(57)【要約】 【課題】通信装置における通信品質を維持すること。【解決手段】加速度センサ９は、通信装置１にかかった加速度を検知する。検知された加速度は、制御部２へ送られる。ＲＯＭ３は、加速度にＶＣ−ＴＣＸＯ８のＶＣ電圧信号のシフト量を対応させた電圧信号シフト量テーブルを保持している。制御部２は、電圧信号シフト量テーブルを参照して、送られてきた加速度に対応する電圧シフト量を算出する。制御部２は、算出した電圧シフト量をＶＣ−ＴＣＸＯ８にかける制御電圧に反映させて、基準周波数の補正を行う。【選択図】図１
2008060890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変調及び／又は復調の基準周波数として使用される発振信号を出力する発振手段と、
自機に加わる加速度を検知する検知手段と、
前記検知手段によって検知された加速度に基づいて前記発振手段が出力する発振信号の周波数を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とした通信装置。
【請求項２】
前記補正手段は、
前記検知手段によって検知された加速度が予め定められた閾値以上である場合に前記発振手段が発振する周波数の補正を行うこと、
を特徴とした請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記補正手段は、
前記補正手段による補正量の累計値が補正上限値以上の場合、その補正上限値を補正量の累計値とするように補正を行うこと、
を特徴とした請求項１又は２に記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変調及び／又は復調の基準周波数として使用される発振信号を出力する発振手段を備えた通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やトランシーバ等、小型で軽量化され持ち運び可能である様々な通信装置が開発されている。
【０００３】
通信装置は、基準周波数の発振信号に基づいて特定の周波数の電波を発生して変調することにより情報を伝送する。また、通信装置は、受信した電波を基準周波数の発振信号に基づいて復調する。
【０００４】
基準周波数の発振信号を生成する装置（以下、基準周波数発生装置と称す）としてＶＣ―ＴＣＸＯ（電圧制御温度保障水晶発振器）等が挙げられる。このＶＣ−ＴＣＸＯは、ＣＰＵ等からの制御電圧に応じた周波数の発振信号を生成する。
【０００５】
これらの持ち運び可能な通信装置には、誤って落下させてしまう等に起因して、通信装置に衝撃（一定以上の加速度）が加わる危険が常に存在する。このような衝撃により、基準周波数発生装置の発振周波数が、本来の値からずれてしまう可能性がある。
【０００６】
この周波数のずれを検出するために、通信装置に、第２の基準周波数発生装置を備え、送信周波数のチェックを行う技術が知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−２０００７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１の技術では、基準周波数発生装置から生成される発振信号の周波数の基準周波数からのずれを検知するのみであり、この発振信号の周波数がずれてしまうと、送信機側と受信機側との間の周波数に大きなずれが発生することになり、通信品質の劣化を引き起こしてしまった。
【０００８】
通信品質の劣化の具体例としては、通信周波数帯域の狭いアナログ通信の場合、受信機側の現象として、感度の低下、歪率の悪化などがより顕著に現れてくること、また、デジタル通信の場合、ビットエラーレートの悪化が不具合として現れてくること等が挙げられる。
【０００９】
本発明は、上述したような課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、通信装置に一定以上の加速度が加わった場合に、通信装置における通信品質を一定に維持することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の通信装置は、
変調及び／又は復調の基準周波数として使用される発振信号を出力する発振手段と、
自機に加わる加速度を検知する検知手段と、
前記検知手段によって検知された加速度に基づいて前記発振手段が出力する発振信号の周波数を補正する補正手段と、
を備えることを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記補正手段は、
前記検知手段によって検知された加速度が予め定められた閾値以上である場合に前記発振手段が発振する周波数の補正を行うこと、
を特徴としている。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、
前記補正手段は、
前記補正手段による補正量の累計値が補正上限値以上の場合、その補正上限値を補正量の累計値とするように補正を行うこと、
を特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、通信装置に加わった加速度に基づいて、基準周波数発生装置によって生成される発振信号の周波数の基準周波数からのずれを補正することにより、通信装置に一定以上の加速度が加わった場合に、通信装置における通信品質を一定に維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図１〜４を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１５】
[通信装置の構成]
図１は、通信装置１のブロック図である。通信装置１は、制御部２、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）制御部４、ループフィルタ５、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）部６、ＤＡＣ回路（デジタルーアナログ変換回路）７、ＶＣ−ＴＣＸＯ（電圧制御温度保障水晶発振器）８、加速度センサ９、ＡＤＣ回路（アナログ−デジタル変換回路）１０、Ｂｕｆｆ部１１、パワーアンプ１２、スイッチ１３、ＬＰＦ（Low Pass Filter）部１４、アンテナ１５、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）部１６、混合器１７、１８及び周波数逓倍器１９を備えて構成される。
【００１６】
制御部２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）（図示せず）、ＲＯＭ（Read Only Memory）３、ＲＡＭ（Random Access Memory）（図示せず）等を有して構成され、通信装置１の各機能部を統括的に制御する。ＲＯＭ３は、電圧信号シフト量テーブル２０１を保持している。詳細は後述する。
【００１７】
加速度センサ９は、通信装置１に加わる加速度を検知する。検出方式としては、ピエゾ抵抗型、静電容量型、磁気センサ型等が使用可能である。加速度センサ９はＡＤＣ回路１０を介して、検知した加速度（Ｇ）に対応した電気信号（以下、加速度信号Ｄａと称す）を制御部２に出力する。
【００１８】
ＶＣ―ＴＣＸＯ８は、ＶＣ−ＴＣＸＯ８のＶＣ端子に加えられる制御電圧に応じた周波数の発振信号を生成する。この制御電圧は、制御部２から出力された制御電圧信号Ｄｖを、ＤＡＣ回路７を介して直流電圧としたものである。
【００１９】
ＶＣ―ＴＣＸＯ８の概略図を図２に示す。ＶＣ−ＴＣＸＯ８は、水晶チップ１０１、礎板１０２、金バンプ１０３、接着剤１０４を備えて構成される。水晶チップ１０１とセラミック等で形成される礎板１０２は、金バンプ１０３及び接着剤１０４を介して一体的に形成されている。
【００２０】
ＰＬＬ制御部４は、位相比較部（図示せず）と分周器（図示せず）とを有して構成される。ＶＣＯ部６は、ＶＣＯ部６に加えられる制御電圧によって発振周波数を制御する発信器である。ＰＬＬ制御部４、ループフィルタ５、ＶＣＯ部６をまとめてＰＬＬ回路と呼ぶ。
【００２１】
ＰＬＬ回路は、入力信号や基準周波数と、出力信号との周波数を一致させる電子回路である。制御部２は、ＰＬＬ制御部４へ分周器の分周比を設定する命令を出力する。ＰＬＬ制御部４は、この命令に基づいて分周比を設定し、ＰＬＬ回路はＶＣＯ部６から出力される信号の発振周波数を制御する。また、ＰＬＬ回路は、この制御に、ＶＣ−ＴＣＸＯ８から出力された基準周波数ｆ(osc)の発振信号を使用する。
【００２２】
具体的に、ＰＬＬ制御部４は、ＶＣ−ＴＣＸＯ８から出力された基準周波数ｆ(osc)の発振信号と、ＶＣＯ部６から出力された信号とを受け取る。ＰＬＬ制御部４はこれらの信号を分周器によって、それぞれ同じ周波数となるように分周し、位相比較部によって比較する。ＰＬＬ制御部４は、位相比較部の比較の結果に基づいて、制御電圧の信号をループフィルタ５を介して、ＶＣＯ部６に出力する。
【００２３】
Ｂｕｆｆ部１１は、信号を一時バッファリングする。スイッチ１３は送信と受信を切り替えるスイッチであり、送信の際には、パワーアンプ１２とＬＰＦ部１４を接続し、受信の際には、ＬＮＡ部１６とＬＰＦ部１４を接続する。ＬＰＦ部１４は、遮断周波数以下の周波数の信号だけを通過させ、遮断周波数以上の周波数の信号を除去する。
【００２４】
ＰＬＬ回路で調整された周波数の送信信号は、Ｂｕｆｆ部１１、パワーアンプ１２、スイッチ１３、ＬＰＦ部１４を順に介してアンテナ１５に出力され、所定の周波数の電波信号となって送信される。
【００２５】
ＬＮＡ部１６は、低雑音増幅回路であり、一般的に受信機初段に適用される雑音指数の小さい増幅器である。混合器１７、１８は、複数の信号をそれぞれ入力すると、それらをミキシングして両方の信号の周波数差を周波数とする信号を出力する。
【００２６】
また、アンテナ１５が受信した電波信号は、ＬＰＦ部１４、スイッチ１３及びＬＮＡ部１６を順に介して混合器１７に入力される。混合器１７には、アンテナ１５から入力された信号の他に、ＶＣＯ部６から出力された信号がＢｕｆｆ部１１を介して入力される。混合部１７は、これらの信号をミキシングして周波数変換を行い、混合器１８に出力する。混合器１７が混合器１８に出力する信号の周波数は、ＶＣＯ部６から出力された信号の周波数に基づいて変換される。
【００２７】
ＶＣ−ＴＣＸＯ８は周波数逓倍器１９を介して基準周波数の３倍の周波数（３×ｆ(osc)）の発振信号を混合器１８に出力する。混合器１８には、この基準周波数の３倍の周波数の発振信号と、混合器１７から出力された信号とが入力される。混合器１８は、これらの信号をミキシングして中間周波数ｆ(mid)の信号に変換する。このように、通信装置１は、混合器１７、１８を使用し受信信号の周波数を段階的に下げていく。
【００２８】
[電圧信号シフト量テーブル]
次に、ＲＯＭ３が保持している電圧信号シフト量テーブルについて図３を用いて説明する。
【００２９】
ＶＣ−ＴＣＸＯ８に一定以上の加速度が加わると基準周波数として使用される発振信号の周波数にずれが発生する。これは、ＶＣ−ＴＣＸＯの内部構造によるもので、水晶振動子（図２における水晶チップ１０１）が礎板（図２における礎板１０２）上に接着剤（図２における接着剤１０４）等で固定されているが、一定以上の加速度が加わることで、水晶振動子の固定応力が解除方向へ働くために、発振周波数が上がる。
【００３０】
また、前述したように、ＶＣ―ＴＣＸＯ８は、ＶＣ−ＴＣＸＯ８に加えられる制御電圧に応じた周波数の発振信号を生成する。これらの特性を利用し、通信装置１に一定以上の加速度が加わったら、ＶＣ−ＴＣＸＯ８からの発振周波数の上がった分を補正するように、制御電圧の大きさをシフトさせる。ここで、制御電圧の大きさは、制御部２からの制御電圧信号Ｄｖのｂｉｔ値をシフトさせることによってシフトする。
【００３１】
この加速度（Ｇ）と制御電圧信号Ｄｖのシフト量（ｂｉｔ）の関係を表したテーブルが図３に示す電圧信号シフト量テーブルである。電圧信号シフト量テーブルにおける加速度（Ｇ）と制御電圧のシフト量（ｂｉｔ）との関係は、実験的に求められたものである。
【００３２】
ＶＣ−ＴＣＸＯ８に加わる加速度が一定以下の場合、発振周波数のずれは生じない。そのため、ある一定の加速度までは、制御電圧をシフトさせて補正を行う必要がない。このある一定の加速度が、後述する加速度の閾値ｇ０となる。
【００３３】
また、ＶＣ―ＴＣＸＯ８に一定以上の加速度が複数回加わり、固定応力がほぼ解除しきると、それ以降は発振周波数はずれなくなり、補正を行う必要がなくなる。ここで、補正を一度も行っていないときのＶＣ−ＴＣＸＯ８への制御電圧値から、固定応力がほぼ解除したときの補正後のＶＣ−ＴＣＸＯ８への制御電圧値までの制御電圧値のシフト量（補正量）の累積値が最大電圧シフト量Ｖｓとなる。
【００３４】
そして、補正を一度も行っていないときの制御電圧値に、最大電圧シフト量Ｖｓを加えた値が、後述する制御電圧の基準値Ｖ０となる。
【００３５】
[基準周波数の補正の具体的な動作]
次に、基準周波数として使用されるＶＣ−ＴＣＸＯ８からの発振信号の周波数のずれの補正について、具体的な動作を図４の制御部２のフローチャート図を用いて説明する。
【００３６】
まず通信装置１への衝撃等により、加速度センサ９が加速度を検知する。検知された加速度（衝撃の度合い）は、ＡＤＣ回路１０を介してＡ／Ｄ変換され、制御部２へ加速度信号Ｄａとして出力される。この加速度の大きさをｇ１（Ｇ）とする。
【００３７】
この加速度信号Ｄａが制御部２に入力され、制御部２は加速度ｇ１（Ｇ）を検出する（ステップＳ１）。そして、検出した加速度ｇ１と加速度の閾値ｇ０を比較する（ステップＳ２）。加速度の閾値ｇ０は、ＲＯＭ３に記憶されている。
【００３８】
検出した加速度ｇ１が閾値ｇ０より小さい場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、制御部２は、発振信号の周波数のずれの補正を行わず、通信装置１への衝撃等により、再び、加速度センサ９から加速度信号Ｄａが入力されるのを待つ。そして加速度信号Ｄａが入力されてきたら再び検出した加速度の大きさｇ１と閾値ｇ０の比較を行う。
【００３９】
検出した加速度ｇ１が閾値ｇ０以上の場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、図３に示す電圧信号シフト量テーブル２０１を参照して、加速度ｇ１からＶＣ−ＴＣＸＯ８に加える制御電圧のシフト量Ｖ１を読み出す（ステップＳ３）。
【００４０】
次に制御部２は、現在の制御電圧値Ｖａにシフト量Ｖ１を加える。この値を補正後電圧値Ｖｂとする（ステップＳ４）。そして、補正後電圧値Ｖｂと制御電圧の基準値Ｖ０を比較する（ステップＳ５）。制御電圧の基準値Ｖ０は、ＲＯＭ３に記憶されている。
【００４１】
補正後電圧値Ｖｂが制御電圧の基準値Ｖ０以下の場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、制御部２は補正後電圧値Ｖｂを、ＤＡＣ回路７に入力し直流電圧に変換し、ＶＣ−ＴＣＸＯ８のＶＣ端子に供給して発振周波数の補正を行う（ステップＳ６）。そして再び、通信装置１への衝撃等により、加速度センサ９から加速度信号Ｄａが入力されるのを待つ。以後、現在の制御電圧値Ｖａには、補正後電圧値Ｖｂが反映される。
【００４２】
補正後電圧値Ｖｂが制御電圧の基準値Ｖ０より大きい場合（ステップＳ５：Ｎｏ）、制御部２は制御電圧の基準値Ｖ０を、ＤＡＣ回路７に入力し直流電圧に変換し、ＶＣ―ＴＣＸＯ８のＶＣ端子に供給して発振周波数の補正を行う（ステップＳ７）。以後、通信装置１への衝撃等により加速度センサ９から加速度信号Ｄａが制御部２へ入力されても補正は行わない。これは、前述したとおり、水晶振動子の固定応力がほぼ解除しきると、それ以降は発振周波数はずれなくなるためである。
【００４３】
以上、本実施形態によれば、通信装置１に加速度センサ９を設け、通信装置１が衝撃等を受けた時の加速度を検知する。また、ＲＯＭ３は電圧信号シフト量テーブル２０１を保持している。このテーブルと検知した加速度に基づいて、ＶＣ−ＴＣＸＯ８からの発振信号の周波数のずれを補正する、ＶＣ−ＴＣＸＯ８への制御電圧値を決定する。そのため、通信装置１が落下等の衝撃を受けても、ずれた発振信号の周波数を補正し、通信品質を一定に維持することができる。
【００４４】
[変形例]
尚、本実施形態では、電圧信号シフトテーブル２０１は、ＲＯＭ３に記憶されているとしたが、制御部２のＲＡＭ内に記憶されており、制御部２が、ＶＣ−ＴＣＸＯ８からの発振信号の周波数のずれを検知し、加速度信号Ｄａと検知した周波数のずれに基づいて、電圧信号シフトテーブル２０１を更新するとしてもよい。
【００４５】
また、制御部２が、ＶＣ−ＴＣＸＯ８に加えられる制御電圧の、補正によるシフト量の累積値を保持し、その累積量がある一定値になったら、それ以後、ＶＣ−ＴＣＸＯ８からの発振信号の周波数のずれの補正を行うのをやめるとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】送受信装置のブロック図。
【図２】ＶＣ−ＴＣＸＯ装置の概要図。
【図３】電圧シフト量テーブルを示した図。
【図４】制御部のフローチャート図。
【符号の説明】
【００４７】
１        通信装置
２        制御部
３        ＲＯＭ
４        ＰＬＬ制御部
５        ループフィルタ
６        ＶＣＯ部
７        ＤＡＣ回路
８        ＶＣ−ＴＣＸＯ
９        加速度センサ
１０      ＡＤＣ回路
１１      Ｂｕｆｆ部
１２      パワーアンプ
１３      スイッチ
１４      ＬＰＦ部
１５      アンテナ
１６      ＬＮＡ部
１７      混合器
１８      混合器
１９      周波数逓倍器
１０１    水晶チップ
１０２    礎板
１０３    金バンプ
１０４    接着剤
２０１    電圧信号シフト量テーブル
Ｄａ      加速度信号
Ｄｖ      制御電圧信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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