CN1143874A - 发射机和双工无线话机 - Google Patents

Abstract

一种其结构实现简单并能减小消耗电流的发射机和双工无线电设备。通过对由振荡器50产生的振荡信号分频获得载波S10，根据由振荡器50产生的振荡信号获得第一本地信号和第二本地信号。从而，与普通系统比较，本发明的结构能做得简单，并能减小消耗电流。

Description

发射机和双工无线话机

本发明涉及一种发射机和一种双工无线电设备，其适用于例如数字无绳电话机。

在一些普通数字无绳电话机中，连接有无线电路，以通过TDD/FDM(时分双工/频分多址)系统或TDD/TDMA(时分双工/时分多址)系统进行呼叫。

例如，在TDD/FDMA系统数字无绳电话机中，有一种被称作CT-2的代表性数字无绳电话机，其技术标准已由ETSI(欧洲电信标准协会)公开。

在上述数字无绳电话机中，所使用的频带(864.15至868.05MHZ)按100[KHZ]的间隔进行频率划分，以确保多个通信信道(而且是在单一的通信信道上)发送和接收被及时交替地转换来完成通信。例如，如果要被发送和接收的数据是话音数据，则每1ms发送和接收将被交替地转换。在这种情况下，按各标准在发送和接收之间设置一3.5比特的保护带，以避免发送和接收之间的干扰。

此外，在上述数字无绳电话机中，以CCITT(国际电报电话咨询季员会)为基础的ADPCM(自适应差分脉码调制)一直被用作话音编码方法，而限带频移调制(例如，GMSK(高斯滤波最小频移键控)就是一个典型例子)一直被作用数据调制方法。

例如，通过诸如图1所示的电路来构造上述的数字无绳电话机。如图1所示，在数字无绳电话机中具有一正交调制器2，通过它对发送数据进到GMSK调制。正交调制器2由混频器3、4和一个加法器5构成。与发送数据对应的限带信号I和Q，以及150.05MHZ的载波S1a和S1b被输入到正交调制器2。混频器3使工信号和载波S1a相乘，并输出合成信号到加法器5。类似地，混频器4使Q信号与载波S1b相乘，并输出合成信号到加法器5。加法器5使混频器3和4的输出相加。以这种方式，150.05MHZ的GMSK已调调制信号S2从正交调制器2输出。在这种情况下，提供有一个相移器6，用于产生载波S1a和S1b，每个载波与一个150.05MMZ的载波S1具有90°的相差。

调制信号S2被输入到混频器7，在混频器7中利用经缓冲器8提供的一个714.1至718.0MHZ或1014.2至1018.1MHZ的第一本地信号S3使该调制信号S2变频成一个864.15至868.05MHZ的发送信号S4(即变频到一个较高的频率)。该发送信号S4经一个发送放大器9输入到一个BPF(带通滤波器)10，以除去不需要的成份。经过开关11和一个BPF12，信号S4最后从天线13输出。

另一方面，在天线13接收的接收信号S5经BPF12，开关11，和一个接收放大器14输入到一个LPF(低通滤波器)15，在该低通滤波器中除去不需要的成份。此后，信号S5被输入到一个混频器16。使用经缓冲器17提供的714.1至718.0MHZ或1014.2至1018.1MHZ的第一本地信号S3，混合器16使接收的信号S5变频成150.05MHZ的中频信号(即转换到较低的频率)。该中频信号S6经一BPF18被输入到一个混频器19。混合器19利用一个由28MHZ晶体振荡器20和一五倍频电路21产生的第二本地信号ST使中频信号S6变频成一个10.05MHZ的调制信号S8，然后输出的调制信号到解调器22。这样，该解调器22通过解调GMSK已调调制信号S8对数据进行解调。

上述的第一本地信号S3由信道合成器25产生。信道合成器25由一个VCO(压控振荡器)23和一个PLL(锁相环)24组成。在这种情况下，该信道合成器25根据自一晶体振荡器26输出的12.8MHZ的信号产生第一本地信号S3。

另外，上述的载波S1是通过对由合成器29产生的300.1MHZ的振荡信号分频获得的，该合成器29由二个VCO27和二个PLL28组成。在这种情况下，利用晶体振荡器26产生300.1MHZ的振荡信号S9。

如图1中所示，由于数字无绳电话机1具有多个晶体振荡器20、26，多个VCO23、27，以及多个PLL24、28，所以出现了电路结构复杂和消耗电流增加的问题。此外，如果电路结构复杂势必元件的面积将变大，从而导致电路的集成会很困难。

鉴于上面的描述，本发明的目的是提供一种发射机和一种双工无线话机，该话机能够做得很小，同时能够降低消耗电流。

本发明的上述和其它目的已通过本发明的发射机装置实现，该发射器包括：一个用于产生预定频率振荡信号的振荡器；一个用于对振荡信号分频以产生一预定频率载波的分频器；一个以所述载波为基础对预定传送数据正交调制的正交调制器；利用基于振荡信号的一个第一本地信号将来自正交调制器的调制信号输出变频成一预定频率的中频信号的第一频率变换器；一个根据该振荡信号产生一所需频率的第二本地信号的合成器；和一个利用该第二本地信号将中频信号变频成一所需频率的发送信号的第二频率变换器。

此外，本发明提供了一种双工无线话机，它包括：一个用于产生预定频率振荡信号的振荡器；一个用于对振荡信号分频以产生一预定频率载波的分频器；一个以所述载波为基础对预定传送数据正交调制的正交调制器；利用基于振荡信号的一个第一本地信号将来自正交调制器的调制信号输出变频成一预定频率的中频信号的第一变频器；一个根据该振荡信号产生一所需频率的第二本地信号的合成器；一个利用该第二本地信号将中频信号变频成一所需频率的发送信号的第二变频器；和一个接收电路，用于利用第二本地信号将一接收的接收信号变换成一预定频率的信号以对该接收信号进行解调。

在该发射器或双工无线话机中，通过对由振荡器产生的振荡信号进行分频获得载波，和根据由振荡器产生的振荡信号获得第一和第二本地信号，以便其结构比普通结构做得简单，并且电流消耗能被减少。

当结合附图阅读了下列的详细描述后，本发明的特性、原理和实用性将会变得更清楚，在附图中，相同的部件标准有相同的参考数字或字母。

图1是表示普通数字无绳电话机的结构的框图；

图2是表示按照本发明的一个实施例的数字无绳电话机的结构的框图；

图3是表示载波发生器和相移器的结构的框图；

图4是表示按照另一实施例的数字无绳电话机的结构的框图。

下面参考附图对本发明的优选实施例进行描述：

在图2中，与图1相对应的部件被施以相同的参考数字，40表示一个CT-2系统数字无绳电话机，其中正交调制器2用与普通系统相同的GMSK调制发送数据。在该实施例中，1.05MHZ的载波S10a和S10b被输入到正交调制器2，该正交调制器2根据载波S10a、S10b和I-信号和Q-信号产生一1.05MHZ的GMSK已调调制信号S11。请注意，具有一个相移器41，用于产生载波S10a和S10b，每个载波与1.05MHz的载波有90°的相差。

调制信号S11被输入到一个单一基本或平方律LPF(低通滤波器)42，在该LPF中，不需要的成分被滤除。此后，调制信号S11被输入到一个混频器43。混频器43利用经一缓冲器44提供的21MHz的第二本地信号S12将调制信号S11变频到一22.05或19.95MHz的中频信号S13(即变换到一较高频率)。该中频信号S13被输入到BPF(带通滤波器)45，在该BPF45中，不需要成份被滤除。之后，该中频信号S13被输入到一混频器7。混频器7利用一经缓冲器8提供的842.1至846.0MHZ或886.2至890.1MHZ的第一本地信号将中频信号S13变频成发送信号S15。(864.15～868.05MHZ)该发送信号S15经一发送放大器9输入到一个带通滤波器10，在该带通滤波器10中，通带区域以外的不需要成份被滤除。此后，该发送信号通过开关11和BPF12，最终经天线13发送出去。

另一方面，在天线13接收的接收信号S16经BPF12和开关11被输入到接收放大器14，它对接收信号S16进行放大。此后，放大后的信号S16被输入到一个混频器16。混频器16利用经一缓冲器17提供的842.1至846.0MHZ或886.2至890.1MHZ的第一本地信号S14将接收信号S16变频到一22.05或19.95MHZ的中频信号S17(即变频到一较低频率)。该中频信号S17被输入到BPF18，在那里滤除掉不需要成份。此后，该中频信号S17被输入到混合器19。混合器19利用经一缓冲器46提供的21MHZ的第二本地信号S12将中频信号S17频率变换成一1.05MHZ的调制信号S18，然后输出该调制信号S18到下级的解调器22。解调器22通过正交波检波解调该调制信号，以对数据进行解调。

顺带地，提供有缓冲器8、17、44和46，以便在突发脉冲出现的时刻，阻抗变化不会对信号产生源产生影响。

上述的第一本地信号S14由信道合成器49产生，该信道合成器49由VCO(压控振荡器)47和PLL(锁相环)48组成。在这种情况下，信道合成器49根据由一晶体振荡器50产生作为参考的21MHz的振荡信号产生842.1至846.0MHZ或886.2至890.1MHZ的第一本地信号S14。

而且，由晶体管50产生的21MHZ的振荡信号被用作上述的第二本地信号S12。此外，上述载波S10由载波发生器51产生。在这种情况下，载波发生器51根据由晶体振荡器50产生的21MHZ的第二本地信号S12产生1.05MHZ的载波S10。

这样，根据由晶体振荡器50产生的21MHZ的振荡信号产生第一本地信号S14、第二本地信号S12，和载波S10。

载波发生器51和相移器41由图3中所示的电路构成。载波发生器51由用计数器构成的分频器组成、如图3所示，并通过对21MHZ的第二本地信号S12 20分频产生1.05MHZ的载波S10。载波发生器51还通过对第二本地信号S12 10分频产生2.1MHZ的时钟信号S19和S20，然后，输出时钟信号S19给相移器41的延迟触发器(下面称作″D-FF″)52，以及输出时钟信号S20给相移器41的反相器53，反相器53使时钟信号S20反相并输出合成时钟信号S21给D-FF54。

D-FF52根据时钟信号S19，例如其上升沿锁定载波S10，并经低通滤波器55输出锁定的输出。结果，载波S10a从低通滤波器55输出。另一方面，D-FF54根据时钟信号S21，例如其上升沿锁定载波S10，并经低通滤波器56输出锁定的输出。结果，载波S10b从低通滤波器56输出。

注意，虽然在相移器41中提供有低通滤波器55和56用于滤除载波S10a和S10b的高次谐波成份，但是取决于调制方法，在一些情况并不需要滤波器55和56，这样并不总是需要它们。

在这种情况下，每个时钟信号S19和S21的频率是二倍的载波S10的频率，并且时钟信号S19和S21彼此反相，以便时钟信号S19和S21之间的相位差就载波S10作为参考来说正好为90°。从而，从D-FF52输出的载波S10a和从D-FF54输出的载波S10b之间的相位差也成为90°。以这种方式，每个具有一90°相位差的载波S10a和S10b从相移器41输出。

现在，将对各信号间的频率关系进行描述。首先，假设晶体振荡器50的振荡频率(即第二本地信号S12的频率)为f₁，载波S10的频率为f₂、中频信号S13的频率为f₃、第一本地信号S14的频率为f₄，和发送信号S14的频率为f₅。

按照CT-2方法，通信信道间的频率转换是100KHZ。因此，在上述的结构中，最好是成为该装置基准时钟的晶体振荡器50的振荡频率f₁被形成是100KHZ的整数倍。而且，作为高频电路，如果可能最好是该振荡频率f₁不被倍频。此外，为了实现分频器(载波发生器51)和相移器41以产生载波S10，最好是使振荡频率f₁能由一整数相除。另外，最好是该振荡频率f₁被做成25MHZ或更小，以构造信道合成器49。

此外，考虑到最好是通过混合第一本地信号S14和中频信号S13获得发送信号S15，根据标准，该发送信号S15的频率f₅变为下列等式：

f₅＝864.05＋(N×0.1)[MHZ]：N＝1至40…(1)并且第一本地信号S14的频率f₄假设最大基准频率10KHZ，则第一本地信号S14的频率f₄变为100KHZ的整数倍，中频信号S13的频率f₃变为50KHZ的奇数倍。就是说，考虑这些因素，在各频率f₁、f₂、f₃、f₄和f₅之间建立了下列等式：

f₁＝m×100[KHZ]：″m″是个整数…(2)

f₂＝f₁×1/n：″n″是个整数…(3)

f₄＝x×100[KHZ]：″x″是个整数…(4)

f₃＝(2y＋1)×50[KHZ]：″y″是个整数…(3)

f₃＝f₁±f₂    (6)

f₅＝f₄±f₃    (7)

为了满足这些频率关系，存在例如由下列等式表示的那些频率：

f₁＝21MHZ              (8)

f₂＝1.05MHZ            (9)

f₃＝22.05或19.95MHZ    (10)

f₄＝842.1至846.0或886.2至890.1MHZ    (11)

f₅＝864.15至868.05 MHZ               (12)

此外，因为本发明的数字无绳电话机40满足这些频率关系，所以第一本地信号S14、第二本地信号S12，和载波S10能由一个单一的晶体振荡器50产生。

利用上述的结构，晶体振荡器50的振荡频率f₁被设定为21MHZ，信道合成器49根据从晶体振荡器50输出的21MHZ的振荡信号产生842.1至846.0MHZ或886.2至890.1MHZ的第一本地信号S14。并且，自晶体振荡器50输出的21MHZ的振荡信号还用作第二本地信号S12，通过对21MHZ的振荡信号进行20分频获得1.05MHZ的载波S10。

接着，根据上述获得的载波S10用GMSK对发送数据进行调制，和通过双重变频方法用第一本地信号S14和第二本地信号S12对合成调制信号S1进行频率变换，以获得一具有所需频率(864.15至868.05MHZ)的发送信号S15。

而且，通过双重变频方法用第一本地信号S14和第二本地信号S12对由天线13接收的864.15至868.05MHZ的接收信号S16进行变频，以获得一调制信号S18，并且通过对该调制信号S18解调对数据进行解调。

如上所述，信道合成器49根据自晶体振荡器50输出的振荡信号产生第一本地信号S14，该振荡信号被用作第二本地信号S12。此外，通过对该振荡信号20分频产生载波S10。而且，与普通系统相比，整个结构能够做得简单。另外，由于电路诸如VCO和PLL的数量被减少，所以能够降低电流消耗。除此之外，由于减少了电路元件的数量，所以费用降低，并且电路元件容易集成。

在这种情况下，载波发生器5可以由一个单一分频器实现，而相移器41可以简单地用一个触发器和一个反相器构成。因而，当接收到一信号时，能够容易地使载波发生器51或相移器41停止，并且载波S10对接收电路的干扰能被减小。此外，由于晶体振荡器50的输出事实上被用作第二本地信号S12，所以由混频器19和43导致的负载变化的影响能够作得比由VCO等产生第二本地信号S12的情况来的小。另外，由于中频信号S13和S17的频率比以前要小，所以BPF18和45不必用SAW滤波器构造，并且结构要简单的多。

按照上述的结构，根据自晶体振荡器50输出的振荡信号产生第一本地信号S14，该振荡信号被用作第二本地信号S12，而且通过对该振荡信号进行分频产生载波S10。因而，结构能够做得简单，并且能够减少电流消耗。

在上述实施例中，晶体振荡器50的振荡频率f₁、载波S10的频率f₂、中频信号S13的频率f₃，第一本地信号S14的频率f₄，和发送信号S15的频率f₅按等式(8)至(12)的表示设定频率。然而，本发明并不仅限于此，其它频率也可使用，只要这些频率满足等式(2)至(7)。例如，发送信号S15的频率f₅可设定为如等式(12)所示相同的值，而晶体振荡器50的振荡频率f₁、载波S10的频率f₂中频信号S13的频率f₃，以及第一本地信号S14的频率f₄可按下列等式指示的值设定：

f₁＝18.4MHz            (13)

f₂＝1.15MHZ            (14)

f₃＝19.55或17.25MHZ    (15)

f₄＝844.6至848.5或883.7至887.6MHZ  (16)

此外，在上述实施例中，信号接收系统用双重变频方法构造。然而，本发明并不仅限于此，如图4所示，可以采用单变频方法构造数字无绳电话机60。利用这种设置，可以减少混频器和缓冲器的数量，并能使结构做得简单。

顺带地，因为普通电路(图1)具有其输出是高的诸如150.05MHZ的混合器16，所以必需采用双重变频方式执行解调。然而，如图4所示，当混频器16的输出是低的时，单变频方法能够足以解调。

除此之外，在上述实施例中，晶体振荡器50的输出被用作第二本地信号S12。然而，本发明并不仅限于此，可以通过乘以晶体振荡器50的输出获得该第二本地信号。

此外，在上述实施例中，CT-2系统数字无绳电话机40的使用频带是864.15至868.05MHZ。然而，本发明并不仅限于此，在某些在频带和系统上不同的其它数字无绳电话机的情况中，如果如上所述用单一振荡器产生载波或本地信号，则能够获得如上述情况中的优点。此外，本发明并不仅限于数字无绳电话机，它可以广泛地适用于其中由预定频率的载波调制的信号被频率变换为一预定频率的信号并被发送的各种发射器或双工无线电设备中。

按照上述的本发明，通过对由振荡器产生的振荡信号进行分频获得载波，和根据由振荡器产生的振荡信号获得第一和第二本地信号，从而与普通结构相比本发明的结构能够做得简单，并能减少消耗电流。因而，能够实现使发射机和双工无线电设备结构简单并能减少消耗电流。

虽然结合本发明的优选实施例进行了描述，但是各种改变和修改对于本领域的技术人员来说将是显而易见的，因而，所有属于本发明精神和范围内的各种改变和修正都在所附权利要求限定的范围内。

Claims (10)

1.一种发射机，包括：

一个振荡器，用于产生一预定频率的振荡信号；

一个分频器，用于对所述振荡信号分频，以产生一预定频率的载波；

一个正交调制器，用于根据所述载波正交调制预定的发送数据；

第一变频器，利用基于所述振荡信号的一第一本地信号将自所述正交调制器输出的调制信号变频为一预定频率的中频信号；

一个合成器，用于根据所述振荡信号产生一所需频率的第二本地信号；和

第二变频器，利用所述第二本地信号将所述中频信号变频为所需频率的发送信号。

2.根据权利要求1的发射机，其中

所述第一本地信号由所述振荡信号或由倍频所述振荡信号获得的信号构成。

3.根据权利要求1的发射机，其中，

当所述振荡信号的频率是f₁、所述载波的频率是f₂，所述中频信号的频率是f₃，所述第二本地信号的频率是f₄、和所述发送信号的频率是f₅时，对所述振荡信号，所述载波、所述中频信号、所述第二本地信号、和所述发送信号的频率进行选择，以便建立由下式表示的频率关系：

f₁＝m×100[KHZ]：″m″为整数

f₂＝f₁×1/n：″n″为整数

f₃＝(2Y＋1)×50[KHZ]＝f₁±f₂：″Y″为整数

f₄＝x×100[KHZ]：″x″为整数

f₅＝f₄±f₃

4.根据权利要求3的发射机，其中，

所述第一本地信号是由所述振荡信号或由倍频所述振荡信号获得的信号构成。

5.一种双工无线话机，包括：

一个振荡器，用于产生一预定频率的振荡信号；

一个分频器，用于对所述振荡信号分频，以产生一预定频率的载波；

一个正交调制器，用于根据所述载波正交调制预定的发送数据；

第一变频器，利用基于所述振荡信号的一第一本地信号将自所述正交调制器输出的调制信号变频为一预定频率的中频信号；

一个合成器，用于根据所述振荡信号产生一所需频率的第二本地信号；

第二变频器，利用所述第二本地信号将所述中频信号变频为所需频率的发送信号；和

一个接收电路，用于通过所述第二本地信号将所接收的接收信号转换成一预定频率的信号，以解调所述接收信号。

6.根据权利要求5的双工无线电设备，其中

所述接收电路利用所述第一本地信号对所述其频率已由所述第二本地信号变频的信号再次进行变频和解调。

7.根据权利要求5的双工无线电设备，其中

所述第一本地信号由所述振荡信号或由倍频所述振荡信号获得的信号构成。

8.根据权利要求5的双工无线电设备，其中

当所述振荡信号的频率是f₁、所述载波频率是f₂、所述中频信号的频率是f₃、所述第二本地信号的频率是f₄、和所述发送信号的频率是f₅时，对所述振荡信号、所述载波、所述中频信号、所述第二本地信号、和所述发送信号的频率进行选择，以便建立由下式表示的频率关系：

f₁＝m×100[KHZ]：″m″为整数

f₂＝f₁×1/n：″n″为整数

f₃＝(2Y＋1)×50[KHZ]＝f₁±f₂：″Y″为整数

f₄＝x×100[KHZ]：″x″为整数

f₅＝f₄±f₃

9.根据权利要求8的双工无线电设备，其中

所述接收电路利用所述第一本地信号对所述其频率已由所述第二本地信号变频的信号再次进行变频和解调。

10.根据权利要求8的双工无线电设备，其中

所述第一本地信号由所述振荡信号或由倍频所述振荡信号获得的信号构成。

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