專利名稱：擴(kuò)頻時(shí)鐘調(diào)制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及時(shí)鐘調(diào)制，特別是涉及用于降低噪聲的頻率擴(kuò)展。
射頻(RF)通信系統(tǒng)由經(jīng)共享的通信鏈路通信的各設(shè)備組成。在RF無線通信系統(tǒng)中的通信鏈路被典型地稱作信道。所述信道由其中心頻率限定，并落在一預(yù)定帶寬內(nèi)。為了發(fā)送信息，用具有該信道中心頻率的載波信號(hào)對(duì)信息信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。
在有線系統(tǒng)中，通信鏈路由雙扭線對(duì)，同軸電纜，或類似電纜限定。在該有線鏈路上，通過具有特定公共頻率的載波信號(hào)，信息信號(hào)被發(fā)送到位于該通信鏈路不同端的設(shè)備處。
在有線和無線系統(tǒng)中，使用發(fā)送機(jī)和接收機(jī)經(jīng)通信鏈路進(jìn)行通信。發(fā)送機(jī)包括調(diào)制器，接收機(jī)包括解調(diào)器。調(diào)制器用于使用一載波信號(hào)對(duì)信息信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，以便經(jīng)鏈路發(fā)送。解調(diào)制器用于通過去除載波信號(hào)和輸出信息信號(hào)對(duì)從通信鏈路接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。
除了解調(diào)器之外，RF接收機(jī)典型地使用了若干濾波器，以去除所需帶寬外側(cè)的噪聲，和一個(gè)檢測(cè)器，以將解調(diào)信號(hào)轉(zhuǎn)換成可由通信設(shè)備中數(shù)字電路使用的信號(hào)。所述數(shù)字電路由高頻時(shí)鐘信號(hào)驅(qū)動(dòng)。該高頻時(shí)鐘信號(hào)包含產(chǎn)生諧波頻率成分即諧波的有效譜能量。這些諧波的頻率是驅(qū)動(dòng)所述數(shù)字電路的時(shí)鐘信號(hào)的頻率的倍數(shù)。
如果信道頻率和諧波信號(hào)相等或彼此很靠近，時(shí)鐘頻率之諧波中的輻射能會(huì)明顯地干擾由接收機(jī)濾波器通過的頻率內(nèi)的信息信號(hào)。如果該能量相對(duì)于接收信號(hào)較大，則輻射能可能會(huì)淹沒信息信號(hào)，從而導(dǎo)致不良的信息接收。在這種方式中，檢測(cè)器靈敏度惡化所導(dǎo)致的不良信息接收被稱作退敏。
一種用于克服退敏的特別有利的電路利用了擴(kuò)頻信號(hào)發(fā)生器和信號(hào)調(diào)制器。該調(diào)制器利用一擴(kuò)頻信號(hào)對(duì)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，產(chǎn)生一個(gè)合成信號(hào)。該合成信號(hào)之諧波的功率電平在一個(gè)比接收濾波器之帶寬寬的頻帶上擴(kuò)展，以便能夠減小由于諧波造成的退敏作用。雖然所述電路大大地改進(jìn)了接收機(jī)的性能，但還需要能在接收機(jī)中提供其他的改進(jìn)。


圖1是說明一個(gè)無線電話系統(tǒng)的電路圖。
圖2是說明擴(kuò)頻電路的電路圖。
圖3是說明用于圖1的電路的擴(kuò)頻電路的電路圖。
圖4示出了圖3中電路的信號(hào)。
通信設(shè)備包括接收處于一第一帶寬內(nèi)的已調(diào)接收信號(hào)的接收機(jī)電路?；鶞?zhǔn)振蕩器以一第一頻率產(chǎn)生第一時(shí)鐘信號(hào)，該第一時(shí)鐘信號(hào)具有多個(gè)諧波。連接到所述基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器和接收機(jī)的合成器電路響應(yīng)第一時(shí)鐘信號(hào)對(duì)已調(diào)接收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。一個(gè)擴(kuò)頻電路也被連接到基準(zhǔn)振蕩器，利用一個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)有選擇地調(diào)制所述第一時(shí)鐘信號(hào)，以產(chǎn)生一個(gè)具有擴(kuò)展已調(diào)諧波頻率成分的已調(diào)時(shí)鐘信號(hào)。該擴(kuò)頻電路選擇地把所述擴(kuò)頻信號(hào)與第一時(shí)鐘信號(hào)組合，以將該第一時(shí)鐘信號(hào)的諧波在一個(gè)大于第一帶寬的頻帶上擴(kuò)展。一個(gè)控制電路與擴(kuò)頻電路連接，以接收所述已調(diào)時(shí)鐘信號(hào)和并在該已調(diào)時(shí)鐘信號(hào)的頻率工作。這樣，所述電路選擇地產(chǎn)生一個(gè)已調(diào)時(shí)鐘信號(hào)，以便當(dāng)主時(shí)鐘信號(hào)諧波不處在當(dāng)前所選接收機(jī)信道中時(shí)，諧波頻率信號(hào)不被擴(kuò)展到多個(gè)信道。
無線電話系統(tǒng)100(圖1)包括經(jīng)通信鏈路106通信的通信設(shè)備102和104。所述通信設(shè)備可以是諸如MODEM(具有調(diào)制器和解調(diào)器的設(shè)備)的任意兩個(gè)或多個(gè)兼容設(shè)備，電話，無繩或蜂窩無線電話，雙工無線電設(shè)備，無線電設(shè)備，基站，無繩電話基站，無線轉(zhuǎn)接中心，無線發(fā)送站，等類似設(shè)備。正如這里所使用的，“通信設(shè)備”指的是上述設(shè)備和其等效物中的每一種。所示的通信設(shè)備102和104經(jīng)無線通信鏈路106交換信息。然而，通信鏈路106可以是雙扭線對(duì)，同軸電纜，衛(wèi)星鏈路，或類似鏈路。因此，作為這里所采用的“通信鏈路”是指上述鏈路和其等效物中的每一種。
所示通信設(shè)備104(無線電話)包括一個(gè)含檢測(cè)器112的接收機(jī)108，一個(gè)發(fā)送機(jī)110，和一個(gè)控制器114。所述接收器經(jīng)天線116從通信鏈路106接收已調(diào)信號(hào)，和向檢測(cè)器112輸出具有被降低頻率的信號(hào)。檢測(cè)器112解調(diào)該被降低頻率的信號(hào)，產(chǎn)生輸入到控制器114的信號(hào)?？刂破?14可為數(shù)字信號(hào)處理器、微處理器，諸如可從摩托羅拉公司得到的HC-11，或類似器件，和市場(chǎng)上可買到的公知的組合電路。
控制器114響應(yīng)從檢測(cè)器112接收的聲頻信號(hào)，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器115的模擬信號(hào)?？刂破?14響應(yīng)來自麥克風(fēng)117的聲頻信號(hào)，輸出信號(hào)到發(fā)送機(jī)110。發(fā)送機(jī)110根據(jù)由控制器114輸出的信號(hào)產(chǎn)生已調(diào)信號(hào)，該已調(diào)信號(hào)被輸入到天線116，經(jīng)通信鏈路106通信。
所示接收機(jī)電路108是一個(gè)雙外差接收機(jī)，但也可以是任何通常的接收機(jī)電路。所示接收機(jī)包括濾波器120，混合器122，濾波器124，混合器126和檢測(cè)器112。一個(gè)合成器電路130連接到接收機(jī)電路108，以便向混合器122提供一個(gè)信道選擇信號(hào)，和向混合器126提供一個(gè)振蕩信號(hào)。
一個(gè)基準(zhǔn)振蕩器132被連到合成器電路130和連接到擴(kuò)頻電路134?；鶞?zhǔn)振蕩器132產(chǎn)生一個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)，即時(shí)鐘信號(hào)。該時(shí)鐘信號(hào)被輸入到合成器電路130作為基準(zhǔn)信號(hào)和輸入到擴(kuò)頻電路134作為時(shí)鐘信號(hào)。擴(kuò)頻電路134把該時(shí)鐘信號(hào)與擴(kuò)頻信號(hào)相組合產(chǎn)生一個(gè)組合時(shí)鐘信號(hào)。
現(xiàn)在將參考所示的無線電話系統(tǒng)100對(duì)通信設(shè)備104的工作進(jìn)行描述。在RF無線系統(tǒng)中的通信鏈路106由一預(yù)定頻率范圍限定，該頻率范圍包括在其中進(jìn)行信號(hào)通信的多個(gè)不同信道。所述頻率范圍為寬帶通濾波器120所通過。例如，用于移動(dòng)通信的全球系統(tǒng)(GSM)中的上行鏈路信道全部位于從925MHz至960MHz的頻帶內(nèi)，該頻帶為濾波器120所通過。濾波器120的通帶外側(cè)的信號(hào)為到達(dá)接收機(jī)的噪聲，并由濾波器120衰減，以從輸入到檢測(cè)器112的信號(hào)中將其除去。
混合器122把為濾波器120所通過的信道之一的頻率降低到與濾波器124相應(yīng)的一特定中頻頻率。濾波器124的帶寬比濾波器120窄，并最好與一個(gè)信道的帶寬相等。這樣，濾波器124僅通過來自濾波器120的一個(gè)信道，其中心頻率為濾波器124的中心頻率。例如，GSM系統(tǒng)中的信道具有被留有200KHz間隔的中心頻率，并位于大約200KHz的通帶內(nèi)。因此，用于GSM的濾波器124具有大約200KHz的帶寬。
響應(yīng)來自合成器電路130的信道選擇信號(hào)，混合器122選擇可被濾波器124通過的信道?？杀粸V波器120通過的頻帶中的每個(gè)信道擁有唯一的中心頻率。從合成器電路130輸入到混合器122的信道選擇信號(hào)是一個(gè)振蕩信號(hào)，該振蕩信號(hào)與來自濾波器120的信號(hào)組合，以減小即降低由濾波器120輸出的信號(hào)頻率。信號(hào)被降低的量由來自合成器電路130的信號(hào)頻率確定。通過改變輸入到混合器122的信道選擇信號(hào)的頻率，不同信道的中心頻率被降到能為濾波器124所通過。重要的是，該信道選擇信號(hào)的頻率是精確的，以便所需信道的中心頻率被降到濾波器124的頻率的中心，和在該信道中的所有信息都被通過到達(dá)檢測(cè)器112。
濾波器124的輸出被輸入到混合器126，它將該已濾波信號(hào)與來自合成器電路130的另一信號(hào)組合。混合器126把由濾波器124輸出的中頻信號(hào)降到檢測(cè)器112以此工作的基帶頻率。重要的是，混合器126可靠地降低用于檢測(cè)器112的信息信號(hào)，以便信息不會(huì)被接收機(jī)電路108丟失。
擁有晶體的基準(zhǔn)振蕩器132用來產(chǎn)生一個(gè)本地基準(zhǔn)信號(hào)。合成器電路130被連接到基準(zhǔn)振蕩器132和連接到控制器114。該合成器響應(yīng)所述本地基準(zhǔn)信號(hào)和來自控制器114的一個(gè)信道號(hào)，產(chǎn)生用于混合器122和126的信號(hào)。擴(kuò)頻電路134也被連接到基準(zhǔn)振蕩器132和連接到控制器114。擴(kuò)頻電路134響應(yīng)本地基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)用于控制器114的時(shí)鐘信號(hào)，和選擇地對(duì)該時(shí)鐘信號(hào)的諧波進(jìn)行擴(kuò)展。因?yàn)閿U(kuò)頻電路和合成器被連接到同一個(gè)基準(zhǔn)振蕩器，這兩個(gè)電路可以使用一個(gè)公共晶體，從而減少了通信設(shè)備所需的振蕩器數(shù)量。這使得設(shè)備的成本和重量都得到降低。
控制器114包括在通信設(shè)備104內(nèi)的數(shù)字電路。控制器114由與由擴(kuò)頻電路134輸出的主時(shí)鐘信號(hào)同步工作的電路組成。
擴(kuò)頻電路134包括輸入緩沖器202(圖2)，求和器206，開關(guān)電路208，和輸出緩沖器210。輸入緩沖器202隔離輸入到合成器電路130的基準(zhǔn)信號(hào)，即時(shí)鐘信號(hào)，生成一個(gè)被輸入到求和器206的緩沖時(shí)鐘信號(hào)。來自輸入緩沖器202的信號(hào)被表明經(jīng)電阻204連接到求和器206，電阻204設(shè)定了輸入到求和器的緩沖時(shí)鐘信號(hào)的電平。也可以使用單一的導(dǎo)線，濾波器，或類似器件來代替電阻。
開關(guān)電路208接收來自合成器電路130的擴(kuò)頻信號(hào)和來自控制器114的偏置信號(hào)。偏置信號(hào)使開關(guān)電路208“接通”和“斷開”。當(dāng)開關(guān)電路接通時(shí)，該擴(kuò)頻信號(hào)被輸入到求和器206并與緩沖時(shí)鐘信號(hào)求和，復(fù)合信號(hào)被送到輸出緩沖器210。當(dāng)開關(guān)電路208斷開時(shí)，緩沖時(shí)鐘信號(hào)被獨(dú)自送到輸出緩沖器210。輸出緩沖器210可采用比較器，限制電路，以其1/2邏輯閾值(例如對(duì)于5伏反相器為2.5伏)偏置其輸入直流的邏輯反相器，或類似電路。
當(dāng)開關(guān)電路208接通時(shí)，輸出緩沖器210接收求和信號(hào)和輸出一個(gè)具有相位調(diào)制的信號(hào)，該信號(hào)由緩沖時(shí)鐘信號(hào)與緩沖時(shí)鐘信號(hào)相加產(chǎn)生的。以這種方式，緩沖時(shí)鐘信號(hào)被擴(kuò)頻信號(hào)調(diào)制，以產(chǎn)生一個(gè)已調(diào)時(shí)鐘信號(hào)。當(dāng)開關(guān)電路208打開時(shí)，因?yàn)樵摂U(kuò)頻信號(hào)將不改變緩沖時(shí)鐘信號(hào)，所以輸出緩沖器210將不輸出實(shí)質(zhì)上的已調(diào)信號(hào)。這樣，當(dāng)開關(guān)電路208斷開時(shí)，緩沖時(shí)鐘信號(hào)通過擴(kuò)頻電路而不被調(diào)制。
通過改變調(diào)制信號(hào)的幅度，偏置信號(hào)的電平還對(duì)調(diào)制度進(jìn)行調(diào)整。開關(guān)電路可采用任何合適的開關(guān)，諸如繼電器，場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)，npn(負(fù)-正-負(fù))雙級(jí)晶體管，pnp(正-負(fù)-正)雙級(jí)晶體管，包括發(fā)光二極管(LET)和光敏元件的光開關(guān)，等類似器件實(shí)現(xiàn)。
圖3示出了用于無線電話的擴(kuò)頻電路134和合成器電路130的一個(gè)實(shí)施例。基準(zhǔn)振蕩器132擁有一個(gè)與晶體304連接的振蕩器電路302。振蕩器電路302調(diào)整基準(zhǔn)振蕩器輸出，以便在接點(diǎn)305的本地基準(zhǔn)信號(hào)，即時(shí)鐘信號(hào)具有一固定的預(yù)定頻率?；鶞?zhǔn)信號(hào)被輸入到合成器電路130中的除法器350，鎖相環(huán)352，和鎖相環(huán)353。除法器350產(chǎn)生在輸入端312輸入到擴(kuò)頻電路1134的擴(kuò)頻信號(hào)。鎖相環(huán)352產(chǎn)生輸入到混合器126的振蕩信號(hào)。鎖相環(huán)353產(chǎn)生輸入到混合器122的信道選擇信號(hào)。
鎖相環(huán)353包括一個(gè)可編程分頻器356，響應(yīng)來自數(shù)字電路342的信道信號(hào)，根據(jù)被選取的信道輸出一個(gè)下分頻信號(hào)。相位檢測(cè)器360把可編程分頻器的相位與來自基準(zhǔn)振蕩器132的基準(zhǔn)信號(hào)比較。相位檢測(cè)器比較這些信號(hào)和輸出一個(gè)指示其差的信號(hào)。環(huán)路濾波器358對(duì)該信號(hào)濾波，為振蕩器354產(chǎn)生一個(gè)控制信號(hào)。該振蕩器頻率由自濾波器358輸入其的控制輸入設(shè)定。該信號(hào)被反饋到可編程分頻器。鎖相環(huán)353將對(duì)受控振蕩器的頻率進(jìn)行調(diào)整，直到由相位檢測(cè)器360檢測(cè)的相位差基本為零。除了鎖相環(huán)352不包括接收信道信號(hào)的可編程分頻器外，鎖相環(huán)352與鎖相環(huán)353相同。
來自振蕩器電路302的基準(zhǔn)信號(hào)被輸入到輸入緩沖器202，其輸出為緩沖時(shí)鐘信號(hào)，它是一個(gè)具有固定預(yù)定頻率的方波時(shí)鐘信號(hào)。輸入緩沖器202的輸出由濾波器306被轉(zhuǎn)變成一個(gè)正弦信號(hào)A。濾波器206由電阻316和電容318構(gòu)成。電阻316設(shè)定了在輸出緩沖器210的輸入端被求和的緩沖時(shí)鐘信號(hào)的電平。如果主時(shí)鐘信號(hào)為正弦信號(hào)，則電容318可去掉。
在數(shù)字電路342的輸出端的偏置信號(hào)被連接到電阻320，該電阻被連接到一個(gè)晶體管322的集電極。電阻320是由晶體管322和相關(guān)元件構(gòu)成的放大器電路的負(fù)載電阻。該電阻的阻抗能被改變，以改變放大器的增益。通過選擇該放大器的增益，擴(kuò)頻調(diào)制信號(hào)的幅度被設(shè)定。該擴(kuò)頻信號(hào)輸入312經(jīng)包括電容328和電阻330的串聯(lián)元件被連接到晶體管322的基極。電容328除去自該調(diào)制信號(hào)移出的任何直流成分。電阻324連接在晶體管322的集電極和基極之間，電阻326連接在晶體管322的基極與發(fā)射極之間。晶體管322的集電極連接到電阻332，該電阻經(jīng)電容334連接到一個(gè)求和接點(diǎn)308，在該接點(diǎn)處，來自開關(guān)電路208和低通濾波器306的電壓被求和。求和接點(diǎn)308被連接到具有閾值電平Vth的輸出緩沖器210。當(dāng)在求和接點(diǎn)308的信號(hào)大于該閾值Vth時(shí)，輸出緩沖器210的輸出具有一高邏輯電平。當(dāng)在求和接點(diǎn)308的信號(hào)低于該Vth時(shí)，輸出緩沖器210的輸出具有一低邏輯電平。該Vth電壓電平通常這樣來選取，即來自輸出緩沖器210的輸出信號(hào)的占空比為50％。復(fù)合已調(diào)信號(hào)被輸入到數(shù)字電路342作為該數(shù)字電路工作的時(shí)鐘信號(hào)。
在工作中，并參考圖1，3和4，由輸入緩沖器202輸出的緩沖信號(hào)輸出在濾波器306中被濾波，在輸出緩沖器210中被再緩沖一次，并被送到用于多個(gè)信道的數(shù)字電路342。并不使用擴(kuò)頻信號(hào)對(duì)緩沖時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，因?yàn)樗銎眯盘?hào)具有零電壓電平，這防止了開關(guān)電路208把擴(kuò)頻信號(hào)通到接點(diǎn)308。然而，對(duì)于包括有主時(shí)鐘信號(hào)的諧波的那些信道，通過在輸出端310輸入一個(gè)偏置信號(hào)使晶體管電路偏置成一個(gè)放大器，使開關(guān)電路208閉合。隨后，在輸入端312的擴(kuò)頻信號(hào)與位于輸出緩沖器210輸入端的緩沖時(shí)鐘信號(hào)組合。正如圖4所示，該緩沖時(shí)鐘信號(hào)VA具有一固定頻率。擴(kuò)頻信號(hào)VB具有一個(gè)比緩沖時(shí)鐘信號(hào)低得多的頻率。例如，緩沖時(shí)鐘信號(hào)可以是大約13MHz，而擴(kuò)頻信號(hào)的頻率可以是大約500KHz，這兩個(gè)信號(hào)都可從基準(zhǔn)振蕩器132獲得。當(dāng)開關(guān)電路208閉合時(shí)，組合信號(hào)Vc被輸入到輸出緩沖器210，相反，當(dāng)開關(guān)電路208打開時(shí)，僅輸入振蕩主時(shí)鐘信號(hào)。
輸出緩沖器210的輸出信號(hào)VD是用于數(shù)字電路342的主時(shí)鐘信號(hào)。當(dāng)開關(guān)電路208打開時(shí)，該主時(shí)鐘信號(hào)是一個(gè)由緩沖時(shí)鐘信號(hào)和閾值電壓Vth設(shè)定的固定頻率信號(hào)。當(dāng)開關(guān)電路208接通時(shí)，該主時(shí)鐘信號(hào)是一個(gè)方波信號(hào)，該方波信號(hào)是以緩沖時(shí)鐘信號(hào)為基頻的相位已調(diào)信號(hào)。因?yàn)檎{(diào)制量被乘以諧波數(shù)，所以該已調(diào)時(shí)鐘信號(hào)在各諧波產(chǎn)生寬帶調(diào)制。相位已調(diào)信號(hào)的平均頻率將接近緩沖時(shí)鐘信號(hào)頻率。將合成主時(shí)鐘信號(hào)的較高次諧波擴(kuò)展，以便它們將基本上不會(huì)對(duì)在一單一信道中接收的信號(hào)產(chǎn)生干擾?？梢韵胂?，選取該調(diào)制信號(hào)和閾值信號(hào)的幅度，以便當(dāng)開關(guān)電路閉合時(shí)合成已調(diào)時(shí)鐘信號(hào)的脈沖占空比從45％變化到55％。如果占空比降到45％以下，數(shù)字處理器跟隨時(shí)鐘信號(hào)可能會(huì)有困難。
現(xiàn)在將參考圖4中的波形VA，VB，Vc，Vth和VD對(duì)調(diào)制進(jìn)行描述。波形VA是以頻率fA工作的緩沖時(shí)鐘信號(hào)。波形VB是擴(kuò)頻信號(hào)，它是以頻率fB工作的正弦信號(hào)。波形Vc是通過求和VA和VB產(chǎn)生的信號(hào)。Vth是輸出緩沖器210(圖3)的截止幅度。VD是使波形Vc通過輸出緩沖器210產(chǎn)生的已調(diào)時(shí)鐘信號(hào)。如在圖4中所能看到的，通過與擴(kuò)頻信號(hào)求和在第一時(shí)鐘信號(hào)VA之幅度中的變化導(dǎo)致了已調(diào)時(shí)鐘信號(hào)中相位，即相位調(diào)制的變化。
具有A伏峰值幅度，頻率為fA的第一時(shí)鐘信號(hào)的電壓VA作為時(shí)間t的函數(shù)描述如下VA＝A*Sin{(2π*fA)*t}類似地，具有B伏峰值幅度，頻率為fB的擴(kuò)頻信號(hào)的電壓VB作為時(shí)間t的函數(shù)描述如下VB＝B*Sin{(2π*fB)*t}求和信號(hào)電壓VC為VA和VB之和。該求和信號(hào)描述如下VC＝A*Sin{(2π*fA)*t}+B*Sin{(2π*fB)*t}如果沒有調(diào)制波形存在，這樣擴(kuò)頻信號(hào)VB的電壓為零，則輸出緩沖器210輸出波形VE為沒有任何相位調(diào)制，占空比為50％的方波。在這種情況下，比較器輸出幅度D描述如下VD=(5*D)+(2*D/π)*n=1∞Σ{{1/[(2*n)-1]}*Sin{[(2*n-1]*(2*π*fA}}]]>利用具有非零值的擴(kuò)頻信號(hào)，可以產(chǎn)生調(diào)制。然而，必須實(shí)現(xiàn)諧波幅度的抑制而不導(dǎo)致已調(diào)時(shí)鐘信號(hào)VD中基波的過多相位失真。失真基波是該方波占空比的峰值百分比偏差。選擇擴(kuò)頻信號(hào)VB的幅度，以便已調(diào)時(shí)鐘信號(hào)VD的占空比是在50％+/-。如果擴(kuò)頻信號(hào)的頻率fB大大地低于第一時(shí)鐘信號(hào)頻率fB，則VB由下式確定VB＝VA*Sin[.5*(/100)*π]典型地，我們需要峰值百分比相位偏差為低于5％。這給出了對(duì)于＝5％的一個(gè).079的VBVA比率要求。
已調(diào)時(shí)鐘信號(hào)可被描述如下，其中Jm表示第一類的第m階Bessel函數(shù)VD=(5*D)+(2*D/π)*Σn=1∞{Σm=-∞∞{1/[(2*n)-1]}*{Jm[n*5(/100]}]]>*Sin{[(2*n-1]*(2*π*fA)+m*(2*π*fB)}}對(duì)一個(gè)小的，第n個(gè)時(shí)鐘諧波的抑制量是近似等于10*Log{Jo[n*.5(/100]}。例如，如果＝5％和n＝80，則抑制量為10*Log[Jo(2)]＝6.5dB。
在用于GMS的實(shí)際處理中，時(shí)鐘信號(hào)是大約13MHz，調(diào)制信號(hào)大約500KHz。這造成了對(duì)信道5和70中接收信號(hào)的干擾。這兩個(gè)信道分別位于936和949MHz，它們是主時(shí)鐘信號(hào)的72nd和73rd諧波。該電路在退敏方面提供了約7dB改進(jìn)，這是一個(gè)超過沒有擴(kuò)頻的系統(tǒng)的大大的改進(jìn)。此外，相對(duì)于沒有擴(kuò)頻的電路來說，這種改進(jìn)是以很低的附加成本實(shí)現(xiàn)的。
時(shí)鐘調(diào)制技術(shù)的困難之一是把各諧波擴(kuò)展到其它信道能夠使好的信道變成退敏。如果這種情況出現(xiàn)，可以提供開關(guān)電路208。該開關(guān)電路通過僅當(dāng)所選信道與主時(shí)鐘之諧波一致時(shí)使擴(kuò)頻發(fā)生消除了這種問題。在上面說明的實(shí)際處理中，通過僅對(duì)信道5和70閉合開關(guān)電路208使擴(kuò)頻電路啟動(dòng)。如果開關(guān)電路208被除去，在輸入端312的調(diào)制時(shí)鐘信號(hào)可通過一個(gè)電阻和一個(gè)電容耦合到輸出緩沖器210，通過一個(gè)單獨(dú)的電容，或容性或感性耦合的傳輸線。
為了減少由開關(guān)電路208引起的電流泄漏(在電池供電的設(shè)備中這是所需的，以改善電池的工作時(shí)間)可以采用附加準(zhǔn)則確定何時(shí)該開關(guān)電路被閉合。這樣，僅當(dāng)所選信道與主時(shí)鐘之諧波一致和接收機(jī)正工作在其靈敏度極限附近時(shí)，該開關(guān)電路才能被閉合。這后一條件可根據(jù)比特差錯(cuò)率確定，或作為GMS無線電話中的例子，根據(jù)RX_LEV或RX_QUAL信號(hào)確定。RX_QUAL信號(hào)由無線電話產(chǎn)生，并具有從0至4的范圍。0的RX_QUAL對(duì)應(yīng)0.0和0.2％之間的比特差錯(cuò)率；1的RX_QUAL對(duì)應(yīng)0.2和0.4％之間的比特差錯(cuò)率；2的RX_QUAL對(duì)應(yīng)0.4和0.8％之間的比特差錯(cuò)率；3的RX_QUAL對(duì)應(yīng)0.8和1.6％之間的比特差錯(cuò)率；而4的RX_QUAL對(duì)應(yīng)1.6和3.2％之間的比特差錯(cuò)率。RX_LEV范圍從0到100，并與包括干擾的接收信號(hào)的功率相對(duì)應(yīng)。范圍0到100對(duì)應(yīng)著-110至-10dB的輸入電平?？梢允褂眠@樣一個(gè)準(zhǔn)則，即當(dāng)RX_QUAL信號(hào)大于1且所選信道是第一時(shí)鐘信號(hào)的諧波時(shí)，僅使用擴(kuò)頻電路134調(diào)制緩沖時(shí)鐘信號(hào)?？梢允褂昧硪粶?zhǔn)則，即當(dāng)RX_QUAL很弱，諸如例如低于15，和所選信道包括緩沖時(shí)鐘信號(hào)之諧波時(shí)，僅使用擴(kuò)頻電路調(diào)制緩沖時(shí)鐘信號(hào)。在這種方式中，只有當(dāng)信號(hào)電平的改進(jìn)成為必須時(shí)，該開關(guān)電路才被閉合，由此減少由開關(guān)電路208引起的電流泄漏。
可以看到，以上公開了一種提供有效頻率擴(kuò)展的電路。該電路在利用不多的電路元件和比以前使用的電路低的成本實(shí)現(xiàn)的電路中提供了時(shí)鐘諧波擴(kuò)展。此外，通過僅對(duì)在包括主時(shí)鐘信號(hào)之諧波的信道中的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，有可能避免由于擴(kuò)頻導(dǎo)致的好信道的退敏。
權(quán)利要求
1.一種通信設(shè)備包括在一第一帶寬內(nèi)接收已調(diào)接收信號(hào)的接收機(jī)電路；以第一頻率產(chǎn)生第一時(shí)鐘信號(hào)的基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器，該第一時(shí)鐘信號(hào)具有多個(gè)諧波；與基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器和接收機(jī)電路連接、響應(yīng)第一時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生由所述接收機(jī)電路使用的信號(hào)的電路，用以減小已調(diào)接收信號(hào)之頻率；控制電路；和連接在所述基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器與控制電路之間的擴(kuò)頻電路，用于利用擴(kuò)頻信號(hào)對(duì)第一時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，以產(chǎn)生一個(gè)包括已調(diào)諧波頻率成分的已調(diào)時(shí)鐘信號(hào)，其中該第一時(shí)鐘信號(hào)的諧波頻率成分的功率電平在比第一帶寬大的頻率帶寬中擴(kuò)展，從而對(duì)第一帶寬內(nèi)已調(diào)接收信號(hào)的干擾被減??；所述控制電路與擴(kuò)頻電路連接，以接收所述已調(diào)時(shí)鐘信號(hào)，和根據(jù)該已調(diào)時(shí)鐘信號(hào)以一頻率工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的通信設(shè)備，進(jìn)一步包括一個(gè)與擴(kuò)頻電路連接的開關(guān)電路，以便不能使用擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的通信設(shè)備，其中所述開關(guān)電路接收一個(gè)偏置信號(hào)和一個(gè)擴(kuò)頻調(diào)制信號(hào)，該偏置信號(hào)使所述開關(guān)電路接通和斷開，以選擇地通過所述擴(kuò)頻調(diào)制信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的通信設(shè)備，其中開關(guān)電路包括一個(gè)由所述偏置信號(hào)偏置的晶體管，對(duì)該偏置信號(hào)的幅度進(jìn)行調(diào)整，以調(diào)整由該開關(guān)電路輸出的擴(kuò)頻信號(hào)的幅度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的通信設(shè)備，其中控制電路連接到所述開關(guān)電路以提供偏置信號(hào)，和連接到控制接收機(jī)電路的電路以從一組可能的信道中選擇一個(gè)信道，其中選擇偏置信號(hào)以使開關(guān)電路不能作用，以便僅對(duì)所述可能信道組的一預(yù)定子組利用該擴(kuò)頻調(diào)制信號(hào)對(duì)第一時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的通信設(shè)備，其中擴(kuò)頻電路包括一個(gè)求和器，該求和器連接到開關(guān)電路和基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器，用于將所述開關(guān)電路的輸出與第一時(shí)鐘信號(hào)組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的通信設(shè)備，其中擴(kuò)頻信號(hào)是一個(gè)基本恒定頻率信號(hào)，它具有實(shí)際上比第一時(shí)鐘信號(hào)之頻率低的頻率。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的通信設(shè)備，其中當(dāng)已調(diào)信號(hào)具有接近第一時(shí)鐘信號(hào)的諧波之頻率時(shí)，控制電路控制擴(kuò)頻電路用擴(kuò)頻信號(hào)調(diào)制第一時(shí)鐘信號(hào)，和當(dāng)已調(diào)信號(hào)具有基本上不同于第一時(shí)鐘信號(hào)的諧波之頻率時(shí)，控制擴(kuò)頻電路不用擴(kuò)頻信號(hào)調(diào)制第一時(shí)鐘信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的通信設(shè)備，其中擴(kuò)頻電路包括一個(gè)具有偏置控制輸入的開關(guān)電路和一個(gè)耦合接收該擴(kuò)頻信號(hào)的輸入端。
10.根據(jù)權(quán)利要求10的通信設(shè)備，其中控制電路連接到所述開關(guān)電路以提供該偏置信號(hào)，和連接到接收機(jī)電路以控制接收機(jī)電路從一組可能信道中選擇一個(gè)信道，和其中偏置信號(hào)控制開關(guān)電路以僅對(duì)可能信道組的一個(gè)子組使擴(kuò)頻信號(hào)通過。
全文摘要
通信設(shè)備(104)包括接收已調(diào)接收信號(hào)的接收機(jī)電路(108)?；鶞?zhǔn)振蕩器(132)以第一頻率產(chǎn)生第一時(shí)鐘信號(hào)，該第一時(shí)鐘信號(hào)具有多個(gè)諧波。連接到基準(zhǔn)振蕩器和接收機(jī)的電路(130)響應(yīng)該第一時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生該接收機(jī)使用的信號(hào)，以降低調(diào)制信號(hào)的頻率。一個(gè)擴(kuò)頻電路(134)也連接到基準(zhǔn)振蕩器，利用擴(kuò)頻信號(hào)調(diào)制該第一時(shí)鐘信號(hào)，以產(chǎn)生包括已調(diào)諧波頻率成分的一個(gè)已調(diào)時(shí)鐘信號(hào)。所述擴(kuò)頻電路選擇地把擴(kuò)頻信號(hào)與該第一時(shí)鐘信號(hào)組合?？刂齐娐?114)控制擴(kuò)頻電路，當(dāng)所選接收信號(hào)包括第一時(shí)鐘信號(hào)之諧波時(shí)，用該擴(kuò)頻信號(hào)調(diào)制該第一時(shí)鐘信號(hào)。
文檔編號(hào)H04B15/04GK1161609SQ97101990
公開日1997年10月8日 申請(qǐng)日期1997年2月25日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月28日
發(fā)明者格雷戈里·雷德蒙·布萊克, 亞歷山大·韋恩·希耶塔拉, 馬克·羅伯特·伯恩斯 申請(qǐng)人:摩托羅拉公司