專利名稱：頻移鍵控解調(diào)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及頻移鍵控(FSK)解調(diào)器，詳細(xì)地說，雖然不是唯一的，涉及用于直接轉(zhuǎn)換尋呼接收機(jī)的FSK解調(diào)器。
尋呼接收機(jī)一直使用一種雙轉(zhuǎn)換超外差結(jié)構(gòu)，可是，這種接收機(jī)通常要求第一和第二級(jí)圖象濾波器，以及用于它們的頻道濾波器和頻率鑒別器電路的陶瓷濾波器。這些要求會(huì)使得這種接收機(jī)昂貴和體積大。
另一方面，限幅輸出直接轉(zhuǎn)換接收機(jī)不要求這些濾波器，也不要求大動(dòng)態(tài)范圍自動(dòng)增益控制電路。可是，為了如實(shí)地解調(diào)四電平頻移鍵控信號(hào)，一直需要向這些接收機(jī)提供多位模數(shù)轉(zhuǎn)換器和復(fù)雜而昂貴的解調(diào)電路。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種用于解調(diào)由直接轉(zhuǎn)換接收器提供的I和Q輸出信號(hào)的FSK解調(diào)器包括對(duì)所述I和Q信號(hào)作出響應(yīng)而提供取決于所述I和Q信號(hào)的頻率的第一信號(hào)和取決于所述I和Q信號(hào)的相對(duì)相位的第二信號(hào)的裝置；以及安排來接收所述第一和第二信號(hào)并提供代表由所述I和Q信號(hào)所攜帶的數(shù)據(jù)的輸出信號(hào)的有限沖擊響應(yīng)濾波器。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，為直接轉(zhuǎn)換接收器提供一種解調(diào)裝置，此直接轉(zhuǎn)換接收器對(duì)四電平頻移鍵控接收信號(hào)作出響應(yīng)而提供90°相差的I和Q信號(hào)，所述解調(diào)器裝置包括對(duì)所述I和Q信號(hào)電平之間的每一次轉(zhuǎn)換作出響應(yīng)而提供脈沖輸出信號(hào)的裝置；提供表示所述I和Q信號(hào)的相對(duì)相位的相位輸出信號(hào)的裝置；對(duì)所述脈沖輸出信號(hào)和所述相位輸出信號(hào)作出響應(yīng)而提供表示所述I和Q信號(hào)的頻率的脈沖重復(fù)頻率信號(hào)的有限沖擊響應(yīng)濾波器；以及對(duì)所述脈沖重復(fù)頻率信號(hào)和對(duì)所述相位輸出信號(hào)作出響應(yīng)而提供解調(diào)后的輸出信號(hào)的解碼器裝置。
現(xiàn)在將結(jié)合附圖來描述本發(fā)明的實(shí)施例，附圖中

圖1以方框圖的形式表示根據(jù)本發(fā)明的解調(diào)器；圖2示出說明圖1的解調(diào)器的一部分的工作的時(shí)序圖，以及圖3至5以方框圖的形式表示圖1的解調(diào)器的其他各部分。
首先參考圖1，直接轉(zhuǎn)換接收機(jī)解調(diào)器1包括邊緣檢測(cè)器2；有限沖擊響應(yīng)(FIR)濾波器3；N位通道4；數(shù)據(jù)雙向脈沖限幅器5和自動(dòng)頻率控制(AFC)裝置6。
邊緣檢測(cè)器2從第一和第二輸入引線6和7中的相應(yīng)的一條接收由直接轉(zhuǎn)換接收裝置R提供的限幅I(LIMI)信號(hào)和限幅Q(LIMQ)信號(hào)，直接轉(zhuǎn)換接收裝置R例如可以是Plessey Semicondutors Limited制造的SL6689-1的IC接收器，雖然也可以使用任何能提供限幅I和Q輸出信號(hào)的這類接收器。邊緣檢測(cè)器2通過引線9提供EDGE信號(hào)并且通過引線10提供I先Q后(I Lead Q)(ILQ)信號(hào)給濾波器3。
從濾波器3到數(shù)據(jù)雙向脈沖限幅器5和AFC裝置6有N位通道4。在解調(diào)器的輸出端11和12中的相應(yīng)的輸出端上以最高有效位(MSB)和最低有效位(LSB)的形式提供解調(diào)后的輸出信號(hào)。
現(xiàn)在參考圖2，邊緣檢測(cè)器2處理由接收器R響應(yīng)有信號(hào)15的符號(hào)周期的RF信號(hào)而提供的LIMI和LIMQ信號(hào)13和14，以便提供EDGE信號(hào)16和ILQ信號(hào)17。邊緣檢測(cè)器2含有邏輯電路，以便在通過LIMI和LIMQ信號(hào)13和14中的任一個(gè)探測(cè)到任何邊緣時(shí)，在它的輸出EDGE信號(hào)16上提供短脈沖18，從而提供接收到的信號(hào)的偏移率的指示。所述偏移率將被理解成接收到的信號(hào)I與標(biāo)稱中心頻率之間的頻率差。在四電平FSK尋呼系統(tǒng)中，可能的偏移是-4800Hz,-1600Hz,+1600Hz或+4800Hz，即有兩個(gè)不同的方向和兩個(gè)不同的偏離率。
由邊緣檢測(cè)器2中的邏輯電路產(chǎn)生的ILQ信號(hào)17依賴于有90相差的LIMI和LIMQ信號(hào)13和14中哪一個(gè)有超前相位。這樣，邊緣檢測(cè)器2就確定了由限幅輸出直接轉(zhuǎn)換接收器R提供的信號(hào)的頻率和相對(duì)相位，而不必使用模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。由邊緣檢測(cè)器2產(chǎn)生的信號(hào)16和17被送到濾波器3，現(xiàn)在將參考圖3來描述這濾波器。
圖3中，被加到輸入引線19和20中的相應(yīng)的一條的EDGE信號(hào)16和ILQ信號(hào)17被通過一系列濾波器段級(jí)聯(lián)，每個(gè)濾波器段包括D觸發(fā)器21、系數(shù)存儲(chǔ)器22和乘法器23。限定解調(diào)器1的帶寬的濾波器包括三十二個(gè)級(jí)聯(lián)段，后者由從接收器晶體振蕩器(未示出)得到的200kHz時(shí)鐘信號(hào)控制。系數(shù)存儲(chǔ)器22含有適合于給濾波器3提供2kHz升余弦濾波特性的四位數(shù)值?？梢詮牧餍械能浖械玫接?jì)算適當(dāng)系數(shù)值的軟件。累加器24把由被各自的EDGE信號(hào)16使能的每一級(jí)的乘法器23提供的值求和，以便在通道4提供十二位濾波器輸出信號(hào)。
這樣，邊緣檢測(cè)器2與濾波器3的結(jié)合起著鑒頻器的相同功能，并且濾波器3在通道4上提供輸出信號(hào)，從這信號(hào)可導(dǎo)出頻率控制信息。這將在下面作更詳細(xì)的描述。
現(xiàn)在參考圖4,AFC裝置6通常包括MAX電平檢測(cè)器25、MIN電平檢測(cè)器26和AFC信號(hào)發(fā)生器27。
MAX電平檢測(cè)器包括N位數(shù)據(jù)鎖存器28、比較器29、MAX寄存器30、衰減到零(decay-to-zero)器件31和增量器件32。其工作如下。在初始化期間，把任意值裝入MAX寄存器30，在N位通道4上從FIR濾波器3來的輸入信號(hào)被從系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)導(dǎo)出的信號(hào)同步，進(jìn)入數(shù)據(jù)鎖存器28。比較器件29把存儲(chǔ)在MAX寄存器30的值與存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)鎖存器28的值進(jìn)行比較，如果MAX寄存器的值較低，則比較器件29給增量器件32提供輸出信號(hào)。在接收到這種信號(hào)后，增量器件32把在MAX寄存器30的值加一。這樣，在一段時(shí)間后，MAX寄存器30中的值就會(huì)等于或接近等于FIR濾波器3所提供的信號(hào)的最大電平。衰減到零(decay-to-zero)器件31起把MAX寄存器30中的值減量的作用，例如比較器件29每啟動(dòng)十次，就將所述值減一。以這種方式，MAX寄存器30中的值將停留在接近于通過通道4提供的最大值。
除了下面這一點(diǎn)之外，MIN電平檢測(cè)器26以與上述MAX電平檢測(cè)器25的基本相同的方式工作，這就是以相反的意思來處理通道4上的值，以維持適當(dāng)?shù)腗IN值。
AFC信號(hào)發(fā)生器27中的減法器33根據(jù)MAX寄存器30和MIN寄存器34中的值，探測(cè)中心頻率以什么方向偏離標(biāo)稱中心頻率(即使有也極小)。這是有可能的，因?yàn)闉V波器輸出信號(hào)的直流分量直接與這頻率偏移有關(guān)。減法器33計(jì)算MAX和MIN寄存器值的平均值，并探測(cè)這是大于零或是小于零，從而指明偏移頻率分別是在正或負(fù)方向。
計(jì)數(shù)器36利用通過線35提供的信號(hào)，以便給存儲(chǔ)在那里的值適當(dāng)?shù)丶右换驕p一。通過鎖存器37和數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)38以模擬本機(jī)振蕩器控制電壓AFC的形式提供這種計(jì)數(shù)值。
現(xiàn)在參考圖5，數(shù)據(jù)雙向脈沖限幅器5包括三個(gè)數(shù)字比較器39、40、41和解碼邏輯單元42。比較器39-41把從相應(yīng)的閾值寄存器N1、N2和N3來的數(shù)字值與在50kHz時(shí)鐘信號(hào)的每個(gè)周期出現(xiàn)在通道4上的值進(jìn)行比較。
在閾值寄存器N1、N2和N3中保持的值是從存儲(chǔ)在圖4的AFC器件6的寄存器30、34中的MAX和MIN值導(dǎo)出的。通常，N1值等于MIN值加上MAX和MIN值之間的差的六分之一，N3值等于MAX值減去MAX和MIN值之間的差的六分之一，而N2值等于MAX和MIN值的平均值。
當(dāng)在通道4上的值超過比較器39-41的相應(yīng)的閾值寄存器N1、N2和N3中的值時(shí)，比較器39-41在它們各自的輸出線上提供輸出信號(hào)。這樣，解碼邏輯器件42只需要包括簡(jiǎn)單的邏輯電路、以便在輸出線11和12上提供對(duì)應(yīng)于解調(diào)后數(shù)據(jù)的信號(hào)。由于解碼邏輯器件42也是被同步在50kHz，所以，可能需要使用適當(dāng)?shù)碾娐穪戆袽SB和LSB輸出信號(hào)與所述符號(hào)周期相聯(lián)系。
雖然已經(jīng)描述了用于限幅輸出直接轉(zhuǎn)換接收器的實(shí)施例，但是本發(fā)明同樣能用于有模擬輸出的直接轉(zhuǎn)換接收器，雖然應(yīng)當(dāng)使用交迭檢測(cè)電路來把這種接收器與邊緣檢測(cè)器相聯(lián)接，或者邊緣檢測(cè)器邏輯應(yīng)當(dāng)結(jié)合這樣的交迭檢測(cè)電路。
還有，已經(jīng)以具有邊緣檢測(cè)器的形式描述了本發(fā)明，其中在用于產(chǎn)生EDGE信號(hào)的邏輯電路中產(chǎn)生ILQ信號(hào)?？梢杂脝为?dú)的邏輯電路來從接收器I和Q輸出信號(hào)中產(chǎn)生ILQ和EDGE信號(hào)。
權(quán)利要求
1．一種頻移鍵控解調(diào)器，它用于解調(diào)由直接轉(zhuǎn)換接收器提供的I和Q輸出信號(hào)，其特征在于包括對(duì)所述I和Q信號(hào)作出響應(yīng)而提供取決于所述I和Q信號(hào)的頻率的第一信號(hào)和取決于所述I和Q信號(hào)的相對(duì)相位的第二信號(hào)的裝置，以及安排來接收所述第一和第二信號(hào)并提供代表由所述I和Q信號(hào)所攜帶的數(shù)據(jù)的輸出信號(hào)的有限沖擊響應(yīng)濾波器。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的解調(diào)器，其特征在于還包括數(shù)據(jù)雙向脈沖限幅器，用來接收從所述濾波器來的輸出信號(hào)，并對(duì)此作出響應(yīng)，提供所述輸出信號(hào)。
3．一種用于直接轉(zhuǎn)換接收器的解調(diào)裝置，所述直接轉(zhuǎn)換接收器對(duì)四電平頻移鍵控接收信號(hào)作出響應(yīng)而提供限幅的90°相差的I和Q信號(hào)，其特征在于所述解調(diào)器裝置包括對(duì)所述I和Q信號(hào)電平之間的每一次轉(zhuǎn)換作出響應(yīng)而提供脈沖輸出信號(hào)的裝置；提供表示所述I和Q信號(hào)的相對(duì)相位的相位輸出信號(hào)的裝置；對(duì)所述脈沖輸出信號(hào)和所述相位輸出信號(hào)作出響應(yīng)而提供表示所述I和Q信號(hào)的頻率的脈沖重復(fù)頻率信號(hào)的有限沖擊響應(yīng)濾波器；以及對(duì)所述脈沖重復(fù)頻率信號(hào)和對(duì)所述相位輸出信號(hào)作出響應(yīng)而提供解調(diào)后的輸出信號(hào)的解碼器裝置。
全文摘要
四電平直接轉(zhuǎn)換接收機(jī)解調(diào)器1包括邊緣檢測(cè)器2、有限沖擊響應(yīng)濾波器3、N位通道4、數(shù)據(jù)雙向脈沖限幅器5和自動(dòng)頻率控制裝置6。探測(cè)器2通過輸入引線6和7中相應(yīng)的一條接收從直接轉(zhuǎn)換接收裝置R來的限幅I(LIMI)和限幅Q(LIMQ)信號(hào)。探測(cè)器2確定了由接收器R提供的信號(hào)的頻率和相對(duì)相位,而不必使用模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。從濾波器3到限幅器5和AFC裝置6有N位通道4。在解調(diào)器的相應(yīng)的輸出端11和12以MSB和LSB的形式提供解調(diào)后的輸出信號(hào)。
文檔編號(hào)H04L27/152GK1214586SQ9812093
公開日1999年4月21日 申請(qǐng)日期1998年10月8日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月9日
發(fā)明者B·C·杜甘, C·R·舍菲爾德, M·J·皮爾瑟 申請(qǐng)人:米特爾半導(dǎo)體有限公司