專(zhuān)利名稱(chēng)：發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路，具體地涉及發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路的振蕩器級(jí)。
由于電路集成度和降低成本的水平不斷進(jìn)展，蜂窩電話之類(lèi)的通信設(shè)備得到了廣泛范圍的應(yīng)用。通信裝置的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路，用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)或信息。本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的熟練人員周知，發(fā)射機(jī)電路直接發(fā)送數(shù)據(jù)，或是通過(guò)載波信號(hào)運(yùn)載數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行發(fā)送，供接收機(jī)電路接收。通常，發(fā)射機(jī)電路輸出的信號(hào)功率比較大，以使信號(hào)能傳送到寬廣的地區(qū)范圍。與之相對(duì)應(yīng)，接收機(jī)電路能靈敏地接收小幅度的信號(hào)。如果接收到的信號(hào)是高頻的載波信號(hào)，將由接收機(jī)電路變換到一個(gè)較低的頻率上，以便在集成電路內(nèi)進(jìn)行處理，而后可將運(yùn)載在該信號(hào)上的信息恢復(fù)出來(lái)。
雖然，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路的功能不同，但兩者都使用了類(lèi)同的振蕩器頻率。例如，一個(gè)兩級(jí)混頻的接收機(jī)調(diào)諧接收915MHz的載波信號(hào)。915MHz的輸入信號(hào)在第一級(jí)混頻器中與1055MHz振蕩頻率的第一本機(jī)振蕩信號(hào)進(jìn)行混頻。第一級(jí)混頻器輸出兩個(gè)頻率之差頻信號(hào)(1055MHz-915MHz)，得到140MHz頻率的載波信號(hào)。又用第二級(jí)混頻器進(jìn)一步降低載波信號(hào)頻率。第一級(jí)混頻器輸出的140MHz載波信號(hào)再與129.3MHz的第二本機(jī)振蕩信號(hào)進(jìn)行混頻，產(chǎn)生出為兩個(gè)信號(hào)之差頻的10.7MHz載波信號(hào)。這樣，載波信號(hào)從915MHz降低到10.7MHz，便于用標(biāo)準(zhǔn)集成電路上制作的電路進(jìn)行處理。
一個(gè)兩級(jí)變頻的發(fā)射機(jī)電路與上述接收信機(jī)例子相配對(duì)就是一個(gè)例子，它輸出915MHz的信號(hào)供其它的接收機(jī)電路接收。將待發(fā)送的數(shù)據(jù)提供給一個(gè)具有140MHz振蕩信號(hào)輸出的調(diào)制振蕩器(offsetoscillator)，使數(shù)據(jù)或信息調(diào)制于140MHz上。該調(diào)制振蕩器輸出的140MHz信號(hào)再與第一本機(jī)振蕩器(與接收機(jī)例子中所用的相同)來(lái)的1055MHz振蕩信號(hào)一起施加在一個(gè)調(diào)制混頻器上(offsetmixer)，該混頻器輸出915MHz(1055MHz-140MHz)的差頻信號(hào)。然后，將這915MHz信號(hào)放大和發(fā)送。給出1055MHz信號(hào)的本機(jī)振蕩器既用于發(fā)送信號(hào)，也用于接收信號(hào)，故它是一直工作的。
雖然兩者的頻率相近，但接收機(jī)電路的第二本機(jī)振蕩器輸出129.3MHz信號(hào)，而發(fā)射機(jī)電路的調(diào)制器振蕩器輸出140MHz信號(hào)，因?yàn)榻邮諜C(jī)電路接收的信號(hào)電平是很低的，調(diào)制器振蕩器的輸出寄生地耦合到接收機(jī)電路，將降低接收機(jī)對(duì)所需的140MHz信號(hào)的接收靈敏度。為了減輕這種影響，在接收時(shí)要將作為干擾源的調(diào)制器振蕩器除去。要除去調(diào)制器振蕩器產(chǎn)生的干擾，一種普通的方法是使調(diào)制器振蕩器工作在兩倍的頻率(用280MHz來(lái)代替上面例子中的140MHz)，并且一個(gè)雙穩(wěn)態(tài)電路進(jìn)行2∶1分頻。于是，當(dāng)不需要調(diào)制器振蕩器的輸出時(shí)，可以很快地切斷雙穩(wěn)態(tài)電路輸出的140MHz信號(hào)。雖然，將干擾源偏移到能靈敏地接收信號(hào)的頻率范圍之外，以很快地消除干擾源，但這種技術(shù)導(dǎo)致功耗增大的結(jié)果。
對(duì)于由電池供電的電路，降低發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路的功耗是一種實(shí)際需要。低功耗意味著延長(zhǎng)電池的壽命，對(duì)便攜式通信裝置來(lái)說(shuō)這是產(chǎn)品的一個(gè)重要參數(shù)。此外，減少發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路中所用的元器件可減少集成電路規(guī)模和降低成本。如果對(duì)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路能做到減少?gòu)?fù)雜性和減低功耗，是有很大效益的。
簡(jiǎn)要地說(shuō)，本發(fā)明提供出一種電路，用以對(duì)接收機(jī)第二混頻級(jí)提供一個(gè)第一振蕩頻率和對(duì)發(fā)射機(jī)調(diào)制級(jí)提供一個(gè)第二振蕩頻率，并給出了有關(guān)方法。
本電路包含一個(gè)振蕩器、一個(gè)第一切換器、一個(gè)第二切換器和一個(gè)控制電路。
第一切換器包括一個(gè)控制輸入端、一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端。振蕩器的頻率可變，它包括一個(gè)與第一切換器的輸出端相連接的輸入端、一個(gè)控制輸入端和一個(gè)輸出端。第二切換器包括一個(gè)第一控制輸入端、一個(gè)第二控制輸入端、一個(gè)與振蕩器輸出端相連接的輸入端、一個(gè)與接收機(jī)混頻級(jí)相連接的第一輸出端和一個(gè)與發(fā)射機(jī)調(diào)制級(jí)相連接的第二輸出端。
控制電路包括第一輸出端、第二輸出端、第三輸出端和第四輸出端。控制電路的第一輸出端連接到第一切換器的控制輸入端，以在發(fā)送期間啟動(dòng)第一切換器。控制電路的第二輸出端連接到振蕩器的控制輸入端，以改變振蕩器的頻率?？刂齐娐返牡谌偷谒妮敵龆朔謩e連接到第二切換器的第一和第二控制輸入端，以通過(guò)第二切換器控制振蕩器與接收機(jī)混頻級(jí)和發(fā)射機(jī)調(diào)制級(jí)的連接。


圖1是示出本發(fā)明的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路的方框圖;
圖2示出本發(fā)明提供出切換輸出的振蕩級(jí)的最佳實(shí)施例;
圖3示出與圖2的振蕩級(jí)對(duì)應(yīng)的定時(shí)圖。
圖1示出本發(fā)明的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路的方框圖。
無(wú)線雙向通信經(jīng)常涉及在單個(gè)載波頻率上發(fā)送和接收信息。發(fā)送和接收的一般方法是交替地進(jìn)行發(fā)送和接收。例如，50%工作循環(huán)的發(fā)送和接收周期是一半時(shí)間發(fā)送信息，一半時(shí)間接收信號(hào)。整個(gè)發(fā)送和接收周期的典型值在100ms以下，具體取決于雙向通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
規(guī)模、功耗和成本決定了在單個(gè)集成電路上所可能多的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路。雖然功能不同，但發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路使用了類(lèi)似的部件，并工作于相同或相近的頻率上。發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路有十分相似的部件這一特點(diǎn)，會(huì)出現(xiàn)由輻射或耦合的信號(hào)能引起的干擾問(wèn)題。發(fā)送和接收周期采用短的循環(huán)時(shí)間(50ms或更短)時(shí)，使得難以用電路技術(shù)讓發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路單元(諸如用于發(fā)射機(jī)電路的振蕩器)免除干擾問(wèn)題。本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的熟練人員周知，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路一般包含有一個(gè)以上的振蕩器，各個(gè)振蕩器工作于不同的頻率上。然而，多振蕩器的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路會(huì)增添費(fèi)用、增加電路復(fù)雜性和增多部件數(shù)目。通常，對(duì)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路使用分立的振蕩器，它們產(chǎn)生出的頻率是相近但不相同。依靠在發(fā)射機(jī)調(diào)制級(jí)和接收機(jī)混頻級(jí)之間復(fù)用一個(gè)振蕩器，可以做到省掉一個(gè)振蕩器及其所屬的全部電路。
圖1中示例出一個(gè)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路11。發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路11包含有一個(gè)發(fā)送級(jí)25和一個(gè)接收級(jí)20。發(fā)送級(jí)25和接收級(jí)20交替地工作，以分別地發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。
接收級(jí)20包含有混頻器12和混頻器24。混頻器12包括有輸入端13、輸入端14和輸出端16?；祛l器24包括有輸入端21、輸入端22和輸出端23。本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的人員周知，混頻器給出一個(gè)輸出頻率，它是兩個(gè)輸入頻率之差?；祛l器12接收的信號(hào)其頻率高于混頻器24接收的信號(hào)。在最佳的實(shí)施例中，連接在混頻器12和混頻器24接收的信號(hào)。在最佳的實(shí)施例中，連接在混頻器12和混頻器24之間的濾波器17具有帶通或低通特性，以濾去附加的噪聲和不需要的混頻器輸出信號(hào)。濾波器17包括有一個(gè)連接到混頻器12的輸出端16的輸入端18和一個(gè)連接到混頻器24的輸入端21的輸出端19。輸入端13接收一個(gè)攜帶數(shù)據(jù)或信息的載波信號(hào)。至于數(shù)據(jù)是怎樣地運(yùn)載在該載波信號(hào)上的，這與本發(fā)明無(wú)關(guān)。
發(fā)送級(jí)25包含一混頻器48?；祛l器48有一個(gè)輸入端49、一個(gè)連接到振蕩器26輸出端28的輸入端51和一個(gè)輸出端52?；祛l器48所起的作用雖然與混頻器12所起的作用正相反，但工作原理是一樣的?；祛l器48在輸入端49上接收一個(gè)頻率較低的信號(hào)，而在輸出端52上輸出一個(gè)頻率較高的信號(hào)。例如，混頻器48在接收端49上接民上一個(gè)載有待發(fā)送信息的140MHz信號(hào)，而振蕩器26對(duì)混頻器48的輸入端51提供一個(gè)1055MHz信號(hào)，混頻器48在其輸出端52輸出一個(gè)915MHz信號(hào)，它是兩個(gè)輸入信號(hào)頻率之差。在這915MHz信號(hào)上保留有原來(lái)載有的信息。眾所周知，在輸出端52上給出的信號(hào)(915MHz信號(hào))要進(jìn)一步受到濾波、放大和發(fā)送(在圖1中未示出)，供其它通信裝置接收。需要指出，振蕩器26對(duì)接收部分20和發(fā)送部分25兩者提供出相同的頻率，所以，要使振蕩器26一直工作。
振蕩器26對(duì)發(fā)送級(jí)25和接收級(jí)20兩者提供出一個(gè)預(yù)定頻率的信號(hào)，振蕩器26的一個(gè)輸出端27連接到混頻器12的輸入端14，另一個(gè)輸出端28連接到混頻器48的輸入端51。
混頻器12輸出的信號(hào)其頻率等于輸入端13和14上接收到的兩個(gè)信號(hào)頻率之差。例如，如果在輸入端13上接收到一個(gè)915MHz信號(hào)，振蕩器26在輸入端14上提供出一個(gè)1055MHz信號(hào)，則混頻器12在輸出端16上輸出一個(gè)頻率為兩信號(hào)頻率之差的140MHz信號(hào)。雖然頻率降低了，但混頻器12的輸出信號(hào)仍攜帶著載在原915MHz信號(hào)上的任何數(shù)據(jù)或信息。混頻器24還將140MHz的頻率降低，這在下文的描述中將詳細(xì)說(shuō)明。
對(duì)發(fā)送部分25中混頻器48的輸入端49和接收級(jí)20中混頻器24的輸入端22供給以相近而并不相同的頻率。前面已說(shuō)明，混頻器24將接收來(lái)自混頻器12的信號(hào)進(jìn)一步降低頻率，這是對(duì)混頻器24的輸入端22提供一個(gè)預(yù)定頻率的信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。例如，如上所述，在混頻器24的輸入端21上接收由混頻器12給出的140MHz信號(hào)，其在混頻器24的輸入端22上需要一個(gè)129.3MHz的信號(hào)，以使其輸出端23產(chǎn)生出10.7MHz的信號(hào)。這10.7MH信號(hào)中保留有待接收的、所載的信息。由混頻器24提供出這樣地較低頻率的信號(hào)，用集成在半導(dǎo)體芯片上的電路進(jìn)行處理可方便得多。
前面已說(shuō)明，混頻器48在輸入端49上接收到140MHz的信號(hào)(它上面載有信息)，變換成較高頻率的信號(hào)后用于發(fā)送。需要指出，由混頻器48接收的140MHz信號(hào)與由混頻器24接收的129.3MHz信號(hào)頻率相近但不相同。很明顯，要應(yīng)用分立的振蕩器和其它外圍電路來(lái)產(chǎn)生140MHz信號(hào)和129.3MHz信號(hào)。分立的振蕩器電路引起的問(wèn)題是易造成干擾，它耦合到接收電路而導(dǎo)致降低其靈敏度，并由于增多元器件和增加電路復(fù)雜性而增高成本。
解決干擾問(wèn)題和減少電路復(fù)雜性的一個(gè)辦法是使用一個(gè)可調(diào)節(jié)振蕩器來(lái)提供出兩個(gè)振蕩頻率。因?yàn)榻邮占?jí)20和發(fā)送級(jí)25是交替地工作的(它們不會(huì)同時(shí)工作)，所以這種辦法是可行的。在最佳的實(shí)施例中，接收級(jí)20和發(fā)送級(jí)25以一個(gè)固定的工作循環(huán)不斷地交替工作，這是本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的人員周知的一種發(fā)送和接收方法。可調(diào)節(jié)的振蕩器38對(duì)混頻器24和混頻器48兩者分別提供合適的振蕩頻率。振蕩電路38有一個(gè)控制輸入端39、一個(gè)輸入端35和一個(gè)輸出端41。在最佳的實(shí)施例中，振蕩器38是本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的人員周知的一個(gè)壓控振蕩器(VCO)。
在最佳實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路11有相等的發(fā)送和接收周期。所以，振蕩器38的約50%時(shí)間連接到混頻器24，約50%時(shí)間連接到混頻器48。切換器42用來(lái)將振蕩器38的輸出端連接到接收部分20或發(fā)送部分25。切換器42包括有一個(gè)連接到振蕩器輸出端41的輸入端43、一個(gè)控制輸入端44、一個(gè)控制輸入端45、一個(gè)連接到混頻器24輸入端22的輸出端46和一個(gè)連接到混頻器48輸入端49的輸出端47。在最佳實(shí)施例中，控制輸入端44和45通過(guò)輸出端46和47提供出控制，可使兩路輸出都不接通或者其中一路接通。切換器42是與所運(yùn)行的頻率相協(xié)調(diào)的。例如，高頻信號(hào)需要Motorola公司生產(chǎn)的XRFIC2003型之類(lèi)的GaAs(砷化鎵)開(kāi)關(guān)器件。XRFIC2003型開(kāi)關(guān)器件象切換器42那樣有一個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出端，有兩個(gè)控制輸入端用以控制兩個(gè)輸出端之間的轉(zhuǎn)接，但不能使兩個(gè)輸出端同時(shí)不接通。雖然對(duì)本電路來(lái)說(shuō)在兩個(gè)輸出端之間的轉(zhuǎn)接是有作用的，但它可能會(huì)讓不需要的頻率泄漏到發(fā)送級(jí)25或接收級(jí)20，因而應(yīng)當(dāng)組合進(jìn)其它校正電路，以使在振蕩器38工作穩(wěn)定之前兩個(gè)輸出端都不接通。
在最佳實(shí)施例中，待發(fā)送的信息經(jīng)由切換器33連接到振蕩器38。切換器33包括有一個(gè)輸入端34、一個(gè)控制輸入端36和一個(gè)連接到振蕩器38輸入端35的輸出端37。在輸入端35上接收到的信息，由振蕩器38載于一個(gè)載波信號(hào)上輸出。
控制電路29控制振蕩器38、切換器42和切換器33?？刂齐娐?9包括有一個(gè)發(fā)送啟動(dòng)輸入端53、一個(gè)接收啟動(dòng)輸入端54、一個(gè)連接到切換器42控制輸入端45的輸出端15、一個(gè)連接到切換器42控制輸入端44的輸出端30、一個(gè)連接到振蕩器38控制輸入端39的輸出端31和一個(gè)連接到切換器33控制輸入端36的輸出端32。
控制電路29的工作以及與振蕩器38和切換器33、32的交互作用最好舉例來(lái)解釋。發(fā)送和接收的工作周期均為20ms，即以20ms時(shí)間發(fā)送信息，20ms時(shí)間接收信息。應(yīng)用上面所述的頻率，振蕩器38交替地給接收級(jí)20提供129.3MHz信號(hào)，給發(fā)送級(jí)25提供140MHz信號(hào)。經(jīng)由切換器42將振蕩器38連接到混頻器24和上變頻器48的交替順序，是由控制電路29控制的。在最佳實(shí)施例中，在振蕩器38改變頻率之前，由控制電路29的輸出30和15使切換器42的輸出端46和47都不接通。輸出端46和47的不接通，防止了來(lái)自發(fā)送或接收的不需要的信號(hào)頻率的出現(xiàn)。
發(fā)送的工作周期是由發(fā)送啟動(dòng)輸入端53上接收到的啟動(dòng)信號(hào)來(lái)定義的。振蕩器38在輸入端39上從控制電路29接收一個(gè)信號(hào)以改變振蕩頻率;按照所舉例子的數(shù)據(jù)，控制電路29使振蕩器38的振蕩頻率自129.3MHz變更到140MHz。控制電路29通過(guò)輸出端32啟動(dòng)切換器33，使它向振蕩器38輸送出待發(fā)送的數(shù)據(jù)。控制電路29的輸出端15及輸出端30，在振蕩器38已穩(wěn)定于140MHz之后接通切換器42的輸出端47。為確保在發(fā)送開(kāi)始之前振蕩器38工作于140MHz，輸出端47的延時(shí)接通是十分關(guān)鍵的。在20ms的預(yù)定時(shí)間之后(發(fā)送已經(jīng)完成)，當(dāng)將發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路11置入接收模式之前，切換器42的輸出端46和47都不接通這;此時(shí)，切換器33也不接通。
接收的工作周期是由接收啟動(dòng)輸入端54上接收到的啟動(dòng)信號(hào)來(lái)定義的。在某些方面，接收工作周期與發(fā)送工作周期是類(lèi)同的。不過(guò)，當(dāng)發(fā)信機(jī)和收信機(jī)電路11在發(fā)送工作周期終端回復(fù)到接收模式時(shí)，振蕩器38的輸入端39已經(jīng)從控制電路29接收到一個(gè)信號(hào)而改變振蕩頻率。在這里的例子中，當(dāng)接收啟動(dòng)輸入端54接收到啟動(dòng)信號(hào)時(shí)，控制電路29已經(jīng)通過(guò)輸出端31將振蕩器38的振蕩頻率從140MHz調(diào)節(jié)到129.3MHz。控制電路29的輸出端30及輸出端15，在振蕩器38已穩(wěn)定于129.3MHz之后接通切換器42的輸出端46。于是，可以接收輸入端13上的信號(hào)。在20ms的預(yù)定時(shí)間之后(接收已經(jīng)完成)，切換器42的輸出端46和47再次都不接通，以開(kāi)始將發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路11置入發(fā)送模式。當(dāng)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路一直受以啟動(dòng)時(shí)，發(fā)送和接收的工作周期不斷地重復(fù)。
圖2是振蕩器部分121的最佳實(shí)施例，它按照本發(fā)明提供出切換的輸出。圖3是有助于說(shuō)明圖2中振蕩器部分121工作的定時(shí)圖。圖2對(duì)應(yīng)于圖1中的切換器33、振蕩器38、切換器42和控制電路29。
壓控振蕩器(VCO)68提供出至少兩個(gè)不同頻率的信號(hào)。VCO68包括有一個(gè)控制輸入端69、一個(gè)控制輸入端71和一個(gè)輸出端72。在最佳實(shí)施例中，一個(gè)增量調(diào)節(jié)電路60微變地增大或減小VCO68輸出的振蕩頻率。增量調(diào)節(jié)電路60包括有一個(gè)接收基準(zhǔn)頻率的輸入端61、一個(gè)連接到VCO68的輸出端72的輸入端62、一個(gè)連接到發(fā)送啟動(dòng)輸入端87(TE)的控制輸入端120和一個(gè)輸出端63;輸入端62用來(lái)得到反饋信號(hào)以檢知VCO68的輸出頻率，而控制輸入端120用來(lái)對(duì)VCO68作出振蕩頻率的變化方向調(diào)整。低通濾波器64濾除由增量調(diào)節(jié)電路60產(chǎn)生的高頻分量，從而對(duì)VCO68提供出穩(wěn)定的控制信號(hào)。低通濾波器包括有一個(gè)連接到增量調(diào)節(jié)電路60輸出端63的輸入端66和一個(gè)連接到VCO68控制輸入端69的輸出端67。VCO68輸出端72上的振蕩信號(hào)頻率與其輸入端69和71上的電壓大小相對(duì)應(yīng)。由增量調(diào)節(jié)電路60、低通濾波器64和VCO68組成一個(gè)鎖相環(huán)路73，使VCO68產(chǎn)生出一個(gè)具有最小頻率偏差的穩(wěn)定信號(hào)。改變VCO68輸入端71上的電壓，可改變輸出端72上的頻率。應(yīng)用Motorola公司生產(chǎn)的鎖相環(huán)路集成塊MC145151，能構(gòu)成與上面所述的結(jié)構(gòu)相類(lèi)似的鎖相環(huán)路。也可以使用有著不同結(jié)構(gòu)的鎖相環(huán)路，以獲得另一樣的結(jié)果。
當(dāng)需要改變頻率時(shí)，使VCO68很快地穩(wěn)定是十分重要的。如果VCO68的穩(wěn)定要占去20ms時(shí)間的相當(dāng)一部分，則在短的交替時(shí)間，例如在20ms內(nèi)(如對(duì)圖1所作的敘述)發(fā)送和接收信息是非常困難的。在最佳的實(shí)施例中，VCO68在輸出端72上提供出第一和第二頻率。借助于對(duì)VCO68加上一個(gè)誤差電壓或差值電壓以產(chǎn)生出新的頻率，穩(wěn)定到新頻率的速度可大大加快。因此，將誤差電壓饋送到控制輸入端71，以改變VCO68的頻率。誤差電壓形成電路79提供出誤差電壓以控制VCO68的控制輸入端71。誤差電壓形成電路79輸出第一和第二誤差電壓，分別對(duì)應(yīng)于VCO68產(chǎn)生出第一和第二頻率，例如，當(dāng)VCO68要產(chǎn)生出第一頻率時(shí)，誤差電壓形成電路79輸出第一誤差電壓。類(lèi)似地，當(dāng)VCO68要產(chǎn)生出第二頻率時(shí)，誤差電壓形成電路79輸出第二誤差電壓。一旦誤差電壓輸入到VCO68，并且增量調(diào)節(jié)電路60由控制輸入端120編程得使VCO68工作于新頻率上，則鎖相環(huán)路73作出改變頻率的響應(yīng)，將VCO68穩(wěn)定在所對(duì)應(yīng)的新頻率上。由于誤差電壓表成電路79產(chǎn)生出了誤差電壓輸入，所以鎖相環(huán)路73只需要很小的校正電壓，從而使頻率穩(wěn)定所需的時(shí)間最小。
在最佳實(shí)施例中，誤差電壓形成電路79是一個(gè)電阻分壓網(wǎng)絡(luò)，它可以切換以提供出第一和第二誤差電壓。誤差電壓形成電路79包含有電阻93、電阻94、門(mén)電路96和電阻95。電阻P3和P4組成一個(gè)電阻分壓器。電阻93連接在VCO68輸入端71與電源供電端84之間，電阻94連接在輸入端71與地之間。門(mén)電路96有一個(gè)第一端子、一個(gè)第二端子和一個(gè)控制端81。門(mén)電路96的第一端子連接到輸入端71，控制端81連接到輸入端87(TE，發(fā)送啟動(dòng))。電阻P5連接在門(mén)電路96的第二端子與地之間。電阻93、電阻94和門(mén)電路96三者的公共連接點(diǎn)連接到輸入端71，它對(duì)應(yīng)于圖1中控制電路29的輸出端31。當(dāng)門(mén)電路96不接通時(shí)，產(chǎn)生出第一誤差電壓;當(dāng)門(mén)電路96接通而將電阻95與電阻94并聯(lián)時(shí)，產(chǎn)生出第二誤差電壓。顯然，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的熟練人員知道，還有著對(duì)VCO68的輸入端71產(chǎn)生誤差電壓的其它方法。例如，將電阻P5的下端連接到電源供電端84而不是連接到地，在發(fā)送期間可使誤差電壓的大小改變反轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)。
在最佳實(shí)施例中，門(mén)電路74用以將輸入端77來(lái)的信號(hào)饋送到VCO68的輸入端69。門(mén)電路74對(duì)應(yīng)于圖1中的切換器33。一般地，門(mén)電路74饋送出待載于VCO68輸出信號(hào)上的信息，以便發(fā)送。這種待發(fā)送的信息通常是低頻率的。門(mén)電路74包括有一個(gè)輸入端77、一個(gè)控制輸入端76和一個(gè)輸出端78?？刂戚斎攵?6連接到輸入端87(TE)，輸出端78連接到VCO68的輸入端69。顯然，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的熟練人員知道，也可以采用這種方案的變型，諸如在輸入端87與門(mén)電路74的控制輸入端76之間插入一個(gè)短延時(shí)的延時(shí)電路，或者用一個(gè)加法放大器將門(mén)電路74的輸出78與低通濾波器64的輸出67相加。
開(kāi)關(guān)119對(duì)應(yīng)于圖1中的切換器42。開(kāi)關(guān)119包含有門(mén)電路109和門(mén)電路114。門(mén)電路109包括有一個(gè)連接到VCO68輸出端72的輸入端111、一個(gè)控制輸入端112和一個(gè)輸出端113。門(mén)電路114包括有一個(gè)連接到VCO68輸出端72的輸入端116、一個(gè)控制輸入端117和一個(gè)輸出端118。需強(qiáng)調(diào)指出，門(mén)電路109和114必須是能通過(guò)VCOO68產(chǎn)生的高頻信號(hào)的開(kāi)關(guān)類(lèi)型。開(kāi)關(guān)119使VCO68的輸出72得以復(fù)用。
切換控制電路98包含有或門(mén)89、切換定時(shí)電路83、與門(mén)102、與門(mén)107和誤差電壓形成電路79?；蜷T(mén)89包括有一個(gè)連接到輸入端87(TE)的輸入端91、一個(gè)連接到輸入端88(RE，接收啟動(dòng))的輸入端92和一個(gè)輸出端97。切換定時(shí)電路83提供出一個(gè)延時(shí)信號(hào)以啟動(dòng)門(mén)電路109或者門(mén)電路114。延時(shí)電路是本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的人員周知的。切換定時(shí)電路83包括有一個(gè)連接到或門(mén)89的輸出端97的輸入端82和一個(gè)輸出端86。與門(mén)102包括有一個(gè)連接到輸入端87(TE)的輸入端99、一個(gè)連接到切換定時(shí)電路83輸出端86的輸入端101和一個(gè)連接到門(mén)電路109控制輸入端112的輸出端103。與門(mén)107包括有一個(gè)連接到切換定時(shí)電路83輸出端86的輸入端104、一個(gè)連接到輸入端88(RE)的輸入端106和一個(gè)連接到門(mén)電路114控制輸入端117的輸出端108。輸出端103和108分別對(duì)應(yīng)于圖1中的控制電路32的輸出端15和30。
本電路的工作可應(yīng)用圖3的定時(shí)圖作出最合適的說(shuō)明，并依照定時(shí)圖的順序予以敘述。鎖相環(huán)路73的輸入端61和120分別接收到一個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)和編程輸入，以對(duì)VCO68的振蕩頻率進(jìn)行設(shè)定;此基準(zhǔn)信號(hào)在電路的整個(gè)工作期間是恒定的。初始時(shí)，如圖3中所示，輸入端87和輸入端88都處于邏輯0狀態(tài)。這種狀態(tài)在輸出端103和108都產(chǎn)生邏輯0狀態(tài)。在此情況下，門(mén)電路109和114都不接通。
輸入端87(TE)從邏輯0狀態(tài)改變到邏輯1狀態(tài)時(shí)，啟動(dòng)門(mén)電路74和門(mén)電路96，從而使增量調(diào)節(jié)電路60按程序運(yùn)行。門(mén)電路74提供出一條從輸入端77到VCO68輸入端69的信號(hào)通路，以供待運(yùn)載和待發(fā)送的數(shù)據(jù)應(yīng)用。門(mén)電路96使電阻95與電阻94并聯(lián)，使誤差電壓形成電路79產(chǎn)生出第二誤差電壓。VCO68的輸入端71接收到此第二誤差電壓，在輸出端72上產(chǎn)生出第二振蕩頻率?；蜷T(mén)89的輸出端97從邏輯0狀態(tài)改變到邏輯1狀態(tài)，啟動(dòng)切換定時(shí)電路83，以使在接收到輸入的邏輯1狀態(tài)之后的一個(gè)預(yù)定時(shí)間上向與門(mén)102和107提供出一個(gè)延時(shí)的邏輯1狀態(tài)。這預(yù)定的時(shí)間要選擇得讓VCO68能穩(wěn)定于第二頻率或第一頻率上。在邏輯1狀態(tài)下，如圖3所示，輸出端86使與門(mén)102的輸出端103從邏輯0狀態(tài)改變到邏輯1狀態(tài)。輸出端103上的邏輯1狀態(tài)啟動(dòng)門(mén)電路109，使輸出端72連接到輸出端113。輸入端87回到邏輯0狀態(tài)(輸入端88也本來(lái)處在邏輯0狀態(tài))時(shí)，門(mén)電路109和114都不接通。與此同時(shí)，門(mén)電路74和96不接通，增量調(diào)節(jié)電路60被編程回到它原先的值上。于是，VCO68轉(zhuǎn)移到第一頻率上。
然后，輸入端88(RE)從邏輯0狀態(tài)改變到邏輯1狀態(tài)。門(mén)電路96保持不接通，由誤差電壓形成電路79產(chǎn)生的第一誤差電壓維持在VCO68的輸入端71上。切換定時(shí)電路83由或門(mén)89予以啟動(dòng)。在啟動(dòng)之后的一個(gè)預(yù)定時(shí)間上，切換定時(shí)電路83提供出邏輯1狀態(tài)。與門(mén)107的輸出端108轉(zhuǎn)移到邏輯1狀態(tài)，啟動(dòng)門(mén)電路114。已啟動(dòng)的門(mén)電路114使VCO68的輸出72饋送到輸出端118。
輸入端88回到邏輯0狀態(tài)時(shí)，門(mén)電路109和114都不接通。圖3中只示例出轉(zhuǎn)接開(kāi)關(guān)119的一個(gè)工作循環(huán)，但很顯然，只要工作所需，這種工作循環(huán)可以不斷重復(fù)。
現(xiàn)在可理解到，本發(fā)明提供出了一種發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路，它能減少干擾和電路元件數(shù)量。該發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路11利用單一個(gè)振蕩器，交替地向接收級(jí)20提供莓一頻率的信號(hào)和向發(fā)射級(jí)25提供第二頻率的信號(hào)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路(11)，其特征在于第一混頻器(12)，包括有第一輸入端、第二輸入端和一個(gè)輸出端；第一振蕩器(26)，包括有一個(gè)連接到所述第一混頻器的所述第二輸入端的第一輸出端和一個(gè)第二輸出端；第二混頻器(24)，包括有一個(gè)連接到所述第一混頻器(12)的所述輸出端的第一輸入端、一個(gè)第二輸入端和一個(gè)輸出端；第一切換器(33)，包括有一個(gè)輸入端、一個(gè)控制輸入端和一個(gè)輸出端；第二振蕩器(38)，包括有一個(gè)連接到所述第一切換器(33)的所述輸出端的一個(gè)輸入端、一個(gè)控制輸入端和一個(gè)輸出端；第二切換器(42)，包括有一個(gè)連接到所述第二振蕩器(38)的所述輸出端的輸入端、一個(gè)第一控制輸入端、一個(gè)第二控制輸入端、一個(gè)連接到所述第二混頻器(24)的所述第二輸入端的第一輸出端和一個(gè)第二輸出端；第三混頻器(48)，包括有一個(gè)連接到所述第二切換器(42)的所述第二輸出端的第一輸入端、一個(gè)連接到所述第一振蕩器(26)的所述第二輸出端的第二輸入端和一個(gè)輸出端；控制電路(29)，包括有一個(gè)發(fā)送啟動(dòng)輸入端、一個(gè)接收啟動(dòng)輸入端、一個(gè)連接到所述第一切換器(33)的所述控制輸入端的第一輸出端、一個(gè)連接到所述第二振蕩器(38)的所述控制輸入端的第二輸出端、一個(gè)連接到所述第二切換器(42)的所述第一控制輸入端的第三輸出端和一個(gè)連接到所述第二切換器(42)的所述第二控制輸入端的第四輸出端。
2.權(quán)利要求1所述的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路，其特征在于，所述第二振蕩器(38)是一個(gè)壓控振蕩器(VCO)。
3.權(quán)利要求2所述的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路，其特征在于還包括增量調(diào)節(jié)電路(60)，具有一個(gè)接收基準(zhǔn)信號(hào)的第一輸入端、一個(gè)連接到所述第二振蕩器(38)的所述輸出端的反饋輸入端和一個(gè)輸出端;低通濾波器(64)，具有一個(gè)連接到所述增量調(diào)節(jié)電路(60)的所述輸出端的輸入端和一個(gè)連接到所述第二振蕩器(38)的所述輸入端的輸出端，所述增量調(diào)節(jié)電路(60)、所述低通濾波器(64)和所述第二振蕩器(38)組成一個(gè)鎖相環(huán)路。
4.交替地對(duì)接收級(jí)提供出第一頻率和對(duì)發(fā)送級(jí)提供出第二頻率的一種方法，本方法的特征在于提供出一個(gè)壓控制振蕩器，所述壓控振蕩器的振蕩頻率是可變的;將接收級(jí)和發(fā)送級(jí)與所述壓控振蕩器隔離開(kāi);將所述壓控振蕩器調(diào)節(jié)到第一頻率上;使該第一頻率穩(wěn)定;將所述壓控振蕩器連接到接收級(jí)上;將接收級(jí)與所述壓控振蕩器隔離開(kāi);將所述壓控振蕩器調(diào)節(jié)到第二頻率上;使該第二頻率穩(wěn)定;將所述壓控振蕩器連接到發(fā)送級(jí)上;將信息運(yùn)載到該第二頻率上;將所述發(fā)送部分與所述壓控振蕩器隔離開(kāi)。
5.一種交替地對(duì)接收級(jí)(20)提供出第一頻率和對(duì)發(fā)送級(jí)(25)提供出第二頻率的一種電路，該電路的特征在于;一個(gè)頻率可變的振蕩器(38)，包括有一個(gè)控制輸入端、一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端;第一切換器(33)，包括有一個(gè)控制輸入端、一個(gè)輸入端和一個(gè)連接到所述振蕩器(38)的所述輸入端的輸出端;第二切換器(42)，包括有一個(gè)連接到所述振蕩器(38)的所述輸出端的輸入端、一個(gè)第一控制輸入端、一個(gè)第二控制輸入端、一個(gè)連接到接收級(jí)(20)的第一輸出端和一個(gè)連接到發(fā)送級(jí)(25)的第二輸出端;控制電路(29)，包括有一個(gè)連接到所述第一切換器(33)的所述控制輸入端的第一輸出端、一個(gè)連接到所述振蕩器(38)的所述控制輸入端的第二輸出端、一個(gè)連接到所述第二切換器(42)的所述第一控制輸入端的第三輸出端和一個(gè)連接到所述第二切換器(42)的所述第二控制輸入端的第四輸出端，借此，所述控制電路(29)的所述第一輸出端在發(fā)送期間啟動(dòng)所述第一切換器(33)，所述控制電路(29)的所述第二輸出端改變所述振蕩器(38)的振蕩頻率，而所述控制電路(29)的所述第三和第四輸出端控制所述第二切換器(42)。
6.權(quán)利要求5所述的電路，其特征在于，所述振蕩頻率鎖定于第一或第二頻率，所述振蕩器(38)是一個(gè)壓控振蕩器。
7.權(quán)利要求5所述的電路，其特征在于，第一切換器(33)包含有一個(gè)門(mén)電路，該門(mén)電路有一個(gè)控制輸入端、一個(gè)第一端子和一個(gè)第二端子，分別對(duì)應(yīng)于所述第一切換器(33)的所述控制輸入端、輸入端和輸出端。
8.權(quán)利要求5所述的電路，其特征在于，所述第二切換器包含有第一門(mén)是路，具有一個(gè)控制輸入端、一個(gè)第一端子和一個(gè)第二端子，分別對(duì)應(yīng)于所述第二切換器(42)的所述第一控制輸入端、輸入端和第一輸出端;第二門(mén)電路，具有一個(gè)控制輸入端、一個(gè)第一端子和一個(gè)第二端子，分別對(duì)應(yīng)于所述第二切換器(42)的所述第二控制輸入端、輸入端和第二輸出端。
9.權(quán)利要求5所述的電路，其特征在于還包括有一個(gè)誤差電壓形成電路(79)，用以迅速改變所述振蕩頻率，所述誤差電壓形成電路(79)包括第一電阻(93)，連接在電源供電端與所述控制電路(29)的所述第二輸出端之間;第二電阻(94)，連接在所述控制電路(29)的所述第二輸出端與地之間;門(mén)電路(96)，具有一個(gè)連接到所述控制電路(29)的發(fā)送啟動(dòng)輸入端的控制輸入端、一個(gè)連接到所述控制電路(29)的所述第二輸出端的第一端子和一個(gè)第二端子;第三電阻(95)，連接在所述門(mén)電路的所述第二端子與地之間。
10.權(quán)利要求5所述的電路，其特征在于還包括或門(mén)(89)，包括有一個(gè)連接到所述控制電路(29)的發(fā)送啟動(dòng)輸入端的第一輸入端、一個(gè)連接到所述控制電路(29)的接收啟動(dòng)輸入端的第二輸入端和一個(gè)輸出端;切換定時(shí)電路(83)，包括有一個(gè)連接到所述或門(mén)(89)的所述輸出端的輸入端和一個(gè)輸出端，借此，所述切換定時(shí)電路(83)將所述第二切換器(42)的啟動(dòng)信號(hào)進(jìn)行延時(shí);第一與門(mén)(107)，包括有一個(gè)連接到所述接收啟動(dòng)輸入端(88)的第一輸入端、一個(gè)連接到所述切換定時(shí)電路(83)的所述輸出端的第二輸入端和一個(gè)對(duì)應(yīng)于所述控制電路(29)的所述第三輸出端的輸出端;第二與門(mén)(102)，包括有一個(gè)連接到所述發(fā)送啟動(dòng)輸入端(87)的第一輸入端、一個(gè)連接到所述切換定時(shí)電路(83)的所術(shù)輸出端的第二輸入端和一個(gè)對(duì)應(yīng)于所述控制電路(29)的所述第四輸出端的輸出端。
全文摘要
交替地對(duì)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路的接收級(jí)提供第一頻率和發(fā)送級(jí)提供第二頻率的電路包括振蕩器、第一切換器、第二切換器和控制電路。第一切換器在發(fā)送期間將信息耦合到振蕩器以第二頻率傳輸信號(hào)。第二切換器將振蕩器接通發(fā)送級(jí)或接收級(jí)。改變的振蕩頻率在穩(wěn)定之前，控制電路使第二切換器的兩路輸出都不接通，使振蕩器交替振蕩于第一和第二頻率并啟動(dòng)第二和第一切換器，使振蕩信號(hào)相應(yīng)地反饋到接到級(jí)部分或發(fā)送級(jí)。
文檔編號(hào)H04B1/40GK1096150SQ9410539
公開(kāi)日1994年12月7日 申請(qǐng)日期1994年4月28日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月30日
發(fā)明者文森特·L·米蒂奇, 約翰·D·哈切特 申請(qǐng)人:莫托羅拉公司