共に、その値が予め設定した電流の上限値と下限値の範囲内にあるか範囲外にあるかを判断し、その結果に基づいて送信部又は受信部、あるいは送受信部双方が正常であるか異常であるかを判断するように構成したので、比較的簡単な構成によって送信部や受信部の異常を検知することが可能である。更に、異常時には、夫々のブロック部に供給する電流を遮断することにより、発熱による焼損防止が可能である。また、異常時にその旨を画面表示、ＬＥＤ等のランプの点滅、スピーカからのアナウンス音声等によって報知すれば、異常に気づかずに無線機の操作を継続するといった不具合を解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を図示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。また既に説明したものと同一部分ならびに同一事項には同一符号、番号を付し重複する説明は省略する。
図１は、本発明に係る無線通信機の送信部の一部を示すブロック図である。この例に示す回路は、電源部１の出力電力を電源供給端２と電流検出回路３と制御回路４を経て、送信電力増幅器５に供給する。更に、電流検出回路３の電流検出信号を比較回路６に導き、この比較回路６の出力信号に基づいて、上記制御回路４のスイッチ手段を制御するようになっている。なお、電源部１としては商用電源から直流電源を発生する安定化電源装置や車両のバッテリィ等の外部電源、あるいは内蔵したバッテリィ等の種々の場合が考えられる。車載搭載専用の無線通信機の場合は、内蔵バッテリィを含むことなく電源供給端を備えるのみとなる。
比較回路６には、下限基準値（下限閾値）例えば０．５Ａ（アンペア）に対応する閾値信号が保持された下限閾値保持回路７と、上限基準値（上限閾値）例えば１．０Ａ（アンペア）に対応する閾値信号が保持された上限閾値保持回路８からの信号が供給されている。また、比較回路６の出力信号は、表示器９にも供給されており、比較回路６における比較結果に基づいて、後述するように電力増幅器５の状態を表示する。
【０００８】
この構成における電流検出回路３は、図８を用いて説明したものと同様であり説明を省略するが、その検出信号は、比較回路６において上限基準値及び下限基準値と比較される。図２は、その様子を説明する図であり、検出された電流値が０．５Ａに対応する下限基準値と電流値１．０Ａに対応する上限基準値との間の値である場合を正常値と判断し、その範囲を逸脱する場合を異常状態と判断する。即ち、上限基準値を超える場合は、熱暴走等による焼損の虞が高いので異常と見なし、制御回路４内に設けたスイッチ回路（スイッチ手段）を開放することによって、電力増幅器５への電流供給を遮断する。また、下限基準値以下の場合も、電力増幅器５が正常に動作していないものと判断し、同様に電力増幅器５への電流供給を停止する。
この構成によれば、過大電流発生時のみならず、送信電力が正常値以下の場合にも送信機の機能を停止することが可能である。通常、規定値以下の出力しか得られない場合には、希望信号成分以外に、多くの不要周波数信号成分が含まれる場合が多く、他の通信機に妨害を与える虞が高くなるので、送信機の機能を停止することが望ましい。
【０００９】
図３は上述した処理の手順の例を示すフローチャートである。一部説明が重複するが、図２と図３を参照しながら処理の一例を説明する。ＰＴＴスイッチを押すと、先ず、電流検出回路３を起動させ（Ｓ１）、その出力信号を比較回路６において下限基準値（０．５Ａ相当）と比較し、検出電流値Ｉが０．５Ａ以上であるか否かを判断する（Ｓ２）。その結果Ｉ≧０．５Ａの場合は動作正常と判断し（Ｓ２、Ｙｅｓ）、次に、上限基準値との比較を行う。比較の結果、電流値Ｉが上限基準値以下である場合は（Ｉ≦１．０Ａ）、電力増幅器５の動作が正常であると判断して（Ｓ３、Ｙｅｓ）、電力増幅器５の「動作」を継続させ、送信電力を出力すると共に、表示器９に、「正常」である旨を表示する（Ｓ４）。一方、上記比較回路６における上限基準値及び下限基準値との比較において、基準値を逸脱している場合は（Ｓ２、Ｓ３、Ｎｏ）、異常状態であると判断し、制御回路４のスイッチ手段を制御して電力増幅器５への電流供給を遮断することによって、電力増幅器５の動作を「停止」させると共に、表示器９の画面に「異常」である旨を表示する（Ｓ５）。
【００１０】
図４は、本発明の監視機能を備えた無線通信機の変形実施例を示すブロック図である。この例に示す実施例では、検出した電流値を閾値と比較する処理と、その比較結果に基づいて電力増幅器５の正常／異常の判断を行う処理を、マイクロプロセッシングユニット（ＭＰＵ）１０によって行うことが特徴的であり、そのために、上限閾値データ、下限閾値データをメモリ（装置）１１に保持している。更に、ＭＰＵ１０は、報知手段１２として、画面表示手段１２-１、音声によるアラーム出力手段１２-２、ＬＥＤやランプを点滅させるＬＥＤランプ点滅手段の制御等の処理も実行するように構成されている。
即ち、画面表示手段１２-１は、図示を省略した表示器に、図３のフローＳ４、Ｓ５において説明した表示を行い、音声によるアラーム出力手段１２-２では、例えば、「送信部異常です、電流を遮断します」、「送信部正常です」と音声を発生する音声合成ＩＣを備え、ＭＰＵの制御により必要な音声出力信号を選択して、受信部（図示省略）に備えられたスピーカからアナウンスを出力する。また、ＬＥＤやランプを点滅させるＬＥＤランプ点滅手段の制御では、「過大電流発生」、「電流不足による送信異常」、「送信停止」夫々に対応して予め設定した態様でＬＥＤやランプを点滅させる。これらの報知手段は、いずれか一つでもよいし、複数手段を同時に備えるものでもよい。なお、ＬＥＤの点滅による報知は、電源ランプ等、他の目的のために設けたランプを点滅させてもよい。
この例のようにＭＰＵ１０による処理では、上限閾値、下限閾値は閾値データとしてメモリ装置の所要アドレスに記録し、必要に報じて読み出せばよいが、本発明の実施に際してはデジタル的なものに限ることなく、例えば、図５乃至図７を用いて以下に説明するようなアナログ信号として上限、下限閾値を設定保持することができる。アナログ方式では、比較的回路構成が簡単であるので、デジタル方式にするかアナログ方式にするかは、他の制御との兼ね合いで適宜選択することができる。
【００１１】
図５は、本発明の他の実施例を示すブロック図であり、上述したデジタル方式と異なり、アナログ信号として閾値の保持及び電流値の比較処理を行う場合の一例を示している。
即ち、図５に示す比較回路１３は、上限基準値（上限閾値）、下限基準値（下限閾値）発生手段として、差動アンプ（オペアンプ）１４、１５と、アンドゲート１６と、ツェナーダイオード１７、１８と、により構成した点が特徴的である。ツェナーダイオードは周知のとおり、一定値以上の逆方向電圧に対して一定電圧（ツェナー電圧）になるように機能するので、図示したように差動アンプ１４、１５のプラス電極（＋）に上限基準値としてツェナー電圧が１．５Ｖのものを、また、下限基準値としてツェナー電圧が０．５Ｖのものを接続し、夫々の差動アンプのマイナス電極（−）に電流検出回路３の出力信号電圧を供給する。この構成によれば、検出電流値が０．５Ｖ以上、１．５Ｖ以下においてのみ、制御回路４のスイッチ手段を接状態（オン状態）にして電力増幅器５に電力を供給し、それ以外では電流供給を遮断するように動作させることが可能である。なお、差動アンプへのツェナーダイオード接続電極の選択や、アンド（ＡＮＤ）ゲート１６の代わりにナンド（ＮＡＮＤ）ゲートを使用することによって、制御回路４に供給する信号の極性（＋、−）を変更することができるので適宜選択することができる。
【００１２】
図６は、本発明において使用する比較回路の他の実施例を示す回路図である。この例の比較回路２０もアナログ方式に属するものであるが、ツェナーダイオードのように特殊な電子部品を使用することなく、抵抗回路によって上限基準値と下限基準値を発生することが特徴的である。即ち、図６において、符号２１、２２、２３は、例えば１０ｋΩの抵抗器であって、それらを直列接続した抵抗回路網を電源ラインＶｃｃと接地（Ｅ）間に挿入する。更に、二つの抵抗接続点を、図示したように縦続接続した二つの差動アンプ２４、２５の所要の入力端子に接続し、残りの入力電極に電流検出回路の出力信号をＶｉｎとして供給すると共に、これら二つの差動アンプ２４、２５の出力（Ｖ01、Ｖ02）を、アンドゲート２６を介して制御回路４に供給するように構成したものである。
この構成において電源電圧Ｖｃｃが１５Ｖであるとすれば、抵抗回路網の二つの分割電圧値が、５Ｖ（Ｖｒｅｆ１）と１０Ｖ（Ｖｒｅｆ２）になる。従って、図７に示すように、電流検出回路の出力電圧が５Ｖと１０Ｖに該当する範囲においてのみ、アンドゲート２６の出力電圧（Ｖｏｕｔ）が高電位となるので、この信号によって制御回路のスイッチ手段をオン／オフさせて、電力増幅器への供給電流を制御すればよい。
なお、図７において縦軸はアンドゲート２６の出力電圧Ｖｏｕｔ、横軸は差動アンプ２４、２５に供給される電流検出回路の出力信号（電圧）Ｖｉｎであり、破線は下限基準値５Ｖが設定された差動アンプ２５の出力電圧Ｖ01、実線は上限基準値１０Ｖが供給された差動アンプ２４の出力電圧Ｖ02である。
【００１３】
以上説明した実施例では、送信部の電力増幅器の異常を監視する場合を例示したが、本発明はこの例に限ることなく電子機器の各部について同様に監視する場合に適用可能である。例えば、受信部の正常状態における電流値に基づいて、下限基準値、上限基準値を設定し、同様に受信部の電流値を検出して閾値と比較することによって、正常／異常を判断することが可能である。
また、ユーザが必要に応じて、電子機器の動作をチェックできるように、セルフチェックスイッチと、このセルフチェックスイッチが操作された際、模擬的に送信部又は受信部、若しくは他の回路部分を動作させ、流れる電流を閾値と比較することによって異常の有無を判断すると共に、その結果を表示するセルフチェック手段を含むように構成することも可能である。その際、不要な送信信号が空中に放射されないようにする必要がある場合は、セルフチェックスイッチが押圧されている間は、電力増幅器の出力端に、インピーダンスを整合させたダミー抵抗等が接続されるように構成することも可能である。外部に漏洩する電波をより一層少なくするには、このダミー抵抗器を同軸型として構成するのが効果的であろう。更に、ダミー抵抗器を内蔵することによる装置の大型化を防止する場合は、アンテナ端子に外部ダミー抵抗器を接続する方法でもよい。
【００１４】
本発明は、以上説明した他にも種々変形が可能である。また、電源電圧値がいくつか異なる値に適応するように構成される場合に、特許文献１に提案されたように、供給電圧値を検出すると共に、メモリに記憶された各種の設定値を読み出して各部のバイアス値を調整する方法を採用することもできる。更に、その際に、本発明における上限／下限基準値（閾値）についても供給される電圧値に対応する値をメモリしておき、電源電圧が変更された場合に、メモリから適した下限／上限閾値データを読み出すように構成することも可能である。
更に、本発明による監視機能を備えた無線通信機を実現するための処理、例えば図３に示したフローを、コンピュータが制御可能なＯＳに従ってプログラミングすることも可能である。コンピュータを備えた装置に上記プログラムをインストールすることによって同じ処理方法により制御することができる。近年の電子機器では、かなりの処理をＣＰＵやＭＰＵによって行うものが多いので、上述した処理を実行する上で必要なプログラムやデータを読み込ませるのみで、比較的容易に本発明を実施することが可能であろう。このようなプログラムを格納する記録媒体としては半導体媒体（例えば、ＲＯＭ、不揮発性メモリカード等）、光媒体（例えば、ＤＶＤ、ＭＯ、ＭＤ、ＣＤ等）、磁気媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等のいずれであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る無線通信機の要部構成の例を示すブロック図。
【図２】本発明において使用する比較回路の動作を説明するための電流チャート。
【図３】本発明に係る無線通信機の制御例を示すフローチャート。
【図４】本発明に係る無線通信機の他の例を示す要部ブロック図。
【図５】本発明に係る無線通信機の他の例を示す要部ブロック図。
【図６】本発明において使用する比較回路の他の実施例を示す回路図。
【図７】本発明において使用する比較回路の動作を説明するための信号波形図。
【図８】従来のヒユーズを使用した無線通信機の概要ブロック図。
【符号の説明】
【００１６】
１  電源部、２  電力入力端、３  電流検出回路、４  制御回路（スイッチ手段）、５  電力増幅器、６、１３、２０  比較回路、７  下限基準値（下限閾値）、８  上限基準値（上限閾値）、９  表示器、１０  ＭＰＵ（マイクロプロセッシングユニット）、１１  メモリ（閾値保持手段）、１２  報知手段、１４、１５、２４、２５  差動アンプ、１６  アンドゲート、１７、１８  ツェナーダイオード、２１乃至２３  抵抗器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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