(57)【要約】【課題】アンテナ等の外部の影響を抑制して安定な出力を得る。【解決手段】周波数変調器１４は、ステレオコンポジット信号である変調信号Ｓ２にもとづいて搬送信号を周波数変調し、被変調信号を生成する。複数のパワーアンプ１８、２０は、被変調信号を受けて増幅する。増幅された信号Ｓ４、Ｓ５を外部に出力するための複数の出力端子１０４、１０６を、複数のパワーアンプ１８、２０ごとに設ける。パワーディバイダ１６は、被変調信号を受け、複数のパワーアンプに分配する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
変調信号にもとづいて搬送信号を周波数変調し、被変調信号を生成する周波数変調器と、
前記被変調信号を受け、増幅する複数のパワーアンプと、
前記複数のパワーアンプごとに設けられ、増幅された信号を、外部に出力するための複数の出力端子と、
を備えることを特徴とするＦＭ送信回路。
【請求項２】
前記被変調信号を受け、前記複数のパワーアンプに分配するパワーディバイダをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のＦＭ送信回路。
【請求項３】
前記複数のパワーアンプは、それぞれの利得が個別に調節可能に構成されることを特徴とする請求項１または２に記載のＦＭ送信回路。
【請求項４】
前記複数のパワーアンプの利得は、後段のマッチング回路およびアンテナを経て送信される電波の電力が略均一となるように設定されることを特徴とする請求項１に記載のＦＭ送信回路。
【請求項５】
１つの半導体基板上に一体集積化されたことを特徴とする請求項１または２に記載のＦＭ送信回路。
【請求項６】
オーディオ信号をステレオコンポジット信号に変換し、前記周波数変調器に出力するステレオ変調部をさらに備え、前記半導体基板上に一体集積化されたことを特徴とする請求項５に記載のＦＭ送信回路。
【請求項７】
オーディオ信号を出力する音源と、
前記オーディオ信号を受け、周波数変調して出力する請求項１または２に記載のＦＭ送信回路と、
前記ＦＭ送信回路の複数の出力端子ごとに設けられた複数のマッチング回路と、
前記複数のマッチング回路からそれぞれ出力される信号を送出する複数のアンテナと、
を備える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、オーディオ信号を周波数変調して送信するＦＭ送信回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＭ放送や、車載用オーディオにおいて、送信すべきオーディオ信号（変調信号）にもとづいて、搬送信号を周波数変調するＦＭ送信機が用いられている。たとえば、特許文献１には、電圧制御発振器（以下、ＶＣＯという）、分周器、位相比較器、ループフィルタを用いてＰＬＬを構成し、ＶＣＯの入力信号に変調信号であるオーディオ信号を重畳する直接変調型の周波数変調器が開示されている。
【特許文献１】特開平９−６９７２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＦＭ送信機では、周波数変調器から出力される被変調信号をパワーアンプによって増幅し、アンテナから受信機に対して送信する。ここで、ＦＭ送信機が搭載されるデバイス（セット）によっては、複数のアンテナが接続される場合がある。あるケースにおいて、ひとつのアンテナは、セットに固定的に実装されるアンテナであり、別のアンテナはユーザによって追加されたアンテナである。この場合、複数のアンテナとパワーアンプの間に、それぞれマッチング回路が設けられるが、いずれかのアンテナが交換されると、送信電力を一定に保つため、そのアンテナ用のマッチング回路のみでなく、別のアンテナのマッチングも変更する必要があった。
【０００４】
また、単一のアンテナを使用する場合でも、デバイスにヘッドホンなどを接続すると、マッチングに影響を及ぼす場合がある。これを回避するために、ヘッドホンが接続された状態、接続されない状態の２つの状態に対してマッチング回路を設け、スイッチによりマッチング回路を切り替える場合もある。
【０００５】
いずれの場合であっても、外付けのスイッチが必要となり、回路面積やコストの面で問題となり、またスイッチで切り替えることにより送信電力が変化してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、アンテナ等の外部の影響を抑制して安定した電力を送出可能なＦＭ送信回路の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様のＦＭ送信回路は、変調信号にもとづいて搬送信号を周波数変調し、被変調信号を生成する周波数変調器と、被変調信号を受け、増幅する複数のパワーアンプと、複数のパワーアンプごとに設けられ、増幅された信号を、外部に出力するための複数の出力端子と、を備える。
【０００８】
この態様によると、複数のパワーアンプと複数の出力端子を設けることにより、複数のアンテナや、あるいは複数のマッチング回路に、別個のパワーアンプの出力を供給できるため、ＦＭ送信回路の外部にスイッチを設ける必要が無くなり、あるいは、マッチング回路のインピーダンス整合を別個独立に調節することができる。その結果、アンテナ等の外部の影響を抑制して、安定した電力の送出が可能となる。
【０００９】
ＦＭ送信回路は、被変調信号を受け、複数のパワーアンプに分配するパワーディバイダをさらに備えてもよい。この場合、ＦＭ送信回路は、いずれかのパワーアンプを選択して動作させることにより、所望の出力端子から信号を出力できる。
【００１０】
複数のパワーアンプは、それぞれの利得が個別に調節可能に構成されてもよい。この場合、負荷の状態に応じて、パワーアンプの出力電力が調節できる。
【００１１】
複数のパワーアンプの利得は、後段のマッチング回路およびアンテナを経て送信される電波の電力が略均一となるように設定されてもよい。
【００１２】
ＦＭ送信回路は、１つの半導体基板上に一体集積化されてもよい。「一体集積化」とは、回路の構成要素のすべてが半導体基板上に形成される場合や、回路の主要構成要素が一体集積化される場合が含まれ、回路定数の調節用に一部の抵抗やキャパシタなどが半導体基板の外部に設けられていてもよい。ＦＭ送信回路を１つのＬＳＩとして集積化することにより、回路面積を削減することができる。
【００１３】
オーディオ信号をステレオコンポジット信号に変換し、ステレオ変調部に出力するステレオ変調部をさらに備え、半導体基板上に一体集積化されてもよい。
【００１４】
本発明の別の態様は、電子機器である。この電子機器は、オーディオ信号を出力する音源と、オーディオ信号を受け、周波数変調して出力する上述のいずれかのＦＭ送信回路と、ＦＭ送信回路の複数の出力端子ごとに設けられた複数のマッチング回路と、複数のマッチング回路からそれぞれ出力される信号を送出する複数のアンテナと、を備える。
【００１５】
この態様によると、複数系統のパワーアンプおよびマッチング回路を、独立に設計できるため、電子機器全体の設計の最適化が容易となる。
【００１６】
なお、以上の構成要素の任意の組合せや、本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るＦＭ送信回路によれば、アンテナ等の外部の影響を抑制して安定した電力を送出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００１９】
本明細書において、「部材Ａと部材Ｂが接続」された状態とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合や、部材Ａと部材Ｂが、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Ａと部材Ｂの間に部材Ｃが設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態に係る電子機器２００の全体構成を示すブロック図である。この電子機器２００は、たとえば携帯電話端末、ラジオ受信機、シリコンオーディオプレイヤであって、オーディオの再生機能を備えている。再生されるオーディオ信号は、電子機器２００自体が備えるスピーカやイヤホンなどの電気音響変換素子自体から出力可能である。これに加えて、電子機器２００は、より高音質なオーディオ再生を可能とするために、オーディオ信号をＦＭ変調して、外部に電波として送出可能に構成される。ユーザは、放出された信号を、外部のオーディオプレイヤによって受信し、より高音質で再生することができる。
【００２１】
電子機器２００は、音源１３０、バス１３２、ＦＭ送信回路１００、第１マッチング回路１１０、第２マッチング回路１１２、第１アンテナ１２０、第２アンテナ１２２を備える。図１の電子機器２００は、２つのアンテナを備えるが、必ずしも両方が常設されている必要はなく、ユーザが必要に応じて追加可能なアンテナであってもよい。
【００２２】
音源１３０は、オーディオ信号Ｓ１を出力する。たとえば、オーディオ信号Ｓ１は、放送波を受信して復調した結果得られる信号でもよいし、メモリに記憶されたデータを再生した信号であってもよく、その生成方法は問わない。音源１３０とＦＭ送信回路１００は、所定の形式のバス１３２で接続される。たとえばバス１３２はＩ２Ｓバスである。この場合、音源１３０とＦＭ送信回路１００の間で、オーディオ信号Ｓ１はシリアルデータとして伝送される。
【００２３】
ＦＭ送信回路１００は、音源１３０からのオーディオ信号Ｓ１を受ける。ＦＭ送信回路１００は、インタフェース部１０、ステレオ変調器１２、周波数変調器１４、パワーディバイダ１６、第１パワーアンプ１８、第２パワーアンプ２０を備え、一つの半導体基板上に機能ＩＣ（Integrated Circuit）として一体集積化されている。なお、図１は、主要な回路ブロックのみを抽出して示したものである。
【００２４】
インタフェース部１０は、入力端子１０２を介して音源１３０からのオーディオ信号Ｓ１を受ける。インタフェース部１０は、オーディオ信号Ｓ１を受信し、ステレオ変調器１２に出力する。ステレオ変調器１２は、受信したオーディオ信号Ｓ１に対してステレオ変調を施し、ステレオコンポジット信号Ｓ２を生成する。周波数変調器１４は、ステレオコンポジット信号Ｓ２を変調信号として、搬送信号に対して周波数変調を施す。周波数変調されたオーディオ信号（以下、被変調信号ともいう）Ｓ３は、パワーディバイダ１６に入力される。
【００２５】
第１パワーアンプ１８、第２パワーアンプ２０は、被変調信号Ｓ３を受けて増幅する。従来のＦＭ送信回路が、単一のパワーアンプを備えるのに対し、本実施の形態に係るＦＭ送信回路１００は、２つの第１パワーアンプ１８、第２パワーアンプ２０を備える点が特徴的である。ＦＭ送信回路１００の出力端子１０４、１０６は、２つのパワーアンプ１８、２０ごとに設けられており、増幅された信号Ｓ４、Ｓ５を、外部に出力する。なお、第１パワーアンプ１８、第２パワーアンプ２０による増幅は、同時には行われず、いずれか一方のみを選択して使用する。このために、第１パワーアンプ１８、第２パワーアンプ２０は、シャットダウン機能を備えることが望ましい。シャットダウンは、第１パワーアンプ１８、第２パワーアンプ２０に対するバイアスや電源電圧の遮断などにより実現できる。
【００２６】
第１パワーアンプ１８、第２パワーアンプ２０に対して、増幅すべき被変調信号Ｓ３を供給するために、ＦＭ送信回路１００はパワーディバイダ１６を備える。パワーディバイダ１６に代えて、トランジスタやダイオードを利用したスイッチを利用してもよい。
【００２７】
本実施の形態において、複数のパワーアンプ１８、２０は、それぞれの利得が個別に調節可能に構成される。複数のパワーアンプ１８、２０の利得は、後段の第１マッチング回路１１０および第１アンテナ１２０を経て、あるいは第２マッチング回路１１２および第２アンテナ１２２を経て送信される電波の電力が略均一となるように設定される。
【００２８】
以上のように構成されたＦＭ送信回路１００の利点について説明する。図１のＦＭ送信回路１００は、複数のパワーアンプ１８、２０を備えるため、マッチング回路ごと、あるいはアンテナごとに、出力する電力が個別に調節できる。たとえば、第１アンテナ１２０のアンテナ利得と、第２アンテナ１２２のアンテナ利得が異なる場合には、アンテナ利得に応じて、第１パワーアンプ１８、第２パワーアンプ２０の利得を調節することができる。また、第１マッチング回路１１０、第２マッチング回路１１２が別系統として設けられるため、いずれかのインピーダンスを変更した場合でも、他の系統に影響が及ばないため、回路設計が簡易化される。
【００２９】
図１のＦＭ送信回路１００の利点は、図２の関連するＦＭ送信回路との比較によってさらに明らかとなる。図２（ａ）、（ｂ）は、単一のパワーアンプ４０１を有するＦＭ送信回路４００を備えた電子機器の構成を示すブロック図である。図２（ａ）は、複数のアンテナが設けられる場合の回路構成を示す。図２（ａ）の電子機器５００ａは、ＦＭ送信回路４００、スイッチ４０２、２つのアンテナ４０８、４１０およびアンテナごとのマッチング回路４０４、４０６を備える。この回路では、スイッチ４０２によってアンテナ４０８または４１０が切り替えられる。このとき、マッチング回路４０４、４０６が正確に調節されていれば、いずれのアンテナを使用する場合も所定の電力を送出できる。しかし、いずれかのマッチング回路の整合が狂ったり、アンテナを含めて設計を変更すると、他方のマッチング状態も再度調節したり、あるいは再設計する必要が生ずる。
また、スイッチ４０２によるマッチング回路４０４、４０６の間のアイソレーションが、それほど良好でない場合、一方のマッチング回路のインピーダンスの変動は、他方のインピーダンスにも影響を及ぼすため問題となる。
【００３０】
ＦＭ送信機では、電波法によって送出可能な電力の上限が定まっているため、送出電力に影響を及ぼすマッチング回路のインピーダンス整合には十分な配慮が必要である。これに対して、図１のＦＭ送信回路１００を用いれば、スイッチが不要となるため、第１マッチング回路１１０、第２マッチング回路１１２の間のアイソレーションが改善される。
また、第１パワーアンプ１８、第２パワーアンプ２０の利得が独立に調節できるため、第１マッチング回路１１０、第２マッチング回路１１２、第１アンテナ１２０、第２アンテナ１２２の設計も、独立に行うことができる。
【００３１】
また、図２（ｂ）の回路では、単一のアンテナ４１８に対して、複数のマッチング状態が同時に実現できるようになっている。電子機器５００ｂに、イヤホンなどを接続することによりアンテナ４１８のインピーダンスが影響を受けるような場合に効果的である。スイッチ４１４をオン、オフすることにより、負荷に応じて整合状態を切り替えることができる。しかしながら、図２（ｂ）の回路でも、パワーアンプ４０１がひとつしか存在しないため、スイッチ４１４によってインピーダンスを調節する必要がある。これに対して、図１のＦＭ送信回路１００を利用すれば、複数のパワーアンプの出力を利用できるため、スイッチを介さずに、異なる整合状態を実現する複数のマッチング回路に対して、送信すべき信号を出力することができる。
【００３２】
実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００３３】
実施の形態では、ＦＭ送信回路１００が２つのパワーアンプを備える場合について説明したが、３つ以上のパワーアンプと、それぞれに対応する出力端子を備えてもよい。
また、実施の形態では、送信電力を調節するために、パワーアンプの利得が調節可能な場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、パワーアンプの利得を固定としつつ、パワーアンプの前段に可変利得増幅器を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態に係る電子機器の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図２（ａ）、（ｂ）は、単一のパワーアンプを有するＦＭ送信回路を備えた電子機器の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０  インタフェース部、  １２  ステレオ変調器、  １４  周波数変調器、  １６  パワーディバイダ、  １８  第１パワーアンプ、  ２０  第２パワーアンプ、  １００  ＦＭ送信回路、  １０２  入力端子、  １０４  第１出力端子、  １０６  第２出力端子、  １１０  第１マッチング回路、  １１２  第２マッチング回路、  １２０  第１アンテナ、  １２２  第２アンテナ、  １３０  音源、  ２００  電子機器。  
【図１】
2008177857.tif 000003
【図２】
2008177857.tif 000004