CN1053303C - 用于无线通信终端的发送及接收信号开关电路 - Google Patents

Abstract

用于无线通信的发送及接收信号开关电路，其中在无线通信装置的初始部分内，当信号被发送时，低噪声放大器的电源被切断，而当信号被接收时，高输出放大器的电源被切断，从而开关发送与接收信号。根据本发明，采用一开关电路以使通信装置变得紧凑而方便，且降低了能耗，并防止了有关元件的损坏，从而延长了装置的寿命，而且减少了元件的数量，节省了制造成本。本发明的电路不仅适用于无线通信，而且适用于其它数值通信。

Description

用于无线通信终端的发送及接收信号开关电路

本发明涉及一用于无线通信系统的发送及接收信号开关电路，在该系统内的无线通信装置的初始部分内，即在高输出放大器及低噪声放大器内，当信号被发送时，低噪声放大器的电源被断开，且当信号被接收时，高输出放大器的电源被断开，从而实现发送及接收信号的开关转换。

通常，提供有各自带有信号传送系统及供电系统的发送部分和接收部分，以使电总是能加到发送与接收部分上。而且，采用一继电器开关来开关发送及接收。在该常规电路中，电源一直供电，因此，使有关元件被损坏，并增加了电能的消耗，而且，需要一大的电源实现该操作，所以，增大了产品的尺寸，并且，提高了制造成本，同时使维护变得复杂。

美国专利5,388,100公开了一有关用在发送和接收无线通信信号中的开关电路的技术。根据其公开的内容，通过分集天线的开关操作及无线通信多路复用器内时隙的替换，防止了与下一阶段相关连的尖峰脉冲现象，并且，通过相同的方法，恢复无线通信接收终端所接收的数据，并选取自多个时隙生成的重现时钟信号，因此，当时隙被替换，或当接收的数据被确定时，通过彩用一内部时钟脉冲发生器建立同步以消除由各个时隙之间或天线之间的相位差所引起的误差及噪声，这样可接收到精确无噪声的数据。

即，该装置包括：多个用于接收来自各个时隙的重现时钟信号，并根据通过各个时隙同时输出的数据选取一组时钟信号的选择器；与各个选择器相连用于分离自各个时隙接收的数据，并根据建立的同步来开关各个选择器的输出的时分定时控制电路；生成内部时钟信号的内部时钟脉冲发生器；通过时分定时控制电路，在各个选择器的输出的开关操作期间控制内部时钟信号及其选取的输出的控制电路；以及接收选择器选取的重现时钟信号以从这些重现时钟信号及内部时钟信号中选取一个信号的开关电路。

上述部件加到现有通信电路中以达到预期的目的。

因此，上述技术不同于本发明，在本发明的无线通信系统中，当信号被发送时，通过一低噪声放大器断开电源，而当信号被接收时，通过高输出放大器断开电源，以开关发送和接收电路，以使电源仅供给操作电路，从而只需较小的电能消耗即可实现预期的功能。

即，上述技术与本发明的相似之处在于给现有通信电路加上开关的功能。然而，其开关电路及辅助电路的构成有差别。并且，其各自的预期目的也不同，因此，不可能相互适用。

本发明是要克服常规技术的上述缺陷。

因此本发明的目的在于提供一天线通信终端的发送和接收信号开关电路，在天线通信系统中的该终端中，当信号被发送时，通过一低噪声放大器断开电源，而当信号被接收时，通过一高输出放大器断开电源以实现发送及接收电路的开关，以使电源仅供给操作电路，从而只需较小的电能消耗即可实现预期的功能。

本发明目的是通过以下技术方案实现的：一种用于无线通信终端的开关发送与接收信号的电路，其特征是：用于接收电源输出的端子；与所述端子相连的用于将所述端子的电源输出调节为基准电压的调压器；与所述调压器相连的用于分别接受自所述调压器提供的电压的第一、第二及第三运算放大器；与所述第一运算放大器相连的通过所述第一运算放大器的电压被开关的第一晶体管；与所述第一晶体管相连的用于一接收信号的低噪声放大器的第一偏压端子，其中根据所述第一晶体管的开关操作向所述第一偏压端子供电；与所述第二运算放大器相连的通过所述第二运算放大器的电压被开关的第二晶体管；与所述第二晶体管相连的用于一发送信号的高输出放大器的第二偏压端子，其中根据所述第二晶体管的开关操作向所述第二偏压端子供电。与所述第二偏压端子相连的用于调节发送的信号的第一二极管；与所述第一偏压端子相连的用于调节接收的信号的第二二极管；与所述第一晶体管相连的通过所述第一晶体管的开关操作被开关的第三二极管；与所述第三二极管相连的通过所述第三二极管被接通/关断的所述第三运算放大器；及与所述第三运算放大器相连的通过所述第三运算放大器的输出被开关的第三晶体管。

本发明的开关电路，通过利用运算放大器，原分别提供给发送及接收电路的电源系统以比较器的形式和施密特触发器的方法被提供。而且，采用一控制与电源相连的控制二极管，从而简化电源系统的开关电路，并且，通过使用该供电单元主体内的继电器取代开关该发送和接收系统，在本发明的开关电路中采用一控制二极管，从而降低了电能消耗。并且，在常规电路中，即使在信号未被传送时，发送及接收系统也与电源接通，从而损坏了有关的元件。本发明通过安排电源仅向现用系统供电而解决了该问题，结果使在降低能耗的情况下，该操作也成为可能。

通过参照附图对优选实施例的详细描述，本发明上述目的及其它优点将变得更加明显。

图1为表示比较器的输入/输出特性的曲线图；

图2为表示比较器的转换特性的曲线图；

图3说明了在未采用施密特触发器的情况下的输入/输出特性；

图4说明了在采用施密特触发器实现了改善的情况下的输入/输出特性；

图5说明了施密特触发器的一般结构；

图6为表示施密特触发器的转换特性的曲线图；

图7说明了在本发明中的采用的“LM324”的内部电路；及

图8说明了本发明开关电路的整体电路。

在本发明中，比较器为电压比较器，并判别输入信号是高于还是低于基准电压。该比较器还可称为电平检测器。在图1说明了比较器的输入/输出特性，并仅当正输入电压端Ei的电压高于负端的基准电压Vr时，生成一输出电压。在图2说明了比较器这样的转换特性，如果输入电压Ei高于基准电压Vr，输出电压Eo产生一电压V1，而如果输入电压Ei低于基准电压Vr，输出电压Eo产生一电压V2。既使输入电压与基准电压间的差别很小，由于运算放大器的高增益，电路仍会作出响应。

施密特触发器是一种比较器，用其输入/输出特性依据输入的增加或降低而变得不同。这样，在磁滞电压宽度内禁止了噪声。在图3和图4中说明了施密特触发器的特性，并且图3说明了改善前的输入/输出特性，同时图4说明了通过使用施密特触发器改善后的输入/输出特性。在图3中a1和a2表示在其内部生成噪声的部分，而在图4中，Wo＝V2-V1表示磁滞宽度。

图5说明了施密特触发器的一般结构。这里，由于正反馈被加在电阻器R2和R3上的事实，根据输出电压的状况，比较器的基准电压值被改变，从而可能获得磁滞特性。

在图6中说明了施密特触发器这样的转换特性，如图中所示，当输入电压Ei升高时，采用曲线A，而当输入电压Ei降低时，采用曲线B。

在本发明电路的形成中，采用松下公司的No.LM324型，其中在一组件上插装有四个运算放大器，图7中说明了该组件的内部结构。在该四个运算放大器中，实际使用的是运算放大器1、2和3，并在该三个运算放大器中，第一和第三运算放大器1和3被用作为比较器，而第二运算放大器2被用作为施密特触发器，在第二运算放大器中有一电阻器与其输出端相连以形成正反馈。

图8说明了具有上述特性的本发明开关电路的整体部分。

通过采用三个使用不同电压的运算放大器调节本发明系统的传输与接收，即，15V的电压用于接收，且23V的电压用于传输，通过端子A实现与电源的接通，也就是，在接收的情况下通过端子A提供15V的电压，而通过调压器B形成12V的电压，提供给各个运算放大器1、2和3。

首先，在接收的情况下，通过端子A提供15V的电压，由于比较器1的输入电压(运算放大器的正端)低于基准电压(负端)，因此，比较器1被关断，比较器1的关断随后是晶体管Q1的接通，所以，电源供电给接收端的低噪声放大器的偏压端F，而接收调节第二二极管D2被接通。

同时，施密特触发器2的输入电压(负端)低于基准电压(正端)，因此，施密特触发器2被开通。所以通过齐纳二极管D4向晶体管Q2的基极提供15V的电压，而该15V电压被加在第二晶体管Q2的发射极上以关断该晶体管Q2。因此，电源没有向发送端的高输出放大器的偏压端供电，并在同时，发送端的调节第一二极管D1被关断。而且，晶体管Q1的输出通过一二极管D3被向前提供，因此第三二极管D3被接通。并能，二极管D3的输出电压加在比较器3的负端以变得高于正端的基准电压。因此，比较器3被关断。然后比较器3的输出加在晶体管Q3的基极以关断晶体管Q3。

通过上述操作，在传输的情况下，电仅供给接收端的低噪声放大器的偏压端F，而不供给发送端的高输出放大器的偏压端E。

在另一方面，在传输的情况下，当通过端子A加有23V的电压时，通过-12V稳压器B形成一基准电压以加给各个运算放大器1、2和3，在这种情况下，比较器的正端的输入电压高于基准电压(负端)，因此该比较器被接通。比较器1接通后是晶体管Q1的关断，所以，接收端的低噪声放大器的偏压端F与电源断开，同时接收调节二极管D2被关断。

同时，因为输入电压(负端)高于基准电压(正端)，施密特触发器2被关断。所以，通过齐纳二极管D4将15V的电压加在晶体管Q2的基极，并将23V的电压加在晶体管Q2的发射极，从而接通晶体管Q2。因此，电供给发送端的高输出放大器的偏压端E，并且发送端的调节第一二极管D1被接通。在这种情况下，第一晶体管Q1的输出被反向提供给二极管D3以关断二极管D3，并且在比较器3的负端上加有同样的输出电压，以使负端的电压低于正端的基准电压，以接通比较器3。因此，比较器3的输出提供给晶体管Q3的基极以接通晶体管Q3，以使电能供给发送端的高输出放大器的偏压端E。

根据上述的本发明，采用一开关电路，以使通信装置可变得紧凑而方便。并降低了能耗，而且防止了有关元件的损坏，从而延长了装置的寿命。并且减少了元件的数量，节省了制造成本。再者，本发明的电路不仅适用于无线通信，而且同样可用于其它的数据通信。

Claims (6)

1、用于无线通信终端的开关发送与接收信号的电路，其特征是：

用于接收电源输出的端子；

与所述端子相连的用于将所述端子的电源输出调节为基准电压的调压器；

与所述调压器相连的用于分别接受自所述调压器提供的电压的第一、第二及第三运算放大器；

与所述第一运算放大器相连的通过所述第一运算放大器的电压被开关的第一晶体管；

与所述第一晶体管相连的用于一接收信号的低噪声放大器的第一偏压端子，其中根据所述第一晶体管的开关操作向所述第一偏压端子供电；

与所述第二运算放大器相连的通过所述第二运算放大器的电压被开关的第二晶体管；

与所述第二晶体管相连的用于一发送信号的高输出放大器的第二偏压端子，其中根据所述第二晶体管的开关操作向所述第二偏压端子供电。

与所述第二偏压端子相连的用于调节发送的信号的第一二极管；

与所述第一偏压端子相连的用于调节接收的信号的第二二极管；

与所述第一晶体管相连的通过所述第一晶体管的开关操作被开关的第三二极管；

与所述第三二极管相连的通过所述第三二极管被接通/关断的所述第三运算放大器；及

与所述第三运算放大器相连的通过所述第三运算放大器的输出被开关的第三晶体管。

2、权利要求1所述的用于无线通信终端的开关发送与接收信号的电路，其特征是：所述第二运算放大器被用作一施密特触发器以防止噪声及取得稳定的输入/输出特性。

3、权利要求1所述的用于无线通信终端的开关发送与接收信号的电路，其特征是：在接收期间，所述第一运算放大器被关断以使信号接收通路短路，以接通所述接收信号调节第二二极管。

4、权利要求1所述的用于无线通信终端的开关发送与接收信号的电路，其特征是：在接收期间，发送端的所述高输出放大器的所述偏压端和所述发送信号调节第一二极管被关断以打开发送信号传送通路。

5、权利要求1所述的用于无线通信终端的开关发送与接收信号的电路，其特征是：在传输期间，所述第一运算放大器被接通以打开接收信号传送通路，以关断所述接收信号调节第二二极管。

6、权利要求1所述的用于无线通信终端的开关发送与接收信号的电路，其特征是：在传输期间，接收端的所述低噪声放大器的所述偏压端与电源断开，并且所述发送信号调节第一二极管被接通，以使发送信号传送通路短路。

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