專利名稱：發射接收機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有HF接收機、尤其是具有UHF接收機的發射接收機，它具有位于數字部分內的數字信號處理器；輸入部分，至少一個混頻器以及一個中間頻率/基帶處理器；本地射頻振蕩器，該振蕩器配有一個具有鑒相器和可調第一變頻器的第一調相回路；以及一個用于所述調相回路及所述數字信號處理器控制脈沖的基準振蕩器。
在許多無線電設備中，尤其是在無線電話中，采用較低頻率的石英振蕩器來作為脈沖振蕩器，該振蕩器的諧波可能落入接收機的接收頻帶。
譬如，GSM設備工作在900MHz的頻帶內，其中在常規的實施方案中，接收機具有45～400MHz的中間頻率，而發射機在工作時是在所產生的載波的發射頻率上進行直接調制的。射頻振蕩器和固定頻率振蕩器均采用13MHz的石英振蕩器作為基準，其中，因為所述GSM數字部分所集中需要的脈沖頻率可以用13/6＝2.1666MHz同13MHz聯系起來，所以采用了13MHz的頻率，而且，通過簡單地分頻還可從其得出200kHz的信道間隔頻率，該頻率等于信道合成器的基準頻率。因此，13MHz是每種常規GSM電話的最低可能的基準振蕩器頻率。
在上述例子中，13MHz振蕩器的72次諧波將落入接收信道936MHz中，而73次諧波將落入接收信道949MHz中。在極度小型化的移動電話中，因為無線電模塊在空間上靠近于接收輸入端和天線，從而會產生特殊的問題。慣用的規范中規定，50歐姆接收輸入端上的干擾頻率必須譬如低于0.7μV。普通的13MHz石英振蕩器振蕩的幅度約為1V，這意味著該振蕩器位于900MHz范圍內的諧波在接收輸入端處的衰減需要大于120dB。但如今普通的快速硅晶體管在900MHz的范圍內只能針對有效載波產生約60dB的諧波補償。因此在石英振蕩器和接收輸入端之間還需要約60dB的衰減。在該區域的小空間間隔最大為40mm的情況下，將會在普通GSM移動電話中帶來極高的屏蔽費用，也就是說，需要使用金屬部件、金屬外殼等等。如果僅采取電路措施、譬如利用諧波器來解決該諧波問題，則只能取得部分的效果，因為所述的諧波由此通常還會反射而不能根除，在極端情況下，甚至還可能使嚴重的諧波產生強烈輻射。
因此本發明的任務在于，創造一種發射接收機，其中可以解決所述基準振蕩器的諧波問題，使得通過取消或減少所述的屏蔽費用而使設備的成本、體積及重量變得更低。
該任務由文章開頭所述類型的發射接收機來實現，其中，根據本發明為獲得所述的控制脈沖而裝設一種數字脈沖合成器，向該數字脈沖合成器輸入所述基準振蕩器的輸出信號，而且還以數字調諧字的形式從所述的數字部分向該數字脈沖合成器輸入一個調節信號，其中如此地選擇所述基準振蕩器的頻率，使得其數量級至少等于所采用的一個或多個接收頻帶的帶寬，而且其沒有諧波落入接收信道。
利用本發明可以輕易地避免諧波落入接收信道，使得能大大減少發射部分和接收部分之間的屏蔽。
在一種尤其優選的擴展方案中，所述的脈沖合成器被構造成具有直接數字合成的合成器，原因是由此可以從任意的其它頻率中生成各種頻率，而且還可對頻率進行細調節。
另一種優選擴展方案中具有第一變頻器，該變頻器為具有∑Δ調制器的1/N分頻器。該擴展方案提供了如下優點，即它可以在常規的結構中實現快速的信道切換和精細的調諧步進，而且在基準頻率較高的情況下可實現較好的換相值。
優選地，從所述的數字部分向所述第一變頻器輸入一個細調諧信號，由此可以使用一種低廉的無需細調諧的基準振蕩器。原則上可以有利地向使用的所有變頻器輸入一個細調諧信號。
本發明另一個有利的改進方案的特征在于，裝設一個ZF振蕩器，并給其分配一個具有鑒相器和第二變頻器的第二調相回路，其中，向所述的鑒相器輸入所述基準振蕩器的輸出信號，并向所述的變頻器輸入一個調制信號和細調諧信號。由此可以有利地整理調制信號。對此，優選的做法是，將可細調節的∑Δ合成器的GMSK調制信號輸入所述的ZF振蕩器。
本發明的方案可以使用常規的外差接收機和零拍接收機，其中向接收混頻器輸入所述調制的HF接收信號，并以其頻率向該接收混頻器輸入所述信道合成器的輸出信號，使得所述的中間頻率與基帶相一致。
如果將ZF振蕩器的調制輸出信號和發射混頻器的輸出信號輸入到一個鑒相器中，而且向該發射混頻器輸入可控發射振蕩器的信號和所述本地射頻振蕩器的輸出信號，那么就可以在發射機和接收機之間形成一種簡單而又成本合適的連接。
下面借助附圖
示出的實施例來詳細講述本發明及其另外的優點。該唯一附圖示出了本發明發射接收機的簡化原理電路圖。
如附圖所示，本發明的發射接收機包含有控制器MPR和基帶處理器BBV，在此將它們畫在用數字部分DIT示出的單個塊內。此處以已知的方式裝設了一個基準振蕩器REO，由該振蕩器提供輸出信號SREF，在此，該信號被用來以下文所述的方式獲得控制脈沖和導出接收機及發射機所需的信道頻率。所述的輸出信號SREF此時被輸至數字合成器DDS，而該合成器有利地按照數字直接合成進行工作。這種合成器是已知的，在公司文獻CMOS，125MHz完全DDS合成器，AD9850，模擬設備有限公司，1998年中曾講述過一種新式的實施例，而且還列舉了電路實例和功能描述。對于所述的這種情況，這種DDS合成器可以從任意其它的頻率中生成各種頻率，并可借助AFC信號進行細調節，這樣便可以采用任意頻率的廉價振蕩器、陶瓷振蕩器或自激振蕩器作為基準振蕩器，這是非常有意義的。迄今為此，鑒于所需的精度和穩定性，基準振蕩器是無線電話中最貴的模塊之一。
合成器DDS給數字部分DIT的微控制器提供一個控制脈沖fSTE，其中所述的合成器從該DIT塊中獲得一個調節信號SAFC，該調節信號為數字調諧字的形式，而該數字調諧字既作用于變頻，又促使精細地調諧到利用從基站接收的精確脈沖所實現的準確脈沖頻率，其中所述的精確脈沖為數字調諧字的形式。基準振蕩器REO的輸出信號SREF另外還被輸入到PLL環，所述PLL環包含第一變頻器FU1、鑒相器PD1、低通濾波器TP1和本地射頻振蕩器EVO。所述的變頻器FU1被優選地實施為具有∑Δ調制器的1/N分頻器，而且它還獲得來自微處理器塊MPR、BBV側的信道信號SKAN和細調諧信號hAFC。射頻振蕩器EVO的輸出信號在接收側到達接收混頻器EMI。該接收混頻器中輸入有高頻信號SHAM，而該高頻信號流經了具有可控開關AUS的天線ANT、帶通濾波器BP2和低噪聲放大器LNA。按照有利和慣用的方案直接地混頻成基帶，也就是說，混合振蕩信號的頻率總是準確地與高頻信號SHAM的頻率相一致。混頻器輸入端的振蕩頻率可以直接為振蕩器EVO的頻率，或者為譬如通過分頻器對該頻率進行變換后的頻率。按該原理工作的接收機被公知地稱為零拍接收機。對∑Δ調制器的詳細闡述可參見“N份頻率合成中的Δ∑調制(Delta-Sigma Modulation in Fractional-N FrequencySynthesis”，固態電路的EEE學報，第28卷，第5號，1993年5月，第553～559頁。
在發射側，射頻振蕩器EVO的輸出信號SEVO被輸入到發射混頻器SMI。所述的發射混頻器包含在PLL環中，而該PLL環還包括可控的發射振蕩器SVO、鑒相器PD3以及低通濾波器TP3，除了所述混頻器SMI的輸出信號SSMI外，所述的(第三)鑒相器PD3還輸入有信號hMOD。
所述的信號hMOD表示了同樣位于(第二)PLL環內的ZF振蕩器ZFO的調制輸出信號，所述PLL環另外還包括第二變頻器FU2、第二鑒相器PD2和第二低通濾波器TP2。向變頻器FU2輸入一個來自微處理器塊及基帶塊MPR、BBV側的調制信號SMOD和細調諧信號gAFC，并且變頻器FU2的輸出信號被送至所述鑒相器PD2的輸入端，所述鑒相器PD2的另一輸入端輸入了所述基準振蕩器REO的輸出信號SREF。
最后，還要將可控發射振蕩器SVO的輸出信號輸入到發射放大器SEV中，并由此經低通濾波器TP4輸至天線開關AUS或天線ANT。
本發明尤其適用于突出存在文章開頭所述的諧波問題的發射接收機。已經表明，實踐中的實施方案對工作在900或1800、1900及2000MHz范圍內的無線電話是非常有利的，因此在GSM900、GSM1800、GSM1900及IMT-2000(UMTS)系統中是有利的。在所謂的多模式設備中，可以要求選擇一個基準振蕩器頻率，而其諧波不會落入所采用的接收頻帶中。
權利要求
1.具有HF接收機、尤其是具有UHF接收機的發射接收機，它具有位于數字部分(DIT)內的數字信號處理器；輸入部分，至少一個混頻器以及一個中間頻率/基帶處理器(BBV)；本地射頻振蕩器(EVO)，該振蕩器配有一個具有鑒相器(PD1)和可調第一變頻器的第一調相回路；以及一個用于所述調相回路及所述數字信號處理器控制脈沖(fST)的基準振蕩器(REO)，其特征在于為獲得所述的控制脈沖(fSTE)而裝設了一種數字脈沖合成器(DDS)，向該數字脈沖合成器輸入所述基準振蕩器(REO)的輸出信號(SREF)，而且還以數字調諧字的形式從所述的數字部分(DIT)向該數字脈沖合成器輸入一個調節信號(SAFC)，其中如此地選擇所述基準振蕩器(REO)的頻率，使得其數量級至少等于所采用的一個或多個接收頻帶的帶寬，而且其沒有諧波落入接收信道。
2.如權利要求1所述的發射接收機，其特征在于所述的脈沖合成器(DDS)被構造成具有直接數字合成的合成器。
3.如權利要求1或2所述的發射接收機，其特征在于所述的第一變頻器(FU1)為一種DDS合成器或具有∑Δ調制器的1/N分頻器。
4.如權利要求1～3之一所述的發射接收機，其特征在于從所述的數字部分(DIT)向所述的第一變頻器(FU1)輸入一個細調諧信號(hAFC)。
5.如權利要求1～4之一所述的發射接收機，其特征在于裝設一個ZF振蕩器(ZFO)，并給其分配一個具有鑒相器(PD2)和第二變頻器(FU2)的第二調相回路，其中，向所述的鑒相器輸入所述基準振蕩器(REO)的輸出信號(SREF)，并從數字部分(DIT)向所述的變頻器(FU2)輸入一個調制信號(SMOD)和細調諧信號(gAFC)。
6.如權利要求1～5所述的發射接收機，其特征在于給所述ZF振蕩器(ZFO)分配的變頻器(FU2)為一種DDS合成器或一種具有∑Δ調制器的1/N分頻器。
7.如權利要求1～6之一所述的發射接收機，其特征在于把來自所述數字部分(DIT)的、譬如用于GMSK調制的調制信號輸入到所述可細調的ZF振蕩變頻器(FU2)中。
8.如權利要求1～7之一所述的發射接收機，其特征在于借助變頻、分頻或DDS來產生所述的調制ZF信號。
9.如權利要求1～8之一所述的發射接收機，其特征在于它被構造為零拍接收機，其中向接收混頻器(EMI)輸入所述調制的HF載波(SHAM)，并以其頻率向該接收混頻器直接輸入所述本地射頻振蕩器(EVO)的輸出信號，或該輸出信號的轉換信號，使得所述的中間頻率與基帶相一致。
10.如權利要求5～9之一所述的發射接收機，其特征在于將所述ZF振蕩器(ZFO)的調制輸出信號(hMOD)和發射混頻器(SMI)的輸出信號輸入到鑒相器(PD3)，而且向所述的發射混頻器輸入可控發射振蕩器(SVO)的信號和所述本地射頻振蕩器(EVO)的輸出信號(SEVO)。
全文摘要
具有HF接收機、尤其是具有UHF接收機的發射接收機,它具有:位于數字部分(DIT)內的數字信號處理器;輸入部分,至少一個混頻器以及一個中間頻率/基帶處理器(BBV);本地射頻振蕩器(EVO),該振蕩器配有一個具有鑒相器(PD1)和可調第一變頻器的第一調相回路;以及一個用于所述調相回路及所述數字信號處理器控制脈沖(f
文檔編號H03J1/00GK1343393SQ0080493
公開日2002年4月3日 申請日期2000年3月1日 優先權日1999年3月12日
發明者T·莫利雷 申請人:西門子公司