專利名稱：移頻鍵控接收機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及FSK(移頻鍵控)接收機(jī)，更具體地說，涉及其借助于FSK調(diào)制系統(tǒng)用二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)調(diào)頻波由正交檢測(cè)系統(tǒng)接收的FSK接收機(jī)。
近年來，隨著集成電路技術(shù)的進(jìn)展已開發(fā)了小型接收機(jī)。但是，在無線通訊領(lǐng)域中，由于基本電路系統(tǒng)維持不變，存在著不能被集成或不易被集成的元件致使縮小接收機(jī)的體積幾乎達(dá)到了其極限。例如，在超外差式接收機(jī)中，高頻濾波器、中頻濾波器等等占據(jù)了大量面積。
通過整個(gè)地改變基本電路系統(tǒng)，現(xiàn)已提出不使用占據(jù)大面積的高頻濾波器、中頻濾波器之類元件的電路系統(tǒng)。例如，F(xiàn)SK接收機(jī)中的直接轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是已知的。正如在(例如美國(guó)專利4521892中所描述的那樣，在這直接轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，信道頻率設(shè)定為等于本機(jī)振蕩頻率以便產(chǎn)生接收信號(hào)頻率與本振頻率之間的差拍分量，而且只有基帶信號(hào)由低通濾波器取出。誤差拍分量由限幅器加以限幅，然后被解調(diào)。
這直接轉(zhuǎn)換系統(tǒng)具有以下特征。即，由于信道頻率等于本振頻率，所以中頻變?yōu)榱?，并且沒有鏡頻出現(xiàn)。這意味著在高頻放大器和中頻放大器中不需要任何用于誤差鏡頻的具有極好選擇性的濾波器。因此，能獲得使用直接轉(zhuǎn)換系統(tǒng)重量輕的小型FSK接收機(jī)。
由于信道濾波器的中頻為零，所以用低頻有源濾波器就能組成用于衰減鄰近信道干擾波的信道濾波器。這種信道濾波器最好能實(shí)現(xiàn)集成電路。
如上所述，采用直接轉(zhuǎn)換系統(tǒng)不需要高頻濾波器、中頻濾波器等等元件，而且能得到重量輕的小型FSK接收機(jī)。然而，傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)換系統(tǒng)使用正交基帶信號(hào)，而混頻電路必須具有單平衡式電路布置。
當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)增加時(shí)，這種單平衡式電路是容易飽和的。尤其當(dāng)使用的供電電壓低時(shí)，這種飽和就更加顯著。當(dāng)出現(xiàn)飽和時(shí)，容易發(fā)生互調(diào)使電路性能下降。近年來通訊領(lǐng)域的市場(chǎng)已活躍起來，同時(shí)增加了無線電波的使用頻率，結(jié)果是提高了當(dāng)?shù)氐膱?chǎng)強(qiáng)。從而容易發(fā)生互調(diào)。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供具有改進(jìn)互調(diào)特性的FSK接收機(jī)。
本發(fā)明的另一目的是提供在高場(chǎng)強(qiáng)下能防止單平衡式混頻電路飽和的FSK接收機(jī)。
本發(fā)明的又一目的是提供重量輕的小型FSK接收機(jī)。
為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明所提供的FSK接收機(jī)包括放大裝置，用于放大經(jīng)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)調(diào)頻的接收電波;本機(jī)振蕩裝置，用于輸出本振頻率信號(hào);混頻裝置，用于將來自放大裝置的放大后輸出信號(hào)與本振頻率信號(hào)混頻;限幅裝置，用于接收來自混頻裝置的基帶信號(hào)分量的輸出，以限制其振幅;能調(diào)裝置;用于借助接收電波產(chǎn)生的抽樣信號(hào)，對(duì)來自限幅裝置的二進(jìn)制信號(hào)進(jìn)行抽樣;電流檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)混頻裝置的電流流動(dòng)性;以及控制裝置，用于根據(jù)來自電流檢測(cè)裝置的輸出來控制所述放大裝置的增益。


圖1是顯示按照本發(fā)明的FSK接收機(jī)的一個(gè)實(shí)施例的方框圖;
圖2是顯示圖1實(shí)施例中的解調(diào)器10的操作時(shí)序圖;
圖3是顯示圖1實(shí)施例中的ABC(自動(dòng)增益控制)電路13的布置的電路圖;
圖4是顯示圖1實(shí)施例中的AGC電路13的另一種布置的電路圖;
圖5是顯示高頻放大器1的布置的電路圖，以說明本發(fā)明的AGC操作;
圖6是顯示高頻放大器1的另一布置的電路圖，以說明本發(fā)明的AGC操作;及圖7是顯示高頻放大器1的又一布置的電路圖，以說明本發(fā)明的AGC操作。
下文將參考諸附圖描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。圖1示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。輸入到輸入端IN的用二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)的傳號(hào)或空號(hào)調(diào)頻的接收電波經(jīng)由高頻放大器1加以放大，并被分成兩個(gè)分量，分別輸入到混頻電路2和3。混頻電路2的另一個(gè)輸入是通過90°移相器5把來自本機(jī)振蕩電路4的本振頻率移相了+45°所得到的頻率信號(hào)，而混頻電路3的另一個(gè)輸入是通過90°移相器5把來自本機(jī)振蕩電路4的本振頻率移相了-45°所得到的頻率信號(hào)。
彼此相移了90°的基帶信號(hào)是從混頻電路2和3得到的，該混頻電路2和3各自接收來自高頻放大器1的輸出和來自90°移相器5的輸出。這樣，如上所述，由于信道頻率等于來自本機(jī)振蕩電路4的本振頻率，所以基帶頻率具有差頻。低通濾波器6和7只取出基帶信號(hào)分量，從而限制了噪聲頻帶。
取出的基帶信號(hào)分量分別被輸入到限幅電路8和9，得到了二值化I信號(hào)(同相信號(hào)分量)和二值化Q信號(hào)(象限Quadrant)信號(hào)分量)。'I和Q信號(hào)被輸入到由D觸發(fā)器組成的解調(diào)器10以便加以解調(diào)。
圖2B所示Q信號(hào)被加到組成解調(diào)器10的D觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端D，圖2c所示I信號(hào)被輸入到時(shí)鐘輸入端CL，Q信號(hào)是響應(yīng)I信號(hào)的前沿而被接收的。這樣，圖2D所示已解調(diào)輸出L出現(xiàn)在D觸發(fā)器的Q輸出端。已解調(diào)的輸出L通過用于降低噪聲的低通濾波器11輸入到比較器12并加以二值化，同時(shí)出現(xiàn)在輸出端OUT的已解調(diào)的輸出L作為對(duì)應(yīng)于圖2A所示傳輸側(cè)上的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)。
盡管上述裝置是大家都知道不錯(cuò)的裝置，按照本發(fā)明，還是把AGC電路13加到該裝置中以防止飽和，為的是得到混頻電路2的良好互調(diào)特性。該AGC電路13檢測(cè)混頻電路2的電流流動(dòng)，以便根據(jù)被測(cè)得的電流來控制高頻放大器1的增益。
圖3顯示在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中的混頻電路2和AGC電路13?；祛l電路2是單平衡式電路，是由發(fā)射極連接的差動(dòng)晶體管Q1和Q2，連接在地和差動(dòng)晶體管Q1和Q2的發(fā)射極之間的公共連接點(diǎn)間的電流源晶體管Q3、以及電阻R1至R4所組成，電阻R1至R4分別跨接在從AGC電路13延伸的電源線和晶體管Q1和Q2的集電極及基極之間。來自高頻放大器1的RF(高頻)信號(hào)被加到晶體管Q3的基極，來自90°移相器5的本振信號(hào)被加到晶體管Q1的基極，同時(shí)是從晶體管Q2的集電極提取的要加到低通濾波器6的差拍分量。
AGC電路13由串聯(lián)插入從混頻電路2和差動(dòng)放大器111的電源110延伸的電源線當(dāng)中的電阻112組成，該放大器111取電阻112兩端電壓作為其差動(dòng)輸入，用于輸出控制信號(hào)至高頻放大器1。
在高場(chǎng)強(qiáng)區(qū)域中進(jìn)行接收操作時(shí)，為響應(yīng)提供給晶體管Q3基極的大振幅RF信號(hào)，混頻電路2執(zhí)行飽和操作。由于這個(gè)緣故，增大了混頻電路2的平均電流(電源電流)，該電流被電阻112檢出并被轉(zhuǎn)換成電阻112兩端的電壓。這樣，從差動(dòng)放大器111加到高頻放大器1的AGC電壓是按照混頻電路2的平均電流而產(chǎn)生的。
AGC電路13是由差動(dòng)放大器111如此組成以致于AGC電壓是與混頻電路2的平均操作電流值成正比而產(chǎn)生的。然而，可以用比較器代替差動(dòng)放大器111組成AGC電路13。在這情況下，如果混頻電路2的平均操作電流值大于預(yù)定值的話，就能產(chǎn)生AGC電壓。
圖4顯示AGC電路的另一裝置。在圖4中和圖3相同的標(biāo)號(hào)表示同樣的元件。由于電路電流因混頻電路2的飽和而增加，降低了混頻電路2輸出端(即，晶體管Q2的集電極)的偏壓。因此，在這裝置中，偏壓的變化是由比較器113檢出而產(chǎn)生AGC電壓。
更準(zhǔn)確地說，從混頻電路2來的輸出電壓是通過電阻R7和電容C2的積分以獲得平均值，該平均值被用作比較器113的一個(gè)輸入。當(dāng)基準(zhǔn)電壓充當(dāng)另一個(gè)輸入時(shí)，就使用通過電阻R5降低電源電壓所得到的電壓降。電阻R5具有和電阻R2相同的阻值，而在無信號(hào)狀態(tài)下與在晶體管Q2的集電極中流動(dòng)的電流相等的電流則加到電阻R5上。
為此目的，設(shè)置了晶體管Q4，使該晶體管Q4，流過其值為來自電流源晶體管Q3的1/2電流的電流，這電流供到電阻R5以便具有與無信號(hào)狀態(tài)下的電流值相等的值，由此產(chǎn)生比較器113的基準(zhǔn)電壓。
注意，電阻R6和電容C1構(gòu)成一積分電路用于阻止高頻信號(hào)混入到電流源晶體管Q4的電流當(dāng)中。
在這裝置中，可用差動(dòng)放大器代替比較器113，以便依據(jù)差動(dòng)輸入之間的差異產(chǎn)生AGC電壓。
下面將描述使用圖3和4所示AGC電壓的高頻放大器1的AGC操作。參考圖5，高頻放大器1是由發(fā)射極接地晶體管Q6、基極接地晶體管Q7、以及LC振蕩回路114組成。LC振蕩回路114有選擇地輸出RF信號(hào)。通過晶體管Q7的基極電阻R9和R10把電路電源電壓Vcc加到高頻放大器1。應(yīng)當(dāng)指出，電容器C3就是降噪電容器。
在這個(gè)實(shí)施例中，pnp晶體管Q5接到與電源線串聯(lián)的電阻R9的兩端，來自AGC電路13的AGC電壓經(jīng)電阻R8加到晶體管Q5的基極。例如，AGC電壓在高場(chǎng)強(qiáng)下達(dá)到高電平，而該AGC電壓在低場(chǎng)強(qiáng)下轉(zhuǎn)為低電平。在低場(chǎng)強(qiáng)下，晶體管Q5被導(dǎo)通以便把電阻R9短路，因此供電電流不受限制。在高場(chǎng)強(qiáng)下，由于電阻R9是插在電源線當(dāng)中，所以供電電流受限制，從而減小了增益。
因此，當(dāng)AGC電壓根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)的增加而逐漸增加時(shí)，pnp晶體管Q5的阻抗也相應(yīng)地逐漸增加，使電阻R9逐漸地限制電流，這樣就能控制增益。
在圖6所示的配置中，pnp晶體管Q8并聯(lián)接到LC振蕩回路114充當(dāng)輸出電路，AGC電壓通過倒相器115和電阻R11被加到pnp晶體管Q8的基極。當(dāng)AGC電壓在高場(chǎng)強(qiáng)下達(dá)到高電平時(shí)，晶體管Q8導(dǎo)通，使得LC振蕩回路114處于短路狀態(tài)，從而減小了LC振蕩回路114的阻抗。這樣，就降低了電路增益。
在這種配置中，當(dāng)AGC電壓根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)而變化時(shí)，LC振蕩回路114的阻抗可通過逐漸改變晶體管Q8的阻抗來加以控制。
在圖7的配置中，電阻R12與高頻放大器1的RF輸出線(即，晶體管Q7的集電極輸出線)串聯(lián)，晶體管Q9接到電阻R12的兩端。顯然，在圖7的配置中，根據(jù)經(jīng)由電阻R13加到晶體管Q9的AGC電壓可以控制晶體管Q9的阻抗，以改變電阻R12和晶體管Q9的復(fù)合阻抗，而可實(shí)現(xiàn)各種不同的改動(dòng)。
如上所述，按照本發(fā)明，由于在高場(chǎng)強(qiáng)下能阻止混頻電路的飽和，所以能便利地改善互調(diào)特性。
權(quán)利要求
1.Fsk接收機(jī)，其特征在于，包括放大裝置(1)，用于放大用二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)調(diào)頻的接收電波；本機(jī)振蕩裝置(4)，用于輸出本振頻率信號(hào)；混頻裝置(2)，用于把來自所述放大裝置的放大后輸出信號(hào)同本振頻率信號(hào)混頻；限幅裝置(8)，用于接收來自所述混頻裝置的基帶信號(hào)分量輸出以限制其振幅；能調(diào)裝置(10)，用于借助接收電波產(chǎn)生的抽樣信號(hào)，對(duì)來自所述限幅裝置的二進(jìn)制信號(hào)進(jìn)行取樣；電流檢測(cè)裝置(13)，用于檢測(cè)流過所述混頻裝置的電流；及控制裝置(Q5，Q8，Q9)，用于根據(jù)來自所述電流檢測(cè)裝置的輸出來控制所述放大裝置的增益。
2.按照權(quán)利要求1的接收機(jī)，其特征在于，所述電流檢測(cè)裝置包括串聯(lián)插入所述混頻裝置的電源線當(dāng)中的檢測(cè)電阻(112)和根據(jù)所述檢測(cè)電阻的端電壓來輸出控制信號(hào)的裝置(111)。
3.按照權(quán)利要求1的接收機(jī)，其特征在于，所述電流檢測(cè)裝置包括根據(jù)來自所述混頻裝置的輸出DC電壓來輸出控制信號(hào)的裝置(113)。
4.按照權(quán)利要求1的接收機(jī)，其特征在于，所述控制裝置包括根據(jù)從電流檢測(cè)裝置來的輸出，控制來自所述放大裝置的偏置電流的偏流控制裝置(Q5)。
5.按照權(quán)利要求1的接收機(jī)，其特征在于，所述控制裝置包括用于根據(jù)所述電流檢測(cè)裝置的輸出控制所述放大裝置的輸出電路(114，R12)阻抗的阻抗控制裝置(Q8，Q9)。
6.按照權(quán)利要求5的接收機(jī)，其特征在于，所述輸出電路包括并聯(lián)諧振電路114，和所述阻抗控制裝置控制所述并聯(lián)諧振電路的阻抗。
7.按照權(quán)利要求5的接收機(jī)，其特征在于，所述輸出電路包括電阻(R12)，和所述阻抗控制裝置控制所述電阻的DC阻抗。
8.按照權(quán)利要求1的接收機(jī)，其特征在于，所述控制裝置是由并聯(lián)連接到用于控制所述放大裝置增益的一個(gè)元件上的晶體管構(gòu)成，并且有由所述電流檢測(cè)裝置的輸出所控制的阻抗。
全文摘要
FSK接收機(jī)，包括放大器、本振電路、混頻電路、限幅電路、解調(diào)電路、電流檢測(cè)電路和控制電路。放大器放大用二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)調(diào)頻的接收波。本振電路輸出本振頻率信號(hào)?；祛l電路把放大器的輸出與本振頻率信號(hào)混頻。限幅電路接收混頻電路的基帶信號(hào)分量輸出，以限制其振幅。解調(diào)器借助于接收波產(chǎn)生的取樣信號(hào)，對(duì)限幅電路的二進(jìn)制信號(hào)取樣。電流檢測(cè)電路檢測(cè)流過混頻電路的電流。控制電路根據(jù)電流檢測(cè)電路的輸出控制放大器的增益。
文檔編號(hào)H04B1/26GK1081551SQ9310535
公開日1994年2月2日 申請(qǐng)日期1993年5月6日 優(yōu)先權(quán)日1992年5月6日
發(fā)明者南洋一郎 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社