JP2005079991A - Radio receiving circuit and radio apparatus including the same - Google Patents
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Abstract
【課題】 RFフィルタを用いることなく受信感度と耐妨害特性とを満足し、かつ、低コストで小型の無線受信回路およびそれを備えた無線装置を提供する。
【解決手段】 無線装置1における無線受信回路14は、低雑音特性を有する第1のRF増幅回路30と、耐相互変調歪み特性を有する第2のRF増幅回路32とを含む。アンテナ10によって受信される受信信号は、FSK復調回路42に含まれるRSSI回路によってその信号レベルが検出される。そして、受信信号のレベルが所定のレベル以下のとき、選択スイッチ34,36によって第1のRF増幅回路30が選択され、受信信号のレベルが所定のレベルよりも高いとき、選択スイッチ34,36によって第2のRF増幅回路32が選択される。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low-cost and small-sized radio receiving circuit and a radio apparatus including the same, which satisfy reception sensitivity and anti-jamming characteristics without using an RF filter.
A radio reception circuit in a radio apparatus includes a first RF amplifier circuit having low noise characteristics and a second RF amplifier circuit having anti-intermodulation distortion characteristics. The signal level of the received signal received by the antenna 10 is detected by the RSSI circuit included in the FSK demodulation circuit 42. When the level of the received signal is equal to or lower than the predetermined level, the first RF amplifier circuit 30 is selected by the selection switches 34 and 36. When the level of the received signal is higher than the predetermined level, the selection switches 34 and 36 The second RF amplifier circuit 32 is selected.
[Selection] Figure 1
Description
この発明は、無線受信回路およびそれを備えた無線装置に関し、特に、400MHz帯特定小電力無線における無線受信回路およびそれを備えた無線装置に関する。 The present invention relates to a radio reception circuit and a radio apparatus including the same, and more particularly to a radio reception circuit in a 400 MHz band specific low power radio and a radio apparatus including the radio reception circuit.
400MHz帯特定小電力無線は、低速データ通信の分野において、小電力でありながら到達距離や信頼性の面で高い評価を得ており、また、他の無線通信システムにおいて必要な電波利用料や基本使用料などのランニングコストがかからないため、これらのメリットを活かして様々な分野で利用されている。 The 400 MHz band specific low-power radio has received high evaluation in terms of reach and reliability in the field of low-speed data communication, while being low-power, and has a radio wave usage fee and basic requirements for other wireless communication systems. Since there is no running cost such as a usage fee, it is used in various fields taking advantage of these advantages.
図12は、400MHz帯特定小電力無線装置に用いられている従来の無線受信回路100における要部の構成を示す機能ブロック図である。
FIG. 12 is a functional block diagram showing a configuration of a main part of a conventional
図12を参照して、無線受信回路100は、RF(Radio Frequency)フィルタ104と、RF増幅回路106と、電圧制御発振器(Voltage Controlled Oscillator、以下「VCO」とも称する。)108と、ミキサ110と、IF(Intermediate Frequency)フィルタ112と、FSK(Frequency Shift Keying)復調回路114とを備える。
Referring to FIG. 12,
この無線受信回路100においては、アンテナ102によって受信された400MHz帯の受信信号は、狭帯域特性を有するSAW(Surface Acoustic Wave)フィルタなどのRFフィルタ104によって不要な周波数帯の信号が除去された後、RF増幅回路106によって低雑音で増幅される。その後、RF増幅回路106から出力される信号は、VCO108から出力される局部発振信号とミキサ110によってミキシングされ、中間周波数に周波数変換される。そして、ミキサ110から出力された信号は、IFフィルタ112によってフィルタリングされた後、FSK復調回路114によってベースバンド信号に復調され、受信データとして出力される。
In this
400MHz帯特定小電力無線においては、近傍にアマチュア無線帯域(430MHz〜)が存在するため、LC回路などで構成される一般的なBPF(Band Pass Filter)をRFフィルタ104として用いることはできず、より耐妨害特性に優れた、狭帯域特性を有するSAWフィルタなどがRFフィルタ104として従来より用いられている。なお、SAWフィルタは、圧電体の表面を伝播する表面弾性波を利用したフィルタである。
In the 400MHz band specific low power radio, there is an amateur radio band (430MHz ~) in the vicinity, so a general BPF (Band Pass Filter) composed of an LC circuit or the like cannot be used as the
ここで、SAWフィルタなど狭帯域特性を有するRFフィルタは、その特性の反面で損失が大きい。そして、無線受信回路の受信感度は、RF段(ミキサ110によってIF周波数に変換される前)における雑音指数(NF:Noise Figure)によってほぼ決まるため、低雑音特性を有するRF増幅回路106の前段に損失の大きいSAWフィルタを設けると、SAWフィルタによる損失が雑音指数に加算されてしまう。そして、SAWフィルタにおける通過帯域の損失は、一般に数dB(デシベル)になるので、図12に示された無線受信回路100では、受信感度が大きく劣化する。そこで、図13に示すような無線受信回路も、一般に知られている。
Here, an RF filter having a narrow band characteristic such as a SAW filter has a large loss in spite of its characteristic. Since the reception sensitivity of the radio reception circuit is substantially determined by a noise figure (NF: Noise Figure) in the RF stage (before being converted to the IF frequency by the mixer 110), the reception sensitivity is placed in front of the
図13は、400MHz帯特定小電力無線装置に用いられている従来の無線受信回路100Aにおける要部の他の構成を示す機能ブロック図である。
FIG. 13 is a functional block diagram showing another configuration of the main part of the conventional
図13を参照して、無線受信回路100Aは、図12に示した無線受信回路100の構成において、RFフィルタ104とRF増幅回路106とを入替えた構成となっている。無線受信回路100Aにおけるその他の構成は、無線受信回路100と同じである。
Referring to FIG. 13,
この無線受信回路100Aにおいては、低雑音特性を有するRF増幅回路106の後段にRFフィルタ104を設けることで、受信感度を大きく下げることなく、かつ、ある程度の耐妨害特性も確保することができる。
In this
しかしながら、この無線受信回路100Aにおいては、非線形性を有するRF増幅回路106の前段にRFフィルタが設けられていないため、受信信号のレベルが高いと、RF増幅回路106において相互変調歪み成分の信号が顕著に発生する。相互変調歪みとは、周波数の異なる2つの信号が増幅回路のような非線形回路に入力されると、入力信号の高調波でない成分(一般に「相互変調積」と称される。)の信号が出力信号に含まれる現象をいう。
However, in this
そして、2つの入力信号の周波数が近いと、入力信号の周波数に近い周波数を有する3次の相互変調積が発生するため、もはや後段のRFフィルタ104によって相互変調積を除去することができなくなる。400MHz帯特定小電力無線においては、無線局が密集しており、また、上述のように、近傍にはアマチュア無線帯域も存在するため、目的信号とともに目的信号と周波数帯域の近い非目的信号を受信することによって、目的信号の周波数帯域に極めて近い相互変調積による妨害波が発生しやすい。
When the frequencies of the two input signals are close to each other, a third-order intermodulation product having a frequency close to the frequency of the input signal is generated, so that the intermodulation product can no longer be removed by the
一方、上述した無線受信回路100,100Aを改善した無線受信回路が下記の非特許文献1に開示されている。
On the other hand, a
図14は、非特許文献1に記載されている、400MHz帯特定小電力無線装置に用いられる無線受信回路100Bにおける要部の構成を示す機能ブロック図である。
FIG. 14 is a functional block diagram illustrating a configuration of a main part in the wireless reception circuit 100B used in the 400 MHz band specific low-power wireless device described in Non-Patent
図14を参照して、この無線受信回路100Bは、RF増幅回路106の前段に設けられる第1のRFフィルタ104Aと、RF増幅回路106の後段に設けられる第2のRFフィルタ104Bとを備える。第1および第2のRFフィルタ104A,104Bには、上述のRFフィルタ104と同様に、狭帯域特性を有するSAWフィルタが用いられる。無線受信回路100Bにおけるその他の構成は、図12に示した無線受信回路100と同じである。
Referring to FIG. 14, this
この無線受信回路100Bにおいては、RF増幅回路106の前後で2分割されたSAWフィルタを備え、RF増幅回路106の前段の第1のRFフィルタ104Aによってイメージ周波数および上述したアマチュア無線帯などの妨害波を除去し、RF増幅回路106の後段の第2のRFフィルタ104BによってRF増幅回路106の出力のイメージ周波数ノイズを除去する。これによって、図12,図13にそれぞれ示した無線受信回路100,100Aと同等以上の受信感度および耐妨害特性を図ることができる。
This radio reception circuit 100B includes a SAW filter divided into two parts before and after the
特定小電力無線に用いられている無線受信回路としては、さらに、ダブルコンバージョン方式のものや、特許文献1では、ダイレクトコンバージョン方式のものも開示されている(たとえば、特許文献1参照。)。
図12に示した無線受信回路100では、耐妨害特性を改善するためにRF増幅回路106の前段にSAWフィルタなどのRFフィルタが設けられるため、上述のように受信感度が大きく劣化する。
In the
一方、図13に示した無線受信回路100Aでは、受信感度を確保するためにRF増幅回路106の後段にRFフィルタが設けられるが、RF増幅回路106の前段にフィルタが設けられていないため、非目的信号のレベルが高い場合には、RF増幅回路106において相互変調積の妨害波が顕著に現われる。そして、目的信号の周波数帯に含まれる3次の相互変調積は、後段に狭帯域特性を有するSAWフィルタなどを設けても、もはや除去することはできない。
On the other hand, in the
図14に示した無線受信回路100Bは、無線受信回路100,100Aが有する問題点を改善しており有用なものであるが、SAWフィルタは、コストが高く、また、ICに内蔵することができないため、SAWフィルタを2つ備えるこの回路は、コストが増加し、かつ、無線受信回路およびそれを備える無線装置の小型化を阻害する。さらに、1つのSAWフィルタでは十分な減衰特性が得られていても、2つのSAWフィルタ間のアイソレーションが十分に得られないときは、減衰特性が劣化するおそれがある。
The radio reception circuit 100B shown in FIG. 14 is useful because it has improved the problems of the
上述したダブルコンバージョン方式やダイレクトコンバージョン方式による従来の無線受信回路においても、十分な耐妨害特性を有するためにSAWフィルタなどの狭帯域特性を有するフィルタがRFフィルタに用いられており、上記の問題は同様に発生する。 Even in the conventional radio reception circuit using the double conversion method or the direct conversion method described above, a filter having a narrow band characteristic such as a SAW filter is used for the RF filter in order to have sufficient anti-jamming characteristics. It occurs in the same way.
そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、RFフィルタを用いることなく受信感度と耐妨害特性とを満足し、かつ、低コストで小型の無線受信回路を提供することである。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to satisfy a reception sensitivity and an anti-jamming characteristic without using an RF filter, and to achieve a low-cost and small-sized radio reception circuit. Is to provide.
また、この発明の別の目的は、RFフィルタを用いることなく受信感度と耐妨害特性とを満足し、かつ、低コストで小型の無線受信回路を備えた無線装置を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a wireless device that satisfies reception sensitivity and anti-jamming characteristics without using an RF filter, and includes a small-sized wireless receiving circuit at low cost.
この発明によれば、無線受信回路は、受信信号のレベルが所定のレベル以下のとき、無線周波数帯の受信信号を低雑音で増幅する第1の無線周波増幅回路と、受信信号のレベルが所定のレベルよりも高いとき、受信信号に含まれる目的信号と非目的信号との相互変調歪みを抑えて無線周波数帯の受信信号を増幅する第2の無線周波増幅回路とを備える。 According to the present invention, the radio reception circuit includes the first radio frequency amplification circuit that amplifies the reception signal in the radio frequency band with low noise when the level of the reception signal is equal to or lower than the predetermined level, and the level of the reception signal is predetermined. A second radio frequency amplification circuit that amplifies the reception signal in the radio frequency band while suppressing intermodulation distortion between the target signal and the non-target signal included in the reception signal.
好ましくは、第1の無線周波増幅回路は、受信信号のレベルが所定のレベルよりも高いとき、不活性化され、第2の無線周波増幅回路は、受信信号のレベルが所定のレベル以下のとき、不活性化される。 Preferably, the first radio frequency amplifier circuit is inactivated when the level of the received signal is higher than a predetermined level, and the second radio frequency amplifier circuit is set when the level of the received signal is equal to or lower than the predetermined level. Is inactivated.
好ましくは、無線受信回路は、受信信号のレベルを検出するレベル検出回路と、検出されたレベルを所定のレベルと比較する比較回路とをさらに備え、第1および第2の無線周波増幅回路の各々は、比較回路による比較結果に応じて選択される。 Preferably, the radio reception circuit further includes a level detection circuit for detecting a level of the reception signal, and a comparison circuit for comparing the detected level with a predetermined level, and each of the first and second radio frequency amplification circuits. Is selected according to the comparison result by the comparison circuit.
好ましくは、レベル検出回路は、RSSI回路である。 Preferably, the level detection circuit is an RSSI circuit.
好ましくは、無線受信回路は、第1または第2の無線周波増幅回路から出力される信号を所定の中間周波数に変換する周波数変換回路と、周波数変換回路から出力される信号を増幅してレベル検出回路へ出力する中間周波増幅回路と、中間周波増幅回路に並列に設けられる接続スイッチとをさらに備え、第1および第2の無線周波増幅回路のうち利得の小さい方が選択されたとき、中間周波増幅回路は、活性化され、第1および第2の無線周波増幅回路のうち利得の大きい方が選択されたとき、接続スイッチは、中間周波増幅回路の入力ノードを中間周波増幅回路の出力ノードと接続し、中間周波増幅回路は、不活性化される。 Preferably, the radio reception circuit converts the signal output from the first or second radio frequency amplification circuit to a predetermined intermediate frequency, and amplifies the signal output from the frequency conversion circuit to detect the level. An intermediate frequency amplifying circuit for outputting to the circuit; and a connection switch provided in parallel to the intermediate frequency amplifying circuit, and when the smaller one of the first and second radio frequency amplifying circuits is selected, the intermediate frequency When the amplifier circuit is activated and the larger one of the first and second radio frequency amplifier circuits is selected, the connection switch connects the input node of the intermediate frequency amplifier circuit to the output node of the intermediate frequency amplifier circuit. The intermediate frequency amplifier circuit is deactivated.
好ましくは、中間周波増幅回路は、第1および第2の無線周波増幅回路の利得差の絶対値からなる利得を有する。 Preferably, the intermediate frequency amplifier circuit has a gain composed of an absolute value of a gain difference between the first and second radio frequency amplifier circuits.
好ましくは、無線受信回路は、比較回路による比較結果に応じて第1および第2の無線周波増幅回路のいずれかを選択する切替回路をさらに備える。 Preferably, the radio reception circuit further includes a switching circuit that selects one of the first and second radio frequency amplifier circuits according to a comparison result by the comparison circuit.
好ましくは、無線受信回路は、外部から受ける制御信号に応じて第1または第2の無線周波増幅回路のいずれかを選択する切替回路をさらに備える。 Preferably, the radio reception circuit further includes a switching circuit that selects either the first or second radio frequency amplifier circuit according to a control signal received from the outside.
好ましくは、第1の無線周波増幅回路は、第1のエミッタ帰還抵抗を有する第1の差動増幅回路を含み、第2の無線周波増幅回路は、第2のエミッタ帰還抵抗を有する第2の差動増幅回路を含み、第1のエミッタ帰還抵抗は、第2のエミッタ帰還抵抗よりも小さい。 Preferably, the first radio frequency amplifier circuit includes a first differential amplifier circuit having a first emitter feedback resistor, and the second radio frequency amplifier circuit has a second emitter feedback resistor having a second emitter feedback resistor. A differential amplifier circuit is included, and the first emitter feedback resistor is smaller than the second emitter feedback resistor.
また、この発明によれば、無線受信回路は、受信信号のレベルが所定のレベル以下のとき、無線周波数帯の受信信号を低雑音で増幅し、受信信号のレベルが所定のレベルよりも高いとき、受信信号に含まれる目的信号と非目的信号との相互変調歪みを抑えて無線周波数帯の受信信号を増幅する無線周波増幅回路を備える。 Further, according to the present invention, when the level of the received signal is equal to or lower than the predetermined level, the wireless receiving circuit amplifies the received signal in the radio frequency band with low noise, and the received signal level is higher than the predetermined level. And a radio frequency amplifier circuit that amplifies the received signal in the radio frequency band while suppressing intermodulation distortion between the target signal and the non-target signal included in the received signal.
好ましくは、無線周波増幅回路は、差動増幅回路を含み、差動増幅回路は、エミッタ帰還抵抗と、エミッタ帰還抵抗に並列に設けられる接続スイッチとからなり、接続スイッチは、受信信号のレベルが所定のレベル以下のとき、エミッタ帰還抵抗の一端を他端と接続する。 Preferably, the radio frequency amplifier circuit includes a differential amplifier circuit, and the differential amplifier circuit includes an emitter feedback resistor and a connection switch provided in parallel to the emitter feedback resistor, and the connection switch has a level of a received signal. When below a predetermined level, one end of the emitter feedback resistor is connected to the other end.
好ましくは、接続スイッチは、電界効果トランジスタからなる。 Preferably, the connection switch includes a field effect transistor.
また、この発明によれば、無線装置は、上述したいずれかの無線受信回路と、送信動作時、アンテナから信号を送信する無線送信回路とを備える。 According to the present invention, a wireless device includes any of the wireless reception circuits described above and a wireless transmission circuit that transmits a signal from an antenna during a transmission operation.
この発明によれば、受信信号のレベルに応じて、低雑音特性を有する第1の無線周波増幅回路と耐相互変調歪み特性を有する第2の無線周波増幅回路とを切替えて用いるようにしたので、SAWフィルタなどのRFフィルタを備えることなく受信感度と耐妨害特性とを満足し、かつ、低コストで小型の無線受信回路およびそれを備えた無線装置を実現することができる。 According to the present invention, the first radio frequency amplifier circuit having low noise characteristics and the second radio frequency amplifier circuit having anti-intermodulation distortion characteristics are switched and used in accordance with the level of the received signal. In addition, it is possible to realize a low-cost and small-sized radio receiving circuit and a radio apparatus including the same, without receiving an RF filter such as a SAW filter, and satisfying reception sensitivity and anti-jamming characteristics.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
[実施の形態1]
図1は、この発明の実施の形態1による無線装置1の全体構成を示す機能ブロック図である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a functional block diagram showing an overall configuration of a
図1を参照して、無線装置1は、アンテナ10と、選択スイッチ12,20と、無線受信回路14と、PLL回路16と、VCO18と、パワーアンプ22と、コントローラ24とを備える。無線受信回路14は、第1のRF増幅回路30と、第2のRF増幅回路32と、選択スイッチ34,36と、ミキサ38と、IFフィルタ40と、FSK復調回路42と、基準可変電圧発生回路44と、コンパレータ46とを含む。
Referring to FIG. 1, the
アンテナ10は、受信動作時、400MHz帯の無線周波信号を受信し、その受信信号を選択スイッチ12へ出力する。また、アンテナ10は、送信動作時、選択スイッチ12から受ける送信信号を外部へ送信する。
The
選択スイッチ12は、コントローラ24からの指示に応じて動作し、受信動作時は、アンテナ10から受ける受信信号を無線受信回路14へ出力し、送信動作時は、パワーアンプ22から受ける送信信号をアンテナ10へ出力する。
The
選択スイッチ34は、コンパレータ46から出力される信号に応じて動作し、コンパレータ46からの出力信号がL(論理ロー)レベルのとき、選択スイッチ12から出力される受信信号を受けて第1のRF増幅回路30へ出力し、コンパレータ46からの出力信号がH(論理ハイ)レベルのとき、選択スイッチ12から出力される受信信号を受けて第2のRF増幅回路32へ出力する。
The
第1のRF増幅回路30は、低雑音特性を有する無線周波増幅回路である。第1のRF増幅回路30は、選択スイッチ34から出力される受信信号を受けて低雑音で増幅し、その増幅した受信信号を選択スイッチ36へ出力する。
The first
第2のRF増幅回路32は、耐相互変調歪み特性を有する無線周波増幅回路である。第2のRF増幅回路32は、選択スイッチ34から出力される受信信号を受け、相互変調積の発生を抑えて第1のRF増幅回路30と同じ利得でその受けた受信信号を増幅し、その増幅した受信信号を選択スイッチ36へ出力する。
The second
選択スイッチ36は、コンパレータ46から出力される信号に応じて選択スイッチ34と連動して動作し、コンパレータ46からの出力信号がLレベルのとき、第1のRF増幅回路30から出力される信号を受けてミキサ38へ出力し、コンパレータ46からの出力信号がHレベルのとき、第2のRF増幅回路32から出力される信号を受けてミキサ38へ出力する。
The
ミキサ38は、選択スイッチ36から出力される信号を選択スイッチ20から出力される局部発振信号とミキシングし、受信信号を所定の中間周波数に変換する。IFフィルタ40は、ミキサ38から出力される信号を帯域制限して出力する。
The
FSK復調回路42は、IFフィルタ40から出力される信号を受け、FSK変調されている受信信号をベースバンド信号に復調し、その復調した信号を受信データとしてコントローラ24へ出力する。また、FSK復調回路42は、内部にRSSI(Received Signal Strength Indicator)回路を含み(図示せず)、IFフィルタ40からの出力信号のレベルを検出し、そのレベルに応じた電圧のRSSI信号を出力する。
The
基準可変電圧発生回路44は、受信信号のレベルに応じて選択スイッチ34,36を切替える際の基準となる基準電圧を発生する。すなわち、後述するように、第1のRF増幅回路30は、受信信号のレベルが所定のレベル以下のときに用いられ、第2のRF増幅回路32は、受信信号のレベルがその所定のレベルよりも高いときに用いられるところ、この基準可変電圧発生回路44は、受信信号のレベルがこの所定のレベルのときのRSSI電圧に対応する基準電圧を発生する。
The reference variable
コンパレータ46は、FSK復調回路42から出力されるRSSI電圧および基準可変電圧発生回路44から出力される基準電圧を受け、RSSI電圧を基準電圧と比較し、その比較結果を出力する。具体的には、RSSI電圧が基準電圧よりも大きいとき、コンパレータ46は、Hレベルの信号を出力し、RSSI電圧が基準電圧よりも低いとき、コンパレータ46は、Lレベルの信号を出力する。
The
PLL回路16は、受信動作時、VCO18から出力される局部発振信号の周波数を所定の周波数に制御する。そして、VCO18は、PLL回路16からの指示に応じた周波数の局部発振信号を発振して出力する。選択スイッチ20は、コントローラ24からの指示に応じて動作し、受信動作時は、VCO18から出力される局部発振信号を受けて無線受信回路14のミキサ38へ出力する。
The
一方、送信動作時、PLL回路16は、コントローラ24から送信データを受け、ベースバンド信号からなる送信データをFSK変調する。そして、VCO18は、FSK変調された送信データに基づいて無線周波数帯の送信信号を発振して出力する。選択スイッチ20は、コントローラ24からの指示に応じて、送信動作時は、VCO18から出力される送信信号を受けてパワーアンプ22へ出力する。
On the other hand, during the transmission operation, the
パワーアンプ22は、送信動作時、選択スイッチ20から出力される送信信号を受け、その送信信号を増幅して出力する。そして、上述のように、選択スイッチ12は、コントローラ24からの指示に応じて、パワーアンプ22から出力された送信信号を受けてアンテナ10へ出力する。
During the transmission operation, the
コントローラ24は、受信動作および送信動作に応じて選択スイッチ12,20の動作を制御する。また、コントローラ24は、送信動作時、送信タイミングに合わせて送信データをPLL回路16へ出力する。
The
このように、PLL回路16およびVCO18は、受信動作時に局部発振信号を発振して無線受信回路14へ出力するとともに、送信動作時は、パワーアンプ22とともに「無線送信回路」を構成する。また、選択スイッチ34,36は、「切替回路」を構成し、コンパレータ46は、「比較回路」を構成する。
As described above, the
この無線装置1においては、低雑音特性を有する第1のRF増幅回路30と、耐相互変調歪み特性を有する第2のRF増幅回路32とが備えられ、アンテナ10によって受信される受信信号のレベルが所定のレベル以下のときは、第1のRF増幅回路30が選択され、受信信号のレベルが所定のレベルよりも高いときは、第2のRF増幅回路32が選択される。受信信号のレベル判定は、以下のようにして行なわれる。
The
図2は、アンテナ入力端における受信信号のレベルに対するRSSI信号の電圧レベルを示す図である。 FIG. 2 is a diagram illustrating the voltage level of the RSSI signal with respect to the level of the received signal at the antenna input end.
図2を参照して、横軸は、アンテナ入力端における受信信号のレベルを表わし、縦軸は、FSK復調回路42から出力されるRSSI信号の電圧レベル(RSSI電圧)を表わす。図2に示される関係を用いて、RSSI電圧から受信信号のレベルを検知することができる。受信信号レベルP1は、第1および第2のRF増幅回路30,32を切替える信号レベルを表わし、電圧V1は、受信信号レベルP1に対応するRSSI電圧である。
Referring to FIG. 2, the horizontal axis represents the level of the received signal at the antenna input terminal, and the vertical axis represents the voltage level (RSSI voltage) of the RSSI signal output from
再び図1を参照して、アンテナ10によって受信された受信信号は、第1および第2のRF増幅回路30,32のいずれかによって増幅され、ミキサ38およびIFフィルタ40を介してFSK復調回路42に入力される。FSK復調回路42は、内部に含まれるRSSI回路によって信号レベルを検出し、その信号レベルに応じたRSSI電圧をコンパレータ46へ出力する。
Referring again to FIG. 1, the received signal received by the
ここで、基準可変電圧発生回路44は、第1および第2のRF増幅回路30,32の切替レベルである受信信号レベルP1に対応する基準電圧V1を発生する。そして、コンパレータ46は、FSK復調回路42および基準可変電圧発生回路44からそれぞれ出力されるRSSI電圧および基準電圧V1を受け、その受けたRSSI電圧を基準電圧V1と比較し、RSSI電圧が基準電圧V1以下のとき、Lレベルの信号を出力し、RSSI電圧が基準電圧V1よりも高いとき、Hレベルの信号を出力する。
Here, the reference variable
そして、選択スイッチ34,36は、コンパレータ46から出力される信号がLレベルのとき、すなわち、受信信号のレベルがP1以下のときは、第1のRF増幅回路30を選択する。したがって、受信信号のレベルが所定のレベル以下のときは、低雑音特性を有する第1のRF増幅回路30が動作することによって、受信感度を確保することができる。
The selection switches 34 and 36 select the first
一方、コンパレータ46から出力される信号がHレベルのとき、すなわち、受信信号のレベルがP1よりも高いときは、第2のRF増幅回路32を選択する。したがって、受信信号のレベルが所定のレベルよりも高いときは、耐相互変調歪み特性を有する第2のRF増幅回路32が動作することによって、耐妨害特性を確保することができる。なお、受信信号のレベルが高いときは、受信信号の復調に必要なS/N比を十分確保することができるため、低雑音特性は必要とならない。
On the other hand, when the signal output from the
図3は、図1に示した第1および第2のRF増幅回路30,32の構成を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of first and second
図3を参照して、第1のRF増幅回路30は、コレクタ抵抗72,74と、NPNバイポーラトランジスタ76,78と、定電流回路80,82と、エミッタ帰還抵抗84と、入力ノード92.1,92.2と、出力ノード94.1,94.2とからなる。コレクタ抵抗72は、電源電圧Vccが印加される電源電圧ライン88とノードND1との間に接続され、コレクタ抵抗74は、電源電圧ライン88とノードND2との間に接続される。NPNバイポーラトランジスタ76は、コレクタ、エミッタおよびベースがそれぞれノードND1、ノードND3および入力ノード92.1に接続される。NPNバイポーラトランジスタ78は、コレクタ、エミッタおよびベースがそれぞれノードND2、ノードND4および入力ノード92.2に接続される。定電流回路80は、ノードND3と接地電圧GNDが印加される接地ノード90との間に接続され、定電流回路82は、ノードND4と接地ノード90との間に接続される。エミッタ帰還抵抗84は、ノードND3とノードND4との間に接続される。出力ノード94.1,94.2は、それぞれノードND1,ND2に接続される。
Referring to FIG. 3, first
第2のRF増幅回路32は、第1のRF増幅回路30の構成において、エミッタ帰還抵抗84に代えてエミッタ帰還抵抗86からなる。第2のRF増幅回路32のその他の構成は、第1のRF増幅回路30と同じであるので、その説明は繰返さない。
The second
この第1および第2のRF増幅回路30,32は、差動型の増幅回路からなる。すなわち、入力ノード92.1,92.2にそれぞれ印加される入力電圧Vi1,Vi2の電圧差を増幅し、その増幅した電圧差からなる出力電圧Vo1,Vo2をそれぞれ出力ノード94.1,94.2に出力する。
The first and second
低雑音特性を有する第1のRF増幅回路30と、耐相互変調歪み特性を有する第2のRF増幅回路32との差異は、エミッタ帰還抵抗84,86の抵抗値である。すなわち、低雑音特性を有する第1のRF増幅回路30におけるエミッタ帰還抵抗84の抵抗値は、耐相互変調歪み特性を有する第2のRF増幅回路32におけるエミッタ帰還抵抗86の抵抗値よりも小さい値に設定されている。
The difference between the first
一般に、トランジスタの雑音指数とコレクタ電流とは、反比例の関係にあり、コレクタ電流を大きくすると雑音指数は低下する。したがって、図3に示すような増幅回路における雑音指数を小さくするには、コレクタ電流を大きくするか、エミッタ帰還抵抗を小さくする必要がある。しかしながら、コレクタ電流を大きくするには種々の制約が伴なうため、低雑音特性を有する第1のRF増幅回路30においては、エミッタ帰還抵抗84をできるだけ小さくし、かつ、適当なコレクタ電流が流れるように設計される。
In general, the noise figure of a transistor and the collector current are in an inversely proportional relationship, and the noise figure decreases as the collector current is increased. Therefore, in order to reduce the noise figure in the amplifier circuit as shown in FIG. 3, it is necessary to increase the collector current or reduce the emitter feedback resistance. However, since there are various restrictions to increase the collector current, in the first
一方、増幅回路の耐相互変調歪み特性は、コレクタ電流とエミッタ帰還抵抗との積で決まる。そして、その積値が大きいほど入力インターセプトポイントが高くなり、耐相互変調歪み特性は、良好となる。したがって、図3に示すような増幅回路の耐相互変調歪み特性を良くするには、コレクタ電流を大きくするか、エミッタ帰還抵抗を大きくする必要がある。ここで、上述のように、コレクタ電流を大きくするには種々の制約が伴なうため、耐相互変調歪み特性を有する第2のRF増幅回路32においては、エミッタ帰還抵抗86を大きくし、かつ、適当なコレクタ電流が流れるように設計される。
On the other hand, the anti-modulation distortion characteristic of the amplifier circuit is determined by the product of the collector current and the emitter feedback resistance. The larger the product value, the higher the input intercept point and the better the intermodulation distortion resistance. Therefore, in order to improve the anti-intermodulation distortion characteristic of the amplifier circuit as shown in FIG. 3, it is necessary to increase the collector current or increase the emitter feedback resistance. Here, as described above, since there are various restrictions to increase the collector current, in the second
このように、増幅回路において低雑音特性と耐相互変調歪み特性とを同時に満足させることは、困難であるところ、この無線装置1における無線受信回路14においては、抵抗値の小さいエミッタ帰還抵抗84を含む低雑音特性を有する第1のRF増幅回路30と、抵抗値の大きいエミッタ帰還抵抗86を含む耐相互変調歪み特性を有する第2のRF増幅回路32とを、受信信号のレベルに応じて選択的に用いることによって、受信感度と耐妨害特性とを両立させている。
Thus, it is difficult to satisfy the low noise characteristic and the anti-intermodulation distortion characteristic at the same time in the amplifier circuit. However, in the
なお、上記の第1のRF増幅回路30においては、抵抗値の小さいエミッタ帰還抵抗84が設けられているが、エミッタ帰還抵抗84を設けずにノードND3,ND4を短絡してもよい。
In the first
また、上記においては、第1および第2のRF増幅回路の切替に必要な受信信号のレベル検出に、FSK復調回路42に含まれるRSSI回路を利用している。このRSSI回路は、本来的には、キャリアセンスの目的で設けられるものであるが、このようにRSSI回路を利用することによって、別途レベル検出回路を設ける必要がない。一方で、復調回路がRSSI回路を含まず、受信信号のレベルを検出するレベル検出回路を別途設けても構わない。
In the above, the RSSI circuit included in the
以上のように、この実施の形態1による無線装置1によれば、受信信号のレベルに応じて適切な増幅特性を有する第1および第2のRF増幅回路を選択的に切替えて用いるようにしたので、受信感度および耐妨害特性の一方が阻害されることがない。そして、この無線装置1は、SAWフィルタなどのRFフィルタを備えていないので、低コストであり、かつ、小型化を実現できる。
As described above, according to the
[実施の形態2]
実施の形態2による無線装置は、図1に示した実施の形態1による無線装置1の構成において、無線受信回路14に代えて無線受信回路14Aを備える。実施の形態2による無線装置のその他の構成は、実施の形態1による無線装置1と同じであるので、その説明は繰返さない。
[Embodiment 2]
The radio apparatus according to the second embodiment includes a
図4は、この発明の実施の形態2による無線装置における無線受信回路14Aの構成を示す機能ブロック図である。
FIG. 4 is a functional block diagram showing a configuration of
図4を参照して、無線受信回路14Aは、実施の形態1における無線受信回路14の構成において、第1および第2のRF増幅回路30,32に代えて第1および第2のRF増幅回路30A,32Aを含み、コンパレータ46からの出力信号を反転した信号を第1のRF増幅回路30Aへ出力するインバータ48をさらに含む。無線受信回路14Aのその他の構成は、無線受信回路14と同じであるので、その説明は繰返さない。
Referring to FIG. 4,
第1のRF増幅回路30Aは、実施の形態1における第1のRF増幅回路30と同様に、低雑音特性を有する無線周波増幅回路である。そして、第1のRF増幅回路30Aは、インバータ48からの出力信号S1がHレベルのとき、すなわち、コンパレータ46からの出力信号がLレベルのとき、活性化され、選択スイッチ34から出力される受信信号を低雑音で増幅して選択スイッチ36へ出力する。一方、第1のRF増幅回路30Aは、インバータ48からの出力信号S1がLレベルのとき、すなわち、コンパレータ46からの出力信号がHレベルのときは、不活性化される。
The first
第2のRF増幅回路32Aは、実施の形態1における第2のRF増幅回路32と同様に、耐相互変調歪み特性を有する無線周波増幅回路である。そして、コンパレータ46から受ける信号S2がHレベルのとき、第2のRF増幅回路32Aは、活性化され、選択スイッチ34から出力される受信信号を、相互変調積の発生を抑えて第1のRF増幅回路30Aと同じ利得で増幅し、その増幅した受信信号を選択スイッチ36へ出力する。一方、第2のRF増幅回路32Aは、コンパレータ46から受ける信号S2がLレベルのときは、不活性化される。
Similar to the second
この無線受信回路14Aにおいては、受信信号のレベルが図2に示したレベルP1以下のとき、コンパレータ46の出力信号がLレベルとなるので、第1のRF増幅回路30は、活性化される。このとき、第2のRF増幅回路32は、不活性化される。一方、受信信号のレベルがP1よりも高いときは、コンパレータ46の出力信号がHレベルとなるので、第2のRF増幅回路32は、活性化される。このとき、第1のRF増幅回路30は、不活性化される。
In the
図5は、図4に示した第1および第2のRF増幅回路30A,32Aの構成を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of first and second
図5を参照して、第1のRF増幅回路30Aは、図3に示した実施の形態1における第1のRF増幅回路30の構成において、定電流回路80,82に代えてそれぞれNPNバイポーラトランジスタ95,96を含み、定電流回路97と、接続スイッチ98と、NPNバイポーラトランジスタ99とをさらに含む。
Referring to FIG. 5, first
NPNバイポーラトランジスタ95は、コレクタおよびエミッタがそれぞれノードND3および接地ノード90に接続され、ベースがノードND5に接続される。NPNバイポーラトランジスタ96は、コレクタおよびエミッタがそれぞれノードND4および接地ノード90に接続され、ベースがノードND5に接続される。
NPN
定電流回路97および接続スイッチ98は、電源電圧ライン88とNPNバイポーラトランジスタ99との間に直列に接続される。接続スイッチ98は、図示されないインバータ48から出力される信号S1を受け、信号S1がHレベルのときONし、信号S1がLレベルのときはOFFする。NPNバイポーラトランジスタ99は、コレクタおよびエミッタがそれぞれ接続スイッチ98および接地ノード90に接続され、ベースがノードND5に接続される。
Constant
第2のRF増幅回路32Aは、第1のRF増幅回路30Aの構成において、エミッタ帰還抵抗84に代えてエミッタ帰還抵抗86からなる。そして、第2のRF増幅回路32Aにおいては、接続スイッチ98は、図示されないコンパレータ46から出力される信号S2を受け、信号S2がHレベルのときONし、信号S2がLレベルのときはOFFする。。第2のRF増幅回路32Aのその他の構成は、第1のRF増幅回路30Aと同じであるので、その説明は繰返さない。
The second
この第1および第2のRF増幅回路30A,32Aは、カレントミラー回路を構成する。すなわち、NPNバイポーラトランジスタ99は、コレクタおよびベースが接続されており、NPNバイポーラトランジスタ95,96,99のベースが共通のノードND5に接続されている。そして、接続スイッチ98がONすると、定電流回路97は定電流Iを流し、この定電流回路97が流す定電流Iが基準電流となって、NPNバイポーラトランジスタ95,96に定電流Iが流される。
The first and second
第1のRF増幅回路30Aにおいては、信号S1がHレベルのとき、接続スイッチ98がONし、NPNバイポーラトランジスタ95,96に定電流Iが流されて第1のRF増幅回路30Aが活性化される。一方、信号S1がLレベルのときは、接続スイッチ98がOFFし、NPNバイポーラトランジスタ95,96にベース電流が供給されないので、NPNバイポーラトランジスタ95,96はOFFし、第1のRF増幅回路30Aは不活性化される。したがって、信号S1がLレベルになるとき、すなわち、受信信号のレベルがP1よりも高いとき、不使用となる第1のRF増幅回路30Aにおいて貫通電流は流れず、消費電力が削減される。
In the first
また、同様に、第2のRF増幅回路32Aにおいては、信号S2がHレベルのとき、接続スイッチ98がONし、NPNバイポーラトランジスタ95,96に定電流Iが流されて第2のRF増幅回路32Aが活性化される。一方、信号S2がLレベルのときは、接続スイッチ98がOFFし、NPNバイポーラトランジスタ95,96にベース電流が供給されないので、NPNバイポーラトランジスタ95,96はOFFし、第2のRF増幅回路32Aは不活性化される。したがって、信号S2がLレベルになるとき、すなわち、受信信号のレベルがP1以下のとき、不使用となる第2のRF増幅回路32Aにおいて貫通電流は流れず、消費電力が削減される。
Similarly, in the second
以上のように、この実施の形態2によれば、受信信号のレベルに応じて選択されていない方のRF増幅回路を不活性化するようにしたので、実施の形態1と同様の効果が得られるうえ、さらに、消費電力が削減される。 As described above, according to the second embodiment, since the RF amplifier circuit that is not selected according to the level of the received signal is deactivated, the same effect as in the first embodiment can be obtained. In addition, power consumption is further reduced.
[実施の形態3]
実施の形態1では、第1および第2のRF増幅回路30,32は、それぞれ利得が同じであり、実施の形態2でも、第1および第2のRF増幅回路30A,32Aは、それぞれ利得が同じであるとしたが、第1のRF増幅回路30,30Aと第2のRF増幅回路32,32Aとは、上述したようにそれぞれ異なる特性を有し、各々の特性を最適化するには、利得が同じにならないことも多い。
[Embodiment 3]
In the first embodiment, the first and second
第1のRF増幅回路30,30Aおよび第2のRF増幅回路32,32Aに利得の差があると、受信信号のレベルに応じてRF増幅回路が切替わる際に、FSK復調回路42から出力されるRSSI電圧がステップ状に変化し、動作が不安定になることが懸念される。そこで、実施の形態3では、RF増幅回路の切替わりに際して無線受信回路全体の利得が変化しないような方策が施される。
If there is a difference in gain between the first
実施の形態3による無線装置は、図1に示した実施の形態1による無線装置1の構成において、無線受信回路14に代えて無線受信回路14Bを備える。実施の形態3による無線装置のその他の構成は、実施の形態1による無線装置1と同じであるので、その説明は繰り返さない。
The radio apparatus according to the third embodiment includes a radio reception circuit 14B instead of the
図6は、この発明の実施の形態3による無線装置における無線受信回路14Bの構成を示す機能ブロック図である。
FIG. 6 is a functional block diagram showing a configuration of radio reception circuit 14B in the radio apparatus according to
図6を参照して、無線受信回路14Bは、実施の形態2における無線受信回路14Aの構成において、IF増幅回路50と、接続スイッチ52と、インバータ54とをさらに含む。また、無線受信回路14Bにおいては、第1および第2のRF増幅回路30A,32Aの利得は、それぞれGrf1,Grf2であり、第1および第2のRF増幅回路30A,32Aの各々の特性を最適化した結果、利得Grf1が利得Grf2よりも大きい。無線受信回路14Bのその他の構成は、無線受信回路14Aと同じであるので、その説明は繰返さない。
Referring to FIG. 6, radio reception circuit 14B further includes IF
IF増幅回路50は、IFフィルタ40から出力されるIF信号およびコンパレータ46からの出力信号を受け、コンパレータ46からの出力信号がHレベルのとき、IF信号を利得Gifで増幅してFSK復調回路42へ出力する。一方、コンパレータ46からの出力信号がLレベルのとき、IF増幅回路50は不活性化される。ここで、IF増幅回路50の利得Gifは、下式の値に予め調整される。
The
Gif=Grf1−Grf2 …(1)
インバータ54は、コンパレータ46からの出力信号を反転した信号を接続スイッチ52へ出力する。接続スイッチ52は、インバータ54からの出力信号を受け、その受けた信号がHレベルのときONし、その信号がLレベルのときはOFFする。
Gif = Grf1-Grf2 (1)
The
この無線受信回路14Bにおいては、受信信号のレベルが図2に示したレベルP1以下のとき、コンパレータ46の出力信号がLレベルとなるので、第1のRF増幅回路30Aが選択される。また、IF増幅回路50は、不活性化され、接続スイッチ52がONする。したがって、受信信号が無線受信回路14Bに入力されてからFSK復調回路42に到達するまでの全利得は、Grf1となる。
In the wireless reception circuit 14B, when the level of the reception signal is equal to or lower than the level P1 shown in FIG. 2, the output signal of the
一方、受信信号のレベルがP1よりも高いとき、コンパレータ46の出力信号はHレベルとなるので、第2のRF増幅回路32Aが選択される。また、IF増幅回路50は、活性化され、接続スイッチ52がOFFする。したがって、受信信号が無線受信回路14Bに入力されてからFSK復調回路42に到達するまでの全利得は、Grf2+Gif=Grf1となる。すなわち、この無線受信回路14Bにおいては、第1および第2のRF増幅回路30A,32Aの切替わりに伴なう全利得の変動は発生しない。
On the other hand, when the level of the received signal is higher than P1, the output signal of the
なお、上記においては、第1および第2のRF増幅回路30A,32Aを含む実施の形態2における無線受信回路14Aを基に説明したが、第1および第2のRF増幅回路30,32を含む実施の形態1における無線受信回路14において、IF増幅回路50、接続スイッチ52およびインバータ54をさらに含む構成としてもよい。
In the above description, the
以上のように、この実施の形態3によれば、各々が異なる利得を有する第1および第2のRF増幅回路の切替わりに伴なうRSSI電圧の変動が発生しないようにしたので、無線受信回路の動作が安定化される。 As described above, according to the third embodiment, the RSSI voltage fluctuation caused by switching between the first and second RF amplifier circuits each having a different gain is prevented from occurring. Is stabilized.
[実施の形態3の変形例]
実施の形態3では、第1のRF増幅回路30Aの利得Grf1が第2のRF増幅回路32Aの利得Grf2よりも大きい場合の無線受信回路の構成が示されたが、実施の形態3の変形例では、利得Grf1が利得Grf2よりも小さい場合の無線受信回路の構成が示される。
[Modification of Embodiment 3]
In the third embodiment, the configuration of the wireless reception circuit when the gain Grf1 of the first
図7は、この発明の実施の形態3の変形例による無線装置における無線受信回路14Cの構成を示す機能ブロック図である。
FIG. 7 is a functional block diagram showing a configuration of
図7を参照して、無線受信回路14Cは、実施の形態3における無線受信回路14Bの構成において、インバータ54を備えず、コンパレータ46とIF増幅回路50との間にインバータ56が設けられる。このインバータ56は、コンパレータ46からの出力信号を反転した信号をIF増幅回路50へ出力する。また、この無線受信回路14Cにおいては、第1および第2のRF増幅回路30A,32Aの各々の特性を最適化した結果、第1のRF増幅回路30Aの利得Grf1が第2のRF増幅回路32Aの利得Grf2よりも小さい。ここで、IF増幅回路50の利得Gifは、下式の値に予め調整される。
Referring to FIG. 7,
Gif=Grf2−Grf1 …(2)
無線受信回路14Cのその他の構成は、無線受信回路14Bと同じであるので、その説明は繰返さない。
Gif = Grf2-Grf1 (2)
Since the other configuration of
この無線受信回路14Cにおいては、受信信号のレベルが図2に示したレベルP1以下のとき、コンパレータ46の出力信号がLレベルとなるので、第1のRF増幅回路30Aが選択される。また、IF増幅回路50は、活性化され、接続スイッチ52がOFFする。したがって、受信信号が無線受信回路14Cに入力されてからFSK復調回路42に到達するまでの全利得は、Grf1+Gif=Grf2となる。
In this
一方、受信信号のレベルがP1よりも高いとき、コンパレータ46の出力信号はHレベルとなるので、第2のRF増幅回路32Aが選択される。また、IF増幅回路50は、不活性化され、接続スイッチ52がONする。したがって、受信信号が無線受信回路14Cに入力されてからFSK復調回路42に到達するまでの全利得は、Grf2となる。すなわち、この無線受信回路14Cにおいても、実施の形態3における無線受信回路14Bと同様に、第1および第2のRF増幅回路30A,32Aの切替わりに伴なう全利得の変動は発生しない。
On the other hand, when the level of the received signal is higher than P1, the output signal of the
なお、上記においても、第1および第2のRF増幅回路30A,32Aを含む実施の形態2における無線受信回路14Aを基に説明したが、第1および第2のRF増幅回路30,32を含む実施の形態1における無線受信回路14において、IF増幅回路50、接続スイッチ52およびインバータ56をさらに含む構成としてもよい。
In the above description, the description has been made based on the
以上のように、この実施の形態3の変形例によっても、実施の形態3と同様に、無線受信回路の動作が安定化される。 As described above, the modification of the third embodiment also stabilizes the operation of the radio reception circuit as in the third embodiment.
[実施の形態4]
上述した実施の形態1〜3では、無線受信回路において受信信号のレベルが検出され、その検出結果がフィードバックされて第1または第2のRF増幅回路が選択されるが、実施の形態4では、第1または第2のRF増幅回路の選択を無線受信回路の外部から指示することができる。
[Embodiment 4]
In the first to third embodiments described above, the level of the received signal is detected in the radio reception circuit, and the detection result is fed back to select the first or second RF amplifier circuit. In the fourth embodiment, Selection of the first or second RF amplifier circuit can be instructed from the outside of the wireless reception circuit.
図8は、この発明の実施の形態4による無線装置1Dの全体構成を示す機能ブロック図である。 FIG. 8 is a functional block diagram showing an overall configuration of a radio apparatus 1D according to Embodiment 4 of the present invention.
図8を参照して、無線装置1Dは、実施の形態1による無線装置1の構成において、無線受信回路14およびコントローラ24に代えて、それぞれ無線受信回路14Dおよびコントローラ24Aを備える。無線受信回路14Dは、実施の形態1における無線受信回路14の構成において、基準可変電圧発生回路44およびコンパレータ46を備えない構成となっている。無線装置1Dのその他の構成は、実施の形態1による無線装置1と同じであるので、その説明は繰返さない。
Referring to FIG. 8, radio apparatus 1D includes
コントローラ24Aは、図1に示したコントローラ24の機能に加えて、選択スイッチ34,36へ切替信号を出力する。そして、無線受信回路14Dの選択スイッチ34,36は、コントローラ24Aから出力される切替信号に応じて動作し、コントローラ24Aからの出力信号がLレベルのとき、第1のRF増幅回路30を選択し、コントローラ24Aからの出力信号がHレベルのとき、第2のRF増幅回路32を選択する。
The
一般に、移動体通信においては、周囲の電波状況によって無線装置が受ける受信信号のレベルは、刻々と変動するが、固定機器間の通信においては、受信信号のレベルは、それ程変動しない。そして、たとえば、屋内に設置された無線装置と屋外の近い距離に設置された無線装置との間の通信では、受信感度は、それ程必要ではない。したがって、このような場合、この無線装置1Dにおいては、コントローラ24Aは、耐妨害特性を良くするために、耐相互変調歪み特性を有する第2のRF増幅回路32を選択する切替信号を固定的に選択スイッチ34,36へ出力する。
In general, in mobile communication, the level of a reception signal received by a wireless device varies depending on surrounding radio wave conditions, but in communication between fixed devices, the level of a reception signal does not change that much. For example, in communication between a wireless device installed indoors and a wireless device installed at a close distance outdoors, reception sensitivity is not so much required. Therefore, in such a case, in this radio apparatus 1D, the
一方、信号をやり取りする2つの無線装置間の距離が離れている場合には、コントローラ24Aは、受信感度を良くするために、低雑音特性を有する第1のRF増幅回路30を選択する切替信号を固定的に選択スイッチ34,36へ出力する。
On the other hand, when the distance between the two wireless devices that exchange signals is large, the
なお、上記においては、コントローラ24Aを用いて選択スイッチ34,36の切替を行なうものとしたが、無線受信回路の外部からなされる選択スイッチ34,36の切替は、コントローラ24Aを用いてなされることに限定されるものではない。たとえば、無線装置の操作部などからコントローラ24Aを介さずに直接第1および第2のRF増幅回路のいずれかを選択できるようにしてもよい。
In the above description, the selection switches 34 and 36 are switched using the
また、上記においては、第1および第2のRF増幅回路30,32が備えられたが、第1および第2のRF増幅回路30,32に代えて第1および第2のRF増幅回路30A,32Aを備え、一方のRF増幅回路が選択されているときに他方のRF増幅回路が不活性化されるようにしてもよい。
In the above description, the first and second
以上のように、この実施の形態4によれば、無線装置が固定して使用されるなど、電波状況がそれ程変動しないような場合を想定して、電波状況に応じて第1および第2のRF増幅回路のいずれか一方を固定的に選択することができるようにしたので、無線受信回路内にフィードバックループが存在せず、無線受信回路の動作がより安定化される。 As described above, according to the fourth embodiment, it is assumed that the radio wave condition does not vary so much, such as when the radio apparatus is fixed and used, and the first and second radio waves are changed according to the radio wave condition. Since any one of the RF amplifier circuits can be fixedly selected, there is no feedback loop in the radio reception circuit, and the operation of the radio reception circuit is further stabilized.
[実施の形態5]
上述した実施の形態1〜4では、無線受信回路において、低雑音特性を有する第1のRF増幅回路と、耐相互変調歪み特性を有する第2のRF増幅回路が設けられたが、実施の形態5では、低雑音特性および耐相互変調歪み特性のいずれかに特性を切替可能なRF増幅回路が1つ設けられる。
[Embodiment 5]
In
実施の形態5による無線装置は、図1に示した実施の形態1による無線装置1の構成において、無線受信回路14に代えて無線受信回路14Eを備える。実施の形態5による無線装置のその他の構成は、実施の形態1による無線装置1と同じであるので、その説明は繰返さない。
The radio apparatus according to the fifth embodiment includes a
図9は、この発明の実施の形態5による無線装置における無線受信回路14Eの構成を示す機能ブロック図である。
FIG. 9 is a functional block diagram showing a configuration of
図9を参照して、無線受信回路14Eは、実施の形態1における無線受信回路14の構成において、第1および第2のRF増幅回路30,32、ならびに選択スイッチ34,36を含まず、RF増幅回路33と、コンパレータ46からの出力信号を反転した信号をRF増幅回路33へ出力するインバータ58とをさらに含む。無線受信回路14Eのその他の構成は、無線受信回路14と同じであるので、その説明は繰返さない。
Referring to FIG. 9,
RF増幅回路33は、インバータ58からの出力信号S3がHレベルのとき、図示されない選択スイッチ12から出力される受信信号を受けて低雑音で増幅し、その増幅した受信信号をミキサ38へ出力する。一方、RF増幅回路33は、インバータ58からの出力信号S3がLレベルのとき、選択スイッチ12から出力される受信信号を受け、相互変調積の発生を抑えてその受けた受信信号を増幅し、その増幅した受信信号をミキサ38へ出力する。
When the output signal S3 from the
図10は、図9に示したRF増幅回路33の構成を示す回路図である。
FIG. 10 is a circuit diagram showing a configuration of the
図10を参照して、RF増幅回路33は、図3に示した実施の形態1における第2のRF増幅回路32の構成において、接続スイッチ92をさらに含む。接続スイッチ92は、エミッタ帰還抵抗86に並列してノードND6とノードND7との間に接続される。そして、接続スイッチ92は、図示されないインバータ58から出力される信号S3を受け、信号S3がHレベルのときONし、信号S3がLレベルのときはOFFする。RF増幅回路33のその他の構成は、実施の形態1における第2のRF増幅回路32と同じであるので、その説明は繰返さない。
Referring to FIG. 10,
このRF増幅回路33においては、信号S3がHレベルのとき、接続スイッチ92がONし、NPNバイポーラトランジスタ76,78のエミッタが短絡される。したがって、RF増幅回路33は、低雑音特性を有する増幅回路として機能する。一方、信号S3がLレベルのときは、接続スイッチ92がOFFし、NPNバイポーラトランジスタ76,78のエミッタ間にエミッタ帰還抵抗86を有する、耐相互変調歪み特性に優れた増幅回路として機能する。
In the
図11は、図10に示した接続スイッチ92に電界効果トランジスタが用いられた場合のRF増幅回路33の構成を示した回路図である。
FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration of the
図11を参照して、RF増幅回路33は、ノードND6とノードND7との間に接続され、かつ、図示されないインバータ58から出力される信号S3をゲートに受けるNチャネルMOSトランジスタ92Aを含む。その他の回路構成は、図10に示した構成と同じである。
Referring to FIG. 11,
ここで、NチャネルMOSトランジスタ92Aは、図示されないインバータ58から出力される信号S3がHレベルのとき、NPNバイポーラトランジスタ76,78のエミッタを短絡し、低雑音特性を有する増幅回路としてRF増幅回路33を機能させるものであり、そのオン抵抗ができる限り小さく設計される。
Here, when the signal S3 output from the inverter 58 (not shown) is at the H level, the N-
なお、上記では、接続スイッチ92としてNチャネルMOSトランジスタ92Aが用いられる場合について示したが、接続スイッチ92としてPチャネルMOSトランジスタを用いてもよい。PチャネルMOSトランジスタが用いられる場合は、図9に示したインバータ58は不要であり、コンパレータ46からの出力信号がPチャネルMOSトランジスタのゲートに直接入力される。
In the above description, the N
再び図9を参照して、受信信号のレベルがP1以下のとき、コンパレータ46の出力信号はLレベルとなり、信号S3はHレベルとなるので、RF増幅回路33は、受信信号を低雑音で増幅してミキサ38へ出力する。一方、受信信号のレベルがP1よりも高いときは、コンパレータ46の出力信号はHレベルとなり、信号S3はLレベルとなるので、RF増幅回路33は、相互変調積の発生を抑えて受信信号を増幅し、その増幅した受信信号をミキサ38へ出力する。
Referring to FIG. 9 again, when the level of the received signal is equal to or lower than P1, the output signal of
以上のように、この実施の形態5によれば、無線受信回路におけるRF増幅回路は1つであるので、無線装置をさらに小型化できる。 As described above, according to the fifth embodiment, since there is one RF amplification circuit in the wireless reception circuit, the wireless device can be further reduced in size.
なお、上記の実施の形態における無線受信回路は、すべてシングルコンバージョン方式であるが、受信信号のレベルに応じてRF段の増幅回路の特性を選択的に切替えるこの手法は、ダブルコンバージョン方式やダイレクトコンバージョン方式にも同様に適用することができる。 Note that the radio receiving circuits in the above embodiments are all of the single conversion method, but this method of selectively switching the characteristics of the RF stage amplifier circuit according to the level of the received signal is a double conversion method or direct conversion method. The method can be similarly applied.
また、上述した実施の形態1〜3,5では、FSK復調回路42に含まれるRSSI回路によってIF信号のレベルが検出されたが、RF段にレベル検出回路を設けてRF信号のレベルを検出し、その信号レベルに応じてRF増幅回路の特性を切替えるようにしてもよい。
In the first to third embodiments described above, the level of the IF signal is detected by the RSSI circuit included in the
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
1,1D 無線装置、10,102 アンテナ、12,20,34,36 選択スイッチ、14,14A〜14E,100,100A,100B 無線受信回路、16 PLL回路、18,108 VCO、22 パワーアンプ、24,24A コントローラ、30,30A 第1のRF増幅回路、32,32A 第2のRF増幅回路、33,106 RF増幅回路、38,110 ミキサ、40,112 IFフィルタ、42,114 FSK復調回路、44 基準可変電圧発生回路、46 コンパレータ、48,54〜58 インバータ、50 IF増幅回路、52,92,98 接続スイッチ、72,74 コレクタ抵抗、76,78,95,96,99 NPNバイポーラトランジスタ、80,82,97 定電流回路、84,86 エミッタ帰還抵抗、88 電源電圧ライン、90 接地ノード、92.1,92.2 入力ノード、92A NチャネルMOSトランジスタ、94.1,94.2 出力ノード、104 RFフィルタ、104A 第1のRFフィルタ、104B 第2のRFフィルタ。 1, 1D wireless device, 10, 102 antenna, 12, 20, 34, 36 selection switch, 14, 14A-14E, 100, 100A, 100B wireless reception circuit, 16 PLL circuit, 18, 108 VCO, 22 power amplifier, 24 , 24A controller, 30, 30A first RF amplifier circuit, 32, 32A second RF amplifier circuit, 33, 106 RF amplifier circuit, 38, 110 mixer, 40, 112 IF filter, 42, 114 FSK demodulator circuit, 44 Reference variable voltage generation circuit, 46 comparator, 48, 54 to 58 inverter, 50 IF amplifier circuit, 52, 92, 98 connection switch, 72, 74 collector resistance, 76, 78, 95, 96, 99 NPN bipolar transistor, 80, 82,97 constant current circuit, 84,86 emitter feedback resistor Anti-88 power supply voltage line, 90 ground node, 92.1, 92.2 input node, 92A N-channel MOS transistor, 94.1, 94.2 output node, 104 RF filter, 104A first RF filter, 104B second 2 RF filters.
Claims (13)
前記受信信号のレベルが前記所定のレベルよりも高いとき、前記受信信号に含まれる目的信号と非目的信号との相互変調歪みを抑えて前記無線周波数帯の受信信号を増幅する第2の無線周波増幅回路とを備える無線受信回路。 A first radio frequency amplifier circuit that amplifies the received signal in a radio frequency band with low noise when the level of the received signal is equal to or lower than a predetermined level;
A second radio frequency that amplifies the received signal in the radio frequency band while suppressing intermodulation distortion between the target signal and the non-target signal included in the received signal when the level of the received signal is higher than the predetermined level; A radio receiving circuit comprising an amplifier circuit.
前記第2の無線周波増幅回路は、前記受信信号のレベルが前記所定のレベル以下のとき、不活性化される、請求項1に記載の無線受信回路。 The first radio frequency amplifier circuit is inactivated when the level of the received signal is higher than the predetermined level;
2. The radio reception circuit according to claim 1, wherein the second radio frequency amplification circuit is inactivated when a level of the reception signal is equal to or lower than the predetermined level.
前記検出されたレベルを前記所定のレベルと比較する比較回路とをさらに備え、
前記第1および第2の無線周波増幅回路の各々は、前記比較回路による比較結果に応じて選択される、請求項1または請求項2に記載の無線受信回路。 A level detection circuit for detecting the level of the received signal;
A comparison circuit for comparing the detected level with the predetermined level;
3. The radio reception circuit according to claim 1, wherein each of the first and second radio frequency amplifier circuits is selected according to a comparison result by the comparison circuit.
前記周波数変換回路から出力される信号を増幅して前記レベル検出回路へ出力する中間周波増幅回路と、
前記中間周波増幅回路に並列に設けられる接続スイッチとをさらに備え、
前記第1および第2の無線周波増幅回路のうち利得の小さい方が選択されたとき、
前記中間周波増幅回路は、活性化され、
前記第1および第2の無線周波増幅回路のうち利得の大きい方が選択されたとき、
前記接続スイッチは、前記中間周波増幅回路の入力ノードを前記中間周波増幅回路の出力ノードと接続し、
前記中間周波増幅回路は、不活性化される、請求項3または請求項4に記載の無線受信回路。 A frequency conversion circuit for converting a signal output from the first or second radio frequency amplifier circuit into a predetermined intermediate frequency;
An intermediate frequency amplification circuit that amplifies the signal output from the frequency conversion circuit and outputs the amplified signal to the level detection circuit;
A connection switch provided in parallel to the intermediate frequency amplifier circuit;
When the smaller gain of the first and second radio frequency amplifier circuits is selected,
The intermediate frequency amplifier circuit is activated;
When the larger gain of the first and second radio frequency amplifier circuits is selected,
The connection switch connects an input node of the intermediate frequency amplifier circuit to an output node of the intermediate frequency amplifier circuit,
The wireless reception circuit according to claim 3, wherein the intermediate frequency amplifier circuit is inactivated.
前記第2の無線周波増幅回路は、第2のエミッタ帰還抵抗を有する第2の差動増幅回路を含み、
前記第1のエミッタ帰還抵抗は、前記第2のエミッタ帰還抵抗よりも小さい、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の無線受信回路。 The first radio frequency amplifier circuit includes a first differential amplifier circuit having a first emitter feedback resistor;
The second radio frequency amplifier circuit includes a second differential amplifier circuit having a second emitter feedback resistor,
9. The wireless receiver circuit according to claim 1, wherein the first emitter feedback resistor is smaller than the second emitter feedback resistor. 10.
前記差動増幅回路は、
エミッタ帰還抵抗と、
前記エミッタ帰還抵抗に並列に設けられる接続スイッチとからなり、
前記接続スイッチは、前記受信信号のレベルが前記所定のレベル以下のとき、前記エミッタ帰還抵抗の一端を他端と接続する、請求項10に記載の無線受信回路。 The radio frequency amplifier circuit includes a differential amplifier circuit,
The differential amplifier circuit is:
An emitter feedback resistor;
A connection switch provided in parallel with the emitter feedback resistor,
The wireless reception circuit according to claim 10, wherein the connection switch connects one end of the emitter feedback resistor to the other end when a level of the reception signal is equal to or lower than the predetermined level.
送信動作時、アンテナから信号を送信する無線送信回路とを備える無線装置。 A radio reception circuit according to any one of claims 1 to 12,
A radio apparatus comprising: a radio transmission circuit that transmits a signal from an antenna during a transmission operation.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016189748A1 (en) * | 2015-05-28 | 2016-12-01 | 愛知時計電機株式会社 | Electromagnetic flowmeter |
| JP2019507552A (en) * | 2016-02-22 | 2019-03-14 | ザイリンクス インコーポレイテッドXilinx Incorporated | Auto gain control circuit interleaved with linear gain sign |
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2003
- 2003-09-01 JP JP2003308953A patent/JP2005079991A/en active Pending
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