CN1092913C - 共用数模兼容和个人通信方式的便携式电话的信号处理装置 - Google Patents

共用数模兼容和个人通信方式的便携式电话的信号处理装置 Download PDF

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Abstract

共用数/模(D/A)兼容方式和个人通信操作(PCS)方式的便携式电话机的无线电信号处理装置，包括：频率发生器，产生频率转换所需的频率；D/A兼容转换器和PCS转换器，分别按频率发生器产生的规定振荡频率转换以D/A兼容方式和PCS方式发送和接收的信号频率；中频处理器，按频率发生器产生的规定振荡频率转换发送和接收的中频；第一开关，有选择地将天线接D/A兼容转换器或PCS转换器，和第二开关，有选择地再将其接中频处理器。

Description

共用数模兼容和个人通信方式的便携式电话的信号处理装置
本发明涉及便携式电话机的一种无线电信号处理装置，具体说，涉及一种能共用蜂房式数字/模拟兼容方式和个人通信操作方式的无线信号处理装置。
个人通信业务(PCS)是照顾游动用户的流动通信业务，通过用无线电处理一部分局部固定的用户线在服务区内提供无线电通信服务。
为使用数/模兼容方式的便携式电话机，有人提出了图1所示的无线电信号处理装置。数/模兼容方式是模拟系统与数字系统兼容的一个新标准(IS-95；TR-45)。数/模兼容标准IS-95规定，分派给模拟蜂房式电话机的频宽可用于码分多址(CDMA)数字系统中。因此，图1的无线电信号处理装置既可用于数字系统也可用于模拟系统。无线电信号处理装置中使用的收发频率范围分别为868.5-893.5MHz和823.5-848.5MHz。
参看图1。数/模兼容便携式电话机的无线电信号处理装置包括数/模兼容转换器110、中频(IF)信号处理器112和天线114。数/模兼容转换器110发送或接收调谐到800MHz频带的信号。IF信号处理器112产生数/模兼容便携式电话机的无线电处理装置中使用的IF信号，或者处理传送给数/模兼容转换器110或从该转换器收到的信号。调谐到800MHz频带的数/模兼容转换器110包括双工器116、数/模兼容接收信号转换器150和数/模兼容发送信号转换器152。数/模兼容接收信号转换器150具有低噪音放大器(LNA)118、带通滤波器(BPF)120、接收混合器122和倍增器124。数/模兼容发送信号转换器152具有倍增器126、发送混合器128、带通滤波器130和功率放大器(PA)132。IF信号处理器112具有接收IF处理器134、频率发生器138和发送IF处理器136。
工作时，通过天线114接收的800MHz频带的接收信号通过多路分解器116传送给低噪音放大器118。接收的信号通过低噪音放大器118被低噪放大，再通过通频带为868.5-893.5MHz的带通滤波器120被带通滤波。带通滤波器120的输出通过接收混合器122与本机振荡信号混合。本机振荡信号是用倍增器124将IF信号处理器112的频率发生器138产生的振荡信号VCO的频率通过基波振荡求和过程倍增一倍得出的。频率发生器138产生的振荡信号VCO的振荡频率f(VCO)为953.88-978.88MHz。倍增器124产生的本机振荡信号的频率与频率发生器138产生的振荡信号VCO的频率一样。因此，接收混合器122将频率为868.5-893.5MHz的接收信号与频率为953.88-978.88MHz的本机振荡信号混合，产生频率为85.38MHz的IF信号。接收混合器122产生的频率为85.38MHz的IF信号通过IF信号处理器112的接收IF处理器134的带通滤波器140被带通滤波。带通滤波过的IF信号由自动增益控制器(AGC)142进行增益控制。增益受控的IF信号通过基带信号转换器144用频率发生器138产生的170.76MHz频率转换成模拟信号，然后传送给基带信号处理器。
传送发送的IF信号的操作按上述相反的顺序进行。发送IF处理器136的基带信号转换器148用频率发生器138产生的频率为19.68MHz的信号和自振荡频率为260.76MHz的信号将来自基带信号处理器的基带模拟信号转换成发送IF信号。发送IF信号由自动增益控制器146进行增益控制，并作为频率为130.38MHz的信号而产生。频率为130.38MHz的IF信号传送给数/模兼容转换器110的发送混合器128。发送混合器将频率为130.38MHz的IF信号与倍增器126产生的频率为953.88-978.88MHz的本机振荡信号混合，产生频率为823.5-848.5MHz的发送信号。产生该本机振荡信号的过程与接收混合器122中使用的本机振荡信号产生过程一样，这里不再赘述。发送信号经通带为823.5-848.5MHz的带通滤波器130被带通滤波后，由功率放大器132进行功率放大。经功率放大的发送信号传送给双工器116，再通过天线114发射出去。
综上所述，数/模兼容便携式电话机中使用的收发频率范围分别为868.5-893.5MHz和823.5-848.5MHz。但PCS便携式电话机中使用的收发频率范围分别为1840-1870MHz和1750-1780MHz。由于PCS便携式电话机与数/模兼容便携式电话机两者之间的收发频率范围相差很大，因而要共用无线电信号处理装置很困难。也就是，PCS便携式电话机中使用的收发频率范围为数/模兼容便携式电话机中使用的收发频率的两倍或以上，因此为使便携式电话能共用数/模兼容方式和PCS方式中使用的频率，应配备相应的无线电信号处理装置，从而使便携式电话机的尺寸增大。
本发明的目的是提供一种能共用数/模兼容方式和PCS方式的无线电信号处理装置。
按照本发明的一个方面，本发明能共用数/模兼容方式和个人通信操作方式的便携式电话的无线电信号处理装置包括：一个频率发生器，用以产生频率转换所需要的频率；一个数/模兼容转换器，用以按频率发生器产生的规定振荡频率转换以数/模兼容方式发送和接收的信号的频率；一个个人通信操作转换器，用以按频率发生器产生的规定振荡频率转换以个人通信操作方式发送和接收的信号的频率；一个中频处理器，用以按频率发生器产生的规定振荡频率转换发送和接收的中频；第一开关，用以根据用户选择的方式有选择地将天线连接到数/模兼容转换器或个人通信操作转换器；和第二开关，用以根据用户选择的方式有选择地将数/模兼容转换器或个人通信操作转换器连接到中频处理器。
参看下面结合附图所作的详细说明可以更清楚理解本发明的上述和其它目的、特点和优点。附图中：
图1是数/模兼容便携式电话机的一般无线电信号处理装置的方框图；
图2是本发明一个最佳实施例的共用数/模兼容方式和PCS方式的无线电信号处理装置的方框图；
图3示出装有振荡频带振荡器的通用振荡电路。
随着移动无线电通信产品中系统趋向复杂化，需要有一种新的能将采用800-900MHz频带的蜂房式便携式电话机与采用1.8GHz频带的PCS便携式电话机结合起来的终端设备。此外，随着电子产品趋向小型化，需要有一种体积小、能共用数/模兼容方式和PCS方式的终端设备。在采用不同频率和共用两种工作方式的便携式电话机中，除无线电信号处理装置之外，大部分装置是可以共用的。因此，为达到便携式电话机小型化的目的，重要的一点是减小用于检测和再生不同频率的无线电信号处理装置的尺寸。
现在详细说明本发明的便携式电话机的小型无线电信号处理装置的结构和工作过程。
参看图2。本发明的无线电信号处理装置包括：PCS转换器210、数/模兼容转换器212、IF信号处理器214、天线216、和开关218、220及222。PCS转换器210传送或接收利用调谐到1.8GHz频带的PCS时发送或接收的信号。数/模兼容转换器212传送或接收利用调谐到800MHz频带的蜂房式通信系统时发送或接收的信号。IF信号处理器214产生便携式电话机的能共用数/模兼容方式和PCS方式的无线电信号处理装置中用的IF信号。IF信号处理器214还处理传送给和来自PCS转换器210和数/模兼容转换器212的信号。第一至第三开关218、220和222根据用户的要求连接线路。第一开关218有选择地将天线216接到PCS转换器210和数/模兼容转换器212。第二开关220有选择地将PCS转换器210产生的接收IF信号或数/模兼容转换器212产生的接收IF信号传送给IF信号处理器214的接收IF输入端。第三开关222有选择地将IF信号处理器214产生的发送IF信号传送给PCS转换器210或数/模兼容转换器212的发送IF输入端。
调谐在1.8GHz频带的PCS转换器210包括双工器224、PCS接收信号转换器274和PCS发送信号转换器276。PCS接收信号转换器274具有低噪音放大器(LNA)226、带通滤波器(BPF)228、接收混合器230和倍增器232。PCS发送信号转换器276具有倍增器234、发送混合器236、带通滤波器238和功率放大器(PA)240。调谐在800MHz频带的数/模兼容转换器212包括双工器242、数/模兼容接收信号转换278和数/模兼容发送信号转换器280。数/模兼容接收信号转换器278具有低噪音放大器244、带通滤波器246、接收混合器248和倍增器250。数/模兼容发送信号转换器280具有倍增器252、发送混合器256、功率放大器260、混合器264、带通滤波器258和262、以及偏频振荡器266。IF信号处理器214由接收IF处理器268、频率发生器272和发送IF处理器270组成。
现在详细说明用户选择PCS方式时发送/接收的工作过程。
若选取PCS方式，第一开关218切换到使天线216与PCS转换器210连接。通过天线216接收的频带为1.8GHz的接收信号传送给PCS转换器210的双工器224后再通过低噪音放大器226进行低噪放大。放大的信号通过通带为1840-1870MHz的带通滤波器228进行带通滤波。带通滤波器228的输出通过接收混合器230与本机振荡信号混合。本机振荡信号是用倍增器232倍增IF信号处理器214的频率发生器272产生的振荡信号VCO的频率获得的。频率发生器272产生的振荡信号VCO的振荡频率f(VCO)为814.81-829.81MHz。因此，倍增器232产生的本机振荡信号的频率f(LO)为1629.62-1659.62MHz。接收混合器230产生频率为接收信号与本机振荡信号之间的差频信号。也就是，接收混合器230将频带为1840-1870MHz的接收信号与频带为1629.62-1659.62MHz的本机振荡信号混合，产生频率为210.38MHz的IF信号。选择PCS方式时，第二开关220切换到使PCS转换器210与IF信号处理器214连接。于是，接收混合器230产生的频率为210.38MHz的IF信号被传送给IF信号处理器214的接收IF处理器268。传送给接收IF处理器268的IF信号经带通滤波、增益控制后，用频率发生器272产生的频率为420.76MHz的信号将其转换成模拟信号，再传送给基带信号处理器。
发送IF信号的发送过程按上述相反的次序进行。发送IF处理器270用频率为频率发生器272产生的19.68MHz的信号和频率为自振荡频率240.76MHz的信号将来自基带信号处理器的基带模拟信号转换成发送IF信号。发送IF信号的增益是受控制的，其频率为120.38MHz。第三开关222切换到使IF信号处理器214的发送IF处理器270与PCS转换器210连接。于是，发送IF处理器270产生的频率为120.38MHz的IF信号被传送给PCS转换器210的发送混合器236。IF信号通过发送混合器236与本机振荡信号混合。本机振荡信号是用倍增器234倍增IF信号处理器214的频率发生器272产生的振荡信号VCO的频率获得的。频率发生器272产生的振荡信号VCO其振荡频率f(VCO)为814.81-829.81MHz。因此，倍增器234产生的本机振荡信号的频率f(LO)为1629.62-1659.62MHz。发送混合器236产生频率为发送IF信号与本机振荡信号的和频率的信号。也就是，发送混合器236将频率为120.38MHz的发送IF信号与频率为1629.62-1659.62MHz的本机振荡信号混合起来，产生频率为1750-1780MHz的发送信号。发送信号经通带为1750-1780MHz的带通滤波器238带通滤波后通过功率放大器240进行功率放大。功率放大器240的输出传送给双工器224。传送给双工器224的信号经第一开关218送到天线216，再通过天线216辐射出去。
现在详细说明用户选择数/模蜂房方式时发送/接收的工作过程。
若选取数/模蜂房方式，第一开关218就切换到使天线216与数/模兼容转换器212连接。通过天线216接收的频带为800MHz的接收信号传送给数/模兼容转换器212的双工器242，再通过低噪音放大器244进行低噪放大。放大的信号通过通带为868.5-893.5MHz的带通滤波器246被带通滤波。带通滤波器246的输出通过接收混合器248与本机振荡信号混合。本机振荡信号是用倍增器250倍增IF信号处理器214的频率发生器272产生的振荡信号VCO的频率获得的。814.81-829.81MHz的振荡信号频率f(VCO)由图3所示的谐振电路转换成658.12-683.12MHz的振荡信号频率f(VCO2)。
参看图3，图中举例说明了将814.81-829.81MHz的振荡信号频率f(VCO)转换成658.12-683.12MHz的f(VCO2)的一个例子。图3是公知技术，示出了装有振荡频带谐振器的振荡电路。若加上逻辑“高”态的信号A，则二极管D1导通。若电容器C2的电容非常大，则由于阻抗相对于待振荡频率的交流电流(AC)信号来说可以忽略不计，因而节点N变得接近接地状态。因此，电感器L2可以不计。主要由电感器L1和电容器C1构成的谐振器的谐振频率f1可用下式表示： f 1 = 1 2 π L 1 × C 1 · · · · · · · ( 1 )
若加上逻辑“低”态的信号A，则二极管D1截止，于是通往电容器C2的电路断开，使节点N不处于AC接地状态。这时，谐振器基本上由电感器L1及L2和电容器C1组成，其谐振频率f2可用下式表示： f 2 = 1 2 π ( L 1 + L 2 ) × C 1 · · · · · · · · · · ( 2 )
因此，装有图3振荡频带谐振器的振荡电路可产生两种不同的频率。
频率振荡器272产生的振荡信号其频率为658.12-683.12MHz，倍增器250产生的本机振荡信号其频率也为658.12-683.12MHz。接收混合器248将频率为868.5-893.5MHz的接收信号与频率为658.12-683.12MHz的本机振荡信号混合起来，产生频率为210.38MHz的IF信号。选取数/模蜂房方式时，第二开关220切换到使数/模兼容转换器212与IF信号处理器214连接。于是接收混合器248产生的频率为210.38MHz的IF信号传送给IF信号处理器214的接收IF处理器268。传送给接收IF处理器268的IF信号按PCS方式的同样工作过程进行处理。
另一方面，发送IF处理器270在数/模蜂房方式下进行的发送操作与在PCS方式下进行的一样。第三开关222切换到使IF信号处理器214的发送IF处理器270与数/模兼容转换器212连接。于是，发送IF处理器270产生的频率为120.38MHz的IF信号传送给数/模转换器212的混合器264。混合器264使传送的IF信号与偏频振荡器266的输出混合，产生数/模蜂房方式所需的发送IF信号。通过第二开关222传送的IF信号，其频率为120.38MHz；偏频振荡器266的输出，其频率为45MHz。混合器264产生的发送IF信号，其频率为165.38MHz。混合器264产生的发送IF信号通过带通滤波器262进行带通滤波，再通过发送混合器256与本机振荡信号混合。该本机振荡信号获取的过程与接收混合器248中使用的信号获取过程一样。发送混合器256使频率为165.38MHz的发送IF信号与658.12-683.12MHz的本机振荡频率混合，产生频率为823.5-848.5MHz的发送信号。发送混合器256产生的发送信号通过通带为823.5-848.5MHz的带通滤波器258进行带通滤波，再通过功率放大器260功率放大。功率放大器260的输出传送给双工器242。传送给双工器242的信号经第一开关218传送给天线216，通过天线216发射出去。
因此，由于无线电信号处理装置的公用部分是共用的，且频率发生器产生的本机振荡信号是通过提取不同的倍增部分而使用的，因而可以得出能共用数/模兼容方式和PCS方式的体积小的便携式电话机。
上面已就特定最佳实施例说明了本发明，但本领域的技术人员都知道，在不脱离由所附权利要求限定的本发明精神实质和范围的前提下，是可以在形式和细节方面进行种种修改的。

Claims (8)

1.便携带式电话机的一种能共用数/模兼容方式和个人通信操作方式的无线电信号处理装置，其中，数/模兼容方式和个人通信操作方式分别工作在不同的频段，该处理装置包括：
一个频率发生器，用以产生频率转换所需要的频率；
一个数/模兼容转换器，用以按所述频率发生器产生的规定振荡频率转换以所述数/模兼容方式发送和接收的信号的频率；
一个个人通信操作转换器，用以按所述频率发生器产生的规定振荡频率转换以所述个人通信操作方式发送和接收的信号的频率；
一个中频处理器，用以按所述频率发生器产生的规定振荡频率转换发送和接收的中频；
第一开关，用以根据用户选择的方式有选择地将天线连接到所述数/模兼容转换器或所述个人通信操作转换器；和
第二开关，用以根据用户选择的方式有选择地将所述数/模兼容转换器或所述个人通信操作转换器连接到所述中频处理器；
其中，共用的频率发生器直接耦合到数/模兼容转换器和个人通信操作转换器，共用的中频处理器经第二开关耦合到数/模兼容转换器和个人通信操作转换器。
2.如权利要求1所述的无线电信号处理装置，其特征在于，所述数/模兼容转换器包括：
第一双工器，用以将信号传送给所述第一开关或从所述第一开关接收信号；
一个数/模兼容接收信号转换器，用以按所述频率发生器产生的规定振荡频率将通过所述第一双工器收到的信号转换成中频信号；和
一个数/模兼容发送信号转换器，用以按所述频率发生器产生的规定振荡频率将通过所述第二开关收到的中频信号转换成发送信号。
3.如权利要求2所述的无线电信号处理装置，其特征在于，所述个人通信操作转换器包括：
第二双工器，用以将信号传送给所述第一开关或从所述第一开关接收信号；
一个个人通信操作接收信号转换器，用以按所述频率发生器产生的规定振荡频率将通过所述第二双工器收到的信号转换成中频信号；和
一个个人通信操作发送信号转换器，用以按所述频率发生器产生的规定振荡频率将通过所述第二开关收到的中频信号转换成发送信号。
4.如权利要求3所述的无线电信号处理装置，其特征在于，所述第二开关包括：
第三开关，用以根据用户选择的方式有选择地将所述数/模兼容接收信号转换器或所述个人通信操作接收信号转换器连接到所述中频处理器；和
第四开关，用以根据用户选择的方式有选择地将所述数/模兼容发送信号转换器或所述个人通信操作发送信号转换器连接到所述中频处理器。
5.如权利要求2所述的无线电信号处理装置，其特征在于，所述数/模兼容接收信号转换器包括：
第一低噪音放大器，用以低噪放大接收信号；
第一带通滤波器，用以将经低噪放大的信号滤波成有规定通频带的信号；
第一倍增器，用以将所述频率发生器产生的规定振荡频率倍增一倍而产生本机振荡信号；和
第一混合器，用以将经滤波的信号与所述本机振荡信号混合而产生中频信号。
6.如权利要求5所述的无线电信号处理装置，其特征在于，所述数/模兼容发送信号转换器包括：
第二倍增器，用以将所述频率发生器产生的振荡频率倍增一倍而产生本机振荡信号；
一个振荡器，用以产生规定频率的振荡信号；
第二混合器，用以使所述中频处理器通过所述第二开关提供的中频信号与所述振荡器产生的振荡信号混合；
第二带通滤波器，用以使所述第二混合器产生的信号滤波成规定的通频带；
第三混合器，用以使所述第二倍增器产生的本机振荡信号与所述第二带通滤波器产生的信号混合而产生发送信号；
第三带通滤波器，用以使所述第三混合器产生的所述发送信号滤波成规定的通频带；和
第一功率放大器，用以功率放大所述第三带通滤波器产生的信号并通过所述第一双工器产生经功率放大的信号。
7.如权利要求3所述的无线电信号处理装置，其特征在于，所述个人通信操作接收信号转换器包括：
第二低噪音放大器，用以低噪放大接收的信号；
第四带通滤波器，用以使低噪放大的信号滤波成规定的通频带；
第三倍增器，用以倍增所述频率发生器产生的规定振荡频率而产生本机振荡信号；和
第四混合器，用以使通过所述第四带通滤波器滤波后的信号与所述第三倍增器产生的所述本机振荡信号混合而产生中频信号。
8.如权利要求7所述的无线电信号处理装置，其特征在于，所述个人通信操作发送信号转换器包括：
第四倍增器，用以倍增所述频率发生器产生的规定振荡频率而产生本机振荡信号；和
第五混合器，用以使所述中频处理器通过所述第二开关提供的中频信号与所述第四倍增器产生的所述本机振荡信号混合并产生发送信号。
第五带通滤波器，用以使所述第五混合器产生的发送信号滤波成规定的通频带；和
第二功率放大器，用以功率放大所述第五带通滤波器产生的信号并通过所述第二双工器产生经功率放大的信号。
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