專利名稱：適用于調頻數字信號的集成無線電接收電路的制作方法
根據權利要求1的前序部分，本發(fā)明涉及一種集成無線電接收電路。
在無線尋呼服務中，也就是被稱作尋呼服務的行業(yè)中，無線尋呼接收器亦即尋呼器的內部均裝有模擬零拍接收機。該服務中采用頻率調制(FM)方法，使這種接收機內產生一種交流耦合(“AC”耦合)，這樣便抑制了靜態(tài)及動態(tài)偏移電壓。
附

圖1用方框圖的形式示出了一種零拍接收機的集成電路，大家都知道，該電路集成在一個單獨的芯片內，且這種零拍接收機用于尋呼器之中。在固態(tài)電路雜志IEEE(卷26，12期，1991年12月)中名為“用于無線尋呼的簡單的芯片VHF和UHF接收機”的文章里，J.Wilson，R.Youell，T.Richards，G.Luff，R.Pilaski曾典型地講述過此類電路。
在此，天線1接來的HF接收信號先被送至HF放大器2進行放大，接著由移相元件3分成兩個相差為90°的信號，然后再送到正交下混合器4的兩個第一種輸入端上，HF振蕩器6的輸出信號經過倍頻器5增倍后輸至正交下混合器4的兩個第二種輸入端上。
由放大器7與8放大后，信號將產生一個信道濾波作用，在I-通路中，集成的低通濾波器11、12通過電容9進行交流耦合，而在Q-通路中，集成低通濾波器13、14則通過電容10進行交流耦合作用。I與Q通路中的信號在分別通過限幅放大器15與16后獨自進入模擬解調器17(“四相關器”)，而模擬解調器17的輸出端則可把解調輸出信號輸至顯示器。
對于GFSK(“高斯頻率移動碼”)及GMSK(高斯最小移動碼”)調制工作方式的無線系統(tǒng)，是不可能進行交流耦合的，因為相應調制信號的主能量都集中在低頻區(qū)。
在1997年Kluwer學術出版社曾出版過“CMOS無線收發(fā)機設計”一書，其作者是J.Crols及M.Steyaert此書的第52-67頁與114-115頁當中就公布了一種數字解調式的低中頻(“低-IF”)接收機，該接收機便體現了上述原理關系，它適用于GSM移動無線系統(tǒng)，且采用GMSK調制工作方式。
為了進行數字解調，需要有一種線性信號通路接到模擬/數字轉換器上，而模擬/數字轉換器在DECT(“歐洲數字無線通信”)系統(tǒng)范圍內使用時，若其帶寬約為800kHz(帶通轉換器)，則其分辨率必須達到12-13比特。但是，若利用現有的技術就必需靠提高費用和成本才能實現它。
發(fā)明的目的在于，提供一種接收電路，用以接收頻率調制的數字無線信號，尤其是接收FSK、MSK、GFSK調制信號，這種電路能夠可靠地抑制靜態(tài)與動態(tài)偏移電壓，此外，它也不需要線性信號通路接到模擬/數字轉換器上，因而大大地降低了工業(yè)費用。為此，接收機就無需裝設外部ZF濾波器，它便可以以一種高集成的方式制造而成。
根據權利要求1的特征部分，本發(fā)明的目的可通過一種普通的無線電接收電路來實現。
實施低-IF方案時可以采用交流耦合的辦法。此時信號通路不必要求具有線性特性，于是便節(jié)省了較高的工業(yè)費用。然后再裝入集成模擬濾波器，同時也將集成好的模擬解調器裝設進來。
緊隨的判斷電路也可以集成起來，從而本發(fā)明的無線電接收電路得以實現高度集成。根據本發(fā)明無線電接收電路，接收電路的兩種優(yōu)先技術其優(yōu)選特性也可進行組合。
本發(fā)明的適當改進、優(yōu)選實施方案，以及無線電接收電路的應用可能性等將在從屬權利要求中給出。
下面依據附圖來闡述本發(fā)明。其中附圖1用方框圖形式示出了一種大家熟悉的尋呼器電路圖，附圖2也用方框圖形式示出了本發(fā)明的一種高集成無線電接收電路的實施方案。
在附圖2所示的無線電接收電路中，可采用一種帶GMSK調制工作方式的DECT系統(tǒng)，數字調頻UHF接收信號先從天線18送至UHF放大器19，經過放大器19的放大作用后，信號分成兩路分別流入下混合器20及21的第一個輸入端上。通常，UHF振蕩器22由一種頻率合成器來實現，作為疊加信號，該振蕩器22的輸出信號直接被送至下混合器20，另一路則經過90°移相器23后引至下混合器21。
因此，下混合器20與21，UHF振蕩器22與90°移相器一起產生一種正交下混合作用，混合輸出信號則分為兩個正交信號通路I與Q流出。該下混合作用是在低中頻區(qū)(LOW-IF)產生的。為進行信道濾波，電路中還裝有自校模擬多相濾波器24，或一種GMC濾波器。
此后，I與Q通路的信號被輸至一種限幅放大器亦即限制器25內進行放大。這是可行的，因為在低中頻區(qū)還有一種載波頻率。在DECT系統(tǒng)內使用時，這種頻率位于864kHz-1728kHz之間。I與Q正交信號通路中的信號在經過限制器25后將會產生諧波，該諧波由多相濾波器26或一種GMC濾波器進行抑制，最后，信號流入模擬正交信號解調器區(qū)，典型地，這種解調器可實施為一種四相關器27。
在附圖2所示的實施范例中，為了進行交流耦合(“AC”耦合)，正交信號通路I與Q的多個電路點上都串入了電容C1、C2、C3、C4，以起到電容耦合作用，這些電容成對接入，且大小相等。因此，通過這些電容就可以可靠地抑制靜態(tài)與動態(tài)偏移電壓。
四相關器27由二個混合器28、29，兩個微分元件30、31以及一個加法器32組成，在其輸出端，四相關器27產生一個正比于輸入頻率的微分電壓。典型地，如果中頻為864KHz，則根據調制和允許的頻率偏差，產生的最大輸入頻率將約為1.6MHz。因而四相關器27的帶寬必須有±1.6MHz。
對于額定中頻，四相關器27輸出電壓的絕對值大小處決于工藝參數的波動變化。四相關器27的輸出電壓送至判斷電路33，并以它作為接收信號的各個二進制狀態(tài)的判斷基值。
在確定判斷電路33的判斷閾值時，還必須考慮可能出現的頻率偏差。在判斷電路33之后便是數字數據。
在DECT系統(tǒng)中，一開始便發(fā)出一個16比特長的二進制序列“1010”，后面再緊跟一個成對的二進制數“1”。如同附圖2所示的實施例一樣，這種特殊的序列可通過取樣與保持電路34來生成判斷閾值。對比，四相關器27中的調制信號被送至低通濾波器35內進行低通濾波，并在此結線處利用延遲元件36進行延遲作用。
顯然，低通濾波器35的截止頻率要小于調制頻率。由此，在上述特征“1010”二進制序列期間，將產生一種信號平均值。通過取樣器37對旁路電容38進行充電后，該平均值便存儲到電容38上，同時，該平均值經過高阻緩沖放大器級39被送至判斷電路33的輸入端子上，以調整判斷閾值。
來自四相關器27的調制信號在經過含有低通濾波器40的并聯(lián)電路后被送入判斷電路33。在該電路中，低通濾波器40的截止頻率要大于調制頻率的最大值。由此在取樣過程中對判斷閾值進行調整。
一旦在數字段識別到DECT發(fā)出的一對二進制數“1”后，取樣器37便斷開，而在識別到特征“1010”二進制序列開始之后，取樣器37是一直閉合的。由于有延遲元件36，所以一對“1”不會對旁路38的電壓產生影響。
權利要求
1.一種用于調頻數字信號的集成無線電接收電路，它從天線接來的HF信號在低ZF區(qū)(低-IF)產生正交下混合作用，緊接下混合之后，通過裝設在兩個正交信號通路中的模擬多相濾波器和隨后的一種正交信號解調器進行ZF信道濾波，其特征在于兩個正交信號通路(I，Q)之間帶有交流耦合(C1，C2，C3，C4)，正交信號解調器(27)為一種模擬解調器，其輸出端產生一個正比于輸入頻率的電壓，并將該電壓送至判斷電路(33)的輸入端子上，判斷電路(33)帶有可調的判斷閾值，其作用為測定數字信號狀態(tài)。
2.根據權利要求1的無線電接收電路，其特征在于，含有一種模擬四相關器作為正交信號解調器(27)。
3.根據權利要求1或2的無線電接收電路，其特征在于，為進行信道濾波，在兩個ZF正交信號通路(I，Q)中裝設自校多相濾波器(24)或GMC濾波器，并在此接線處接入一種限幅放大器亦即限制器(25)，以起到放大作用，接著，再另外接入一種多相濾波器(26)或GMC濾波器，以抑制限制器中產生的諧波。
4.根據上述權利要求之一的無線電接收電路，其特征在于，在正交信號解調器(27)之后接入一種判斷電路(33)，以確定分別接到的數字信號是二進制“1”或“0”，判斷電路(33)帶有一個判斷閾值，在確定其值時應考慮到可能出現的頻率偏差。
5.根據上述權利要求之一的無線電接收電路，其特征在于，采用的為一種DECT(“歐洲數字無線通信”)系統(tǒng)。
6.根據權利要求4與5的無線電接收電路，其特征在于，在DECT系統(tǒng)專用的脈沖串中，為求得判斷閾值，利用一種特征二進制“1010”序列，其長度為16比特，且后面緊跟一對二進制數“1”，對此，在正交信號解調器(27)的輸出端與判斷電路(33)的輸入端之間的一個通路中接入一種取樣與保持電路(34)，以生成判斷閾值。取樣與保持電路包括一種低通濾波器(35)，一種位于濾波器(35)之后的延遲元件(36)，一種取樣器(37)，一種旁路電容(38)，以及一種高阻緩沖放大器級(39)，低通濾波器(35)接在正交信號解調器的輸出端子上，其截止頻率明顯低于調制頻率，取樣器(37)在識別出數字段為特征“1010”二進制序列時處于閉合狀態(tài)，一旦找到一對二進制數“1”后它便斷開，旁路電容(38)用來存儲信號平均值，緩沖放大器級(39)的輸出端接在判斷電路的輸入端子上，以生成判斷閾值，在一個與取樣保持電路相并聯(lián)的電路中，正交信號解調器的輸出端通過一種低通濾波器(40)接到判斷電路的信號輸入端子上，低通濾波器(40)的截止頻率要大于最大調制頻率。
7.根據上述權利要求之一的無線電接收電路，其特征在于，在兩個正交信號通路(I，Q)之間，通過尺寸大小相等的成對電容(C1，C2，C3，C4)產生一個或多個電容耦合，以形成交流耦合作用。
全文摘要
一種FM接收機,它在低ZF區(qū)(低－IF)進行正交下混合作用,其正交信號通路(I,Q)內裝有一種ZF多相濾波器(24,26),另外它還包括一種模擬正交信號解調器(27),該FM接收機在其兩個正交信號通路中產生一種交流耦合作用(C1,C2,C3,C4)。解調器(27)在其輸出端子上產生一個正比于輸入頻率的電壓,并將該電壓送至判斷電路(33)的輸入端子上,判斷電路(35)的作用為測定數字信號的狀態(tài)。本發(fā)明的電路可裝設于DECT接收機之中。
文檔編號H04L27/14GK1258396SQ99800272
公開日2000年6月28日 申請日期1999年2月1日 優(yōu)先權日1998年3月11日
發(fā)明者S·海寧 申請人:西門子公司