【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、位相変調方式の無線送信機を有する電子装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】図８は従来技術による無線送信機を内蔵するコンピュータ機器のブロック構成図である。 無線送信機を有する電子装置、例えば図８に示す無線送信機を内蔵するコンピュータ機器１０１において、通常の無線機を使用しない場合に、コンピュータ機器側の低周波のロジック回路を含むデジタル回路部１０２では問題にならない程度のレベルの電源ノイズが、無線機を使用する場合に、無線送信機側の高周波回路部としての無線機回路１０３の特性に顕著な影響を及ぼす。 特に、位相変調方式を採用する無線送信機では、電源ノイズの影響により変調精度が悪化するため、無線送信機に対する電源として、ノイズの発生が少ないシリーズレギュレータを用いることが好ましい。 【０００３】しかしながら、電源にシリーズレギュレータを使用した場合、電源の電力効率が悪く消費電力を増大させてしまう。 それゆえ、通常、電源にスイッチングレギュレータ１０４が使用される。 ＳＷ（スイッチング）レギュレータ１０４は、ＡＣ／ＤＣパワーサプライまたはバッテリの直流電源１０５から直流電力を受け、
基準電圧に対して高周波発信回路（図示せず）から発生される出力パルスのパルス幅を制御するＰＷＭ制御回路１０６と直流電圧をスイッチング素子によりスイッチングして得られたパルス列をＬＣフィルタで平均化するスイッチング＆フィルタ回路１０７から構成される。 ＰＷ
Ｍ制御回路１０６にはスイッチング＆フィルタ回路１０
７の出力から電圧が帰還され、ＰＷＭ制御回路１０６
は、帰還電圧と基準電圧との偏差を無くすようにパルス幅を制御し、その結果スイッチング＆フィルタ回路１０
７は安定な直流電圧を出力する。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電源にスイッチングレギュレータを使用した無線送信機を内蔵するコンピュータ機器では、スイッチングレギュレータ１０４が大きな電源周波数のリップル（スイッチング）
ノイズを発生する。 この電源から発生するノイズのリップル周波数が、位相変調方式を用いた無線回路に内蔵されたＰＬＬのサンプリングされる比較周波数に近接したとき、無線送信機の変調精度を悪化させてしまう。 このため、電源のリップルノイズを小さくし、ＰＬＬの比較周波数がリップルノイズの影響を被らないようにするため、物理的に大きな取付スペースを要する高価なリップルフィルタ１０８を電源ライン上に追加しなければならないという問題がある。 【０００５】しかるに、特開平１１−１２２１２３号および特開平６−３０３７７２号公報は、無線受信機が受けるリップルノイズの影響を回避する技術を開示している。 前者は無線受信機の受信周波数がスイッチングレギュレータのスイッチング周波数と一致したときスイッチング周波数を切換えるものであり、後者はＴＶチューナ等の無線受信機への妨害波の発生を検出し、妨害波を検出したときスイッチング周波数を変更するものである。
これらは、何れも無線受信機に関し、位相変調方式の無線送信機の変調精度に関する技術を開示するものではなく、またリップルノイズ発生時にスイッチングレギュレータのスイッチング周波数を初期設定周波数から他の周波数に切換えるものである。 【０００６】本発明は、上記リップルフィルタを設けずに、位相変調方式の無線送信機に電力供給するスイッチングレギュレータから生ずる電源ノイズの影響を受けずに、かつスイッチングレギュレータのスイッチング周波数を切換えることなく、無線送信機の位相変調精度の低下を防止する無線送信機を有する電子装置を提供することを目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発明による位相変調方式の無線送信機を有する電子装置は、スイッチング方式の電源から電力供給される位相変調方式の無線送信機を有する電子装置において、前記電源のスイッチング周波数が、前記無線送信機側の周波数に基づくものであることを特徴とする。 【０００８】上記無線送信機を有する電子装置において、前記電源のスイッチング周波数が、前記無線送信機側のＰＬＬの比較周波数と同一周波数である。 【０００９】上記無線送信機を有する電子装置において、前記電源のスイッチング周波数が、前記無線送信機側のＰＬＬの比較周波数から一定周波数だけずらした周波数である。 【００１０】上記無線送信機を有する電子装置において、前記無線送信機側のＰＬＬの比較周波数から一定周波数だけずらす周波数は、前記無線送信機の発振回路側に設けられているＰＬＬ内の低周波フィルタのカットオフ周波数に応じて決定されたものである。 【００１１】上記無線送信機を有する電子装置において、前記無線送信機を使用しない場合は、前記無線送信機側の回路に前記電源を供給せず、前記電源のスイッチング周波数を予め設定した周波数にする電源周波数切換手段を設ける。 【００１２】上記構成により電源のスイッチングノイズの無線送信機への影響を低減する。 【００１３】 【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。 【００１４】図１は本発明の一実施形態に係るスイッチングＳＷレギュレータから電力供給される無線送信機を有する電子機器のブロック構成図である。 図１に示す無線送信機（以下、単に無線機と記す）を内蔵するコンピュータ機器１において、通常の無線機を使用しない場合は、コンピュータ機器側の低周波のロジック回路を含むデジタル回路２が通電状態となる。 無線機を使用する場合は、無線機側の主として高周波回路からなる無線機回路３も通電状態となる。 【００１５】電源としてのＳＷ（スイッチング）レギュレータ４は、ＡＣ／ＤＣパワーサプライまたはバッテリの電源５から電力を受け、ＰＷＭ制御回路６とスイッチング＆フィルタ回路７とにより安定な直流電圧をデジタル回路２と無線機回路３に供給する。 【００１６】ＰＷＭ制御回路６は、一般的に基準電圧に対して内蔵する発信回路（図示せず）から発生される基準周波数の出力パルスのパルス幅を制御するものであるが、本発明の実施形態では、この出力パルスは後述する無線機回路３から供給される。 スイッチング＆フィルタ回路７は、電源５から供給される直流電圧出力をスイッチング素子によりスイッチングしてパルス列を生成し、
これをＬＣフィルタで平均化するものである。 ＰＷＭ制御回路６にはスイッチング＆フィルタ回路７の出力から電圧が帰還され、ＰＷＭ制御回路６は、この帰還電圧と無線機回路３から供給される出力パルスに相当する電圧との偏差を無くすようにパルス幅を制御し、その結果スイッチング＆フィルタ回路７は安定な直流電圧をディジタル回路２と無線機回路３とに供給する。 【００１７】無線機回路３は、ＰＬＬ回路１０、発振回路１１、ベースバンド１２、π／４ＱＰＳＫ変調回路１
３およびＲＦ（無線周波数）増幅器１４を有する。 無線機回路３のベースバンド（基底帯域）１２に、コンピュータ機器のデジタル回路部からの送信データが送られると、ベースバンド１２は変調波の基となる低周波数の基底帯域信号を生成し、その信号をπ／４ＱＰＳＫ変調回路１３に送る。 【００１８】一方、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路１０は、発振回路１１から高周波数の基本周波数の第１
入力信号を受け、第１入力信号と内蔵のＶＣＯ（Voltag
e Controlled Oscillator：電圧制御発信器）から帰還される第２入力信号との位相差から得られる電圧をＬＰ
Ｆ（低域フィルタ）で平滑し、平滑した電圧でＶＣＯを制御して、ＶＣＯの出力周波数を第１入力信号の平均周波数に一致させる。 【００１９】π／４ＱＰＳＫ（Quarter Phase Shift Ke
ying）変調回路１３は、搬送波となるＰＬＬ回路１０の出力信号の位相をベースバンド１２の出力信号に応じて変調しＲＦ増幅器１４に伝送する。 この位相変調は正弦波の４相の位相情報をπ／４づつシフトして伝送するのでπ／４ＱＰＳＫ変調と呼ばれる。 【００２０】ＲＦ増幅器１４は、π／４ＱＰＳＫ変調回路１３により位相変調された信号を受け、これを増幅して無線で出力する。 【００２１】次に、位相変調方式の無線送信機が受けるスイッチングレギュレータからのリップルノイズとスイッチングレギュレータの基準周波数との関係について図２〜図４を用いて以下に説明する。 【００２２】図２は一般的な無線機回路におけるＰＬＬ
回路の具体例を示す図である。 ＰＬＬ回路２０は発振回路２１から高周波数の基本周波数の第１入力信号ｆｒを受ける。 ＰＬＬ回路２０と発振回路２１にはスイッチングレギュレータ２４から直流電圧Ｖ１が供給される。 【００２３】発振回路２１は、固有振動数を有する水晶からなる安定度の高い発振器２１１と発振器２１１の出力周波数を分周する分周器２１２とからなる。 ＰＬＬ回路２０は、ＰＤ（Phase Detector）２０１、ＬＰＦ２０
２、ＶＣＯ２０３および可変分周器２０４からなる。 【００２４】ＰＤ２０１は、分周器２１２からの第１入力信号ｆｒとＶＣＯ２０３から帰還される第２入力信号ｆｐとの間の位相差を常に比較し、この位相差から得られる電圧ｐ１をＬＰＦ２０２に出力する。 ＬＰＦ２０２
はＰＤ２０１からの出力電圧ｐ１を平滑する。 ＶＣＯ２
０３はこの平滑電圧ｐ２に応じた周波数で発振する信号を出力する。 この出力信号ｆｏは変調回路２３に入力されるとともに、可変分周器２０４を介して第２入力信号ｆｐとしてＰＤ２０１に帰還される。 可変分周器２０４
は、ＶＣＯ２０３の出力信号ｆｏの周波数をＰＤ２０１
への分周器２１２からの第１入力信号ｆｒの平均周波数に一致させるよう第２入力信号ｆｐを制御する。 スイッチングレギュレータ２４は内蔵する高周波発振回路（図示せず）から発生される出力パルスを基準周波数として用いて安定な直流電圧Ｖ１をＰＬＬ回路２０を含む無線機回路に供給する。 【００２５】図３は図２に示す無線機回路におけるＰＬ
Ｌ回路内の各部の電圧波形を示す図であり、（Ａ）は電源ノイズのない場合の電圧波形を示す図であり、（Ｂ）
は電源ノイズ周波数が比較周波数に近い場合の電圧波形を示す図であり、（Ｃ）は電源ノイズ周波数が比較周波数に一致した場合の電圧波形を示す図である。 図２と図３を相互に参照しつつ無線機回路におけるＰＬＬ回路の電源ノイズの影響を以下に説明する。 【００２６】図２において、ｆｒは第１入力信号、ｆｐ
は第２入力信号、ｐ１はＰＤ２０１の誤差出力信号、ｐ
２はＬＰＦ２０２の出力信号であり、Ｖ１はスイッチングレギュレータの電圧信号を示す。 図３にはこれらの電圧波形の時間変化を示す。 図３の（Ａ）に示すように、
電源電圧信号Ｖ１にノイズが発生していない場合には、
ＰＤ２０１の誤差出力信号ｐ１には僅かなビートしか発生しないのでＬＰＦ２０２の出力信号ｐ２にノイズの影響が生じないことが判る。 【００２７】図３の（Ｂ）に示すように、電源電圧信号Ｖ１にノイズが発生しているときで電源ノイズ周波数が比較周波数ｆｐに近い場合には、ＰＤ２０１の誤差出力信号ｐ１にはビートが発生するのでＬＰＦ２０２の出力信号ｐ２にノイズの影響が生じることが判る。 【００２８】図３の（Ｃ）に示すように、電源電圧信号Ｖ１にノイズが発生しているときでも電源ノイズ周波数が比較周波数ｆｐに一致した場合には、電源ノイズはＶ
ＣＯ２０３からの帰還によりキャンセルされＰＤ２０１
の誤差出力信号ｐ１にはビートが発生しないのでＬＰＦ
２０２の出力信号ｐ２にノイズの影響が生じないことが判る。 【００２９】次に、位相変調方式の無線送信機がスイッチングレギュレータのリップルノイズから受ける変調精度について以下に説明する。 【００３０】図４は位相変調方式の無線送信機の電源リップル周波数に対する変調精度の特性を示す図である。
図４は、図２において、ＰＬＬ回路２０内でサンプリングした時の比較周波数fcmpをfcmp＝300KHzとし、比較周波数fcmpからのずれΔｆを示すＬＰＦ（低周波フィルタ）カットオフ周波数ｆｃをｆｃ＝5KHzとしたときのＰ
ＬＬの変調精度の実測結果を示す。 ここで、変調精度とは無線機回路により位相変調した結果の位相シフト量を相対的に示すものであり、位相シフト量が０の理想的な場合０％で示される。 【００３１】図４に示す特性からＰＬＬのサンプリング時の比較周波数fcmpと無線機回路に入力された電源ノイズとの間に次の特徴があることが判る。 【００３２】（１）ＰＬＬのサンプリング時の比較周波数fcmpから±Δfずれた周波数の電源ノイズが無線機回路に入力された場合、その変調精度がもっとも悪化するΔｆはＰＬＬのループフィルタのカットオフ周波数ｆｃ
に一致する。 【００３３】（２）ＰＬＬのサンプリング時の比較周波数fcmpと無線機回路に入力された電源ノイズの周波数が一致した場合、変調精度悪化を軽減できる。 【００３４】（３）ＰＬＬのサンプリング時の比較周波数fcmpから±Δｆ×4以上ずれた周波数の電源ノイズが無線機回路に入力された場合、その変調精度の劣化はほぼ無視できるレベルに低減できる。 【００３５】これらの特徴を利用することで、位相変調方式を用いた無線送信機用の電源であるスイッチングレギュレータの基準周波数をfcmp±Δfの帯域を避けた周波数にすれば、無線機の変調精度が許容値内に入るので、特別なリップルフィルタを設けることなく、効率の良いスイッチングレギュレータを容易に使用することが可能となることが判る。 【００３６】これより、図１に示すＳＷレギュレータ４
への基準周波数を無線機回路３のＰＬＬ回路１０から取り出す本発明の実施形態を図５〜図７を参照しつつ以下に説明する。 【００３７】図５は図１に示すＳＷレギュレータへの基準周波数を取り出すＰＬＬ回路の第１実施形態を示す図である。 図５に示すＰＬＬ回路５０は図２に示すＰＬＬ
回路２０においてＶＣＯと可変分周器との間にプリスケーラ５０５が追加された点が異なるが、他の構成要素は同一である。 プリスケーラ５０５は前置分周器であり、
ＶＣＯ５０３の出力周波数が高い場合、可変分周器５０
４で分周可能な周波数に落とすものである。 【００３８】第１実施形態においては、上記（２）の特徴を利用し、位相変調方式を用いた無線送信機に使用されているＰＬＬ回路５０の比較周波数fcmp（＝３００Ｋ
Ｈｚ）を取り出し、その出力をスイッチングレギュレータの基準周波数として使用する。 【００３９】この構成により、電源ノイズの周波数はＰ
ＬＬの比較周波数fcmpと全く同一となり、特別な電源ノイズのリップルフィルタの使用にてノイズを完全に取り去らなくてもＰＬＬ回路５０は変調精度の悪化を防止することが可能となる。 【００４０】図６は図１に示すＳＷレギュレータへの基準周波数を取り出すＰＬＬ回路の第２実施形態を示す図である。 第２実施形態においては、上記（３）の特徴を利用し、位相変調方式を用いた無線送信機に使用されているＰＬＬ回路６０の比較周波数fcmp（＝３００ＫＨ
ｚ）から一定周波数(±Δf×４）だけずらした周波数（＝２８０ＫＨｚまたは３２０ＫＨｚ）の出力信号をスイッチングレギュレータの基準周波数として使用するものである。 【００４１】この構成により、電源ノイズはＰＬＬ回路の比較周波数から、最も変調精度の悪化が発生する領域（ＬＰＦ（低周波フィルタ）６０２のカットオフ周波数±Δf×４）を避けており、特別な電源ノイズのリップルフィルタの使用にてノイズを完全に取り去らなくてもＰＬＬ回路６０は変調精度の悪化を防止することが可能となる。 【００４２】第２実施形態において、スイッチングレギュレータの基準周波数として、ＰＬＬ回路６０の比較周波数から、変調精度が悪化しない周波数帯までシフトした周波数を得るＰＬＬ回路を構成するため、ＰＬＬ回路６０のＬＰＦ（低周波フィルタ）６０２のカットオフ周波数に連動してＰＬＬ回路６０の比較周波数にオフセットを加算するｆｃ−ＤＣオフセット回路６０６と、ｆｃ
−ＤＣオフセット回路６０６による加算結果に応じて発振する回路としてのＶＣＯ６０７と、分周器６０８とを設けている。 ここで、ＬＰＦ６０２のカットオフ周波数ｆｃは５ＫＨｚであり、電源ノイズの周波数と比較周波数fcmpの差がカットオフ周波数ｆｃ以上であれば電源ノイズはＬＰＦ６０２で吸収される。 したがって、スイッチングレギュレータの基準周波数をfcmp−ｆｃより十分低く、またはfcmp＋ｆｃより十分高くすればＰＬＬ６０
は電源ノイズの影響を受けないことになる。 それゆえ、
分周器６０８はfcmp±Δf×８（＝２６０ＫＨｚまたは３４０ＫＨｚ）の周波数信号を出力するものとする。 【００４３】この構成により、無線特性の変更などで、
ＰＬＬのＬＰＦの特性が変更になり、変調精度を悪化させる周波数領域が変わった場合であっても、再度調整する必要がなくなる。 【００４４】図７は図１に示すＳＷレギュレータへの基準周波数を取り出すＰＬＬ回路の第３実施形態を示す図である。 第３実施形態においては、スイッチングレギュレータの基準周波数として、ＰＬＬ回路７０の比較周波数から変調精度が悪化しない周波数までシフトした周波数を得る方法として、ＰＬＬの比較周波数の出力を分周回路で実現するものである。 【００４５】第３実施形態において、スイッチングレギュレータの基準周波数として、ＰＬＬ回路７０の比較周波数から、変調精度が悪化しない周波数帯までシフトした周波数を得るＰＬＬ回路を構成するため、分周器７０
６を設けている。 分周器７０６はfcmp×１／２（＝１５
０ＫＨｚ）の周波数信号を出力するものとする。 【００４６】次に、本発明の他の形態について説明する。 【００４７】図１に示す位相変調方式を用いた無線送信機を内蔵するコンピュータ機器１において、無線送信回路３を使用するか否かを判定する切換えスイッチを設け、無線送信回路３を使用する場合には、無線送信機側の回路にスイッチングＳＷレギュレータ４からの電力を供給し、無線送信回路３を使用しない場合には、無線送信機側の回路にスイッチングＳＷレギュレータ４からの電力を供給しないで、ＳＷレギュレータ４のスイッチング周波数を予め設定した周波数に構成する。 【００４８】（付記１） スイッチング方式の電源から電力供給される位相変調方式の無線送信機を有する電子装置において、前記電源のスイッチング周波数が、前記無線送信機側の周波数に基づくものであることを特徴とする無線送信機を有する電子装置。 【００４９】（付記２） 前記電源のスイッチング周波数が、前記無線送信機側のＰＬＬの比較周波数と同一周波数である、付記１に記載の無線送信機を有する電子装置。 【００５０】（付記３） 前記電源のスイッチング周波数が、前記無線送信機側のＰＬＬの比較周波数から一定周波数だけずらした周波数である、付記１に記載の無線送信機を有する電子装置。 【００５１】（付記４） 前記無線送信機側のＰＬＬの比較周波数から一定周波数だけずらす周波数は、前記無線送信機の発振回路側に設けられているＰＬＬ内の低周波フィルタのカットオフ周波数に応じて決定されたものである、付記３に記載の電子装置。 【００５２】（付記５） 前記無線送信機側のＰＬＬの比較周波数から一定周波数だけずらす周波数は、前記Ｐ
ＬＬの比較周波数よりも低い発振周波数を出力するため該ＰＬＬ内の帰還回路とは独立の分周器にて分周されたものである、付記３に記載の電子装置。 【００５３】（付記６） 前記無線送信機を使用しない場合は、前記無線送信機側の回路に前記電源を供給せず、前記電源のスイッチング周波数を予め設定した周波数にする電源周波数切換手段を設けた、付記１乃至５の何れか一つに記載の電子装置。 【００５４】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
位相変調方式の無線送信機を有する電子装置、例えば無線送信機を内蔵するＰＣ（Personal Computer）のようなコンピュータ機器において、無線送信機へ供給する電源として、電力効率の高いスイッチングレギュレータを特別な電源ノイズ防止用のリップルフィルタを設けずとも、スイッチングレギュレータから生ずる電源ノイズの影響を受けずに、かつスイッチングレギュレータのスイッチング周波数を切換えることなく、無線送信機の位相変調精度の低下を防止する無線送信機を有する電子装置を提供できる。 【００５５】また、本発明によれば、ＰＬＬ回路が、リップルフィルタなどと異なり、容易にＬＳＩ化が可能であるため、電子装置における物理的スペースを確保できコンパクトかつ安価な電子装置を提供できる。 【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施形態に係るスイッチングＳＷレギュレータから電力供給される無線送信機を有する電子機器のブロック構成図である。 【図２】一般的な無線機回路におけるＰＬＬ回路の具体例を示す図である。 【図３】図２に示す無線機回路におけるＰＬＬ回路内の各部の電圧波形を示す図であり、（Ａ）は電源ノイズのない場合の電圧波形を示す図であり、（Ｂ）は電源ノイズ周波数が比較周波数に近い場合の電圧波形を示す図であり、（Ｃ）は電源ノイズ周波数が比較周波数に一致した場合の電圧波形を示す図である。 【図４】位相変調方式の無線送信機の電源リップル周波数に対する変調精度の特性を示す図である。 【図５】図１に示すＳＷレギュレータへの基準周波数を取り出すＰＬＬ回路の第１実施形態を示す図である。 【図６】図１に示すＳＷレギュレータへの基準周波数を取り出すＰＬＬ回路の第２実施形態を示す図である。 【図７】図１に示すＳＷレギュレータへの基準周波数を取り出すＰＬＬ回路の第３実施形態を示す図である。 【図８】従来技術による無線送信機を内蔵するコンピュータ機器のブロック構成図である。 【符号の説明】 １…電子装置（コンピュータ機器） ２…ディジタル回路３…無線機回路４、２４…スイッチングレギュレータ（電源） １０、２０、５０、６０、７０…ＰＬＬ回路１１、２１、５１、６１、７１…発振回路１２…ベースバンド１３…π／４ＱＰＳＫ変調回路１４…ＲＦ（無線周波数）増幅器２３、５３、６３、７３…変調回路２０１、５０１、６０１、７０１…ＰＤ（位相比較器） ２０２、５０２、６０２、７０２…ＬＰＦ（低周波フィルタ） ２０３、５０３、６０３、６０７、７０３…ＶＣＯ（電圧制御発振器） ２０４、５０４、６０４、７０４…可変分周器５０５、６０５、７０５…プリスケーラ６０６…ｆｃ−ＤＣオフセット回路６０８、７０６…分周器 ───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小谷 誠 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内Ｆターム(参考） 5K060 BB07 BB08 CC04 CC11 FF03 HH02 HH06 HH22 HH25 KK01 LL16 MM00 |
