專利名稱：無線電發(fā)射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種主要地可用在移動電話領(lǐng)域的無線電發(fā)射裝置。然而，其它方面的應(yīng)用仍然是可以考慮的。本發(fā)的目的是通過簡化結(jié)構(gòu)來減少設(shè)備的費(fèi)用。
眾所周知，為了實(shí)現(xiàn)一種移動電話，尤其要裝配包含普通的本機(jī)振蕩器的無線電發(fā)送和接收電路。同樣，人們懂得用一種由兩個或三個本機(jī)振蕩器組成的電路的方法。例如，由一個第一中頻本機(jī)振蕩器所產(chǎn)生的例如100MHz左右的數(shù)量級的中頻的信號與一個由瞬態(tài)(transition)本機(jī)振蕩器所產(chǎn)生的信號比較。該比較是一種相位比較，并且二者之一，甚至兩個信號在該相位比較之前要經(jīng)過分頻。
產(chǎn)生于相位比較器的信號用電壓控制發(fā)射振蕩器的第三個振蕩器。中頻和瞬態(tài)頻率本機(jī)振蕩器最好產(chǎn)生一固定頻率信號和另一個可變頻率信號，被電壓控制的該本機(jī)振蕩器產(chǎn)生一個其頻率隨比較器的信號而變化的信號。這種變化在移動電話領(lǐng)域用于實(shí)施頻率捷變，并從發(fā)射或接收的一幀到隨后的一幀，預(yù)定一種傳輸信道的跳頻。為了確定這些設(shè)想，在900MHz的GSM的領(lǐng)域以及1800MHz的DCS的領(lǐng)域中，被保留的信道具有一個200KHz的寬度?；芈沸盘栴l率和中頻頻率的分頻將允許裝置有一種頻率捷變。
一種這樣傳統(tǒng)的電路具有若干特征。一方面，實(shí)現(xiàn)這些能夠同時工作在900MHz的GSM的波段和1800MHz的DCS的波段的雙波段的移動電話需要雙倍數(shù)量的本機(jī)振蕩器。因此，如不謹(jǐn)慎，有可能會導(dǎo)致裝有六個本機(jī)振蕩器的電路。而這些裝備的成本過高，而且，使用產(chǎn)生于相位比較器的信號的第三本機(jī)振蕩器的調(diào)節(jié)原理需要一種回路濾波器，以便使該調(diào)節(jié)穩(wěn)定而不是發(fā)散。該回路具有自然是配置在相位比較器和電壓控制的振蕩器之間的這樣的濾波器時，它具有分布的濾波特性，這些特性給予該回路一種低通傳輸?shù)墓δ?，該低通傳輸帶有一個與濾波器截止頻率稍有不同的截止頻率，這些頻率都是同一數(shù)量級。
該回路的截止頻率的選擇是一種重要的參數(shù)。實(shí)際上，這個頻率越低，該回路當(dāng)然就越穩(wěn)定，相反地，當(dāng)由于頻率捷變需要跳頻時，這些截止頻率使得不易快速地轉(zhuǎn)換。而且，如果希望在信號輸入該回路之前對它進(jìn)行調(diào)制，那么，只有在該濾波器不太窄以便允許GMSK調(diào)制的情況下這才有可能。需要一種折衷，而且，在該回路中，一種將第三本機(jī)振蕩器的信號與第二本機(jī)振蕩器的信號相混合的混頻器將會產(chǎn)生混頻噪聲，這些噪聲在回路中被傳輸并且在產(chǎn)生噪聲的第三本機(jī)振蕩器的信號發(fā)射時會發(fā)出響聲。鄰近載波頻率的噪聲通過該回路被濾波而諧波未被濾波。另一方面，該濾波器將使相位比較器的相比較的頻率的諧波分量衰減。因此，對于該濾波器有一個折衷方案存在。該折衷方案相當(dāng)于增加回路帶寬以便更快地轉(zhuǎn)變狀態(tài)以及相當(dāng)于減小回路帶寬以便抑制這些噪聲分量。
當(dāng)然，一個這樣的發(fā)射機(jī)不僅發(fā)射載波信號。它被指定發(fā)射一種被調(diào)制信號所調(diào)制的載波信號。若干個用于通過被發(fā)射的載波信號調(diào)制的調(diào)制信號的解決方案是可以考慮的。
第一種被保留的解決方法在于，在該中頻信號注入在相位比較器之前通過調(diào)制信號調(diào)制該中頻信號。這種解決方法的缺點(diǎn)是，它將需要數(shù)量大的本機(jī)振蕩器。這些本機(jī)振蕩器不可能被集成在包含發(fā)射裝置的集成電路中，它們將使電路的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜并增加復(fù)雜程度。再說，這些本機(jī)振蕩器是相當(dāng)費(fèi)錢的電路。
在另一種被保留的解決方法中，載波調(diào)制在控制回路中被實(shí)現(xiàn)。在這種情況下，在第三發(fā)射本機(jī)振蕩器和第二瞬態(tài)頻率振蕩器之間安裝一個調(diào)制器。一種這樣的調(diào)制器在原理上包含在非線性電路的基礎(chǔ)上被實(shí)現(xiàn)的混頻器。這些非線性電路除了產(chǎn)生該調(diào)制以外，它們還有產(chǎn)生很多噪聲的缺點(diǎn)。而且，還需要開啟該回路以便使調(diào)制通過，這樣就會更少地濾除噪聲并增加發(fā)射機(jī)的相位錯誤。這種噪聲由于頻率捷變所需要的分頻器被進(jìn)一步增加。所產(chǎn)生的噪聲當(dāng)在該回路中的分頻系數(shù)較大時更大。因此，人們知道使用分頻9000或4500的分頻器以便產(chǎn)生具有可與中頻信號相比的大約為200KHz數(shù)量級的頻率的信號。
在本發(fā)明中，可以解決噪聲問題并使所需的本機(jī)振蕩器的數(shù)目減少。通過在該回路中用分?jǐn)?shù)分頻器替代混頻器或可以降低頻率的大系數(shù)的分頻器就能同時簡單地獲得這兩種效果，該分?jǐn)?shù)分頻器允許在比較器中將其頻率已被分頻的第一信號與具有中頻信號的第二信號相比，該中頻最好比現(xiàn)有技術(shù)的頻率高。由此可知，在合理的情況下，使用只是簡單地由一種很穩(wěn)定的時鐘尤其是13MHz的時鐘組成的中頻振蕩器的單個本機(jī)振蕩器在包含發(fā)射裝置的更普通的集成電路中是可以的。
其次，由于在分頻之前從控制回路中的發(fā)射信號進(jìn)行直接調(diào)制，所以，本發(fā)明的解決方法不硬性規(guī)定要求一種調(diào)制指數(shù)的劃分。一種這樣的劃分預(yù)先會引起調(diào)制信號的放大。這將會自動地導(dǎo)致系統(tǒng)數(shù)字部分分辨力的降低，從而導(dǎo)致在處理電路和控制的邏輯電路中的簡化。
而且，一種這樣的分?jǐn)?shù)分頻只會產(chǎn)生與分頻系數(shù)的整數(shù)部分有關(guān)的噪聲。因此，這種噪聲明顯地小于由大系數(shù)的分頻器所產(chǎn)生的噪聲，該比例大約在1-30左右。因此，在該回路中的大約200KHz的低通濾波器足以抑制殘余的噪聲，并且允許滿足標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。因此，回路帶寬的增加不會使噪聲特性受損害(不是增加相位錯誤)。使用本發(fā)明的合成器，能夠保持更大的回路帶寬寬度，這是有利的，因為，在頻率捷變所需的跳頻時能提供更大的調(diào)頻或變換速度。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種無線電發(fā)射裝置，該裝置在相位調(diào)節(jié)電路中包含一個產(chǎn)生發(fā)射信號的受電壓控制的振蕩器，一個用于用調(diào)制信號調(diào)制發(fā)射信號并產(chǎn)生一個被調(diào)制的信號的調(diào)制器，以及一個在第一輸入端接收被調(diào)制的信號表示的信號和在第二輸入端接收一個中頻參考信號的相位比較器，該裝置的特征在于，它包含一個插入在調(diào)制器和比較器之間的分?jǐn)?shù)分頻器。
本發(fā)明將在隨后的說明的文字和附圖中被理解。這些僅僅以示意的方式表示，并且決不受本發(fā)明的限制。


圖1示出一種符合本發(fā)明的無線電發(fā)射裝置。
圖1示出一種無線電發(fā)射裝置1。該裝置包含一個控制回路2?；芈?主要包含一個受電壓控制的振蕩器3。作為例子，振蕩器3例如可以產(chǎn)生一個大約為1800MHz數(shù)量級的信號以便適合于按照DCS標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)射。然而，人們可以考慮其它振蕩器，它們的頻率范圍最好能在900MHz(相應(yīng)于GSM標(biāo)準(zhǔn))，1900MHz(對應(yīng)于PC標(biāo)準(zhǔn))，甚至更高的頻率，也就是說對應(yīng)于UMTS標(biāo)準(zhǔn)的2200MHz的范圍發(fā)射。該回路2還包含一個調(diào)制器4。該調(diào)制器4用于在發(fā)射時調(diào)制由振蕩器3產(chǎn)生的信號。
為此目的，調(diào)制器4常規(guī)上包含一個相移π／2的第一移相器5以便處理該振蕩器的信號和相移π／2的信號。這兩個同樣可用的信號分別被施加在混頻器6和7的第一輸入端，該混頻器6和7在第二輸入端接收在現(xiàn)有技術(shù)中稱為I和Q的調(diào)制信號?；祛l器6和7的輸出端被連接到加法器8的兩個輸入端，該加法器8產(chǎn)生被信號I和Q所調(diào)制的振蕩器3的信號。該加法器8的一個輸出端被連接到一個相位比較器9。
比較器9在第一輸入端接收來自加法器8的信號，在第二輸入端11接收由中頻發(fā)生器12產(chǎn)生的參考信號。用一種優(yōu)先的方法，如同在下文中看到的那樣，該發(fā)生器12在一個例子中是一個13MHz的非常穩(wěn)定的時鐘，用在該發(fā)生器中的集成電路使所述的發(fā)射裝置被實(shí)現(xiàn)，另一方面用作使一般處理電路的工作時鐘。因此，一個這樣的用于發(fā)生器12的本機(jī)振蕩器沒有理由被特殊地實(shí)現(xiàn)。
為使電路1是一個發(fā)射電路，另一方面，該電路用一種傳統(tǒng)方法從振蕩器3的輸出端被連接到功率放大器13，該功率放大器13又通過天線轉(zhuǎn)換開關(guān)14，即以一個簡單的發(fā)射／接收轉(zhuǎn)換器為媒介從輸出端連接到一個發(fā)射天線15。
根據(jù)本發(fā)明的固有的特點(diǎn)，在調(diào)制器4和比較器9之間插入一個分?jǐn)?shù)分頻器16。在一個例子中，用圖解的方式，該分?jǐn)?shù)分頻器16包含一套分頻單元17，18，甚至19，它們通過系數(shù)N的整數(shù)部分，或通過其它不同的系數(shù)N+1的整數(shù)部分，甚至N+2或其它系數(shù)的整數(shù)部分?jǐn)?shù)可以分別使來自加法器8的信號倍增。如果在一定的持續(xù)時間內(nèi)，通過系數(shù)N，引起來自調(diào)制器4的信號的一次信號分頻，并且在另一個持續(xù)時間內(nèi)，通過系數(shù)N+1獲得一個信號，該信號的頻率平均值是在兩次整數(shù)分頻所得到的數(shù)的中間值。因此，人們將完成一次分?jǐn)?shù)分頻。為使所產(chǎn)生的瞬時頻率等于這個頻率平均值，安排使該轉(zhuǎn)換周期變得足夠短。實(shí)際上，該轉(zhuǎn)換頻率大于回路2的低通截止頻率，回路2的低通截止頻率與被插入在比較器9和振蕩器3之間的低通濾波器20的低通截止頻率是同一數(shù)量級。該轉(zhuǎn)換受控制電路21的安排，該控制電路21一方面接收和由天線15所發(fā)射的無線電信號22的頻率F0有關(guān)的數(shù)據(jù)的信息DF0，而另一方面接收時鐘節(jié)拍信號h。時鐘節(jié)拍信號h可通過用M分頻，例如用五或十來分頻的分頻器23由發(fā)生器12得到。信號h的頻率是時鐘12的信號頻率和回路2的截止頻率及濾波器20的截止頻率之間的中間頻率。
為簡化說明，在下文人們將給出一個對分?jǐn)?shù)分頻器16的功能進(jìn)行計算的例子。從由振蕩器3所產(chǎn)生的 的信號開始，應(yīng)該用分?jǐn)?shù)分頻器16產(chǎn)生可與時鐘12所產(chǎn)生的信號相比較的13MHZ的信號。這種分頻將導(dǎo)致等于138外加十進(jìn)制小數(shù)部分的系數(shù)。另一方面，根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)的需要，必需實(shí)施200KHz的跳頻以便允許振蕩器3的頻率捷變。從13MH的比較信號開始，通過用65去除13MHz就能得到一個200KHz的帶寬。在這種情況下，該分?jǐn)?shù)分頻器應(yīng)該能夠用系數(shù)等于138+k／65進(jìn)行一次分頻。能夠用隨后的方法書寫該系數(shù)。
該系數(shù)還可以被寫為(n-k)*N+k*(N+1)n=]]>在最后的公式中，n代表系數(shù)，應(yīng)該用該系數(shù)對由時鐘發(fā)生器12所產(chǎn)生的中頻Fi的值進(jìn)行分頻，以便獲得用于跳頻的增量所希望的信道寬度，即在這種情況下從13Mhz起的200KHz。在這個公式中，N表示所產(chǎn)生的頻率FO與中頻Fi的比率的整數(shù)部分。實(shí)際上，控制電路21在該回路中在持續(xù)期k內(nèi)使用一個分頻單元，例如用N分頻的分頻單元17，當(dāng)在持續(xù)期m-k內(nèi)，另一個分頻單元被使用。事實(shí)上，一個同樣的分頻器可使用等于N，N+1，N+2的分頻系數(shù)。周期m是信號h的頻率的倒數(shù)?；蛟S，如果跳頻必需擴(kuò)展到時鐘12信號的頻率的整數(shù)部分之外，那么，使用139，N+1的分頻單元可能被使用140，N+2，甚至帶有整數(shù)I的N+I的分頻單元所代替。
為了簡化電路21的功能的說明，可以設(shè)想，將分頻器18的操作計數(shù)k次來對應(yīng)于將分頻器17的操作計數(shù)m-k次，以信號h的振蕩的節(jié)拍繼續(xù)下去。其它實(shí)現(xiàn)方式是可能的，其中在m次操作中分頻器18的k次操作是以分頻器17的m-k次操作進(jìn)行交織的。因此，由于回路濾波，尤其是由于濾波器20，分?jǐn)?shù)頻率F0被振蕩器3捕獲，振蕩器3在該頻率上被穩(wěn)定下來。這種分?jǐn)?shù)分頻的優(yōu)點(diǎn)是，所產(chǎn)生的噪聲或者與分頻器1有關(guān)，或者與分頻器18有關(guān)在所有情況下，噪聲很小。另一個優(yōu)點(diǎn)是，由于頻率Fi被提高，再調(diào)整就更快。因此，濾波器20可能有一個更大的截止頻率，例如比200KHz更大。
另一方面，在本發(fā)明中，該電路允許使用如接收電路的唯一振蕩器那樣的受電壓控制的唯一振蕩器。那么，一個這樣的接收電路包含一個解調(diào)器25，該解調(diào)器25的混頻器26和27在第一輸入端接收由天線15所接收的由天線轉(zhuǎn)換開關(guān)14所選擇的并通過前置放大器28以微弱噪聲放大的信號。在混頻器26和27的第二輸入端由本機(jī)振蕩器3所產(chǎn)生的，或在移相器29中由被移相π／2的信號。
在這種情況下，可以預(yù)見，一個轉(zhuǎn)換器30在振蕩器3的控制回路中或者允許使用像至今所述的調(diào)制器4，或者允許使用一種短路連接器31。一種另外的方式在于使用恒定值的信號I和Q，例如Q=0和I=0來使用調(diào)制器4來發(fā)送。由此使回路1起作用發(fā)射一個未經(jīng)調(diào)制的純頻率F0的穩(wěn)定信號。在這種情況下，轉(zhuǎn)換器30可能被省略。
調(diào)制器4和25分別與數(shù)／模和模／數(shù)轉(zhuǎn)換電路32有關(guān)。這些電路在接收信號的處理電路33或在發(fā)射時已知類型的相位累加電路34中以已知的方法實(shí)現(xiàn)。所有這些電路在這里都被用符號表示的微處理器35所控制，另一方面，它們還包含一種程序存貯器。微處理器35在控制總線上能夠產(chǎn)生電路21的控制指令DF0，利用從發(fā)送到接收或相反從接收到發(fā)送的轉(zhuǎn)換指令C。指令C必需施加到轉(zhuǎn)換器30中。微處理器35同樣地產(chǎn)生相應(yīng)于發(fā)射裝置調(diào)節(jié)的處理指令以便根據(jù)跳頻和同步的需要來執(zhí)行指令，尤其是在移動電話的應(yīng)用中。
權(quán)利要求
1．一種無線電發(fā)射裝置(1)，該無線電發(fā)射裝置(1)在相位控制回路(2)中包含一個受電壓控制、產(chǎn)生一個發(fā)射信號(22)的振蕩器(3)，一個用來通過調(diào)制信號(I，Q)調(diào)制該發(fā)射信號并產(chǎn)生一個已調(diào)制的信號的調(diào)制器(4)以及一個在第一輸入端(10)接收已調(diào)制信號表示的信號和在第二輸入端(11)接收一個中頻(Fi)參考信號的相位比較器(9)，其特征在于，該控制回路包含一個插入在調(diào)制器和比較器之間的分?jǐn)?shù)頻率的分頻器(16)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，該控制回路包含一個在調(diào)制器和分?jǐn)?shù)頻率的分頻器之間以及在振蕩器和分?jǐn)?shù)頻率的分頻器之間互連的轉(zhuǎn)換器(30)。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2的裝置，其特征在于，它包含一組使用整數(shù)(N，N+1)的分頻單元(17-19)以及一個用于依次地(k，m-k)使用這些分頻單元的電路(21)。
4．根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其特征在于，這些分頻單元具有兩兩之間相差一個單位的分頻系數(shù)。
5．根據(jù)權(quán)利要求3-4的裝置，其特征在于，該電路以在中頻(Fi)以及插入在比較器和振蕩器之間的低通濾波器(20)的截止頻率之間的中間頻率(h)依次地使這些分頻單元進(jìn)入工作狀態(tài)。
6．根據(jù)權(quán)利要求5的裝置，其特征在于該低通濾波器具有一個比200KHz更高的截止頻率。
7．根據(jù)權(quán)利要求1-6的裝置，其特征在于，參考信號的頻率是13MHz。
8．根據(jù)權(quán)利要求1-7的裝置，其特征在于，它包含一個接收機(jī)和一個發(fā)射和接收時交替使用的唯一的由電壓控制的振蕩器。
全文摘要
在一種發(fā)射裝置中,在受電壓控制的振蕩器的控制回路(2)中一方面引進(jìn)一個調(diào)制器(4)而另一方面引進(jìn)一個分?jǐn)?shù)頻率分頻器(16)。這樣通過利用其分頻系數(shù)更小的分頻器來減小所引起的噪聲,從中會受益。在某個例子中的分?jǐn)?shù)分頻器是根據(jù)相應(yīng)于實(shí)現(xiàn)分頻的分?jǐn)?shù)的時間比率(k,m－k),通過輪流地使不同的分頻器(17－19)進(jìn)入工作狀態(tài)來獲得的。
文檔編號H03C3/09GK1282189SQ0012163
公開日2001年1月31日 申請日期2000年7月21日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月22日
發(fā)明者帕特里克·薩夫利, 法斯利基·尼科羅保勞 申請人:阿爾卡塔爾公司