專利名稱：具有鎖相環(huán)路電路使用頻移鍵控技術(shù)的射頻調(diào)制解調(diào)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有一鎖相環(huán)路(PLL)電路使用頻移鍵控制技術(shù)的RF調(diào)制解調(diào)器，包括一發(fā)射部件，該發(fā)射部件采用一利RF調(diào)制解調(diào)器方法，其中一PLL電路包括一相位檢測(cè)器、一環(huán)路濾波器以及一用作頻率發(fā)生振蕩器的電壓控制振蕩器，以及一接收部件，采用一種超外差法，其中一PLL電路包括一相位檢測(cè)器、一環(huán)路濾波器以及一用作本地振蕩器的電壓控制振蕩器。
使用晶體振蕩器的RF調(diào)制解調(diào)器法具有頻率偏移大、線性差以及在多路過程中生成大量不需要的信號(hào)的缺點(diǎn)。另外，使用晶體振蕩器的RF調(diào)制解調(diào)器法具有數(shù)據(jù)傳送率最大不超過9600bps以及該晶體振蕩器不適合用在低溫或高于60℃的特性的缺點(diǎn)。
此外，事實(shí)上當(dāng)該RF調(diào)制解調(diào)器被應(yīng)用到一中繼器時(shí)，該調(diào)制解調(diào)器需要具有耐高溫特性，因?yàn)樵诠β史糯笃髦械臒彷椛涫呛車?yán)重的，且由于不需要的信號(hào)發(fā)射導(dǎo)致對(duì)CDMA信號(hào)的干擾，通信質(zhì)量降低。因此，當(dāng)常規(guī)的RF調(diào)制解調(diào)器被應(yīng)用到移動(dòng)通信中繼器作為用于遠(yuǎn)程控制的一調(diào)制解調(diào)器時(shí)，由于該缺點(diǎn)將發(fā)生嚴(yán)重的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明是針對(duì)具有鎖相環(huán)路(PLL)電路使用頻移鍵控制技術(shù)的RF頻調(diào)制解調(diào)器，充分地消除由于相關(guān)技術(shù)的局限和缺點(diǎn)所帶來的一個(gè)或多個(gè)問題。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供具有鎖相環(huán)路(PLL)電路使用頻移鍵控制技術(shù)的RF調(diào)制解調(diào)器，它代替了具有PLL法的振蕩器的晶體振蕩器。
本發(fā)明的另一目的是提供具有鎖相環(huán)路(PLL)電路使用頻移鍵控制技術(shù)的RF調(diào)制解調(diào)器，通過用軟件處理接收器的靜音檢測(cè)技術(shù)能保持最佳接收狀態(tài)，并且在數(shù)據(jù)工作循環(huán)中根據(jù)在傳送頻率或接收頻率中的偏差來減少偏差。
本發(fā)明的另外的優(yōu)點(diǎn)、目的和特征將部分在下述說明書中描述并且在下述實(shí)施基礎(chǔ)上對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說將變得清楚或可能從本發(fā)明的實(shí)施例中了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可能通過在所寫的說明書及其權(quán)利要求以及附圖中特別指出的結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)和獲得。
為實(shí)現(xiàn)這些目的和其他優(yōu)點(diǎn)以及根據(jù)本發(fā)明的目的，如在此包括和概括地描述的那樣，提供具有鎖相環(huán)路(PLL)電路的頻移鍵控制技術(shù)的射頻調(diào)制解調(diào)器，該RF調(diào)制解調(diào)器包括一發(fā)射部件和一接收部件，該發(fā)射部件采用一RF調(diào)制解調(diào)器方法，其中PLL電路包括依次成電路連接并首尾以電路閉合形成環(huán)路的一相位檢測(cè)器、一環(huán)路濾波器以及一用作頻率發(fā)生振蕩器的電壓控制振蕩器；該接收部件，采用一超外差法，其中一PLL電路包括依次成電路連接并首尾以電路閉合形成環(huán)路的一相位檢測(cè)器、環(huán)路濾波器以及一用作本地振蕩器的電壓控制振蕩器。
應(yīng)理解本發(fā)明的在前的概括說明和下述的詳細(xì)說明均是示范和解釋且用來對(duì)權(quán)利要求作進(jìn)一步說明。
被包括來提供本發(fā)明的進(jìn)一步理解和包括在本發(fā)明中和組成本發(fā)明的一部分的


本發(fā)明的實(shí)施例以及連同說明書用來解釋本發(fā)明的原理，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明整個(gè)系統(tǒng)的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明，在RF調(diào)制解調(diào)器中發(fā)射部件的方框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明，在該RF調(diào)制解調(diào)器中發(fā)射部件的電路圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明，在該RF調(diào)制解調(diào)器中接收部件的方框圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明，在該RF調(diào)制解調(diào)器中接收部件的電路圖。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的整個(gè)系統(tǒng)的示意圖。參考圖1，本發(fā)明包括一發(fā)射部件，包括具有鎖相環(huán)路電路的振蕩器而不是通常用在常規(guī)RF調(diào)制解調(diào)器中的晶體振蕩器的調(diào)制器，以及用于將調(diào)制信號(hào)放大到適于發(fā)射的電平的放大器；一采用超外差法的接收部件；該接收部件包括用于放大所接收到的弱信號(hào)的放大器、以及通過使用在PLL電路的本機(jī)振蕩器中生成的中頻來用于將放大的信號(hào)解調(diào)成數(shù)字信號(hào)的一解調(diào)器；以及用在上述發(fā)射和接收過程中的天線。
圖2是根據(jù)本發(fā)明，在RF調(diào)制解調(diào)器中發(fā)射部件的方框圖。也就是說，圖2是圖1的發(fā)射部件的詳細(xì)的方框圖。具體地說，數(shù)字信號(hào)被接收和輸入到包括一相位檢測(cè)器的PLL IC中。環(huán)路電路由一環(huán)路濾波器和一電壓控制振蕩器組成，因此充當(dāng)—本機(jī)振蕩器。一RF載波通過環(huán)路電路被振蕩，和基于輸入數(shù)字信號(hào)是一電壓變化數(shù)據(jù)信號(hào)，用FSK(移頻鍵控)調(diào)制電路執(zhí)行調(diào)頻。通過該放大器，調(diào)制信號(hào)被放大到所需的高頻率級(jí)一樣高，通過一低通濾波器傳送來消除包括在其中的諧波成分和通過天線發(fā)射。
另一方面，如果由于一外部電影響或不穩(wěn)定的功率等等，PLL IC鎖被解開，一解鎖檢測(cè)電路從PLL IC中檢測(cè)出不穩(wěn)定狀態(tài)，并將該數(shù)據(jù)輸送到微處理器中。微處理器將該數(shù)據(jù)再送回PLL IC以保持鎖定狀態(tài)。該微處理器也輸送一信號(hào)給發(fā)射源中斷電路，以便在電壓控制振蕩器、FSK調(diào)制電路以及放大器中一發(fā)射源能被中斷。
在如圖2所示的方框圖基礎(chǔ)上，圖3是根據(jù)本發(fā)明在該RF調(diào)制解調(diào)器中發(fā)射部件的電路圖。換句話說，發(fā)射部件包括一電壓控制振蕩器、一FSK調(diào)制電路、一主控振蕩器(exciter)放大電路(振幅放大電路)、一功率放大電路、一發(fā)射源中斷電路、一低通濾波器、一環(huán)路濾波器電路、一數(shù)據(jù)緩沖放大電路、一時(shí)鐘振蕩和低帶調(diào)制校正電路、一PLL IC部分、一解鎖檢測(cè)電路、一電壓穩(wěn)定電路以及一微處理器電路。
由包括一Q3晶體管的外圍電路組成的一LC振蕩電路能振蕩產(chǎn)生與一相應(yīng)于發(fā)射頻率的RF載波。如圖3所示構(gòu)成的兩個(gè)變?nèi)荻O管D2和D3能改變頻率，這樣，用一小電壓能產(chǎn)生一巨大頻率偏移。如此，其相位在PLL IC中被檢測(cè)的DC電壓被應(yīng)用，從而使頻率偏移穩(wěn)定。
通過后接主控振蕩器(exciter)的振幅放大器，PLL電路回路把該電路中的振蕩信號(hào)傳送給功率放大器。當(dāng)一部分信號(hào)通過一C8輸入到U2PLL IC時(shí)，它經(jīng)過一預(yù)分頻器和程序計(jì)數(shù)器，再加到一相位比較器與一通過對(duì)時(shí)鐘振蕩頻率分頻得到的參考比較信號(hào)進(jìn)行比較，因此在U2 PLLIC的6th管腳獲得一相位比較值。該比較值是一DC電壓改變信號(hào)，該值通過環(huán)路濾波器成為一完全DC。該電壓被加到上述的兩個(gè)二極管D2和D3，因此連續(xù)生成穩(wěn)定的頻率。
由于FSK調(diào)制是一種頻率調(diào)制，因此，以當(dāng)C13被連接到一變?nèi)荻O管D4和該二極管D4的電容被改變時(shí)，振蕩頻率被相應(yīng)改變，且在那種情況下一電壓變化數(shù)據(jù)信號(hào)被應(yīng)用的方式來執(zhí)行FSK調(diào)制。
以這種方式生成的信號(hào)是所需的穩(wěn)定的和清晰的信號(hào)。該信號(hào)被放大到與在一功率放大電路或一Q1晶體管中所需的高頻輸出電平一樣高，并通過低通濾波器輸出。該低通濾波器用來消除包括在該信號(hào)中的諧波成分。
如前所述，解鎖檢測(cè)電路檢測(cè)由于外部電效應(yīng)或功率中的不穩(wěn)定性，是否松開PLL的鎖定狀態(tài)，并將該數(shù)據(jù)輸送給微處理器，該微處理器再將PLL數(shù)據(jù)輸送給PLL IC以保持鎖定狀態(tài)。
關(guān)于接收部件，圖4是根據(jù)本發(fā)明，說明在RF調(diào)制解調(diào)器中接收部件的方框圖。該接收部件采用與常規(guī)的技術(shù)相似的一普通的外差法，但其特點(diǎn)在于PLL電路包括一PLL IC，一環(huán)路濾波器，以及象發(fā)射部件中一樣用作本機(jī)振蕩器的的一電壓控制振蕩電路。當(dāng)從天線接收的一信號(hào)被輸入時(shí)，一高頻放大電路放大該弱信號(hào)。一混頻電路將收到的信號(hào)與通過PLL電路生成的中頻信號(hào)混合，并將同樣的信號(hào)傳送給包括一中頻放大電路、一限幅電路以及一FM檢測(cè)電路。輸入的信號(hào)在中頻帶完成其解調(diào)，允許極端值超過通過一數(shù)據(jù)限制器消除的上限和下限范圍，通過一電平緩沖器，將信號(hào)轉(zhuǎn)換成TTL電平信號(hào)并被輸入到一所連數(shù)字設(shè)備中。
在靜音基礎(chǔ)上，為防止噪音輸出，一接收中頻集成電路(IF IC)檢測(cè)一接收信號(hào)強(qiáng)度指標(biāo)(PSSI)。該信號(hào)通過一靜音電平調(diào)整電路，并被輸入到一微處理器。根據(jù)對(duì)靜音的判斷，微處理器輸入該頻率數(shù)據(jù)給PLL IC以及可能容許傳送來自微處理器相應(yīng)靜音信號(hào)給所連數(shù)字設(shè)備。
在圖4的方框圖基礎(chǔ)上，圖5是根據(jù)本發(fā)明，在RF調(diào)制解調(diào)器中接收部件的電路圖。換句話說，與發(fā)射部件相似，接收電路也采用PLL電路作為本機(jī)振蕩器。當(dāng)從一晶體管輸入一信號(hào)時(shí)，在高頻放大電路中，弱信號(hào)放大到大約15db，并與混頻電路中的PLL本機(jī)振蕩器信號(hào)混合。本機(jī)振蕩器信號(hào)是10.7MHz的信號(hào)，低于所接收的信號(hào)，并與接收的信號(hào)混合，因此，獲得10.7MHZ的中頻。該信號(hào)被輸入到中頻集成電路(IF IC)中，該IF IC具有中頻放大電路、限幅電路以及調(diào)頻(FM)檢測(cè)電路，該信號(hào)被放大到大約10db，因此執(zhí)行放大、限幅、FM檢測(cè)等等。
FSK調(diào)制信號(hào)在IF IC中解調(diào)，然后，再次加到數(shù)據(jù)限幅電路。數(shù)據(jù)限幅電路用來生成在執(zhí)行FSK檢測(cè)后，以一種精確的數(shù)據(jù)格式在接收部件中獲得的信號(hào)。該數(shù)據(jù)限制器電路在數(shù)據(jù)信號(hào)的再生工作循環(huán)(dutycycle)中起關(guān)鍵作用。因此，常規(guī)的數(shù)據(jù)限制器電路在數(shù)據(jù)輸出中從接收檢測(cè)器直接檢測(cè)一DC成分，并將其作為偏移電壓使用。在傳統(tǒng)技術(shù)中，當(dāng)發(fā)射頻率被改變或接收的本機(jī)振蕩頻率被改變時(shí)，數(shù)據(jù)的工作循環(huán)被不利地改變，因此丟失了數(shù)據(jù)。根據(jù)從解調(diào)器輸出的信號(hào)的DC成分，本發(fā)明不使用偏移電壓。然而在本發(fā)明中，如圖5所示，接收部件包括檢測(cè)器和數(shù)據(jù)限制器，該數(shù)據(jù)限制器由串聯(lián)連接到該檢測(cè)器的一輸出端的一電容器、串聯(lián)連接到該電容器的一電阻、以及串聯(lián)連接到該電阻并彼此串聯(lián)以分別限幅從該檢測(cè)器檢測(cè)到的信號(hào)的上限和下限的兩只分差放大器組成。換句話說，電容器和電阻串聯(lián)連接到數(shù)據(jù)限制器電路的運(yùn)算放大器的參考電壓輸入端的前端。如果數(shù)據(jù)被輸入，當(dāng)電容器被充電時(shí)，根據(jù)“H”狀態(tài)和“L”狀態(tài)的改變，中間值被保持作為參考電壓。以AC方式通過上述的組合，數(shù)據(jù)的平均偏置電平被識(shí)別且該偏移點(diǎn)被自動(dòng)保持。因此，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于相應(yīng)于輕微的頻率變化，會(huì)有很小的工作循環(huán)變化，且保證穩(wěn)定的數(shù)據(jù)接收。換句話說，即使發(fā)射頻率和接收的本機(jī)振蕩頻率有些變化，該數(shù)據(jù)工作循環(huán)也能被連續(xù)維持。以這種方式接收的數(shù)據(jù)通過一電平緩沖器電路再轉(zhuǎn)換成TTL信號(hào)并輸出。
如上所述，該電路可能另外包括一噪聲抑制電路功能，防止在靜音基礎(chǔ)上的一噪音輸出。即，微處理器在一AD輸入端口接收從接收IF IC輸送的一接收信號(hào)強(qiáng)度指標(biāo)(RSSI)電壓，根據(jù)靜音將一PLL頻率數(shù)據(jù)寫入到PLL IC中，且根據(jù)靜音，最好由軟件控制將一輸出值輸入到該電平緩沖器電路中。
本發(fā)明涉及具有PLL電路使用頻移鍵控技術(shù)的RF調(diào)制解調(diào)器，該調(diào)制解調(diào)器包括采用RF調(diào)制解調(diào)器法的發(fā)射部件，在RF調(diào)制解調(diào)器法中PLL電路包括相位檢測(cè)器、環(huán)路濾波器以及被用作用于頻率生成的振蕩器的電壓控制振蕩器，以及采用超外差法的接收部件，在超外差法中，PLL電路包括相位檢測(cè)器、環(huán)路濾波器以及被用作本機(jī)振蕩器的電壓控制振蕩器。當(dāng)與使用晶體振蕩器的常規(guī)RF調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行比較時(shí)，在晶體振蕩器中，電路特性是由晶體振蕩器的物理特性確定的，而本發(fā)明具有在頻率方面保證很小變化、提高調(diào)制性和線性以及確保100kbps的最大數(shù)據(jù)傳送率的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明還具有可在從-20℃到80℃的寬的溫度范圍內(nèi)使用、且很少生成不需要的信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)最近的發(fā)明，當(dāng)該RF調(diào)制解調(diào)器被用作用于在移動(dòng)通信中繼器中的遠(yuǎn)程控制的調(diào)制解調(diào)器時(shí)，其中在移動(dòng)通信中繼器中，在功率放大器中的熱輻射是很嚴(yán)重的，因此，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)更突出。
此外，通過應(yīng)用一種數(shù)據(jù)限幅法，對(duì)于數(shù)據(jù)工作循環(huán)該接收部件能減少其與頻率變化相應(yīng)的變化，在該方法中數(shù)據(jù)平均偏置電平被自動(dòng)識(shí)別且該偏置電壓被保持，因此減少數(shù)據(jù)丟失。微處理器依據(jù)靜音用軟件處理該數(shù)據(jù)，因此，能實(shí)現(xiàn)最佳的靜音控制。
上述實(shí)施例僅僅是示范，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。本教導(dǎo)能隨意地應(yīng)用到其他類型的裝置。本發(fā)明的說明書是用來說明，不是限制權(quán)利要求的范圍。許多替換、改變和變化對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種具有一鎖相環(huán)路電路使用移頻鍵控技術(shù)的RF調(diào)制解調(diào)器，該RF調(diào)制解調(diào)器包括一發(fā)射部件和一接收部件，其特征在于，該發(fā)射部件，采用一RF調(diào)制解調(diào)器法，在該RF調(diào)制解調(diào)器法中，一PLL電路包括依次成電路連接并首尾以電路閉合形成鎖相環(huán)路的一相位檢測(cè)器、一環(huán)路濾波器以及一用作頻率發(fā)生振蕩器的電壓控制振蕩器；該接收部件，采用一超外差法，在該超外差法中，一PLL電路包括依次成電路連接并首尾一電路閉合形成鎖相環(huán)路的一相位檢測(cè)器、一環(huán)路濾波器以及一用作本機(jī)振蕩器的電壓控制振蕩器。
2.如權(quán)利要求1所述的具有一鎖相環(huán)路電路使用移頻鍵控技術(shù)的RF調(diào)制解調(diào)器，其特征在于，所述的發(fā)射部件還包括一解鎖相位檢測(cè)器，用于當(dāng)在相位檢測(cè)器未實(shí)現(xiàn)一相位鎖定時(shí)，檢測(cè)一解鎖相位；一微處理器，用于根據(jù)相位解鎖檢測(cè)器的解鎖信號(hào)，生成一發(fā)射源中斷信號(hào)；以及一發(fā)射源中斷電路，用于根據(jù)發(fā)射源中斷信號(hào)斷開一發(fā)射源。
3.如權(quán)利要求1所述具有一鎖相環(huán)路電路使用移頻鍵控技術(shù)的RF調(diào)制解調(diào)器，其特征在于，所述的接收部件還包括一檢測(cè)器；以及一數(shù)據(jù)限制器，由串聯(lián)連接到該檢測(cè)器的一輸出端的一電容器、串聯(lián)連接到該電容器的一電阻、以及彼此串聯(lián)連接且串聯(lián)連接到該電阻以限制從該檢測(cè)器檢測(cè)到的信號(hào)的上限和下限的兩只分差放大器組成。
4.如權(quán)利要求1所述的具有一鎖相環(huán)路電路使用移頻鍵控技術(shù)的RF調(diào)制解調(diào)器，其特征在于，接收部件進(jìn)一步包括一中頻模塊，該中頻模塊具有一中頻放大電路和一限幅/FM檢測(cè)電路以及一微處理器，該微處理器判斷中頻模塊的接收信號(hào)強(qiáng)度指標(biāo)電壓是否是靜音，將一頻率數(shù)據(jù)提供給該P(yáng)LL電路，且輸出該數(shù)據(jù)。
全文摘要
公開了一種具有鎖相環(huán)路(PLL)電路使用移頻鍵控技術(shù)的RF調(diào)制解調(diào)器,該RF調(diào)制解調(diào)器包括采用RF調(diào)制解調(diào)器法的發(fā)射部件和采用超外差法的接收部件;在該RF調(diào)制解調(diào)器中,PLL電路包括相位檢測(cè)器、環(huán)路濾波器以及用作頻率發(fā)生振蕩器的電壓控制振蕩器;在該超外差法中,PLL電路包括相位檢測(cè)器、環(huán)路濾波器以及用作本機(jī)振蕩器的電壓控制振蕩器。因此,如果與使用晶體振蕩器的常規(guī)RF調(diào)制解調(diào)器比較,本發(fā)明的RF調(diào)制解調(diào)器的優(yōu)點(diǎn)在于很少導(dǎo)致頻率變化,提高了調(diào)制性和線性,保證100kbps的最大數(shù)據(jù)傳送率,可能應(yīng)用在從－20℃到80℃的寬的溫度范圍內(nèi),及極大地限制了不需要的發(fā)射。
文檔編號(hào)H04L27/10GK1387348SQ0212063
公開日2002年12月25日 申請(qǐng)日期2002年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月23日
發(fā)明者李海淳 申請(qǐng)人:麥克斯科技公司