CN1373934A

CN1373934A - 双频带vco

Info

Publication number: CN1373934A
Application number: CN00812847A
Authority: CN
Inventors: M·尼尔松
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1999-09-13
Filing date: 2000-09-07
Publication date: 2002-10-09
Also published as: AU7465900A; SE9903257L; SE517137C2; SE9903257D0; JP2003509945A; US6389266B1; WO2001020796A1; EP1212841A1

Abstract

无线ASIC包括连接到零拍接收机(60、80、90、110、120、140、150)和无线发射机(70、100、110、120)的VCO(30),当所述无线ASIC处于接收方式(110、120、A)时,该零拍接收机用于下变换接收信号的频率,当所述无线ASIC处于发射方式(110、120、B)时,该无线发射机用于发射另一个信号。分频因数为2的分频器(50)安排在零拍接收机的VCO(30)和混频器(80、140)之间,以便用因数2分频来自VCO的信号。VCO运行在GSM－RX－频率上,意味着它覆盖PCS－TX(无线ASIC在发射方式)和GSM－RX(无线ASIC在接收方式)。

Description

双频带VCO

技术领域

本发明涉及一种包含接收机、发射机和VCO的无线电电路，最好安置在移动终端中。

发明背景

在无线ASIC中，需要稳定的频率用于使信息的频率上下移动。此稳定的频率通常利用PLL(锁相环)电路将不稳定的VCO锁定在很稳定的基准频率，例如13MHz来产生。在图1中，公开了一种PLL电路，其包括鉴相器150、滤波器和放大器160、VCO和分频因数为72的分频器。PLL争取在鉴相器的输入I、II保持相同的信号频率。例如，如果在鉴相器的输入I的信号具有13MHz的基准频率(电话机中的13MHz时钟)，则鉴相器150的另一个输入II争取具有相同的频率。这意味着VCO必须运行在72乘以13MHZ等于936MHz的频率，因为分频器用因数72分频来自VCO的信号。因此，VCO的输出信号III是很稳定的936MHz信号，它可被用于GSM频带。

随着移动终端的大小不断地缩小，越来越多的组件必须集成在同一ASIC(专用集成电路)上。在ASIC上集成的VCO将覆盖ASIC区域的主要部分，并且因为该区域的成本是整个ASIC成本的主要部分，所以最小化这部分非常重要。应该认识到到目前为止VCO的谐振器电路中的电感线圈总是在ASIC电路的外面实现，因为不可能在芯片上制造足够好的电感线圈。因此，本发明涉及一个新的发明领域，即如何将包含谐振器电感线圈的整个VCO实现在ASIC电路内部。但是，本发明的主要目的在于减少VCO的数目以便在ASIC上占据较少的空间。

发明概述

上述的目的是这样实现的，即一种无线电电路包括连接到无线接收机和无线发射机的VCO，当无线电电路处于接收方式时，该无线接收机用于下变换接收信号的频率，当无线电电路处于发射方式时，该无线发射机用于发射另一个信号。

不是利用两个不同的VCO：s，一个VCO用于接收机，另一个用于发射机，我们现在只利用一个VCO用于发射机和接收机，当然意味着我们节省了大量宝贵的ASIC区域和成本。在权利要求3到5的优选实施例中，分频因数为2的分频器安排在接收机的VCO和混频器之间，用于二分频来自VCO的信号。分频器自动地产生同相信号和正交信号，不需要移相器。

权利要求6公开了一种本发明的优选实施例，其中该接收机是零拍接收机。

权利要求8公开了另一个有利的实施例，其中VCO以两倍的GSM频率振荡。

权利要求10强调分频器的功率比VCO的功率小得多，这意味着只有一小部分的900MHz信号连接(即，电感、电容)回到接收机。

权利要求11公开了一个实施例，其中所用的VCO运行在1850-1920MHz。

无线电电路最好是权利要求12要求的无线ASIC。无线ASIC当然可以在符合权利要求13-16的任意电机上实现，但应该认识到优选的电机是权利要求13、15和16所要求的移动终端/电话。

本发明的其它特征在其它的从属权利要求中陈述。

附图的简短描述

现在将参照附图所说明的本发明的优选实施例更详细地描述本发明，这些优选实施例只为示例性，附图中：

图1说明PLL中的VCO功能；

图2是根据本发明的无线ASIC的方框图；和

图3是根据图2的分别公开了I和Q信号的方框图。

发明实施例详述

首先应该强调的是本发明涉及待决申请，名称″一种VCO开关″和″堆叠的VCO谐振器″，申请人：telefonaktiebolaget LM爱立信，发明人：Magnus Nilsson、Thomas Mattson(一种VCO开关)、MagnusNilsson(堆叠的VCO谐振器)。这些申请″一种VCO开关″和″堆叠的VCO谐振器″分别在此并入此申请中作为参考。

图2公开了一种连接到无线部分20的基带模块10，无线部分20连接到发射机130。本发明涉及无线部分，在这种情况下该无线部分可以是无线ASIC20。基带部分10连接到PLL40(锁相环)的输入，PLL40的功能如上面参照图1所述。PLL的输出连接到VCO30的输入，VCO30连接到发射装置70的输入和分频器50的输入。分频器的输出连接到在无线ASIC接收部分的混频器80。发射装置70的输出连接到在发射机130的功率放大器100(PA)的输入，发射机130的输出连接到天线开关110和天线120。当天线开关110处于位置A时，天线120连接到滤波器和放大器装置60的输入。当天线开关110处于位置B时，天线120连接到功率放大器100的输出。滤波器和放大器60装置的输出连接到混频器80，混频器80连接到最好为低通滤波器的滤波器90的输入。滤波器的输出连接到基带模块10。分频器50二分频来自VCO的信号频率。当然应该认识到也可以使用另一个分频因数。分频器50产生同相(I)信号和正交(Q)信号，这将结合图3描述。图2为了清楚只公开了两个信号(I、Q)的一个。因为无线ASIC的接收部分(解调器)是零拍接收机(60，80，90，50，30)，分频器50输出的信号频率应该与天线120的接收信号的载波频率相同，以便下变换接收的无线信号到基带。

天线开关在位置A的接收信号，例如GSM-RX处于925-960MHz的频率间隔(扩展的GSM)。为了在分频器50的输出具有相同频率间隔，VCO必须具有两倍频率的振荡频率，即1850-1920MHz。因此，VCO频率在分频器50除以因数2，以在分频器50的输出获得GSM信号频率。两个信号(GSM频谱和VCO信号(LOsignal))在混频器80混频，混频器80的输出包含两个信号的差与和，其中信号和在低通滤波器90中被滤除。因此，低通滤波器的输出是相当于GSM-RX和在分频器50输出的信号之间差值的基带信号。此基带信号被引入基带部分10用于解调。当然应该认识到上述还适用在PCS频带或DCS频带的信号，以及当信号是数据信号时。

因此，在本发明中VCO运行在两倍的GSM频率，即1850-1920MHz。这意味着VCO的谐振器(电感线圈，耦合电容器、和变容二极管)可以更小，因为高频率意味着谐振器的尺寸更小。

在现有技术(没有分频器50)中，VCO运行在GSM频率(900MHz)，因为VCO相对较高的功率，一小部分的VCO信号再次耦合(即，电容、电感)到接收机的输入(放大器和滤波器60的输入)，干扰接收的无线信号。此900MHz的干扰信号将下变换为基带并有害地影响基带信号的直流电平。因此，因为直流电平变高将难以检测基带信号。此问题利用根据本发明的两倍GSM频率(1800)MHz来克服，因为再次耦合的VCO信号将在基带低通滤波器90中滤除，因此不影响基带信号的DC电平。但是，在900MHz的非常小部分的VCO信号连接回到50(分频因数等于2)。因为分频器50的功率非常小，至少10倍小于VCO30的功率，再次耦合的信号也很小(正比于分频器的功率)并以可以忽略的方式影响基带信号的DC电平。因此，在本发明中，很容易从DC信号中提取/分离基带信号。

在双频带无线ASIC中，通常四个VCO：s用于能够覆盖两个频带的RX-和TX-频率。本发明引入三个VCO：s覆盖同样的四个频带。

这些VCO：s覆盖GSM-TX(880-915MHz)、GSM-RX 925-960MHz)、PCS-TX(1850-1910MHz)和PCS-RX(1930-1990MHz)。除上述频率以外的其它频率当然由VCO覆盖：s。如上所述，本发明在于替换两个VCO：s的，用一个VCO覆盖GSM-RX和PCS-TX两个频带。如果图2的VCO30运行在1850-1920MHz，则它覆盖PCS-TX频带和GSM-RX频带两个(VCO频率除以因数2)。这意味着我们只须使用三个VCO：就可以得到我们以前用四个VCO：s得到的结果。除去一个VCO当然将减少所用的ASIC区域。因为谐振器的组件变少，当增加频率时，最好在两倍频率上运行VCO。但是，在TX-VCO中，有固有噪声电平的要求，使得VCO难以运行在双倍频率上。相反，RX-VCO没有此要求，这意味着VCO可以在双倍频率上运行。如果图2的VCO30是在双倍频率上运行GSM的RX-VCO，则它将覆盖1850-1920MHz，这意味着它覆盖PCS-TX和GSM-RX两个。也应该强调对这些VCO的噪音要求相似。因此，用于低频带RX-VCO的该构思可再用于高频带TX-VCO。现在已经主要参照图2描述了本发明的原理。在图2中，只描述来自分频器50的一个信号(I或Q信号)，因为本发明以同样的方式应用这两个信号。但是，在图3可见分频器50产生同相信号和正交信号(Q)。分频器50自动地检验正负相位转变，产生相位差为90度的两个信号，即I信号和Q信号。I信号如图2所述在混频器80中混频。Q信号以与图2所述相同的方式在混频器140中混频。I和Q信号一起放入基带模块10用于解调。

应该强调本发明已经在我们实验室的测试电路中实现，测试结果非常成功。

本领域普通技术人员应该理解本发明可以其它具体的方式实施而没有背离本发明的精神和必要特征。因此认为目前公开的实施例在各个方面都是说明性的而非限制性的。本发明的范围由所附权利要求书而不是上述的说明书指出，在本发明等同物的意义和范围内的所有改变都意图包含在其中。

Claims

1.一种无线电电路，包括接收机(60，80，90，110，120，140，150)、发射机(70，100，110，120)和VCO(30)，其特征在于VCO(30)连接到所述接收机和所述发射机(70，100，110，120)，当所述无线电电路处于接收方式(110，120，A)时所述接收机用于转换接收信号的频率，当所述无线电电路处于发射方式(110，120，B)时，所述发射机用于发射另一个信号。

2.如权利要求1所述的无线电电路，其特征在于所述VCO控制所述接收机的任意一个频带和发射机的任意一个频带。

3.如权利要求2所述的无线电电路，其特征在于分频器(50)安排在所述VCO(30)和在所述接收机的混频器(80)之间，所述分频器具有一任意的分频因数用于以任意的因数分频所述VCO的信号频率。

4.如权利要求3所述的无线电电路，其特征在于所述分频因数是2。

5.如权利要求3或4所述的无线电电路，其特征在于所述分频器(50)通过分频来自VCO(30)的信号产生同相信号和正交信号。

6.如权利要求3到5任何一个所述的无线电电路，其特征在于所述接收机是一零拍接收机。

7.如权利要求6所述的无线电电路，其特征在于所述分频器输出的信号频率(I、Q)符合接收机中的载波频带，所述信号频率和所述频带在所述混频器(80，140)下变换到基带。

8.如前面任何一个权利要求所述的无线电电路，其特征在于所述VCO在两倍的GSM频率上振荡，用于控制在两倍GSM频率上的发射频带和在GSM频率的接收频带。

9.如权利要求8所述的无线电电路，其特征在于所述GSM是925-960MHz。

10.如权利要求3到9任何一个权利要求所述的无线电电路，其特征在于所述分频器的功率至少十倍小于所述VCO的功率，意味着从所述分频器有更小的信号反馈到所述接收机(60)的所述输入。

11.如前面任何一个权利要求所述的无线电电路，其特征在于所述VCO在1850-1920MHz上振荡。

12.如前面任何一个权利要求所述的无线电电路，其特征在于它是无线ASIC。

13.如前面任何一个权利要求所述的无线电电路，其特征在于它安排在移动终端中。

14.一种电装置，最好为一台计算机，其特征在于它包括根据权利要求1-13任何一个的无线电电路。

15.一种移动终端，其特征在于它包括根据权利要求1-13任何一个的无线电电路。

16.如权利要求15所述的移动终端，其特征在于它是移动电话机。