DE19719658C2

DE19719658C2 - RF superimposed transceiver

Info

Publication number: DE19719658C2
Application number: DE19719658A
Authority: DE
Inventors: Yu-Hong Hsueh
Original assignee: Acer Peripherals Inc
Current assignee: BenQ Corp
Priority date: 1997-02-21
Filing date: 1997-05-09
Publication date: 2001-02-01
Anticipated expiration: 2017-05-10
Also published as: GB9709797D0; DE19719658A1; GB2325362B; GB2325362A

Description

Die Erfindung betrifft ein HF-Überlagerungs-Sendeempfangsgerät gemäß Gattungsbegriff des Patentanpsruchs 1.The invention relates to an RF superimposed transceiver according to the generic term of patent claim 1.

Viele drahtlose digitale Telefone verwenden Überlagerungs-Sen deempfangsgeräte zum Aussenden und Empfangen von HF-Signalen. Die meisten solchen Überlagerungs-Sendeempfangsgeräte erfor dern zwei Überlagerungsoszillatoren zur Erzeugung zweier ver schiedener Überlagerungsoszillatorsignale für die Modulation und Demodulation der Signale, was die betreffenden Geräte kom pliziert und teuer macht.Many wireless digital phones use overlay sen dereceiving devices for transmitting and receiving HF signals. Most such overlay transceivers are required two local oscillators to generate two ver various local oscillator signals for the modulation and demodulation of the signals what the devices in question complicated and expensive.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein einfacheres und billigeres HF-Überlagerungs-Sendeempfangsgerät zu schaffen.Proceeding from this, the invention is based on the object simpler and cheaper RF superimposed transceiver to accomplish.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den Merkmalen des An spruchs 1 gelöst, indem das betreffende Gerät mit einem einzi gen Überlagerungsoszillator auskommt. Dazu erzeugt der Basis bandschaltkreis, sobald das Gerät ein HF-Signal empfängt, ein festes Basisbandsignal, das in dem Modulator mit Hilfe des zweiten Überlagerungsoszillatorsignals zu einem Festfrequenz signal moduliert wird, und die Frequenz dieses Festfrequenzsi gnals wird mittels des Frequenzvervielfachers vervielfacht, um so das erste Überlagerungsoszillatorsignal zu erzeugen.This task is according to the invention with the features of the claim 1 solved by the device in question with a single gene local oscillator. To do this, the base creates band circuit as soon as the device receives an RF signal fixed baseband signal, which in the modulator using the second local oscillator signal to a fixed frequency signal is modulated, and the frequency of this fixed frequency si gnals is multiplied by means of the frequency multiplier so to generate the first local oscillator signal.

Die Unteransprüche geben darüber hinausgehend vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten an.The subclaims also give advantageous Design options.

Ein HF-Überlagerungs-Sendeempfangsgerät mit nur einem Überla gerungsoszillator, der eine Überlagerungsoszillatorfrequenz sowohl für den Sendeteil als auch den Empfangsteil des Geräts bereitstellt, ist zwar bereits aus DE 24 07 956 B2 bekannt, doch erfordert hier die gemeinsame Verwendung eines einzigen Oszillators eine verhältnismäßig komplizierte Löschschaltung, um ein unerwünschtes Auftreten des Sendermodulationssignals im Empfängerausgangssignal zu unterdrücken. In DE 36 31 068 A1 tritt zwar nur ein einziger, dem Sendeteil und dem Empfangs teil gemeinsamer Oszillator in Erscheinung, doch erfolgt hier die Demodulation in Verbindung mit einer zweiten Zwischenfre quenzstufe, wofür ein zweites Überlagerungsoszillatorsignal anzunehmen ist, über dessen Herkunft nichts ausgesagt ist.An RF overlay transceiver with only one overlay gating oscillator, which is a local oscillator frequency for both the transmitting part and the receiving part of the device is already known from DE 24 07 956 B2, however, sharing one here is required Oscillator a relatively complicated erase circuit, to prevent an unwanted occurrence of the transmitter modulation signal in the Suppress receiver output signal. In DE 36 31 068 A1 occurs only one, the transmitting part and the reception partly common oscillator in appearance, but takes place here the demodulation in connection with a second intermediate frequency quenzstufe, for which a second local oscillator signal it can be assumed that nothing is known about its origin.

Nachfolgend wird die Erfindung samt einigen Ausgestaltungs möglichkeiten anhand der Figuren genauer beschrieben. Dabei zeigtThe invention and some of its embodiments are described below Possibilities described in more detail using the figures. there shows

Fig. 1 ein Systemschaltbild eines ersten herkömmlichen HF-Über lagerungs-Sendeempfangsgeräts mit zwei Überlagerungsoszillato ren, Fig. 1 is a system diagram of a first conventional RF ren overlay transceiver apparatus with two Überlagerungsoszillato,

Fig. 2 ein Systemschaltbild eines anderen herkömmlichen HF- Überlagerungs-Sendeempfangsgeräts mit zwei Überlagerungsoszilla toren und Fig. 2 is a system diagram of another conventional RF heterodyne transceiver with two superposition oscilla tors and

Fig. 3 ein Systemschaltbild eines HF-Überlagerungs-Sendeemp fangsgeräts gemäß vorliegender Erfindung. Fig. 3 is a system diagram of an RF-superimposed transmitting device according to the present invention.

Das in Fig. 1 gezeigte herkömmliche HF-Überlagerungs- Sendeempfangsgerät 10 enthält eine Antenne 101 zum Aussenden und Empfangen von HF-Signalen, eine Sendeempfangsweiche 102 zum Aus filtern von in dem empfangenen HF-Signal enthaltenen Rausch- und Störsignalen und zur Impedanzanpassung zwischen der Antenne 101 und den nachfolgenden Schaltkreisen, einen rauscharmen Verstär ker 111 zum Verstärken des gefilterten HF-Signals, ein Eingangs filter 112 zum Ausfiltern von in dem verstärkten HF-Signal ent haltenem Rauschen, einen Mischer 113 zum Mischen des gefilterten HF-Signals aus dem Eingangsfilter 112 mit einem ersten Überlage rungsoszillatorsignal aus einem ersten Überlagerungsoszillator 140 zum Erhalt eines Zwischenfreuquenzsignals, ein Zwischenfre quenzfilter 114 zum Ausfiltern von in dem Zwischenfrequenzsignal enthaltenen Störsignalen und einen Demodulator 120 zum Demodu lieren des gefilterten Zwischenfrequenzsignals aus dem Zwischen frequenzfilter 114 unter Verwendung eines zweiten Überlagerungs oszillatorsignals aus einem zweiten Überlagerungsoszillator 150 für den Erhalt von Grundbandsignalen, die für eine interne Wei terverarbeitung über einen Ausgang 124 ausgegeben werden. The conventional RF superimposed transceiver 10 shown in Fig. 1 includes an antenna 101 for transmitting and receiving RF signals, a transceiver 102 for filtering out noise and interference signals contained in the received RF signal and for impedance matching between the antenna 101 and the subsequent circuits, a low-noise amplifier 111 for amplifying the filtered RF signal, an input filter 112 for filtering out noise contained in the amplified RF signal, a mixer 113 for mixing the filtered RF signal from the input filter 112 with a first superposition oscillation signal from a first local oscillator 140 for obtaining an intermediate frequency signal, an intermediate frequency filter 114 for filtering out interference signals contained in the intermediate frequency signal and a demodulator 120 for demodulating the filtered intermediate frequency signal from the intermediate frequency filter 114 using a second local oscillator signal from a second local oscillator 150 for receiving baseband signals which are output for internal further processing via an output 124 .

Des weiteren enthält das Gerät 10 einen Modulator 160 zum Modulieren von über Eingänge 191 und 192 eingegebenen Grundband signalen für den Erhalt eines Zwischenfrequenzsignals unter Ver wendung des zweiten Überlagerungsoszillatorsignals aus dem zwei ten Überlagerungsoszillator 150, ein Zwischenfrequenzfilter 170 zum Ausfiltern von in dem Zwischenfrequenzsignal enthaltenen Störsignalen, einen Mischer 171 zum Modulieren des gefilterten Zwischenfrequenzsignals aus dem Zwischenfrequenzfilter 170 auf ein HF-Signal unter Verwendung des ersten Überlagerungsoszil latorsignals aus dem ersten Überlagerungsoszillator 140, ein HF-Filter 172 zum Ausfiltern in dem Hochfrequenzsignal aus dem Mischer 171 enthaltener Störsignale und einen Leistungsverstär ker 173 zum Verstärken des gefilterten HF-Signals. Das ver stärkte HF-Signal gelangt in die Sende-Empfangs-Weiche 102 zum Ausfiltern höherer harmonischer Frequenzen aus einer nichtli nearen Verzerrung in dem Leistungsverstärker 173 und zur Ab strahlung über die Antenne 101.Furthermore, the device 10 contains a modulator 160 for modulating baseband signals input via inputs 191 and 192 for obtaining an intermediate frequency signal using the second local oscillator signal from the second local oscillator 150 , an intermediate frequency filter 170 for filtering out interference signals contained in the intermediate frequency signal, a mixer 171 for modulating the filtered intermediate frequency signal from the intermediate frequency filter 170 to an RF signal using the first local oscillator signal from the first local oscillator 140 , an RF filter 172 for filtering out interference signals contained in the high frequency signal from the mixer 171 and a power amplifier 173 to amplify the filtered RF signal. The amplified RF signal reaches the transceiver switch 102 for filtering out higher harmonic frequencies from a non-linear distortion in the power amplifier 173 and for radiation from the antenna 101 .

Der Demodulator 120 ist ein herkömmlicher Quadratur-Demodu lator, und der Modulator 160 ist ein herkömmlicher I/Q-Modula tor. Der Modulator 160 enthält einen 90°-Phasenschieber 163 zum Verschieben der Phase des zweiten Überlagerungsoszillatorsignals aus dem zweiten Überlagerungsoszillator 150, einen I-Mischer 161 zum Mischen des über den Eingang 191 eingegebenen I-Grundbandsi gnals mit dem Ausgangssignal des Phasenschiebers 163, einen Q- Mischer 162 zum Mischen des über den Eingang 192 eingegebenen Q- Grundbandsignals mit dem zweiten Überlagerungsoszillatorsignal und einen Addierer 164 zum Addieren der Ausgangssignale aus den Mischern 161 und 162 für den Erhalt des Zwischenfrequenzsignals.The demodulator 120 is a conventional quadrature demodulator, and the modulator 160 is a conventional I / Q modulator. The modulator 160 contains a 90 ° phase shifter 163 for shifting the phase of the second local oscillator signal from the second local oscillator 150 , an I mixer 161 for mixing the I baseband signal input via the input 191 with the output signal of the phase shifter 163 , a Q- Mixer 162 for mixing the Q baseband signal input via input 192 with the second local oscillator signal and an adder 164 for adding the output signals from mixers 161 and 162 for obtaining the intermediate frequency signal.

Der zur Erzeugung des ersten Übertragungsoszillatorsignals dienende erste Überlagerungsoszillator 140 enthält einen span nungsgesteuerten Oszillator 141 und einen Phasenregelkreis 142. Der Phasenregelkreis 142 dient zur Frequenzstabilisierung und zur Umschaltung zwischen Eingangs- und Ausgangsfrequenz entspre chend Steuersignalen von einem Eingang 144 beim Aussenden bzw. Empfangen von HF-Signalen. Der zweite Überlagerungsoszillator 150 enthält einen spannungsgesteuerten Oszillator 151 und einen Phasenregelkreis 152. Der Phasenregelkreis 152 dient zur Stabi liserung der Frequenz des zweiten Überlagerungsoszillators 150 und zur Umschaltung zwischen Eingangs- und Ausgangsfrequenz ent sprechend Steuersignalen von einem Eingang 154.The first local oscillator 140 used to generate the first transmission oscillator signal contains a voltage-controlled oscillator 141 and a phase locked loop 142 . The phase-locked loop 142 is used for frequency stabilization and for switching between input and output frequency accordingly control signals from an input 144 when transmitting or receiving RF signals. The second local oscillator 150 includes a voltage controlled oscillator 151 and a phase locked loop 152 . The phase locked loop 152 is used to stabilize the frequency of the second local oscillator 150 and to switch between input and output frequency accordingly control signals from an input 154 .

Ein Kristalloszillator 155 bildet eine stabile Signalquelle zur Lieferung eines Bezugssignals an die Phasenregelkreise 142 und 152. Der Eingang 144 des Phasenregelkreises 42 und der Ein gang 154 des Phasenregelkreises 152 sind mit einer (nicht ge zeigten) Steuereinheit verbunden, welche die Signalsaussendung und den Signalempfang des Geräts 10 steuert.A crystal oscillator 155 forms a stable signal source for supplying a reference signal to the phase locked loops 142 and 152 . The input 144 of the phase locked loop 42 and the input 154 of the phase locked loop 152 are connected to a control unit (not shown) which controls the signal transmission and signal reception of the device 10 .

Des weiteren enthält das Gerät 10 einen Leistungsverstär ker-Steuerschaltkreis 180 mit einem von der Steuereinheit beauf schlagten Eingang 193 zur Inbetriebsetzung des Leistungsverstär kers 173, wenn das Gerät senden soll.Furthermore, the device 10 contains a power amplifier control circuit 180 with an input 193 acted upon by the control unit for starting up the power amplifier 173 when the device is to transmit.

Das in Fig. 2 gezeigte weitere vorbekannte HF-Sendeemp fangsgerät 20 enthält eine Antenne 201 zum Aussenden und Empfan gen von HF-Signalen, einen Eingangsschaltkreis 202 zum Ausfil tern von Rauschen und verschiedenartigen Störsignalen aus dem empfangenen HF-Signal und zur Impedanzanpassung zwischen der An tenne 201 und den nachfolgenden Schaltkreisen. Das über die An tenne 201 empfangene HF-Signal gelangt über einen Schalter 203 und den Eingangsschaltkreis 202 zu einem rauscharmen Verstärker 211 für die Signalverstärkung und dann zu einem Eingangsfilter 212 zum Ausfiltern von in dem empfangenen HF-Signal enthaltenen Störsignalen. Ein Mischer 213 dient zum Mischen des HF-Signals aus dem Eingangsfilter 212 mit einem ersten Überlagerungsoszil latorsignal aus einem ersten Überlagerungsoszillator 240 zur Um wandlung des HF-Signals in ein Zwischenfrequenzsignal. Das Zwi schenfrequenzsignal gelangt über ein Zwischenfrequenzfilter 214 zum Ausfiltern von durch den Mischer 213 bei der Signalmi schung hervorgerufenen Störsignalen zu einem Demodulator 220, der das gefilterte Zwischenfrequenzsignal unter Verwendung eines zweiten Überlagerungsoszillatorsignals aus einem zweiten Überla gerungsoszillator 250 zum Erhalt von Grundbandsignalen demodu liert, die für die weitere interne Verarbeitung an einem Ausgang 224 erscheinen.The shown another prior art in Fig. 2 HF Sendeemp gear 20 includes an antenna 201 for transmitting and are received, gen of RF signals, an input circuit 202 for Ausfil tern of noise and various interference signals from the received RF signal and for impedance matching between the on tenne 201 and the following circuits. The RF signal received via the antenna 201 passes through a switch 203 and the input circuit 202 to a low-noise amplifier 211 for signal amplification and then to an input filter 212 for filtering out interference signals contained in the received RF signal. A mixer 213 is used to mix the RF signal from the input filter 212 with a first local oscillator signal from a first local oscillator 240 to convert the RF signal into an intermediate frequency signal. The intermediate frequency signal passes through an intermediate frequency filter 214 for filtering out interference signals caused by the mixer 213 in the signal mixture to a demodulator 220 which demodulates the filtered intermediate frequency signal using a second local oscillator signal from a second local oscillator 250 to obtain baseband signals for the further internal processing appears at an output 224 .

Des weiteren enthält das Gerät 20 einen Modulator 260 zum Modulieren auszusendender Grundbandsignale für den Erhalt eines Zwischenfrequenzsignals unter Verwendung des zweiten Überlage rungsoszillatorsignals, einen Frequenzmultiziplierer 270 zum Um wandeln des Zwischenfrequenzsignals in ein HF-Signal unter Ver wendung des ersten Überlagerungsoszillatorsignals und einen Lei stungsverstärker 283 zum Verstärken des HF-Signals. Das in dem Frequenzmultiplizierer 270 erzeugte HF-Signal erfordert keine Filterung, da der Frequenzmultiplizierer 270 einen aktiven Re gelkreis darstellt, der in der Lage ist, die Frequenzumwandlung stabil und exakt durchzuführen. Das aus dem Verstärker 283 er haltene verstärkte HF-Signal gelangt über den Schalter 203 zur Antenne 201 für die Aussendung.Furthermore, the device 20 includes a modulator 260 for modulating baseband signals to be transmitted for obtaining an intermediate frequency signal using the second local oscillator signal, a frequency multiplier 270 for converting the intermediate frequency signal into an RF signal using the first local oscillator signal and a power amplifier 283 for Amplify the RF signal. The generated in the frequency multiplier 270 RF signal does not require filtering, since the frequency multiplier 270 is an active Re gelkreis which is able to perform the frequency conversion stably and accurately. The amplified RF signal received from the amplifier 283 passes through the switch 203 to the antenna 201 for transmission.

Der Demodulator 220 ist ein herkömmlicher Quadratur-Demo dulator. Der Modulator 260 ist der gleiche wie der Modulator 160 aus Fig. 1. Ebenso sind die beiden Überlagerungsoszillatoren 240 und 250 gleichartig mit den Überlagerungsoszillatoren 140 und 150 aus Fig. 1. Ein Kristalloszillator 255 bildet eine stabile Signalquelle für die Lieferung von Bezugssignalen an die Phasen regelkreise 242 und 252 der Überlagerungsoszillatoren, und die beiden Eingänge 244 und 254 der Phasenregelkreise 242 und 252 stehen mit einer (nicht gezeigten) Steuereinheit für die Steue rung der Aussendung und des Empfangs seitens des Geräts 20 in Verbindung.The demodulator 220 is a conventional quadrature demodulator. The modulator 260 is the same as the modulator 160 of FIG. 1. Likewise, the two local oscillators 240 and 250 are similar to the local oscillators 140 and 150 of FIG. 1. A crystal oscillator 255 forms a stable signal source for the supply of reference signals to the phases Control circuits 242 and 252 of the local oscillators, and the two inputs 244 and 254 of the phase control circuits 242 and 252 are connected to a control unit (not shown) for the control of the transmission and reception on the part of the device 20 .

Des weiteren enthält das Gerät 20 einen Leistungsverstär ker-Steuerschaltkreis 280 mit einem Eingang 293, der gleichfalls mit der Steuereinheit verbunden ist, um den Leistungsverstärker 283 für die Aussendung von Signalen in Betrieb zu setzen. Ebenso weist der Schalter 203 einen mit der Steuereinheit verbundenen Eingang, 235, auf, um Empfang und Aussendung von HF-Signalen über die Antenne 201 zu steuern. Furthermore, the device 20 includes a power amplifier control circuit 280 with an input 293 , which is also connected to the control unit in order to put the power amplifier 283 into operation for the transmission of signals. Switch 203 likewise has an input 235 connected to the control unit in order to control reception and transmission of RF signals via antenna 201 .

Der Unterschied zwischen den beiden vorausgehend beschriebenen herkömmlichen Sendeempfangsgeräten 10 und 20 besteht darin, daß der Frequenzmultiplizierer 270 des letzteren ein aktiver rückge koppelter Frequenzmultiplizierer ist, der als solcher große Ähn lichkeit mit einem Frequenzsynthetisierer besitzt und zur Ände rung der Frequenzen dienen kann. Er enthält einen Mischer 272 zum Mischen des ersten Überlagerungsoszillatorsignals aus dem ersten Überlagerungsoszillator 240 mit dem von dem Frequenzmul tiplizierer 270 erhaltenen HF-Signal, einen Phasenvergleicher 274 zur Ermittlung des Phasenunterschieds zwischen dem Ausgangs signal des Mischers 272 und dem von dem Modulator 260 erhaltenen Zwischenfrequenzsignal, einen Schleifenfilter 276 zum Ausfiltern unerwünschter in dem Ausgangssignal des Phasenvergleichers 274 enthaltener Signale sowie einen spannungsgesteuerten Oszillator 278 zum Erzeugen des HF-Signals entsprechend der von dem Schlei fenfilter 276 erhaltenen Spannung. Der Frequenzmultiplizierer 270 besteht aus einem als Mischer wirksamen Regelkreis und einem Filter. Gegenüber dem Gerät 10 vermag der in dem Gerät 20 ent haltene Frequenzmultiplizierer 270 die Hochfrequenz-Sendeemp fangsweiche 102 wie auch das HF-Filter 172 zu ersetzen, beides recht teure Bauelemente. Indessen erfordern beide herkömmlichen Geräte, 10 und 20, für die Signalumwandlung mindestens zwei Überlagerungsoszillatoren, womit sie kompliziert und teuer sind.The difference between the two conventional transceivers 10 and 20 described above is that the frequency multiplier 270 of the latter is an active feedback frequency multiplier, which as such is very similar to a frequency synthesizer and can be used to change the frequencies. It contains a mixer 272 for mixing the first local oscillator signal from the first local oscillator 240 with the RF signal obtained from the frequency multiplier 270 , a phase comparator 274 for determining the phase difference between the output signal of the mixer 272 and the intermediate frequency signal received from the modulator 260 , a loop filter 276 for filtering out unwanted signals contained in the output signal of the phase comparator 274 , and a voltage controlled oscillator 278 for generating the RF signal corresponding to the voltage obtained from the loop filter 276 . The frequency multiplier 270 consists of a control loop acting as a mixer and a filter. Compared to the device 10, the frequency multiplier 270 contained in the device 20 is capable of replacing the high-frequency transmission filter 102 as well as the HF filter 172 , both of which are very expensive components. However, both conventional devices, 10 and 20, require at least two local oscillators for signal conversion, making them complicated and expensive.

Nachfolgend wird nun anhand von Fig. 3 ein HF-Überlagerungs-Sendeempfangsgerät 30 nach vorliegender Erfindung be schrieben. Das Gerät 30 enthält eine Antenne 301 zum Aussenden und Empfangen von HF-Signalen, einen Eingangsschaltkreis 302 zum Ausfiltern von Bildfrequenzen und Rauschen aus dem empfangenen HF-Signal und zur Impedanzanpassung zwischen der Antenne 301 und den nachfolgenden Schaltkreisen, einen Schalter 303 zur Steue rung von Aussendung und Empfang entsprechend Steuersignalen von einem Eingang 335, einen rauscharmen Verstärker 311 zum Verstär ken des gefilterten HF-Signals aus dem Eingangsschaltkreis 302, ein Eingangsfilter 312 zum Ausfiltern von Bildfrequenzen und Rauschen aus dem verstärkten HF-Signal von dem Verstärker 311, einen Mischer 313 zum Mischen des gefilterten HF-Signals aus dem Eingangsfilter 312 mit einem ersten Überlagerungsoszillatorsi gnal aus einem Frequenzmultiplizierer 370 für die Umwandlung des HF-Signals in ein Zwischenfrequenzsignal, ein Zwischenfre quenzfilter 314 zum Ausfiltern von in dem Zwischenfrequenzsignal enthaltenen Störsignalen aus dem Mischer 313 infolge des Misch prozesses und einen Demodulator 320 zu Demodulieren des gefil terten Zwischenfrequenzsignals aus dem Zwischenfrequenzfilter 314 unter Verwendung eines zweiten Überlagerungsoszillatorsi gnals aus einem Überlagerungsoszillator 340 für den Erhalt von Grundbandsignalen, die zwecks weiterer interner Verarbeitung über einen Ausgang 324 zu einem Grundbandschaltkreis 350 ge langen.An RF superimposed transceiver 30 according to the present invention will now be described with reference to FIG. 3. The device 30 contains an antenna 301 for transmitting and receiving RF signals, an input circuit 302 for filtering out image frequencies and noise from the received RF signal and for impedance matching between the antenna 301 and the subsequent circuits, a switch 303 for control of Transmission and reception in accordance with control signals from an input 335 , a low-noise amplifier 311 for amplifying the filtered RF signal from the input circuit 302 , an input filter 312 for filtering out image frequencies and noise from the amplified RF signal from the amplifier 311 , a mixer 313 for mixing the filtered RF signal from the input filter 312 with a first local oscillator signal from a frequency multiplier 370 for converting the RF signal into an intermediate frequency signal, an intermediate frequency filter 314 for filtering out interference signals contained in the intermediate frequency signal from the mixer 313 infol of the mixing process and a demodulator 320 for demodulating the filtered intermediate frequency signal from the intermediate frequency filter 314 using a second local oscillator signal from a local oscillator 340 for the reception of baseband signals, which for further internal processing via an output 324 to a baseband circuit 350 .

Des weiteren enthält das Gerät 30 einen Modulator 360 zum Modulieren von auszusendenden Grundbandsignalen TXI und TXQ aus dem Grundbandschaltkreis 350 für den Erhalt eines Zwischenfre quenzsignals unter Verwendung des zweiten Überlagerungsoszilla torsignals aus dem Überlagerungsoszillator 340, einen Frequenz multiplizierer 370 zum Umwandeln des Zwischenfrequenzsignals aus dem Modulator 360 in ein HF-Signal und einen Leistungsverstärker 380 zum Verstärken des HF-Signals. Das verstärkte HF-Signals aus dem Verstärker 380 gelangt über den Schalter 303 zwecks Aussen dung zu der Antenne 301. Sodann enthält das Gerät 30 einen (nicht gezeigten) Steuerschaltkreis in Gestalt eines Mikropro zessors zur Steuerung von Aussendung und Empfang seitens des Ge räts.Furthermore, the device 30 contains a modulator 360 for modulating baseband signals TXI and TXQ to be transmitted from the baseband circuit 350 for obtaining an intermediate frequency signal using the second local oscillator signal from the local oscillator 340 , a frequency multiplier 370 for converting the intermediate frequency signal from the modulator 360 into an RF signal and a power amplifier 380 for amplifying the RF signal. The amplified RF signal from the amplifier 380 reaches the antenna 301 via the switch 303 for the purpose of transmission. Then, the device 30 includes a control circuit (not shown) in the form of a microprocessor for controlling transmission and reception on the part of the device.

Der zur Erzeugung des zweiten Überlagerungsoszillatorsi gnals dienende Überlagerungsoszillator 340 enthält einen Fre quenzsynthetisierer 342 und einen Kristalloszillator 355. Die von dem Kristalloszillator 355 erzeugten Festfrequenzsignale dienen als stabile Bezugssignale für den Frequenzsynthetisierer 342. Der Frequenzsynthetisierer 342 enthält einen spannungsge steuerten Oszillator 341 und einen Phasenregelkreis 344. Der Phasenregelkreis 344 dient zur Frequenzstabilisierung und zur Frequenzumschaltung unter Steuerung durch über einen Eingang 346 eingegebene Steuersignale, um bei der Aussendung wie auch dem Empfang die erforderlichen zweiten Überlagerungsoszillatorsi gnale zu erzeugen.The local oscillator 340 used to generate the second local oscillator signal contains a frequency synthesizer 342 and a crystal oscillator 355 . The fixed frequency signals generated by the crystal oscillator 355 serve as stable reference signals for the frequency synthesizer 342 . The frequency synthesizer 342 includes a voltage controlled oscillator 341 and a phase locked loop 344 . The phase locked loop 344 is used for frequency stabilization and for frequency switching under the control of control signals input via an input 346 in order to generate the required second local oscillator signals when transmitting and receiving.

Der Modulator 360 ist ein herkömmlicher I/Q-Modulator. Er enthält einen 90°-Phasenschieber 363 zum Verschieben der Phase des zweiten Überlagerungsoszillatorsignals aus dem Überlage rungsoszillator 340, einen I-Mischer 361 zum Mischen des auszu sendenden TXI-Grundbandsignals mit dem Ausgangssignal des Pha senschiebers 363, einen Q-Mischer 362 zum Mischen des auszusen denden TXQ-Grundbandsignals mit dem zweiten Überlagerungsoszil latorsignal aus dem Überlagerungsoszillator 340 und einen Addie rer 364 zum Addieren der Ausgangssignale des I-Mischers 361 und des Q-Mischers 362 für den Erhalt des Zwischenfrequenzsignals. Die durch den Modulator 360 erfolgende Modulation der Grundband signale läßt sich durch die folgende Modulationsgleichung aus drücken
The modulator 360 is a conventional I / Q modulator. It contains a 90 ° phase shifter 363 for shifting the phase of the second local oscillator signal from the local oscillator 340 , an I mixer 361 for mixing the TXI baseband signal to be transmitted with the output signal of the phase shifter 363 , a Q mixer 362 for mixing the TXQ baseband signal to be sent out with the second local oscillator signal from local oscillator 340 and an adder 364 for adding the output signals of I mixer 361 and Q mixer 362 to obtain the intermediate frequency signal. The modulation of the baseband signals by the modulator 360 can be expressed by the following modulation equation

cos(wt + p(t)) = cos(wt) . cos(p(t)) - sin(wt) . sin(p(t)),
cos (wt + p (t)) = cos (wt). cos (p (t)) - sin (wt). sin (p (t)),

wobei TXI = cos(p(t)), TXQ = sin(p(t)) und w die Phasengeschwin digkeit des zweiten Überlagerungsoszillatorsignals aus dem Über lagerungsoszillator 340 ist.where TXI = cos (p (t)), TXQ = sin (p (t)) and w is the phase speed of the second local oscillator signal from the local oscillator 340 .

Der Frequenzmultiplizierer 370 enthält einen Bruchfrequenz teiler 371 zum Dividieren der Frequenz des aus dem Frequenzmul tiplizierer 370 stammenden ersten Überlagerungsoszillatorsi gnals, einen Phasenvergleicher 373 zur Ermittlung der Phasendif ferenz zwischen dem Ausgangssignal des Bruchfrequenzteilers 371 und dem aus dem Modulator 360 erhaltenen Zwischenfrequenzsignal, ein Schleifenfilter 374 zum Ausfiltern unerwünschter Signale aus dem Phasenvergleicher 373 und einen spannungsgesteuerten Os zillator 375 zum Erzeugen des HF-Signals entsprechend dem Span nungsausgangssignal des Schleifenfilters 374.The frequency multiplier 370 contains a fractional frequency divider 371 for dividing the frequency of the first local oscillator signal originating from the frequency multiplier 370 , a phase comparator 373 for determining the phase difference between the output signal of the fractional frequency divider 371 and the intermediate frequency signal obtained from the modulator 360 , and a loop filter 374 Filtering out unwanted signals from the phase comparator 373 and a voltage-controlled oscillator 375 for generating the RF signal corresponding to the voltage output signal of the loop filter 374 .

Der Bruchfrequenzteiler 371 enthält ein Ganzzahlenregister und ein Bruchzahlenregister (nicht gezeigt) zur Speicherung ei ner ganzen Zahl N und eines Bruches F. Die Frequenz des von dem Modulator 360 erhaltenen Zwischenfrequenzsignals wird beim Pas sieren des Frequenzmultiplizierers 370 mit dem Faktor N . F multi pliziert.The fractional frequency divider 371 contains an integer register and a fractional number register (not shown) for storing an integer N and a fraction F. The frequency of the intermediate frequency signal obtained from the modulator 360 becomes N by the frequency multiplier 370 . F multi plicated.

Der Phasenregelkreis 344 des Überlagerungsoszillators 340 wird beim Senden und Empfangen von über den Eingang 346 eingege benen Steuersignalen gesteuert. Beim Empfangen von Signalen setzt die Steuereinheit das TXI-Grundbandsignal auf einen kon stanten Wert ungleich Null und das TXQ-Grundbandsignal auf Null. Entsprechend der oben angegebenen Modulationsgleichung wird da mit die Frequenz des von dem Modulator 360 erzeugten Zwischen frequenzsignals festgelegt. Der Frequenzmultiplizierer 370 wan delt das festfrequente Zwischenfrequenzsignal um zum Erhalt des ersten Überlagerungsoszillatorsignals, welches in dem Mischer 313 dazu dient, das empfangene HF-Signal in das Zwischenfre quenzsignal umzuwandeln.The phase locked loop 344 of the local oscillator 340 is controlled when transmitting and receiving control signals input via the input 346 . When receiving signals, the control unit sets the TXI baseband signal to a constant non-zero value and the TXQ baseband signal to zero. According to the above-mentioned modulation equation, the frequency of the intermediate frequency signal generated by the modulator 360 is determined. The frequency multiplier 370 converts the fixed-frequency intermediate frequency signal to obtain the first local oscillator signal, which is used in the mixer 313 to convert the received RF signal into the intermediate frequency signal.

Das Sendeempfangsgerät 30 enthält des weiteren einen Lei stungsverstärker-Steuerschaltkreis 382 für die Inbetriebsetzung des Leistungsverstärkers 380 entsprechend über den Eingang 384 empfangenen Steuersignalen aus der Steuereinheit, wenn das Gerät 30 Signale auszusenden hat, und Stillsetzen des Leistungsver stärkers 380, wenn das Gerät 30 Signale empfängt. Ebenso wird der Schalter 303 über den Eingang 335 von der Steuereinheit gesteuert. Beim Empfangen von Signalen verbindet der Schalter 303 die Antenne 301 mit dem rauscharmen Verstärker 311 und beim Aussenden von Signalen mit dem Leistungsverstärker 380.The transceiver 30 further includes a power amplifier control circuit 382 for the start-up of the power amplifier 380 in accordance with control signals received via the input 384 from the control unit when the device 30 has to transmit signals, and stopping the power amplifier 380 when the device 30 receives signals . Switch 303 is also controlled by the control unit via input 335 . When signals are received, switch 303 connects antenna 301 to low-noise amplifier 311 and when signals are sent to power amplifier 380 .

Im Gegensatz zu den in den Fig. 1 und 2 dargestellten herkömmlichen Sendeempfangsgeräten 10 und 20 benötigt das Gerät 30 nur einen einzigen Überlagerungsoszillator, 340, da die Fre quenzumschaltung zwischen Senden und Empfang und die Kanalwahl des Geräts vermittels des Überlagerungsoszillators 340, des Mo dulators 360 und des Frequenzmultiplizierers 370 unter Steuerung seitens der Steuereinheit erfolgen. Dementsprechend ist der Auf bau des Geräts 30 einfacher und billiger als derjenige der her kömmlichen Geräte.In contrast to the conventional transceiver devices 10 and 20 shown in FIGS. 1 and 2, the device 30 only requires a single local oscillator 340, since the frequency switching between transmission and reception and the channel selection of the device by means of the local oscillator 340 , the modulator 360 and the frequency multiplier 370 are under the control of the control unit. Accordingly, the construction of the device 30 is simpler and cheaper than that of the conventional devices.

Claims

1. RF superimposed transceiver ( 30 ) with

- an antenna ( 301 ) for transmitting and receiving HF signals,
- a low-noise amplifier ( 311 ) for amplifying an RF signal received by the antenna,
a mixer ( 313 ) for mixing the amplified RF signal from the low-noise amplifier ( 311 ) with a first local oscillator signal for generating a first intermediate frequency signal,
- an intermediate frequency filter ( 314 ) for filtering the first intermediate frequency signal,
a local oscillator ( 340 ) for generating a second local oscillator signal,
a demodulator ( 320 ) for demodulating the filtered first intermediate frequency signal to obtain first base band signals with the aid of the second oscillator signal,
a baseband circuit ( 350 ) which generates second baseband signals as TXI signals and TXQ signals for transmission from the first baseband signals,
- A modulator ( 360 ) with a phase shifter ( 363 ), which generates a 90 ° phase-shifted signal from the second local oscillator signal, with an I-mixer ( 361 ) for mixing the TXI signal with the phase-shifted signal, with a Q- Mixer ( 362 ) for mixing the TXQ signal with the second local oscillator signal and with an adder ( 364 ) for adding the output signals of the I mixer ( 361 ) and the Q mixer ( 362 ) to obtain a second intermediate frequency signal,
- A frequency multiplier ( 370 ) for multiplying the frequency of the second intermediate frequency signal by a predetermined factor for generating an RF transmit signal and
- a power amplifier ( 380 ) which outputs the amplified RF transmission signal to the antenna ( 301 ),

characterized by

- That when receiving an RF signal from the transceiver ( 30 ), the baseband circuit ( 350 ) generates a fixed Ba sisbandsignal by which the TXI signal is brought to a fixed non-zero value and the TXQ signal to zero,
- That the modulator ( 360 ) converts the fixed baseband signal in the received state into a second intermediate frequency signal of fixed frequency and
- That this second intermediate frequency signal of fixed frequency is multiplied by the frequency multiplier ( 370 ) so as to generate the first local oscillator signal for the mixer ( 313 ).

2. RF superimposed transceiver ( 30 ) according to claim 1, characterized in that a control unit is provided for controlling the local oscillator ( 340 ), the frequency multiplier ( 370 ) and the baseband circuit ( 350 ) for generating the first and the second overlay tion oscillator signal.

3. RF superimposed transceiver ( 30 ) according to claim 2, characterized in that it contains a switch controlled by the control unit ( 303 ) for connecting the antenna ( 301 ) to the low-noise amplifier ( 311 ) when the device is an RF Signal is received, and with the power amplifier ( 380 ) when the device has to transmit RF transmission signals.

4. RF superimposed transceiver ( 30 ) according to claim 2 or 3, characterized in that it contains a power amplifier control circuit ( 382 ) controlled by the control unit ( 382 ) for starting and stopping the power amplifier ( 380 ).

5. RF heterodyne transceiver ( 30 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that the local oscillator ( 340 ) contains a frequency synthesizer ( 342 ) with a voltage controlled oscillator ( 341 ) and a phase locked loop ( 344 ).

6. RF heterodyne transceiver ( 30 ) according to claim 5, characterized in that the local oscillator ( 340 ) contains a crystal oscillator ( 355 ) for generating a fixed frequency signal as a reference signal for the frequency synthesizer ( 342 ).

7. RF superimposed transceiver ( 30 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the frequency multiplier Fre ( 370 ) contains a phase-locked loop ( 391 ) and a voltage-controlled oscillator ( 375 ) formed control loop.

8. RF superimposed transceiver ( 30 ) according to claim 7, characterized in that the phase locked loop ( 391 ) has a fractional frequency divider ( 371 ) for dividing the frequency of the first local oscillator signal from the frequency multiplier ( 370 ), a phase comparator ( 373 ) for determining the Phase difference between the output signal of the break frequency divider ( 371 ) and the second intermediate frequency signal obtained from the modulator ( 360 ) and a loop filter ( 374 ) for filtering out unwanted signals from the phase comparator ( 373 ) and the voltage-controlled oscillator ( 375 ) for generating of the RF transmission signal corresponding to the voltage output signal of the loop filter.

9. RF superimposed transceiver ( 30 ) according to claim 8, characterized in that the fractional frequency divider ( 371 ) contains an integer register for storing an integer value and a fraction register for storing a fractional number.

10. RF superimposed transceiver ( 30 ) according to claim 9, characterized in that the predetermined factor used in the frequency multiplier ( 370 ) is equal to the integer value multiplied by the fraction.