專利名稱：用于調(diào)節(jié)時(shí)基的無(wú)線電同步信號(hào)接收器以及用于致動(dòng)該接收器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及特別是對(duì)于例如表的時(shí)間計(jì)(timepiece)用于調(diào)節(jié)時(shí)基的無(wú)線電同步 信號(hào)接收器。接收器包含接收無(wú)線電同步信號(hào)的天線、用于對(duì)天線拾取的信號(hào)進(jìn)行放大 和濾波的至少一個(gè)低噪音放大器、用于對(duì)進(jìn)入的濾波且放大后的信號(hào)的頻率進(jìn)行轉(zhuǎn)換的 頻率轉(zhuǎn)換單元以及從轉(zhuǎn)換單元接收數(shù)據(jù)信號(hào)以便對(duì)時(shí)基進(jìn)行調(diào)節(jié)的處理單元。本發(fā)明還涉及致動(dòng)用于調(diào)節(jié)時(shí)間計(jì)的時(shí)基的無(wú)線電同步信號(hào)的方法。
背景技術(shù)：
為了自動(dòng)地對(duì)例如表的時(shí)間計(jì)的時(shí)基進(jìn)行調(diào)節(jié)，VLF多頻接收器通常在時(shí)間計(jì) 石英的基礎(chǔ)上被提供時(shí)鐘。同樣的情況對(duì)于調(diào)節(jié)接收器天線的諧振頻率來(lái)說(shuō)成立，該天 線必須能夠拾取無(wú)線電同步信號(hào)。天線可由周圍繞卷金屬線的鐵氧體芯構(gòu)成，以便允許 其拾取這樣的無(wú)線電同步信號(hào)。裝入表中的標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線電同步信號(hào)接收器通常為用于拾取可具有接近77kHz頻率 的信號(hào)的直接接收器(direct receiver)。這種類型的接收器的優(yōu)點(diǎn)為簡(jiǎn)單且低功耗。然 而，將被拾取的無(wú)線電同步信號(hào)的頻率可能與前面提到的頻率不同。因此，對(duì)于其想要 接收的各個(gè)無(wú)線電同步信號(hào)頻率，接收器必須具有單獨(dú)的濾波器，其采用特定石英的形 式，位于接收器的主集成電路之外。這構(gòu)成這種標(biāo)準(zhǔn)類型的接收器的缺點(diǎn)。美國(guó)專利申請(qǐng)Νο.2009/0185615公開(kāi)了一種無(wú)線電同步接收器，其包含用于校正 表的時(shí)基的時(shí)間碼(time code)。此接收器包含用于拾取所述無(wú)線電同步信號(hào)的接收器單 元，該信號(hào)在混合器中被由振蕩器電路提供的振蕩信號(hào)進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換?；旌掀魉峁┑?中間信號(hào)由至少一個(gè)帶通濾波器進(jìn)行濾波。濾波且放大后的中間信號(hào)被提供給時(shí)間碼檢 測(cè)電路，以便將時(shí)間數(shù)據(jù)提供給中央處理單元，中央處理單元從時(shí)間數(shù)據(jù)中對(duì)時(shí)間進(jìn)行 解碼，以便對(duì)時(shí)基進(jìn)行校正。無(wú)線電同步信號(hào)接收信道在接收器中選擇，以便對(duì)振蕩器 電路進(jìn)行配置。所配置的振蕩器電路提供頻率依賴于將被拾取的無(wú)線電同步信號(hào)的所選 信道頻率的振蕩信號(hào)。然而，振蕩信號(hào)頻率并非根據(jù)進(jìn)入的信號(hào)頻率自動(dòng)受到適應(yīng)，以 使中間信號(hào)的頻率在帶通濾波器的頻帶之內(nèi)。類似于前面的文獻(xiàn)，美國(guó)專利申請(qǐng)No.2006/023572公開(kāi)了一種無(wú)線電同步信號(hào) 接收器，其用于校正表的時(shí)基。在接收器輸入上，頻率選擇電路受到處理單元的控制， 以便適應(yīng)進(jìn)入的無(wú)線電同步信號(hào)的頻率，進(jìn)入的無(wú)線電同步信號(hào)可具有40kHz、50kHz或 60kHz的頻率。進(jìn)入的信號(hào)在混合器中受到由石英振蕩器供給的振蕩信號(hào)的頻率轉(zhuǎn)換。 采用被設(shè)置在50kHz的石英振蕩器頻率，在混合器輸出上的中間信號(hào)處于IOkHz左右頻 率的情況下，可以拾取40kHz或60kHz的無(wú)線電波?；旌掀鬏敵錾系膸V波器可以以 IOkHz為中心，以便對(duì)中間信號(hào)進(jìn)行濾波。濾波且放大后的信號(hào)于是被供到檢測(cè)電路， 該電路被連接到用于校正時(shí)基的解調(diào)器。如果無(wú)線電同步信號(hào)頻率值與振蕩信號(hào)頻率相 同，處理單元暫時(shí)斷開(kāi)振蕩器電路。然而，振蕩信號(hào)頻率沒(méi)有被適應(yīng)為根據(jù)進(jìn)入的無(wú)線電同步信號(hào)頻率來(lái)將中間信號(hào)頻率自動(dòng)調(diào)節(jié)在帶通濾波器的頻帶內(nèi)。美國(guó)專利No.6,704,554公開(kāi)了一種FM(頻率調(diào)制)接收器，其可用于用于接收 RDS信號(hào)。該接收器包含用于拾取88與108MHz之間的FM傳輸頻帶內(nèi)的信號(hào)的天線。 對(duì)于RDS數(shù)據(jù)，進(jìn)入信號(hào)的數(shù)據(jù)信號(hào)頻率在57kHz左右(次載波)，對(duì)于音頻數(shù)據(jù)，為 38kHz左右。然而，這些數(shù)據(jù)信號(hào)不能校正時(shí)基的時(shí)間?；旌掀饔谑潜惶峁?，用于借助 由本地(local)振蕩器提供的振蕩信號(hào)對(duì)由RF輸入級(jí)整形的信號(hào)進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換。70kHz 左右的頻率的中間信號(hào)在混合器輸出上被提供，在帶通濾波器中被濾波，并在被提供到 解調(diào)器之前被放大。自動(dòng)頻率控制器也被提供，以便對(duì)來(lái)自本地振蕩器的振蕩信號(hào)的頻 率進(jìn)行適應(yīng)，從而確?；旌掀鬏敵錾系闹虚g信號(hào)的恒定頻率。然而，此復(fù)合接收器不能 校正表的時(shí)基的時(shí)間。另外，此接收器不是出于根據(jù)進(jìn)入的無(wú)線電同步信號(hào)頻率將中間 信號(hào)頻率自動(dòng)調(diào)節(jié)在帶通濾波器頻段內(nèi)的目的而提供。此標(biāo)準(zhǔn)接收器的天線頻率也必須被調(diào)諧到接收頻率。此操作由外部電容器進(jìn) 行，外部電容器通常在制造步驟中根據(jù)可能被拾取的無(wú)線電同步信號(hào)的頻率來(lái)選擇。當(dāng) 接收器被開(kāi)啟時(shí)，在補(bǔ)償公差的情況下，這些外部電容器也對(duì)接收頻率進(jìn)行調(diào)諧，電容 器可依賴于接收器可被使用的應(yīng)用場(chǎng)合而切換。外部部件的所有這些適應(yīng)步驟冗長(zhǎng)且昂 貴，這構(gòu)成了這種標(biāo)準(zhǔn)型接收器的另一缺點(diǎn)?？梢玫默F(xiàn)有技術(shù)接收器的另一狀態(tài)涉及EP專利申請(qǐng)N0.1666995A2，其公開(kāi)了 一種裝有用于設(shè)置表的時(shí)間的無(wú)線電同步信號(hào)接收器的表。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，接收器特 別包含天線；用于結(jié)合天線對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行適應(yīng)的裝置；用于接收由天線拾取的信號(hào) 的裝置；連接到存儲(chǔ)器的處理裝置，其從接收裝置接收時(shí)間碼信號(hào)，用于設(shè)置時(shí)間。用于接收無(wú)線電同步信號(hào)的諧振頻率適應(yīng)裝置主要由可變電容二極管的陣列構(gòu) 成。這些可變電容二極管可經(jīng)由由處理裝置所供給的控制信號(hào)有選擇地與線圈型天線并 聯(lián)放置?？刂菩盘?hào)為存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的電容值的函數(shù)，用于根據(jù)將被拾取的無(wú)線電同步 信號(hào)的頻率選擇將與天線并聯(lián)放置的多個(gè)二極管。僅僅特定數(shù)量的電容值被存儲(chǔ)用于適 應(yīng)天線接收頻率。這構(gòu)成了一項(xiàng)缺點(diǎn)，因?yàn)樘炀€的諧振頻率并非在最佳可能條件下精確 定義為接收確定頻率的無(wú)線電同步信號(hào)。EP專利申請(qǐng)No.1630960和1698950還公開(kāi)了可切換電容器的陣列，其可與用于
接收無(wú)線電同步信號(hào)的天線并聯(lián)放置，用于適應(yīng)天線的諧振頻率。天線振蕩頻率因此在 進(jìn)入無(wú)線電同步信號(hào)的已知頻率的基礎(chǔ)上得到適應(yīng)。由此拾取的無(wú)線電同步信號(hào)供給用 于校正表的時(shí)基的時(shí)間數(shù)據(jù)。然而，諧振頻率并非在進(jìn)入無(wú)線電同步信號(hào)頻率測(cè)量之后 被自動(dòng)適應(yīng)，以允許時(shí)間數(shù)據(jù)的正確解調(diào)的進(jìn)行。接收裝置包含可變?cè)鲆娣糯笃鳎糜趯?duì)無(wú)線電同步信號(hào)進(jìn)行放大；濾波器， 用于對(duì)放大信號(hào)進(jìn)行濾波；檢測(cè)電路，接收濾波后的信號(hào)，以便向處理裝置供給時(shí)間碼 信號(hào)。濾波器包含幾個(gè)石英晶振，其可根據(jù)進(jìn)入的無(wú)線電同步信號(hào)的頻率單獨(dú)選擇。檢 測(cè)電路還控制放大器增益。接收裝置的一個(gè)缺點(diǎn)在于，其必須裝有用于濾波器的幾個(gè)石 英晶振，以便使得可根據(jù)進(jìn)入的無(wú)線電同步信號(hào)頻率進(jìn)行正確的濾波，這使得接收器昂貴。還可引用WO專利申請(qǐng)No.2006/054576，其公開(kāi)了一種VHF無(wú)線電頻率信號(hào)接 收器。此接收器以非常靈活的方式布置，以便與多種接收天線組合。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，由控制邏輯電路控制的兩個(gè)開(kāi)關(guān)被設(shè)置在輸入上，用于連接一個(gè)或另一個(gè)接收天線?？?切換電容器的陣列也與一個(gè)或另一個(gè)天線并聯(lián)放置，以便用于適應(yīng)所選天線的諧振頻 率。此接收器的一個(gè)缺點(diǎn)在于，其使用幾個(gè)天線以接收無(wú)線電同步信號(hào)。另一缺點(diǎn)在 于，所選天線的諧振頻率基于所存儲(chǔ)的電容值來(lái)適應(yīng)，這意味著諧振頻率不能根據(jù)進(jìn)入 的信號(hào)頻率而自動(dòng)適應(yīng)。DE專利No.3540380公開(kāi)了一種超外差接收器電路。開(kāi)關(guān)被設(shè)置在輸入上，用 于切換兩個(gè)鐵氧體芯天線。在天線之后，輸入級(jí)還包含放大器，77.5kHz的石英濾波 器，用于對(duì)由天線拾取的信號(hào)與由石英振蕩器供給的信號(hào)進(jìn)行混合的混合器，石英振蕩 器處于77.283kHz左右的頻率。帶通濾波器被設(shè)置在混合器輸出上，繼以將時(shí)間校正信 號(hào)提供給連接到時(shí)間計(jì)石英(32.768kHz)的微控制器的整形單元。此接收器電路的一個(gè) 缺點(diǎn)在于，其在輸入上還包含幾個(gè)可選擇的天線。另外，不存在設(shè)置為用于根據(jù)進(jìn)入的 無(wú)線電同步信號(hào)頻率對(duì)接收器電路進(jìn)行適應(yīng)的任何東西。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的因此在于，提供一種簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)的無(wú)線電同步信號(hào)接收器，其可用 一個(gè)本地振蕩器級(jí)自動(dòng)適應(yīng)于接收不同頻率的無(wú)線電同步信號(hào)，同時(shí)，克服上面提到的 現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。本發(fā)明因此涉及一種用于調(diào)節(jié)特別是時(shí)間計(jì)中的時(shí)基的無(wú)線電同步信號(hào)接收 器，接收器包含天線，用于接收無(wú)線電同步信號(hào)；至少一個(gè)低噪音放大器，用于對(duì)由 天線拾取的信號(hào)進(jìn)行放大和濾波；頻率轉(zhuǎn)換單元，用于對(duì)來(lái)自低噪音放大器的濾波和放 大后的進(jìn)入信號(hào)的頻率進(jìn)行轉(zhuǎn)換；處理單元，接收來(lái)自轉(zhuǎn)換單元的數(shù)據(jù)信號(hào)，用于對(duì)時(shí) 基進(jìn)行調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)換單元包含本地振蕩器級(jí)，用于以確定的頻率供給振蕩信號(hào)；至少一 個(gè)混合器單元，用于將濾波和放大后的進(jìn)入信號(hào)與由本地振蕩器級(jí)供給的振蕩信號(hào)進(jìn)行 混合，以便產(chǎn)生中間信號(hào)，中間信號(hào)的頻率等于振蕩信號(hào)頻率和進(jìn)入信號(hào)的載波頻率之 間的差；帶通濾波器，用于對(duì)中間信號(hào)進(jìn)行濾波；解調(diào)器，用于接收濾波后的中間信 號(hào)，并在輸出上供給數(shù)據(jù)信號(hào)。其特征在于，本地振蕩器級(jí)由來(lái)自處理單元的控制信號(hào) 自動(dòng)配置，從而使來(lái)自本地振蕩器級(jí)的振蕩信號(hào)的頻率根據(jù)進(jìn)入的無(wú)線電同步信號(hào)的頻 率受到適應(yīng)，使得中間信號(hào)頻率在帶通濾波器頻率范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的這種類型的無(wú)線電同步接收器的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，其可容易地配置 為接收多種載波頻率的信號(hào)。為了做到這一點(diǎn)，一方面，由本地振蕩器級(jí)供給的振蕩信 號(hào)基于進(jìn)入的無(wú)線電同步信號(hào)的頻率受到適應(yīng)。因此，將無(wú)線電同步信號(hào)與由振蕩器級(jí) 供給的振蕩信號(hào)進(jìn)行混合的混合器輸出上的中間信號(hào)頻率在混合器之后的帶通濾波器的 頻帶范圍內(nèi)。一旦中間信號(hào)已經(jīng)被濾波并放大到帶通濾波器的充足的幅度水平，中間信 號(hào)在解調(diào)器中被解調(diào)，以便將數(shù)據(jù)信號(hào)供到處理單元。這些數(shù)據(jù)信號(hào)使得時(shí)間計(jì)的時(shí)基 能被校正。有利的是，本地振蕩器級(jí)為頻率合成器，配有一個(gè)時(shí)間計(jì)石英振蕩器，以便供 給鎖相環(huán)中的基準(zhǔn)信號(hào)，并具有電壓控制振蕩器，以便供給確定頻率的振蕩信號(hào)。有利的是，一旦振蕩信號(hào)頻率被適應(yīng)到由天線拾取的無(wú)線電同步信號(hào)的頻率， 確切的天線諧振頻率可通過(guò)與天線形成LC型振蕩器而被配置。可切換電容器的陣列與天線并聯(lián)放置。陣列通過(guò)由邏輯電路供給的配置詞(configuration word)來(lái)控制，以便將所 選電容器組與天線并聯(lián)放置，從而將諧振頻率適應(yīng)到進(jìn)入的無(wú)線電同步信號(hào)的頻率。本發(fā)明因此還涉及一種致動(dòng)無(wú)線電同步信號(hào)接收器的方法，該接收器用于調(diào)節(jié) 特別是時(shí)間計(jì)中的時(shí)基，該方法包含通過(guò)在混合器單元中將濾波和放大后的進(jìn)入信號(hào)與 由本地振蕩器級(jí)供給的振蕩信號(hào)進(jìn)行混合，將由天線拾取的無(wú)線電同步信號(hào)轉(zhuǎn)換為中間 信號(hào)的初始步驟，該方法的特征在于包含以下步驟經(jīng)由來(lái)自處理單元的控制信號(hào)，自 動(dòng)對(duì)來(lái)自本地振蕩器級(jí)的振蕩信號(hào)的頻率進(jìn)行適應(yīng)，直到中間信號(hào)的頻率在轉(zhuǎn)換單元的 帶通濾波器的頻帶范圍內(nèi)；在解調(diào)器(6)中由中間信號(hào)對(duì)時(shí)間數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)，以便將數(shù) 據(jù)信號(hào)供給處理單元，用于對(duì)時(shí)基進(jìn)行調(diào)節(jié)。


由下面基于附圖所示至少一個(gè)非限制性實(shí)施例的介紹，將更為明了無(wú)線電同步 信號(hào)接收器的目的、優(yōu)點(diǎn)和特征以及致動(dòng)接收器的方法，在附圖中圖1以簡(jiǎn)化的方式示出了根據(jù)本發(fā)明的無(wú)線電同步信號(hào)接收器的一部分的實(shí)施 例，其用于對(duì)由石英振蕩器級(jí)供給的信號(hào)的頻率進(jìn)行適應(yīng)；圖2以簡(jiǎn)化的方式示出了根據(jù)本發(fā)明的無(wú)線電同步信號(hào)接收器的一部分的實(shí)施 例，其用于對(duì)接收器天線的諧振頻率進(jìn)行適應(yīng)。
具體實(shí)施例方式在下面的說(shuō)明中，用于對(duì)時(shí)間計(jì)時(shí)基進(jìn)行調(diào)節(jié)的無(wú)線電同步信號(hào)接收器的對(duì)于 本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)公知的所有部件僅僅以簡(jiǎn)化的方式介紹。所述無(wú)線電同步信號(hào)接收 器可優(yōu)選為超外差接收器，其能夠拾取不同頻率的無(wú)線電同步信號(hào)，用于調(diào)節(jié)時(shí)基。所 述時(shí)基調(diào)節(jié)可主要用于，將時(shí)區(qū)考慮在內(nèi)，準(zhǔn)確校正任何位置的表的時(shí)間，但范圍不僅 限于這種類型的時(shí)間計(jì)。圖1以簡(jiǎn)化的方式示出了能夠拾取無(wú)線電同步信號(hào)的多頻率超外差接收器1的多 個(gè)部件。接收器1包含用于接收無(wú)線電同步信號(hào)Sr的天線2，用于對(duì)由天線拾取的信號(hào) 進(jìn)行放大和濾波的至少一個(gè)LNA(低噪音放大器)3，用于對(duì)來(lái)自低噪音放大器的濾波和 放大后的進(jìn)入信號(hào)進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換的頻率轉(zhuǎn)換單元7，用于從轉(zhuǎn)換單元接收數(shù)據(jù)信號(hào)data_ out的處理單元8。這些數(shù)據(jù)信號(hào)可以為幾位/秒或?yàn)?位/秒，允許時(shí)基經(jīng)由處理單元 進(jìn)行校正，特別是用于調(diào)節(jié)接收器所位于的表的時(shí)間。頻率轉(zhuǎn)換單元7包含本地振蕩器級(jí)10，用于以確定的頻率供給振蕩信號(hào)Sm ； 至少一個(gè)混合器單元4，用于將濾波和放大后的進(jìn)入信號(hào)與由本地振蕩器級(jí)供給的振蕩信 號(hào)進(jìn)行混合，以便產(chǎn)生中間信號(hào)IF;帶通濾波器5，用于對(duì)中間信號(hào)進(jìn)行濾波；解調(diào)器 6，用于由濾波后的中間信號(hào)對(duì)時(shí)間數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)，從而向處理單元供給數(shù)據(jù)信號(hào)?；旌?器單元4供給的中間信號(hào)的頻率等于振蕩信號(hào)頻率和進(jìn)入的無(wú)線電同步信號(hào)的載波頻率 之間的差。由于無(wú)線電同步信號(hào)的頻率可能依賴于所使用的傳送系統(tǒng)而不同，例如，從一 個(gè)地理位置到另一個(gè)不同，本地振蕩器級(jí)10由供自處理單元的控制信號(hào)Cm自動(dòng)配置。 來(lái)自本地振蕩器級(jí)的振蕩信號(hào)Sm的頻率基于進(jìn)入的無(wú)線電同步信號(hào)頻率受到適應(yīng)，使得混合器單元4的輸出上的中間信號(hào)IF的頻率在帶通濾波器的頻帶之內(nèi)。由接收器1的天線2拾取的無(wú)線電同步信號(hào)Sr的頻率可以在例如66和80kHz之 間，優(yōu)選為77kHz。振蕩信號(hào)可被適應(yīng)為大約67kHz或87kHz的頻率，以便產(chǎn)生IOkHz 左右頻率的中間信號(hào)IF，其在這種情況下為帶寬在2kHz以下的帶通濾波器的中間頻率。 然而，帶通濾波器5優(yōu)選為窄帶有源濾波器，中間頻率以例如比前面提到的IOkHz小幾 kHz的頻率為中心。在這種情況下，振蕩信號(hào)頻率當(dāng)然必須被適應(yīng)，使得在混合器單元 4中的混合之后，中間信號(hào)處于接近中心帶通濾波器頻率的頻率，以便正確地對(duì)時(shí)間數(shù)據(jù) 進(jìn)行解調(diào)。解調(diào)器6也可包含RSSI型強(qiáng)度指示器。此指示器能夠?qū)⒂蓭V波器濾波的信 號(hào)的幅度水平的指示提供到處理單元8。處理單元可包含配置軟件，可根據(jù)所述指示在幾 個(gè)相繼的步驟中經(jīng)由控制信號(hào)Cm對(duì)由本地振蕩器級(jí)10供給的振蕩信號(hào)Sm的頻率進(jìn)行適 應(yīng)。振蕩信號(hào)頻率以頻率間隔受到適應(yīng)，直到由指示器檢測(cè)的中間信號(hào)幅度處于對(duì)于將 由解調(diào)器6解調(diào)的時(shí)間信號(hào)的充足的等級(jí)。本地振蕩器級(jí)10由來(lái)自處理單元8的控制信號(hào)Cm進(jìn)行適應(yīng)，可包含具有一個(gè) 時(shí)間計(jì)石英12的基準(zhǔn)振蕩器11。此基準(zhǔn)振蕩器11以傳統(tǒng)的方式在32.768kHz左右的頻 率上提供基準(zhǔn)信號(hào)ref。優(yōu)選為，本地振蕩器級(jí)為頻率合成器。此頻率合成器因此包含 基準(zhǔn)振蕩器11，其具有時(shí)間計(jì)石英12，用于將基準(zhǔn)信號(hào)ref供到鎖相環(huán)中的相位與頻率檢 測(cè)器13。此頻率合成器還包含VCO(電壓控制振蕩器)15，其接收來(lái)自相位與頻率檢 測(cè)器的由低通濾波器14濾波的信號(hào)，以便供給振蕩信號(hào)Sm;多模式分頻器16，用于對(duì) 振蕩信號(hào)頻率進(jìn)行分頻，并將分頻信號(hào)供到相位與頻率檢測(cè)器。頻率合成器鎖相環(huán)的多模式分頻器16受到來(lái)自處理單元的控制信號(hào)Cm的控 制，以便用時(shí)間改變因子(time changed factor)對(duì)振蕩信號(hào)Sm的頻率進(jìn)行分頻。因此，來(lái) 自電壓控制振蕩器15的振蕩信號(hào)的頻率在時(shí)間上受到適應(yīng)，直到中間信號(hào)IF的頻率在帶 通濾波器5的頻帶內(nèi)。為了做到這一點(diǎn)，處理單元可包含公知的sigma-delta型調(diào)制器， 用于供給具有等于0或1的一系列模式的控制信號(hào)Cm，從而限定多模式分頻器的改變的 分頻因子。處理單元8還可包含處理器，用于處理數(shù)據(jù)和命令；模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器；至 少一個(gè)存儲(chǔ)器，用于以數(shù)字形式存儲(chǔ)某些校準(zhǔn)頻率；配置軟件。一旦振蕩信號(hào)的頻率Sm已經(jīng)根據(jù)進(jìn)入的無(wú)線電同步信號(hào)Sr的頻率受到適應(yīng)或 校準(zhǔn)，天線諧振頻率也可被調(diào)諧到進(jìn)入的無(wú)線電同步信號(hào)的頻率。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，如 圖2所示，接收器1包含與天線2并聯(lián)放置的可切換電容器21的陣列，用于根據(jù)進(jìn)入的 無(wú)線電同步信號(hào)頻率對(duì)天線中的諧振頻率進(jìn)行適應(yīng)。天線2通常由與電容器C和電阻器R并聯(lián)的電感L來(lái)定義。與天線并聯(lián)放置的 可開(kāi)關(guān)電容器陣列21通常由幾個(gè)電容器C1, C2到Cn構(gòu)成，其中，陣列的各個(gè)電容器的 電容值可被加權(quán)到2的冪(power)。開(kāi)關(guān)——例如MOS晶體管——與各個(gè)對(duì)應(yīng)的電容器 C1, (^到仏串聯(lián)布置。為了選擇與天線并聯(lián)放置的一個(gè)電容器或另一個(gè)，開(kāi)關(guān)受到η位 的配置詞Cc的控制，配置詞Cc由邏輯電路20供給。在MOS晶體管形式的開(kāi)關(guān)的情況 下，配置詞Cc分別在MOS晶體管的柵極上施加，這是公知的。一旦振蕩信號(hào)頻率已經(jīng) 在轉(zhuǎn)換單元7中受到適應(yīng)，此邏輯電路也由處理單元8所供給的頻率選擇詞Sel操作。為了適應(yīng)諧振頻率，有利的是，用天線2制造LC振蕩器。為了做到這一點(diǎn)，接收器1包含激勵(lì)系統(tǒng)22，其被連接到可切換電容器陣列21以及天線2的端子。激勵(lì)系統(tǒng) 由邏輯電路20所供給的上電信號(hào)Co開(kāi)關(guān)。此激勵(lì)系統(tǒng)優(yōu)選為類似于負(fù)電阻器-R，以便 與天線2構(gòu)成LC振蕩器。一旦激勵(lì)系統(tǒng)22被開(kāi)啟，LC振蕩器的振蕩頻率fm由LNA 3之后的邏輯電路測(cè) 量。邏輯電路由來(lái)自具有石英12的基準(zhǔn)振蕩器11的基準(zhǔn)信號(hào)ref提供時(shí)鐘，該振蕩器為 轉(zhuǎn)換單元7的石英振蕩器。為了在確定的時(shí)間段上測(cè)量振蕩頻率，邏輯電路對(duì)多個(gè)LC振 蕩器脈沖以及多個(gè)基準(zhǔn)振蕩器脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。LC振蕩器脈沖的數(shù)量和基準(zhǔn)振蕩器脈沖的 數(shù)量之間的比允許邏輯電路確定LC振蕩器的振蕩頻率。比較可在具有由處理單元供給的 頻率選擇詞Sel的邏輯電路中進(jìn)行，以便設(shè)置將振蕩頻率相對(duì)于進(jìn)入的無(wú)線電同步信號(hào)頻 率考慮在內(nèi)的配置詞Ce。這種良好建立的配置詞被傳送到可開(kāi)關(guān)電容器21的陣列，以 便將所選電容器組與天線并聯(lián)放置。一旦可開(kāi)關(guān)電容器陣列21中的電容器已經(jīng)被選擇為確定天線諧振頻率，激勵(lì)系 統(tǒng)可被斷開(kāi)，以便允許接收無(wú)線電同步信號(hào)。應(yīng)當(dāng)注意，除天線2、低噪音放大器3、時(shí)間計(jì)石英12外，所有的接收器部件可 被并入一個(gè)集成電路。此集成電路可以用例如0.18 μ m CMOS技術(shù)來(lái)制造。由已經(jīng)給出的介紹，在不脫離權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍的情況下，本領(lǐng) 域技術(shù)人員可想到無(wú)線電同步信號(hào)接收器的幾種變型。本地振蕩器級(jí)可以為RC或其他 振蕩器。帶通濾波器的中間頻率或帶寬也可改變。
權(quán)利要求
1.一種用于調(diào)節(jié)特別是時(shí)間計(jì)中的時(shí)基的無(wú)線電同步信號(hào)(Sr)接收器(1)，所述接收 器包含天線(2)，用于接收無(wú)線電同步信號(hào)；至少一個(gè)低噪音放大器(3)，用于對(duì)由天 線拾取的信號(hào)進(jìn)行放大和濾波；頻率轉(zhuǎn)換單元(7)，用于對(duì)來(lái)自低噪音放大器的濾波和 放大后的進(jìn)入信號(hào)的頻率進(jìn)行轉(zhuǎn)換；處理單元(8)，接收來(lái)自轉(zhuǎn)換單元的數(shù)據(jù)信號(hào)(data_ out),用于對(duì)時(shí)基進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述轉(zhuǎn)換單元包含本地振蕩器級(jí)(10)，用于以確定的頻率供給振蕩信號(hào)(Sm)；至少一個(gè)混合器單元(4)，用于將濾波和放大后的進(jìn)入信號(hào)與由本地振蕩器級(jí)供給的 振蕩信號(hào)進(jìn)行混合，以便產(chǎn)生中間信號(hào)(IF)，中間信號(hào)的頻率等于振蕩信號(hào)頻率和進(jìn)入 信號(hào)的載波頻率之間的差；帶通濾波器(5)，用于對(duì)中間信號(hào)(IF)進(jìn)行濾波；以及解調(diào)器(6)，用于接收濾波后的中間信號(hào)，并在輸出上供給數(shù)據(jù)信號(hào)，其特征在于，本地振蕩器級(jí)由來(lái)自處理單元的控制信號(hào)(Cm)自動(dòng)配置，從而使來(lái)自 本地振蕩器級(jí)的振蕩信號(hào)(Sm)的頻率根據(jù)進(jìn)入的無(wú)線電同步信號(hào)的頻率受到適應(yīng)，使得 中間信號(hào)(IF)頻率在帶通濾波器頻率范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的接收器(1)，其特征在于，本地振蕩器級(jí)(10)包含具有一個(gè)時(shí)間 計(jì)石英(12)的基準(zhǔn)振蕩器(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的接收器，其特征在于，本地振蕩器級(jí)(10)為頻率合成器，其包 含具有時(shí)間計(jì)石英(12)的振蕩器(11)，用于將基準(zhǔn)信號(hào)(ref)供到鎖相環(huán)中的相位與 頻率檢測(cè)器(13);電壓控制振蕩器(15)，接收來(lái)自相位與頻率檢測(cè)器的由低通濾波器 (14)濾波后的信號(hào)，以便供給振蕩信號(hào)(Sm)；多模式分頻器(16)，用于對(duì)振蕩信號(hào)頻 率進(jìn)行分頻，并將分頻信號(hào)供到相位與頻率檢測(cè)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的接收器(1)，其特征在于，頻率合成器鎖相環(huán)的多模式分頻器 (16)受到來(lái)自處理單元的控制信號(hào)(Cm)的控制，以便以時(shí)間改變因子對(duì)振蕩信號(hào)(Sm) 的頻率進(jìn)行分頻，從而對(duì)來(lái)自電壓控制振蕩器(15)的振蕩信號(hào)的頻率進(jìn)行適應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的接收器(1)，其特征在于，帶通濾波器(5)為中心在幾kHz的頻 率的窄帶有源帶通濾波器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的接收器(1)，其特征在于，有源帶通濾波器(5)的波帶以接近于 IOkHz的頻率為中心，具有大約2kHz或更小的帶寬。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的接收器，其特征在于，解調(diào)器(6)包含用于中間信號(hào)(IF)的強(qiáng) 度指示器，其能夠向處理單元(8)提供由帶通濾波器濾波后的信號(hào)的幅度的指示，且其 特征在于，處理單元包含配置軟件，用于經(jīng)由控制信號(hào)(Cm)對(duì)由本地振蕩器級(jí)(10)提 供的振蕩信號(hào)(Sm)的頻率進(jìn)行適應(yīng)，直到由檢測(cè)器檢測(cè)的中間信號(hào)幅度處于允許解調(diào)器 (6)對(duì)時(shí)間數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)的充足的等級(jí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的接收器(1)，其特征在于包含與天線(2)并聯(lián)放置的可切換電容 器的陣列(21)，用于根據(jù)進(jìn)入的無(wú)線電同步信號(hào)頻率對(duì)天線諧振頻率進(jìn)行適應(yīng)，陣列中 將與天線并聯(lián)放置的電容器的選擇受到由邏輯電路(20)供給的配置詞(Ce)的控制，且其 特征在于，邏輯電路受到由處理單元供給的頻率選擇詞(Sel)的控制，以便對(duì)天線諧振頻 率進(jìn)行適應(yīng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的接收器(1)，其特征在于包含連接到天線的端子和可開(kāi)關(guān)電容器陣列(21)的激勵(lì)系統(tǒng)(22)，激勵(lì)系統(tǒng)受到來(lái)自邏輯電路(20)的上電信號(hào)(Co)的控制， 以便構(gòu)成具有天線⑵的LC振蕩器，LC振蕩器的振蕩頻率(fm)由邏輯電路進(jìn)行測(cè)量， 且其特征在于，在將頻率選擇詞(Sel)和測(cè)量得到的振蕩頻率考慮在內(nèi)的情況下，邏輯電 路(20)向可開(kāi)關(guān)電容器陣列(21)供給配置詞(Ce)，以便通過(guò)將所選電容器組與天線并 聯(lián)放置來(lái)對(duì)天線諧振頻率進(jìn)行適應(yīng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的接收器(1)，其特征在于，邏輯電路(20)由處理單元(8)來(lái)開(kāi) 啟，其特征在于，邏輯電路由具有時(shí)間計(jì)石英(12)的基準(zhǔn)振蕩器(11)提供時(shí)鐘，其特征 在于，邏輯電路被布置為，在特定的時(shí)間段上，測(cè)量多個(gè)LC振蕩器脈沖和多個(gè)基準(zhǔn)振蕩 器脈沖，以便確定LC振蕩器的振蕩頻率。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的接收器(1)，其特征在于，具有時(shí)間計(jì)石英的基準(zhǔn)振蕩器(11) 構(gòu)成頻率轉(zhuǎn)換單元(7)的本地振蕩器級(jí)的一部分。
12.—種致動(dòng)根據(jù)權(quán)利要求1的無(wú)線電同步信號(hào)接收器(1)的方法，該接收器(1)用 于調(diào)節(jié)特別是時(shí)間計(jì)中的時(shí)基，該方法包含通過(guò)在混合器單元(4)中將濾波和放大后的 進(jìn)入信號(hào)與由本地振蕩器級(jí)(10)供給的振蕩信號(hào)(Sm)進(jìn)行混合，將由天線拾取的無(wú)線 電同步信號(hào)(Sr)轉(zhuǎn)換為中間信號(hào)(IF)的初始步驟，該方法的特征在于包含以下步驟經(jīng)由來(lái)自處理單元的控制信號(hào)(Cm)，自動(dòng)對(duì)來(lái)自本地振蕩器級(jí)(10)的振蕩信號(hào) (Sm)的頻率進(jìn)行適應(yīng)，直到中間信號(hào)(IF)的頻率在轉(zhuǎn)換單元(7)的帶通濾波器(5)的頻 帶范圍內(nèi)；以及在解調(diào)器(6)中由中間信號(hào)對(duì)時(shí)間數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)，以便將數(shù)據(jù)信號(hào)(data_cmt)供給處 理單元，用于對(duì)時(shí)基進(jìn)行調(diào)節(jié)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征在于，在對(duì)振蕩信號(hào)頻率進(jìn)行適應(yīng)的步驟中，解 調(diào)器(6)向處理單元(8)供給濾波后的中間信號(hào)(IF)的幅度的指示，以便使包含配置軟 件的所述處理單元能夠經(jīng)由控制信號(hào)(Cm)相繼地對(duì)振蕩信號(hào)(Sm)頻率進(jìn)行適應(yīng)，直到 由解調(diào)器指示器檢測(cè)的中間信號(hào)的幅度處于使解調(diào)器(6)對(duì)時(shí)間數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)的充足的 水平。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征在于，一旦振蕩信號(hào)(Sm)頻率已經(jīng)根據(jù)由天線 拾取的無(wú)線電同步信號(hào)的頻率受到適應(yīng)以獲得具有充足幅度的中間信號(hào)，通過(guò)將可開(kāi)關(guān) 電容器陣列(21)的所選電容器組與天線并聯(lián)放置，天線(2)的諧振頻率被適應(yīng)為進(jìn)入的 無(wú)線電同步信號(hào)頻率，所述陣列受到來(lái)自依賴于由處理單元供給的頻率選擇詞(Sel)的邏 輯電路的配置詞(Ce)的控制。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其特征在于，邏輯電路將上電信號(hào)(Co)供到激勵(lì)系統(tǒng) (22)，激勵(lì)系統(tǒng)(22)被連接到天線的端子和可開(kāi)關(guān)電容器陣列，以便構(gòu)成具有天線(2) 的LC振蕩器，LC振蕩器的振蕩頻率(fm)由邏輯電路進(jìn)行測(cè)量，以便在將頻率選擇詞 (Sel)考慮在內(nèi)的情況下向可開(kāi)關(guān)電容器陣列(21)供給配置詞(Ce)，從而通過(guò)將所選電 容器組與天線并聯(lián)放置來(lái)自動(dòng)對(duì)諧振頻率進(jìn)行適應(yīng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其特征在于，在諧振頻率在天線水平上被適應(yīng)的同時(shí)， 振蕩頻率在邏輯電路中通過(guò)在特定時(shí)間段上對(duì)多個(gè)LC振蕩器脈沖以及多個(gè)基準(zhǔn)振蕩器 (11)的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)測(cè)量，基準(zhǔn)振蕩器(11)對(duì)邏輯電路提供時(shí)鐘，LC振蕩器脈沖數(shù) 量和基準(zhǔn)振蕩器脈沖的數(shù)量之間的比確定了 LC振蕩器的振蕩頻率，以便在將頻率選擇詞(Sel)考慮在內(nèi)的情況下限定配置詞(Ce)。
全文摘要
接收器(1)用于接收無(wú)線電同步信號(hào)，用于調(diào)節(jié)時(shí)間計(jì)的時(shí)基。接收器包含天線(2)，用于接收無(wú)線電同步信號(hào)；低噪音放大器(3)，連接到天線；頻率轉(zhuǎn)換單元(7)，用于對(duì)來(lái)自放大器的濾波和放大后的進(jìn)入信號(hào)的頻率進(jìn)行轉(zhuǎn)換；處理單元(8)，接收來(lái)自轉(zhuǎn)換單元的數(shù)據(jù)信號(hào)(data_out)，用于對(duì)時(shí)基進(jìn)行調(diào)節(jié)。轉(zhuǎn)換單元包含具有石英(12)的本地振蕩器級(jí)(10)，用于以確定的頻率供給振蕩信號(hào)(Sm)；混合器單元(4)，用于將進(jìn)入信號(hào)與來(lái)自振蕩器級(jí)的振蕩信號(hào)進(jìn)行混合，以便產(chǎn)生中間信號(hào)(IF)；帶通濾波器(5)，用于對(duì)中間信號(hào)(IF)進(jìn)行濾波；解調(diào)器(6)，用于接收濾波后的中間信號(hào)，并供給數(shù)據(jù)信號(hào)。本地振蕩器級(jí)由來(lái)自處理單元的控制信號(hào)(Cm)自動(dòng)配置，以便根據(jù)進(jìn)入的無(wú)線電同步信號(hào)的頻率對(duì)振蕩信號(hào)(Sm)的頻率進(jìn)行適應(yīng)，使得中間信號(hào)(IF)頻率在帶通濾波器頻率范圍內(nèi)。
文檔編號(hào)H04B1/30GK102025385SQ20101029194
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月22日
發(fā)明者A·卡薩格蘭德, C·維拉斯克斯, E·澤韋格爾 申請(qǐng)人:斯沃奇集團(tuán)研究和開(kāi)發(fā)有限公司