ダイレクトコンバージョン受信機
ポケットベル用に使われる400MHz帯/800MHz帯の周波数でFSK方式のデジタル信号を受信することができるもので、ダイレクトコンバージョン方式を使うことで外付け部品を減らした。同様の技術で作られたスーパーヘテロダイン方式のポケットベル用LSIと外付け部品の点数を比較すると、1つの水晶振動子、2つの調整用コンデンサ、1つのSAWフィルタが不要で、ダイレクトコンバージョン方式の方が外付け部品が少なく小型化ができ消費電力も少なかった。その後も多くのポケットベル用受信LSIが発表された。
さらに1990年代に入るとGSMやDECTなど携帯電話用のダイレクトコンバージョン方式LSIの開発も行われるようになった。その後の技術の発達により、より通信速度が速い第三世代携帯電話(3G)にも採用されるなど、利用範囲が拡大している。
シンクロダインとは受信信号のキャリア周波数と受信機の発振周波数とを同期させるような仕組みを持ったダイレクトコンバージョン受信機である。
1928年にはアメリカの研究者ハートレー(Ralph V. Hartley)が不要なイメージ信号やサイドバンド信号を抑制するミキサ回路を考案し特許を取得した。これは現在の多くのダイレクトコンバージョン受信機で使われている直交ミキサの考え方の元となるものである。
1936年にガブリロービチ(L. Gabrilovitch)はイギリスでシンクロダイン回路の特許申請を行った。これは受信信号のキャリア周波数と受信機の発振周波数とを同期させる回路をハートレーのミキサ回路に組み合わせたもので、受信したAM信号のいずれかのサイドバンドに混信があっても安定した受信ができた。また、1939年のカーティス(L. F. Curtis)による特許では、現在 PLL(Phase-Locked Loop)と呼ばれている方式でキャリア周波数と局部発振周波数とを同期させるダイレクトコンバージョン受信回路が記載されている。
1947年にイギリスの研究者であるタッカー(D. G. Tucker)はこれらと類似の受信回路を考案し、シンクロダインという名称を初めて使った。タッカーらが中心となりシンクロダインについての様々な研究が行われた。
1950年代に入ってもシンクロダインを含むダイレクトコンバージョン受信機の研究は行われた。例えば、ゼネラル・エレクトリックのコスタス(J. P. Costas)は、非常に高性能で複雑な構成の実験的なシンクロダイン受信機 AN/FRR-48 の詳細について1956年に発表している。現在この受信方式はコスタスループ(Costas loop)として知られている。アメリカの特許申請にダイレクトコンバージョン受信機(direct conversion receiver)という用語が現れるのもこの頃である。しかしこれらの技術がすぐに大きな影響を与えることはなく、ダイレクトコンバージョン受信機のコンセプトは休眠状態に入った。
スーパーヘテロダイン受信機は真空管5本程度の単純な構成でもある程度の性能が得られ、また周波数変換段を複数設けることで高い周波数でも高感度で安定度も高い受信機を比較的容易に作成できた。そのためラジオ放送やテレビジョン放送用の受信機、通信型受信機などの大部分にはスーパーヘテロダイン受信機が採用され、ホモダインやシンクロダインの技術はプロダクト検波回路や同期検波回路などスーパーヘテロダイン受信機の一部として使われた。
φ t = arctan  ( Q t I t ) {\displaystyle \phi _{t}=\arctan \left({\frac {Q_{t}}{I_{t}}}\right)}
信号の振幅と位相がわかれば、振幅変調、位相変調、周波数変調、あるいはそれらの組み合わせ(例えばQAM)など、どのような変調方式の信号も処理することができる。これらの処理をアナログ回路のみで行うのは一般に難しいため、現在の多くのダイレクトコンバージョン受信機は I/Q の各ベースバンド信号をA/D変換した後デジタルシグナルプロセッサなどを使って復調する。
実際の受信機では、アンテナと直交ミキサの間に高周波用の低雑音増幅器(Low Noise Amplifier、LNA)が、直交ミキサとローパスフィルタの後には微弱な復調信号をベースバンド処理に必要なレベルまで増幅する低周波増幅器を設けるのが一般的である。増幅器には外部からの制御で増幅度が変えられる可変利得増幅器(Variable-Gain Amplifier、VGA)が使用され、電波の伝搬経路や距離により大幅に受信信号レベルが変わってもベースバンドの信号レベルを一定範囲内に収める自動利得制御(Automatic Gain Control、AGC)が行われる。