(57)【要約】【課題】ＲＦ受信回路の低消費電力化。【解決手段】アンテナ１０と、低雑音増幅回路１０１と、周波数シンセサイザ回路１０８と、乗算回路１０２と、ｎ次フィルタ１０４の出力と縦続接続された自動ゲイン制御回路１０６と、１次フィルタ１１１の出力と縦続接続されたゲイン制御回路１１２と、アナログ−デジタル変換回路１１３，１１４と、アンテナ１０が受信した高周波信号のＳ／Ｎ比が所定の値未満の場合は、乗算信号をｎ次フィルタ１０４に入力し、自動ゲイン制御回路１０６の出力信号をアナログ−デジタル変換回路１１３に入力する第１の接続状態と、Ｓ／Ｎ比が所定の値以上の場合は、乗算信号を１次フィルタ１１１に入力し、ゲイン制御回路１１２の出力信号をアナログ−デジタル変換回路１１３に入力する第２の接続状態と、を切り換えるスイッチ回路１０３，１０５，１０７と、を含むＲＦ受信回路１００。【選択図】図１
2010088086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測位衛星からの高周波信号を受信するアンテナと、
前記アンテナが受信した前記高周波信号を増幅し増幅信号を出力する低雑音増幅回路と、
所定の周波数の正弦波信号を出力する周波数シンセサイザ回路と、
前記増幅信号と前記正弦波信号とを乗算した乗算信号を出力する乗算回路と、
ＲＣフィルタをｎ段（ｎは２以上の整数）重ねたｎ次フィルタと、
前記ｎ次フィルタの出力と縦続接続された自動ゲイン制御回路と、
１次フィルタと、
前記１次フィルタの出力と縦続接続されたゲイン制御回路と、
アナログ−デジタル変換回路と、
前記アンテナが受信した前記高周波信号のＳ／Ｎ比が所定の値未満の場合は、前記乗算信号を前記ｎ次フィルタに入力し、前記自動ゲイン制御回路の出力信号を前記アナログ−デジタル変換回路に入力する第１の接続状態と、前記アンテナが受信した前記高周波信号のＳ／Ｎ比が所定の値以上の場合は、前記乗算信号を前記１次フィルタに入力し、前記ゲイン制御回路の出力信号を前記アナログ−デジタル変換回路に入力する第２の接続状態と、を切り換える切換部と、
を含む、
ことを特徴とするＲＦ受信回路。
【請求項２】
請求項１に記載のＲＦ受信回路において、
前記アナログ−デジタル変換回路は、ｍ（ｍは２以上の整数）ビットからなり、前記アンテナが受信した前記高周波信号のＳ／Ｎ比が所定の値未満の場合は、前記自動ゲイン制御回路の出力信号をｍビットで処理し、前記アンテナが受信した前記高周波信号のＳ／Ｎ比が所定の値以上の場合は、前記ゲイン制御回路の出力信号をｍビット未満で処理することを特徴とするＲＦ受信回路。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のＲＦ受信回路において、
前記周波数シンセサイザ回路は、電圧制御発振器と位相ロックループ回路とを含み、前記アンテナが受信した前記高周波信号のＳ／Ｎ比が前記所定の値未満の場合は、前記低雑音増幅回路及び前記電圧制御発振器に所定の電流が流れるようにし、前記アンテナが受信した前記高周波信号のＳ／Ｎ比が前記所定の値以上の場合は、前記低雑音増幅回路及び前記電圧制御発振器に前記所定の電流未満の電流が流れるようにすることを特徴とするＲＦ受信回路。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のＲＦ受信回路において、
前記切換部は、前記アンテナが受信した前記高周波信号のＳ／Ｎ比が前記所定の値未満の場合は、前記１次フィルタ及び前記ゲイン制御回路への電源供給を停止し、前記アンテナが受信した前記高周波信号のＳ／Ｎ比が前記所定の値以上の場合は、前記ｎ次フィルタ及び前記自動ゲイン制御回路への電源供給を停止することを特徴とするＲＦ受信回路。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のＲＦ受信回路において、前記ＲＦ受信回路の前記切換部は、起動時には前記第１の接続状態であることを特徴とするＲＦ受信回路。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載のＲＦ受信回路を備えたことを特徴とするＧＰＳ受信機。
【請求項７】
請求項６に記載のＧＰＳ受信機を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測位衛星からの高周波信号を受信するＲＦ受信回路、ＧＰＳ受信機及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
測位衛星からの高周波信号を受信するＧＰＳ（Global Positioning System）用のＲＦ（Radio Frequency）受信回路は、ＧＰＳ性能を上げるために３次以上のフィルタと自動ゲイン制御（ＡＧＣ：Automatic Gain Control）回路を使っているため、一般的に消費電力を消耗しやすい。従来は、消費電力を抑えるためにＲＦ受信回路に使われている低雑音増幅回路（ＬＮＡ：Low Noise Amplifier）や周波数シンセサイザ回路を構成するＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）の電流を制御する方法が行われていたが、１〜２ｍＡ程度の効果しか得られなかった。
【０００３】
この問題を解決するために、例えば特許文献１には、受信信号強度インディケータ（ＲＳＳＩ）回路のＲＳＳＩ信号が所定の閾値を越えた場合にミキサの電流を低減させる方法が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１９０５７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の方法は、セルラー電話機に関するものであり、ＧＰＳ受信機にはＲＳＳＩ回路は使われていないためこの方法を利用することはできないという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］
測位衛星からの高周波信号を受信するアンテナと、前記アンテナが受信した前記高周波信号を増幅し増幅信号を出力する低雑音増幅回路と、所定の周波数の正弦波信号を出力する周波数シンセサイザ回路と、前記増幅信号と前記正弦波信号とを乗算した乗算信号を出力する乗算回路と、ＲＣフィルタをｎ段（ｎは２以上の整数）重ねたｎ次フィルタと、前記ｎ次フィルタの出力と縦続接続された自動ゲイン制御回路と、１次フィルタと、前記１次フィルタの出力と縦続接続されたゲイン制御回路と、アナログ−デジタル変換回路と、前記アンテナが受信した前記高周波信号のＳ／Ｎ比が所定の値未満の場合は、前記乗算信号を前記ｎ次フィルタに入力し、前記自動ゲイン制御回路の出力信号を前記アナログ−デジタル変換回路に入力する第１の接続状態と、前記アンテナが受信した前記高周波信号のＳ／Ｎ比が所定の値以上の場合は、前記乗算信号を前記１次フィルタに入力し、前記ゲイン制御回路の出力信号を前記アナログ−デジタル変換回路に入力する第２の接続状態と、を切り換える切換部と、を含む、ことを特徴とするＲＦ受信回路。
【０００８】
この構成によれば、アンテナが受信した高周波信号のＳ／Ｎ比が所定の値以上の場合は、消費電力の少ない１次フィルタ及びゲイン制御回路に切り換えて動作させることができるので消費電力の低減化を実現できる。
【０００９】
［適用例２］
上記に記載のＲＦ受信回路において、前記アナログ−デジタル変換回路は、ｍ（ｍは２以上の整数）ビットからなり、前記アンテナが受信した前記高周波信号のＳ／Ｎ比が所定の値未満の場合は、前記自動ゲイン制御回路の出力信号をｍビットで処理し、前記アンテナが受信した前記高周波信号のＳ／Ｎ比が所定の値以上の場合は、前記ゲイン制御回路の出力信号をｍビット未満で処理することを特徴とするＲＦ受信回路。
【００１０】
この構成によれば、ＲＦ受信回路の起動時にはｎ次フィルタと自動ゲイン制御回路が接続されているので高い受信感度を得ることができ、アンテナが受信した高周波信号のＳ／Ｎ比が所定の値以上になったら、消費電力の少ない１次フィルタ及びゲイン制御回路に切り換え、さらに、アナログ−デジタル変換回路のビット数を下げて動作させることができるので消費電力の低減化を実現できる。
【００１１】
［適用例３］
上記に記載のＲＦ受信回路において、前記周波数シンセサイザ回路は、電圧制御発振器と位相ロックループ回路とを含み、前記アンテナが受信した前記高周波信号のＳ／Ｎ比が前記所定の値未満の場合は、前記低雑音増幅回路及び前記電圧制御発振器に所定の電流が流れるようにし、前記アンテナが受信した前記高周波信号のＳ／Ｎ比が前記所定の値以上の場合は、前記低雑音増幅回路及び前記電圧制御発振器に前記所定の電流未満の電流が流れるようにすることを特徴とするＲＦ受信回路。
【００１２】
この構成によれば、ＲＦ受信回路の起動時にはｎ次フィルタと自動ゲイン制御回路が接続されているので高い受信感度を得ることができ、アンテナが受信した高周波信号のＳ／Ｎ比が所定の値以上になったら、消費電力の少ない１次フィルタ及びゲイン制御回路に切り換え、さらに、低雑音増幅回路及び電圧制御発振器に流れる電流を少なくして動作させることができるので消費電力の低減化を実現できる。
【００１３】
［適用例４］
上記に記載のＲＦ受信回路において、前記切換部は、前記アンテナが受信した前記高周波信号のＳ／Ｎ比が前記所定の値未満の場合は、前記１次フィルタ及び前記ゲイン制御回路への電源供給を停止し、前記アンテナが受信した前記高周波信号のＳ／Ｎ比が前記所定の値以上の場合は、前記ｎ次フィルタ及び前記自動ゲイン制御回路への電源供給を停止することを特徴とするＲＦ受信回路。
【００１４】
この構成によれば、ＲＦ受信回路の起動時にはｎ次フィルタと自動ゲイン制御回路が接続されているので高い受信感度を得ることができ、アンテナが受信した高周波信号のＳ／Ｎ比が所定の値以上になったら、消費電力の少ない１次フィルタ及びゲイン制御回路に切り換え、さらに、使用しないｎ次フィルタ及び自動ゲイン制御回路への電源供給を停止して動作させることができるので消費電力の低減化を実現できる。
【００１５】
［適用例５］
上記に記載のＲＦ受信回路において、前記ＲＦ受信回路の前記切換部は、起動時には前記第１の接続状態であることを特徴とするＲＦ受信回路。
【００１６】
この構成によれば、ＲＦ受信回路の起動時にはｎ次フィルタと自動ゲイン制御回路が接続されているので高い受信感度を得ることができ、アンテナが受信した高周波信号のＳ／Ｎ比が所定の値以上になったら、消費電力の少ない１次フィルタ及びゲイン制御回路に切り換えて動作させることができるので消費電力の低減化を実現できる。
【００１７】
［適用例６］
上記に記載のＲＦ受信回路を備えたことを特徴とするＧＰＳ受信機。
【００１８】
この構成によれば、アンテナが受信した高周波信号のＳ／Ｎ比が所定の値以上の場合は、消費電力の少ない１次フィルタ及びゲイン制御回路に切り換えて動作させることができるので消費電力の低減化を実現するＧＰＳ受信機を供給できる。
【００１９】
［適用例７］
上記に記載のＧＰＳ受信機を備えたことを特徴とする電子機器。
【００２０】
この構成によれば、アンテナが受信した高周波信号のＳ／Ｎ比が所定の値以上の場合は、消費電力の少ない１次フィルタ及びゲイン制御回路に切り換えて動作させることができるので消費電力の低減化を実現する電子機器を供給できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、ＲＦ受信回路を備えたＧＰＳ受信機の実施形態について図面に従って説明する。
【００２２】
（第１実施形態）
＜ＧＰＳ受信機の構成＞
先ず、第１実施形態に係るＲＦ受信回路を備えたＧＰＳ受信機の構成について、図１を参照して説明する。図１は、第１実施形態に係るＲＦ受信回路を備えたＧＰＳ受信機の構成を示す回路図である。
【００２３】
図１に示すように、ＧＰＳ受信機１は、ＲＦ受信回路１００と、ベースバンド処理回路２００と、測位衛星からの高周波信号を受信するアンテナ１０と、電源２０と、から構成されている。
【００２４】
ＲＦ受信回路１００は、低雑音増幅回路（ＬＮＡ：Low Noise Amplifier）１０１と、周波数シンセサイザ回路１０８と、乗算回路１０２と、切換部を構成するスイッチ回路１０３，１０５，１０７，１１５と、ｎ次（ｎは２以上の整数）フィルタ１０４と、自動ゲイン制御（ＡＧＣ：Automatic Gain Control）回路１０６と、１次フィルタ１１１と、ゲイン制御（ＧＣ： Gain Control）回路１１２と、ｍ＝２ビットのアナログ−デジタル変換回路（ＡＤＣ：Analog-to-Digital Converter）１１３，１１４と、電流源１１６，１１７と、から構成されている。
【００２５】
ベースバンド処理回路２００は、コリレータ２０１と、Ｓ／Ｎ計算部２０２と、判定部２０３と、から構成されている。
【００２６】
ＬＮＡ１０１は、アンテナ１０が受信した高周波信号ｆ１を増幅し増幅信号ｆ２を出力する。周波数シンセサイザ回路１０８は、ＶＣＯ１０９とＰＬＬ（Phase-locked loop）１１０とから構成され、所定の周波数の正弦波信号ｆ４を出力する。乗算回路１０２は、増幅信号ｆ２と正弦波信号ｆ４とを乗算した乗算信号ｆ３を出力する。
【００２７】
スイッチ回路１０３は、入力端子ｉが乗算回路１０２の出力端子と接続され、出力端子ａがｎ次フィルタ１０４の入力端子と接続され、出力端子ｂが１次フィルタ１１１の入力端子と接続されている。スイッチ回路１０５は、入力端子ｉが電源線ＶＤＤと接続され、出力端子ａがｎ次フィルタ１０４及びＡＧＣ回路１０６の電源供給端子と接続され、出力端子ｂが１次フィルタ１１１及びＧＣ回路１１２の電源供給端子と接続されている。スイッチ回路１０７は、入力端子ａがＡＧＣ回路１０６の出力端子と接続され、入力端子ｂがＧＣ回路１１２の出力端子と接続され、出力端子ｏがＡＤＣ１１３とスイッチ回路１１５の入力端子と接続されている。
【００２８】
ｎ次フィルタ１０４は、ＲＣフィルタをｎ段（ｎは２以上の整数）重ねて構成され、スイッチ回路１０３の入力端子ｉと出力端子ａが接続状態となった場合に乗算信号ｆ３をフィルタリングしたフィルタ信号ｆ５を出力する。ＡＧＣ回路１０６は、ｎ次フィルタ１０４の出力端子と縦続接続され、フィルタ信号ｆ５のゲインを自動調整したゲイン信号ｆ６を出力する。
【００２９】
１次フィルタ１１１は、１段のＲＣフィルタで構成され、スイッチ回路１０３の入力端子ｉと出力端子ｂが接続状態となった場合に乗算信号ｆ３をフィルタリングしたフィルタ信号ｆ７を出力する。ＧＣ回路１１２は、１次フィルタ１１１の出力端子と縦続接続され、フィルタ信号ｆ７のゲインを調整したゲイン信号ｆ８を出力する。
【００３０】
ＡＤＣ１１３は、スイッチ回路１０７の入力端子ａと出力端子ｏが接続状態となった場合にゲイン信号ｆ６をアナログ−デジタル変換した符号ビット信号ＳＩＧＮを出力する。一方、ＡＤＣ１１３は、スイッチ回路１０７の入力端子ｂと出力端子ｏが接続状態となった場合にゲイン信号ｆ８をアナログ−デジタル変換した符号ビット信号ＳＩＧＮを出力する。ＡＤＣ１１４は、スイッチ回路１０７の入力端子ａと出力端子ｏが接続状態かつスイッチ回路１１５が接続状態となった場合にゲイン信号ｆ６をアナログ−デジタル変換した振幅ビット信号ＭＡＧを出力する。
【００３１】
電流源１１６は、ＬＮＡ１０１に流れる電流量を調整する。電流源１１７は、ＶＣＯ１０９に流れる電流量を調整する。
【００３２】
コリレータ２０１は、符号ビット信号ＳＩＧＮと振幅ビット信号ＭＡＧとから相関信号ｆ９を出力する。Ｓ／Ｎ計算部２０２は、相関信号ｆ９から高周波信号ｆ１のＳ／Ｎ比を求めた信号Ｓ／Ｎを出力する。判定部２０３は、図３に示すように、信号Ｓ／Ｎが所定の値Ｖｔｈ未満である期間Ｔ１の場合にスイッチ信号ＳＷＣをＨレベルにし、信号Ｓ／Ｎが所定の値Ｖｔｈ以上である期間Ｔ２の場合にスイッチ信号ＳＷＣをＬレベルにする。
【００３３】
スイッチ回路１０３，１０５は、スイッチ信号ＳＷＣがＨレベルの時に入力端子ｉと出力端子ａとが接続状態となり、スイッチ信号ＳＷＣがＬレベルの時に入力端子ｉと出力端子ｂとが接続状態となる。スイッチ回路１０７は、スイッチ信号ＳＷＣがＨレベルの時に入力端子ａと出力端子ｏとが接続状態となり、スイッチ信号ＳＷＣがＬレベルの時に入力端子ｂと出力端子ｏとが接続状態となる。スイッチ回路１１５は、スイッチ信号ＳＷＣがＨレベルの時に入力端子と出力端子とが接続状態となり、スイッチ信号ＳＷＣがＬレベルの時に入力端子と出力端子とが非接続状態となる。電流源１１６，１１７は、スイッチ信号ＳＷＣがＨレベルの時に通常の電流が流れる状態となり、スイッチ信号ＳＷＣがＬレベルの時に通常に比べ少ない電流が流れる状態となる。
【００３４】
図１は、スイッチ信号ＳＷＣがＨレベルの場合のスイッチ回路１０３，１０５，１０７，１１５の状態（第１の接続状態）を示し、図２は、スイッチ信号ＳＷＣがＬレベルの場合のスイッチ回路１０３，１０５，１０７，１１５の状態（第２の接続状態）を示している。
【００３５】
図１に示すように、スイッチ信号ＳＷＣがＨレベルの場合は、スイッチ回路１０５によりｎ次フィルタ１０４及びＡＧＣ回路１０６の電源供給端子と電源線ＶＤＤとが接続され、スイッチ回路１０３により乗算回路１０２が出力する乗算信号ｆ３がｎ次フィルタ１０４に入力され、ｎ次フィルタ１０４が出力するフィルタ信号ｆ５がＡＧＣ回路１０６に入力され、スイッチ回路１０７，１１５によりＡＧＣ回路１０６が出力するゲイン信号ｆ６がＡＤＣ１１３，１１４に入力される。また、スイッチ回路１０５により１次フィルタ１１１及びＧＣ回路１１２の電源供給端子と電源線ＶＤＤとが非接続となる。さらに、電流源１１６，１１７は、通常の電流が流れる状態となる。
【００３６】
一方、図２に示すように、スイッチ信号ＳＷＣがＬレベルの場合は、スイッチ回路１０５により１次フィルタ１１１及びＧＣ回路１１２の電源供給端子と電源線ＶＤＤとが接続され、スイッチ回路１０３により乗算回路１０２が出力する乗算信号ｆ３が１次フィルタ１１１に入力され、１次フィルタ１１１が出力するフィルタ信号ｆ７がＧＣ回路１１２に入力され、スイッチ回路１０７，１１５によりＧＣ回路１１２が出力するゲイン信号ｆ８がＡＤＣ１１３のみに入力される。また、スイッチ回路１０５によりｎ次フィルタ１０４及びＡＧＣ回路１０６の電源供給端子と電源線ＶＤＤとが非接続となる。さらに、電流源１１６，１１７は、通常に比べ少ない電流が流れる状態となる。
【００３７】
図３の期間Ｔ１ではＳ／Ｎ比が所定の値Ｖｔｈ未満であり、高周波信号ｆ１のＳ／Ｎ比が悪いので、図１の接続状態にすることにより高周波信号ｆ１の受信感度を高める必要がある。一方、期間Ｔ２ではＳ／Ｎ比が所定の値Ｖｔｈ以上であり、高周波信号ｆ１のＳ／Ｎ比が良いので、図２の接続状態にすることにより高周波信号ｆ１の受信感度を下げて消費電力を下げることができる。
【００３８】
以上に述べた本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
【００３９】
本実施形態では、図３に示すように、期間Ｔ１ではＳ／Ｎ比が所定の値Ｖｔｈ未満であり、高周波信号ｆ１のＳ／Ｎ比が悪いので、図１の接続状態にすることにより高周波信号ｆ１の受信感度を高める必要がある。一方、期間Ｔ２ではＳ／Ｎ比が所定の値Ｖｔｈ以上であり、高周波信号ｆ１のＳ／Ｎ比が良いので、図２の接続状態にすることにより高周波信号ｆ１の受信感度を下げて消費電力を下げることができる。
【００４０】
以上、ＧＰＳ受信機の実施形態を説明したが、こうした実施の形態に何ら限定されるものではなく、趣旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施し得ることができる。以下、変形例を挙げて説明する。
【００４１】
（変形例１）ＧＰＳ受信機を使った電子機器の例について説明する。図４は、変形例１に係るＧＰＳ受信機を使った電子機器である携帯電話の構成を示す概略図である。携帯電話１２００は、操作ボタンなどを備えた本体部１２１０と、液晶パネルなどを備えた表示部１２２０とが、ヒンジ部１２３０によって折りたたみ可能なように接続されている。本体部１２１０には、図示しないＧＰＳ受信機１が内蔵され、携帯電話１２００の現在の位置情報を知ることができる。なお、ＧＰＳ受信機１を使った電子機器は、他に小型電池駆動で低消費電力が必要とされる腕時計、ＰＤＡ、携帯音楽プレーヤーなどにも適応できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第１実施形態に係るＲＦ受信回路を備えたＧＰＳ受信機の構成を示す回路図。
【図２】ＲＦ受信回路のスイッチ回路の別の接続状態を示す回路図。
【図３】判定部の動作を説明するタイミング図。
【図４】変形例１に係るＧＰＳ受信機を使った電子機器である携帯電話の構成を示す概略図。
【符号の説明】
【００４３】
１…ＧＰＳ受信機、１０…アンテナ、２０…電源、１００…ＲＦ受信回路、１０１…ＬＮＡ、１０２…乗算回路、１０３，１０５，１０７，１１５…スイッチ回路、１０４…ｎ次フィルタ、１０６…ＡＧＣ回路、１０８…周波数シンセサイザ回路、１０９…ＶＣＯ、１１０…ＰＬＬ、１１１…１次フィルタ、１１２…ＧＣ回路、１１３，１１４…ＡＤＣ、１１６，１１７…電流源、２００…ベースバンド処理回路、２０１…コリレータ、２０２…Ｓ／Ｎ計算部、２０３…判定部、１２００…携帯電話、１２１０…本体部、１２２０…表示部、１２３０…ヒンジ部。
【図１】
2010088086.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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