(57)【要約】【課題】  携帯電話機のアンテナと外部機器の接続を切り換える半導体スイッチの混変調歪を、消費電流が増大して待ち受け時間が短くなることがないようにして軽減する。【解決手段】  スイッチ機能付きコネクタ６の端子６２に外部機器９が接続されたときは、端子６３の電位が抵抗器８を介してプルアップされたことを切換え検出部２３が検出し、制御部１５が切換え制御部２１に指示してアンテナ切換えスイッチ３の共通端子３１とＮＯ端子３３を短絡させる。また、端子６２が開放されたときはその逆にアンテナ切換えスイッチ３の共通端子３１とＮＣ端子３２を短絡させる。いずれの場合も、制御部１５は携帯電話機１が待ち受け中か通話中かを認識して電圧制御部２２に指示し、待ち受け中には相対的に低く通話中には相対的に高い値の電源電圧をアンテナ切換えスイッチ３の電源端子３５に印加する。【選択図】  図２
2005210381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の信号端子、第２の信号端子，第３の信号端子、制御端子及び電源端子を有し、前記電源端子に所定値以上の電圧を印加した状態において、前記制御端子に２値の制御信号を切り換えて入力することにより、前記第１の信号端子が前記第２の信号端子又は前記第３の信号端子に切り換えて短絡される半導体スイッチと、
前記第３の信号端子に対する負荷の接続の有無を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出の結果に基づいて、前記第３の信号端子に負荷が接続されていないとき前記第１の信号端子が前記第２の信号端子に短絡され、かつ、前記第３の信号端子に負荷が接続されているとき前記第１の信号端子が前記第３の信号端子に短絡されるように前記２値の制御信号を切り換える切換え制御手段と、
２値入力を受けて前記所定値以上の第１の電圧又は前記第１の電圧よりも高い第２の電圧を切り換えて前記電源端子に印加する電圧制御手段とから
構成されたことを特徴とする信号切換え回路。
【請求項２】
第１の信号端子、第２の信号端子，第３の信号端子、制御端子及び電源端子を有し、前記電源端子に所定値以上の電圧を印加した状態において、前記制御端子に２値の制御信号を切り換えて入力することにより、前記第１の信号端子が前記第２の信号端子又は前記第３の信号端子に切り換えて短絡される半導体スイッチと、
前記第２の信号端子に接続されたアンテナと、
前記第３の信号端子に対する負荷の接続の有無を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出の結果に基づいて、前記第３の信号端子に負荷が接続されていないとき前記第１の信号端子が前記第２の信号端子に短絡され、かつ、前記第３の信号端子に負荷が接続されているとき前記第１の信号端子が前記第３の信号端子に短絡されるように前記２値の制御信号を切り換える切換え制御手段と、
通話中又は待ち受け中に対応する２値入力を受けて、前記所定値以上の第１の電圧又は前記第１の電圧よりも高い第２の電圧を切り換えて前記電源端子に印加する電圧制御手段とを
備えたことを特徴とする携帯電話機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は信号切換え回路及び携帯電話機に係り、特に元来装備されたアンテナ又は外部機器を半導体スイッチにより切り換えて接続する信号切換え回路及び該信号切換え回路を有する携帯電話機に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機は一般に、無線部とアンテナとの間に挿入された半導体スイッチにより、無線部をアンテナに接続するか又は他の外部機器に接続するかを切り換えられるように構成されている。外部機器としては、例えば車載アンテナに接続するためのいわゆるカーアダプタや、携帯電話機の検査工程において接続される測定器が挙げられる。上記の目的に使用される半導体スイッチを、以下ではアンテナ切換えスイッチという。
【０００３】
アンテナ切換えスイッチは一般に単極双投（ＳＰＤＴ）型であって、動作時には電源端子に所定値以上の電源電圧が印加されると共に、制御端子への２値入力により、共通端子がノーマルクローズ（ＮＣ）端子又はノーマルオープン（ＮＯ）端子のいずれか一方に切り換えて短絡される。共通端子に高周波信号を入力して切り換える場合、電源電圧が定格の範囲内で高いほど混変調歪が少ないことはよく知られている。したがって、混変調歪を軽減するためには電源電圧を高くする方がよいが、そうすると電力消費が大きくなり、携帯電話機のいわゆる待ち受け時間を犠牲にせざるを得ないという問題がある。
【０００４】
信号の切換え手段に印加する制御電圧と電力消費の兼ね合いに関しては、従来、アンテナ共用器を対象とする発明がなされている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に開示された従来技術は、周波数の相違により送受信信号を分離するアンテナ共用器を用いた移動通信端末において、通話時には所定の制御電圧をアンテナ共用器に印加して所要の性能を発揮させ、一方待ち受け時には制御電圧を印加しないでアンテナ共用器の機能を停止させるというものである。
【０００５】
しかし、この従来技術はアンテナ共用器を対象とするものであり、アンテナ切換えスイッチには適用できないという問題があった。
【特許文献１】特開２００１−２８６７４３号公報  （第２及び第５ページ、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のアンテナ切換えスイッチでは、混変調歪の軽減と待ち受け時間劣化の防止とを両立させることが難しく、アンテナ共用器等を対象とする他の従来技術によっては解決することができない問題があった。
【０００７】
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、混変調歪の軽減と待ち受け時間劣化の防止とを両立させることのできる信号切換え回路及びこれを用いた携帯電話機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の信号切換え回路は、第１の信号端子、第２の信号端子，第３の信号端子、制御端子及び電源端子を有し、前記電源端子に所定値以上の電圧を印加した状態において、前記制御端子に２値の制御信号を切り換えて入力することにより、前記第１の信号端子が前記第２の信号端子又は前記第３の信号端子に切り換えて短絡される半導体スイッチと、前記第３の信号端子に対する負荷の接続の有無を検出する検出手段と、前記検出手段による検出の結果に基づいて、前記第３の信号端子に負荷が接続されていないとき前記第１の信号端子が前記第２の信号端子に短絡され、かつ、前記第３の信号端子に負荷が接続されているとき前記第１の信号端子が前記第３の信号端子に短絡されるように前記２値の制御信号を切り換える切換え制御手段と、２値入力を受けて前記所定値以上の第１の電圧又は前記第１の電圧よりも高い第２の電圧を切り換えて前記電源端子に印加する電圧制御手段とから構成されたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の携帯電話機は、第１の信号端子、第２の信号端子，第３の信号端子、制御端子及び電源端子を有し、前記電源端子に所定値以上の電圧を印加した状態において、前記制御端子に２値の制御信号を切り換えて入力することにより、前記第１の信号端子が前記第２の信号端子又は前記第３の信号端子に切り換えて短絡される半導体スイッチと、前記第２の信号端子に接続されたアンテナと、前記第３の信号端子に対する負荷の接続の有無を検出する検出手段と、前記検出手段による検出の結果に基づいて、前記第３の信号端子に負荷が接続されていないとき前記第１の信号端子が前記第２の信号端子に短絡され、かつ、前記第３の信号端子に負荷が接続されているとき前記第１の信号端子が前記第３の信号端子に短絡されるように前記２値の制御信号を切り換える切換え制御手段と、通話中又は待ち受け中に対応する２値入力を受けて、前記所定値以上の第１の電圧又は前記第１の電圧よりも高い第２の電圧を切り換えて前記電源端子に印加する電圧制御手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、携帯電話機が通話中であるか待ち受け中であるかを区別してアンテナ切換えスイッチに印加する電源電圧を加減するので、通話中の混変調歪の軽減と、待ち受け時間劣化の防止を共に達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１２】
以下、図１乃至図４を参照して、本発明の実施例１を説明する。図１は、本発明の実施例１に係る信号切換え回路及びこれを用いた携帯電話機の構成を表すブロック図である。図中の１は本発明の実施例１に係る携帯電話機であり、そのうち破線で囲んだ部分が信号切換え回路２である。携帯電話機１から送信される送信信号は、図中の変復調部１１において変調信号として生成され、送信部１２において増幅される。増幅された送信信号は、送受切換え部１３を経てアンテナ切換えスイッチ３の共通端子３１に至り、さらに共通端子３１と短絡状態にあるアンテナ切換えスイッチ３のＮＣ端子３２に接続されたアンテナ４から電磁界として放射される。
【００１３】
一方、携帯電話機１が受信する受信信号は、アンテナ４から送信信号とは逆の経路を経て送受切換え部１３に至り、さらに受信部１４へ送られて増幅等された後、変復調部１１で復調される。変復調部１１、送信部１２及び受信部１４は、制御部１５による制御及び監視を受ける。
【００１４】
アンテナ切換えスイッチ３は、共通端子３１及びＮＣ端子３２の他に、ＮＯ端子３３、制御端子３４及び電源端子３５を備えている。アンテナ切換えスイッチ３は、制御部１５が切換え制御部２１に指示して生成させた２値の制御信号が制御端子３４に入力されることにより、共通端子３１がＮＣ端子３２又はＮＯ端子３３のいずれかに切り換えて短絡される。また、アンテナ切換えスイッチ３の電源端子３５には、制御部１５の指示を受けて電圧制御部２２が生成した電源電圧が印加される。
【００１５】
アンテナ切換えスイッチ３のＮＯ端子３３はキャパシタ５の一端に接続され、キャパシタ５の他端はスイッチ機能付きコネクタ６の端子６１に接続される。スイッチ機能付きコネクタ６は、他に端子６２及び端子６３を有しており、端子６２が開放状態にあるときは端子６１と端子６３の間が短絡される。端子６２が開放状態にあるということは、スイッチ３のＮＯ端子３３が開放状態にあることを意味する。
【００１６】
逆に端子６２に負荷が接続されたときは、端子６１と端子６２の間が短絡され、端子６３は開放される。端子６２に負荷が接続されたということは、スイッチ３のＮＯ端子３３に負荷が接続されたことを意味する。
【００１７】
スイッチ機能付きコネクタ６の端子６１は、さらにインダクタ７の一端に接続され、インダクタ７の他端は接地されている。また、スイッチ機能付きコネクタ６の端子６３は抵抗器７を介してゼロでない電圧Ｖにプルアップされると共に、切換え検出部２３の入力側に接続される。切換え検出部２３の出力側は、制御部１５に接続されている。
【００１８】
次に図２を図１と対照しながら参照して、スイッチ機能付きコネクタ６の端子６２に外部機器が接続された場合の携帯電話機１及び信号切換え回路２の動作について説明する。図２は、図１においてスイッチ機能付きコネクタ６の端子６２に外部機器が接続された場合を表した図である。図中の９は外部機器であり、その他の構成は図１と同じである。
【００１９】
スイッチ機能付きコネクタ６の端子６２に外部機器９が接続されると、上述したように、端子６３は開放され、端子６１と端子６２が短絡される。開放された端子６３の直流電位は抵抗器８を介して電圧Ｖにプルアップされ、その値が切換え検出部２３により検出されて、端子６２に負荷（この場合は外部機器９）が接続されたという情報が制御部１５に伝えられる。
【００２０】
制御部１５はこの情報を受けて切換え制御部２１に対し、アンテナ切換えスイッチ３の共通端子３１がＮＯ端子３３と短絡した状態に切換える制御信号を出力させる。当該制御信号はアンテナ切換えスイッチ３５の制御端子３４に印加されてアンテナ切換えスイッチ３を切換え、共通端子３１とＮＯ端子３の間が短絡される。
【００２１】
そうすると、変復調部１１及び送信部１２を経て送受切換え部１３からアンテナ切換えスイッチ３の共通端子３１に送られた送信信号はＮＯ端子３３に伝えられ、キャパシタ５並びにスイッチ機能付きコネクタ６の端子６１及び端子６２を経て外部機器９に入力される。一方、外部機器９から携帯電話機１に送られた信号は、逆の経路をたどって送受切換え部１３に至り、さらに受信部１４及び変復調部１１へ送られる。以上の場合において、インダクタ７は高周波の送信信号又は受信信号に対して高インピーダンスとして作用するから影響を与えない。
【００２２】
次に外部機器９の端子６２との接続が取り外されると図１の状態に戻る。すなわち、スイッチ機能付きコネクタ６の端子６２が開放されるから端子６１と端子６３が短絡され、端子６３の直流電位は端子６１及びインダクタ７を介して０ボルトにされる。これが切換え検出部２３により検出されて端子６２が開放されたという情報が制御部１５に伝えられ、制御部１５はこの情報を受けて切換え制御部２１に対し、アンテナ切換えスイッチ３の共通端子３１がＮＣ端子３２と短絡した状態に戻す制御信号を出力させる。なお、外部機器９の接続の有無を検出する手段としては、ここで説明したスイッチ機能付きコネクタ、抵抗８及びインダクタ７を用いる以外に、他の公知の方法を用いてもよい。
【００２３】
以上の図１及び図２のいずれの接続状態においても、アンテナ切換えスイッチ３の電源端子３５には電圧制御部２２から所定値以上の電源電圧が印加されている。アンテナ切換えスイッチ３は半導体スイッチであるから、電源電圧と混変調歪特性との間には図３に示したような関係がある。図３は、半導体スイッチの電源電圧と混変調歪特性及び消費電流との関係を説明する図である。横軸に表した電源電圧が高いほど、左側の縦軸で表した混変調歪レベルは低下し、右側の縦軸で表した消費電流は上昇する。なお、電源電圧の横軸に表した範囲は、アンテナ切換えスイッチ３が動作するための所定値を上回る範囲であるものとする。
【００２４】
ここで図３に示したように、２通りの電源電圧Ｖ１及びＶ２を選ぶ。電源電圧Ｖ１においては混変調歪レベルはＤ１、消費電流はＣ１である。また電源電圧Ｖ２においては混変調歪レベルはＤ２、消費電流はＣ２である。これらの間には、Ｖ１＜Ｖ２、Ｄ１＞Ｄ２及びＣ１＜Ｃ２の関係がある。
【００２５】
制御部１５は、携帯電話機１が通話中であるか待ち受け中であるかを認識しており、その認識に基づいて電圧制御部２２の出力電圧を調整することができる。そこで、待ち受け中の場合には電圧制御部２２からアンテナ切換えスイッチ３の電源端子３５に対して電源電圧Ｖ１を印加させ、通話中の場合には同じく電源電圧Ｖ２を印加させるようにする。そうすると図４に示すように、待ち受け中と通話中とでアンテナ切換えスイッチ３の電源電圧が切り換えられる。図４は、アンテナ切換えスイッチ３の電源電圧の切換えを説明する図である。
【００２６】
図４に示すように、待ち受け中には相対的に低い電源電圧Ｖ１がアンテナ切換えスイッチ３に印加される。この場合の混変調歪レベルは相対的に高いＤ１であるが、通話中ではないから特に支障になることはない。消費電流は相対的に低いＣ１であるから、待ち受け時間劣化の防止に有効である。
【００２７】
逆に通話中には相対的に高い電源電圧Ｖ２がアンテナ切換えスイッチ３に印加される。この場合の混変調歪レベルは相対的に低いＤ２であるから、通話に対する混変調歪の影響の軽減に有効である。消費電流は相対的に高いＣ２であるが、一般には通話中の時間の方が待ち受け中の時間に比較して短く、かつ、送信に要する電力消費に比較すると相対的に小さいから、実用上は待ち受け時間が大きく劣化することはない。
【００２８】
本発明の実施例１によれば、待ち受け中と通話中とでアンテナ切換えスイッチの電源電圧を切り換えることにより、待ち受け時間を大きく劣化させずに通話中の混変調歪レベルを軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施例１に係る信号切換え回路及び携帯電話機のブロック図。
【図２】図１においてさらに外部機器が接続された場合を表す図。
【図３】半導体スイッチの電源電圧と混変調歪特性及び消費電流との関係を説明する図。
【図４】アンテナ切換えスイッチの電源電圧の切換えを説明する図。
【符号の説明】
【００３０】
１  携帯電話機
２  信号切換え回路
３  アンテナ切換えスイッチ
４  アンテナ
５  キャパシタ
６  スイッチ機能付きコネクタ
７  インダクタ
８  抵抗器
９  外部機器
１１  変復調部
１２  送信部
１３  送受切換え部
１４  受信部
１５  制御部
２１  切換え制御部
２２  電圧制御部
２３  切換え検出部
３１  共通端子
３２  ノーマルクローズ（ＮＣ）端子
３３  ノーマルオープン（ＮＯ）端子
３４  制御端子
３５  電源端子
６１、６２、６３  端子
【図１】
2005210381.tif 000003
【図２】
2005210381.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005210381.tif 000006