CN1235428C - 移动电话的内部广播接收系统 - Google Patents

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Abstract

一个用于移动电话中用来接收FM/数字广播信号的集成的接收系统。该接收系统安装在电话主体内，包括一个基片，一个具有弯曲图形配置在基片上用于接收该广播信号的天线，和一个预处理模块配置在基片上并连接到天线用于预处理已接收的信号。该预处理模块可以包括一个频带调谐用的无源滤波网络，和一个用于放大来自天线所接收的信号的有源放大器。该移动电话具有一组件用于将所接收的信号转换为音频信号以便产生音频声音。

Description

移动电话的内部广播接收系统
技术领域
本发明一般涉及用在手持装置例如一个移动电话的内部天线，尤其是涉及用于接收FM/数字广播信号的内部接收系统。
背景技术
已公知调频(FM)广播信号通常用频率范围88-108MHz的载波发射。FM广播也称之为甚高频(VHF)无线电广播。为了接收FM广播信号，需要具有85cm数量级的四分之一波的天线。为了适应这样的长度，手持装置通常使用外部天线，例如套筒式天线和头戴式送受话器用于FM广播接收。这种外部天线的主要缺点是它有明显的突出并且它增加手持装置的重量和尺寸。尤其是，当移动电话装备有FM广播接收系统时，不希望有一个外部天线伸出电话机，或要求电话用户使用一个头戴式送受话器来接收FM广播信号。
因此最有利的和希望的是提供一种移动电话的内部天线用于接收FM广播信号。该同样的天线也可用于接收数字广播信号。
发明内容
本发明的主要目的是提供一个内部FM/数字广播接收系统用于手持电信装置，例如一个移动电话。整个接收系统可配置在移动电话的机壳内而没有连接到接收系统的外部部分。接收系统是轻便的，低成本的，容易生产并且能容易地与移动电话中的其它机械和电子的器件连接。以上目的能通过在一个公共基片上将一个FM/数字天线和必需的信号处理电子线路集成在一起来实现，该基片具有小的尺寸整体配置在移动电话的机壳内。
因此，本发明的第一方面是一个集成的接收系统用于在手持电信装置中接收调频广播信号或数字广播信号，其中手持电信装置有一个装置主体。该集成接收系统包括：
一个位于装置主体内部的电学上非导电基片；
一个电学上导电单元配置在基片上，用于接收调频广播信号或数字广播信号；以及
一个信号处理模块配置在基片上并且用电子学方法被电连接到导电单元的一端，响应所接收的信号，用于处理该所接收的信号。
按照本发明，手持电信装置包括一个配置电信组件的底板。该基片可以是该底板的一部分或者是分开的部分但是机械上和电学上被连接到该底板。
按照本发明，该电学上非导电基片可以是刚性的或柔性的。
按照本发明，电学上导电单元可具有弯曲的图形以便减小电学上非导电基片的尺寸。
按照本发明，电学上导电单元可围绕电学上非导电基片，以便减小电学上导电单元的物理尺寸并且由此减小电学上非导电基片的尺寸。
按照本发明，信号处理模块可包括一个频带调谐电路用于选择频带。
按照本发明，信号处理模块可包括一个有源放大器放大所接收的信号。
按照本发明的第二方面，一个移动电话有能力接收广播信号。该移动电话包括：
一个机壳；和
一个配置在该机壳内的集成的接收系统，其中该接收系统包括：
一个电学上非导电基片放在机壳内部；
一个电学上导电单元置于基片上，用来接收广播信号；以及
一个信号处理模块配置在基片上并且被电连接到电学上导电单元的一端，响应所接收的信号，以便处理该接收信号。
按照本发明，该广播信号是调频广播信号，和信号处理模块可包括一个选择频道的调谐电路和一个将广播信号转换为音频信号的解调装置。
按照本发明，该广播信号是数字的广播信号并且手持电信装置包括一个数字信号处理装置用于从广播信号中选出一个频道并且控制该广播信号的增益。
根据阅读结合图1a到7的说明本发明将变得更清楚。
附图说明
图1a是一个移动电话的部件分解图，显示移动电话机壳内一个底板，其中已集成的FM/数字广播接收系统配置在底板上。
图1b是一个部件分解图显示该集成的FM/数字广播接收系统已与底板分开，其中接收系统具有一刚性基片。
图1c是一部件分解图显示一柔性基片。
图2a是一示意表示说明一个天线和一个预处理模块已配置在基片的相同侧面。
图2b是一示意表示说明一个天线和一个预处理模块已配置在基片反面。
图2c是一个示意表示说明一个天线和一个预处理模块置于一个柔性基片上。
图2d是一个示意表示说明该天线配置在基片的两侧面。
图2e是一个示意表示说明一个绕组型天线。
图3是说明在预处理模块中多个电组件的方块图。
图4a是说明在集成的数字广播接收系统和移动电话公共部分间的连接的方块图。
图4b是说明在已集成的模拟广播接收系统和移动电话公共部分之间连接的方块图。
图5a是说明一个固定的频带调谐电路的电路图。
图5b是说明一个可变的频带调谐电路的电路图。
图6a是说明一个信号放大器电路的电路图。
图6b是说明具有一个增益可控元件的信号放大器电路的电路图。
图7是说明一个阻抗匹配电路的电路图。
具体实施方式
按照本发明，已集成的FM/数字广播接收系统1的基本组件包括一个天线10直接被连接到一个预处理模块20。该天线10和预处理模块配置在基片5上，如图2a和2b所示。可将天线10印刷在基片5上或者由印刷电路板(PCB)或一印刷导线板(PWB)的接地平面60蚀刻出来。因而，集成的接收系统1容易生产并且安装在像移动电话100这样的手持电信装置中，如图1a-1c所示。
如图1a-1c所示，移动电话100有一个电话主体或机壳110，和一些或全部电子电信组件配置其上的底板120。例如，一个微处理器或ASIC与显示器，SIM卡阅读器，存储器，电池等一起安装在底板120上。底板不是本发明部分。为了容纳天线10和预处理模块20的基片5可以是底板120的一个整体部分，如图1a所示。这意味着天线10可以与连接导线和其它导电部件一起印刷在底板120上。另一种选择，天线10可以由底板的接地平面蚀刻出来。
基片5也可以是离开底板的基本部件如图1b所示。在这种情况，天线10和预处理模块20在基片5上制造或组装，然后将基片5机械上和电气上以分开组装处理方式连接到底板120上。基片5可以是刚性基本部件，如图1b所示。另一种选择，基片5可以是柔性非导电聚合物或类似物，如图1c所示。甚至其上配置预处理模块20的一个柔性的基片可以是折叠的(图2c)或弯曲的以便适合机壳110内一些特别小的空间。如图2a和2b所示，还提供一个信号连接器50以便可将该预处理了的信号78传送到移动电话100的底板120。此外，提供一个电源连接器52为了引导电源80至预处理模块20。如图2c所示，基片5是柔性的以便可将其卷成小的体积。如图2d所示，天线10绕在基片5上形成占据基片5的两侧的螺旋线。类似地，天线10可置于基片5上如图2e所示像一个线圈和类似物。本发明的目的是减小天线10和基片5的物理尺寸或容积。如果载波频率是88MHz，则载波波长大约是341cm。用本发明，天线10和基片5的物理尺寸可做成远远小于四分之一波长，或85cm(33.46英寸)。
如图2a所示，预处理模块20和天线10放置在基片5的同侧6上。然而，它们可以放置于基片5的不同侧面上，如图2b所示。如图2b，天线10提供在基片一个侧面7上，预处理模块20安装在相反面6上。天线10可以从基片5现存的接地平面60蚀刻出来。
预处理模块20和天线10一起配置在基片5上，以便可以在同一基片上执行频带调谐和有源放大。预处理模块一个示例电路示于图3。如图3所示，为了处理从天线10接收的广播信号84(射频)，预处理模块20包括一频带调谐电路22，一个有源放大电路24，一个阻抗匹配电路26。最好，天线10由频带调谐电路22调节以便天线10预选FM频带88-108MHz的所有台。用参考号86表示已调谐频带的信号。示例性频带调谐电路示于图5a和5b。有源放大电路24的示例示于图6a。由参考号数88代表已放大的信号。阻抗匹配电路26简单地可是一个电容器76，如图7所示。用参考号数90代表从预处理模块20的输出。
本发明有利地使用一个典型移动电路的现存的组件。在数字电话中，如图4a所示，能用于进一步处理预处理信号90的现存组件200包括一个数字信号处理器(DSP)210，一个扬声器220和一个电源230。例如，信号90直接被馈入到DSP 210内的一个模—数转换器(A/D)。DSP 210也被用于频道选择和解调。此外，DSP 210可用于产生一个用于频带调谐的调节电压VT和增益控制电压VG来控制有源放大电路24的增益。然后从DSP 210的输出98(音频)传送到扬声器220产生合适的声音。移动电话100的电源230也可用于提供电源VCC至预处理模块20。最好，仅当移动电话100是切换到广播接收模式时，电源VCC提供到预处理模块20。在呼叫期间用开关240断开向预处理模块20提供电源VCC。为了省电当移动电话100不用于接收广播信号时，也断开向预处理模块20提供的电源VCC。
当移动电话100用于接收模拟广播信号时，需附加组件300。如图4b所示，一个频道选择调谐器310允许用户从预处理的信号90中选择一个频道。作为由频道选择调谐器310选择的射频信号94由解调模块320下变频为音频信号96。如现有技术所公知的那样。解调模块320可包括一个本地振荡器，混频器，一个或多个中频级，解调器等等。在传送到扬声器220之前，由放大器212对音频信号96进一步处理。放大器212，扬声器220和电源230是音频组件202通常可在移动电话100中得到。如图4b所示，借助于应用一调节电压VT经一个外部的控制器330选择频道。最好，由一个自动增益控制单元(AGC)提供增益控制电压VG，其未示出。但是，频带调谐电压VT应在制造过程中被提供。
已选择了尺寸的天线能与一个谐振电路一起使用来选择频带是可能的。例如，一个LC电路，如图5a所示，具有一个固定的电感器60和一个固定的电容器62可用于频带调谐。然而，不同的移动电话的天线可以有不同的尺寸。因此，这些天线必须调谐以便频带选择。为此目的，有可能附加一个变容二极管64在LC电路中，如图5b所示，以便不同尺寸的天线可以与类似的预处理模块20一起使用。为了调谐天线10，由DSP 210产生的频带调谐电压VT经电阻器66馈到变容二极管64，如图5b所示。
图6a表示出一个信号放大电路24的示例。如图6a所示，一个FET72和两个电阻器70和74用来形成一个单级放大器。图6a中Zin表示放大器的输入阻抗。如果需要，输出阻抗Zout备有一电容器76，如图7所示，使得Zin＞＞Zout。最好电容器76放在DSP 210内。因为FET级的输出阻抗Zout还依赖于漏极电阻器74，有可能改变漏极电阻器74来调节输出阻抗Zout。此外，通过向连接在栅极电阻器70和地之间的电容器71馈给增益控制电压VG来改变信号放大电路24的放大倍数或增益是可能的，如图6b所示。
附加组件300可配置在基片5上或在底板120上。
总括地说，本发明集成一个FM广播接收系统于手持电信装置如移动电话内。FM天线不伸出在移动电话主体的外边。本发明使有可能接收FM广播而不使用任何外部的部件。天线是轻型的和低成本的。通过配置天线在电话主体内的基片上，大大简化了对电话必需的机械的和电的连接。正像已知的，FM广播使用88-108MHz频率范围，因此像基本的数字广播系统一样。本发明天线和基片的物理尺寸远小于接收的该频率范围信号的四分之一波长。但是，本发明也可应用到其它频率范围。例如，本发明的内部广播接收系统也用来接收53MHz-99MHz的广播，或约200MHz的数字广播。
因此，虽然根据其优选实施例已描述了本发明，但是本领域的技术人员应当理解，可以进行上述的和各种其它的改变，形式上和其细节上的省略和偏差而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (28)

1.一种集成的广播接收系统，用于在手持电信装置中接收广播信号，其中手持电信装置具有一个装置主体，该接收系统包括：
一个位于在装置主体内的电学上非导电基片；
一个配置在基片上的电学上导电单元，用于接收广播信号；以及
一个配置在基片上靠近并电连接到电学上导电单元的一端的信号处理模块，响应所接收的信号，用于处理所接收的信号，其中广播信号是调频信号，广播信号是在88MHz-108MHz的频率范围内。
2.如权利要求1的广播接收系统，其中电学上非导电基片是由柔性材料制作的。
3.如权利要求2的广播接收系统，其中电学上非导电基片制成紧凑的形状以适合装置主体。
4.如权利要求1的广播接收系统，其中电学上导电单元具有一螺旋线形状。
5.如权利要求1的广播接收系统，其中信号处理模块包括一有源电路，响应已接收的信号，提供放大了的信号。
6.如权利要求5的广播接收系统，其中有源电路是可控的，以用于调节被放大的信号的增益。
7.如权利要求1的广播接收系统，其中信号处理模块包括一个频带调谐电路，响应所接收的信号，用于选择一个广播的频带，以便提供频带调谐的信号。
8.如权利要求7的广播接收系统，其中信号处理模块还包括一个放大装置，响应频带调谐的信号，用于提供已放大的信号。
9.如权利要求1的广播接收系统，其中电学上非导电基片的物理长度小于接收信号的1/4波长。
10.如权利要求1的广播接收系统，其中电学上的导电单元被配置在电学上的非导电的至少一侧。
11.一种集成的广播接收系统，用于在手持电信装置中接收广播信号，其中手持电信装置具有一个装置主体，该接收系统包括：
一个位于在装置主体内的电学上非导电基片；
一个配置在基片上的电学上导电单元，用于接收广播信号；以及
一个配置在基片上靠近并电连接到电学上导电单元的一端的信号处理模块，响应所接收的信号，用于处理所接收的信号，其中广播信号是数字广播信号，其中从88MHz-108MHz和200MHz左右的频率范围，选择广播信号。
12.如权利要求11的广播接收系统，其中电学上非导电基片是由柔性材料制作的。
13.如权利要求12的广播接收系统，其中电学上非导电基片制成紧凑的形状以适合装置主体。
14.如权利要求11的广播接收系统，其中电学上导电单元具有一螺旋线形状。
15.如权利要求11的广播接收系统，其中信号处理模块包括一有源电路，响应已接收的信号，提供放大了的信号。
16.如权利要求15的广播接收系统，其中有源电路是可控的，以用于调节被放大的信号的增益。
17.如权利要求11的广播接收系统，其中信号处理模块包括一个频带调谐电路，响应所接收的信号，用于选择一个广播的频带，以便提供频带调谐的信号。
18.如权利要求17的广播接收系统，其中信号处理模块还包括一个放大装置，响应频带调谐的信号，用于提供已放大的信号。
19.如权利要求11的广播接收系统，其中电学上非导电基片的物理长度小于接收信号的1/4波长。
20.如权利要求11的广播接收系统，其中电学上的导电单元被配置在电学上的非导电的至少一侧。
21.能够接收广播信号的移动电话，包括：
外壳；
配置在外壳内的内部广播接收系统，其中接收系统包括：
位于装置主体内的电学上的非导电基片；
配置在基片上的电学上的导电单元，用于接收广播信号；和
配置在基片上靠近并电连接到电学上导电单元的一端的信号处理模块，响应所接收的信号，用于提供预处理的信号；和
响应预处理的信号用于提供表示广播信号的音频信号的装置，其中从53MHz-99MHz，88MHz-108MHz和200MHz左右的频率范围，选择广播信号。
22.如权利要求21的移动电话，其中在88MHz-108MHz和200MHz左右的频率范围的广播信号是数字广播信号。
23.如权利要求21的移动电话，其中频率调制广播信号，并且其中所述提供的装置包含调谐电路，用于在53MHz-99MHz或88MHz-108MHz的频率范围的广播频带选择广播信道并用于提供表示所选频道广播的另外的信号。
24.如权利要求23的移动电话，其中所说提供的装置还包括一个转换器，响应该另外的信号，以提供一音频信号。
25.如权利要求21的移动电话，还包括在机壳内用于配置所述提供的装置的一个底板，其中手持电信装置包括一个底板，和其中电学上非导电基片是底板的一部分。
26.如权利要求25的移动电话，其中电学上非导电基片是由刚性材料制成，机械地链接到该底板，集成的广播接收系统是电链接到该底板上。
27.如权利要求25的移动电话，其中电学上非导电基片是由柔性材料制成，机械地链接到该底板，集成的广播接收系统是电链接到该底板上。
28.如权利要求21的移动电话，其中电学上导电单元具有一弯曲或绕制形状，以减少电学上非导电基片的大小。
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