DE19806097B4

DE19806097B4 - Gerät zum Senden von Hochfrequenzsignalen

Info

Publication number: DE19806097B4
Application number: DE19806097A
Authority: DE
Inventors: David Sutherland Barrington Hills Peckham
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Mobility LLC
Priority date: 1997-02-19
Filing date: 1998-02-14
Publication date: 2006-01-26
Anticipated expiration: 2018-02-15
Also published as: MX9801326A; GB9801293D0; FR2760150B1; DE19806097A1; JPH10242754A; CN1191423A; FR2760150A1; GB2324918B; US5892410A; CN1092425C; GB2324918A

Abstract

Spannungsgesteuerter Oszillator, mit
• einem Transistor (302) zur Erzeugung eines schwingenden Ausgangssignals, wobei dieser Transistor eine Basis, einen Kollektor und einen Emitter hat;
• einer erste Spule (304) und einem ersten Kondensator (306), die an diese Basis dieses Transistors geschaltet sind;
• einem zweiten, veränderlichen Kondensator (328), der an den ersten Kondensator (306) und an den Emitter geschaltet ist;
der spannungsgesteuerte Oszillator gekennzeichnet durch
• einen ersten Steuerungsknoten, der geschaltet ist, um eine erste Bandauswahlspannung zu empfangen, wobei diese erste Bandauswahlspannung zur Veränderung des Bandes dieses Ausgangssignals einen dritten Kondensator (310) an diese Basis und diesen Emitter schaltet; und
• einen zweiten Steuerungsknoten, der geschaltet ist, um eine zweite Bandauswahlspannung zu empfangen, um zur Veränderung dieses schwingenden Ausgangssignals eine Reihenschaltung aus einem vierten Kondensator (322) und einem fünften, veränderlichen Kondensator (327) an den Emitter zu schalten.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegenden Erfindung betrifft im allgemeinen Datenübertragungsgeräte und im besonderen ein Gerät zum Senden von Hochfrequenzsignalen.

Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen spannungsgesteuerten Oszillator gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiger spannungsgesteuerter Oszillator ist sowohl aus der DE 36 06 434 C2 als auch aus der DE 34 05 683 A1 bekannt.

Hintergrund der Erfindung

Mit dem anwachsenden Gebrauch von drahtlosen Datenübertragungsgeräten ist das Spektrum eng geworden. In vielen Fällen mußten Netzwerkbetreiber, die Dienste auf einem speziellen Band bereitstellen, einen Dienst auf einem Extraband bereitstellen, 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 Datenübertragungsgeräte wie zellulare Funktelefone zur Datenübertragung auf beiden Frequenzen fähig sein, oder sogar in einem dritten System, wie dem PCS 1900. Eine solche Forderung, 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 Gerät zum Senden von Datenübertragungssignalen in einer Vielzahl von Bändern während das Anwachsen der Komponenten minimiert wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockschaltbild eines Datenübertragungsgeräts in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Blockschaltbild des Senders 123 der 1 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung; und
3 ist ein Stromlaufplan eines spannungsgesteuerten Senderoszillators 204 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Zunächst zu 1, ein Blockschaltbild eines drahtlosen Datenübertragungsgeräts wie ein zellulares Funktelefon, das die vorliegende Erfindung beinhaltet, ist dargestellt. In der bevorzugten Ausführung sind ein Rahmengenerator ASIC 101 wie ein CMOS ASIC, von Motorola, Inc. verfügbar, und ein Mikroprozessor 103 wie ein 68HC11 Mikroprozessor, ebenfalls von Motorola. Inc. verfügbar, kombiniert, um das notwendige Datenübertragungsprotokoll zum Betrieb in einem zellularen System zu erzeugen. Der Mikroprozessor 103 benutzt den Speicher 104, der den RAM 105, den EEPROM 107 und den ROM 109 umfaßt, 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 drahtlose Datenübertragungsgerät auszuführen wie das Schreiben auf einer Anzeige 113, die Annahme von Informationen von einem Tastaturfeld 115, die Annahme von Ein- und Ausgabe-Informationen mittels eines Verbinders 116 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, die Steuerung eines Frequenzsynthesizers 125 oder die Ausführung von Schritten, die in Übereinstimmung mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung not wendig sind, um ein Signal zu verstärken. Der ASIC 101 verarbeitet Tonsignale von einem Mikrofon 117 und für einen Lautsprecher 121, die durch eine Tonsignalschaltung 119 umgewandelt wurden.
Ein Sendeempfänger verarbeitet die Hochfrequenzsignale. Im einzelnen sendet ein Sender 123 über eine Antenne 129, indem Trägerfrequenzen benutzt werden, die von einem Frequenzsynthesizer 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 benutzt werden. Das Datenübertragungsgerät kann wahlweise einen Nachrichtenempfänger und ein Speichergerät 130 enthalten, die digitale Signalverarbeitungsmittel beinhalten. Der Nachrichtenempfänger und das Speichergerät könnten zum Beispiel ein digitaler Anrufbeantworter oder ein Funkrufempfänger sein.
Nun zu 2, die Senderschaltung 123 von 1 ist dargestellt. 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 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 Eingangssignal zum Leistungsverstärker 208 liefert. Der Ausgang des spannungsgesteuerten Senderoszillators wird auch zum Übertragungs-IC 202 zurückgeführt.
Nun zu 3, ein Stromlaufplan zeigt einen spannungsgesteuerten 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 Basis-Emitter-Kapazität, um den Verstärker zu befähigen, als Oszillator im geeigneten Band zu wirken, und zum Verändern der Resonatorkapazität, um die Resonanzfrequenz des Oszillators zu verändern. Im einzelnen ist eine Spule wie die Streifenleiterspule 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 Schwingung 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, wodurch 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 Transistor 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 parallel zum Kondensator 324, in Reihe mit dem veränderlichen Kondensator 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 veränderlichen 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 Kondensator 328, wird der Oszillator in Abhängigkeit von der Steuerspannung im 1800 MHz Band schwingen.
Für den GSM 900 MHz Betrieb spannt eine positive Bandauswahlspannung die Diode 320 vor. Deshalb wird die Resonanzfrequenz durch die Spule 326 und die Kapazität der Reihenkondensatoren 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 veränderlichen Kondensatoren 327 und 328 eine Steuerspannung angelegt, um die Resonanzfrequenz innerhalb des ausgewählten Bandes zu variieren.
Obwohl die Erfindung in der obenstehenden Beschreibung und den Zeichnungen beschrieben und erläutert wurde, ist es verständlich, 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 begrenzt sein.

Claims

Spannungsgesteuerter Oszillator, mit • einem Transistor (302) zur Erzeugung eines schwingenden Ausgangssignals, wobei dieser Transistor eine Basis, einen Kollektor und einen Emitter hat; • einer erste Spule (304) und einem ersten Kondensator (306), die an diese Basis dieses Transistors geschaltet sind; • einem zweiten, veränderlichen Kondensator (328), der an den ersten Kondensator (306) und an den Emitter geschaltet ist; der spannungsgesteuerte Oszillator gekennzeichnet durch • einen ersten Steuerungsknoten, der geschaltet ist, um eine erste Bandauswahlspannung zu empfangen, wobei diese erste Bandauswahlspannung zur Veränderung des Bandes dieses Ausgangssignals einen dritten Kondensator (310) an diese Basis und diesen Emitter schaltet; und • einen zweiten Steuerungsknoten, der geschaltet ist, um eine zweite Bandauswahlspannung zu empfangen, um zur Veränderung dieses schwingenden Ausgangssignals eine Reihenschaltung aus einem vierten Kondensator (322) und einem fünften, veränderlichen Kondensator (327) an den Emitter zu schalten.
Spannungsgesteuerter Oszillator nach Anspruch 1, wobei beim Anlegen der ersten Bandauswahlspannung dieser dritte Kondensator (310) mit diesem ersten Kondensator (306) parallelgeschaltet wird.
Spannungsgesteuerter Oszillator nach Anspruch 2, wobei dieses Band dieses Ausgangssignals durch die erste Spule, den ersten Kondensator (306) und den dritten Kondensator (310), entsprechend dem Anlegen der ersten Bandauswahlspannung, bestimmt ist.
Spannungsgesteuerter Oszillator nach Anspruch 3, weiter einen sechsten Kondensator (324) in Reihe zum zweiten Kondensator (328) umfassend, wobei die Resonanzfrequenz des Ausgangssignals durch eine zweite Spule (326) und die Kapazitäten des zweiten (328) und des sechsten (324) Kondensators bestimmt wird.
Spannungsgesteuerter Oszillator nach Anspruch 4, wobei beim Anlegen der ersten und der zweiten Bandauswahlspannungen das schwingende Ausgangssignal durch den zweiten (328), den sechsten (324), den vierten (322) und den fünften (327) Kondensator sowie durch die zweite Spule (326) bestimmt wird.
Spannungsgesteuerter Oszillator nach Anspruch 1, bei dem eine mit dem ersten Steuerungsknoten gekoppelte erste Diode (308) die erste Bandauswahlspannung empfängt und eine mit dem zweiten Steuerungsknoten gekoppelte zweite Diode (320) die zweite Bandauswahlspannung empfängt, und der spannungsgesteuerte Oszillator • das Ausgangssignal auf einem ersten Band (1800) bereitstellt, wenn die erste Bandauswahlspannung die erste Diode (308) nicht vorspannt und dabei den dritten Kondensator (310) isoliert, und die zweite Bandauswahlspannung die zweite Diode (320) nicht vorspannt und dabei den vierten Kondensator (322) isoliert, • das Ausgangssignal auf einem zweiten Band (900) mit niedriger Frequenz bereitstellt, wenn die erste Bandauswahlschaltung die erste Diode (308) durchschaltet und die zweite Bandauswahlspannung die zweite Diode (320) vorspannt.
Spannungsgesteuerter Oszillator nach Anspruch 1, bei dem der zweite (328) und der fünfte (327) Kondensator eine Steuerspannung empfangen.