DE19806097A1

DE19806097A1 - Verfahren und Gerät zum Senden von Hochfrequenzsignalen

Info

Publication number: DE19806097A1
Application number: DE19806097A
Authority: DE
Inventors: David Sutherland Peckham
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Mobility LLC
Priority date: 1997-02-19
Filing date: 1998-02-14
Publication date: 1998-08-20
Anticipated expiration: 2018-02-15
Also published as: CN1092425C; CN1191423A; DE19806097B4; US5892410A; GB9801293D0; MX9801326A; FR2760150B1; GB2324918A; JPH10242754A; GB2324918B; FR2760150A1

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegenden Erfindung betrifft im allgemeinen Datenüber tragungsgeräte und im besonderen ein Verfahren und Gerät zum Senden von Hochfrequenzsignalen.

Hintergrund der Erfindung

Mit dem anwachsenden Gebrauch von drahtlosen Datenübertra gungsgeräten ist das Spektrum eng geworden. In vielen Fällen mußten Netzwerkbetreiber, die Dienste auf einem speziellen Band bereitstellen, einen Dienst auf einem Extraband bereit stellen, um ihre Kunden zu versorgen. Netzwerkbetreiber, die zum Beispiel den Dienst in einem GSM-System auf einer 900 MHz Frequenz bereitstellen, mußten sich auf ein DCS-System bei einer 1800 MHz Frequenz verlassen. Dementsprechend müssen Da tenübertragungsgeräte wie zellulare Funktelefone zur Daten übertragung auf beiden Frequenzen fähig sein, oder sogar in einem dritten System, wie dem PCS 1900. Eine solche Forde rung, auf zwei oder mehr Frequenzen zu arbeiten, erzeugt eine Reihe von Problemen. Die Datenübertragungsgeräte würden zum Beispiel anwachsende Größe und Kosten haben, wenn der Sender separate Komponenten enthalten würde, um Signale auf allen Bändern zu senden.

Dementsprechend gibt es einen Bedarf nach einem Verfahren und Gerät zum Senden von Datenübertragungssignalen in einer Viel zahl von Bändern während das Anwachsen der Komponenten mini miert wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines Datenübertragungsgeräts in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild des Senders 123 der Fig. 1 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 3 ist ein Stromlaufplan eines spannungsgesteuerten Sen deroszillators 204 in Übereinstimmung mit der vorlie genden Erfindung.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Zunächst zu Fig. 1, ein Blockschaltbild eines drahtlosen Da tenübertragungsgeräts wie ein zellulares Funktelefon, das die vorliegende Erfindung beinhaltet, ist dargestellt. In der be vorzugten Ausführung sind ein Rahmengenerator ASIC 101 wie ein CMOS ASIC, von Motorola, Inc. verfügbar, und ein Mikro prozessor 103 wie ein 68HC11 Mikroprozessor, ebenfalls von Motorola. Inc. verfügbar, kombiniert, um das notwendige Da tenübertragungsprotokoll zum Betrieb in einem zellularen System zu erzeugen. Der Mikroprozessor 103 benutzt den Spei cher 104, der den RAM 105, den EEPROM 107 und den ROM 109 um faßt, die vorzugsweise in einem Paket 111 zusammengefaßt sind, um die Schritte auszuführen, die notwendig sind, um das Protokoll zu erzeugen und um andere Funktionen für das draht lose Datenübertragungsgerät auszuführen wie das Schreiben auf einer Anzeige 113, die Annahme von Informationen von einem Tastaturfeld 115, die Annahme von Ein- und Ausgabe-Informa tionen mittels eines Verbinders 116 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, die Steuerung eines Frequenzsyn thesizers 125 oder die Ausführung von Schritten, die in Über einstimmung mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung not wendig sind, um ein Signal zu verstärken. Der ASIC 101 verar beitet Tonsignale von einem Mikrofon 117 und für einen Laut sprecher 121, die durch eine Tonsignalschaltung 119 umgewan delt wurden.

Ein Sendeempfänger verarbeitet die Hochfrequenzsignale. Im einzelnen sendet ein Sender 123 über eine Antenne 129, indem Trägerfrequenzen benutzt werden, die von einem Frequenzsyn thesizer 125 erzeugt werden. Die Informationen, die von der Antenne 129 des Datenübertragungsgeräts empfangen werden, laufen in den Empfänger 127 ein, der die Zeichen demoduliert, indem die Trägerfrequenzen vom Frequenzsynthesizer 125 be nutzt werden. Das Datenübertragungsgerät kann wahlweise einen Nachrichtenempfänger und ein Speichergerät 130 enthalten, die digitale Signalverarbeitungsmittel beinhalten. Der Nachrich tenempfänger und das Speichergerät könnten zum Beispiel ein digitaler Anrufbeantworter oder ein Funkrufempfänger sein.

Nun zu Fig. 2, die Senderschaltung 123 von Fig. 1 ist darge stellt. Im einzelnen bilden ein Übertragungs-IC 202 und ein spannungsgesteuerter Senderoszillator (VCO) einen Modulator 205. Der Übertragungs-IC stellt einen Phasenregelkreis für die Senderschaltung dar. Der Übertragungs-IC 202 empfängt von einem Verschiebungs-VCO und einem Haupt-VCO ein moduliertes Eingangssignal. Wie in Bezug auf Fig. 3 genauer beschrieben wird, stellt der Übertragungs-IC 202 eine Ausgangsspannung (oder Steuerspannung) bereit, die den Sender-VCO 204 steuert. Der Ausgang des spannungsgesteuerten Senderoszillators wird an einen Anregungsverstärker 206 bereitgestellt, der das Ein gangssignal zum Leistungsverstärker 208 liefert. Der Ausgang des spannungsgesteuerten Senderoszillators wird auch zum Übertragungs-IC 202 zurückgeführt.

Nun zu Fig. 3, ein Stromlaufplan zeigt einen spannungsgesteu erten Senderoszillator 204 in Übereinstimmung mit der vor liegenden Erfindung. Der Sender-VCO enthält Knoten zum Empfang einer Bandauswahlspannung, die vorzugsweise durch den Mikroprozessor 103 bereitgestellt wird, zum Verändern der Ba sis-Emitter-Kapazität, um den Verstärker zu befähigen, als Oszillator im geeigneten Band zu wirken, und zum Verändern der Resonatorkapazität, um die Resonanzfrequenz des Oszilla tors zu verändern. Im einzelnen ist eine Spule wie die Strei fenleiterspule 304 an der Basis des Transistors 302 an einen Kondensator 306 geschaltet. Die Werte der Spule 304 und des Kondensators 306 sind ausgewählt, um den Transistor 302 zu befähigen, in einem bestimmten Frequenzband zu schwingen. Die Spule ist vorzugsweise 0,2 mm breit und 5 mm lang, während der Kondensator 306 vorzugsweise 0,75 pF hat. Mit einer Null- oder negativen Bandauswahlspannung bleibt die Diode 308 nicht vorgespannt, was den Kondensator 310 sperrt und die Schwin gung im DCS 1800 MHz Band ermöglicht.

Wenn der Sender-VCO auf einer Frequenz in einem anderen Band schwingen soll, wird die Bandauswahlspannung verändert, um die Diode 308 vorzuspannen. Durch Anlegen einer positiven Bandauswahlspannung wird die Diode 308 durchgeschaltet, wo durch der Kondensator 310, der vorzugsweise 5,6 pF hat, mit dem Kondensator 306 parallelgeschaltet wird. Dementsprechend wird die Kapazität des Basis-Emitter-Rückkopplungspfads nun durch die Spule 304 und die parallelen Kondensatoren 306 und 310 bestimmt. Weil die Veränderung der Kapazität durch die parallelen Kondensatoren erzeugt wurde, schwingt der Transi stor im GSM 900 MHz Band.

Ähnlicherweise wird eine Bandauswahlspannung an eine zweite Diode 320 geschaltet, um die Resonanzfrequenz des Oszillators durch Kopplung/Trennung eines zweiten Kondensators 322 paral lel zum Kondensator 324, in Reihe mit dem veränderlichen Kon densator 328, zu verändern. Für den DCS 1800 MHz Betrieb wird eine Null- oder negative Bandauswahlspannung die Diode 320 nicht vorspannen. Da der Kondensator 322 gesperrt sein wird, wird die Resonanzfrequenz des Oszillators durch die Spule 326 und die Kapazität des Reihenkondensators 324 und des verän derlichen Kondensators 328 bestimmt. Mit einer Mikrostreifenspule 326, die eine Breite von 0,2 mm und eine Länge von 4 mm hat, und Kapazitätswerten von 5,6 pF für den Kondensator 324 und ungefähr 4 pF für den veränderlichen Kon densator 328, wird der Oszillator in Abhängigkeit von der Steuerspannung im 1800 MHz Band schwingen.

Für den GSM 900 MHz Betrieb spannt eine positive Bandaus wahlspannung die Diode 320 vor. Deshalb wird die Resonanzfre quenz durch die Spule 326 und die Kapazität der Reihenkonden satoren 322 und 327, die parallel zum Reihenkondensator 324 und dem veränderlichen Kondensator 328 sind, bestimmt. Bei einer Kapazität von 15 pF für den veränderlichen Kondensator 327 und 10 pF für den Kondensator 322 wird der Transistor im GSM 900 MHz Band schwingen. Schließlich wird an die veränder lichen Kondensatoren 327 und 328 eine Steuerspannung ange legt, um die Resonanzfrequenz innerhalb des ausgewählten Ban des zu variieren.

Obwohl die Erfindung in der obenstehenden Beschreibung und den Zeichnungen beschrieben und erläutert wurde, ist es ver ständlich, daß diese Beschreibung nur als Beispiel gegeben wurde und daß zahlreiche Veränderungen und Modifikationen durch Fachleute gemacht werden können, ohne sich vom Sinn und Bereich der Erfindung zu entfernen. Obwohl die vorliegende Erfindung eine spezielle Anwendung in tragbaren zellularen Funktelefonen findet, könnte die Erfindung in jedem tragbaren Gerät einschließlich Pager (Funkrufempfänger), elektronischen Adreßbüchern (Organizer) oder Computern angewendet werden. Die Erfindung sollte nur durch die folgenden Ansprüche be grenzt sein.

Claims

1. Spannungsgesteuerter Oszillator, umfassend:

- einen Transistor (302) zur Erzeugung eines schwingen den Ausgangssignals, wobei dieser Transistor eine Ba sis, einen Kollektor und einen Emitter hat;
- eine erste Spule (304) und einen ersten Kondensator, die an diese Basis dieses Transistors geschaltet sind;
- einen ersten Steuerungsknoten, der geschaltet ist, um eine Bandauswahlspannung zu empfangen, wobei diese Bandauswahlspannung zur Veränderung des Bandes dieses Ausgangssignals einen zweiten Kondensator an diese Basis und diesen Emitter schaltet; und
- einen zweiten Steuerungsknoten, der geschaltet ist, um diese Bandauswahlspannung zu empfangen, um zur Veränderung dieses schwingenden Ausgangssignals einen dritten Kondensator (322) an den Emitter zu schalten.

2. Spannungsgesteuerter Oszillator nach Anspruch 1, wobei dieser zweite Kondensator (310) mit diesem ersten Konden sator parallelgeschaltet ist.

3. Spannungsgesteuerter Oszillator nach Anspruch 2, wobei dieses Band dieses Ausgangssignals durch diese erste Spule, diesen ersten Kondensator und diesen zweiten Kon densator bestimmt ist.

4. Spannungsgesteuerter Oszillator nach Anspruch 3, weiter einen vierten Kondensator (324) umfassend, der an eine Spule geschaltet ist und der parallel zum dritten Konden sator (322) geschaltet ist.

5. Spannungsgesteuerter Oszillator nach Anspruch 4, wobei dieses schwingende Ausgangssignal durch diesen dritten Kondensator, diesen vierten Kondensator und die Spule be stimmt wird.

6. Verfahren der Erzeugung eines veränderbaren oszillierenden Ausgangssignals, wobei dieses Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

- Erzeugung eines oszillierenden Ausgangssignals;
- Empfang einer ersten Bandauswahlspannung;
- Kopplung eines ersten Kondensators an eine Basis dieses Transistors zur Veränderung des Frequenzbandes dieses oszillierenden Ausgangssignals in Reaktion auf diese erste Bandauswahlspannung.

7. Verfahren der Erzeugung eines veränderbaren oszillierenden Ausgangssignals nach Anspruch 6, weiter einen Schritt der Kopplung eines zweiten Kondensators an diesen Emitter zur Veränderung der Frequenz der Schwingung dieses oszillie renden Ausgangssignals umfassend.

8. Verfahren der Erzeugung eines veränderbaren oszillierenden Ausgangssignals nach Anspruch 7, weiter einen Schritt des Empfangs einer zweiten Bandauswahlspannung umfassend.

9. Verfahren der Erzeugung eines veränderbaren oszillierenden Ausgangssignals nach Anspruch 8, weiter einen Schritt der Abkopplung dieses ersten Kondensators in Reaktion auf diese zweite Bandauswahlspannung umfassend.

10. Verfahren der Erzeugung eines veränderbaren oszillieren den Ausgangssignals nach Anspruch 9, weiter einen Schritt der Abkopplung dieses zweiten Kondensators in Reaktion auf diese zweite Bandauswahlspannung umfassend.