專利名稱：無線電話發(fā)射機/接收機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線電話發(fā)射機/接收機，特別涉及(但并非專門用于)無線電話的發(fā)射機跟蹤回路。
作為本發(fā)明的背景材料，可參考下面所引用的文獻“Recent Advances in RF Integrated CircuitsRF集成電路的最新發(fā)展”，作者是Benzad Razavi，刊登于IEEE通信雜志，1997年12月。
“Oversampling and Sigma-Delta Strategies for Data Conversion數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換中的過采樣和SIGMA-DELTA方法”，作者是R.W.Stewart和E.Pfann，刊登于Electronics & Communication Engineering Journal，1998年2月。
“An Agile ISM(Industrial，Scientific and Medical use)BandFrequency Synthesizer with Built-In GMSK Modulation具有內(nèi)置GMSK調(diào)制的靈敏的ISM(工業(yè)、科技和醫(yī)學(xué)應(yīng)用)頻帶合成器”，作者是Norman M.Filiol，Thomas A.D.Riley，Calvin Plett和Miles A.Copeland，刊登于IEEE Solid-State circuits，1998年7月7日，第33卷。
英國專利申請GB 2 320 629 A。
利用跟蹤回路結(jié)構(gòu)來使移動電話工作于GSM(全球移動通信系統(tǒng)—(Global System for Mobile Communication)，以前稱為移動通信特別研究組—(Group Special Mobile))現(xiàn)在已是公知的技術(shù)了。這種跟蹤回路結(jié)構(gòu)使用工作于所需發(fā)送頻率的壓控振蕩器(VCO)來提供輸出載波頻率，即“on-channel”(在信道上的)發(fā)射機。該發(fā)射機VCO是鎖相的，并且被調(diào)制的數(shù)據(jù)在該VCO的回路帶寬內(nèi)通過。通過降頻變換和相位檢測，對VCO輸出的調(diào)制與原始的(想要的)調(diào)制相比較。這樣得到的負反饋提供了射頻調(diào)制的精確再現(xiàn)。
這種類型系統(tǒng)的制造需要相當(dāng)大的RF硅面積用于降頻變換器、高頻相位檢測器和正交調(diào)制器。由于實現(xiàn)RF硅中電路所用晶片的成品率和產(chǎn)量低，與標(biāo)準(zhǔn)的CMOS電路相比，RF硅的成本較高。由于這個原因，就希望能只用CMOS技術(shù)來實現(xiàn)這種調(diào)制回路，從而與基帶電路集成在一起。
因此，本發(fā)明的目的就是提供一種能減少成本和尺寸的無線電話發(fā)射機/接收機。
根據(jù)本發(fā)明，來自壓控振蕩器的輸出信號的一部分被降頻變換裝置進行降頻變換。相位檢測器對降頻變換后的信號與調(diào)制信號進行比較。基于降頻變換后的信號與調(diào)制信號相比較的結(jié)果產(chǎn)生的具有一定幅度和極性的信號被提供給壓控振蕩器，壓控振蕩器根據(jù)所提供的信號輸出具有一定頻率的信號。


圖1是根據(jù)本發(fā)明所構(gòu)成的無線電話發(fā)射機/接收機的功能方框圖；和圖2是圖1中所示的相位檢測器和回路濾波器的電路圖。
現(xiàn)在將參照附圖描述本發(fā)明的一個例子。
圖1是根據(jù)本發(fā)明所構(gòu)成的無線電話發(fā)射機/接收機的功能方框圖；參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的無線電話發(fā)射機/接收機包括一天線開關(guān)1，一接收機預(yù)選濾波器2，一RF耦合器3，一低噪聲放大器(LNA)4，作為第一混合器的圖像抑制混合器5，第一壓控振蕩器(VCO)6，第二混合器7，第二壓控振蕩器(VCO)8，用于通過信號線11、12向基帶處理電路(未顯示)提供I(同相)和Q(正交)基帶信號的放大器9、10，一SIGMA DELTA ADC 13，用于根據(jù)一時鐘輸入14對放大器9的輸出進行編碼，相位檢測器15，用于對SIGMA DELTA ADC13的輸出的相位與串行數(shù)據(jù)流調(diào)制16進行比較，回路濾波器17，用于接收相位檢測器15輸出，在信道上的壓控振蕩器(VCO)18，其輸出信號的頻率基于經(jīng)回路濾波器17輸入的信號，以及功率放大器19，用于放大VCO 18的輸出。由功率放大器19放大的信號經(jīng)天線開關(guān)1發(fā)送出去。
由圖1可見，在已構(gòu)成的發(fā)射機跟蹤回路中，其中的發(fā)射機跟蹤回路的主要部件與接收機是共用的。VCO 18輸出的一部分通過耦合器3被耦合到LNA 4的輸入上。耦合到LNA 4的輸入端的發(fā)射機信號的一部分在混合器5和7中被降頻變換為信號線11、12上的I和Q基帶信號。
對信號線12上的接收機輸出的采樣被輸入到SIGMA DELTAADC 13。所采樣的接收機輸出可以如圖1所示的那樣是單端的、或是正交的，即I和Q輸出都被連接到SIGMA DELTA ADC 13上。當(dāng)采用單端連接時，單獨在16上的數(shù)字調(diào)制需要有一個頻率補償(即1MHz)，以便能保持相位信息。如果采用正交接收機的輸出信號，那么就不需要頻率補償，但是需要在由數(shù)字信號處理器(未示出)采樣后從I和Q線上提取相位信息。
在圖1所示的系統(tǒng)中，將接收機的一個單端輸出送到SIGMADELTA ADC 13上，在這里被編碼的信號是作為輸入饋送給相位檢測器15的信號。調(diào)制信號16也輸入到相位檢測器15，并且相位檢測器15的輸出電壓代表了兩個輸入信號的瞬時相位差。
相位檢測器15的輸出經(jīng)過回路濾波器被加到發(fā)射機VCO 18的頻率控制輸入端。因此加到發(fā)射機的VCO 18的頻率控制輸入端的電壓的幅值和極性取決于發(fā)射機的VCO 18信號的降頻變換部分和調(diào)制信號之間的基帶相位比較結(jié)果，從而完成了負反饋環(huán)路。VCO 18的輸出將被驅(qū)動，以向相位檢測器15提供一個輸入，從而匹配由16輸入到相位檢測器15的調(diào)制輸入。
發(fā)射機的信道選擇是以通常的方法由低功率補償VCO 6和8提供的。其中對于反饋回路采用了單端接收機連接，如圖1所示，當(dāng)選擇信道時需要考慮補償頻率(即要減去1MHz)。
圖2是圖1中所示的相位檢測器和回路濾波器的電路圖。
如圖2所示，相位檢測器15和回路濾波器17有四個集成電路，其中IC1和IC2是D型觸發(fā)器，IC3是雙輸入NAND門，而IC4是運算放大器。IC1和IC2的D值被保持為統(tǒng)一，基準(zhǔn)頻率作為時鐘輸入送到IC1，而反饋頻率被加載到IC2的時鐘輸入端。D型觸發(fā)器IC1和IC2在時鐘輸入的上升沿傳送統(tǒng)一的D值。
當(dāng)IC1和IC2的“Q”輸出都為高時，IC1和IC2都被NAND門IC3復(fù)位。因此，當(dāng)回路的相位被鎖定時，在R1和R3的輸入端就出現(xiàn)了窄脈沖的OR競爭(race)狀態(tài)。輸入到IC4的相位脈沖的幅值被R1、C1和R3、C2所減小。鎖相環(huán)的閉環(huán)頻率響應(yīng)由IC4以及對將IC4與其余電路連接所用的電容和電阻的選擇來提供。
當(dāng)發(fā)射機/接收機工作在發(fā)送模式時，接收機需要作為寬帶IF系統(tǒng)(即沒有IF濾波器)來工作。所給出的實例例涉及這樣的發(fā)射機/接收機，其中接收機作為外差式接收機來工作。本發(fā)明還可以通過采用接收機為零差式接收機的發(fā)射機/接收機來實現(xiàn)。適用于本發(fā)明的外差式和零差式接收機的實例在我們的同時待審的英國專利申請GB9821949.6中披露。
由圖1可見，高功率發(fā)射機VCO 18和耦合器3只是附加的RF發(fā)射機部件，如同接收機常規(guī)操作所需要的所有其它RF部件一樣。耦合器3可以用一個開關(guān)來替換。
因此，通過本發(fā)明的實施，可以實現(xiàn)發(fā)射機的成本與尺寸的顯著減小。
因為不需要數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器來驅(qū)動常規(guī)的正交調(diào)制器，所以可以由能夠被簡化的基帶結(jié)構(gòu)而實現(xiàn)其它的優(yōu)點。
另外，因為發(fā)射機和接收機都用于發(fā)送，所以還可以利用加到無線收發(fā)機中的自測試特征。
權(quán)利要求
1.一種無線電話發(fā)射機/接收機，包括壓控振蕩器，用于輸出其頻座基于所加載信號的信號；降頻變換裝置，用于對所述壓控振蕩器輸出信號的一部分進行降頻變換；相位檢測器，用于比較所述降頻變換裝置的輸出信號與調(diào)制信號，并輸出一個其幅值和極性基于所述降頻變換裝置的輸出信號與調(diào)制信號比較結(jié)果的信號；其特征在于，所述壓控振蕩器輸出信號的頻率基于從所述相位檢測器輸出的信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線電話發(fā)射機/接收機，還包括模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置，用于對所述降頻變換裝置的輸出信號進行編碼；其特征在于，所述相位檢測器對所述模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置輸出的信號與調(diào)制信號進行相位比較，并輸出其幅值和極性基于所述模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置輸出信號與調(diào)制信號比較結(jié)果的信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線電話發(fā)射機/接收機，包括SIGMA DELTA數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置，用于對所述降頻變換裝置的輸出信號進行編碼；其特征在于，所述相位檢測器對所述SIGMA DELTA數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置輸出的信號與調(diào)制信號進行相位比較，并輸出其幅值和極性基于所述SIGMA DELTA數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置輸出信號與調(diào)制信號比較結(jié)果的信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線電話發(fā)射機/接收機，其中用于所述壓控振蕩器的部分信號降頻變換為基帶信號的接收機是外差式寬帶IF接收機。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線電話發(fā)射機/接收機，其中用于所述壓控振蕩器的部分信號降頻變換為基帶信號的接收機是外差式寬帶IF接收機。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線電話發(fā)射機/接收機，其中用于所述壓控振蕩器的部分信號降頻變換為基帶信號的接收機是外差式寬帶IF接收機。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線電話發(fā)射機/接收機，其中用于所述壓控振蕩器的部分信號降頻變換為基帶信號的接收機是零差式接收機。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線電話發(fā)射機/接收機，其中用于所述壓控振蕩器的部分信號降頻變換為基帶信號的接收機是零差式接收機。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線電話發(fā)射機/接收機，其中用于所述壓控振蕩器的部分信號降頻變換為基帶信號的接收機是零差式接收機。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線電話發(fā)射機/接收機，其中從所述壓控振蕩器輸出的一部分由RF耦合器饋送給所述降頻變換裝置的輸入端。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線電話發(fā)射機/接收機，其中從所述壓控振蕩器輸出的一部分由RF耦合器饋送給所述降頻變換裝置的輸入端。
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線電話發(fā)射機/接收機，其中從所述壓控振蕩器輸出的一部分由RF耦合器饋送給所述降頻變換裝置的輸入端。
13.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無線電話發(fā)射機/接收機，其中從所述壓控振蕩器輸出的一部分由RF耦合器饋送給所述降頻變換裝置的輸入端。
14.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無線電話發(fā)射機/接收機，其中從所述壓控振蕩器輸出的一部分由RF耦合器饋送給所述降頻變換裝置的輸入端。
15.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無線電話發(fā)射機/接收機，其中從所述壓控振蕩器輸出的一部分由RF耦合器饋送給所述降頻變換裝置的輸入端。
16.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無線電話發(fā)射機/接收機，其中從所述壓控振蕩器輸出的一部分由RF耦合器饋送給所述降頻變換裝置的輸入端。
17.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無線電話發(fā)射機/接收機，其中從所述壓控振蕩器輸出的一部分由RF耦合器饋送給所述降頻變換裝置的輸入端。
18.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無線電話發(fā)射機/接收機，其中從所述壓控振蕩器輸出的一部分由RF耦合器饋送給所述降頻變換裝置的輸入端。
19.根據(jù)權(quán)利要求10所述的無線電話發(fā)射機/接收機，其中從所述壓控振蕩器輸出的一部分由RF耦合器饋送給所述降頻變換裝置的輸入端。
全文摘要
來自壓控振蕩器的輸出信號的一部分被降頻變換裝置進行降頻變換。由相位檢測器對降頻變換后的信號與調(diào)制信號進行比較?；诮殿l變換后的信號與調(diào)制信號相比較的結(jié)果產(chǎn)生的具有一定幅度和極性的信號被提供給壓控振蕩器,壓控振蕩器根據(jù)所提供的信號輸出具有一定頻率的信號。
文檔編號H04B1/40GK1259001SQ9912239
公開日2000年7月5日 申請日期1999年11月5日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月5日
發(fā)明者奈杰爾·詹姆斯·托爾森 申請人:日本電氣株式會社