專利名稱：能夠選擇最佳壓控振蕩器的接收機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與接收機(jī)有關(guān)，特別是與將經(jīng)天線輸入的信號下變頻隨后解調(diào)該變頻信號的接收機(jī)有關(guān)。
傳統(tǒng)上在某些場合下，接收機(jī)將從外界輸入的信號S下變頻成具有中頻頻帶(以后稱為IF頻帶)的信號。將輸入信號S(頻率為fs)與本地振蕩輸出Vo(頻率為fo)在接收機(jī)內(nèi)的混頻器中混合即可實(shí)現(xiàn)下變頻。
本地振蕩輸出Vo傳統(tǒng)上是由具有

圖11所示電路結(jié)構(gòu)的壓控振蕩器(以后稱為VCO)產(chǎn)生。圖11的VCO由分立元件構(gòu)成，包括了表面聲波(SAW)諧振器111、變?nèi)荻O管112和其它元件。請注意，圖11還示出了SAW諧振器111的等效電路。變?nèi)荻O管112與SAW諧振器111并聯(lián)。隨著變?nèi)荻O管電容的調(diào)整以及將預(yù)定的控制電壓Vc加于VCO、VCO產(chǎn)生具有可變頻率的本振輸出Vo。
SAW諧振器111價格昂貴且體積較大，而且它的外圍電路是由分立元件構(gòu)成。因而難以減小體積以構(gòu)成價廉的VCO，而且還要求知道如何安裝這些元件。對于這種背景，已引起要將VCO結(jié)構(gòu)在集成電路上。圖12示出了結(jié)構(gòu)在集成電路上的VCO。與圖11的VCO相比，圖12的VCO不同之處在于它采用集成電路形式且LC振蕩器121替代了SAW諧振器111。
假設(shè)在某種情況下大量制造了包括圖12的VCO的IC(集成電路)。對于每個VCO，測量了本振輸出Vo的頻率fo對于控制電壓Vc的特性(以后稱為fo對Vc特性)。fo對Vc特性曲線具有線性區(qū)和飽和區(qū)。另外，fo對Vc特性曲線具有恒定的偏差離散地偏離VCO的設(shè)計目標(biāo)(參見圖13雙箭頭所示)。這種離散以下稱為制造離散性。由于這個制造離散性，在某些情況下fo對Vc特性曲線處于接收頻帶B之內(nèi)。其結(jié)果是接收機(jī)不能正確地下變頻輸入信號S。因而理想情況是在某種條件下每個制造的VCO不具有制造離散性，但實(shí)現(xiàn)是困難的。接收頻帶B是包括VCO的接收機(jī)必須接收的頻帶，也是上述信號S發(fā)送出去所具有的頻帶。
由于這一原因，考慮了下面的方法。將具有不同fo對Vc特性曲線的多個VCO互相集成在IC中。當(dāng)加上相同電平的控制電壓Vc，多個VCO產(chǎn)生具有不同頻率fo的本振輸出Vo。一個VCO控制部分被置于每個這種VCO的外圍。VCO控制部分必須從多個VCO中選擇一個VCO，其fo對Vc特性曲線要可靠地復(fù)蓋接收頻帶B。另外，這一選擇過程最好以高速實(shí)現(xiàn)。
因而，本發(fā)明的一個目的是要提供一種以高速選擇適當(dāng)VCO的接收機(jī)。這一目的可用下述方面達(dá)到。另外，如下所述每一方面均有獨(dú)特的技術(shù)效果。
本發(fā)明的第一方面是針對將經(jīng)天線輸入的信號進(jìn)行下變頻并隨后解調(diào)該變頻信號的接收機(jī)，包括多個壓控振蕩器(以下稱作VCO)，每個VCO供給相同的控制電壓并根據(jù)該控制電壓產(chǎn)生具有不同頻率的本地振蕩輸出；PLL電路，根據(jù)從每個所述VCO反饋的本振輸出和具有基準(zhǔn)頻率的基準(zhǔn)信號產(chǎn)生所述的控制電壓；混頻器，將經(jīng)所述天線輸入的信號頻率與來自每個所述VCO的本振輸出混頻，并進(jìn)行所述下變頻；以及VCO控制部分，在預(yù)先執(zhí)行的測試模式中測試每個所述VCO，并在接收經(jīng)所述天線輸入的信號接收模式中控制對所述VCO的切換；在所述測試模式下，所述VCO控制部分在順序切換和激活所述VCO時檢測所述PLL電路是否用來自每個所述VCO的本振輸出鎖定，并根據(jù)所述檢測結(jié)果確定一個合適的VCO；在所述接收模式下，所述VCO控制部分選擇性地激活在所述測試模式下確定的VCO，并將該VCO的本振輸出提供給所述混頻器。
在第一方面中，測試模式下所選的合適的VCO用于接收模式。在該測試模式下、VCO控制部分順序切換和激活VCO以根據(jù)有關(guān)PLL電路是否利用來自每個VCO的本振輸出鎖定的檢測結(jié)果確定一最佳VCO。因而，在接收模式中，混頻器使用PLL電路可靠鎖定的VCO的本振輸出進(jìn)行下變頻。這就允許接收機(jī)按照第一方面選擇一個合適的VCO用作上述下變頻。
按照第二個方面，在第一方面中所述VCO控制部分將所述檢測結(jié)果作為模式數(shù)據(jù)保持在第一表中，參照其中寫入有對每個采用的模式適合的VCO的第二表并確定與第一表中保持的模式數(shù)據(jù)相對應(yīng)的合適的VCO。
在第二方面中，VCO控制部分參照第二表確定與存儲在第一表中的模式數(shù)據(jù)相對應(yīng)的最佳VCO。先前寫入到第二表中的是采用的模式和它們相應(yīng)的最佳VCO。這使得接收機(jī)能按照第二方面選擇與檢測結(jié)果對應(yīng)的最佳VCO。
按照第三個方面，第一方面中的所述第二表是根據(jù)所述VCO的制造離散性而構(gòu)成的。
按照第三方面，基于上述制造離散性而構(gòu)成第二表。這使得接收機(jī)能按照第三方面選擇最佳VCO而與VCO的制造離散性無關(guān)。
按照第四個方面，在第一方面中所述PLL電路包括了一個可編程分壓器，用于利用由所述VCO控制部分設(shè)定的預(yù)定分壓比對所述反饋的本振的輸出分壓，并根據(jù)可編程分壓器分壓所得的本振輸出和基準(zhǔn)信號產(chǎn)生控制電壓；以及在所述測試模式中，所述VCO控制部分設(shè)定一基準(zhǔn)分壓比，每個VCO用該分壓比能產(chǎn)生頻率處于頻帶內(nèi)的本振輸出，此頻帶內(nèi)包括了按照所述預(yù)定分壓比的所述輸入信號。
按照第四方面，由于上述基準(zhǔn)分壓比設(shè)定在可編程分壓器中，可以按照輸入信號使PLL電路鎖定。
按照第五個方面，第四方面中的所述分壓比是每個VCO可以用它來產(chǎn)生具有所述頻帶中心頻率的本振輸出的一種分壓比。
在第五方面中，從上可知很明顯，基準(zhǔn)分壓比根據(jù)上述頻帶中心頻率設(shè)定(即平均值)，因而PLL電路能高速鎖定。這使接收機(jī)能以最短的時間執(zhí)行測試模式。
按照第六個方面，在第一方面中所述VCO控制部分存儲了上次測試模式中確定的VCO的信息；且當(dāng)再次執(zhí)行測試模式時，所述VCO控制部分首先測試所述存儲的VCO信息并在所述PLL電路與來自VCO的本振輸出鎖定時再次確定該VCO是最佳VCO。
按照第六方面，當(dāng)在再次執(zhí)行測試模式時又一次確定第一次測試的VCO是最佳VCO時，VCO控制部分便向接收模式過渡。這可以減少從測試模式向接收模式過渡的時間。
按照第七個方面，第一方面中所述PLL電路和每個所述VCO被集成在同一電路中。
按照第七方面，上述電路的集成可以減少接收機(jī)的大小和成本。另外，與使用分立元件不同，對于制造接收機(jī)不必要求知道如何安裝那些元件。
第八個方面是針對把經(jīng)天線輸入的信號進(jìn)行下變頻并隨后解調(diào)該變頻信號，包括多個壓控振蕩器(以后稱為VCO)，每個VCO被供有公共的控制電壓并根據(jù)該控制電壓產(chǎn)生具有不同頻率的本地振蕩輸出；PLL電路，根據(jù)從每個所述VCO反饋的本振輸出和具有基準(zhǔn)頻率的基準(zhǔn)信號產(chǎn)生所述控制信號；混頻器，將經(jīng)所述天線的輸入信號頻率與來自每個所述VCO的本振輸出混頻，并進(jìn)行所述下變頻；以及VCO控制部分，在預(yù)先執(zhí)行的測試模式中測試每個所述VCO，并在接收經(jīng)所述天線輸入信號的接收模式中控制對所述VCO的切換；在所述測試模式下，所述VCO控制部分在順序切換和激活所述VCO時檢測所述PLL電路是否與來自每個所述VCO的本振輸出鎖定，并且當(dāng)由PLL電路生成的控制電壓值處于預(yù)定的范圍內(nèi)時，確定供有該控制電壓的一個VCO為合適的VCO；在所述接收模式下，所述VCO控制部分選擇性地激活在測試模式下確定的VCO，并將該VCO的本振輸出提供給所述混頻器。
在第八方面中，測試模式下所選的最佳VCO用于接收模式。在該測試模式下，VCO控制部分順序切換和激活VCO以根據(jù)有關(guān)PLL電路是否與來自每個VCO的本振輸出鎖定并根據(jù)使用該本振輸出PLL產(chǎn)生的控制電壓是否處于預(yù)定的范圍的檢測結(jié)果確定一最佳VCO。這就使得按照第八方面的接收機(jī)比按照第一方面的接收機(jī)以更高的速度執(zhí)行測試模式并向接收模式過渡。另一方面，在接收模式中，混頻器使用了PLL電路可靠鎖定的VCO的本振輸出進(jìn)行下變頻。這就允許按照第八方面的接收機(jī)可從多個VCO中選擇合適的VCO用于上述下變頻。
按照第九個方面，在第八方面中的所述預(yù)定范圍僅包括一個控制電壓值，當(dāng)每個VCO產(chǎn)生具有相同頻率的本振輸出時才提供該控制電壓。
在第九方面中，根據(jù)上述預(yù)定范圍控制部分確定一個最佳VCO，且只有該最佳VCO能被選中。
按照第十個方面，在第八方面中所述PLL電路包括了一個可編程分壓器，用于利用由所述VCO控制部分設(shè)定的預(yù)定分壓比對所述反饋的本振輸出分壓，并根據(jù)可編程分壓器分壓所得的本振輸出和基準(zhǔn)信號產(chǎn)生控制電壓；以及在所述測試模式中，所述VCO控制部分設(shè)定一基準(zhǔn)分壓比，每個VCO用該分壓比能產(chǎn)生頻率處于頻帶內(nèi)的本振輸出，此頻帶內(nèi)包括了按照所述預(yù)定分壓比的所述輸入信號。
按照第十一個方面，在第十方面中所述基準(zhǔn)分壓比是每個VCO可以用它來產(chǎn)生具有所述頻帶中心頻率的本振輸出的一種分壓比。
按照第十二個方面，在第八方面中所述VCO控制部分存儲了上次執(zhí)行的測試模式中先前確定的VCO信息；以及當(dāng)再次執(zhí)行測試模式時，所述VCO控制部分首先測試所述存儲的VCO信息并在所述PLL電路利用來自VCO的本振輸出鎖定時再次確定該VCO是最佳VCO。
按照第十三個方面，第八方面中所述PLL電路和每個所述VCO被集成在同一電路中。
從下述結(jié)合附圖對本發(fā)明的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的這些或其它目的、特性、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更明顯。
附圖簡述圖1所示是按照本發(fā)明第一到第四實(shí)施例的接收機(jī)框圖結(jié)構(gòu)；圖2示出了VCO11，到VCO13的頻率fo對控制電壓Vc特性曲線；圖3的流程圖示出了第一實(shí)施例的測試模式過程；圖4示出了第一表TAS和第二表TAR；圖5a、5a’、5b、5b’、5C和5C’是用來描述VCO11到VCO13的fo對Vc特性與第一和第二表TAS和TAR之間關(guān)系的圖；圖6示出了第二實(shí)施例的測試過程流程圖；圖7a和7b是用于描述第二實(shí)施例中VCA和VCB的圖。
圖8流程圖示出了第三實(shí)施例的測試模式過程；圖9是用于描述存儲在第三實(shí)施例存儲器32中的nOPT的圖；圖10流程圖示出了第四實(shí)施例的測試模式過程圖；圖11示出了包括SAW諧振器的傳統(tǒng)VCO結(jié)構(gòu)示例；
圖12示出了包括LC諧振器的另一個傳統(tǒng)VCO結(jié)構(gòu)的示例；圖13示出了圖12的VCO的fo對Vc特性曲線。
較佳實(shí)施例的描述圖1的框圖示出了根據(jù)本發(fā)明的第一到第四實(shí)施例的接收機(jī)結(jié)構(gòu)。圖1中，接收機(jī)包括了多個(圖1中為3個)要被控制的VCO(VCO11到VCO13)、鎖相環(huán)(PLL)電路2，微型計算機(jī)3、VCO切換電路4、緩沖放大器5、天線6、射頻放大器7和混頻器8。VCO11到VCO13、PLL2、VCO切換電路4、緩沖放大器5、射頻放大器7和混頻器8最好能集成在一個集成電路中。
PLL電路2包括可編程分壓器21、基準(zhǔn)頻率振蕩器22、相位比較器23、鎖相檢測器24和低通濾波器(LPF)25。微型計算機(jī)3包括接收控制部分31、存儲器32和A/D轉(zhuǎn)換部分33。微型計算機(jī)3和VCO切換裝置4構(gòu)成3權(quán)利要求書中所述的VCO控制部分。
參考圖2，下面描述VCO11到VCO13的上述fo對Vc特性曲線。圖2的圖中，橫軸表示本振輸出的頻率fo，而縱軸表示控制電壓Vc。
接收頻帶B是接收機(jī)的接收頻帶，且也是把從外界向接收機(jī)發(fā)射的信號S包括在內(nèi)的頻帶。更具體地說，例如當(dāng)信號S位于L波段(1.45到1.49[GHz])時，接收頻帶B大約處于1.45到1.49[GHz]中。中心頻率FVC是接收頻帶B的中心頻率。最小頻率FVMIN是接收頻帶B的最小頻率，而最大頻率FVMAX是它的最大頻率。在這種情況下，VCO11到VCO13是按下述設(shè)計目標(biāo)設(shè)計的。
設(shè)計VCO11使得從PLL電路2加上控制電壓VCC時產(chǎn)生具有中心頻率FVC的本振輸出。VCO12也設(shè)計得在分別加上控制電壓VC1和VC2時產(chǎn)生具有最小頻率FVMIN和最大頻率FVMAX的本振輸出Vo2。另外，考慮到制造離散性，VCO12通常設(shè)計得使它的本振頻帶大約不小于接收頻帶B的二倍寬度。VCO12的振蕩頻帶最好處于FVC-B到FVC+B之中。設(shè)計VCO12使得加上控制電壓VC1或VC2時分別產(chǎn)生具有中心頻率為FVC-B或FVC+B的本振輸出VC2。因而VCO12的fo對Vc特性成為如圖2所示的單點(diǎn)劃線。fo對Vc特性曲線形狀在VCO12的振蕩頻帶內(nèi)是線性的，然而在頻帶外是非線性的(或處于飽和區(qū))。
VCO11和VCO12的設(shè)計參照了VCO12的fo對Vc特性。具體說，如圖2所示，當(dāng)上述信號S具有L波段(如上所述)時，設(shè)計VCO11和VCO12使得與VCO12的fo對Vc特性相比，fo對Vc特性分別向低頻端和高頻端約平移B/2。VCO11，和VCO13的fo對Vo特性曲線分別如圖2中的點(diǎn)線和雙點(diǎn)劃線所示。這些fo對Vc的每一特性曲線也有線性區(qū)和飽和區(qū)。VCO11和VCO13設(shè)計如上所述。
參考圖2，可見當(dāng)控制電壓VC在VCMIN＜VO＜VCMAX范圍內(nèi)為常數(shù)時，VCO11到VCO13的每一個分別以不同的頻率fVO1到fVO3振蕩。
由于制造離散性，fo對Vc特性曲線可以相對于上述設(shè)計目標(biāo)整體上按箭頭方向A和B平移。
另外，為每個VCO提供一個VCO號。該VCO號是為了識別每個VCO而事先唯一地提供給多個VCO中的每一個。在本描述中，VCO11到VCO13分別提供了VCO號“1”到“3”。
圖3流程圖示出了按照第一實(shí)施例由接收機(jī)執(zhí)行測試模式的過程。實(shí)現(xiàn)這一過程的程序先前已存儲在微型計算機(jī)3的ROM(未示出)和類似存儲器中。注意流程6、8和10(將如以后所述)分別示出了按照第二、第三和第四實(shí)施例的測試模式過程，而實(shí)現(xiàn)該過程的程序也預(yù)先存儲在ROM及類似存儲器中。
下面描述基于圖1到圖3的第一實(shí)施例的接收機(jī)的操作。注意按照第一到第三實(shí)施例的接收機(jī)不使用A/D轉(zhuǎn)換器33。
接收控制部分31在接收機(jī)加電后立即開始測試模式，然后，將VCO號“n”設(shè)為初始號“1”(步驟S301)并選擇VCO11作測試。
接收控制部分31隨后發(fā)出信號Sel(步驟S302)通知VCO切換電路4選中VCO1。信號Sel具有三種類型Sel1、Sel2和Sel3，分別為通知選擇VCO11、VCO12和VCO13的信號。目前，Sel1被發(fā)出。
根據(jù)輸入Sel的類型，VCO切換電路4識別選中的VCO1(步驟S303)，并輸出信號VB用于激活對VCO1的測試(步驟S304、S311或S313)。信號VB也具有三種類型VB1、VB2和VB3，分別用于激活VCO11、VCO12和VCO13。這時VCO切換電路4識別VCO11已被選中，因而發(fā)出VB1(步驟S304)。其結(jié)果是，此時VCO11被激活(步驟S305)，而VCO12和VCO13未被激活。
接收控制部分31在步驟S302發(fā)出Sel，并隨后在VCO1之一被激活后(步驟S306)發(fā)出信號Ntyp以設(shè)定可編程分壓器21的分壓比?？紤]到PLL電路2能高速鎖定，Ntyp是較佳地用于設(shè)定分壓比的信號，用該分壓比VCO11到VCO13可以分別生成具有中心頻率FVC的本振輸出VO1到VO3。請注意Ntyp并不限于上述情況，它也可以是這樣設(shè)定分壓比的信號，VCO11到VCO13用該分壓比分別產(chǎn)生本振輸出VO1到VO3，具有位于FVMIN到FVMAX范圍內(nèi)的任何頻率。
當(dāng)Ntyp在可編程分壓器21中被設(shè)定且任何一個VCO1開始工作時PLL電路2開始被激活。
具體說，輸入可編程分壓器21的是由當(dāng)前活動VCO1產(chǎn)生的本振輸出VO?？删幊谭謮浩?1按分壓比Ntyp將輸入的本振輸出VO分壓。基準(zhǔn)頻率生成器22輸出具有預(yù)定基準(zhǔn)頻率FREF的基準(zhǔn)信號RS。經(jīng)分壓的本振輸出VO和基準(zhǔn)信號RS兩者都被輸入到相位比較器23和鎖相檢測器24。相位比較器23比較輸入的本振輸出VO與基準(zhǔn)信號RS間的相位，并將所得結(jié)果輸出到LPF25。根據(jù)輸入的結(jié)果，LPF25通過低通濾波生成指示本振輸出VO和基準(zhǔn)信號RS之間瞬時相位差的信號作為直流控制信號VC，并輸出到活動VCO1。PLL電路2由控制信號VC控制VCO1的振蕩頻率fVO，故振蕩頻率fvo匹配頻率fREF。這種跟蹤這里稱之為“PLL電路鎖定”。對于這一鎖定，VC必須滿足條件式VCMIN＜VC＜VCMAX(1)。在跟蹤過程中，由活動VCO11產(chǎn)生的本振輸出VO被反饋到可編程分壓器2。
鎖相檢測器24還比較輸入的本振輸出VO與信號RS間的相位。所得結(jié)果具有的電壓電平與控制電壓VC相關(guān)。鎖相檢測器24確定該結(jié)果的電壓電平是否滿足上述條件式(1)，并產(chǎn)生信號L通知接收控制部分L關(guān)于該確定結(jié)果。信號L有兩種類型。當(dāng)電壓電平滿足條件式(1)，鎖相檢測器24生成信號L1，指示PLL電路鎖定，并輸出到接收控制部分31。另一方面，當(dāng)電壓電平不滿足條件式(1)，鎖相檢測器24生成信號L2，指示PLL電路2未鎖定，并輸出到接收控制部分31。
上述信號L輸入后，接收控制部分31確定PLL電路2是否根據(jù)信號L的類型使用活動VCO1生成的振蕩頻率已鎖定(步驟S307)，并將確定結(jié)果作為狀態(tài)寫入圖4所示的第一表TAS中。圖4的第一表TAS預(yù)先已提供在存儲器32中。第一表構(gòu)成使每個VCO1寫入一個狀態(tài)。例如，當(dāng)VCO11選中而PLL電路鎖定，“1”被寫入到第一表TAS的適當(dāng)字段中。另一方面，若PLL電路未鎖定，“0”寫入該字段。
隨后，接收控制部分31確定是否n=nMAX(步驟S309)，這里nMAX是VCO號“n”的最大值，在第一實(shí)施例中“3”。當(dāng)n≠nMAX，接收控制部分31確定還有要測試的一個或多個VCO1存在，過程進(jìn)到步驟S310。另一方面，當(dāng)n=nMAX，接收控制部分31確定沒有要測試的VCO1存在，過程進(jìn)到步驟S315。
由于這時n=“1”，接收控制部分31更新“n”為“n+1”(步驟S311)，并選擇給有下一VCO號“2”的VCO1中的VCO12。這種情況下，順序執(zhí)行圖3中步驟S302→S303→S311→S312。在這一過程中，輸入Sel2和VB2(步驟S302和S311)，其結(jié)果只有VCO12被激活(步驟S312)。接收控制部分31隨后執(zhí)行步驟S306到S308以把VCO12的狀態(tài)寫入第一表TAS(步驟S308)。
其次，由于這時n=2，接收控制部分31更新“n”成“n+1”(步驟S311)，并隨后順序執(zhí)行步驟S302→S303→S313→S314。在這過程中，輸出Sel3和VB3(步驟S302和S313)，其結(jié)果只有VCO13被激活(步驟S314)。接收控制部分31隨后執(zhí)行步驟S306到S308以把VCO13的狀態(tài)寫入第一表TAS中(步驟S308)。
接收控制部分31接著執(zhí)行步驟S309。由于此時n=nMAX(=3)，過程進(jìn)到步驟S315。如上所述，接收控制部分31在可編程分壓器21中設(shè)定上述預(yù)定的分壓比Ntyp，并按VCO11到VCO13的順序確定PLL電路是否鎖定?；谠摯_定結(jié)果，接收控制部分31隨即將VCO11到VCO13的狀態(tài)寫入第一表TAS。其結(jié)果，在第一表TAS中建立了三個數(shù)字的二進(jìn)制信息(0或1)。二進(jìn)制信息的模式，即模式數(shù)據(jù)，是“1,1,1”,“1,1,0”或“0,1,1”中的任何一個，如下所述。注意，模式數(shù)據(jù)從左邊值開始順次表示了VCO11、VCO12和VCO13的狀態(tài)。
此外，如圖4所示的第二表TAR預(yù)先提供給了存儲器32。每種模式和對每種情況下的最佳VCO1的組合預(yù)先寫入到第二表TAR中。有三種情況模式“1,1,1”為情況1；“1,1,0”為情況2以及“0,1,1”為情況3。
注意，不存在其它模式，因為考慮到VCO11,VCO12和VCO13的制造離散性，三個fO對VC特性曲線只是在預(yù)定的區(qū)域內(nèi)向頻率區(qū)的高端或頻率區(qū)的低端平移(平移程度為FVC的幾個百分點(diǎn))(見圖2)。因此，例如對VCO11、VCO12和VCO13,fO對VC特性曲線中任何二個的飽和區(qū)不會同時落入接收頻帶B中。因而不必考慮其它模式，例如0,0,1等。
還有，先前寫入到第二表TAR中的是對于每種模式下由接收機(jī)對來自外界的信號S下變頻所用的最佳VCO1。亦即是情況1的模式，VCO12是最佳VCO1。當(dāng)取得如情況1的模式數(shù)據(jù)時，PLL電路2使用了所有VCO1產(chǎn)生的本振輸出來鎖定。如圖5a所示，每個VCO1的fO對VC特性曲線被用作設(shè)計目標(biāo)。在這種情況下，參見圖5a’，可見VCO12的fO對VC特性曲線最可靠地復(fù)蓋了接收頻帶B，且因而VCO12就是最佳VCO1(參見圖5a’中打點(diǎn)的行)。
第二種情況下，VCO13是最佳VCO1。當(dāng)取得如情況2的模式數(shù)據(jù)時，PLL電路2使用VCO12或VCO13生成的本振輸出來鎖定。這時與圖5a所示情況比較，由于制造離散性，fO對VC特性曲線整體上向頻率低端平移了頻率B，如圖5b所示。這種情況下，VCO13的fO對VC特性曲線的線性區(qū)最可靠地復(fù)蓋了接收頻帶B，且因而VCO13就是最佳VCO1(參見圖5b’中的打點(diǎn)行)。
進(jìn)一步，在情況3中，VCO11是最佳VCO1。當(dāng)取得如情況3的模式數(shù)據(jù)時，PLL電路2利用VCO11或VCO12中生成的本振輸出而鎖定。此時，與圖5a所示情況相比，fO對VC特性曲線整體上向頻率高端平移頻率B，如圖5c所示。在這種情況下，VCO11的fO對VC特性曲線的線性區(qū)最可靠地復(fù)蓋了接收頻帶B，且因而VCO11就是最佳VCO1(參見圖5c’中的打點(diǎn)的行)。
接收控制部分31在步驟S3O9中確定n-nMAX，且隨后參照第二表TAR確定了最佳VCO1(步驟S315)。在第一表TAS(參見圖4)建立的模式數(shù)據(jù)匹配第二表TAR中情況1到情況3的任何一個模式。接收控制部分31檢索與建立的模式數(shù)據(jù)匹配的情況和對于該情況的最佳VCO1。
接著更具體地描述步驟S315中接收控制部分31的操作。當(dāng)所建立的模式數(shù)據(jù)與情況1匹配時，接收控制部分31確定VCO12就是最佳VCO1(參見圖5a’的打點(diǎn)行)。當(dāng)所建立的模式數(shù)據(jù)匹配情況2時，接收控制部分31確定VCO13是最佳VCO1(參見圖5b’的打點(diǎn)行)。當(dāng)所建立的模式數(shù)據(jù)匹配情況3時，接收控制部分確定VCO11是最佳VCO1(參見圖5c’的打點(diǎn)行)。
接收控制部分31接著發(fā)出SelopT(步驟S316)通知VCO切換電路4關(guān)于在步驟S315中確定的最佳VCO。SelopT有三種類型。VCO切換電路4確定輸入的SelopT的類型以識別最佳VCO1(步驟S317)。為了激活最佳VCO1，如上所述VCO切換電路4隨即輸出VB1、VB2或VB3(步驟S304,S311或S313)。結(jié)果，VCO11、VCO12和VCO13中所確定的VCO1被激活(步驟S305、S312或S314)。接收控制部分31于是結(jié)束測試模式。
當(dāng)上述測試模式結(jié)束時，接收機(jī)開始接收模式。在接收模式中，從外界發(fā)射的預(yù)定信號S(頻率為fS)輸入到天線，輸入信號S由射頻放大器7放大。經(jīng)放大的信號S輸入到混頻器6。在測試模式下確定的來自最佳VCO1的本振輸出Vo(頻率為fvo)也輸入到混頻器6?；祛l器6用本振輸出下變頻輸入信號S，在接收模式下，PLL電路2還用按上述方式生成的控制信號Vc控制所確定的VCO1的振蕩頻率fvc，故被反饋并隨后由可編程分壓器21分壓的振蕩頻率fvo與頻率fREF匹配。
如上所述，按照第一實(shí)施例的接收機(jī)，接收控制部分31在步驟S307確定PLL電路2是否對每個VCO1鎖定。在步驟S308，接收控制部分31將確定結(jié)果作為狀態(tài)寫入第一表TAS(參見圖4)。接收控制部分隨后參照第二表TAR和第一表TAS在步驟S315中確定最佳VCO1。
接著描述按照本發(fā)明第二實(shí)施例的接收機(jī)。接收機(jī)的結(jié)構(gòu)示于圖1，這里略去了對它的描述。
圖6所示是按照第二實(shí)施例要由接收機(jī)執(zhí)行的測試模式過程的流程圖。注意，圖6流程圖包括的某些步驟與圖3流程圖中的一些步驟相同。因而，相應(yīng)的步驟給以與圖3中相同的步驟號，并略去對它們的說明。下面根據(jù)圖1和圖6描述接收機(jī)的操作。
圖6中，步驟S611之前的過程與圖3中直到步驟S307的過程相同。在步驟S307結(jié)束處，接收控制部分31確定PLL電路2是否利用活動VCO1中產(chǎn)生的本振輸出而鎖定(步驟S307)。
當(dāng)確定PLL電路2未鎖定(步驟S601)，接收控制部分31確定該活動VCO1不可能是最佳VCO1，并更新“n”為“n+1”(步驟S301)，選擇提供的下一個VCO號，過程進(jìn)到步驟S302。
另一方面，當(dāng)確定PLL電路2已鎖定(步驟S601)，接收控制部分31激活A(yù)/D轉(zhuǎn)換器33。其結(jié)果，從LPF25輸出的控制電壓Vc被輸入到A/D轉(zhuǎn)換器33。A/D轉(zhuǎn)換器33對控制電壓Vc進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，對控制電壓Vc測量并數(shù)字化，并隨后將結(jié)果發(fā)送到接收控制部分31。
接收控制部分31接著確定輸入的控制電壓Vc的值是否滿足條件式VCA＜VC＜VCB(2)(步驟S603)?，F(xiàn)在參考圖7a和7b說明條件式(2)中的VCA和VCB。如上所述，當(dāng)在可編程分壓器21中設(shè)定Ntyp時，每個VCO1產(chǎn)生具有振蕩頻率FVC的本振輸出VO。然而，這時加到VCOS1的控制電壓互相不同VCC加于VCO12，VC2加于VCO11而VC1加于VCO13。VCA＜VC＜VCB復(fù)蓋的范圍小于PLL電路2可靠鎖定的范圍VCMIN＜VC＜VCMAX，且該范圍不包括VCO1的多個控制電壓Vc，如圖7a所示。亦即在圖7a中，VCA＜VC＜VCB用打點(diǎn)的區(qū)域表示，且只是VCO12的電壓Vc包括在該區(qū)域中。因而確定了VCA和VCB。另外確定VCA和VCB時也要考慮VCO的制造離散性。
當(dāng)在步驟S603中上述值不滿足條件式(2)時，接收控制部分31確定該活動VCO1不是最佳VCO，更新“n”為“n+1”(步驟S310)，且為了確定具有下一個VCO號的VCO1是否是最佳VCO，處理過程接著進(jìn)到S320。
另一方面，當(dāng)上述值滿足條件式(2)時，接收控制部分31在步驟S603中確定該活動VCO1就是最佳VCO1(步驟S604)。
圖6中，S604后的過程與圖3中從步驟S316及其后的過程相同。
按照上述測試模式，當(dāng)每個VCO1具有作為設(shè)計目標(biāo)的fo對Vc特性時，從圖7a很明顯VCO12被選為最佳VCO1。然而，與圖7a相比，當(dāng)VCO1的fo對Vc特性由于制造離散性整體地向頻率低端平移時(參見圖7b)，同樣情況下VCO13被選為最佳VCO1。注意，當(dāng)VCO1向高頻端平移時，從上述說明清楚得知在同樣情況下VCO11被選為最佳VCO1，這里略去對其特殊說明。
如上所述，按照第二實(shí)施例的接收機(jī)，正如在第一實(shí)施例那樣，要確定最佳VCO1。按照第一實(shí)施例的接收機(jī)確定PLL電路2是否對所有VCO1鎖定。然而，第二實(shí)施例的接收機(jī)依次確定PLL電路是否對每個VCO1鎖定，一當(dāng)確定最佳VCO1，混頻器8可以立即用所確定的最佳VCO1對信號S進(jìn)行下變頻。這能加速測試模式。
接著描述按照本發(fā)明第三實(shí)施例的接收機(jī)的操作。接收機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示，且這里省略對其描述。
圖8所示流程圖表示按照第三實(shí)施例要由接收機(jī)執(zhí)行的測試模式過程。注意到流程圖8包括一些步驟與圖3流程圖中的一些步驟相同。因此，對相應(yīng)的步驟給以與圖3相同的步驟號，并省略對它們的說明。下面將基于圖1和圖8描述接收機(jī)的操作。
圖8的步驟S315與圖3的步驟S315相同。亦即，接收控制部分31在步驟S309中確定n=nMAX，并參照第一表TAS和第二表TAR隨即確定最佳VCO1(步驟S315)。接收控制部分31接著發(fā)出SelOPT以通知VCO切換電路4關(guān)于在步驟S315中選中的最佳VCO1，并將該最佳VCO1的VCO號以“nopT”寫入先前提供在存儲器32中的字段101中(參見圖9)(步驟S86)。寫入該字段101的是“1”、“2”或“3”。
此后，接收機(jī)依次執(zhí)行步驟S317→S304→S305，步驟S317→S311→S312或步驟S317→S313→S314，以及隨后步驟S84。在步驟S84，接收控制部分31確定PLL電路2是否與步驟S307中活動的最佳VCO1鎖定。注意，當(dāng)接收控制部分31在確定最佳VCO1后立即執(zhí)行S84時，例如當(dāng)依次執(zhí)行步驟S315→S86→S317→S304→S305時，PLL電路2勢必鎖定了，因而接收控制部分31結(jié)束測試模式。接收機(jī)接著開始接收模式。此后，接收機(jī)按要求而斷電。
接收機(jī)可按要求而再次加電。接收控制部分31在加電后立即開始測試模式，首先從存儲器32中的字段101取出上次確定的最佳VCO1的VCO號“nopT”并將初始VCO號“n”設(shè)定為“nopT”(步驟S81)。接收控制部分31接著發(fā)出SelopT(步驟S82)以通知VCO切換電路4關(guān)于在步驟S81中前面的最佳VCO1。接收控制部分31隨后發(fā)出Ntyp(步驟S82)以設(shè)定可編程分壓器21的分壓比。
其后，接收機(jī)按照存儲在字段101中的“nopT”值依次執(zhí)行步驟S317→S304→S305，步驟S317→S311→S312或步驟S317→S313→S314，并且接收控制部分31隨后確定PLL電路2是否與前面活動的最佳VCO1鎖定(步驟S84)。與上述情況不同，當(dāng)前面的最佳VCO1被激活時不能肯定PLL電路2是否可靠地鎖定，因為其電路值可能因IC的緩慢變化而改變其初始值。這就是為什么需要步驟S84。當(dāng)PLL電路2在步驟S84鎖定時接收控制部分31結(jié)束測試模式。
如上所述，按照第三實(shí)施例的接收機(jī)，如在第一實(shí)施例那樣，要確定一最佳VCO1。另外，在對接收機(jī)再次加電時，當(dāng)PLL電路2與前面的活動VCO1鎖定時，接收控制部分繼續(xù)使用這一VCO1。這樣1與第一實(shí)施例不同，在某些情況下，第三實(shí)施例的接收機(jī)不必執(zhí)行諸如將狀態(tài)寫入第一表TAS并通過比較第一表TAS和第二表TAR而確定最佳VCO1。與第一實(shí)施例相比，這使得接收機(jī)加電和接收模式之間的時間得以縮短。
當(dāng)PLL電路2未鎖定時，接收控制部分31在步驟S84開始如第一實(shí)施例那樣相同的測試模式。然而，這時它不需要用存儲在字段101中相應(yīng)于“nOPT”的號碼再去激活VCO1并確定PLL電路是否鎖定。因此，這次接收控制部分31執(zhí)行步驟S85且不用上述VCO號“nOPT”去激活VCO1。這就加速了測試模式，接著描述按照本發(fā)明第四實(shí)施例的接收機(jī)。接收機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖1所示且省略對其描述。
圖10流程圖示出了按照第四實(shí)施例要由接收機(jī)執(zhí)行的測試模式的過程。注意，圖10流程圖包括了一些步驟與圖6和圖8流程圖中的一些步驟相同。因此，相應(yīng)的步驟給予與圖6和圖8中相同的步驟號，且簡化對它們的說明。下面將基于圖1和圖10描述接收機(jī)的操作。
圖10的步驟S604與圖6的步驟S604相同。亦即，當(dāng)從A/D轉(zhuǎn)換器33取得的控制電壓Vc的測量結(jié)果滿足上述條件式(2)時，接收控制部分31確定活動的VCO1就是最佳VCO1(步驟S604)。接收控制部分31隨即將“nOPT”寫入存儲器32的字段101中(參見圖9)(步驟S86)。此后，接收機(jī)按照所選的VCO1依次執(zhí)行步驟S317→S304→S305，步驟S317→S311→S312或步驟S317→S313→S314。
如在第三實(shí)施例中那樣，接收控制部分31接著檢查以確定PLL電路2是否與所確定的最佳活動VCO1鎖定(步驟S84)，并結(jié)束測試模式。接收機(jī)隨即開始接收模式。此后，接收機(jī)按要求斷電。
接收機(jī)按要求再次加電。接收控制部分31在加電后立即執(zhí)行步驟S81到S83，如在第三實(shí)施例那樣。此后，接收機(jī)按照存儲在字段101中的“nOPT”值依次執(zhí)行步驟S317→S304→S305，步驟S317→S311→S312或步驟S317→S313→S314。接收控制部分31隨后如象第三實(shí)施例那樣執(zhí)行步驟S84，且當(dāng)確定PLL電路2鎖定時，決定繼續(xù)使用前面的最佳VCO用于下變頻。
如上所述，按照第四實(shí)施例的接收機(jī)，如在第二實(shí)施例中那樣，以高速確定最佳VCO1，且進(jìn)一步以與第三實(shí)施例相同的方式減少了接收機(jī)加電到接收模式之間的時間。
在步驟S84，接收控制部分31在PLL電路未鎖定時開始了如第二實(shí)施例中那樣的相同測試模式，與第三實(shí)施例中相同的步驟S85使得測試模式能加快。
雖然已詳細(xì)描述了本發(fā)明，前面描述在各方面看均是解釋性的而非限制性的。應(yīng)理解可以構(gòu)思出許多其它的修改和變換而不脫離本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1．一種將經(jīng)天線輸入的信號進(jìn)行下變頻并隨后解調(diào)該變頻信號的接收機(jī)，包括多個壓控振蕩器(以下稱之為VCO)(1)，為每個VCO提供了相同的控制電壓并根據(jù)該控制電壓產(chǎn)生具有不同頻率的本振輸出；PLL電路(2)，根據(jù)從每個所述VCO(1)反饋的本振輸出和具有基準(zhǔn)頻率的基準(zhǔn)信號產(chǎn)生所述控制電壓；混頻器(8)，將經(jīng)所述天線輸入的信號頻率與來自每個所述VCO(1)的本振輸出混頻，并進(jìn)行所述下變頻；以及VCO控制部分(3,4)，在預(yù)先執(zhí)行的測試模式中測試每個所述VCO(1)，并在接收經(jīng)所述天線輸入的信號的接收模式中控制對所述VCO(1)的切換；在所述測試模式下，所述VCO控制部分(3,4)在順序切換和激活所述VCO(1)時檢測所述PLL電路(2)是否利用來自每個所述VCO(1)的本振輸出鎖定，并根據(jù)檢測結(jié)果確定一個合適的VCO(1)；在所述接收模式下，所述VCO控制部分(3,4)選擇性地激活在所述測試模式下確定的VCO(1)，并將該VCO(1)的本振輸出提供給所述混頻器(8)。
2．如權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其特征在于所述VCO控制部分(3,4)將所述檢測結(jié)果作為模式數(shù)據(jù)保持在第一表(TAS)中，參照其中寫入有對每個先前采用的模式合適的VCO(1)的第二表(TRA)，并確定與所述第一表(TAS)中保持的模式數(shù)據(jù)相對應(yīng)的合適的VCO(1)。
3．如權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其特征在于所述第二表(TAR)是根據(jù)所述VCO(1)的制造離散性而構(gòu)成的。
4．如權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其特征在于所述PLL電路(2)包括了一個可編程分壓器(21)，用于按照由所述VCO控制部分(3,4)設(shè)定的預(yù)定分壓比對所反饋的本振輸出分壓，并根據(jù)可編程分壓器(21)分壓所得的本振輸出和所述基準(zhǔn)信號產(chǎn)生控制電壓；以及在所述測試模式中，所述VCO控制部分(3,4)設(shè)定一基準(zhǔn)分壓比，每個VCO(1)用該分壓比能產(chǎn)生頻率處于頻帶內(nèi)的本振輸出，此頻帶內(nèi)包括了按照所述預(yù)定分壓比的所述輸入信號。
5．如權(quán)利要求4所述的接收機(jī)，其特征在于所述基準(zhǔn)分壓比是每個VCO(1)可以用它來產(chǎn)生具有所述頻帶中心頻率的本振輸出的一種分壓比。
6．如權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其特征在于所述VCO控制部分(3,4)存儲了上次測試模式中先前確定的VCO(1)的信息；且當(dāng)再次執(zhí)行測試模式時，所述VCO控制部分(3,4)首先測試所述存儲的VCO(1)的信息并在所述PLL電路(2)與來自VCO(1)的本振輸出鎖定時再次確定該VCO(1)是最佳VCO(1)。
7．如權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其特征在于所述PLL電路(2)和每個所述VCO(1)被集成在同一電路中。
8．一種將經(jīng)天線輸入的信號下變頻并隨后解調(diào)該變頻信號的接收機(jī)，包括多個壓控振蕩器(以下稱之為VCO)(1)，為每個VCO提供了公共的控制電壓并根據(jù)該控制電壓產(chǎn)生具有不同頻率的本振輸出；PLL電路(2)，根據(jù)從每個所述VCO(1)反饋的本振輸出和具有基準(zhǔn)頻率的基準(zhǔn)信號產(chǎn)生所述的控制電壓；混頻器(8)，將經(jīng)所述天線輸入的信號頻率與來自每個所述VCO(1)的本振輸出混頻，并進(jìn)行所述下變頻；以及VCO控制部分(3,4)在預(yù)先執(zhí)行的測試模式中測試每個所述VCO(1)，并在接收經(jīng)天線輸入的信號的接收模式中控制對所述VCO(1)的切換；在所述測試模式下，所述VCO控制部分(3,4)在順序切換和激活所述VCO(1)時檢測所述PLL電路(2)是否利用來自每個所述VCO(1)的本振輸出鎖定，并且當(dāng)由PLL電路(2)生成的控制電壓處于預(yù)定的控制電壓值處于預(yù)定的范圍內(nèi)時，確定供有該控制電壓的VCO(1)為合適的VCO(1)；在所述接收模式下，所述VCO控制部分(3,4)選擇性地激活在測試模式下確定的VCO(1)，并將該VCO(1)的本振輸出提供給所述混頻器(8)。
9．如權(quán)利要求8所述的接收機(jī)，其特征在于所述預(yù)定范圍僅包括一個控制電壓值，當(dāng)每個VCO(1)產(chǎn)生具有相同頻率的本振輸出時才提供該控制電壓。
10．如權(quán)利要求8所述的接收機(jī)，其特征在于所述PLL電路(2)包括了一個可編程分壓器(21)，用于按照由所述VCO控制部分(3,4)設(shè)定的預(yù)定分壓比對所述反饋的本振輸出分壓，并根據(jù)可編程分壓器(21)分壓所得的本振輸出和所述基準(zhǔn)信號產(chǎn)生控制電壓；以及在所述測試模式中，所述VCO控制部分(3,4)設(shè)定一基準(zhǔn)分壓比，每個VCO(1)用該分壓比能產(chǎn)生頻率處于頻帶內(nèi)的本振輸出，此頻帶內(nèi)包括了按照所述預(yù)定分壓比的所述輸入信號。
11．如權(quán)利要求10所述的接收機(jī)，其特征在于所述基準(zhǔn)分壓比是每個VCO(1)可以用它來產(chǎn)生具有所述頻帶中心頻率的本振輸出的一種分壓比。
12．如權(quán)利要求8所述的接收機(jī)，其特征在于所述VCO控制部分(3,4)存儲了上次執(zhí)行的測試模式中先前確定的VCO(1)的信息；以及當(dāng)再次執(zhí)行測試模式時，所述VCO控制部分(3,4)首先測試所述存儲的VCO(1)信息并在所述PLL電路(2)與來自VCO(1)的本振輸出鎖定時再次確定該VCO(1)是最佳VCO(1)。
13．如權(quán)利要求8所述的接收機(jī)，其特征在于所述PLL電路(2)和每個所述VCO被集成在同一電路中。
全文摘要
接收控制部分31激活VCOl
文檔編號H03B5/12GK1237835SQ9910710
公開日1999年12月8日 申請日期1999年5月26日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月26日
發(fā)明者二宮周一 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社