(57)【要約】【課題】強い信号が入力された場合に、電流を増加させることなく歪みや信号抑圧を改善する。【解決手段】アンテナから入力された信号を、予め定める切替え基準に対する大小関係に従い、第一のスイッチ回路を入力信号が小さい場合にはバッファ回路の電流を減らすように切替え、第二のスイッチ回路を高周波増幅器側へ切替えて、バッファ回路から出力する。入力信号が大きい場合には第一のスイッチ回路をバッファ回路の電流が増加するように切替え、第二のスイッチ回路をスルー回路側へ切替え、高周波増幅器の電流をオフするように制御する。アンテナからの入力信号が大きい場合には、高周波増幅器とバッファ回路の消費電流を調節することにより、消費電流を増加させずに、歪みや信号抑圧を改善することが出来、アンテナからの入力信号が小さい場合にも、バッファ回路はオフするので、電流を増加させずに低消費電力化を図ることが出来る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナから入力された高周波信号を高周波増幅器で増幅した後、局部発振器からの信号によって、混合器で周波数変換する受信機において、混合器出力に接続されたバッファ回路と、
バッファ回路の電流量を切替える第一のスイッチ回路と、
前記高周波信号を低利得または負の利得で通過させるスルー回路と、
前記高周波増幅器出力と前記スルー回路出力とを分配する第二のスイッチ回路と、
前記バッファ回路からの出力に対応した直流電圧を与えるレベル検波器と、
第一と第二のスイッチ回路を切替える出力を与える比較器を含み、バッファ回路出力に応答して出力されたレベル検波器出力電圧と予め定める切替え基準電圧の大小関係に従い、前記バッファ回路の出力が大きい場合には前記第一のスイッチ回路を前記バッファ回路の電流を増加するように切替え、かつ、前記第二のスイッチ回路を前記スルー回路に切替え、前記バッファ回路出力が小さい場合には前記第一のスイッチ回路を前記バッファ回路電流が減らすように切替え、かつ、前記第二のスイッチ回路を高周波増幅器に切替えることを特徴とする受信機。
【請求項２】
前記高周波増幅器は、前記第二のスイッチ回路が前記スルー回路に切替わった場合に電流をオフまたは減少する機能を備えることを特徴とする請求項１記載の受信機。
【請求項３】
前記比較器出力は、前記レベル検波器出力電圧に対し、ヒステリシス特性をもつことを特徴とする請求項１記載の受信機。
【請求項４】
前記比較器は、前記切替え基準電圧を可変することが出来ることを特徴とする請求項１記載の受信機。
【請求項５】
前記比較器は、一つの入力情報から複数の情報を出力する機能を備え、前記第一のスイッチ回路は、複数のスイッチ回路を備えることを特徴とする請求項１記載の受信機。
【請求項６】
前記比較器は、一つの入力情報から複数の情報を出力する機能を備え、前記スルー回路は、利得量が異なる複数のスルー回路を備え、前記第二のスイッチ回路で前記複数のスルー回路を切替えることを特徴とする請求項１記載の受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信機に関するものであり、特に低消費電力時に、受信信号の歪みや信号抑圧を抑えることが出来る受信機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の受信機としては、例えば、特許文献１に記載されているものがあった。図８は、従来の受信機の構成を示すブロック図で、図中１２はアンテナ、１５は高周波増幅器、１６は混合器、１７は局部発振器、１８は局部発振信号制御端子である。従来の受信機は、図８に示すようにアンテナ１２で受信された高周波信号は、高周波増幅器１５で増幅された後、混合器１６に入力される。局部発振器１７は、前記局部発振信号制御端子１８からの電圧に応じた発振信号を出力する。前記混合器１６は、前記局部発振信号と前記高周波増幅器１５の出力信号とを混合し、出力する。
【特許文献１】特開平１１−１３６１５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の構成では、前記アンテナ１２から強い信号が入力された場合には、出力レベルが高くなる前記混合器１６の出力ダイナミックレンジによる制限や混合器出力に接続される寄生容量をドライブする電流不足によって、図４の破線に示すように、アンテナ１２からの入力レベルが大きくなるにつれて、出力信号が抑圧され、歪んでしまう。例えば、ＴＶ受信機を例にとると、出力信号が歪んでしまうと、アンテナ１２から入ってきた映像信号等を正しく受信出来ず、映像等が乱れてしまう。前記混合器１６の出力周波数が高い場合には、前記寄生容量のドライブ電流不足による影響が顕著となる。出力信号の歪み発生や出力信号抑圧を改善する対策として、混合器１６出力に接続されるエミッタフォロワ回路等のバッファ回路の電流を増加させることが考えられる。しかし、アンテナ1２から微弱な信号が入力された場合には、出力信号が歪まないため、前記バッファ回路の電流を増加する必要はなく、携帯端末等の低消費電力が必要な用途には不向きという課題を有していた。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、アンテナから強い信号が入力された場合に、電流を増加させることなく歪みや信号抑圧を改善することが出来る受信機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記従来の課題を解決するために、本発明の受信機は、混合器出力に接続されたバッファ回路と、バッファ回路の電流量を切替える第一のスイッチ回路と、前記高周波信号を低利得または減衰させて通過させるスルー回路と、前記高周波増幅器出力と前記スルー回路出力とを分配する第二のスイッチ回路と、前記バッファ回路からの出力に対応した直流電圧を与えるレベル検波器と、第一と第二のスイッチ回路を切替える出力を与える比較器を含み、バッファ回路出力に応答して出力されたレベル検波器出力電圧と予め定める切替え基準電圧の大小関係に従い、前記バッファ回路の出力が大きい場合には前記第一のスイッチ回路を前記バッファ回路の電流を増加するように切替え、かつ、前記第二のスイッチ回路を前記スルー回路に切替え、前記バッファ回路出力が小さい場合には前記第一のスイッチ回路を前記バッファ回路電流が減らすように切替え、かつ、前記第二のスイッチ回路を高周波増幅器に切替えることを特徴とする受信機である。
【０００６】
本発明に従えば、バッファ回路の出力が大きい場合には第一のスイッチ回路をバッファ回路の電流を増加するように切替えるので、歪みや信号抑圧を改善することが出来る。バッファ回路の出力が小さい場合には第一のスイッチ回路がバッファ回路の電流を減らすように切替えるので低消費電力化を図ることが出来る。
【０００７】
また、アンテナから強い信号が入力された場合には、高周波信号は、前記高周波増幅器を通さずに前記スルー回路を通して混合器に導くので、前記混合器に入力される信号が抑えられるため、歪みや信号抑圧を避けることが出来る。
【０００８】
また本発明の第２項の受信機は、前記第二のスイッチ回路が前記スルー回路に切替わった場合に、高周波増幅器の電流をオフする機能を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明に従えば、アンテナに強い信号が入ってきた場合に、バッファ回路のスイッチ回路がバッファ回路の電流が増加するよう切替わり、高周波増幅器の電流がオフするため、適切に電流を調節することによって、電流増加量を抑えることが出来、低消費電力化を図ることが出来る。
【００１０】
また本発明の第３項の受信機は、前記比較器出力が、前記レベル検波器の出力電圧に対しヒステリシス特性をもつことを特徴とする。
【００１１】
本発明に従えば、比較器出力がヒステリシス特性を持つことにより、アンテナから強い信号が入力され、第二のスイッチ回路がスルー回路側に切替わった場合に、レベル検波器からの出力電圧が比較器の切替え基準電圧より下がってしまう可能性があるため、第二のスイッチ回路が高周波増幅器から前記スルー回路に切替わって直ぐに高周波増幅器側に戻ることを防ぐことが出来る。
【００１２】
また本発明の第４項の受信機は、前記比較器が、前記切替え基準電圧を可変することが出来ることを特徴とする。
【００１３】
本発明に従えば、前記比較器の反転入力端子に与える切替え基準電圧を可変することにより、前記第一のスイッチ回路及び前記第二のスイッチ回路を切替えるための閾値を調整することが出来、歪みや信号抑圧を改善することが出来る。
【００１４】
また本発明の第５項の受信機は、前記比較器に、一つの入力情報から複数の情報を出力する機能を備え、前記第一のスイッチ回路に、複数のスイッチ回路を備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明に従えば、比較器出力を複数備えることにより、前記第一のスイッチ回路が切替わるレベルを個々に設定することが出来るため、歪みや信号抑圧を改善するのに最適なバッファ回路電流を設定することが出来、低消費電力を図ることが出来る。
【００１６】
また本発明の第６項の受信機は、前記比較器に、一つの入力情報から複数の情報を出力する機能を備え、前記スルー回路に、利得が異なる複数のスルー回路を備え、前記第二のスイッチ回路で前記複数のスルー回路を切替えることを特徴とする。
【００１７】
本発明に従えば、比較器出力を複数備えることにより、複数の前記第二のスイッチ回路を切替えるレベルが個々に設定でき、スルー回路の利得を調節することが出来るため、混合器に入力されるレベルを調節することが出来て、歪みや信号抑圧を避けることが出来る。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように本発明の受信機によれば、アンテナからの入力信号が大きい場合には、高周波増幅器とバッファ回路の消費電流を調節することにより、消費電流を増加させずに、歪みや信号抑圧を改善することが出来、アンテナからの入力信号が小さい場合にも、バッファ回路の電流を減らすので、電流を増加させずに低消費電力化を図ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施形態１における受信機１１の概略的な構成である。図８と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。図１において、１３は第二のスイッチ回路、３２はスルー回路、１９はバッファ回路、２４はバイポーラトランジスタ、２５は第一のスイッチ回路、２８、２９は電流源、２１はレベル検波器、５１は基準電圧源、４１は比較器とで構成されている。
【００２０】
次に図１の動作について説明する。前記混合器１６で周波数変換された信号はバッファ回路１９を通って、出力される。前記バッファ回路１９は、例えばバイポーラトランジスタ２４と電流源２８、２９で構成されたエミッタフォロワ回路とする。なお、本実施形態においてバッファ回路１９は片相出力形式となっているが、混合器１６にバッファ回路１９を二つ接続した両相出力形式としても良い。
【００２１】
前記バッファ回路１９から出力された信号は、レベル検波器２１に入力されており、このレベル検波器２１は、前記混合器１６で変換された受信レベルを検出し、図２の破線に示すように前記アンテナ１２からの入力レベルＰｉｎ１に対応した直流電圧Ｖｒｅｆ１を出力し、比較器４１の非反転入力端子に与える。前記比較器４１の反転入力端子には、基準電圧源５１から予め定める基準電圧Ｖｒｅｆ１が入力されている。
【００２２】
前記比較器４１からは、前記レベル検波器２１からの直流電圧が前記基準電圧Ｖｒｅｆ１より低い場合には、図３に示すようにＥ１電圧が出力され、逆に前記基準電圧Ｖｒｅｆ１より高い場合には前記図３のＥ２電圧を出力する。
【００２３】
前記比較器４１からの出力電圧は、高周波増幅器出力とスルー回路出力とを切替える第二のスイッチ回路１３と、バッファ回路の電流を切替える第一のスイッチ回路２５に入力される。
【００２４】
前記比較器４１の出力がＥ１電圧の場合には、第一のスイッチ回路２５は電流を減らすように切替わる。逆に、前記比較器４１の出力がＥ２電圧の場合には、第一のスイッチ回路は電流が増加するように切替わる。したがって、アンテナ１２から微弱な信号が入力された場合には、バッファ回路１９の電流は変化せず、逆にアンテナ１２から強い信号が入力された場合には、バッファ回路１９の電流は増加することになる。こうして、弱電界入力時の電流を増加させずに、強い信号が入力された場合に、図４の実線に示すように歪みや信号抑圧を改善することが出来ることになる。
【００２５】
一方、高周波増幅器出力とスルー回路出力とを切替える第二のスイッチ回路１３は、前記アンテナ１２から微弱な信号が入力された場合には、前記高周波増幅器１５へ切替わり、前記アンテナ１２から強い信号が入力された場合には、前記スルー回路３２へ切替わり、前記高周波増幅器１５の電流をオフする。前記高周波信号を低利得もしくは負の利得で通過するスルー回路３２は、導線やバッファ回路等で実現できるため、高周波増幅器１５に比べ、電流量を抑えることが出来る。したがって、強い信号が入力された場合には、高周波増幅器１５を通さずにスルー回路３２から混合器１６へ導くので、高周波増幅器１５で発生する歪みや信号抑圧を避けることが出来、さらに電流を抑えることが出来る。そのため、高周波増幅器１５とバッファ回路１９の電流を適切に調節することにより、強い信号が入力された場合にも消費電流を増加させずに、歪みや信号抑圧を改善することが出来ることになる。
【００２６】
また、アンテナ１２から強い信号が入力された後、前記比較器４１がＥ１電圧からＥ２電圧に変化するが、この時、第二のスイッチ回路１３がスルー回路３２へ切替わり、トータルの利得が減少し、図２に示すようにレベル検波器２１の出力電圧がＶｒｅｆ１からＶｒｅ３に下がってしまうため、比較器出力がＥ１電圧からＥ２電圧に変化して直ちにＥ２電圧からＥ１電圧に戻ってしまう可能性がある。直ちにＥ２電圧からＥ１電圧に戻ってしまうことを避けるために、図３に示すように、前記比較器４１の入力電圧がＶｒｅｆ１からＶｒｅｆ２まで減少しても比較器４１の出力をＥ２電圧に保つように、比較器４１の出力にヒステリシス特性を持たせ、なおかつ前記図３のレベル検波器の出力電圧Ｖｒｅｆ１とＶｒｅｆ２の電圧設定幅は、第二のスイッチ回路１３が高周波増幅器１５からスルー回路１４へ切替わった場合に、レベル検波器２１の出力電圧がＶｒｅｆ１からＶｒｅ３に変化する電圧差以上に設定するようにする。
【００２７】
本実施形態において、アンテナ１２からの入力レベルがＰｉｎ１になると、第二のスイッチ回路１３がスルー回路14に切替わり、レベル検波器２１の出力電圧がＶｒｅｆ１からＶｒｅ３に切替わる。第二のスイッチ回路１３がスルー回路１４に切替わった状態で、アンテナ１２からの入力レベルがＰｉｎ２まで減少すると前記第二のスイッチ回路１３が高周波増幅器１５に切替わり、レベル検波器２１の出力電圧がＶｒｅｆ２から上昇し、バッファ回路１９の出力レベルも高くなる。
【００２８】
なお、本実施形態において、図５に示すように本発明の実施形態１における第二のスイッチ回路１３と高周波増幅器１５とスルー回路３２を別構成にしても良い。６１は、スルー回路／高周波増幅器出力端子、６２は制御端子である。スルー回路／高周波増幅器出力端子６１は、混合器入力端子に接続され、制御端子６２は、比較器４１の出力端子と接続され、スルー回路３２及び高周波増幅器１５に電圧を与えて、比較器４１の出力電圧がＥ１電圧の場合には高周波増幅器１５の電流をオンし、スルー回路３２の電流をオフして、前記比較器４１の出力電圧がＥ２電圧の場合に高周波増幅器１５の電流をオフし、スルー回路３２の電流をオンするように動作する。
【００２９】
なお、本実施形態において、比較器の非反転入力端子に基準電圧Ｖｒｅｆ１を設けたが、前記基準電圧Ｖｒｅｆ１を可変出来るようにしてもよい。
【００３０】
かかる構成にすれば、前記第一のスイッチ回路２５及び前記第二のスイッチ回路１３を切替えるための閾値を調整することが出来るため、歪みや信号抑圧を改善することが出来る。
【００３１】
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２における受信機１１の概略的な構成図である。図６において、図１及び図８と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００３２】
図６において、２６、２７は第一のスイッチ回路、４２、４３は比較器、３０、３１は電流源、５２、５３は基準電圧源とで構成されている。
【００３３】
比較器４１，４２，４３の非反転入力端子には、それぞれ異なる基準電圧Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２、Ｖｒｅ３が与えられ、前記比較器４１、４２、４３の出力には、それぞれ第一のスイッチ回路２５、２６、２７が接続されている。第一のスイッチ回路２５、２６、２７は、それぞれ電流源２９、３０、３１をオン、オフするように構成されている。
【００３４】
かかる構成によれば、例えば、電流源２９、３０、３１にはそれぞれＡ１の電流が流れ、前記基準電圧の関係をＶｒｅｆ１＜Ｖｒｅｆ２＜Ｖｒｅ３とすると、レベル検波器２１からの出力電圧が前記基準電圧Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２、Ｖｒｅ３を超えるごとに、Ａ１から３Ａ１までＡ１ステップごとにバッファ回路の電流を調節することが出来るため、歪みや信号抑圧を改善するのに最適なバッファ回路電流を設定することが出来、低消費電力化を図ることが出来る。
【００３５】
なお、本実施形態において、第一のスイッチ回路を３つで構成しているが、詳細にバッファ回路の電流を設定するために３つ以上で構成しても良い。
【００３６】
（実施の形態３）
図７は、本発明の実施の形態３における受信機１１の概略的な構成図である。図７において、図１、図６及び図８と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００３７】
図７において、３３、３４はスルー回路である。
【００３８】
図７において、比較器４１、４２、４３の出力には第二のスイッチ回路が接続され、前記各比較器４１、４２、４３の出力がＥ２電圧になるとそれぞれ利得の異なるスルー回路３２、３３、３４をオンするように接続されている。前記比較器４１、４２、４３が全てＥ１電圧のときに第二のスイッチ回路は、高周波増幅器１５側に切替わる。
【００３９】
かかる構成にすれば、比較器出力を複数備えることにより、複数の前記第二のスイッチ回路を切替えるレベルが個々に設定でき、スルー回路の利得を調節することが出来るため、混合器に入力されるレベルを調節することが出来て、歪みや信号抑圧を避けることが出来る。
【００４０】
なお、本実施形態において、第二のスイッチ回路を３つで構成しているが、詳細にスルー回路の利得を調整するために、３つ以上で構成しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上説明したように、本発明は、低消費電力で歪みや信号抑圧を改善する受信機を構成する場合に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態１における受信機の概略的な構成図
【図２】図１の実施形態でレベル検波器２１のアンテナ１２からの入力レベルに対する出力電圧特性変化を示すグラフ
【図３】図１の実施形態である比較器４１出力のヒステリシス特性を示すグラフ
【図４】図１の実施形態であるアンテナ１２からの入力レベルに対するバッファ回路１９の出力レベル特性変化を示すグラフ
【図５】本発明の実施形態１における第二のスイッチ回路１３と高周波増幅器１５とスルー回路３２を別構成とした概略図
【図６】本発明の実施形態２における受信機の概略的な構成図
【図７】本発明の実施形態3における受信機の概略的な構成図
【図８】従来の受信機の概略的な構成図
【符号の説明】
【００４３】
１１  受信機
１２  アンテナ
１３  第二のスイッチ回路
１５  高周波増幅器
１６  混合器
１７  局部発振器
１８  局部発振信号制御端子
１９  バッファ回路
２１  レベル検波器
２４  バイポーラトランジスタ
２５、２６、２７  第一のスイッチ回路
２８、２９、３０、３１  電流源
３２、３３、３４  スルー回路
４１、４２、４３  比較器
５１、５２、５３  基準電圧源
６１  スルー回路／高周波増幅器出力端子
６２  制御端子
【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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