(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波増幅器あるいは混合器、またはそれらの両方に能動素子としてＦＥＴを使用した受信機において、
スケルチ制御信号により制御され、受信機のスケルチ開時とスケルチ閉時とで前記ＦＥＴのソース電流値を切り替え、スケルチ閉時はスケルチ開時に比較して前記ＦＥＴのソース電流値を減少させるソース電流切り替え回路を設け、
スケルチ開時のソース電流値とスケルチ閉時のソース電流値とで前記ＦＥＴの回路のゲインが同一であることを特徴とする受信機。
【請求項２】
ソース電流切り替え回路は、一対のソース抵抗を切り替え手段で切り替えるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の受信機。
【請求項３】
ソース電流切り替え回路は、前記ＦＥＴのソース端子に接続された第１のソース抵抗に対して第２のソース抵抗をスイッチ回路で接続または切り離すように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の受信機。
【請求項４】
ソース電流切り替え回路は、スケルチ開時、受信機のインタモジュレーション・リジェクションを確保するインタセプトポイント（ＩＰ）を得ることができるソース電流値に前記ＦＥＴのソース電流値を設定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の受信機。
【請求項５】
受信機のスケルチを開く信号が受信されたとき、スケルチを開く処理をする前にスケルチ制御信号でソース電流切り替え回路を制御して前記ＦＥＴのソース電流値をスケルチ開時のソース電流値に切り替え、その状態で受信信号レベルを確認してレベルがスケルチ開放レベル以上ならばスケルチを開き、レベルがスケルチ開放レベルを下回ればスケルチを閉じたままとすることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の受信機。
【請求項６】
バッテリーセーブ機能を備えた受信機において、前記のソース電流切り替え回路を追加する構成により、消費電流の改善効果を高めることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の受信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波増幅器あるいは混合器、またはそれらの両方に能動素子としてＦＥＴを使用した受信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＶＨＦ帯やＵＨＦ帯の携帯型無線機などに使用される一般的なＦＭ受信機のブロック図を図７に示す。このＦＭ受信機においては、アンテナ１で受信された信号が帯域フィルタ２を介して高周波増幅器３に供給され、高周波増幅される。高周波増幅された信号は帯域フィルタ４を介して第１混合器５に供給され、第１中間周波数に変換される。第１中間周波数の信号はＭＣＦ（帯域フィルタ）６を介して中間周波増幅器７に供給され、中間周波増幅される。中間周波増幅された信号は第２混合器８に供給されて第２中間周波数に変換された後、セラミックフィルタ（帯域フィルタ）９とリミッタ増幅器１０を介して検波回路１１に供給され、検波される。そして、検波出力がバッファ増幅器１２を介して出力される。また、リミッタ増幅器１０の出力を受けてキャリア検出回路１３によりキャリアのレベルが検出され、その結果から、図示しないスケルチ回路を制御するスケルチ制御信号が出力される。
【０００３】
このようなＦＭ受信機の高周波増幅器３および第１混合器５には、能動素子としてＦＥＴを使用する場合が多い。図８は、能動素子としてＦＥＴを使用した従来の高周波増幅器３を示す回路図である。この高周波増幅器３では、入力信号がマッチング回路２１を介してデュアルゲートＦＥＴ２２の第１ゲートに入力される。電源と接地間にはバイアス抵抗２３，２４が直列接続され、このバイアス抵抗回路の分圧点がデュアルゲートＦＥＴ２２の第２ゲートに接続される。デュアルゲートＦＥＴ２２のドレイン端子は負荷抵抗２５を介して電源に接続されるとともに、マッチング回路２６を介して出力端子２７に接続される。一方、デュアルゲートＦＥＴ２２のソース端子はソース抵抗２８を介して接地される。ソース抵抗２８とバイアス抵抗２４にはそれぞれ並列にバイパスコンデンサ２９，３０が接続される。
【０００４】
このような高周波増幅器３と前記第１混合器５の性能（インタモジュレーション（ＩＭ）もしくはインタセプトポイント（ＩＰ））は受信機のインタモジュレーション・リジェクション（相互変調）に大きくかかわっており、従来は高周波増幅器３と第１混合器５のＩＰを高くして、受信機のインタモジュレーション・リジェクションを確保していた。その場合、高周波増幅器３と第１混合器５でＩＰを高くするには、ソース抵抗（図８では符号２８で示される）の抵抗値を下げて、ＦＥＴ（図８では符号２２で示される）のソース電流を多く流すことが必要であった。例えば、図８の高周波増幅器３でＦＥＴ２２として３ＳＫ２７４（ガリウムヒ素、デュアルゲートＦＥＴ）を使用した場合、ＩＰを高くするためには、ソース抵抗２８を６８Ωとして、９．５ｍＡのソース電流を流す必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、高周波増幅器３や第１混合器５のＩＰを高くして、受信機のインタモジュレーション・リジェクションを確保するために、高周波増幅器３や第１混合器５で使用しているＦＥＴのソース抵抗の抵抗値を下げて、ＦＥＴのソース電流を多く流すと、その分、電池（電源）の寿命が短くなる問題点があった。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的は、高周波増幅器や混合器のＩＰを高くして受信機のインタモジュレーション・リジェクションを確保することができるとともに、電流消費を少なくして電池寿命を長くすることができる受信機を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の受信機は、高周波増幅器あるいは混合器、またはそれらの両方に能動素子としてＦＥＴを使用した受信機において、スケルチ制御信号により制御され、受信機のスケルチ開時とスケルチ閉時とで前記ＦＥＴのソース電流値を切り替え、スケルチ閉時はスケルチ開時に比較して前記ＦＥＴのソース電流値を減少させるソース電流切り替え回路を設け、スケルチ開時のソース電流値とスケルチ閉時のソース電流値とで前記ＦＥＴの回路のゲインが同一であることを特徴とする。
【０００８】
上記受信機において、ソース電流切り替え回路は、一対のソース抵抗を切り替え手段で切り替えるように構成することができる。また、ソース電流切り替え回路は、前記ＦＥＴのソース端子に接続された第１のソース抵抗に対して第２のソース抵抗をスイッチ回路で接続または切り離すように構成することもできる。さらに、ソース電流切り替え回路は、スケルチ開時、受信機のインタモジュレーション・リジェクションを確保するインタセプトポイント（ＩＰ）を得ることができるソース電流値に前記ＦＥＴのソース電流値を設定する。さらに、受信機のスケルチを開く信号が受信されたとき、スケルチを開く処理をする前にスケルチ制御信号でソース電流切り替え回路を制御して前記ＦＥＴのソース電流値をスケルチ開時のソース電流値に切り替え、その状態で受信信号レベルを確認してレベルがスケルチ開放レベル以上ならばスケルチを開き、レベルがスケルチ開放レベルを下回ればスケルチを閉じたままとすることが好ましい。また、バッテリーセーブ機能を備えた受信機において、前記のソース電流切り替え回路を追加する構成により、消費電流の改善効果を高めることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に添付図面を参照して本発明による受信機の実施の形態を詳細に説明する。本発明による受信機の実施の形態の全体的構成は図７と同一である。そこで、受信機の全体的構成については説明を省略する。本発明による受信機の実施の形態においては、図７の高周波増幅器３が図１のように構成される。この高周波増幅器３では、図８の従来例のソース抵抗２８に代えて、ソース電流切り替え回路４１が設けられる。図１の高周波増幅器３のその他の部分は図８の従来例と同一であり、同一部分は図８と同一符号を付してその説明を省略する。
【００１０】
ソース電流切り替え回路４１は、第１ソース抵抗Ｒ１、第２ソース抵抗Ｒ２、切り替え手段としてのリレー４２で構成される。リレー４２は、図７のキャリア検出回路１３から出力されて受信機の図示しないスケルチ回路を制御するスケルチ制御信号により制御される。そして、リレー４２は、可動端子４２３がＦＥＴ２２のソース端子に接続される。また、リレー４２の第１固定端子４２１に第１ソース抵抗Ｒ１の一端が、リレー４２の第２固定端子４２２に第２ソース抵抗Ｒ２の一端がそれぞれ接続されており、第１および第２ソース抵抗Ｒ１，Ｒ２の他端は共に接地される。
【００１１】
このようなソース電流切り替え回路４１は、スケルチ制御信号によりリレー４２の接続状態が制御されることにより、受信機のスケルチ閉時（待受け時）とスケルチ開時（信号受信時）とでＦＥＴ２２のソース抵抗を第１ソース抵抗Ｒ１と第２ソース抵抗Ｒ２で切り替える。具体的には、スケルチ制御信号がスケルチを閉じるハイレベルになると、リレー４２の可動端子４２３がリレー４２の第１固定端子４２１に接続されるので、ＦＥＴ２２のソース端子にはソース抵抗として第１ソース抵抗Ｒ１が接続される。また、スケルチ制御信号がスケルチを開くローレベルになると、リレー４２の可動端子４２３がリレー４２の第２固定端子４２２に接続されるので、ＦＥＴ２２のソース端子にはソース抵抗として第２ソース抵抗Ｒ２が接続される。
【００１２】
そして、スケルチ開時、ＦＥＴ２２のソース端子に第２ソース抵抗Ｒ２が接続されると、この第２ソース抵抗Ｒ２の抵抗値が小さいので多くのソース電流がＦＥＴ２２に流れる。その結果、高周波増幅器３のＩＰを高くして、受信機のインタモジュレイション・リジェクションを確保できる。一方、スケルチ閉時、ＦＥＴ２２のソース端子に第１ソース抵抗Ｒ１が接続されると、この第１ソース抵抗Ｒ１の抵抗値が大きいのでＦＥＴ２２のソース電流が減少する。その結果、電池の消耗が減少して、電池の寿命が長くなる。
【００１３】
このように、上記のソース電流切り替え回路４１によれば、受信機のスケルチ開時（信号受信時）はＦＥＴ２２のソース電流を多くして高周波増幅器３のＩＰを高くすることにより、受信機のインタモジュレイション・リジェクションを確保することができるとともに、スケルチ閉時（待受け時）はＩＰを高くしなくてもよいのでＦＥＴ２２のソース電流を減らして消費電流を改善し、電池の寿命を長くすることができる。
【００１４】
いま、第１ソース抵抗Ｒ１の抵抗値を１８０Ω、第２ソース抵抗Ｒ２の抵抗値を６８Ωとすると、消費電流は、第１ソース抵抗Ｒ１のとき４．９ｍＡ、第２ソース抵抗Ｒ２のとき９．５ｍＡで、第１ソース抵抗Ｒ１に切り替えれば９．５−４．９＝４．６ｍＡの消費電流の改善がある。
【００１５】
したがって、電池の容量を１５００ｍＡｈ、第２ソース抵抗Ｒ２のときの受信消費電流を６３ｍＡとすると、第２ソース抵抗Ｒ２だけのときは（従来例はこれに相当する）電池の寿命は
１５００／６３＝２３．８時間＝２３時間４８分
となるが、本発明のソース電流切り替え回路４１により第１ソース抵抗Ｒ１に切り替える場合は、４．６ｍＡの消費電流の改善があるので、
１５００／（６３−４．６）＝２５．７時間＝２５時間４２分
となり、
２３時間４８分  →  ２５時間４２分
すなわち７．９８％の電池寿命の改善が得られる。
【００１６】
また、上記の例は高周波増幅器３の場合であるが、この高周波増幅器３だけでなく図７の第１混合器５のＦＥＴのソース電流も上記のソース電流切り替え回路４１で制御するようにすれば、
１５００／（６３−４．６×２）＝２７．９時間＝２５時間５４分
となり、
２３時間４８分  →  ２７時間５４分
すなわち１７．２％の電池寿命の改善が得られる。
【００１７】
なお、高周波増幅器３のゲインが変わるとスケルチが開、閉する受信信号レベルが変わってしまうので、スケルチ閉時、第１ソース抵抗Ｒ１を介して少ないソース電流がＦＥＴ２２に流れているときと、スケルチ開時、第２ソース抵抗Ｒ２を介して多くのソース電流がＦＥＴ２２に流れているときとで、高周波増幅器３のゲインが同一になるようにする。この点も満足するようにして第１ソース抵抗Ｒ１と第２ソース抵抗Ｒ２の抵抗値は次のようにして選定される。
【００１８】
ＦＥＴ２２を使用した高周波増幅器３の特性を調べる。具体的には、図２の特性図に示すように、ソース抵抗の抵抗値を可変したときの高周波増幅器３のゲイン、ＩＭもしくはＩＰ、ソース電流を測定する。そして、ソース抵抗の抵抗値を下げていき、ゲインが一定になるポイントＰ１の抵抗値を第１ソース抵抗Ｒ１の抵抗値とする。さらにソース抵抗の抵抗値を下げていき、ＩＭが一定となるポイントＰ２の抵抗値を第２ソース抵抗Ｒ２の抵抗値とする。このようにして選定した抵抗値が既に記した数値であり、第１ソース抵抗Ｒ１は１８０Ω、第２抵抗Ｒ２は６８Ωである。また、各抵抗値におけるソース電流が４．９ｍＡ、９．５ｍＡである。ゲインはいずれのソース電流値でも１４．８ｄＢで一定である。第１ソース抵抗Ｒ１のとき（スケルチ閉時）の３次のインターモジュレーションＩＭ３は５３．０ｄＢｃであるのに対し、第２ソース抵抗Ｒ２に切り替えたとき（スケルチ開時）の３次のインターモジュレーションＩＭ３は６５．５ｄＢｃである。
【００１９】
図３は本発明の他の実施の形態として他の高周波増幅器３を示す回路図である。この高周波増幅器３は、ソース電流切り替え回路４１の構成が図１と異なる。図３のソース電流切り替え回路４１では、ＦＥＴ２２のソース端子に接続された第１ソース抵抗Ｒ３に対して第２ソース抵抗Ｒ４をスイッチ回路４３で接続あるいは切り離すことにより、スケルチ開時（信号受信時）とスケルチ閉時（待受け時）とでＦＥＴ２２のソース電流値を変える。
【００２０】
このソース電流切り替え回路４１を詳述すると、このソース電流切り替え回路４１は、第１ソース抵抗Ｒ３、第２ソース抵抗Ｒ４、スイッチ回路４３としての第１、第２ダイオードＤ１，Ｄ２を有する。第１ソース抵抗Ｒ３は、ＦＥＴ２２のソース端子と接地間に接続される。第１ダイオードＤ１は、アノードがＦＥＴ２２のソース端子に接続される。第２ソース抵抗Ｒ４は、第１ダイオードＤ１のカソードと接地間に接続される。第２ダイオードＤ２は、アノードがスケルチ制御信号供給端子５１に接続され、カソードが第１ダイオードＤ１のカソードに接続される。
【００２１】
このようなソース電流切り替え回路４１においては、スケルチ開時（信号受信時）、スケルチ制御信号供給端子５１にスケルチ制御信号がローレベルで供給される。すると、図４に示すように、第２ダイオードＤ２がオフ、第１ダイオードＤ１がオンするので、第１ソース抵抗Ｒ３（例えば１８０Ω）に第２ソース抵抗Ｒ４（例えば約１１０Ω）が並列接続される。すると、ＦＥＴ２２のソース抵抗は、
（１８０×１１０）／（１８０＋１１０）≒６８Ω
と小さくなるので、ＦＥＴ２２にはソース電流が多く流れる。その結果、高周波増幅器３のＩＰが高くなり、受信機のインタモジュレイション・リジェクションが確保される。なお、図４のようなダイオードのオン、オフ動作とするには、端子５１に供給されるスケルチ制御信号のローレベルの電圧値を、ＦＥＴ２２のソース端子電圧からダイオードの順方向電圧を引いた値より低くする必要がある。ただし、ＦＥＴ２２のソース端子電圧値は、ダイオードの順方向電圧より高くする必要がある。
【００２２】
一方、スケルチ閉時（待受け時）は、スケルチ制御信号供給端子５１にスケルチ制御信号がハイレベルで供給される。すると、図５に示すように、第２ダイオードＤ２がオン、第１ダイオードＤ１がオフするので、第２ソース抵抗Ｒ４は第１ソース抵抗Ｒ３から切り離される。すると、ＦＥＴ２２のソース抵抗は第１ソース抵抗Ｒ３のみ、すなわち１８０Ωと大きくなるので、ＦＥＴ２２のソース電流が減少する。その結果、消費電流が改善され、電池の寿命が長くなる。なお、図５のようなダイオードのオン、オフ動作とするには、端子５１に供給されるスケルチ制御信号のハイレベルの電圧値を、ＦＥＴ２２のソース端子電圧からダイオードの順方向電圧を足した値より高くする必要がある。
【００２３】
なお、スケルチ閉時（待受け時）、ＦＥＴ２２のソース電流を少なくして高周波増幅器３のＩＰが低いと妨害信号でスケルチが開いてしまう可能性がある。そこで、これを回避する策として、図６に示すようなスケルチ制御方法とする。すなわち、スケルチを開く信号（希望信号または妨害信号）が受信されたとき、スケルチを開く処理をする前に、スケルチ制御信号でソース電流切り替え回路４１を制御してＦＥＴ２２のソース電流値をスケルチ開時のソース電流値に切り替え、高周波増幅器３のＩＰを上げる(ステップＳ１)。そして、その状態で受信信号レベルを確認し(ステップＳ２)、レベルがスケルチ開放レベル以上ならばスケルチを開き(ステップＳ３)、レベルがスケルチ開放レベルを下回ればスケルチを閉じたままとする(ステップＳ４)。このような方法によれば、ＩＰを上げた状態で受信信号レベルを確認するようにしたので、妨害信号を排除して、希望信号のみでスケルチを開くことができる。
【００２４】
以上、好ましい実施の形態から本発明を詳述した。上記の実施の形態は本発明（ソース電流切り替え回路４１）を高周波増幅器３に適用した場合であるが、同様にＦＥＴを使用した第１混合器５にもソース電流切り替え回路４１を設けて効果をより高めることができる。また、スイッチングダイオードを使用したスイッチ回路４３を図３に示したが、トランジスタやＦＥＴのスイッチング動作を用いたスイッチ回路に置き換えることができる。さらに、図１では切り替え手段としてリレー４２を使用したが、他の切り替え手段、例えば切り替えスイッチ機能を有するＩＣなどを使用することもできる。
【００２５】
さらに、バッテリーセーブ機能すなわち、待受け時（スケルチ閉時）に受信回路を間欠動作させ、消費電流を抑え、バッテリーライフを延ばす機能を備えた受信機において、前記のソース電流切り替え回路を追加する構成により、消費電流の改善効果を高めることもできる。
【００２６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明の受信機によれば、高周波増幅器や混合器に使用されているＦＥＴのソース電流値をスケルチ開時とスケルチ閉時で切り替えるようにしたので、高周波増幅器や混合器のＩＰを高くして受信機のインタモジュレーション・リジェクションを確保することができるとともに、電流消費を少なくして電池寿命を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】高周波増幅器の回路図であり、本発明による受信機の実施の形態を説明するための図。
【図２】図１の高周波増幅器の特性図。
【図３】高周波増幅器の他の例を示し、本発明の他の実施の形態を説明するための図。
【図４】図３の高周波増幅器の第１の動作状態を示す回路図。
【図５】図３の高周波増幅器の第２の動作状態を示す回路図。
【図６】本発明の受信機に適用されるスケルチ制御方法を示す図。
【図７】一般的なＦＭ受信機を示すブロック図。
【図８】従来の高周波増幅器を示す回路図。
【符号の説明】
３  高周波増幅器
５  第１混合器
２２  ＦＥＴ
４１  ソース電流切り替え回路
４２  リレー
４３  スイッチ回路
Ｒ１〜Ｒ４  ソース抵抗
Ｄ１，Ｄ２  ダイオード
【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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