JP5271168B2 - 無線受信回路及びこれを用いたスイッチ装置 - Google Patents

Description

本発明は、局部発振器を有し、局部発振器の発振周波数をＰＷＭ信号にて制御する無線受信回路に関するものである。

図８は、背景技術に係る無線受信回路の構成を示すブロック図である。図８において、図示しない無線送信装置から送出された電波はアンテナＡＮＴにて回路上の電気信号に変換される。そして、その電気信号が低雑音増幅器ＬＮＡにて増幅された後、高周波フィルタＲＦ−ＦＬＴで不要周波数成分が除去される。高周波フィルタＲＦ−ＦＬＴの出力信号は、ミキサＭＩＸにおいて局部発振器ＯＳＣで発振された局部発振信号と混合される。

ミキサＭＩＸから出力されたＩＦ（Intermediate Frequency）信号は、ＩＦフィルタＩＦ−ＦＬＴを通過して、ＩＦアンプＩＦ−ＡＭＰにて増幅された後、復調部ＤＭＯＤにて復調されて、マイクロコンピュータＭＣへ出力される。局部発振器ＯＳＣの発振周波数は、可変容量コンデンサＶＣの静電容量に依存している。また、可変容量コンデンサＶＣの静電容量は、可変容量コンデンサＶＣに印加される直流電圧の大きさに依存している。

可変容量コンデンサＶＣに印加される直流電圧は、マイクロコンピュータＭＣ内のＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号生成部ＰＷＭ−ＧＥＮから発生されるＰＷＭ信号を、ローパスフィルタＬＰＦによって平滑化することで生成される。これにより、ＰＷＭ信号生成部ＰＷＭ−ＧＥＮにおいて、ＰＷＭ信号のパルス幅とパルス周期との比、すなわちデューティ比を適切に調整することにより、局部発振器ＯＳＣの発振周波数を調整するようになっている（図９参照）。

このような、局部発振器ＯＳＣの発振周波数の調整は、製品出荷前の検査工程にて実施され、個々の受信器毎に、固定的に、ＰＷＭ信号のデューティ比が設定されるようになっている。

また、特許文献１には、リモートコントロール送信器より送信されてくる搬送波を受信中に、リモートコントロール受信器のＰＷＭ信号を制御して同調電圧を変化させることで、受信周波数を微調整する技術が示されている。

実開平５−３９０３４号公報

しかしながら、図８に示す従来の無線受信回路においては、局部発振器ＯＳＣの発振周波数が調整されるのは製品出荷時のみであり、その後ＰＷＭ信号のデューティ比は固定されたままとなる。一般に、局部発振回路ＯＳＣの発振周波数は、局部発振回路ＯＳＣの周囲の環境温度に応じて変動することが知られている（図１０参照）。そのため、無線受信回路の周囲の環境温度の変化によって、局部発振回路ＯＳＣの発振周波数が変動した場合、上記局部発振回路ＯＳＣの発振周波数と無線送信装置の送信周波数との差として得られるＩＦ周波数が設計中心値からずれてしまう。同様に、図示しない無線送信装置の周囲の環境温度の変化によって、無線送信装置の送信周波数が変動した場合にも、ＩＦ周波数が設計中心値からずれてしまう。これに対応するため、ＩＦフィルタＩＦ−ＦＬＴの通過帯域を広帯域にしたり、復調部ＤＭＯＤの特性を広帯域化したりする必要があるため、受信感度が低くなるという不都合があった。

また、特許文献１の従来技術では、受信信号がピーク値に達するまで試行錯誤的にＰＷＭ信号の調整を繰り返す必要があるため通信に要する時間が長くなり、使い勝手が悪くなると同時に送信器及び受信器の消費電力が増大するという問題があった。

本発明の目的は、消費電力の増大を伴うことなくＩＦ周波数のずれを低減し、受信感度を高めることができる無線受信回路及びこれを用いたスイッチ装置を提供することにある。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、無線信号を受信する受信部と、局部発振周波数の発振信号を生成するとともに、所定の制御電圧に応じて前記発振信号の周波数を変化させる局部発振部と、前記受信部によって取得された受信信号と前記局部発振部によって生成された発振信号とを混合し、前記受信信号を中間周波数に変換して中間周波数信号を生成する混合部と、前記混合部によって生成された中間周波数信号を濾波する中間周波フィルタと、前記中間周波フィルタを通過した中間周波数信号に基づく信号を復調する復調部と、前記復調部から出力される復調出力信号の中心電圧を検出する電圧検出部と、所定のデューティ比のＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成部と、前記ＰＷＭ信号生成部によって生成されたＰＷＭ信号を平滑することにより、前記制御電圧を生成する平滑部と、前記局部発振部の周辺の環境温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部によって検出される温度と、前記中間周波数信号が所定の周波数である場合に前記電圧検出部によって検出される電圧値との対応関係を示す温度・電圧関係情報を予め記憶する温度・電圧関係記憶部と、前記受信部によって前記無線信号が受信されたとき、前記電圧検出部によって検出される電圧値と前記温度検出部によって検出される温度と前記温度・電圧関係記憶部に記憶されている温度・電圧関係情報とに基づいて前記ＰＷＭ信号生成部で用いられる前記デューティ比を設定することにより、前記局部発振部で生成される発振信号の周波数を補正する補正処理部とを備え、前記補正処理部は、前記温度・電圧関係記憶部に記憶されている温度・電圧関係情報に基づいて前記温度検出部によって検出された現在の温度に対応する電圧値を目標電圧として設定し、前記デューティ比が第Ｎデューティ比（Ｎは自然数）に設定されているときに前記受信部によって前記無線信号が受信された場合、前記電圧検出部に第Ｎ中心電圧を検出させ、前記第Ｎ中心電圧が前記目標電圧に近づく方向に変化するように前記デューティ比を第Ｎデューティ比から第Ｎ＋１デューティ比に変更した後、前記電圧検出部により第Ｎ＋１中心電圧を検出し、前記第Ｎ＋１中心電圧と前記第Ｎ中心電圧との差を前記第Ｎ＋１デューティ比と前記第Ｎデューティ比との差で除した値を前記デューティ比に対する前記中心電圧の変化率として求め、前記第Ｎ＋１中心電圧と前記目標電圧との差を前記変化率で除した値だけ前記第Ｎ＋１デューティ比を変化させて得られる第Ｎ＋２デューティ比を前記ＰＷＭ信号生成部における新たなデューティ比として設定することにより、前記局部発振部で生成される発振信号の周波数の補正を実行することを特徴とする。なお、本構成において、所定の周波数とは、中間周波数の設計値をいい、例えば、中間周波フィルタが濾波する周波数帯域の中央値と一致する。

請求項２の発明は、請求項１に記載の無線受信回路において、前記補正処理部は、前記Ｎが所定の回数に達するまで、前記局部発振部で生成される発振信号の周波数の補正を繰り返し実行することを特徴とする。なお、本構成において、所定の数とは、発振周波数の補正処理を繰り返すことにより、中心電圧が目標電圧に実用上問題なく近似できる程度に充分近づいたと推定できる補正処理の回数であり、予め実験等によって定めることができる。

請求項３の発明は、請求項１に記載の無線受信回路において、前記補正処理部は、前記第Ｎ中心電圧と前記目標電圧との差が所定の閾値以下に収束するまで、前記局部発振部で生成される発振信号の周波数の補正を実行することを特徴とする。なお、本構成において、所定の閾値とは、中心電圧が目標電圧に実用上問題なく近似できる程度に充分近づいたと判断できる値であり、予め実験等によって定めることができる。

請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の無線受信回路において、前記環境温度の変化に伴う前記発振信号の周波数の変化を相殺するようなデューティ比の設定値を示す温度・デューティ比関係情報を予め記憶する温度・デューティ比関係記憶部をさらに備え、前記温度検出部によって検出された温度に対応するデューティ比のＰＷＭ信号を前記ＰＷＭ信号生成部より生成させた状態で無線信号を待ち受けることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の無線受信回路と、ユーザによって操作される操作ハンドルと、負荷への給電経路を開閉するスイッチ素子と、前記無線受信回路における前記復調部によって復調された信号及びユーザが前記操作ハンドルに入力した操作に応じて、前記スイッチ素子を開閉させるスイッチ制御部とを備えることを特徴とするスイッチ装置である。

請求項１の発明によれば、受信部によって無線信号が受信されたとき、電圧検出部で検出される中心電圧値と前記温度検出部によって検出される温度と温度・電圧関係記憶部に記憶されている温度・電圧関係情報とに基づいてＰＷＭ信号生成部で用いられるデューティ比が設定される。このとき設定されたデューティ比は、温度検出部によって検出された温度に対応したものとなる。そして、このＰＷＭ信号生成部から出力されるＰＷＭ信号が平滑部で平滑されることにより、設定されたデューティ比に応じた電圧の制御電圧が生成され、この制御電圧に応じて局部発振器の発振周波数が変化する。その結果、試行錯誤することなく局部発振器の発振周波数が補正され、中間周波数のずれが低減される。これにより、消費電力の増大を伴うことなく、中間周波数信号を濾波する中間周波フィルタの通過帯域を狭帯域化し、又は復調部の特性を狭帯域化することができ、無線受信回路の受信感度を容易に向上させることが可能となる。

請求項２の発明によれば、第Ｎデューティ比に対応して電圧検出部で検出される第Ｎ中心電圧と、第Ｎ＋１デューティ比に対応して電圧検出部で検出される第Ｎ＋１中心電圧とから、デューティ比に対する前記中心電圧の変化率が求められる。そして、この変化率に基づいて新たに第Ｎ＋２デューティ比を設定することにより、温度変化の度合いや固有の装置を構成する回路が有する特性のばらつきに影響を受けることなく、高精度に局部発振器の発振周波数を補正し中間周波数のずれを低減することが可能となる。また、中心電圧の検出誤差や計算の丸め誤差等により変化率の算出結果に誤差が含まれる場合においても、上述した補正処理を繰り返すことにより、電圧検出部で検出される中心電圧を設定されている目標電圧に近づけることが可能となり、高精度に局部発振器の発振周波数を補正し中間周波数のずれを低減することが可能となる。その結果、より一層中間周波フィルタの通過帯域を狭帯域化し、又は復調部の特性を狭帯域化することができ、無線受信回路の受信感度を容易に向上させることが可能となる。

請求項３の発明によれば、所定の回数だけ発振周波数の補正処理を繰り返して、中心電圧が目標電圧に実用上問題なく近似できる程度に充分近づいたと推定できたとき、発振周波数の補正処理を停止するので、必要以上に補正処理を繰り返すことがなくなり、装置の消費電力をより一層低減することが可能となる。

請求項４の発明によれば、中心電圧と目標電圧を直接比較し、両者が実用上問題なく近似できる程度に充分近づいたと判断できたとき、発振周波数の補正処理を停止するので、請求項３の発明と同様に、必要以上に補正処理を繰り返すことがなくなり、装置の消費電力をより一層低減することが可能となる。

請求項５の発明によれば、受信部が無線信号を受信していない状態においても温度の影響による局部発振周波数のずれを低減することができる。これにより、より一層中間周波フィルタの通過帯域を狭帯域化し、又は復調部の特性を狭帯域化することができ、無線受信回路の受信感度を容易に向上させることが可能となる。

請求項６の発明によれば、無線受信回路によって受信された無線信号に応じて負荷への給電経路の開閉が行われるスイッチ装置において、無線受信回路の受信感度を高めることができるので、消費電力の増大を伴うことなく信頼性の高いスイッチ装置を得ることができる。

本発明の一実施形態によるスイッチ装置を備えた負荷制御システムの構成を示す図。 同スイッチ装置の構成を示すブロック図。 本発明の一実施形態による無線受信回路の構成を示すブロック図。 局部発振器の周辺環境温度と目標電圧との関係を示す図。 補正処理部が、デューティ比を設定するときの各部の動作を示すフローチャート。 デューティ比と電圧検出部によって検出される中心電圧の関係を示す図。 中間周波数と電圧検出部によって検出される電圧の関係を示す図。 従来の無線受信器の構成を示すブロック図。 デューティ比と局部発振器の局部発振周波数の関係を示す図。 局部発振器の周辺環境温度と局部発振周波数の関係を示す図。

本発明の一実施形態による無線受信回路及びそれを用いたスイッチ装置について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係る無線受信回路を用いたスイッチ装置と、それを備えた負荷制御システムを示している。負荷制御システムは、無線信号を送信する送信器Ｗ１と、無線信号に応じて照明負荷ＬＤを点滅するスイッチ装置１等によって構成されている。スイッチ装置１は、照明負荷ＬＤと直列接続されて、電源（商用交流電源）ＡＣに接続されている。なお、負荷は、蛍光灯及び蛍光灯電子安定器などの照明負荷ＬＤに限られず、他の照明負荷や、照明負荷以外の負荷であってもよい。

また、スイッチ装置１の前面には、ユーザによって操作される操作ハンドル１０が設けられている。

図２は、図１に示すスイッチ装置１の構成の一例を示すブロック図である。スイッチ装置１は、無線受信回路２、スイッチ素子１１、スイッチ制御部１２、及びスイッチ入力部１３を備えている。

スイッチ入力部１３は、例えば操作ハンドル１０と連動するように配設されたタクトスイッチ（ライトタッチスイッチ）を用いて構成されている。スイッチ素子１１は、例えばトライアック等のスイッチ素子である。スイッチ素子１１は、スイッチ制御部１２からの制御信号に応じて照明負荷ＬＤへの給電経路を開閉する。

スイッチ制御部１２は、例えばマイクロコンピュータを用いて構成されている。そして、スイッチ制御部１２は、送信器Ｗ１から送信され、無線受信回路２によって受信された信号、及びスイッチ入力部１３から出力されたオン、オフ信号に応じて、スイッチ素子１１を開閉させる。

図３は、図２に示す無線受信回路２の構成の一例を示すブロック図である。図３に示す無線受信回路２は、アンテナＡＮＴ、低雑音増幅器ＬＮＡ、高周波フィルタＲＦ−ＦＬＴ、ミキサＭＩＸ（混合部）、ＩＦフィルタＩＦ−ＦＬＴ、ＩＦアンプＩＦ−ＡＭＰ、復調部ＤＭＯＤ、温度センサＴＳ（温度検出部）、ローパスフィルタＬＰＦ（平滑部）、制御部２１、及び局部発振器２２を備えている。

送信器Ｗ１から送信された無線信号は、アンテナＡＮＴ、低雑音増幅器ＬＮＡ及び高周波フィルタＲＦ−ＦＬＴによって受信され、受信信号Ｓ２としてミキサＭＩＸへ出力される。ミキサＭＩＸは、受信信号Ｓ２と局部発振信号Ｓ１とを混合して、ＩＦ信号Ｓ３（中間周波数信号）に変換してＩＦフィルタＩＦ−ＦＬＴへ出力する。ＩＦフィルタＩＦ−ＦＬＴは、ミキサＭＩＸから出力されたＩＦ信号Ｓ３を濾波する。

ミキサＭＩＸから出力されたＩＦ信号は、ＩＦフィルタＩＦ−ＦＬＴを通過して、ＩＦアンプＩＦ−ＡＭＰにて増幅される。そして、ＩＦアンプＩＦ−ＡＭＰによって増幅された信号すなわちＩＦ信号に基づく信号Ｓ４が、復調部ＤＭＯＤにて復調されて、復調信号Ｓ５として制御部２１に出力される。また復調部ＤＭＯＤは、復調信号Ｓ５の中心電圧Ｓ６を制御部２１に出力する。制御部２１は、復調部ＤＭＯＤによって復調された信号Ｓ５を、図２に示すスイッチ制御部１２へ出力する。この場合、アンテナＡＮＴ、低雑音増幅器ＬＮＡ、及び高周波フィルタＲＦ−ＦＬＴが、受信部の一例に相当している。

ローパスフィルタＬＰＦは、制御部２１から出力される信号のうち低周波数信号を濾波して、局部発振器２２の並列共振回路２３に出力する。

制御部２１は、例えば所定の演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、所定の制御プログラムが記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）と、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）と、電圧検出部ＶＳと、パルス信号生成部ＰＷＭ−ＧＥＮ（ＰＷＭ信号生成部）と、記憶部２１１と、これらの周辺回路等とを備えて構成されている。電圧検出部ＶＳは、復調部ＤＭＯＤから出力される復調出力信号の中心電圧を検出する。記憶部２１１は、例えばＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）や、例えばＲＯＭの一部等、不揮発性の記憶素子を用いて構成されている。

そして、制御部２１は、例えばＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、補正処理部ＣＡＬとして機能する。制御部２１は、例えば１チップのマイクロコンピュータを用いて構成されている。また、スイッチ制御部１２と制御部２１は同一のマイクロコンピュータを用いて一体構成としてもよい。

局部発振器２２は、並列共振回路２３と、出力回路２４と、結合コンデンサＣ３とを備えている。並列共振回路２３は、コンデンサＣ１と可変容量コンデンサＶＣ（可変容量ダイオード）との直列回路と、コンデンサＣ２と、インダクタＬとが並列接続されて構成されている。そして、可変容量コンデンサＶＣと、コンデンサＣ２と、インダクタＬとの接続点が、グラウンドに接続されている。また、可変容量コンデンサＶＣとコンデンサＣ１との接続点Ｐ１には、ローパスフィルタＬＰＦから出力される直流電圧Ｖｖｆが印加される。

可変容量コンデンサＶＣの静電容量は、接続点Ｐ１に印加される直流電圧Ｖｖｆに応じて変化する。そうすると、並列共振回路２３の発振周波数は、可変容量コンデンサＶＣの静電容量に応じて変化する。

出力回路２４は、トランジスタＴｒ１、抵抗Ｒ１、及びコンデンサＣ４，Ｃ５，Ｃ６を備える。トランジスタＴｒ１のベースは、コンデンサＣ３を介して、並列共振回路２３におけるコンデンサＣ１，Ｃ２とインダクタＬとの接続点Ｐ２に接続されている。また、トランジスタＴｒ１のベースは、共振用のコンデンサＣ４，Ｃ５を介してグラウンドに接続され、コンデンサＣ４，Ｃ５の接続点が、トランジスタＴｒ１のエミッタに接続されている。トランジスタＴｒ１のエミッタは、抵抗Ｒ１を介してグラウンドに接続されている。

トランジスタＴｒ１のコレクタには、直流電源電圧Ｖｃｃが供給されている。そして、トランジスタＴｒ１のエミッタは、コンデンサＣ６を介してミキサＭＩＸに接続されている。そして、出力回路２４は並列共振回路２３の共振周波数成分を増幅し、局部発振信号Ｓ１としてミキサＭＩＸへ出力される。

そうすると、並列共振回路２３の共振周波数は、可変容量コンデンサＶＣの静電容量に応じて変化するから、局部発振信号Ｓ１の周波数、すなわち局部発振周波数は、直流電圧Ｖｖｆに応じて変化することとなる。

また、局部発振器２２の各部は、温度によって特性が変化するため、局部発振器２２の温度に応じて局部発振周波数が変動する。そのため、温度センサＴＳによって測定される局部発振器２２の周辺の環境温度と、周辺の環境温度に対応する局部発振周波数の変動を相殺するようなデューティ比Ｄｒが、温度・デューティ比関係情報として記憶部２１１に記憶されている。

温度センサＴＳは、局部発振器２２の近傍に配設され、局部発振器２２の周辺の環境温度、あるいは局部発振器２２の温度Ｔを検出し、その温度Ｔに応じた電圧を補正処理部ＣＡＬへ出力する。

パルス信号生成部ＰＷＭ−ＧＥＮは、補正処理部ＣＡＬによって設定された周期、及びパルス幅で、パルス信号ＰＷＭをローパスフィルタＬＰＦへ出力する。すなわち、パルス信号生成部ＰＷＭ−ＧＥＮは、補正処理部ＣＡＬによって設定されたデューティ比Ｄｒのパルス信号ＰＷＭをローパスフィルタＬＰＦへ出力するようになっている。

ローパスフィルタＬＰＦは、パルス信号ＰＷＭを平滑して直流電圧Ｖｖｆ（局部発振器２２の制御電圧）として局部発振器２２の並列共振回路２３へ出力する。この場合、パルス信号ＰＷＭのハイレベルの電圧を、電圧Ｖｃｃとすると、Ｖｖｆ＝Ｖｃｃ×Ｄｒとなる。従って、補正処理部ＣＡＬは、デューティ比Ｄｒを調節することによって、直流電圧Ｖｖｆを調節し、局部発振信号Ｓ１の周波数を制御できるようになっている。

記憶部２１１には、温度センサＴＳによって測定される局部発振器２２の周辺の環境温度に応じた局部発振周波数の変化量と、周辺の環境温度に対応する局部発振周波数の変動を相殺するようなデューティ比Ｄｒとの対応関係を示す温度・デューティ比関係情報が、予め記憶されている。また、記憶部２１１には、図４に示すような、局部発振器２２の周辺の環境温度と、中間周波数信号が所定の周波数（設計中心値）である場合に、電圧検出部ＶＳによって検出される電圧値との対応関係を示す温度・電圧関係情報が予め記憶されている。すなわち、記憶部２１１は、請求項１に記載の温度・電圧関係記憶部に相当する。

補正処理部ＣＡＬは、記憶部２１１に記憶されている温度・デューティ比関係情報に基づいて、温度センサＴＳによって検出された温度Ｔに対応する局部発振周波数の変化量を相殺するようにパルス信号生成部ＰＷＭ−ＧＥＮに設定されるデューティ比Ｄｒを調節する。

また、補正処理部ＣＡＬは、受信部によって無線信号が受信されたとき、電圧検出部ＶＳによって検出される電圧値と前記温度検出部によって検出される温度と記憶部２１１に記憶されている温度・電圧関係情報とに基づいてパルス信号生成部ＰＷＭ−ＧＥＮで用いられるデューティ比を設定することにより、局部発振器２２で生成される発振信号の周波数を補正する。

次に、補正処理部ＣＡＬが、パルス信号生成部ＰＷＭ−ＧＥＮで用いられるデューティ比を設定するときの各部の動作について、図５乃至図７等を参照して説明する。図５において、まず、繰り返し回数Ｎ（Ｎは自然数）を１に設定した後（＃１）、制御部２１が、デューティ比をパルス信号生成部ＰＷＭ−ＧＥＮにおける第１デューティ比Ｄ１に設定し（＃２）、無線受信回路２が、受信待ち受け状態になる（＃３）。ここで第１デューティ比Ｄ１は、例えば、予め想定される環境温度の変動範囲の中心温度において、予め設定された基準周波数の無線信号が受信された場合に、中間周波数信号の周波数が所定の周波数（設計中心値）となる局部発振周波数が得られるように決定される。次に、温度センサＴＳが、局部発振器２２の周辺の環境温度Ｔを検出し（＃４）、補正処理部ＣＡＬが記憶部２１１に記憶されている温度・電圧関係情報（図４参照）を参照して、現在の環境温度Ｔに対応する目標電圧Ｖｔを設定する（＃５）。そして、受信部によって無線信号が受信された場合（＃６においてＹＥＳ）、電圧検出部ＶＳにより第１中心電圧Ｖ１を検出する（＃７）。

そして、制御部２１は、第１中心電圧Ｖ１が目標電圧Ｖｔに近づく方向に変化するように、パルス信号生成部ＰＷＭ−ＧＥＮにおけるデューティ比を第１デューティ比Ｄ１から第２デューティ比Ｄ２に変更し（＃８）、電圧検出部ＶＳにより第２中心電圧Ｖ２を検出する（＃９）。これにより、第１デューティ比Ｄ１における第１中心電圧Ｖ１及び第２デューティ比Ｄ２における第２中心電圧Ｖ２が得られ、図６に示すデューティ比と電圧検出部によって検出される中心電圧の関係が得られる。なお、第２デューティ比Ｄ２は、第２中心電圧Ｖ２が第１中心電圧Ｖ１よりも目標電圧Ｖｔに近づく方向（図６においては、第１中心電圧Ｖ１が目標電圧Ｖｔよりも小さいので、第２中心電圧Ｖ２を第１中心電圧Ｖ１よりも大きくする方向）に設定される。また、図６において、デューティ比と中心電圧の関係は、厳密には一次関数（直線）の関係ではないが、デューティ比と中心電圧とが一次関数で近似することができる程度に、第２デューティ比Ｄ２と第１デューティ比Ｄ１との差の絶対値が十分に小さくなるように、第２デューティ比Ｄ２が設定される。また、第２デューティ比Ｄ２は、ミキサＭＩＸから出力されたＩＦ信号Ｓ３がＩＦフィルタＩＦ−ＦＬＴ通過周波数帯域を逸脱しないように設定される。例えば、第２デューティ比Ｄ２は、第２デューティ比Ｄ２と第１デューティ比Ｄ１との差が一定の値となるように設定される。また、第２デューティ比Ｄ２は、第２デューティ比Ｄ２と第１デューティ比Ｄ１との差が第１中心電圧Ｖ１と目標電圧Ｖｔの差の関数となるように設定されるものとしてもよい。さらには、第２デューティ比Ｄ２は、上記第２デューティ比Ｄ２と第１デューティ比Ｄ１との差が温度センサＴＳによって検知された温度の関数となるように設定されるものとしてもよい。

図６における一次関数の傾き、すなわち、デューティ比に対する中心電圧の変化率Ａは、送信器Ｗ１及び局部発振器２２の周辺の環境温度によって変動する。そこで、補正処理部ＣＡＬは、デューティ比に対する中心電圧の変化率Ａを算出する（＃１０）。中心電圧の変化率Ａは、第２中心電圧Ｖ２と第１中心電圧Ｖ１との差を第２デューティ比Ｄ２と第１デューティ比Ｄ１との差で除することにより、算出できる。これにより、送信器Ｗ１及び局部発振器２２の周辺の環境温度に適合した変化率Ａを得ることができる。

さらに、補正処理部ＣＡＬは、第３デューティ比Ｄ３を算出し（＃１１）、パルス信号生成部ＰＷＭ−ＧＥＮにおける新たなデューティ比として設定する（＃１２）。第３デューティ比Ｄ３は、第２デューティ比Ｄ２から、第２中心電圧Ｖ２と目標電圧Ｖｔとの差を変化率Ａで除した値を減ずることにより算出される。

また、補正処理部ＣＡＬは、パルス信号生成部ＰＷＭ−ＧＥＮにおけるデューティ比を第３デューティ比Ｄ３に変更した後、電圧検出部ＶＳにより第３中心電圧Ｖ３を検出する（＃１３）。この第３中心電圧Ｖ３が目標電圧Ｖｔに十分に近づいて、Ｖ３−Ｖｔが収束すると（＃１４においてＹＥＳ）、さらに無線信号の受信を行う。そして、無線信号の受信が完了すると（＃１５）、デューティ比を初期化して（＃１６）、処理を終了する。

一方、第３中心電圧Ｖ３が目標電圧Ｖｔから離れている場合、すなわちＶ３−Ｖｔが収束しないときは（＃１４においてＮＯ）、Ｎを１インクリメントし（＃２１）、＃１１に戻り、＃１２，＃１３における第３デューティ比Ｄ３，第３中心電圧Ｖ３を用いて、第４デューティ比Ｄ４を算出する。このように、ＶＮ−Ｖｔが収束しないときは＃２１、＃１１、＃１２、＃１３のループを繰り返すことにより、Ｄ４、Ｄ５．．．が順次算出され、中心電圧Ｖ４、中心電圧Ｖ５が順次検出される。このように検出される中心電圧ＶＮは、計算を繰り返して行うに従って（Ｎが大きくなるに従って）目標電圧Ｖｔに近づき、中間周波数ＩＦを設計中心値に近づけることができる（図７参照）。

＃１４においてＶＮ−Ｖｔが収束したか否かの判断は、ＶＮ−Ｖｔの絶対値を所定の閾値と比較することにより、行うことができる。上記閾値は、通信環境等に応じて、経験的に定めることができる。また、ＶＮ−Ｖｔが収束したか否かについての別の判断基準として、＃２１、＃１１、＃１２、＃１３のループを繰り返した回数、すなわち新たなデューティ比として設定し、周波数の補正処理を実行した回数に基づいて判断することもできる。すなわち＃２１、＃１１、＃１２、＃１３のループを繰り返した回数が経験的に定められる所定の回数に達したとき、ＶＮ−Ｖｔが収束したものとみなすことができる。上述のように、＃２１、＃１１、＃１２、＃１３のループを繰り返すことにより、中心電圧ＶＮは目標電圧Ｖｔに近づくからである。

以上のように、本実施形態の無線受信回路２によれば、受信部によって無線信号が受信されたとき、電圧検出部ＶＳで検出される中心電圧値と記憶部２１１に記憶されている温度・電圧関係情報とに基づいてパルス信号生成部ＰＷＭ−ＧＥＮで用いられるデューティ比が設定される。このとき設定されたデューティ比は、温度センサＴＳによって検出された温度に対応したものとなる。そして、このパルス信号生成部ＰＷＭ−ＧＥＮから出力されるＰＷＭ信号がローパスフィルタＬＰＦで平滑されることにより、設定されたデューティ比に応じた電圧の制御電圧が生成され、この制御電圧に応じて局部発振器２２の発振周波数が変化する。その結果、試行錯誤することなく局部発振器２２の発振周波数が補正され、中間周波数ＩＦのずれが低減される。これにより、消費電力の増大を伴うことなく、中間周波数信号Ｓ３を濾波するＩＦフィルタＩＦ−ＦＬＴの通過帯域を狭帯域化し、又は復調部ＤＭＯＤの特性を狭帯域化することができ、無線受信回路の受信感度を容易に向上させることが可能となる。

また、第Ｎデューティ比に対応して電圧検出部ＶＳで検出される第Ｎ中心電圧と、第Ｎ＋１デューティ比に対応して電圧検出部ＶＳで検出される第Ｎ＋１中心電圧とから、デューティ比に対する中心電圧の変化率Ａが求められる。そして、この変化率Ａに基づいて新たに第Ｎ＋２デューティ比を設定することにより、温度変化の度合いや固有の装置を構成する回路が有する特性のばらつきに影響を受けることなく、高精度に局部発振器２２の発振周波数を補正し、中間周波数ＩＦのずれを低減することが可能となる。また、中心電圧の検出誤差や計算の丸め誤差等により変化率の算出結果に誤差が含まれる場合においても、上述した補正処理を繰り返すことにより、電圧検出部ＶＳで検出される中心電圧を設定されている目標電圧に近づけることが可能となり、高精度に局部発振器２２の発振周波数を補正し、中間周波数ＩＦのずれを低減することが可能となる。その結果、より一層ＩＦフィルタＩＦ−ＦＬＴの通過帯域を狭帯域化し、又は復調部ＤＭＯＤの特性を狭帯域化することができ、無線受信回路の受信感度を容易に向上させることが可能となる。

なお、本発明は上記実施形態の構成に限られることなく、少なくとも温度センサＴＳによって検出された温度に応じて、補正処理部ＣＡＬが、記憶部２１１に記憶されている温度・電圧関係情報に基づいて、パルス信号生成部ＰＷＭ−ＧＥＮで用いられるデューティ比を設定するように構成されていればよい。また、本発明は種々の変形が可能であり、例えば、図５中、＃４において検出した温度と、記憶部２１１に予め記憶されている温度・デューティ比関係情報に基づいて、環境温度の変動による局部発振周波数の変動を相殺するように第１デューティ比Ｄ１を常時更新するように構成してもよい。これにより、受信部が無線信号を受信していない状態においても温度の影響による局部発振周波数のずれを低減することができ、より一層ＩＦフィルタの通過帯域を狭帯域化し、又は復調部ＤＭＯＤの特性を狭帯域化することができる。また、補正処理部ＣＡＬの処理能力に余裕がある場合には、＃２１から＃１０に戻って、変化率Ａを算出するように構成してもよい。この場合にあっては、検出される中心電圧ＶＮが目標電圧Ｖｔに近づくに従い、変化率Ａが補正されるので、より高精度に局部発振器２２の発振周波数を補正し、中間周波数ＩＦのずれを低減することが可能となる。また、第３デューティ比Ｄ３に設定することにより中間周波数ＩＦのずれが実用上充分低減できることが予め実験等によって明らかになっている場合は、＃１２でデューティ比を第３デューティ比Ｄ３に設定した後、＃１３、＃１４を省略し、無線信号の受信を行う構成としてもよい。また、復調部ＤＭＯＤは、復調信号Ｓ５と復調信号Ｓ５の中心電圧Ｓ６を出力する構成としているが、中心電圧生成部を別のブロックとして構成してもよい。

１ スイッチ装置
２ 無線受信回路
２２ 局部発振部（局部発振器）
２１１ 記憶部（温度・電圧関係記憶部、温度・デューティ比関係記憶部）
ＡＮＴ アンテナ（受信部）
ＬＮＡ 低雑音増幅器（受信部）
ＲＦ−ＦＬＴ 高周波フィルタＲＦ−ＦＬＴ（受信部）
ＭＩＸ ミキサ（混合部）
ＩＦ−ＦＬＴ ＩＦフィルタ（中間周波フィルタ）
ＤＭＯＤ 復調部
ＴＳ 温度センサ（温度検出部）
ＬＰＦ ローパスフィルタ（平滑部）
ＶＳ 電圧検出部
ＰＷＭ−ＧＥＮ パルス信号生成部（ＰＷＭ信号生成部）
ＣＡＬ 補正処理部

Claims (5)

1. 無線信号を受信する受信部と、
   局部発振周波数の発振信号を生成するとともに、所定の制御電圧に応じて前記発振信号の周波数を変化させる局部発振部と、
   前記受信部によって取得された受信信号と前記局部発振部によって生成された発振信号とを混合し、前記受信信号を中間周波数に変換して中間周波数信号を生成する混合部と、
   前記混合部によって生成された中間周波数信号を濾波する中間周波フィルタと、
   前記中間周波フィルタを通過した中間周波数信号に基づく信号を復調する復調部と、
   前記復調部から出力される復調出力信号の中心電圧を検出する電圧検出部と、
   所定のデューティ比のＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成部と、
   前記ＰＷＭ信号生成部によって生成されたＰＷＭ信号を平滑することにより、前記制御電圧を生成する平滑部と、
   前記局部発振部の周辺の環境温度を検出する温度検出部と、
   前記温度検出部によって検出される温度と、前記中間周波数信号が所定の周波数である場合に前記電圧検出部によって検出される電圧値との対応関係を示す温度・電圧関係情報を予め記憶する温度・電圧関係記憶部と、
   前記受信部によって前記無線信号が受信されたとき、前記電圧検出部によって検出される電圧値と前記温度検出部によって検出される温度と前記温度・電圧関係記憶部に記憶されている温度・電圧関係情報とに基づいて前記ＰＷＭ信号生成部で用いられる前記デューティ比を設定することにより、前記局部発振部で生成される発振信号の周波数を補正する補正処理部とを備え、
   前記補正処理部は、
   前記温度・電圧関係記憶部に記憶されている温度・電圧関係情報に基づいて前記温度検出部によって検出された現在の温度に対応する電圧値を目標電圧として設定し、
   前記デューティ比が第Ｎデューティ比（Ｎは自然数）に設定されているときに前記受信部によって前記無線信号が受信された場合、前記電圧検出部に第Ｎ中心電圧を検出させ、
   前記第Ｎ中心電圧が前記目標電圧に近づく方向に変化するように前記デューティ比を第Ｎデューティ比から第Ｎ＋１デューティ比に変更した後、前記電圧検出部により第Ｎ＋１中心電圧を検出し、
   前記第Ｎ＋１中心電圧と前記第Ｎ中心電圧との差を前記第Ｎ＋１デューティ比と前記第Ｎデューティ比との差で除した値を前記デューティ比に対する前記中心電圧の変化率として求め、
   前記第Ｎ＋１中心電圧と前記目標電圧との差を前記変化率で除した値だけ前記第Ｎ＋１デューティ比を変化させて得られる第Ｎ＋２デューティ比を前記ＰＷＭ信号生成部における新たなデューティ比として設定することにより、前記局部発振部で生成される発振信号の周波数の補正を実行することを特徴とする無線受信回路。
2. 前記補正処理部は、前記Ｎが所定の回数に達するまで、前記局部発振部で生成される発振信号の周波数の補正を繰り返し実行することを特徴とする請求項１に記載の無線受信回路。
3. 前記補正処理部は、前記第Ｎ中心電圧と前記目標電圧との差が所定の閾値以下に収束するまで、前記局部発振部で生成される発振信号の周波数の補正を実行することを特徴とする請求項１に記載の無線受信回路。
4. 前記環境温度の変化に伴う前記発振信号の周波数の変化を相殺するようなデューティ比の設定値を示す温度・デューティ比関係情報を予め記憶する温度・デューティ比関係記憶部をさらに備え、
   前記温度検出部によって検出された温度に対応するデューティ比のＰＷＭ信号を前記ＰＷＭ信号生成部より生成させた状態で無線信号を待ち受けることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の無線受信回路。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の無線受信回路と、
   ユーザによって操作される操作ハンドルと、
   負荷への給電経路を開閉するスイッチ素子と、
   前記無線受信回路における前記復調部によって復調された信号及びユーザが前記操作ハンドルに入力した操作に応じて、前記スイッチ素子を開閉させるスイッチ制御部とを備えることを特徴とするスイッチ装置。

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