(57)【要約】【課題】低消費電力なＲＦ受信機。【解決手段】アンテナ１０が受信した高周波信号ｆ１をダウンコンバートしたアナログ信号ｆ２を出力するアナログ回路１００と、サンプリングクロックＳＣＬＫを生成する発振器１１０と、サンプリングクロックＳＣＬＫに基づきアナログ信号ｆ２をデジタル信号ｆ３に変換するアナログ−デジタル変換回路１０３と、サンプリングクロックＳＣＬＫを分周した分周クロックｈＣＬＫを生成する分周器１３０と、アナログ−デジタル変換回路１０３がアナログ信号ｆ２をデジタル信号ｆ３に変換していない期間に分周クロックｈＣＬＫを遅延させた動作クロックＤＣＬＫを発生するタイミング調整回路１４０と、サンプリングクロックＳＣＬＫ及び動作クロックＤＣＬＫに基づき外部から供給される第１の電源電圧ＶＤＤを第２の電源電圧ｈＶＤＤに変換するＤＣ−ＤＣコンバータ部２００と、を含むＲＦ受信機１。【選択図】図１
2010062891.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ダウンコンバートしたアナログ信号を出力するアナログ回路と、
前記アナログ信号をデジタル信号に変換するためのサンプリングクロックを生成する発振器と、
前記サンプリングクロックに基づき前記アナログ信号を前記デジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換回路と、
前記サンプリングクロックを分周した分周クロックを生成する分周器と、
前記アナログ−デジタル変換回路が前記アナログ信号を前記デジタル信号に変換していない期間に前記分周クロックを遅延させた動作クロックを発生するタイミング調整回路と、
前記サンプリングクロック及び前記動作クロックに基づき第１の電源電圧を第２の電源電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ部と、
を含み、
前記アナログ−デジタル変換回路は、前記第２の電源電圧で動作する、
ことを特徴とするＲＦ受信機。
【請求項２】
請求項１に記載のＲＦ受信機において、
前記ＤＣ−ＤＣコンバータ部は、
前記サンプリングクロックに基づき出力する波形電圧を昇圧し、前記動作クロックに基づき前記波形電圧を放電する波形電圧生成回路と、
前記波形電圧と所定の閾値電圧とを比較し比較信号を出力する比較器と、
前記比較信号に基づき前記第１の電源電圧を前記第２の電源電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータと、
を含む、
ことを特徴とするＲＦ受信機。
【請求項３】
請求項１または２に記載のＲＦ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受信機及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＲＦ受信機の電源として、例えば特許文献１に示すようにレギュレータ回路が用いられていた。レギュレータ回路はノイズの発生量が小さいので、ノイズに弱いＲＦ受信機の電源には適している。しかしながら、レギュレータ回路は電圧を降下させるが、負荷に流れるのと同じ電流量がレギュレータ回路にも流れるため大きな電力を消耗してしまうという問題があり、電池駆動の携帯電子機器で使うには不向きである。例えば、３Ｖの電池の電圧を１．５ＶのＲＦ受信機にレギュレータ回路を用いて供給する場合、ＲＦ受信機で消費されるのとほぼ同じ電力がレギュレータ回路で消耗され、電池出力の半分がレギュレータ回路において消費され、さらに熱を発生するので大変非効率的である。
【０００３】
この問題を解決するために、レギュレータ回路の替わりにＤＣ−ＤＣコンバータ回路をＲＦ受信機に用いる方法がある。ＲＦ受信機にＤＣ−ＤＣコンバータ回路を使えば、レギュレータ回路を使った場合の１０分の１の消費電力に抑えることができる。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２５２８２０号公報（図１）
【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、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路は、チャージポンプなどの回路をパルスクロックで駆動するため、大きなリップルが出力電源電圧に重畳され、さらにＤＣ−ＤＣコンバータ回路自体が大きなノイズ電磁波を空中に放射するので、空中に放射されたノイズ電磁波がＲＦ受信機のアンテナに混入し、アンテナが受信した信号のＳ／Ｎ比を低下させ無線受信感度を劣化させてしまうという課題がある。
【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ダウンコンバートしたアナログ信号を出力するアナログ回路と、前記アナログ信号をデジタル信号に変換するためのサンプリングクロックを生成する発振器と、前記サンプリングクロックに基づき前記アナログ信号を前記デジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換回路と、前記サンプリングクロックを分周した分周クロックを生成する分周器と、前記アナログ−デジタル変換回路が前記アナログ信号を前記デジタル信号に変換していない期間に前記分周クロックを遅延させた動作クロックを発生するタイミング調整回路と、前記サンプリングクロック及び前記動作クロックに基づき第１の電源電圧を第２の電源電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ部と、を含み、前記アナログ−デジタル変換回路は、前記第２の電源電圧で動作する、ことを特徴とするＲＦ受信機。
【０００８】
この構成によれば、動作クロックをアナログ信号からデジタル信号に変換する期間をずらして設定することによりＤＣ−ＤＣコンバータ部で発生するリップルやノイズ電磁波による影響を受けないので無線受信感度を良好に維持し、従来のレギュレータ回路の替わりにＤＣ−ＤＣコンバータ部を使うことにより消費電力を大幅に抑えることができる。
【０００９】
［適用例２］
上記に記載のＲＦ受信機において、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ部は、前記サンプリングクロックに基づき出力する波形電圧を昇圧し、前記動作クロックに基づき前記波形電圧を放電する波形電圧生成回路と、前記波形電圧と所定の閾値電圧とを比較し比較信号を出力する比較器と、前記比較信号に基づき前記第１の電源電圧を前記第２の電源電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータと、を含む、ことを特徴とするＲＦ受信機。
【００１０】
この構成によれば、動作クロックをアナログ信号からデジタル信号に変換する期間をずらして設定することによりＤＣ−ＤＣコンバータ部で発生するリップルやノイズ電磁波による影響を受けないので無線受信感度を良好に維持し、従来のレギュレータ回路の替わりにＤＣ−ＤＣコンバータ部を使うことにより消費電力を大幅に抑えることができる。
【００１１】
［適用例３］
上記に記載のＲＦ受信機を備えたことを特徴とする電子機器。
【００１２】
この構成によれば、動作クロックをアナログ信号からデジタル信号に変換する期間をずらして設定することによりＤＣ−ＤＣコンバータ部で発生するリップルやノイズ電磁波による影響を受けないので無線受信感度を良好に維持し、従来のレギュレータ回路の替わりにＤＣ−ＤＣコンバータ部を使うことにより消費電力を大幅に抑えることができる電子機器を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、ＲＦ受信機の実施形態について図面に従って説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
＜ＲＦ受信機の構成＞
先ず、第１実施形態に係るＲＦ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受信機の構成を示す回路図である。
【００１５】
図１に示すように、ＲＦ受信機１は、アンテナ１０と、電源２０と、アナログ回路１００と、発振器１１０と、アナログ−デジタル変換回路（ＡＤＣ： Analog-to-Digital Converter）１０３と、ベースバンド処理部１２０と、分周器１３０と、タイミング調整回路１４０と、ＤＣ−ＤＣコンバータ部２００と、から構成されている。
【００１６】
アナログ回路１００は、低雑音増幅回路（ＬＮＡ：Low Noise Amplifier）１０１とフィルタ回路１０２とから構成されており、アンテナ１０が受信した高周波信号ｆ１をダウンコンバートしたアナログ信号ｆ２を出力する。ＡＤＣ１０３は、発振器１１０が生成するサンプリングクロックＳＣＬＫに基づきアナログ信号ｆ２をデジタル信号ｆ３に変換する。ベースバンド処理部１２０は、サンプリングクロックＳＣＬＫに基づきデジタル信号ｆ３からデータ信号ｆ４を生成し出力する。
【００１７】
分周器１３０は、サンプリングクロックＳＣＬＫを分周した分周クロックｈＣＬＫを生成する。本実施形態では、分周器１３０はサンプリングクロックＳＣＬＫを１／４分周した分周クロックｈＣＬＫを生成する。タイミング調整回路１４０は、インバータなどの遅延回路で構成され、分周クロックｈＣＬＫを遅延させた動作クロックＤＣＬＫを発生する。ＤＣ−ＤＣコンバータ部２００は、サンプリングクロックＳＣＬＫ及び動作クロックＤＣＬＫに基づき電源２０が出力する第１の電源電圧ＶＤＤを第２の電源電圧ｈＶＤＤに変換する。ＡＤＣ１０３は、第２の電源電圧ｈＶＤＤで動作する。
【００１８】
＜ＤＣ−ＤＣコンバータ部の構成＞
次に、ＤＣ−ＤＣコンバータ部の構成について図２を参照して説明する。図２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ部の構成を示す回路図である。
【００１９】
ＤＣ−ＤＣコンバータ部２００は、波形電圧生成回路２１０と、比較器２２０と、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３０と、から構成されている。波形電圧生成回路２１０は、ＮＰＮバイポーラトランジスタ２１１，２１２と電解コンデンサ２１３とから構成されている。
【００２０】
ＮＰＮバイポーラトランジスタ２１１は、コレクタ端子が第１の電源電圧ＶＤＤに接続され、ベース端子にはサンプリングクロックＳＣＬＫが入力され、エミッタ端子が出力線２１４に接続されている。ＮＰＮバイポーラトランジスタ２１２は、コレクタ端子が出力線２１４に接続され、ベース端子には動作クロックＤＣＬＫが入力され、エミッタ端子が接地されている。電解コンデンサ２１３は、一方の端子が出力線２１４に接続され、他方の端子が接地されている。
【００２１】
波形電圧生成回路２１０は、サンプリングクロックＳＣＬＫがＨレベルの期間に電解コンデンサ２１３に電圧を蓄え、動作クロックＤＣＬＫがＨレベルの期間に電解コンデンサ２１３の電圧を放電する。波形電圧生成回路２１０は、このようにして生成される波形電圧ＳＷを出力線２１４から出力する。
【００２２】
比較器２２０は、一方の入力端子（＋）が出力線２１４と接続され、他方の入力端子（−）には所定の閾値電圧Ｖｔｈが入力され、出力端子から波形電圧ＳＷと閾値電圧Ｖｔｈとを比較した比較信号ＣＭＰを出力する。
【００２３】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２３０は、ＮＰＮバイポーラトランジスタ２３１と、ダイオード２３２と、チョークコイル２３３と、電解コンデンサ２３４と、から構成されている。本実施形態では、降圧型のＤＣ−ＤＣコンバータ２３０を用い、第１の電源電圧ＶＤＤを第２の電源電圧ｈＶＤＤに降圧する。例えば、第１の電源電圧ＶＤＤを３Ｖとすると、第２の電源電圧ｈＶＤＤは１．５Ｖに降圧するものとする。
【００２４】
ＮＰＮバイポーラトランジスタ２３１は、コレクタ端子が第１の電源電圧ＶＤＤに接続され、ベース端子には比較信号ＣＭＰが入力され、エミッタ端子が配線２３５に接続されている。ダイオード２３２は、アノード側が接地され、カソード側が配線２３５に接続されている。チョークコイル２３３は、配線２３５と配線２３６との間に接続されている。電解コンデンサ２３４は、一方の端子が配線２３６に接続され、他方の端子が接地されている。
【００２５】
＜ＤＣ−ＤＣコンバータ部の動作＞
次に、ＤＣ−ＤＣコンバータ部の動作について図３を参照して説明する。図３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ部の動作を示すタイミング図である。
【００２６】
図３に示すように、発振器１１０は、周期ｈ１のサンプリングクロックＳＣＬＫを生成している。分周器１３０は、サンプリングクロックＳＣＬＫを１／４分周し、周期ｈ４＝ｈ１×４の分周クロックｈＣＬＫを生成する。ＡＤＣ１０３は、サンプリングクロックＳＣＬＫがＨレベルの期間ｔ２〜ｔ３などにアナログ信号ｆ２をデジタル信号ｆ３に変換する。タイミング調整回路１４０は、サンプリングクロックＳＣＬＫがＬレベルの期間ｔ３〜ｔ４など（つまりＡＤＣ１０３がアナログ−デジタル変換していない期間）に分周クロックｈＣＬＫを遅延させた動作クロックＤＣＬＫを生成する。
【００２７】
波形電圧生成回路２１０は、動作クロックＤＣＬＫがＬレベルの期間ｔ０〜ｔ３にサンプリングクロックＳＣＬＫにより順次昇圧された波形電圧ＳＷを出力する。次に、期間ｔ３〜ｔ４に動作クロックＤＣＬＫがＨレベルとなるので、電解コンデンサ２１３に蓄えられた波形電圧ＳＷが放電される。以降、期間ｔ４〜ｔ６で順次昇圧され期間ｔ６〜ｔ７で放電される動作が繰り返される。
【００２８】
比較器２２０は、波形電圧ＳＷが閾値電圧Ｖｔｈ以上の時にＨレベルの比較信号ＣＭＰを出力し、波形電圧ＳＷが閾値電圧Ｖｔｈ未満の時にＬレベルの比較信号ＣＭＰを出力する。図３において、比較器２２０は、期間ｔ０〜ｔ１は波形電圧ＳＷが閾値電圧Ｖｔｈ未満なのでＬレベルの比較信号ＣＭＰを出力する。一方、期間ｔ１〜ｔ３は波形電圧ＳＷが閾値電圧Ｖｔｈ以上なのでＨレベルの比較信号ＣＭＰを出力する。以降、同様に期間ｔ３〜ｔ５はＬレベルの比較信号ＣＭＰを出力し、期間ｔ５〜ｔ６はＨレベルの比較信号ＣＭＰを出力する。
【００２９】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２３０は、比較信号ＣＭＰに基づき、第１の電源電圧ＶＤＤを降圧した第２の電源電圧ｈＶＤＤを出力する。ＤＣ−ＤＣコンバータ２３０は、比較信号ＣＭＰがＨレベルからＬレベルに遷移した時点でリップルやノイズ電磁波を放出するが、ＡＤＣ１０３がアナログ−デジタル変換をしていない期間なので影響を受けない。
【００３０】
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。
【００３１】
本実施形態では、動作クロックＤＣＬＫをアナログ信号ｆ２からデジタル信号ｆ３に変換する期間をずらして設定することによりＤＣ−ＤＣコンバータ部２００で発生するリップルやノイズ電磁波による影響を受けないので無線受信感度を良好に維持し、従来のレギュレータ回路の替わりにＤＣ−ＤＣコンバータ部２００を使うことにより消費電力を大幅に抑えることができる。
【００３２】
以上、ＲＦ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。
【００３３】
（変形例１）ＲＦ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ＲＦ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ＲＦ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、ＲＦ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】
【００３４】
【図１】第１実施形態に係るＲＦ受信機の構成を示す回路図。
【図２】ＤＣ−ＤＣコンバータ部の構成を示す回路図。
【図３】ＤＣ−ＤＣコンバータ部の動作を示すタイミング図。
【図４】変形例１に係るＲＦ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】
【００３５】
１…ＲＦ受信機、１０…アンテナ、２０…電源、１００…アナログ回路、１０２…フィルタ回路、１０３…ＡＤＣ、１１０…発振器、１２０…ベースバンド処理部、１３０…分周器、１４０…タイミング調整回路、２００…ＤＣコンバータ部、２１０…波形電圧生成回路、２１１，２１２…ＮＰＮバイポーラトランジスタ、２１３…電解コンデンサ、２１４…出力線、２２０…比較器、２３０…ＤＣコンバータ、２３１…ＮＰＮバイポーラトランジスタ、２３２…ダイオード、２３３…チョークコイル、２３４…電解コンデンサ、２３５，２３６…配線、１２００…携帯電話、１２１０…本体部、１２２０…表示部、１２３０…ヒンジ部。
【図１】
2010062891.tif 000003
【図２】
2010062891.tif 000004
【図３】
2010062891.tif 000005
【図４】
2010062891.tif 000006