CN1114478A - 频移键控接收机及其自动频率控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了两种自动频率控制装置以及采用这两种自动频率控制装置的频移键控接收机。这种接收机克服了现有技术中如果载波频率和本地振荡频率之间存在差异时，因正交变换后一个中间频率增加而另一中间频率的降低而造成的灵敏度降低，以及在降低了中间频率一侧的数据调制中的误差率增加等问题。

Description

频移键控接收机及其自动频率控制装置
本发明涉及一种用于FSK接收机的自动频率控制装置以及包括有这种控制装置的FSK接收机。
用于FSK接收机的自动频率控制装置已为公众所知。在直接转换FSK接收机中，如果载波频率和本地振荡频率之间存在差异，因为正交变换后的一个中间频率增加而正交变换后的另一中间频率降低，所以灵敏度降低。因此，在降低了中间频率一侧的数据解调中，误码率增加。所以，在这样一种直接转换FSK接收机中，采用了一种现有技术中的自动频率控制(简称AFC)装置。这种现有技术的自动频率控制(AFC)装置见日本专利申请号为4—45636的专利文献中所公开的内容。
图19是现有技术的自动频率控制装置的方框图。图20描绘的是现有技术的自动频率控制装置各点处的信号波形。
从频移键控调制得到的FSK信号被输入到输入端101，并由放大器102放大，FSK信号带有表示某一传号或空号的二进制数字信号。放大器102的输出被提供给混合器(mixer)103和104。电压控制振荡器(VCO)105产生本地振荡信号，并把产生的本地振荡信号提供给混合器103和90°相移器106。90°相移器106使本地振荡信号产生90°相移，并把相移了的本地振荡信号提供给混合器104。低通滤波器107和108分别限制混合器103和104的输出通带，并分别给出一同相基带信号(I信号)和一正交基带信号(Q信号)。调制电路80用这些I信号和Q信号进行解调，给出解调输出808。
限幅电路802限制Q(I)信号的幅度，如波形152所示。边缘检测电路803检测限幅电路802输出的边缘，如波形153所示。脉冲产生电路804响应边缘检测电路803的输出，产生具有恒定时间长度的脉冲，如波形154所示。积分电路805对脉冲产生电路804的脉冲进行积分，提供一个用于基带信号的频率一电压转换(F/V转换)，如波形155所示。均值电路806对F/V转换的结果取平均，给出相应于频移FD的电压VD。如果接收的FSK信号的载波频率和本地振荡电路105的振荡频率之间有差异，则积分电路的输出在数据代表某一传号和数据代表某一空号之间的平均值VD附近变化，如波形155所示。因此，控制电路807控制电压控制振荡器105，从而积分电路805的输出近似等于平均值VD，提供一自动频率控制。
在FSK信号传输系统中，需要高速多值传输，并降低每一信道的带宽。即，要求FSK信号的调制指数较低。
如果如图19所示的FSK接收机接收的某一FSK信号其调制指数小于1，则I和Q基带信号的一个数据间隔的边缘数变小。于是，如果FSK信号的载波频率和电压控制振荡器105的本地频率信号之间有差异，则或者传号或者空号的一个数据间隔的一边缘有可能会消失。因此，平均值电路806中可能会引起差错，以致自动频率控制运行可能会不正确。
图21是现有技术的四值FSK信号的频谱图。如果图18所示的FSK接收机收到某一具有四个值的FSK信号，则尽管载波频率近似等于电压控制振荡器105的频率。但积分器805的输出电压在频移为ΔF和3ΔF之间变化，因而AFC无法正确运行。
另外，如果FSK接收机用作便携式接收机(如一传呼机)，则需结构简单，并且耗电低。
在这种便携式接收机中，接收机是继续工作的。只有当传送的同步信号用作与基站的同步信号时，以及FSK信号被传送到接收机所属的那一组时，接收机的整个电路才被供电，但是，时钟电路应不间断地供电。
本发明的目的在于提供一种用于FSK接收机的改进的自动频率控制装置，以及包含了这种控制装置的改型的FSK接收机。
本发明提供的第一种自动频率控制电路用于频移键控接收机，这种接收机具有应用频率控制本地振荡信号、从接收到的频移键控信号中接收并检测同相信号和正交信号的接收检测电路；对同相信号和正交信号进行解调、并输出传号和空号数据的解调器和一个产生频移键控接收机的断续接收运行的断续信号的断续信号电路，自动频率控制电路包括：一产生频率控制本地振荡信号的本地振荡器；一将至少一个同相信号和正交信号转换成电压信号的频率——电压转换器；一将电压信号与一参考电压进行比较的电压比较器；一频率偏移方向检测电路，用来检测频率控制本地振荡信号是否对接收到的频移键控信号的载波频率产生频率偏移，按照解调电路的结果和电压比较器的输出这种偏移是向上还是向下偏移，从而获得频率偏移方向检测结果；一保持频率偏移方向检测结果的保持电路；一响应断续信号而产生频率变化控制信号的频率变化控制信号发生电路；以及一按照保持电路的输出产生频率控制信号、响应频率变化控制信号的频率控制信号发生电路，从而控制本地振荡信号的频率以一预定量接近载波频率。
在第一种自动频率控制电路中，频率控制信号发生电路产生频率控制信号，使得当频率偏移方向检测电路检测到频率是向上偏移时，使频率向下改变一预定量，当频率偏移方向检测电路检测到频率是向下变化时，使频率向上改变一预定量。
在第一种自动频率控制电路中，保持电路至少保持频率偏移方向检测电路的输出，直至频率控制信号发生电路产生频率控制信号。
在第一种自动频率控制电路中，还包含一个用来把同相信号和正交信号混合在一起、并把一个信号提供给频率一电压比较器的混合电路。
在第一种自动频率控制电路中，频率控制信号发生电路产生频率控制信号，从而使频率以小于2|fs—fd|的预定量变化，其中，fs为相应于参考电压的一个信号的频率，fd是频移键控信号的频移。
在第一种自动频率控制电路中，频率改变控制电路会在响应断续信号的断续接收运行以后，立刻产生频率控制信号。
第一种自动频率控制电路还可以进一步包含一个响应断续信号和频率偏移方向检测电路输出的电源控制电路，为下一次断续工作而向电源控制电路提供频率偏移方向检测电路的输出时，控制向频率偏移检测电路的供电。
在第一种自动频率控制电路中，还进一步包含一个检测呼叫的呼叫检测电路(即从传号和空号数据中识别用于此频移键控接收机的数据)；以及一响应断续信号和呼叫检测电路输出的电源控制电路，用来当呼叫是对这一频移键控接收机进行的时候，在断续接收运行期间提供用于自动频移控制电路的电源。
第一种自动频率控制电路还进一步包含一个检测继续接收运行次数是否达到某一预定值的检测电路；以及一个响应检测电路的输出的电源控制电路，用来在每次断续接收运行次数达到此预定次数时，提供用于自动频率控制电路的电源。
在第一种自动频率控制电路中，本地振荡器可以包含一个具有参考频率信号发生电路的相同步环振荡电路，用来产生本地振荡信号，本地振荡信号的频率按照受频率控制信号控制的参考频率信号来控制。
在第一种自动频率控制电路中，本地振荡器可以包含一个产生本地振荡信号的晶体振荡器，按照频率控制信号来控制本地振荡信号的频率。
第一种自动频率控制电路还可以进一步包含一个将电压信号与不同于此参考电压的第二参考电压进行比较的第二电压比较器，其中，频率偏移方向检测电路进一步从载波频率中检测出频率控制本地振荡信号的频率偏移量；保持电路保持频率偏移的检测量，频率控制信号发生电路按照频率偏移方向检测结果和频率偏移的检测量产生频率控制信号。
本发明中带有自动频率控制功能的频移键控接收机具有为输出解调结果，而采用本地振荡信号从具有某一数据速率的接收到的第一频移键控信号中接收并检测某一同相信号和正交信号的接收检测电路，此频移键控接收机包含：一产生本地振荡信号的本地振荡器，本地信号的频率按照频率控制信号进行控制；用大体上低于第一频移键控信号载波频率的预定频率的频率信号，通过对同相信号和正交信号进行频移调制来产生频率信号和第二频移键控调制信号的频移键控调制电路；用来将第二频移键控信号转换成第一电压信号的第一频率一电压转换器；用来将频率信号的预定频率转换成第二电压信号的第二频率—电压转换器；一用来比较第一、第二电压信号并输出调制结果的电压比较电路；以及一在与数据速率相比足够长的预定时间间隔内，对相继输出的解调结果取平均和产生频率控制信号的平均电路。
在频移键控信号接收机中，频移键控调制电路包含：产生并输出频率信号的第二本地振荡器；对频率信号进行90°相移的相移器；将同相基带信号与相移器输出混合在一起的第一混合器；将正交基带信号与频率信号混合在一起的第二混合器；对第一混合器和第二混合器的输出进行减法运算而产生并输出第二频移键控信号的减法器。另外，在这一频移键控信号接收机中，第二本地振荡器可以具有一个产生数字频率信号的数字振荡器，数字频率信号的大体预定频率为频率信号的大体预定频率的两倍；一对数字频率信号进行1/2频率分频的1/2频率分频器；相移器可以有一个在数字频率信号和1/2频率分频器的输出之间进行异或运算的异或电路，异或电路的输出被提供给第一混合器，1/2频率分频器的输出被提供给第二混合器。另外，在这一接收机中，第一混合器包含：一对同相基带信号进行倒相的第一倒相器；响应异或电路的输出而将同相基带信号或者倒相后的同相基带信号提供给减法器的第一转换开关(switch)，第二混合器包含：对正交基带信号进行倒相的第二倒相器；响应1/2频率分频器电路的输出而把正交基带信号或者倒相后的正交基带信号提供给减法器的第二转换器。
在频移键控信号接收机中，为了减少所需的部件数、制造成本和功耗，频率—电压转换器有不同的改进形式。特别是，只有在传送含有交替排列的传号和空号数据时，才能通过频率控制来减低功耗。
在第一频移键控信号接收机中，可以对第二频移键控信号进行滤波，来获取必要的频率成分，并把此频率成分提供给第一频率—电压转换器。
在频移键控信号接收机中，在电压比较电路后设置一个低通滤波器，可以取代第一和第二频率至电压转换器中的两个低通滤波器。
在频移键控信号接收机中，可以通过设置两个转换开关和用来保持电压信号的保持电路来省去两个频率—电压转换器中的一个。
频移键控信号接收机可以进一步包含一个对同相信号进行限幅并把限幅后的同相信号提供给频移调制电路的第一限幅电路，和一个对正交信号进行限幅并把限幅后的正交信号提供给频移调制电路的第二限幅电路。
本发明提供了一种用于频移键控接收器的第二自动频率控制电路，频移键控接收机应用频率控制本地振荡信号从具有某一数据速率的接收到的第一频移键控信号中接收并检测同相信号和正交信号，本发明还提供了一个用来对同相基带信号和正交基带信号进行解调、并输出传号和空号数据的解调器，自动频率控制电路包含：产生频率控制本地振荡信号的本地振荡器；用具有预定频率低于第一频移键控信号载波频率的频率信号，通过对同相信号和正交信号进行频移调制来产生频率信号和第二频移键控调制信号的频移键控调制电路；一将第二频移键控信号的频率转换成第一电压信号的第一频率—电压转换器；一将频率信号的预定频率转换成第二电压信号的第二频率—电压转换器；一比较第一和第二电压信号并输出解调结果的电压比较电路；以及一在与数据速率相比足够长的预定时间间隔内，对相继输出的解调结果取平均和产生频率控制信号的平均电路。
在后文结合附图对本发明作了详细说明之后，本发明的目的和特征将变得越来越明显。
图1是用于FSK接收机的自动频率控制装置第一种实施例方框图；
图2A和2B是描述断续运行工作的第一种实施例时序图；
图3描述的是第一种实施例中本地振荡频率和基带频率fb之间的关系；
图4A是用于FSK接收机的自动频率控制装置的第二种实施例方框图；
图4B是第二种实施例的断续运行和电源控制的时序图；
图5是包含在FSK接收机内的自动频率控制电路第三种实施例方框图；
图6描绘的是第三种实施例中，本地振荡频率和I或Q信号的频率(即基带频率fb)之间的关系；
图7是用于FSK接收机的自动频率控制装置的第四种实施例方框图；
图8A是示于图7中频移调制电路109一个例子的方框图；
图8B是图7所示频率转换器一个例子的方框图；
图8C是图7所示另一例频移调制电路的方框图；
图9描绘的是第四种实施例中本地振荡频率和平均电压之间的关系；
图10是用于FSK接收机的自动频率控制装置的第五种实施例方框图；
图11描绘的是第五种实施例中接收到的FSK信号一般格式的一个例子；
图12描述的是第五种实施例中的位同步信号；
图13是用于FSK接收机的自动频率控制装置的第六种实施例方框图；
图14是用于FSK接收机的自动频率控制装置的第七种实施例方框图；
图15是图14所示第七种实施例中，频移调制电路波形的时序图；
图16是用于FSK接收机的自动频率控制装置的第八种实施例方框图；
图17是用于FSK接收机的自动频率控制装置的第九种实施例方框图；
图18是用于FSK接收机的自动频率控制装置的第十种实施例方框图；
图19是现有技术自动频率控制装置的方框图；
图20是图19所示现有技术自动频率控制装置各点处的信号波形；
图21是现有技术四值FSK信号的频谱图。
上述附图中，相同或相应的元件或部件采用相同的编号。
下面描述本发明的第一种实施例。
图1是用于FSK接收机的自动频率控制装置第一种实施例的方框图。FSK接收机含有用来通过输入端2接收FSK信号以及对收到的FSK信号进行解调的接收解调部分1，产生本地振荡信号的电压控制振荡器(VCO)的本地振荡器8，产生提供给本地振荡器8的频率控制信号的自动频率控制电路9，产生指示运行时序的断续信号的断续信号发生电路17，提供电源Vcc1的电源19，响应断续信号而从电源Vcc1提供电源Vcc2和Vcc3的电源控制电路18。接收解调部分1含有一对本地振荡信号进行π/2相移的相移器4，将收到的FSK信号与来自本地振荡器8的本地振荡信号混合在一起的混合器3a，将收到的FSK信号与相移器4的输出混合在一起的混合器3b，对混合器3a的输出进行低通滤波并输出一同相信号(即I信号)的低通滤波器5a，对混合器3b的输出进行低通滤波并输出一正交信号(即Q信号)的低通滤波器5b，以及用I信号和Q信号对接收的FSK信号进行解调的解调电路6。
自动频率控制电路9含有一个频率一电压转换器(F/V)10；有一个混合器10a，用来将I信号和Q信号混合在一起，产生频率为I信号和Q信号频率两倍的混合信号，并按照混合信号的频率产生电压信号；一将F/V转换器10的输出与参考电压Vs进行比较的比较器12；一按比较器12的结果和译码器6的译码结果即(即传号和空号)产生上变频信号(frequency—up signal)U1和下变频信号(fre-quency—down)D1的同相/反相判断电路(频率偏移方向检测电路)13；一保持上变频信号U1和下变频信号D1的保持电路15；在高逻辑电平的条件下，产生指示本地频率变化的频率变化控制信号的频率变化控制信号发生电路14；在出现频率变化控制信号的情况下，当从保持电路15输出上变频信号或者下变频信号时，产生频率变化信号的频率变化信号发生电路16。当频率变化信号指示增加本地频率时，本地振荡器8将本地频率从当前的本地频率增加Δf，当频率变化信号指示降低本地频率时，本地振荡器8将本地频率从当前本地频率降低Δf。
下面描述第一种实施例的运行。
假定接收到的FSK信号的载波频率是fc，频移为fd，当接收的FSK信号指示一传号时接收的FSK信号频率为fc＋fd，当接收的FSK信号指示一空号时接收的FSK信号的频率为fc—fd，而本地振荡频率为fL。
正交混合器3a和3b以及低通滤波器5a和5b将从输入端2得到的接收FSK信号转变成同相信号(I信号)和正交信号(Q信号)。I信号和Q信号由混合器10a混合，产生频率为I信号和Q信号频率两倍的混合信号。频率—电压转换电路10将来自混合器10a的混合信号转换成正比于I信号和Q信号频率的电压信号。电压比较器12将电压信号Vo与参考电压Vs进行比较。
假定当基带信号的频率与频移fd相等时，频率—电压转换器10的电压信号的电压为Vd，参考电压被设定为略高于Vd的Vs。更具体地说，Vs高于Vd，并低于接收译码电路1的最大允许偏移频率。如果Vo＞Vs，则电压比较器12输出一高逻辑电平。图3描述的是第一种实施例中本地振荡频率和基带信号之间的频率关系。当绝对值|fL—fC|较高时，基带频率fS使电压信号VO等于VS。即，当fS＜|fL—fC|时，电压比较器12输出高逻辑电平，当fS≥|fL—fC|时，电压比较器12输出低逻辑电平。
在电压比较器12的输出为H逻辑电平的情况下，当来自解调电路6的解调信号代表一空号时，同相/反相判断电路13输出下变频信号D1，即—H逻辑电平；当来自解调电路6的解调信号代表一传号时，同相/反相判断电路13输出上变频信号U1，即一高逻辑电平。当电压比较器12的输出为L逻辑电平时，同相/反相判断电路13输出的既不是下变频信号D1，也不是上变频信号U1，即在输出端处输出L逻辑电平。保持电路15将同相/反相判断电路13的输出电平保持住。保持电路15响应下变频信号D1和上变频信号U1的电平改变而保持输出电平，直至频率变化信号发生电路16产生频率变化信号。即，频率变化信号发生电路16对保持电路15进行复位。
同相/反相判断电路13可以以编码形式输出下变频信号D1和上变频信号U1。
图2A和2B是第一种实施例的断续运行时序图。断续信号发生电路17产生指示运行时序的断续信号，即，当FSK接收器处于断续运行方式时，周期性地将断续信号提供给电源控制电路18和频率变化信号发生电路14。电源17产生供电Vcc1，电源控制电路18响应断续信号、下变频信号D2和上变频信号U2，提供从供电Vcc1得到的供电Vcc2和Vcc3。如图2A所示，电源控制制电路18响应断续信号，即，例如在时序ta—T3至tb，提供供电Vcc2和Vcc3，但是，当下变频信号D2或上变频信号U2被输入到电源控制电路18时，电源控制电路18在tc时刻停止供给供电Vcc2，直至在td时刻收到下一个断续信号，因为一旦检测到待校正的频率偏差，就不必进行检测，直至进行波形53所示的频率控制。另一方面，提供给接收解调电路1的供电Vcc3举例来说是时间ta—T3至tb内提供的，如波形54所示。
频率—电压转换器10、电压比较器12以及同相/反相判断电路13的供电为Vcc2，除接收解调部分1的供电为Vcc3以外，其他电路的供电为Vcc1。
频率变化控制信号发生电路14响应断续信号而产生频率变化控制信号。在继续运行方式下，频率变化控制信号发生电路在如图2A所示的继续运行时间以前或在如图2B所示的断续运行时间以后，提供频率变化控制信号。继续运行时间是这样一个时间间隔，在这一时间间隔内，此接收机从基站接收同步信号，或者与这一FSK接收机所属的另一发射机进行通信。断续信号发生电路17在一预定时间间隔内产生继续信号。然而，在开始时，断续信号发生电路17对收到的数据进行连续监测，并且一旦断续信号发生电路17获得一断续时序和一重复间隔，此电路就每隔这一预定间隔，产生断续信号。
图2A和2B中，间隔T1是接收解调部分1在供电Vcc3以后变为稳定所必须的时间，间隔T2是响应频率变化信号改变本地振荡器8的频率所必须的时间，间隔T3是接收解调部分1变为稳定和响应频率变化信号而改变本地振荡器8的频率所必须的时间。
图2A描绘的是断续运行的第一个例子。即，本地振荡频率正好在断续接收运行之前的时间T3内受到控制。更具体地说，如果要接收的数据在时刻ta至时刻tb内被传送，则在时刻ta—T3至时刻tb内产生断续信号，并在时刻ta—T3至时刻ta内产生频率变化控制信号。在时间T4内，在休眠方式(sleep mode)中的Vcc2不向F/V转换器10、电压比较器12、同相/反相判断电路和接收译码电路1供电。
图2B描绘的是断续运行的第二个例子。即，本地振荡频率在断续运行之前的时间T2内受到控制。更具体地说，如果要接收的数据在时刻ta至时刻tb内被传送，则在时刻t1至时刻tb内产生断续信号，并在时刻tb至时刻tb＋T2内产生频率变化控制信号。
频率变化信号发生电路16按照保持电路15的输出信号，向应频率变化控制信号，产生频率变化信号，使本地振荡器8的本地振荡频率改变—预定频率Δf。即，当上变频信号U2被提供给频率变化信号发生电路16时，频率变化信号发生电路在存在频率变化控制信号时，把指示增高本地振荡频率的频率变化信号提供给本地振荡器8。本地振荡器8在当前本地振荡频率的基础上使本地振荡频率增加Δf，并保持这一本地振荡频率，直至本地振荡器8收到下一个频率变化信号。当下变频信号D2被提供给频率变化信号发生电路16时，频率变化信号发生电路16在存在频率变化控制信号的情况下，把指示有将本地振荡频率降低一预定频率Δf的频率变化信号传送到本地振荡器8。本地振荡器8在当前本地振荡频率的基础上，使本地振荡频率降低Δf，并保持本地振荡频率，直至本地振荡器8收到下一个频率变化信号。当尽管有频率控制信号但没有上变频信号U2和下变频信号D2时，频率变化信号发生电路16不提供频率变化信号。
如上所述，在进行断续运行的FSK接收机中，通过在继续接收运行的前后改变本地振荡器8的本地振荡频率，本地振荡频率被精确地调节的载波频率，从而提供数据的稳定接收。
如果参考频率fs被设定在本地振荡频率的允许范围之内，而使频率偏差覆盖目标频率时，则预定频率Δf≤2|fs—fd|。换句话说，如果Δf＞2|fs—fd|，则频率偏移将增加，从而AFC运行发生偏离。通过将Δf设定为约2|fs—fd|，可以抑制本地振荡频率从载波频率的频率偏移，从而可以通过较少次数的控制本地振荡器8的本地振荡频率来调整本地频率。另外，如果频率一电压转换器10中存在转换误差，由于本地频率是通过本地振荡频率一预定Δf而被控制在允许频率范围内的，所以这一自动频率控制较少受到转换误差的影响。
另外，可以通过断续提供响应断续信号的供电Vcc2和Vcc3来减少自动频率控制电路9和接收译码电路1中的功耗。再有，当下变频信号D2或上变频信号U2在时刻td对下一个断续运行而产生时，从时刻tc起不提供供电Vcc2，从而可以进一步减少功耗。
本地振荡器8可以包含一个相位同步环路振荡电路8a。在这种情况下，频率变换信号发生电路16可以通过使相位同步环路电路8a的参考频率改变一给定值，使本地频率改变一预定值。
本地振荡器8可以包含一晶体振荡电路8b。在这种情况下，频率变化信号发生电路16可以通过使晶体振荡电路的振荡频率改变一给定值，使本地频率改变一预定值。
图4A是第二种实施例的方框图。此实施例的自动频率控制电路与第一种实施例具有基本相同的结构。第二种实施例与第一种实施例的差异在于，增加了响应解调电路16的输出而检测呼叫此FSK接收机的呼叫检测电路20，以及断续信号发生电路17’取代了断续信号发生电路17，从而响应解调电路6的输出和呼叫检测电路20的输出而提供第二断续信号。电源控制电路18响应呼叫检测电路20，提供供电Vcc2。呼叫检测电路20通过监测解调电路6的输出，检测对这一FSK接收机的呼叫(即识别数据)，从而控制供电Vcc2，以节省功耗。
图4B是第二种实施例中继续运行和控制供电Vcc2的时序图。被传送的FSK信号包括一选择呼叫信号61a和数据61b或61c，如波形61所示。呼叫检测电路20检测选择呼叫信号61a，并对选择呼叫信号后的数据61b是否是传送至此FSK接收机作出判断。如果数据61b是传送至此FSK接收机的，则呼叫检测电路20使电源控制电路18提供供电Vcc2，以控制本地振荡频率。因此，只有当数据61b是传送至此FSK接收机时，自动频率控制电路9才被提供供电Vcc2。供电Vcc是在把数据61b传送到此FSK接收机期间以及控制振荡频率所必须的时间T2内提供的。频率变化控制电路14从时刻te至时刻t1内产生频率变化控制信号，如波形64所示。因此，在接收传送至此FSK接收机的数据61b期间，检测传送的FSK信号的载波信号和本地振荡信号之间的频率差，在时间间隔T2内控制本地振荡信号。
按照第二种实施例的这种运行，自动频率控制电路9中的功耗大大降低。
本实施例中，对本地振荡频率的控制是在收到传送至此FSK接收机的数据61b以后进行的。但是，对本地振荡频率的控制可以在已经检测了载波频率和本地振荡频率之间的频率差的那一断续运行之后的断续运行之前进行。
自动频率控制电路9的这种断续频率控制运行方式是一个例子，并可以考虑自动频率控制电路9的其他断续频率控制运行方式。例如，每进行一次对自动频率控制电路9的供电的控制，进行几次FSK接收机的断续运行，以节省功耗。
图5是包括在FSK接收机中的自动频率控制电路第三种实施例的方框图。本实施例的FSK接收机结构除自动频率控制电路9a以外，与第一种实施例和第二种实施例相同。但是，频率控制电路9a的基本结构与第一、第二种实施例相似。下面描述自动频率控制电路9a的不同点。自动频率控制电路9a含有第一、第二比较器71和72，以及第一、第二参考电压源73和74。同相/反相判断电路(频率偏移方向检测电路)13a、保持电路15a、频率变化信号发生电路16a分别取代了同相/反相判断电路13、保持电路15、以及频率变化信号发生电路16。
参考电源73和74分别提供参考电压V1和V2，并且V2＞V1。参考电压V1和V2与I信号和Q信号的频率f1和f2相对应。
图6描绘的第三种实施例中本地振荡频率和I信号或Q信号的频率(即基带频率fb)之间的关系。
当|fL—fC|＞f2时，电压比较器71和72输出逻辑H电平，同相/反相判断电路13a输出一逻辑H电平的变化量信号C，当传送的数据指示一空号时，输出的逻辑H电平为下变频信号D1，当传送的数据指示一传号时，输出的逻辑H电平为上变频信号U1。当f1＜|fL—fC|≤f2时，只有电压比较器71输出逻辑H电平，同相/反相判断电路13a使变化量信号C为逻辑L电平，并当传送的数据指示一空号时，输出一具有逻辑H电平的下变频信号，当传送的数据指示一传号时，输出一具有逻辑H电平的上变频信号U1。
当|fL—fC|≥f1时，电压比较器71和72输出逻辑L电平，同相/反相判断电路13a使变化量信号C为一逻辑L电平，并输出具有逻辑L电平的下变频信号D1和逻辑L电平的上变频信号。保持电路16a保持上变频信号U1，下变频信号D1和变化量信号C，直至完成产生频率变化信号。
在本实施例中，变化量信号C，上变频信号U1和下变频信号D1是并行输出的。但是，这些信号可以以串联信号或编码信号的方式传送到电路的下一级。
当频率变化控制电路14输出指示改变本地振荡频率模式的频率控制信号时，频率变化信号发生电路16a输出频率变化信号。在这种情况下，频率变化信号发生电路16a产生指示增加本地频率信号两种电平和降低本地振荡信号两种电平的频率变化信号。这就是说，当变化量信号为H、并且上变频信号U2为H时，频率变化信号指出本地频率信号将增加一预定频率Δf2，当变化量信号为H、并且下变频信号D2为H时，频率变化信号指出本地频率信号将降低预定频率Δf2。当变化量信号为L、并且上变频信号U2为H时，频率变化信号指示本地频率信号将增加预定频率Δf1，当变化量信号为L、并且下变频信号D2为H时，频率变化信号指出本地频率信号将降低预定频率Δf1。当上变频信号和下变频信号均为L时，本地频率不变。
如上所述，按照本实施例，本地振荡频率的变化量可以被设定为两个值，且Δf2＞Δf1，从而可以按照载波频率和本地频率之间的差控制本地振荡频率，从而用比第一种实施例少的频率控制运行将本地振荡频率控制在允许频率范围内。特别是，这一实施例可以用于本地振荡频率和载波频率之间的频率差范围较小的情况。
本实施例中，提供了两个参考电压和两种电平的频率变化量。但是，也可以提供两个以上的参考电压和两种以上的频率变化量电平。
如上所述，在能够进行断续运行的FSK接收机中，当I信号或Q信号的频率超过参考频率时，为了把本地振荡频率和载波频率之间的频率差抑制在一允许范围内，对本地振荡频率的控制按照译码信号，即，断续接收运行之后或之前的传号或空号通过改变一预定频率量，沿减小频率差的方向进行，从而防止译码运行中的精确度降低。另外，频率fs被设置在允许频率差范围内，本地振荡频率的变化量被设置为预定量Δf，这一预定量Δf对应于从参考频率fs减去FSK信号的频移fd所获得的频率，从而可以用较少的频率控制操作，使本地振荡频率和载波信号之间的频率差抑制在允许频率范围内。另外，本地振荡频率被改变预定量Δf，把频率差控制在允许频差范围内，从而频率一电压转换器中的转换误差而产生的对频率控制的影响较小。
另外，当下一个频率控制运行之前对同相/反相判断电路13或13a的结果已被确定时，供电Vcc2被切断，从而可以减少功耗。还可以通过检测选择呼叫信号或对接收数据的断续运行进行计数而对频率进行断续控制时来进一步减少自动频率控制电路9中的功耗。即，作为电源控制电路的一种改进，第二电源控制电路18a取代了电源控制电路18。第二电源控制电路18a对断续信号进行计数，并在每一继续运行时提供供电Vcc2，控制本地振荡信号的频率。
下面描述本发明的第四种实施例。
图7是用于FSK接收机中自动频率控制装置第四种实施例的方框图。此FSK接收机含有一电压控制振荡器(VCO)的本地振荡器105，用来产生一本地振荡信号；一相移器106，用来使本地振荡信号的相位移动π/2；一混合器103，用来将通过放大器102而输入的接收FSK信号与本地振荡信号混合在一起；一混合器104，用来将接收的FSK信号与相移器106的输出混合在一起，一低通滤波器107，用来对混合器103的输出进行低通滤波，并输出一同相信号(即I信号)；一低通滤波器108，用来对混合器104的输出进行低通滤波，并输出一正交信号(即Q信号)；一频移调制电路109，对I信号和Q信号进行频移调制，从而产生频率低于接收FSK信号101的频率的第二FSK信号124，并提供具有大体上为预定频率的频率信号125；一第一频率—电压(F/V)转换器10，用来将第二FSK信号的频率转换成第一电压信号；一第二频率—电压转换器111，用于对频率信号125进行频率转换；一电压比较器，用来将第一电压信号与第二电压信号进行比较；以及一平均电路113，用来对比较器112的结果取平均，并向本地振荡器105提供频率控制信号。
图8A是图7所示频移调制电路109的一个例子的方框图。图8A所示频移调制电路109含有：一振荡器114，用来产生低于接收FSK信号101的载波频率的、大体上预定的频率(例如20KHa)的频载信号；一相移器，用来将频率信号相移90°；一混合器116，用来将I信号与相移器115的输出混合在一起；一混合器117，用来将Q信号与频率信号混合在一起；以及一减法器，用来获得混合器116和混合器117的输出之间的差，以提供第二FSK信号124。
图8B是图7所示频率转换器110和117的一个例子的方框图。频率—电压转换器110或111包含：一限幅器119，用来对输入的频率进行限幅；一具有延迟电路120的边缘检测电路，用来对限幅器119的输出延迟；一异或电路，用来在限幅器119的输出和延迟电路120的输出之间进行异或运算；一响应于边缘检测电路的脉冲发生器，用来产生具有预定时间长度的脉冲；以及一低通滤波器123，用来对脉冲发生器122的输出进行低通滤波。
通过包含有提供了本地振荡频率的混合器103和104的接收检测电路和低通滤波器107而获得I信号和Q信号的运行过程见第一种实施例和现有技术中的描述。因此，获得I信号和Q信号的运行过程的描述此处从略。
频移调制电路109通过将I信号和Q信号与预定频率(例如20KHz)低于接收FSK信号101的载波频率的频率信号124进行调制而产生第二FSK信号124。这里，如果载波频率为900MHz(举例来说)，则本地振荡器105产生900MHz的本地振荡信号。第一频率—电压转换器110将第二FSK信号124的频率转换成一电压VF。频率—电压转换器111将频率信号125的预定频率转换成电压V0。电压比较器112将电压VF与电压信号VO进行比较。并将电压VF和电压VO之间的电压差提供给平均电路113。即，当第二FSK信号125的瞬时频率等于频率信号125的频率时，比较器输出0V，并输出一带有与第二FSK信号124的频率变化近似成比例的正负值的电压信号。因此，比较器112提供一解调结果126。比较器112含有一个用来提供比较器112的两个输入之间差值电压的差分放大器。
平均电路113对解调结果取平均，并在一考虑到数据速率的足够长的时间间隔内提供一平均值。如果假定数据是随机传送的，则平均值显示一对应于第二FSK信号中心频率的电压。本地振荡频率在本地振荡器中以下述方式受到控制：
如果本地振荡信号的频率与接收的FSK信号的载波频率一致，则平均电路113输出的平均电压变为0V。如果本地振荡频率和载波频率之间存在差异，则此频率差对应于此平均电压。因9描绘的是第四种实施例中本地振荡频率和平均电压之间的关系。当本地振荡频率与载波频率fC一致时，平电而为0V，平均电压按照平均电压的大小和极性增加和减小，从而当本地振荡频率大于载波频率时，本地振荡器105按照平均电压降低本地振荡频率，而当本地振荡频率小于载波频率时，本地振荡器按照平均电压增加本地振荡频率，使本地振荡频率与载波频率一致。所以，给出对FSK接收机的自动频率控制。
图8C是图7所示的频移调制电路的另一个例子的方框图。在图8C所示的频移调制电路中，相移器在Q信号一侧给出，即，混合器117将Q信号与来自振荡器114的90°相移频率信号混合在一起，混合器116将I信号与来自振荡器114的频率信号混合在一起，混合器116和117的输出在图8A所示的减法器118处叠加在一起。频率—电压转换器110和111也有各种类型的电路结构。
图10是用于FSK接收机的自动频率控制装置的第五种实施例方框图。
第五种实施例的自动频率控制装置具有与第四种实施例大体相同的结构。第五种实施例和第四种实施例之间的差异在于用来从解调结果126检测出平均时间长度的平均时间长度检测电路130、响应于平均时间长度检测电路130的输出而保持平均电路113的输出的保持电路，以及控制向平均电路113供电Vcc4的电源控制电路202。
图11描绘的是第五种实施例中接收FSK信号的普通格式的一个例子。一般情况下，FSK接收机的断续接收运行系统中，每隔预定个数个帧传送一个要接收的帧。一帧包括一首部(header)131和一数据部分132。
图12描绘的是第五种实施例中，位同步信号的情况。首部131包括位同步信号，位同步信号包括一传号和空号交替传送的位串。所以，一旦平均时间长度检测电路130检测要接收的帧，则检测电路130能够判定平均时间长度，即传送的位同步信号的时间长度。在开始情况下，考虑到接收FSK信号的数据速率，平均是对足够长的时间间隔内进行的，以获取平均电压。
平均电路113响应平均时间长度检测电路130的输出，在周期性传送的FSK信号的帧的预定时间长度内对比较电路112的结果取平均。电源控制电路202向平均电路提供供电Vcc4，从而在此预定时间长度之前，对平均电路提供起动时间。然后，保持电路201保持平均电路113的输出。在下一个断续运行之前不向平均电路113提供供电Vcc4，以减少功耗。
如上所述，本实施例中，在交替传送传号和空号的预定时间长内对比较电路112的结果取平均，从而使平均值更为精确，并且自动频率控制可以精确进行。
本实施例中，位同步信号是用于取平均的时间长度的。然而，也可以使用其他的相对于第二FSK信号124的中心频率对比较电路112的结果取平均的时间长度。所以，如果收到的FSK信号是一个多值信号，就可以进行取平均。在这种情况下，可以使用交替包括有最大正频移符号和最大负频移符号的数据串。预定时间长度检测电路可以含有一个微处理器。
图13是用于FSK接收机的自动频率控制装置的第六种实施例的方框图。
第六种实施例的自动频率控制装置与第四种实施例的结构大体相同。第六种实施例和第四种实施例之间的差异在于用来保持频率—电压转换器111的输出的保持电路，用来每隔一预定时间产生一保持控制信号的控制电路，用来响应控制电路302而把供电Vcc4提供给频率—电压转换器111的电源控制电路303。控制电路302对电源控制电路303进行控制，使其每隔预定时间，提供供电，以减少频率—电压转换器111中的功耗，然后，在频率—电压转换器111的起动时间以后，控制电路把保持控制信号提供给保持电路301，保持频率—电压转器111的输出。所以，除了周期地获得频率—电压转换器的输出情况以外，供电被切断，从而减少频率—电压转换器111中的功耗。考虑到由于温度变化和其他变化因素而引起的频率信号125的频率的改变，对预定时间作出确定，以防止频率信号125的频率出现大的偏差。
图14是用于FSK接收机的自动频率控制装置的第七种实施例方框图。
第七种实施例的自动频率控制装置与第四种实施例具有大体上相同的结构。第七种实施例和第四种实施例之间的差异在于频移调制电路109a。频移调制电路109a含有一个产生数字频率信号412其频率为频率信号125两倍的数字振荡器401；一对数字频率信号412进行1/2分频的1/2分频器402；一在数字频率信号412和1/2分频器402的输出之间进行异或运算的异或电路403；一对I信号进行倒相的倒相器404；一对Q信号进行倒相的倒相器405；一按照异或电路403的输出，输出I信号或反相信号的转换开关406；一按照1/2分频器402的输出，输出反相Q信号或Q信号的转换开关407；以及一从转换开关406的输出中减去转换开关407的输出的减法器。倒相器404和转换开关406与混合器116对应，倒相器405和转换开关407与混合器117对应。数字振荡器401和1/2分频器402与振荡器114对应。异或电路403与相移器115对应。
频率—电压转换器110含有：用来对输入的信号进行限幅的限幅器119；具有对限幅器119的输出进行延迟的延迟电路120和对限幅器119的输出和延迟电路120的输出之间进行异或运算的异或电路121的边缘检测电路180；响应边缘检测电路180的输出、用来产生具有预定时间长度的脉冲的脉冲发生器122；以及一用来对脉冲发生器122的输出进行低通滤波的低通滤波器123。频率—电压转换器111含有：一在输入信号的上升沿处，产生具有预定时间长度的脉冲的脉冲发生电路；以及一对来自脉冲发生器409的脉冲串进行积分的低通滤波器410。在减法器402和频率—电压转换器110之间有一个低通滤波器。
图15描述的是第七种实施例中，频移调制电路109a的波形的时序图。数字振荡器401产生具有波形421所示预定频率的数字频率信号。该数字频率信号，如波形422所示，被1/2分频。分频信号被提供到转换开关407。异或电路403在数字频率信号和分频信号之间进行异或运算，可将波形423所示的异或运算结果提供给转换开关406。如波形422和423所示，提供给转换开关407的分频信号和异或运算的结果之间有一个90°相位差，从而转换开关406和407交替地分别以90°相差输出I信号和Q信号和反相I信号和Q信号。减法器408获得转换开关406和407的输出之间的差，从而从数字频率信号中得到FSK信号124’，且该数字频率信号的频率为FSK信号124的频率的两倍。FSK信号124’为数字信号。所以，低通滤波器411用来去除高频成分，并将FSK信号波形提供给频率—电压转换器110。另一方面，数字频率信号412被提供到在数字频率信号412的上升沿产生具有预定时间长度的脉冲的脉冲发生电路，低通滤波器410对脉冲发生电路412的输出积分，以进行频率—电压转换。比较电路和平均电路113中用来控制本地振荡频率的运行与图7所示的实施例相同。
如上所述，按照本实施例，数字振荡器401，1/2分频器402以及混合器408均为数字型，从而可以容易地将频移调制电路的电路结构集成在一个集成电路内。另外，在频率—电压转换器111中，省去了限幅器119和边缘探测器120和121，从而减少了这些电路的部件数，减小了功耗。
另外，数字振荡器401可以被一个分频器替换，用来对由时钟电路提供给当代电子装置中通常具有的微处理器的时钟信号进行分频。再有，低通滤波器411可以被一个带通滤波器取代，用来去除高频成分外还可去除直流成分。
图16是用于FSK接收机的自动频率控制装置的第八种实施例方框图。
第八种实施例的自动频率控制装置具有与第四种实施例大体相同的结构。第八种实施例与第七种实施例之间的差异在于频率—电压转换器110a。此频率—电压转换器110a含有一个在输入信号的上升沿处产生脉冲持续时间为脉冲发生电路409的持续时间两倍的脉冲发生电路501，以及对脉冲发生电路产生的脉冲进行积分的低通滤波器。
由低通滤波器311进行低通滤波的第二FSK信号124仅在输入信号的上升沿，产生持续时间为脉冲发生电路409的持续时间两倍的脉冲。然后，此脉冲被提供给低通滤波器，以对来自脉冲发生电路501的脉冲是进行积分。
按照本实施例，频率—电压转换器110a中产生的脉冲数为频率—电压转换器110中的脉冲数的一半。然而，脉冲的持续时间为脉冲发生电路409的持续时间的两倍，从而低通滤波器502的积分结果等效于频率—电压转换器110的积分结果。所以，可以省略图14所示限幅器119和边缘探测电路180，从而可以降低FSK接收机的制造成本，附低功耗。其他运行与图7所示的实施例相同。
图17是用于FSK接收机的自动频率控制装置第九种实施例方框图。
第九种实施例的自动频率控制装置与图7所示第四种实施例具有大体相同的结构。第九种实施例与第四种实施例之间的差异在于频率—电压转换器和进一步提供了一个低通滤波器601。频率—电压转换器110b或111b包含：一对输入的信号进行限幅的限幅器119；一具有对限幅器119的输出进行延迟的延迟电路120和在限幅器119的输出和延迟电路120的输出之间进行异或运算的异或电路的边缘检测电路180；以及一响应边缘检测电路的输出，用来产生具有预定持续时间的脉冲的脉冲发生器122。即，这一频率—电压转换器有这样一个电路结构，它从图8B所示频率—电压转换器110或111中去掉两个低通滤波器123，而加进一个低通波器601。所以，省去了除频率—电压转换器110b和低通滤波器601以外的其他运行。
频移调制电路109产生的第二FSK信号124由限幅器119限幅，边缘检测电路180检测上升沿和下降沿。脉冲发生电路122响应边缘检测电路180产生具有预定持续时间长度的脉冲。所以，脉冲发生电路122输出具有相应于第二FSK信号的第一脉冲串信号。频率—电压转换器111b也输出一具有相应于数字振荡信号124的脉冲速率的第二脉冲串信号。比较电路112在第一脉冲串信号和第二脉冲串信号之间进行减法运算，并把第三脉冲串信号提供给低通滤波器601。低通滤波器601对第三脉冲串信号进行积分，并给出解调结果126。通过平均电路113，用解调结果126进行自动频率控制的情况与第四种实施例相同。
如上所述，因为省去了两个低通滤波器123，而在比较电路112后加进了一个低通滤波器，因而用于频率转换运行的低通滤波器的数量减少到一。
图18是用于FSK接收机的自动频率控制装置的第十种实施例方框图。
第十种实施例的自动频率控制装置与图7所示第四种实施例具有大体相同的结构。第十种实施例和第四种实施例之间的差别在于去掉了频率—电压转换器111，但加进了转换开关702、703和707，保持电路701和控制电路704。
控制电路704是这样产生转换开关控制信号的，首先，频率转换器110将通过转换开关702提供的频率信号125转换成第一电压信号，并通过转换开关703的一个端子703b把该第一电压信号提供给保持电路701。保持电路701保持第一电压信号的第一电压。在这种情况下，含有差分放大器的比较器112的两个输入端相互连接在一起，使比较器112输出0V。然后，控制电路704产生开关控制信号，使通过开关702提供的第二FSK信号124被转换成第二电压信号，并通过转换开关703的端子703a，把该第二电压信号提供给比较电路112。在这种情况下，转换开关707分别把第一电压信号和第二电压信号提供给比较器112的两个输入端。比较电路112将第二FSK信号124产生的第二电压信号与保持电路701保持的、频率信号125产生的第一电压信号进行比较。通过平均电路用解调结果进行的自动频率控制运行与第四种实施例相似。
控制电路704通过开关控制信号，周期性地改变开关连接方式。但是，也可能在传送这一FSK接收机的不必要数据期间来改变开关连接方式。
低通滤波器107和频移调制电路109之间，以及低通滤波器108和频移调制电路109之间分别提供限幅器705和706。
如上所述，因为第二FSK信号是用预定频率低于接收的FSK信号的载波频率的低频信号，通过直接转换对I基带信号和Q基带信号的频移调制而产生的，然后对第二FSK信号和频率信号进行频率—电压转换，所以在接收具有低调制指数的FSK信号的FSK接收机中可精确地进行自动频率控制。另外，在多值FSK信号中，如果符号被排列成中心频率与载波频率相符合，则可以进行自动频率控制。再有，可以通过在普通FSK接收机中加进少量简单电路来进行自动频率控制，从而降低FSK接收机的制造成本，抑制功耗的增加。

Claims (31)

1.一种用于频移键控接收机的自动频率控制电路，所述频移键控接收机具有用频率受控的本地振荡信号从接收的频移键控信号中接收并检测同相信号和正交信号的接收检测电路，用来对所述同相信号和正交信号进行调制并输出传号和空号数据的调制器以及用来产生所述频移键控接收机断续接收运行的断续信号的断续信号电路，其特征在于，所述自动频率控制电路含有：
用来产生所述频率受控本地振荡信号的本地振荡器；
用来将所述同相信号和正交信号中至少一种信号转变成电压信号的频率—电压转换器；
用来将所述电压信号与参考电压进行比较的电压比较器；
按照所述解调电路的结果和所述电压比较器的输出用来检测所述频率控制本地振荡信号的所述频率对所述接收频移键控信号的载波频率是向上偏移还是向下偏移、从而获得频率偏移方向检测结果的频率偏移方向检测电路；
用来保持所述频率偏移方向检测结果的保持电路；
响应所述继续信号、用来产生频率变化控制信号的频率变化控制信号发生电路；
响应所述频率变化控制信号的频率控制信号发生电路，用来按照所述保持电路的输出，产生所述频率控制信号，从而用一预定量，控制所述本地振荡信号的频率朝向所述载波频率的方向变化。
2.如权利要求1所述的自动频率控制电路，其特征在于，所述频率控制信号发生电路产生所述频率控制信号，使得当所述频率偏移检测电路检测到所述频率偏移向上变化时，所述频率向下改变一所述预定量，当所述频率偏移检测电路检测到所述频率偏移向下变化时，所述频率向上变化一所述预定量。
3.如权利要求1所述的自动频率控制电路，其特征在于，所述保持电路至少保持所述频率偏移方向检测电路的所述输出，直至所述频率控制信号发生电路产生所述频率控制信号。
4.如权利要求1所述的自动频率控制电路，其特征在于，它还包含用来混合同相信号和正交信号并把所述一种信号提供给所述频率—电压比较器的混合电路。
5.如权利要求1所述的自动频率控制电路，其特征在于，所述频率控制信号发生电路产生所述频率控制信号，从而使所述频率改变的预定量小于2|fs—fd|，其中，fs为对应于参考电压的所述一种信号的频率，所述fd是所述频移键控信号的频移。
6.如权利要求1所述的自动频率控制电路，其特征在于，所述频率变化控制电路在响应所述断续信号的所述断续接收运行之后产生所述频率控制信号。
7.如权利要求1所述的自动频率控制电路，其特征在于，它还进一步包含，响应所述断续信号和频率偏移方向检测电路的输出的电源控制电路，用来从频率偏移方向检测电路的所述输出被提供到下一个断续接收运行时，控制对所述频率偏移方向检测电路的供电。
8.如权利要求1所述的自动频率控制电路，其特征在于，所述接收的频移键控信号有选择地包括指示这一频移键控接收机的识别数据，还进一步包含从传号和空号数据检测所述识别数据的检测电路，以及响应所述检测电路，当所述检测电路检测到所述识别数据时把供电提供给所述自动频率控制电路的电源控制电路。
9.如权利要求1所述的自动频率控制电路，其特征在于，它还进一步包含，用来检测所述断续接收运行的数目是否达到某一预定数的检测电路，响应所述检测电路的输出的电源控制电路，用来每当所述断续接收运行数达到所述预定数时，提供用作所述自动频率控制电路的电源。
10.如权利要求1所述的自动频率控制电路，其特征在于，所述本地振荡器包含一相同步环振荡电路，有一个参考频率信号发生电路，用来产生所述本地振荡信号，所述本地振荡信号的所述频率按照受所述频率控制信号控制的所述参考频率信号而受到控制。
11.如权利要求1所述的自动频率控制电路，其特征在于，所述本地振荡器含有一个产生所述本地振荡信号的晶体振荡器，所述本地振荡信号的所述频率按照所述频率控制信号受到控制。
12.如权利要求1所述的自动频率控制电路，其特征在于，它包含：
将所述电压信号与不同于所述参考电压的第二参考电压进行比较的第二电压比较器，
所述频率偏移方向检测电路进一步检测所述频率控制本地振荡信号对所述载波频率的所述频率偏移量，所述保持电路进一步保持检测的所述频率偏移的量，所述频率控制信号发生电路按照所述频率偏移方向检测结果和所述检测的所述频率偏移量产生所述频率控制信号。
13.一种带有自动频率控制的频移键控信号接收机，具有用本地振荡信号从接收的一定数据速率的第一频移键控信号中接收并检测同相信号和正交信号的接收检测电路，用来输出一解调结果，其特征在于，所述频移键控接收机含有：
用来产生所述本地振荡信号的本地振荡器，所述本地信号的频率按照频率控制信号受到控制；
一频移键控调制电路，用来产生频率信号，以及用所述频率信号对所述同相和正交信号进行频移调制的第二频移键控调制信号，所述频率信号具有的大体预定的频率低于所述频移键控信号的载波频率。
一第一频率—电压转换器，用来将所述第二频移键控信号的频率转换成第一电压信号；
一第二频率—电压转换器，用来将所述频率信号的大体预定的频率转换成一第二电压信号；
一电压比较电路，用来比较第一和第二电压信号，并输出所述解调结果；
一在与所述数据速率相比为足够长的预定时间间隔内对相继输出的所述解调结果取平均并产生所述频率控制信号的平均电路。
14.如权利要求13所述的频移键控信号接收机，其特征在于，所述频移键控调制电路包含：
产生并输出所述频率信号的第二本地振荡器；
对所述频率相移90°的相移器；
一将所述同相基带信号与所述相移器的输出混合在一起的第一混合器；
一将所述正交基带信号与所述频率信号混合在一起的第二混合器；以及
一通过对所述第一混合器和第二混合器的输出之间进行减法运算来产生并输出所述第二频移键控信号的减法器。
15.如权利要求13所述的频移键控信号接收机，其特征在于，所述第一频率—电压转换器包含：
一用来对所述第二频移键控信号进行限幅的限幅器电路；
一用来检测所述限幅器电路的输出中上升沿和下降沿的边缘检测电路；
一用来产生响应所述边缘检测电路的脉冲以及通过相继提供所述脉冲来产生脉冲串的脉冲发生电路；以及
一带有一预定时间常数的对所述脉冲串进行积分的积分电路。
16.如权利要求13所述的频移键控信号接收机，其特征在于，所述第二频率—电压转换器包含：
一对所述频率信号进行限幅的限幅器电路；
一检测所述限幅器电路输出中的上升沿和下降沿的边缘检测电路；
产生响应所述边缘检测电路的脉冲并通过相继提供所述脉冲来产生脉冲串的脉冲发生电路；以及
一带有一预定时间常数的对所述脉冲串进行积分的积分电路。
17.如权利要求13所述的频移键控信号接收机，其特征在于，所述第一频移键控信号周期性地包括具有交替排列的传号和空号数据的两值的数据串，还进一步包含：
用来监测所述解调信号、并按照监测所述解调信号的结果产生指示包括在所述第一频移信号中所述数据串的时间长度的时序信号的控制电路，所述平均电路在响应所述时序信号的所述时间内对所述解调结果取平均；
用来响应所述时序信号而保持所述频率控制信号、要把所述保持的频率控制信号提供给所述本地振荡器的保持电路。
18.如权利要求13所述的频移键控信号接收机，其特征在于，它还包含：
响应第一控制信号、控制向所述第二频率—电压转换器的供电控制电路；
响应第二控制信号而保持所述第二电压信号并把保持的第二电压提供给所述电压比较电路的保持电路；以及
同期性地产生所述第一和第二控制信号的控制电路，使得所述电源控制电路把所述供电提供给所述频率—电压转换器，用来使所述频率至所述第二电压转换器工作，将所述频率信号的所述大体预定的频率转换成所述第二电压信号，然后，所述保持电路保持所述第二电压信号，然后，所述电源控制电路切断所述供电。
19.如权利要求14所述的频移键控信号接收机，其特征在于，所述第二本地振荡器具有用来产生第二大体预定频率为所述频率信号的所述大体预定频率两倍的数字频率信号的数字振荡器，和用来对所述数字频率信号进行1/2分频的1/2分频器，所述相移器具有在所述数字频率信号和所述1/2分频器的输出之间进行异或运算的异或电路，所述异或电路的所述输出被提供给所述第一混合器和所述1/2分频器，所述数字频率信号被提供给所述第二混合器。
20.如权利要求19所述的频移键控信号接收机，基特征在于，它还包含一用来把低通滤波后的第二频移键控信号提供给所述第一频率—电压转换器的低通滤波器。
21.如权利要求19所述的频移键控信号接收机，其特征在于，它还包含一用来把带通滤波后的第二频移键控信号提供给所述第一频率—电压转换器的带通滤波器。
22.如权利要求19所述的频移键控信号接收机，其特征在于，所述第一混合器包含：
一对所述同相基带信号进行倒相的第一倒相器；
一响应于所述异或电路的所述输出，把所述同相基带信号或者所述倒相后的同相基带信号提供给所述减法器的第一转换开关，所述第二混合器包含：
一用来将所述正交基带信号进行倒相的第二倒相器；
一响应所述1/2分频器的所述输出，把所述正交基带信号或者所述倒相后的正交基带信号提供给所述减法器的第二转换开关。
23.如权利要求1 9所述的频移键控信号接收机，其特征在于，所述第二本地振荡器把作为所述频率信号的所述数字频率信号提供给所述第二频率—电压转换器，所述第二频率—电压转换器含有在所述数字频率信号的上升沿产生具有预定持续时间长度的脉冲信号的脉冲发生电路，以及进行低通滤波并把所述脉冲信号提供给所述电压比较电路的低通滤波器。
24.如权利要求23所述的频移控信号接收机，其特征在于，所述第一频率—电压转换器含有在所述第二频移键控信号的上升沿，产生具有第二预定持续时间为所述预定持续时间两倍的第二脉冲信号的脉冲发生电路，和一个用来低通滤波、并把所述第二脉冲信号提供给所述电压比较电路的低通滤波器。
25.如权利要求13所述的频移键控信号接收机，其特征在于，它还包括一低通滤波器，其中，所述第一频率—电压转换器包含：
一对所述第二频移键控信号进行限幅的第一限幅器；
一检测从所述第一限幅器得到的所述第二频移键控信号上升沿和下降沿的第一边缘检测电路；以及
在所述第一边缘检测电路输出的上升沿产生具有第一预定持续时间的第一脉冲的第一脉冲发生器，所述第二频率—电压转换器包含：
所所述频率信号进行限幅的第二限幅器；
检测所述第二限幅器产生的所述频率信号的上升沿和下降沿的第二边缘检测电路；以及
在所述第二边缘检测电路的输出的上升沿，产生具有第二预定持续时间的第二脉冲的第二脉冲发生器，所述电压比较电路获得相继提供的所述第一脉冲所产生的第一脉冲串和相继提供所述第二脉冲所产生的第二脉冲串之间的差异，所述低通滤波器对所述电压比较电路的输出进行积分，以提供所述解调结果。
26.一种带有自动频率控制的频移键控信号接收机，具有用本地振荡信号从某一数据速率的接收第一频移键控信号中接收并检测同相信号和正交信号的接收检测电路，用以输出一解调结果，所述频移键控接收机包含：
产生所述本地振荡信号的本地振荡器，所述本地信号的频率按照一频率控制信号受到控制；
一频移键控调制电路，用预定频率低于所述第一频移键控信号的载波频率的所述频率信号，通过对所述同相信号和正交信号进行频移调制，产生一频率信号和第二频移键控调制信号；
一响应一开关控制信号而输出所述第二频移键控信号或者所述频率信号的第一转换开关；
一将所述第一转换开关的输出的频率转换成一电压信号的频率—电压转换器；
一响应所述开关控制信号，用于第一端子或第二端子处所述电压信号的第二转换开关；
一保持所述第二端子处得到的所述电压信号的保持电路；
一对所述第一端子处得到的所述电压信号和从所述保持电路得到的所述保持的电压信号进行比较、并输出一解调结果的电压比较电路；
一产生所述开关控制信号的控制电路，当所述第一转换开关输出所述第二频移键控信号时，所述第二转换开关在所述第一端子处输出所述电压信号，当所述第一转换开关输出所述频率信号时，所述第二转换开关在所述第二端子和所述第一和第二转换开关处周期性地输出所述电压信号；
在与所述数据速率相比足够长的预定持续时间内对相继输出的述所解调结果取平均、并产生所述频率控制信号的平均电路。
27.如权利要求13所述的自动频率控制电路，其特征在于，它还包含：
对所述同相信号进行限幅、并把经限幅的同相信号提供给所述频移调制电路的第一限幅器电路，以及
对所述正交信号进行限幅，并把经限幅的正交信号提供给所述频移调制电路的第二限幅器电路。
28.一种用于频移键控接收机的自动频率控制电路，具有用频率受控本地振荡信号从以某一数据速率接收到的第一频移键控信号中接收并检测同相信号和正交信号的接收检测电路，和对所述同相基带信号和正交基带信号进行解调、并输出传号和空号数据的解调器，其特征在于，所述自动频率控制电路包含：
产生所述频率受控本地振荡信号的本地振荡器；
用大体预定频率低于所述第一频移键控信号的所述频率信号，通过所述同相信号和正交信号进行频移调制而产生频率信号和第二频移键控调制信号的频移键控调制电路；
把所述第二频移键控信号转换成第一电压信号的第一频率—电压转换器；
把所述频率信号的所述预定频率转换成第二电压信号的第二频率—电压转换器；
比较第一电压信号和第二电压信号、并输出一解调结果的电压比较电路；以及
在与所述数据速率相比足够长的预定持续时间内，对相续输出的所述解调结果取平均，并产生所述频率控制信号的平均电路。
29.如权利要求28所述的自动频率控制电路，其特征在于，所述第一频移键控信号同期性地包括交替排列的具有传号和空号数据两值的数据串，还包括
用来对所述解调信号进行监测、并按照所述监测产生指示包括在所述第一频移信号内的所述数据串时间间隔的时序信号的控制电路，所述平均电路在响应所述时序信号的所述时间间隔内对所述解调结果取平均；以及
响应于所述时序信号而保持所述频率控制信号并把所述保持的频率控制信号提供给所述本地振荡器的保持电路。
30.如权利要求28所述的自动频率控制电路，其特征在于，所述频移键控调制电路包含：
产生并输出所述频率信号的第二本地振荡器；
使所述频率信号相移90°的相移器；
将所述同相基带信号与所述相移器输出混合起来的第一混合器；
将所述正交基带信号与所述频率信号混合在一起的第二混合器；以及
通过对第一混合器和第二混合器的输出之间进行减法运算，产生并输出所述第二频移键控信号的减法器。
31.如权利要求30所述的自动频率控制电路，其特征在于，所述第二本地振荡器有一个数据振荡器，所述数字振荡器产生具有第二大体预定频率为所述频率信号的频率的两倍的数字频率信号，所述第二本地振荡器还有一个对所述数字频率信号进行1/2分频的1/2分频器，所述相移器具有在所述数字频率信号和所述1/2分频器的输出之间进行异或运算的异或电路，所述异或电路的输出被提供到所述第一混合器，所述1/2分频器的输出被提供到所述第二混合器。
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