CN1083174C

CN1083174C - 在同波道应用的数字微波系统中用于同步发射机本地振荡器频率的电路

Info

Publication number: CN1083174C
Application number: CN96107918A
Authority: CN
Inventors: 全圣珉
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1995-08-24
Filing date: 1996-05-30
Publication date: 2002-04-17
Anticipated expiration: 2016-05-30
Also published as: CN1148755A; KR970013807A; KR0145883B1; RU2121220C1; US5818305A

Abstract

在数字微波系统中用于可靠地同步发射机本地振荡器频率的电路。在同波道应用的数字微波系统中，用于同步垂直和水平极化波的锁相介质谐振器振荡器频率的电路，包括：第一偏压开关单元；第二偏压开关单元；第一参考信号发生单元；第二参考信号发生单元；第一分路单元；第二分路单元；第一组合单元；第二组合单元；第一切换控制单元；以及第二切换控制单元。

Description

在同波道应用的数字微波系统中用于同步发射机本地振荡器频率的电路

本发明涉及数字微波系统，更具体地，涉及在同波道应用的数字微波系统中用于同步发射机本地振荡器频率的电路。

关于在同波道应用的数字微波系统中用于同步发射机本地振荡器频率的电路的本专利申请是基于韩国专利申请No.26430/1995，此处加以引用以供所有目的的参考。

近来，大多数的数字微波系统通常使用共波道以提高波道的效率。这样，数字微波系统把相应于一个信道的频率分成为一个垂直极化波(以后称作为“V”)模式和一个水平极化波(以后称作为“H”)模式，然后把数据提供给分开的各个模式。在与一个信道相对的另一个信道上，数字微波系统可执行以上操作的逆操作。

在以同波道运行的点对点微波系统中，在发送时，基带信号以适合于以上系统的调制方法被调制成中频信号。然后，在前述的系统中，分别为V模式和H模式的具有卓越的频率稳定度和相位噪声特性的锁相介质谐振器振荡器(以后称作为“PLDRO”)被用作为本地振荡器，因而在变频器中，频率被提升了。经过功率放大后，具有提升频率的V信号和H信号被合成统一的格式，并在直接式收发转换器(以后称作为“OMT”)中被发送出去。

在数字微波系统中，在接收时，V模式的发射机本地振荡器的频率应当被同步到等于H模式的发射机本地振荡器的频率，以便使解调信号的误码为最小。

被用作为发射机本地振荡器的PLDRO具有外部型结构，其中其相位被固定在一个外部的固定密度参考振荡器上。结果，在对输入到V模式和H模式的PLDRO中的外部参考振荡器信号同步时，PLDRO可以同步其输出频率。

图1是显示用于同步传统的发射机本地振荡器频率的电路的方框图，其中参考数字2和12分别表示作为V型和H型PLDRO的本地振荡器。此处，参考数字10和20表示用于同步发射机本地振荡器频率的电路，它们产生每个用于固定V型和H型PLDRO 2和12的相位的参考信号。另外，上述用于同步发射机本地振荡器频率的电路10和20通过线路22和24同步参考信号。

对用于同步本地振荡器频率的电路10和20的结构的详细说明将在后面给出。这时，参考数字4和14分别表示V型和H型参考振荡器，其中根据每个调节电压输出的参考信号的频率是不同的。进一步地，参考数字6和16分别表示V型和H型相位比较器以及参考数字8和18分别表示V型和H型环路滤波器。

在V型相位比较器6中把由V型参考振荡器4输出的参考信号与由H型参考振荡器14输出的参考信号进行相位比较后，V型参考振荡器4输出的参考信号通过V型环路滤波器8控制V型参考振荡器4的调节电压。因此，V型参考振荡器4的频率就和H型参考振荡器14的频率相同步了。

然而，正如上所述，传统的同步频率的方法很有可能使以上电路很复杂，以及在V型或H型参考振荡器发生故障的情况下可能导致系统故障。此外，在V型和H型参考振荡器中的一个发生故障的情况下，就会引起不方便，即另一个参考振荡器将由手工切换，使其运行(也就是，以图1所示的虚线24进行连接)。

因此，本发明的一个目的是提供用于可靠地同步数字微波系统中发射机本地振荡器频率的电路。

本发明的另一个目的是提供用于处理V型和H型参考振荡器的任一个输出信号以及对同时使用在V型和H型中的锁相介质谐振器振荡器进行同步的电路。

本发明的再一个目的是提供用于除去在V型和H型参考振荡器之间的互频同步的电路。

本发明的再另一个目的是提供用于在运行着的一个参考振荡器发生故障的情况下，用另一个参考振荡器自动切换这一个参考振荡器的电路。

这些和其它目的可按照本发明的原理以及所提供的在同波道应用的数字微波系统中用于同步垂直和水平极化波的锁相介质谐振器振荡器的频率的电路来达到，此电路包括：用于切换第一供电电源的第一偏压开关单元；用于切换第二供电电源的第二偏压开关单元；用于由第一供电电源产生为同步本地振荡器频率的第一参考信号的第一参考信号产生单元；用于由第二供电电源产生为同步本地振荡器频率的第二参考信号的第二参考信号产生单元；用于把第一参考信号进行第一和第二分路并输出功率的第一分路单元；用于把第二参考信号进行第一和第二分路并输出功率的第二分路单元；用于把第一分路的第一参考信号功率和第二分路的第二参考信号进行组合并把组合后的信号功率输出到垂直极化波使用的锁相介质谐振器振荡器的第一组合单元；第二组合单元，用于把经第一分路的第二参考信号功率和经第二分路的第一参考信号进行组合，并把组合后的信号功率输出到垂直极化波使用的锁相介质谐振器；用于为了响应于在第一分路单元中被第二分路的第一参考信号的产生而切断第二电源的目的切换第二偏压开关单元的第一切换控制单元；用于为了响应于在第二分路单元中被第二分路的第二参考信号的产生而切断第一电源的目的切换第一偏压开关单元的第二切换控制单元。

参考下文的详细说明，并结合附图来考虑，更容易理解本发明及其伴随的优点，并容易得出关于它的更完全的评价。图中相同的参考符号代表相同或类似的元部件，其中：

图1是说明用于同步传统的发射机本地振荡器频率的电路的方框图；

图2是说明按照本发明的用于同步发射机本地振荡器频率的电路的方框图；

图3是说明用于同步图2的发射机本地振荡器频率的电路的详细图。

尤其应当注意，相同的参考数字用于相同的元件或部件，即使它们被表示于另一个图上。

图2是说明按照本发明的用于同步发射机本地振荡器频率的电路的方框图。在图2中，模块1 100代表用于同步V型发射机本地振荡器频率及用于把参考信号REF提供给V型PLDRO 2的电路，模块2 200代表同步H型发射机本地振荡器频率和用于把参考信号REF提供给H型PLDRO 12的电路。在模块1 100和模块2 200中具有相同名称的相同的元件或部件彼此具有相同的结构和完成相同的工作。图3是说明用于同步图2的发射机本地振荡器频率的电路的详图。

按照本发明的特征是把由V型或H型参考振荡器输出的参考信号同时加到V型和H型PLDRO 2和12。例如，当模块1 100的参考振荡器104运行并输出参考信号时，参考信号以相等的功率值被加到模块1 100的组合器116和模块2 200的组合器216，并且最终被加到V型和H型PLDRO 2和12。

按照本发明的另一个特征，当正在工作的一个参考振荡器发生故障的情况下，自动地以另一个参考振荡器切换那一个参考振荡器，并使这另一个参考振荡器能进行工作。例如，如果模块1 100的参考振荡器104发生故障而不能工作，那么与该参考振荡器104相对的另一个模块，也就是模块2 200的偏压开关202通过第一分路器106，第二分路器108，电平检测器110，直流放大器112和模块1 100的比较器114被接通。这样，供电电源VCC由偏压开关202被加到模块2 200的参考振荡器204，且参考振荡器204产生参考信号。

现参考图2和3，参考数字102和202代表用来接通/关断加到参考振荡器104和204的供电电源VCC并且分别由每个晶体管Q1组成的偏压开关。偏压开关102和202根据参考振荡器104和204的正常工作存在与否，可逆地切换加到相对的模块的参考振荡器204的供电电源。如果模块1 100的偏压开关102被接通，那么参考振荡器104正常地工作并且产生参考信号REF。相应地，模块2 200的偏压开关202被第一分路器106，第二分路器108，电平检测器110，直流放大器112和比较器114切断。相反地，如果模块1 100的偏压开关被关断，那么参考振荡器104不工作，也不产生参考信号REF。这样，模块2 200的偏压开关202被接通。因此，当起始的供电电源VCC接通时，偏压开关102和202分别包括优先确定电路(如图3的103所示)，这样，一个模块可先于另一个模块之前工作。参考数字104和204代表参考振荡器，且当加工供电电源VCC时，产生参考信号REF。此处，参考信号REF被用来同步V型和H型PLDRO 2和12的本地振荡器频率。

参考数字106和206代表第一分路器。第一分路器106和206把由参考振荡器104和204输出的参考信号REF的功率分路到组合器116和第二分路器108。作为可以效法的非平衡型Wilkinson(威金逊)分路器的第一分路器106和206以2∶3的比值分路加到组合器116和216的信号功率与加到第二分路器108和208的信号功率。参考数字108和208代表第二分路器。另外，作为非平衡型Wilkinson分路器的第二分路器108和208把由第一分路器106和206输出的信号功率分路到电平检测器110和210与相对的模块的组合器216和116。这时，分路到电平检测器110和210的信号功率与分路到组合器216和116的信号功率的比值是2∶3。因此，由第一分路器106和206分路的，且被加到组合器116和216的信号功率等于由第一分路器106和206与第二分路器108和208加到相对的模块的组合器216和116的信号功率。参考数字116和216代表Wilkinson组合器。组合器116和216对于位于相对的模块的第二分路器208和108的信号有输入隔离特性。组合器116和216的输出在放大器118和218中被放大到适当的电平，然后作为参考信号REF被加到PLDRO 2和12。

参考数字110和210代表由肖特基二极管组成的电平检测器。电平检测器110和210把由第二分路器108和208输出的信号变换成直流电压，并把变换后的电压输出到直流放大器112和212。参考数字112和212代表由每个运放组成的直流放大器。直流放大器112和212把由电平检测器110和210输出的直流电压放大到适当的电平，然后把放大后的电压输出到比较器114和214。参考数字114和214代表由每个运放组成的比较器。比较器114和214把在直流放大器112和212中放大后的信号与每个参考电压Vref1和Vref2做比较，并输出逻辑“高”状态或逻辑“低”状态。在直流放大器112和212的输出电压大于参考电压Vref1和Vref2的情况下，比较器114和214输出逻辑“低”状态。相反，在直流放大器112和212的输出电压小于参考电压Vref1和Vref2的情况下，比较器114和214输出逻辑“高”状态。逻辑“高”状态接通相对的模块的偏压开关102和202，而逻辑“低”状态关断它们的偏压开关102和202。

其中，由电平检测器110和比较器114作为基本部件构成第一切换控制装置，并且第一切换控制装置还可以进一步包括第二分路器108和直流放大器112；同时，由电平检测器210和比较器214作为基本部件构成第而且切换控制装置，并且第二切换控制装置还可以进一步包括第二分路器208和直流放大器212。

正如从图2和3上所看到的那样，后面将更具体地说明本发明的运行。在以下的对按照本发明的运行的描述中，假定及注意到模块1 100的参考振荡器104工作。因此，注意模块2 200的参考振荡器204未工作。

现在，在应用时供电电源VCC通过模块1 100的偏压开关102被加到参考振荡器104。这样，被加以供电电源VCC的参考振荡器104工作，藉此产生参考信号。所产生的参考信号功率在由无源元件R10、L4、L5和C5-C7组成的第一分路器106中被分路。这时，被分路进到组合器116和第二分路器108中的功率的比值是2∶3。在第一分路器106中被分路的一路信号通过由无源元件R12、L8、L9和C12-C14组成的组合器116被输出，在放大器118中被放大并被加到V型PLDRO 2。同样地，在第一分路器106中被分路的另一路信号通过由无源元件R11、L6、L7和C8-10组成的第二分路器108也被分路成两路信号。

其中的一路信号通过模块1 100的REFO接头和REF电缆被连到模块2 200的REF1接头，然后加到模块2 200的组合器216。被加到模块2 200的组合器216的信号在放大器218中被放大，然后被加到H型PLDRO 12。其中的另一路信号被加到电平检测器110。此处，加到另一个模块，即模块2 200的组合器216的信号功率和加到模块1 100的电平检测器110的信号功率的分路比值为3∶2。

在此例中，通过模块1 100的第一分路器106加到模块1 100的组合器116的信号功率和通过模块1 100的第一分路器106和第二分路器108加到模块2 200的组合器216的信号功率相互不等地被分路，正如在以上的第一和第二分路器106和108的功率分配比值中所表示的。因此，被加到V型和H型PLDRO 2和12的参考信号REF互相相等。

同时，模块1 100的第二分路器108中所分路的另一路信号被加到模块1 100的电平检测器110。电平检测器110通过肖特基二极管D2把所加的信号变换成已知的直流电压，并把变换后的信号输出到直流放大器112。直流放大器112由两个终端运算放大器U3A和U3B组成。结果，在运算放大器U3A和U3B中被两次放大的直流电压被加到比较器114，并和比较器114的参考电压Vref相比较。当模块1 100的振荡器104的参考电压大于参考电压Vref 1时，比较器114的输出为逻辑“低”状态。然而，当模块1 100的振荡器104的参考电压小于参考电压Vref 1时，比较器114的输出为逻辑“高”状态。进一步地，在逻辑“高”状态时，模块2 200的偏压开关202被接通。在逻辑“低”状态时，模块2 200的偏压开关202被关断。这就是，在模块1 100的参考振荡器104工作的情况下，模块2 200的偏压开关202被关断。另一方面，在模块1 100的参考振荡器104不工作(或发生故障)的情况下，模块2 200的偏压开关202被接通。因此，如果模块2 200的偏压开关202被接通，那么模块2 200的参考振荡器204可以工作。最后，如果模块1 100的参考振荡器104发生故障，模块2 200的参考振荡器204被自动切换进入工作。

这样，如图2和3所示，电平检测器110和210，直流放大器112和212以及比较器114和214是用于控制相对的模块的偏压开关202和102的接通/关断。

参照图3，优先确定电路103被包括于偏压开关102内。优先确定电路103由R1、C18和SW1构成。如果用户同时接通模块1 100的开关SM，关断模块2 200的开关SW1并且把起始供电电源VCC加到模块1 100和模块2 200，那么模块2 200先于模块1 100工作。换言之，模块1 100的优先确定电路103的R1和C18的时间常数可以产生用于接通供电电源VCC在第一模块1 100中的偏压开关102的每个晶体管Q2所需的延时。但是，由于同时加上供电电源的模块2 200中不存在延时，模块2 200的参考振荡器204先于模块1 100被驱动。因此，在加上起始供电电源时，优先确定电路103确定哪个模块首先或被选定地工作。

用于对所述垂直极化波的锁相介质谐振器振荡器频率的同步进行控制的第一振荡器频率同步控制装置包括：

用于由所述第二振荡器频率同步控制装置的给定的切换控制信号切换第一供电电源的第一偏压开关装置；

用于由所述第一供电电源产生对所述本地振荡器频率进行同步的第一参考信号的第一参考信号发生装置；

用于对所述第一参考信号功率进行第一和第二分路并加以输出的第一分路装置；

用于把所述的被第一分路的第一参考信号功率和所述的被第二分路的第二参考信号功率进行组合并把组合后的信号输出到所述垂直极化波使用的锁相介质谐振器振荡器的第一组合装置；以及

用于检测在所述第一分路装置中被第二分路的所述第一参考信号的电平，把所检测的电平和预定参考电压进行比较，以及把切换控制信号输出到所述第二振荡器频率同步装置的第一切换控制装置；

对所述水平极化波的所述锁相介质谐振器振荡器频率的同步进行控制的第二振荡器频率同步控制装置包括：

用于切换第二供电电源的第二偏压开关装置；

用于由所述第二供电电源产生对所述本地振荡器频率进行同步的第二参考信号的第二参考信号发生装置；

用于对所述第二参考信号功率进行第一和第二分路并加以输出的第二分路装置；

用于把所述的被第一分路的第二参考信号功率和在所述第一振荡器频率同步控制装置中所提供的所述的被第二分路的第一参考信号进行组合并把组合后的功率输出到所述垂直极化波使用的锁相介质谐振器振荡器的第二组合装置；以及

用于检测在所述第二分路装置中被第二分路的所述第二参考信号的电平，把所检测的电平和预定参考电压进行比较，以及把切换控制信号输出到所述第一振荡器频率同步装置的第二切换控制装置。

从上文显然可以得出，本发明具有这样的优点：处理V型或H型参考振荡器的输出信号，同时同步使用于垂直极化波和水平极化波的锁相介质谐振器振荡器，以及在一个参考振荡器发生故障的情况下，自动切换使另一个参考振荡器工作。

因此，应当看到，本发明并不限于为实行本发明所计划的最佳模式所揭示的具体实施例，而且本发明也不限于除了所附加的权利要求中所限定的那样的本专利说明中所描述的特定实施例。

Claims

1.在同波道应用的数字微波系统中，用于同步垂直和水平极化波的锁相介质谐振器振荡器频率的电路，其特征在于包括：

用于切换第一供电电源的第一偏压开关装置；

用于切换第二供电电源的第二偏压开关装置；

用于对所述第一参考信号的功率进行第一和第二分路并加以输出的第一分路装置；

用于对所述的第二参考信号功率进行第一和第二分路并加以输出的第二分路装置；

用于把所述的被第一分路的第一参考信号功率和所述的被第二分路的第二参考信号进行组合并把组合后的信号功率输出到所述垂直极化波使用的锁相介质谐振器振荡器的第一组合装置；

用于把所述的被第一分路的第二参考信号功率和所述的被第二分路的第一参考信号进行组合并把组合后的信号功率输出到所述垂直极化波使用的锁相介质谐振器振荡器的第二组合装置；

用于为了响应于在所述第一分路装置中被第二分路的所述第一参考信号的产生而关断所述第二电源的目的，切换所述第二偏压开关装置的第一切换控制装置；

用于为了响应于在所述第二分路装置中被第二分路的所述第二参考信号的产生而关断所述第一电源的目的，切换所述第一偏压开关装置的第二切换控制装置。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于所述第一和第二偏压开关装置进一步分别包括由延时组件和开关组成的优先确定装置，以便在加上起始供电电源的情况下在另一个开关装置工作之前启动一个开关装置。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于所述第一切换控制装置包括：

用于检测在所述第一分路装置中被第二分路的所述第一参考信号的电平的电平检测装置；以及

用于把所述被检测的第一参考信号的电平和预定的参考电压进行比较且对所述第二偏压开关装置的接通/关断进行控制的比较装置。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于所述比较装置在所述电平低于所述参考电压时控制接通所述第二偏压开关装置，以及在所述电平高于所述参考电压时控制关断所述第二偏压开关装置。

5.根据权利要求3所述的电路，其特征在于所述电路进一步包括设置于所述比较装置和所述电平检测装置之间，并放大所述第一参考信号电平的放大装置。

6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于所述第二切换控制装置包括：

用于检测在所述第一分路装置中被第二分路的所述第二参考信号的电平的电平检测装置；以及

用于把所述被检测的第二参考信号的电平和预定的参考电压进行比较且对所述第二偏压开关装置的接通/关断进行控制的比较装置。

7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于所述比较装置在所述电平低于所述参考电平时控制接通所述第一偏压开关装置，以及在所述电平高于所述参考电压时控制关断所述第一偏压开关装置。

8.根据权利要求6所述的电路，其特征在于所述电路进一步包括设置于所述比较装置和所述电平检测装置之间，并放大所述第二参考信号电平的放大装置。

9.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，进一步包括用于对所述垂直极化波的锁相介质谐振器振荡器频率的同步进行控制的第一振荡器频率同步控制装置；以及对所述水平极化波的所述锁相介质谐振器振荡器频率的同步进行控制的第二振荡器频率同步控制装置，其中所述第一振荡器频率同步控制装置包括：

以及其中所述第二振荡器频率同步控制装置包括：

用于切换第二供电电源的第二偏压开关装置；

10.权利要求9中所述的电路，其特征在于所述第一和第二切换控制装置在所述电平低于所述参考电压的情况下控制接通所述第一和第二偏压开关装置，以及在所述电平高于所述参考电压的情况下控制断开所述第一和第二偏压开关装置。