CN1912647A

CN1912647A - 复合用信号生成装置、ic芯片、gps接收机及便携式电话

Info

Publication number: CN1912647A
Application number: CNA2006100904270A
Authority: CN
Inventors: 畠中浩一
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2005-06-28
Filing date: 2006-06-23
Publication date: 2007-02-14
Also published as: EP1739846A2; US20060293010A1; EP1739846A3; KR20070000980A; JP4337782B2; JP2007013303A

Abstract

本发明提供复合用信号生成装置等，在同时进行通信信号的收发和定位信号的接收时不使用SAW滤波器等的滤波器就可得到不受干扰波对接收信号的影响的高灵敏度的接收信号。该复合用信号生成装置包括：分频器(12a)等，对从振荡器(11)输出的复合用信号的频率进行分频；基准振荡器(9)，输出基准信号；相位比较器(13)，输出表示经过分频器等分频的复合用信号和基准信号的相位差的相位差数据；滤波器(14)，将从相位比较器输出的相位差数据作为振荡器的控制电压输出，还包括复合用频率变换单元，当构成作为接收信号的干扰波的通信信号的基波或谐波与构成复合用信号的基波或谐波的复合波的频率与中频信号的频率大致相等时，变换复合用信号的频率。

Description

复合用信号生成装置、IC芯片、GPS接收机及便携式电话

技术领域

本发明涉及接收用于定位的信号的接收机。

背景技术

近年来，GPS(Global Positioning System：全球定位系统)接收机逐渐安装于便携式电话或PDA(Personal Digital Assistant：个人数字助理)等的通信设备上，但如果同时使用GPS接收机和便携式电话等，则从便携式电话等发送的通信信号，有时会成为通过GPS接收机接收的GPS信号的干扰波。

因此，在以前的GPS接收机中，利用SAW(Surface AcousticWave：表面声波)滤波器从接收信号中滤除由便携式电话等发送的通信信号，从而可同时使用GPS接收机和便携式电话机或PDA等(例如，日本专利文献1)。

专利文献1：日本特开2003-255036号公报(0043段)

但是，如果使用SAW滤波器等的滤波器，则虽然可除去作为干扰波的通信信号，但GPS信号的S/N比(Signal to Noise Ratio：信号噪声比)却会劣化数(个)dBm。因此，在上述现有的GPS接收机中存在这样的问题：在同时使用GPS接收机和便携式电话等期间，往往不能得到高灵敏度的GPS信号。

发明内容

本发明的目的在于，提供在同时进行通信信号的收发和定位信号的接收时，不使用SAW滤波器等的滤波器就可得到不受干扰波影响的高灵敏度的接收信号的复合用信号生成装置、IC(IntegratedCircuit)芯片、GPS接收机、及便携式电话。

上述目的通过本发明第一方面的复合用信号生成装置来实现，该复合用信号生成装置包括：振荡器，向频率变换装置输出复合用信号，上述频率变换装置将由接收信号和复合用信号构成的复合波作为中频信号输出；分频器，对从上述振荡器输出的上述复合用信号的频率进行分频；基准振荡器，用于输出基准信号；相位比较器，输出相位差数据，上述相位差数据表示经过上述分频器分频的上述复合用信号和上述基准信号的相位差；以及滤波器，将从上述相位比较器输出的相位差数据作为上述振荡器的控制电压输出，其中，上述复合用信号生成装置还包括复合用信号频率变换单元，上述复合用信号频率变换单元在由构成通信信号的基波或谐波与构成上述复合用信号的基波或谐波构成的复合波的频率大致等于上述中频信号的频率时，变换上述复合用信号的频率，其中，所述通信信号作为所述接收信号的干扰波。

在上述频率变换装置中，不仅复合上述接收信号和上述复合用信号，还复合构成通信信号的基波或谐波与构成上述复合用信号的基波或谐波，其中，所述通信信号作为所述接收信号的干扰波。因此，即使上述通信信号的频率与上述接收信号的频率不同，往往有由构成上述通信信号的基波或谐波与构成上述复合用信号的基波或谐波构成的复合波的频率大致等于上述中频信号的频率的情况。此时，无法识别作为由上述接收信号和上述复合用信号构成的复合波这样的中频信号(中间频率信号)、由上述通信信号与上述复合用信号构成的复合波，其结果，接收机的灵敏度降低。

此处，根据本发明第一方面的构成，上述复合用信号生成装置具有上述复合用信号频率变换单元，所以当由构成通信信号的基波或谐波与构成上述复合用信号的基波或谐波构成的复合波的频率大致等于上述中频信号的频率时，上述复合用信号频率变换单元可以变换上述复合用信号的频率，其中，所述通信信号作为所述接收信号的干扰波。

因此，可以避免由上述通信信号和上述复合用信号构成的复合波的频率与上述中频信号的频率大致相等。

由此，在同时进行通信信号的收发和定位信号的接收时，不使用SAW滤波器等的滤波器就可以得到不受干扰波影响的高灵敏度的接收信号。

此外，本说明书中所说“大致相等”的意思当然包括完全相等的情况，但也包括不完全相等的情况。

根据本发明第二方面，在第一方面的构成的基础上，包括分频比不同的多个上述分频器，上述复合用信号频率变换单元通过将上述分频器切换为分频比不同的其他的上述分频器，从而变换上述复合用信号的频率。

根据本发明第二方面，上述复合用信号频率变换单元可将上述分频器切换为分频比不同的其他的上述分频器。通过切换上述分频器，可以切换上述相位比较器所生成的上述控制电压，所以可以切换由上述振荡器输出的上述复合用信号的频率。

根据本发明第三方面，在第一方面的构成的基础上，复合用信号生成装置包括输出频率不同的多个上述基准振荡器，上述复合用信号频率变换单元通过将上述基准振荡器切换为输出频率不同的其他的上述基准振荡器，从而变换上述复合用信号的频率。

根据本发明第三方面的构成，上述复合用信号频率变换单元将上述基准振荡器切换为输出的频率不同的其他的上述基准振荡器。通过切换上述基准振荡器，可以切换上述相位比较器所生成的上述控制电压，所以可以切换从上述振荡器输出的上述复合用信号的频率。

上述目的通过本发明第四方面的IC芯片来实现，该IC芯片包括根据本发明第一方面至第三方面中任一方面记载的复合用信号生成装置。

例如，当使用SAW滤波器排除干扰波时，需要将SAW滤波器作为IC芯片的外部设备，所以很难实现接收机的小型化。

在此，根据本发明第四方面，不使用SAW滤波器而可以通过IC芯片抑制干扰波的影响，所以可实现接收机的小型化。

上述目的根据本发明第五方面的GPS接收机实现，该GPS接收机具有本发明第四方面的IC芯片。

根据本发明第五方面可实现GPS接收机的轻量化、高速化及低成本化。

上述目的根据本发明第六方面的便携式电话来实现，该便携式电话包括本发明第四方面的IC芯片。

根据本发明的第六方面，可一边通话一边使用接收信号进行定位。

附图说明

图1是本发明实施例的具有GPS功能的便携式电话的示意图。

图2是GPS信号的一个例子等的示意图。

图3是PLL装置的构成例的示意图。

图4是表示具有GPS功能的便携式电话1的动作实例的示意流程图。

图5是表示具有GPS功能的便携式电话1的动作实例的示意流程图。

图6是PLL装置的构成实例的示意图。

具体实施方式

下面，参照附图，详细说明用于实施本发明的最优实施例。

(第一实施例)

图1是表示涉及本发明的第一实施例的具有GPS功能的便携式电话1的示意图。

如图1所示，具有GPS功能的便携式电话1包括接收GPS信号S的GPS接收部2和收发通信信号CS的通信部3。GPS信号S是接收信号的一个例子。在本实施例中，如后面上述，通信信号CS成为GPS信号S的干扰波。

而且，如图1所示，具有GPS功能的便携式电话1具有GPS接收部2。该GPS接收部2包括用于控制各部分的CPU 10、及接收GPS信号的天线4等。

而且，GPS接收部2包括输出基准信号的基准信号生成装置9。基准信号生成装置9例如为晶体振荡器，可稳定地生成规定的频率。该基准信号生成装置9是基准振荡器的一个例子。

而且，GPS接收部2包括放大器5及放大器7、降频变频装置6及PLL(Phase Locked Loop：锁相环路)装置8。

降频变频装置6将由利用天线4接收并经由放大器5输入的GPS信号S和从PLL装置8输出的LO信号构成的复合波作为IF(Intermediate Frequency、中频)信号输出。LO信号是复合用信号的一个例子，PLL装置8和基准信号生成装置9及CPU 10是复合用信号生成装置的一个例子。而且，IF信号是中频信号的一个例子，降频变频装置6是频率变换装置的一个例子。

图2是输入到天线4的GPS信号S的频率等的一个例子的示意图。

1575.42兆赫(MHz)的GPS信号S和1575.288兆赫(MHz)的LO信号在降频变频装置6(参照图1)中进行电路上的相乘(multiply)，可生成132千赫(kHz)的IF信号。

另一方面，通信信号CS如果为1969.077兆赫(MHz)的通信信号CS，则其四倍波的频率为7876.308兆赫(MHz)。而且，1575.288兆赫(MHz)的LO信号的五倍波的频率是7876.44兆赫(MHz)。而且，通信信号CS的四倍波和LO信号的五倍波在降频变频装置6中进行电路上的相乘，从而成为132千赫(MHz)的信号。此时，通信信号CS成为GPS信号S的干扰波。

此处，具有GPS功能的便携式电话1可通过下面的构成防止通信信号CS成为GPS信号S的干扰波。

图3是PLL装置8的构成的一个例子等的示意图。

如图3所示，PLL装置8包括VCO(Voltage ControlledOscillator：电压控制振荡器)11。VCO 11输出LO信号。即、VCO11是振荡器的一个例子。

PLL装置8还包括两个分频器12a、12b。分频器12a等对由VCO 11输出的LO信号的频率进行分频。该分频器12a等是分频器的一个例子。

PLL装置8还包括相位比较器13。向相位比较器13输入经过分频器12a或分频器12b分频的LO信号和来自基准信号生成装置9的基准信号，相位比较器13向环路滤波器14输出表示输入的LO信号和基准信号的相位差的相位差数据。

环路滤波器14从输入的相位差数据中除去其交流成分，并作为控制电压输出给VCO 11。

如上所述，PLL装置8通过来自环路滤波器14的控制电压，控制VCO 11，所以PLL装置8可以以预定(希望)的频率稳定输出LO信号。

此外，PLL装置8是频率的负反馈电路，VCO 11继续以稳定的频率动作。该稳定的频率是由基准信号的频率和分频器的分频比确定的频率。

PLL装置8还包括开关15。由VCO 11输出的LO信号不仅输入到降频变频装置6，还输入到分频比不同的两个分频器12a、12b中的任一个上，进行分频。即、PLL装置8的VCO 11的自激振荡频率与晶体振荡器等的基准信号生成装置9生成的振荡频率相比为较高的频率。因此，PLL装置8利用分频器12a、12b将LO信号降低为与基准信号的频率相同的频率，并输入到相位比较器13中。

PLL装置8通过切换开关15确定将LO信号输入到两个分频器12a、12b中的任一个中。具体地，该开关15由CPU 10控制。

当通信信号CS成为GPS信号S的干扰波时，CPU 10控制开关15进行分频器12a或12b的切换，从而可变换LO信号的频率。即、CPU 10和开关15是复合用信号频率变换单元的一个例子。

确定LO信号的频率的要素是基准信号生成装置9所输出的基准信号的频率和分频器12a等的分频比，但公式1成立时，CPU 10可进行分频器12a或12b的切换。

公式1：

通信信号CS的频率×n±LO信号的频率×m＝IF信号的频率

即，当由构成通信信号CS的基波或谐波中的任一个与构成LO信号的基波或谐波的任一个构成的复合波的频率与IF信号的频率相等时(下面称为中频一致状态)，切换分频器12a、12b。

由此，使公式1不成立。即、可防止出现中频一致状态。

此外，在公式1中，虽示出完全的中频一致状态，但不仅在出现完全的中频一致状态时切换分频器，当由构成通信信号CS的基波或谐波中的任一个波和构成LO信号的基波或谐波中的任一个波构成的复合波的频率与IF信号的频率大致相同时，CPU 10也切换分频器12a、12b。即、当通过降频变频装置6(参照图1)对通信信号CS进行降频变频后而得到的频率是作为GPS信号S的干扰波的频率范围，例如，当与IF信号频率的频率差在百分之五(5％)之内的范围时，CUP 10也切换分频器12a、12b。

此外，基准信号的频率为26.4兆赫(MHz)、分频器12a的分频比为1/59.67、分频器12b的分频比为1/59.68。

如使用分频器12a则生成频率为1575.288兆赫(MHz)LO1，根据由LO1的五倍波和1969.077兆赫(MHz)的通信信号CS的四倍波构成的复合波，发生中频一致状态。

但如使用分频器12b，则生成频率为1575.552兆赫(MHz)的LO2，即使复合LO2的基波或谐波与通信信号CS的基波或谐波，也不会发生中频一致状态。

因此，当通信信号CS的频率为1969.077兆赫(MHz)时，CPU10控制开关15，使用分频器12b，从而可防止发生中频一致状态。

另一方面，GPS信号S与LO1和LO2的任一个进行复合，都为IF信号的频率。即，如图2所示，如果GPS信号S的频率与LO1及LO2的频率的差为IF频率，则GPS信号S与LO1和LO2的任一个复合，都为IF信号的频率。

由此，当通信信号的发送与定位信号的接收同时进行时，不使用SAW滤波器等的滤波器就可得到高灵敏度的接收信号。

上述是具有GPS功能的便携式电话1的构成。下面，以具有GPS功能的便携式电话1的动作为例，主要以中频一致状态是否成立的判断方法为中心进行说明。此外，中频一致状态的成立也称为切换条件的成立。

(关于具有GPS功能的便携式电话1的动作例子)

图4及图5是表示具有GPS功能的便携电话1的动作例的概略示意图。

首先，CPU 10判断通信部3是否处于通信中(图5的步骤ST1)、如判断为通信中，则进入步骤ST2。

在步骤ST2中，CPU 10取得通信信号CS的频率。

此外，CPU 10可以在每个实际时间或规定时间从通信部3(参照图1)取得通信信号CS的频率，但当通信信号CS的频率为一定时，只要从存储器(未图示)取得一次就可以。

下面，通过判断公式1是否成立，CPU 10判断切换条件是否成立(步骤ST3)。当CPU 10判断切换条件成立时，则控制开关15，切换分频器12a、12b。即，当由构成通信信号CS的基波或谐波中的任一个波和构成LO信号的基波或谐波中的任一个波构成的复合波的频率，与IF信号的频率相等时，控制开关15，从而切换分频器12a、12b。

图5示出判断切换条件是否成立的方法的一个例子。

首先，CPU 10初始化公式1所示的“n”和“m”(步骤ST3-1、ST3-2)。即，CPU 10将“n”和“m”分别设定为“1”。

其次，CPU 10判断切换条件是否成立(步骤ST3-3)，当切换条件成立时，结束处理，当切换条件不成立时，则进入下个步骤(步骤ST3-4)。

其次，CPU 10判断“n＝20”是否成立(步骤ST3-4)，如果不成立，则将“n”增加“1”(步骤ST3-5)为“n＝n+1”后，返回到步骤ST3-3。另一方面，当CPU10判断“n＝20”成立时，进入步骤ST3-6。

其次，CPU 10判断“m＝20”是否成立，如果不成立，则使“m”增加“1”为“m＝m+1”(步骤ST3-7)，且使“n”返回到“1”为“n＝1”(步骤ST3-8)后，返回到步骤ST3-3。另一方面，当“m＝20”成立时，CPU 10终止处理。

根据上述所说明的方法，可无遗漏的判断公式1是否成立。

如上述所作说明，根据具有GPS功能的便携式电话1，可不使用SAW滤波器等的滤波器就可抑制干扰波的影响，所以即使在通话中或发送邮件过程中使用，也可以得到比目前高的灵敏度的GPS信号。例如，SAW滤波器使接收信号劣化1至2dBm，但因为具有GPS功能的便携式电话1不使用SAW滤波器也能抑制干扰波的影响，所以可避免接收信号1至2dBm的劣化。

而且，根据具有GPS功能的便携式电话1，可一边通话一边进行利用GPS信号S的定位。而且，根据PLL装置8，因为可在IC芯片上制作，所以可实现GPS接收部2的小型化。

而且，根据具有GPS功能的便携式电话1，可提供通过避开作为干扰波的电波，从而可维持高灵敏度的降频变频电路。

而且，根据具有GPS功能的便携式电话1，与将SAW滤波器等的滤波器作为IC的外设部件进行安装时相比，具有下述的优点。首先，没有由SAW滤波器引起的GPS信号S的劣化，改善了GPS信号S的S/N比。而且，构成为基于分频器的结构时，因为在IC内部安装电路，所以可缩减外设部件，减小基底(floor)面积。

(第二实施例)

下面，对于第二实施例的具有GPS功能的便携式电话1A进行说明。

因为第二实施例的具有GPS功能的便携式电话1A的构成与上述第一实施例的具有GPS功能的便携式电话1具有较多的共同构成，所以共同部分标注相同的标记，且省略说明，下面，以不同点为中心进行说明。

图6示出作为具有GPS功能的便携式电话1A的要部的PLL装置8A的构成的一个例子。

如图6所示，PLL装置8A具有两个基准信号生成装置9a、9b。

基准信号生成装置9a、9b所输出的基准信号的频率彼此不同。

由CPU 10控制开关15，当公式1成立时，则控制开关15，切换基准信号生成装置9a、9b。该CPU 10和开关15是复合用信号频率变换单元的一个例子。

通过开关15切换基准信号生成装置9a、9b，从而可切换输入到相位比较器13的基准信号的频率。由此，可改变从相位比较器13输出的相位差数据，所以可改变向VCO振荡器11输出的控制电压，可切换从VCO 11输出的LO信号的频率。

由此，可防止公式1成立，防止通信信号CS成为GPS信号S的干扰波。

本发明不限于上述的各实施例。并且，上述各实施例也可以具有相互组合的构成。

例如，在第一实施例中，分频器假设为分频器12a及12b的两个分频器，但PLL装置8也可包括具有不同分频比的三个或三个以上的分频器。

而且，在第二实施例中，基准信号生成装置假设为基准信号生成装置9a及9b这样的两个基准信号生成装置，但PLL装置8A也可以包括三个或三个以上的不同频率的基准信号生成装置。

例如，在具有GPS功能的便携式电话1等中，假设与通信信号CS分开，接收GPS信号S，但本发明不仅适用于GPS信号S，而且适用于与通信信号CS分开接收的所有的接收信号。

而且，对具有GPS功能的便携电话1等进行说明，但本发明不仅适用于便携式电话，也适用于具有与通信信号CS的收发分开接收GPS信号S等的接收信号的接收机的所有的装置(例如，在Bluetooth(注册商标)等上使用的RF(IC)部分等)。

而且，在上述的实施例中，对降频变频装置6所接收的GPS信号进行频率变换，但在本发明中，不仅使用降频变频装置6，也可使用可对接收信号进行频率变换的所有的频率变换单元。

而且，在上述实施例中，假设输出到降频变频装置6的信号为LO信号，但在本发明中，不仅使用LO信号，也可使用为进行频率变换而与接收信号进行复合的所有的复合信号。

而且，如上述实施例所示，使“n”、“m”的上限值为20，对通信信号的基波至20倍波及LO信号的基波至20倍波进行判断，判断式1所示的切换条件是否成立，则可抑制CPU 10的负载，大体抑制干扰波对IF信号的影响，但本发明不限定进行该判断的谐波至20倍波。本发明中，“n”、“m”的值只要为自然数即可。

而且，根据图5所示的方法，可不遗漏地判断公式1是否成立，但本发明不对判断公式1所示的切换条件是否成立的方法作任何的限定。因此，在本发明中，即使是与图5所示的方法不同的方法也可判断式1所示的切换条件是否成立。

而且，在上述的实施例中，通过开关切换分频器12a、12b或基准信号生成装置9a、9b，从而变换LO信号的频率，但在本发明中，包括所有变换复合用信号的频率的单元。例如，本发明也可通过切换分频器12a、12b和基准信号生成装置9a、9b两者，从而可变换LO信号的频率。

附图标记说明

1、1A具有GPS功能的便携式电话

2 GPS接收部 3通信部

4天线 5、7放大器

6降频变频装置 8、8A PLL装置

9、9a、9b基准信号生成装置

10 CPU 11振荡器

12、12a、12b分频器 13相位比较器

14环路滤波器 15开关

Claims

1.一种复合用信号生成装置，包括：

振荡器，向频率变换装置输出复合用信号，所述频率变换装置将由接收信号和复合用信号构成的复合波作为中频信号输出；

分频器，对从所述振荡器输出的所述复合用信号的频率进行分频；

基准振荡器，用于输出基准信号；

相位比较器，输出相位差数据，所述相位差数据表示经过所述分频器分频的所述复合用信号和所述基准信号之间的相位差；以及

滤波器，将从所述相位比较器输出的相位差数据作为所述振荡器的控制电压输出，

所述复合用信号生成装置的特征在于还包括：

复合用信号频率变换单元，所述复合用信号频率变换单元在复合波的频率大致等于所述中频信号的频率时，变换所述复合用信号的频率，其中，复合波由构成通信信号的基波或谐波与构成所述复合用信号的基波或谐波构成，所述通信信号作为所述接收信号的干扰波。

2.根据权利要求1所述的复合用信号生成装置，其特征在于：

包括分频比不同的多个所述分频器，

其中，所述复合用信号频率变换单元通过将所述分频器切换为分频比不同的其他所述分频器，从而变换所述复合用信号的频率。

3.根据权利要求1所述的复合用信号生成装置，其特征在于：

包括输出的频率不同的多个所述基准振荡器，

其中，所述复合用信号频率变换单元通过将所述基准振荡器切换为输出的频率不同的其他的所述基准振荡器，从而变换所述复合用信号的频率。

4.一种IC芯片，其特征在于包括：根据权利要求1至3中任一项所述的复合用信号生成装置。

5.一种GPS接收机，其特征在于包括：根据权利要求4所述的IC芯片。

6.一种便携式电话，其特征在于包括：根据权利要求4所述的IC芯片。