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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Frequenzsynthesizer zum Erzeugen
von Signalen, die eine Vielzahl von erwünschten Frequenzen aufweisen,
und ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Multiband-Funkgerät, welches
den Frequenzsynthesizer verwendet.
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Im
allgemeinen sind Mobil-Kommunikationsterminals im Hinblick auf die
Verwendung in einem Kommunikationssystem ausgelegt. Solch ein Kommunikationssystem
kann ein mobiles PDC-Mobilfunksystem (PDC
= Personal Digital Cellular), ein mit IS-95 übereinstimmendes
Mobilfunksystem, oder ein PHS-Mobilfunksystem
(PHS = Personal Handy-Phone System) sein. Es ist üblich, dass
ein Mobil-Kommunikationsterminal mit lediglich einem Standard aus
einer Gruppe anderer Standards verschiedener, weltweit existierender
Kommunikationssysteme übereinstimmt.
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In
letzter Zeit ist ein Bedarf dahingehend entstanden, ein anderes
Mobil-Kommunikationsterminal bereitzustellen, um den raschen Veränderungen
der Mobil-Kommunikationssysteme Rechnung zu tragen. Solch ein Terminal
kann lediglich die Übertragung
bzw. den Empfang in Erwiderung auf mehrere unterschiedliche Kommunikationssysteme
steuern. Beispielsweise wurde bereits ein sogenanntes „Multi-Mode-Terminal" vorgeschlagen, welches
sowohl für
das PDC-Mobilfunksystem als auch das PHS-Mobilfunksystem verwendet wird.
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In
den meisten Fällen
verwenden unterschiedliche Mobil-Kommunikationssysteme
verschiedene Frequenzbänder;
von daher sollte ein Multi-Mode-Terminal, damit es sich mit diesen
unterschiedlichen Mobil-Kommunikationssystemen befassen kann, mit
einer "Multiband-Funkfunktion" ausgestattet sein,
d.h. mit einer Funktion zum Übertragen/Empfangen
von Daten innerhalb jedem der mehreren Frequenzbänder ausgestattet sein.
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Ein
direkter Umwandlungs-Modus ist als eine Architektur bekannt, welche
für eine
Realisierung von solch einem Multibandfunkgerät geeignet ist. In dem Gerät, welches
den direkten Umwandlungs-Modus verwendet, werden die von einer Antenne
empfangenen Signale in einen der Quadratur-Demodulatoren eingegeben.
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In
den Quadratur-Demodulator werden ebenso ein Paar von lokalen Signalen
bzw. ein Paar von Lokalsignale für
den Empfänger
eingegeben, welche Phasen aufweisen, die um 90° voneinander verschieden sind.
Die Lokalsignale werden erzeugt, indem mit einem π/2-Phasenschieber
die von einem Frequenzsynthesizer ausgegebenen Lokalsignale einer
Phasenverschiebung ausgesetzt werden. Es sei darauf hingewiesen, dass
die Frequenzen der Lokalsignale hinsichtlich der Frequenzen der
erwünschten
Signale in den empfangenen Signalen festgelegt sind.
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Da
der Quadratur-Demodulator die empfangenen Signale mit den Lokalsignalen
multipliziert, werden die erwünschten
Signale in Basisbandsignale für
einen I-Kanal (Inphase-Kanal) und in Basisbandsignale für einen
Q-Kanal (Quadratur-Phase-Kanal) mit einer Mittenfrequenz von 0 Hz
umgewandelt, welche für
eine nachfolgende Signal-Reproduktionsverarbeitung in einen Basisband-Empfangsabschnitt
eingegeben werden.
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Andererseits
werden die mit einem Basisband-Übertragungsabschnitt
erzeugten Signale, welche für den
I-Kanal und für den Q-Kanal übertragen
werden müssen,
in den anderen Quadratur-Modulator eingegeben.
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In
einen lokalen Eingangs-Portanschluss des Quadratur-Modulators werden
Lokalsignale für
den Sender eingegeben, welche um 90° voneinander verschiedene Phasen
aufweisen, die erzeugt werden, indem die von dem Frequenzsynthesizer
ausgegebenen Lokalsignale mit dem π/2-Phasenschieber einer Phasenverschiebung
ausgesetzt werden.
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Die
Frequenzen der Lokalsignale sind derart festgelegt, dass sie gleich
einer Übertragungsfrequenz sind.
Wenn dieser Quadratur-Demodulator die Übertragungssignale mit den
lokalen Signalen multipliziert, werden die Frequenzen der Übertragungssignale
in eine zuvor festgelegte Übertragungsfrequenz
umgewandelt.
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Der
in dem Multiband-Funkgerät
verwendete Frequenzsynthesizer muss gemäß der Realisierung des Multibandes
die Lokalsignale in unterschiedlichen Frequenzbändern erzeugen. Es sei darauf
hingewiesen, dass diese Anforderung nicht auf den direkten Umwandlungs-Modus
beschränkt
ist.
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Verschiedene
Modi werden weltweit großflächig verwendet,
wie etwa der GSM-Modus (GSM = global system mobile communication),
welcher das 900 MHz-Band verwendet, der DCS-Modus (DCS = digital
cellular system), welcher das 1800 MHz-Band verwendet, der PCS-Modus
(PCS = personal communication services), welcher das 1900 MHz-Band
verwendet, der UMTS-Modus (UMTS = universal mobile telecommunication
system), welcher das 2 GHz-Band verwendet. Eine Entwicklung eines
Vier-Band-Funkgerätes,
welches ausgelegt ist, in sämtlichen
dieser Frequenzbänder
verwendet zu werden, ist erwünscht.
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Wenn
der Frequenzsynthesizer, um solch einem Vier-Band-Funkgerät zu genügen, in Übereinstimmung
mit beispielsweise dem direkten Umwandlungs-Modus realisiert wird,
kann ein Verfahren zum Entwerfen von entsprechenden Einheits-Synthesizern für folgende
Aufgaben betrachtet werden: die GSM-Übertragung, den
GSM-Empfang, die DCS-Übertragung,
den DCS-Empfang,
die PCS-Übertragung,
den PCS-Empfang, die UMTS-Übertragung
und den UMTS-Empfang, und zwar in Analogie mit dem Verfahren zum
Einrichten des Frequenzsynthesizers in dem Zwei-Band-Funkgerät, welches sowohl dem PDS-Modus
als auch dem PHS-Modus
genügt.
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Da
das Empfangs-Frequenzband von PCS und das Übertragungs-Frequenzband von UMTS nahezu gleich
zueinander sind, kann ein Synthesizer für beide Modi funktionieren.
Anders ausgedrückt
bedeutet dies, dass mit Ausnahme spezieller Fälle im wesentlichen ein Einheits-Synthesizer
bereitgestellt wird, dessen Anzahl einer Vielzahl von notwendigen
Frequenzbändern
entspricht. Wenn von daher eine Anzahl von Bändern zunimmt, wird ebenso
proportional hierzu eine Anzahl der Einheits-Synthesizer erhöht, was allerdings zu einer ausgedehnten
bzw. weitgehenden Hardware führt.
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Beim
Entwerfen bzw. Einrichten der Einheits-Synthesizer gemäß den jeweiligen
Frequenzbändern sind,
um das Multiband-Funkgerät zu realisieren,
mehrere Einheits-Synthesizer erforderlich, wenn eine Anzahl von
Bändern
erhöht
wird. Von daher wird die Abmessung der Hardware größer, was
zu einer Größenzunahme des
Multi-Mode-Terminals sowie zu einer Kostenzunahme und zu einer Zunahme
des Leistungsverbrauches führt.
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Unter
Berücksichtigung
der zuvor genannten Probleme liegt eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung darin, einen Frequenzsynthesizer bereitzustellen, der
eine niedrige Anzahl von Einheits-Synthesizern aufweist, und der
eine kleine Schaltungsabmessung hat, sowie ein Multiband-Funkgerät bereitzustellen,
welches diesen Frequenzsynthesizer verwendet.
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Die
Druckschrift US-A-5,408,201 offenbart einen Frequenzsynthesizer,
welcher drei Subfrequenz-Synthesizer zum Erzeugen von zwei unterschiedlichen
Frequenzen verwendet, und in welchem die Merkmale des Oberbegriffes
des Patentanspruches 1 verwirklicht sind.
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Die
Druckschrift US-A-4,725,786 offenbart einen direkten Voll-Oktav-Synthesizer,
der sequenziell verbundene Stufen zum Kombinieren von Steuerfrequenzen
und Abschnitte der Stufen aufweist, welche Mischereinrichtungen
und Dividiereinrichtungen enthalten.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Frequenzsynthesizer bereitgestellt, wie er im
Patentanspruch 1 definiert ist.
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Bei
einem Frequenzsynthesizer gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist es möglich, mit der eine kleine
Abmessung aufweisenden Schaltungskonfiguration, in welcher die beiden
Einheits-Synthesizer mit der Arithmetikschaltung, welche Dividierschaltungen
bzw. Teilerschaltungen und Mischerschaltungen für eine Multiplikation aufweist,
kombiniert sind, Signale in einer Vielzahl von Frequenzbändern zu
erzeugen, deren Anzahl höher
als die Anzahl der Einheits-Synthesizer
ist.
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Bei
einem Multiband-Funkgerät,
welches in einem Funkabschnitt einen Quadratur-Demodulator zum Demodulieren
eines empfangenen Signals mit einem Paar von Lokalsignalen aufweist,
welche Phasen aufweisen, die voneinander um 90° oder 45° verschieden sind, und welches
einen Quadratur-Modulator zum Modulieren eines Paares von Übertragungs-Signalen
aufweist, welche Phasen aufweisen, die voneinander um 90° verschieden
sind, und zwar indem ein Paar von Lokalsignale verwendet wird, die
Phasen aufweisen, welche voneinander um 90° verschieden sind, wird der
Frequenzsynthesizer dazu verwendet, die Lokalsignale für den Empfänger und
die Lokalsignale für
den Sender zu erzeugen. Mit solch einem Aufbau kann das Multiband-Funkgerät, welches
beispielsweise für
sowohl das Übertragungssystem
als auch das Empfangssystem den direkten Umwandlungsmodus annimmt,
in einer kleinen Hardware-Abmessung realisiert werden.
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Darüber hinaus
wird bei einem Multiband-Funkgerät,
welches in einem Funkabschnitt einen Quadratur-Demodulator zum Demodulieren
eines Empfangssignals mit einem Paar von Lokalsignalen aufweist,
welche Phasen aufweisen, die um 90° oder 45° voneinander verschieden sind,
einen Quadratur-Modulator
zum Modulieren eines Paares von Übertragungssignale
aufweist, welche Phasen aufweisen, die um 90° voneinander verschieden sind,
und zwar indem ein Paar von ersten Lokalsignale verwendet wird,
welche Phasen aufweisen, die um 90° voneinander verschieden sind,
und einen Frequenz-Umwandler zu Umwandeln einer Frequenz eines Ausgangssignals
von dem Quadratur-Modulator unter Verwendung eines zweiten Lokalsignals aufweist,
der Frequenzsynthesizer verwendet, um die Lokalsignale zu erzeugen.
Mit solch einem Aufbau kann beispielsweise das Multiband-Funkgerät, welches
den direkten Umwandlungsmodus für
das Empfangssystem und den Super-Heterodyn-Modus
für das
Umwandlungssystem verwendet, in einer Hardware mit geringen Abmessungen
realisiert werden.
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Die
Erfindung kann anhand der nachfolgend angegebenen detaillierten
Beschreibung der Ausführungsformen
besser verstanden werden, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
gelesen wird, wobei in den Zeichnungen folgendes gilt:
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1 ist
ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau eines Multiband-Funkgerätes zeigt,
das einen Frequenzsynthesizer gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufweist;
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2 ist
ein Blockdiagramm, welches ein strukturelles Beispiel eines Mischers
vom Bild-Unterdrückungstyp
zeigt;
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3 ist
ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau eines Multiband-Funkgerätes zeigt,
das einen Frequenzsynthesizer gemäß einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufweist;
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4a ist
ein Blockdiagramm, welches ein Beispiel einer Dividierschaltung
bzw. einer Teilerschaltung zeigt, die ebenso als π/2-Phasenschieber
dient;
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4b ist
eine zeitliche Auftragung der Dividierschaltung, die ebenso als π/2-Phasenschieber
dient;
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5 ist
ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau eines Multiband-Funkgerätes zeigt,
das einen Frequenzsynthesizer gemäß einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufweist;
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6 ist
ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau eines Multiband-Funkgerätes zeigt,
das einen Frequenzsynthesizer gemäß einer vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufweist;
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7 ist
ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau eines Multiband-Empfängers zeigt,
der einen Frequenzsynthesizer gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung aufweist;
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8 ist
ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau eines Multiband-Empfängers zeigt,
der einen Frequenzsynthesizer gemäß einer sechsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufweist;
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9 ist
ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau eines Multiband-Empfängers zeigt,
der einen Frequenzsynthesizer gemäß einer siebten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufweist;
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10 ist
ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau eines Frequenzsynthesizers
gemäß einer
achten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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11 ist
ein Blockdiagramm, welches einen Frequenzsynthesizer gemäß einer
neunten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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12 ist
ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau eines Multiband-Empfängers zeigt,
der einen Frequenzsynthesizer gemäß einer zehnten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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13 ist
ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau eines Multiband-Empfängers zeigt,
der einen Frequenzsynthesizer gemäß einer elften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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14 ist
ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau eines Multiband-Empfängers zeigt,
der einen Frequenzsynthesizer gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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(Erste Ausführungsform)
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1 ist
ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau eines Multiband-Funkgerätes zeigt,
das einen Frequenzsynthesizer gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufweist. Das Multiband-Funkgerät dieser
Ausführungsform
ist ein Vier-Band-Funkgerät,
welches den direkten Umwandlungs-Modus
annimmt, der GSM/DCS/PCS/UMTS entspricht.
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Ein
von einer Antenne 1 empfangenes Signal wird in einem Quadratur-Demodulator 2 eingegeben, welcher
zwei Mischer 2A und 2B aufweist. Wenn dieses empfangene
Signal mit Lokalsignalen multipliziert wird, welche eine 0°-Phase und
eine 90°-Phase
aufweisen, und welche von einem Frequenzsynthesizer 10A über einen π/2-Phasenschieber 4 in
lokale Eingänge
der Mischer 2A und 2B eingegeben werden, werden
Basisband-Empfangssignale Ir und Qr für einen I-Kanal und einen Q-Kanal
erzeugt. Die Basisband-Empfangssignale Ir und Qr werden in eine
nicht dargestellte Basisband-Verarbeitungsstufe
eingegeben.
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Andererseits
werden Basisband-Übertragungssignale
It und Qt für
den von der Basisband-Verarbeitungsstufe ausgegebenen I-Kanal und für den von
der Basisband-Verarbeitungsstufe ausgegebenen Q-Kanal in einen Quadratur-Modulator 3 eingegeben,
welcher zwei Mischer 3A und 3B aufweist. Wenn
diese Signale mit Lokalsignalen multipliziert werden, welche ein
0°-Phase
und eine 90°-Phase
aufweisen, und welche von dem Frequenzsynthesizer 10A über einen π/2-Phasenschieber 5 in
lokale Eingänge
der Mischer 3A und 3B eingegeben werden, werden
RF-Übertragungssignale
für den
I-Kanal und den Q-Kanal erzeugt. Die RF-Signale für den I-Kanal
und den Q-Kanal werden miteinander kombiniert und über die
Antenne 1 versendet.
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Im
nachfolgenden wird der Frequenzsynthesizer 10A beschrieben.
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Der
Frequenzsynthesizer 10A weist als Einheits-Synthesizer
einen HF-Synthesizer 11 zum Erzeugen eines ersten Referenz-Frequenzsignals,
welches eine variable Frequenz in einem Hochfrequenzband aufweist,
und einen LF-Synthesizer 12 zum Erzeugen eines zweiten
Referenz-Frequenzsignals in einem Tieffrequenzband auf. Hier bedeuten
die Ausdrücke „Hochfrequenzband" und „Tieffrequenzband" jeweils, dass eine Frequenz
in dem letzten Band niedriger als die in dem vorherigen Band bzw.
früheren
Band ist. Der HF-Synthesizer 11 und der LF-Synthesizer 12 werden
beispielsweise unter Verwendung von phasenstarren Schleifen bzw.
PLLs aufgebaut.
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In
dem Frequenzsynthesizer 10A dieser Ausführungsform werden Ausgangssignale,
die eine Vielzahl von notwendigen Frequenzen aufweisen, als Übertragungs-/Lokalsignale
in jedem der GSM-/DCS-/PCS-/UMTS-Modi erzeugt, und zwar indem die
nachfolgende Arithmetikschaltung verwendet wird, um an den von dem
HF-Synthesizer 11 und von dem LF-Synthesizer 12 als
zwei Einheits-Synthesizer mit unterschiedlichen Frequenzbändern ausgegebenen
Referenz-Frequenzsignalen arithmetische Operationen durchzuführen, einschließlich der
Frequenzteilung und Frequenzmultiplikation.
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In
einen ersten Mischer 13 werden ein Ausgangssignal von dem
HF-Synthesizer 11 als erstes Referenz-Frequenzsignal und
ein Ausgangssignal von dem LF-Synthesizer 12 als zweites
Referenz-Frequenzsignal
eingegeben. Das Ausgangssignal von dem LF-Synthesizer 12 wird ebenso
in eine erste Dividierschaltung 14 eingegeben, welche ein
Teilungsverhältnis „2" aufweist. Ein Ausgangssignal
von dem HF-Synthesizer 11 und ein Ausgangssignal von der
ersten Dividierschaltung 14 werden in einen zweiten Mischer 15 eingegeben. Ein
Ausgangssignal von dem ersten Mischer 13 wird in eine zweite
Dividierschaltung 16 eingegeben, welche ein Teilungsverhältnis „2" aufweist, und ein
Ausgangssignal von dem zweiten Mischer 15 wird in eine
dritte Dividierschaltung 17 eingegeben, dessen Teilungsverhältnis zwischen „2" und „4" geschaltet kann.
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Ein
Schalter 18 schaltet ein Ausgangssignal von der zweiten
Dividierschaltung 16 und ein Ausgangssignal von der dritten
Dividierschaltung 17. Ein Ausgangssignal von dem Schalter 18 wird
als Lokalsignal ausgegeben und durch den π/2-Phasenschieber 4 in den Quadratur-Demodulator 2 eingegeben.
Ein Ausgangssignal von der dritten Dividierschaltung 17 wird
ferner als Lokalsignal ausgegeben und durch den π/2-Phasenschieber 5 in den Quadratur-Modulator 3 eingegeben.
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Eine
Ausgangssignalfrequenz des HF-Synthesizers 11, eine Ausgangssignalfrequenz
des LF-Synthesizers 12, das Einschalten/Abschalten der
Operation des zweiten Mischers 15, das Teilungsverhältnis der
dritten Dividierschaltung 17 und die Umschaltoperation
des Schalters 18 werden in Übereinstimmung mit einem Operationsmodus
des Multiband-Funkgerätes
mit einer Steuerung 19 gesteuert. Es sei darauf hingewiesen, dass
in dieser Ausführungsform
die Ausgangssignalfrequenz des LF-Synthesizers 12 starr bzw.
fest sein kann, und dass mit Ausnahme des Ein-/Ausschaltens des
LF-Synthesizer 12 die mit der Steuerung 19 ausgeführte Steuerung
nicht in notwendiger Weise erforderlich ist. Darüber hinaus wurde in 1 eine
Steuersignalleitung von der Steuerung 19 zu dem zweiten
Mischer 15 weggelassen.
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Im
nachfolgenden wird die Operation des Frequenzsynthesizers 10A im
einzelnen in Übereinstimmung
mit jedem Operationsmodus des Multiband-Funkgerätes beschrieben. Die Tabelle
1 zeigt zur Erläuterung
der Operation des Frequenzsynthesizers 10A einen konkreten
Frequenzaufbau von vier Bändern,
d.h. von GSM /DCS/PCS/UMTS.
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[GSM-Übertragungsmodus]
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Zunächst wird
in einem Fall des Ausführens
einer Übertragung
in dem GSM-Modus die Ausgangssignalfrequenz des HF-Synthesizers 11 in Übereinstimmung
mit der Übertragungsfrequenz
als ein Wert innerhalb eines Frequenzbereiches von 3520 MHz bis
3660 MHz bestimmt, es wird der zweite Mischer 15 abgeschaltet (was
es gestattet, dass das Ausgangssignal von dem HF-Synthesizer 11 ohne
Veränderung
hindurchläuft), und
es wird das Teilungsverhältnis
der dritten Dividierschaltung 17 mit „4" bestimmt. Als ein Ergebnis hiervon wird
von dem Frequenzsynthesizer 10A ein Lokalsignal ausgegeben,
welches eine Frequenz von 880 MHz bis 915 MHz aufweist, die erzielt
wird, indem die Frequenz von 3520 MHz bis 3660 MHz mit der dritten
Dividierschaltung 17 durch vier geteilt wird, und dieses
Lokalsignal wird durch den π/2-Phasenschieber 5 in
den Quadratur-Demodulator 3 eingegeben.
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[GSM-Empfangsmodus]
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An
zweiter Stelle wird in einem Fall des Durchführens eines Empfanges in dem
GSM-Modus die Ausgangssignalfrequenz des HF-Synthesizers 11 als ein Wert
innerhalb eines Frequenzbereiches von 3700 MHz bis 3840 MHz in Übereinstimmung
mit der Übertragungsfrequenz
bestimmt, es wird der zweite Mischer 15 abgeschaltet (was
es gestattet, dass das Ausgangssignal von dem HF-Synthesizers 11 ohne
eine Änderung
hindurchläuft),
es wird das Teilungsverhältnis
der dritten Dividierschaltung 17 mit „4" bestimmt, und der Schalter 18 wird
zu der unteren Seite bewegt (wodurch das Ausgangssignal der dritten
Dividierschaltung 17 ausgewählt wird). Als ein Ergebnis
hiervon wird ein Lokalsignal, welches eine Frequenz von 925 MHz
bis 960 MHz aufweist, die erzielt wird, indem die Frequenz von 3700
MHz bis 3840 MHz mit der dritten Dividierschaltung 17 durch
vier geteilt wird, von dem Frequenzsynthesizer 10A durch
den Schalter 18 ausgegeben, und dieses Lokalsignal wird
durch den π/2-Phasenschieber 4 in
den Quadratur-Demodulator 2 eingegeben.
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Da
in dem GSM-Modus eine Kommunikation in dem TDMA-System ausgeführt wird
(TDMA = time division multiple access; auf dem asynchronen oder
synchronen Zeitmultiplex basierendes Zugangsverfahren), werden die Übertragung
und der Empfang nicht zeitgleich ausgeführt. Zwischen der Übertragung
und dem Empfang wird gewechselt, indem die Ausgangssignalfrequenz
des HF-Synthesizers 11 in Übereinstimmung mit der zeitlichen
Koordinierung der Übertragung
und des Empfanges geschaltet wird, wie es zuvor beschrieben wurde.
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[DCS-Übertragungsmodus]
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An
dritter Stelle wird in einem Fall des Durchführens einer Übertragung
in dem DCS-Modus die Ausgangssignalfrequenz des HF-Synthesizers 11 als
eine Wert innerhalb eines Frequenzbereiches von 3610 MHz bis 3760
MHz in Übereinstimmung
mit der Übertragungsfrequenz
bestimmt, die Ausgangssignalfrequenz des LF-Synthesizers 12 wird
mit 380 MHz bestimmt, der zweite Mischer 15 wird eingeschaltet,
und das Teilungsverhältnis
der dritten Dividierschaltung 17 wird mit „2" bestimmt. Ein Ausgangssignal
des LF-Synthesizers 12 wird durch zwei geteilt, so dass
es 190 MHz beträgt,
und dann in den zweiten Mischer 15 eingegeben.
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In
dem zweiten Mischer 15 wird, wenn das Ausgangssignal von
dem HF-Synthesizer 11 und das Ausgangssignal von der zweiten
Dividierschaltung 14 miteinander multipliziert werden,
und wenn eine Differenz hinsichtlich der Frequenz von beiden Signalen
erfasst wird, ein Ausgangssignal in Übereinstimmung mit der Übertragungsfrequenz
erzielt, welches eine Frequenz innerhalb eines Frequenzbereiches
von 3420 MHz bis 3570 MHz aufweist. Indem das Ausgangssignal von
dem zweiten Mischer 15, welches eine Frequenz von 3420 MHz
bis 3570 MHz aufweist, in der dritten Dividierschaltung 17 durch
zwei geteilt wird, gibt der Frequenzsynthesizer 10A ein
Lokalsignal aus, welches eine Frequenz von 1710 MHz bis 1785 MHz
aufweist, und dieses Ausgangssignal wird durch den π/2-Phasenschieber 5 in
den Quadratur-Modulator 3 eingegeben.
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[DCS-Empfangsmodus]
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Anschließend wird
in einem Fall des Durchführens
eines Empfanges in dem DCS-Modus die Ausgangssignalfrequenz des
HF-Synthesizers 11 als
ein Wert innerhalb eines Frequenzbereiches von 3610 MHz bis 3760
MHz in Übereinstimmung
mit der Empfangsfrequenz bestimmt, der zweite Mischer 15 wird
abgeschaltet (was es gestattet, dass das Ausgangssignal von dem
HF-Synthesizer 11 ohne Änderungen
hindurchläuft), das
Teilungsverhältnis
der dritten Dividierschaltung 17 wird mit „2" bestimmt, und der
Schalter 18 wird zu der unteren Seite bewegt (wodurch das
Ausgangssignal von der dritten Dividierschaltung 17 ausgewählt wird).
Als ein Ergebnis hiervon gibt der Frequenzsynthesizer 10A durch
den Schalter 18 das Lokalsignal aus, welches eine Frequenz
von 1805 bis 1880 MHz aufweist, die erzielt wird, indem die Frequenz
von 3610 MHz bis 3760 MHz in der zweiten Dividierschaltung 17 durch
zwei geteilt wird, und dieses Ausgangssignal wird durch den π/2-Phasenschieber 4 in
den Quadratur-Demodulator 2 eingegeben.
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Da
in dem DCS-Modus ähnlich
wie in dem GSM-Modus eine Kommunikation in dem TDMA-Modus bewirkt
wird, werden eine Übertragung
und ein Empfang nicht zeitgleich ausgeführt. Zwischen der Übertragung
und dem Empfang wird gewechselt, indem in Übereinstimmung mit der zeitlichen
Koordinierung der Übertragung
und des Empfangs der zweite Mischer 15 abgeschaltet bzw.
eingeschaltet wird, wie es zuvor beschrieben ist.
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[PCS-Übertragungsmodus]
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Als
nächstes
wird in einem Fall des Ausführens
einer Übertragung
in den PCS-Modus die Ausgangssignalfrequenz des HF-Synthesizers 11 als
ein Wert innerhalb eines Frequenzbereiches von 3700 MHz bis 3820
MHz in Übereinstimmung
mit der Übertragungsfrequenz
bestimmt, der zweite Mischer 15 wird abgeschaltet (was
es gestattet, dass das Ausgangssignal von dem HF-Synthesizer ohne Änderung
hindurchläuft), und
das Teilungsverhältnis
der dritten Dividierschaltung 17 wird mit „2" bestimmt. Als ein
Ergebnis hiervon gibt der Frequenzsynthesizer 10A ein Lokalsignal
aus, welches eine Frequenz von 1850 MHz bis 1910 MHz aufweist, die
erzielt wird, indem die Frequenz von 3700 MHz bis 3820 MHz in der
dritten Dividierschaltung 17 durch zwei geteilt wird, und
dieses Ausgangssignal wird durch den π/2-Phasenschieber 5 in
den Quadratur-Modulator 3 eingegeben.
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[PCS-Empfangsmodus]
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Dann
wird in einem Fall des Durchführens
eines Empfanges in dem PCS-Modus die Ausgangssignalfrequenz des
HS-Synthesizers 11 als ein Wert innerhalb eines Frequenzbereiches
von 3860 MHz bis 3980 MHz in Übereinstimmung
mit der Übertragungsfrequenz
bestimmt, der zweite Mischer 15 wird abgeschaltet (was
es gestattet, dass das Ausgangssignal von dem HF-Synthesizer 11 ohne Änderungen
hindurchläuft),
das Teilungsverhältnis
der dritten Dividierschaltung 7 wird mit „2" bestimmt, und der
Schalter 18 wird zu der unteren Seite bewegt (wodurch das
Ausgangssignal von der dritten Dividierschaltung 17 ausgewählt wird).
Als ein Ergebnis hiervon gibt der Frequenzsynthesizer 10A durch
den Schalter 18 ein Lokalsignal aus, welches eine Frequenz
von 1930 MHz bis 1990 MHz aufweist, die erzielt wird, indem die
Frequenz von 3860 MHz bis 3980 MHz in der zweiten Dividierschaltung 17 durch
zwei geteilt wird, und dieses Ausgangssignal wird durch den π/2-Phasenschieber 4 in
den Quadratur-Demodulator 2 eingegeben.
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Da
im Falle von einem Modus, der ähnlich
zu dem GSM-Modus ist, eine Kommunikation in dem TDMA-System ausgeführt wird,
werden eine Übertragung
und ein Empfang nicht zeitgleich ausgeführt, obwohl es unterschiedliche
PCS-Modi gibt. Zwischen der Übertragung
und dem Empfang wird gewechselt, indem in Übereinstimmung mit der zeitlichen
Koordinierung der Übertragung
und des Empfangs die Ausgangssignalfrequenz des HF-Synthesizers 11 geschaltet
wird.
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[UMTS-Übertragungsmodus]
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Dann
wird in einem Fall des Ausführens
einer Übertragung
in dem UMTS-Modus die Ausgangssignalfrequenz des HF-Synthesizers 11 als
ein Wert innerhalb eines Frequenzbereiches von 3840 MHz bis 3960 MHz
in Übereinstimmung
mit der Übertragungsfrequenz
bestimmt, er zweite Mischer 15 wird abgeschaltet (was es
gestattet, dass das Ausgangssignal des HF-Synthesizers 11 ohne Änderung
hindurchläuft),
und das Teilungsverhältnis
der dritten Dividierschaltung 17 wird mit „2" bestimmt. Als ein
Ergebnis hiervon gibt der Frequenzsynthesizer 10A ein Lokalsignal
aus, welches eine Frequenz von 1920 MHz bis 1980 MHz aufweist, die erzielt
wird, indem die Frequenz von 3840 MHz bis 3960 MHz in der dritten
Dividierschaltung 17 durch zwei geteilt wird, und dieses
Ausgangssignal wird durch den π/2-Phasenschieber 5 in
den Quadratur-Modulator 3 eingegeben.
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[UMTS-Empfangsmodus]
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Nachfolgend
wird in einem Fall des Durchführens
eines Empfanges in dem UMTS-Modus die Ausgangssignalfrequenz des
HF-Synthesizers 11 als
ein Wert innerhalb eines Frequenzbereiches von 3840 MHz bis 3960
MHz in Übereinstimmung
mit der Übertragungsfrequenz
bestimmt, die Ausgangssignalfrequenz des LF-Synthesizers 12 wird
mit 380 MHz bestimmt, der erst Mischer 13 wird eingeschaltet,
und der Schalter 18 wird zu der oberen Seite bewegt (wodurch
das Ausgangssignal der zweiten Dividierschaltung 16 ausgewählt wird).
In dem ersten Mischer 13 wird ein Signal, welches eine
Frequenz von 4220 MHz bis 4340 MHz aufweist, erzielt, und zwar indem
das Ausgangssignal von dem HF-Synthesizer 11 und das Ausgangssignal
von dem LF-Synthesizer 12 miteinander
multipliziert werden. Demzufolge gibt der Frequenzsynthesizer 10A durch
den Schalter 18 ein Lokalsignal aus, welches eine Frequenz
von 2110 MHz bis 2170 MHz aufweist, die erzielt wird, indem die
Frequenz von 4220 MHz bis 4340 MHz in der zweiten Dividierschaltung 17 durch
zwei geteilt wird, und dieses Ausgangssignal wird durch den π/2-Phasenschieber 4 in
den Quadratur-Demodulator 2 eingegeben.
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Da
in einem Fall des UMTS-Modus das CDMA/FDD-System angenommen wird
(CDMA = code division multiple access; ein auf dem Code-Multiplex-Verfahren
basierendes Mehrfachzugriff-Verfahren/FDD = frequency division duplex;
Verfahren, welches elektrische Duplexverbindungen durch frequenzversetzte
Richtungskanäle
realisiert), werden die Übertragung
und der Empfang zeitgleich ausgeführt. Gemäß dem Aufbau dieser Ausführungsform
ist es möglich,
zeitgleich die Lokalsignale für
den Empfänger
und den Sender auszugeben, welche Frequenzen aufweisen, die für eine Übertragung
bzw. einen Empfang erforderlich sind.
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Wie
zuvor angedeutet, ist es bei dem Frequenzsynthesizer 10A dieser
Ausführungsform
mit dem einfachen Aufbau, bei welchem die beiden Einheits-Synthesizer,
d.h. der HF-Synthesizer 11 und der LF-Synthesizer 12,
eingerichtet werden, und bei welchem die Mischer 13 und 15,
die Dividierschaltungen 14, 16 und 17 und
der Schalter 18 mit diesen Synthesizern kombiniert werden,
möglich,
alle Frequenzen zu erzeugen, die für eine Übertragung bzw. für einen
Empfang in jedem Modus von GSM/DCS/PCS/UMTS erforderlich sind. Wenn von
daher eine Anzahl der Einheits-Synthesizer, dessen Schaltungsabmessung
groß ist,
außerordentlich
reduziert wird, kann die Hardware-Abmessung in beträchtlicher
Weise minimiert werden.
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2 zeigt
ein strukturelles Beispiel eines Mischers vom Bild-Unterdrückungstyp,
welcher als in 1 dargestellter erster Mischer 13 und
als in 1 dargestellter zweiter Mischer 15 ausgelegt
ist. Dieser Mischer weist π/2-Phasenschieber 21 und 22,
Multiplizierer 23 und 24 sowie eine Addier-/Subtrahierschaltung 25 auf. Dieser
Mischer multipliziert im wesentlichen ein Ausgangssignal von dem
HF-Synthesizer 11 und
ein Ausgangssignal von dem LF-Synthesizer 12 (oder ein
Signal, welches erzielt wird, indem des weiteren ein Ausgangssignal
von dem LF-Synthesizer 12 mit der Dividierschaltung 14 geteilt
wird) und gibt ein Signal aus, welches eine Frequenz aufweist, die
auf eine Summe oder eine Differenz der Ausgangssignale der beiden
Synthesizer 11 und 12 hinweist.
-
Wie
es in 2 gezeigt ist, werden in diesem Fall die π/2-Phasenschieber 21 und 22 verwendet,
um jedes der Ausgangssignale von den beiden Synthesizern 11 und 12 in
zwei Signale zu verzweigen, und die beiden Multiplizierer 23 und 24 werden
dann verwendet, um die zuvor beschriebene Multiplikationsoperation auszuführen. Zusätzlich wird
die Addier-/Subtrahiereinrichtung 25 verwendet, um die
Ausgangssignale von den Multiplizierern 23 und 24 zu
addieren (oder zu subtrahieren). Als ein Ergebnis hiervon kann der
Bild-Unterdrückungseffekt
erzielt werden. Da als Bild-Unterdrückungsverhältnis in
etwa eine Unterdrückung
von 30 dB erzielt werden kann, kann in dem Mischer, der den in 2 gezeigten
Aufbau aufweist, auf ein Bild-Unterdrückungsfilter des Mischers verzichtet
werden, der gewöhnlich
bei einer nachfolgenden Stufe erforderlich ist.
-
Im
nachfolgenden werden andere Ausführungsformen
gemäß der vorliegenden
Erfindung beschrieben. In jeder Zeichnung der nachfolgenden Ausführungsformen
bezeichnen gleiche Bezugsziffern die gleichen Komponenten, um eine
sich wiederholende Beschreibung zu vermeiden, und es wird vielmehr
hauptsächlich von
jeder Ausführungsform
das kennzeichnende Teil beschrieben.
-
[Zweite Ausführungsform]
-
3 zeigt
einen Aufbau eines Multiband-Funkgerätes, welches einen Frequenzsynthesizer
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufweist. Bei dem Frequenzsynthesizer 10B dieser Ausführungsform
sind die zweite und dritten Dividierschaltung 16 und 17 des
Frequenzsynthesizers 10A in 1 durch
Dividierschaltungen 26 und 27 ausgetauscht, die
ebenso als π/2-Phasenschieber
dienen, und anstelle des Schalters 18 wird ein Schalter 28 verwendet,
der ausgelegt ist, zeitgleich Signale für zwei Kanäle zu schalten.
-
4 zeigt ein Beispiel der Schaltungsanordnung
der Dividierschaltungen, die ebenso als π/2-Phasenschieber dienen, welche
als Dividierschaltungen 26 und 27 verwendet werden.
Diese Dividierschaltung wird mit zwei Flip-Flop-Schaltungen vom
D-Typ DFF1 und DFF2 als Hauptkomponenten verwirklicht, wie es in 4A gezeigt
ist. Wenn Takt-Signale in Takt-Eingangsterminals
CK und _CK eingegeben werden, werden ein Signal I und ein Signal
Q, die erzielt werden, indem das Taktsignal durch zwei geteilt wird,
von einem Terminal I, _I und einem Terminal Q, _Q, ausgegeben. Obwohl
das Taktsignal, das Signal I und das Signal Q in 4A als
unterschiedliche Signale bzw. Differentialsignale behandelt werden,
weisen das Signal I und das Signal Q eine Phasendifferenz von 90° auf, wie
es in 4B gezeigt ist, in welcher lediglich
positive Phasensignale dargestellt sind. Das heißt, die in 4A gezeigten
Dividierschaltung weist ebenso eine Funktion des π/2-Phasenschiebers
auf.
-
Wenn
von daher die in 4A gezeigte Dividierschaltung
für die
Dividierschaltungen 26 und 27 verwendet wird,
können
das Signal I und das Signal Q, welche von den Dividierschaltungen 26 und 27 ausgegeben
werden, als Lokalsignal verwendet werden, welches in den lokalen
Eingangs-Portanschluss des Quadratur-Demodulators 2 eingegeben wird,
oder als Lokalsignal verwendet werden, welches in den lokalen Eingangs-Portanschluss
des Quadratur-Modulators 3 eingegeben wird, wie es in 3 gezeigt
ist. Zusätzlich
sind die in 1 gezeigten π/2-Phasenschieber 4 und 5 nicht
mehr erforderlich. Der Schalter 28 ist derart ausgelegt,
dass er in der Lage ist, zeitgleich das Signal I und das Signal
Q, die von den Dividierschaltungen 26 und 27 ausgegeben
werden, zu schalten, und er dient ebenso als π/2-Phasenschieber.
-
(Dritte Ausführungsform)
-
5 zeigt
einen Aufbau eines Multiband-Funkgerätes, welches einen Frequenzsynthesizer
gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufweist. In der Beschreibung hinsichtlich
der ersten Ausführungsform
wurde angegeben, dass auf den Filter in der nachfolgenden Stufe
des Mischers verzichtet werden kann, indem solch ein Filter vom
Bild-Unterdrückungstyp
verwendet wird, wie er in 2 gezeigt
ist. Allerdings muss nicht darauf hingewiesen werden, dass das Einführen des
Filters in die nachfolgende Stufe des Mischers bevorzugte sein kann,
und zwar abhängig
von unnötigen,
störenden
Spezifikationen des Ausgangssignals von dem Frequenzsynthesizer.
-
Bei
dem Frequenzsynthesizer 10C dieser Ausführungsform sind in den nachfolgenden
Stufen der Mischer 13 und 15 Bandpass-Filter 31 und 32 eingeführt. Diese
Filter 31 und 32 können begründet werden, indem diskrete
Komponenten, die etwa eine Spule (L), ein Kondensator (C) oder ein
Widerstand (R) kombiniert werden, oder indem Filter-Komponenten
verwendet werden, die als Module gebildet sind, wie etwa ein geschichteter
LC-Filter, ein dielektrischer Filter, oder ein SAW-Filter (SAW =
surface acoustic wave; Oberflächenschallwelle).
Zusätzlich
können
diese Filter mit einem einfacheren Aufbau verwirklicht werden, indem
abhängig von
dem Interesse hinsichtlich der Frequenz die Bandpass-Filter 31 und 32 mit
Tiefpass-Filtern oder Hochpass-Filtern
aufgebaut werden.
-
(Vierte Ausführungsform)
-
Bei
dem direkten Umwandlungsmodus kann in dem Quadratur-Demodulator an der
Empfangsseite ein harmonischer Mischer verwendet werden, um Verschlechterungen
der Empfangscharakteristika zu unterdrücken, die infolge einer Erzeugung
des DC-Offsets bewirkt werden. Der harmonische Mischer ist verschieden vom
einem gewöhnlichen
Mischer, und ein Signal, welches eine Frequenz aufweist, die die
Hälfte
der Empfangsfrequenz ist, wird als Lokalsignal verwendet.
-
6 zeigt
einen Aufbau in einem Fall der Verwendung des harmonischen Mischers
in dem Quadratur-Demodulator 2 als eine vierte Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung. In dem Frequenzsynthesizer 10D dieser Ausführungsform
wird an der nachfolgenden Stufe des Schalters 18 eine vierte
Dividierschaltung 33 eingeführt. Das Teilungsverhältnis der
vierten Dividierschaltung 33 beträgt „2" und wird zum Erzeugen eines Lokalsignals
verwendet, welches eine Frequenz aufweist, welche die Hälfte der
Empfangsfrequenz ist, und das Teilungsverhältnis der vierten Dividierschaltung 33 ist
in dem Quadratur-Demodulator 2 erforderlich, der den Aufbau
des harmonischen Mischers aufweist.
-
Wenn
im übrigen
der harmonische Mischer verwendet wird, wird anstelle des in 1 gezeigten π/2-Phasenschiebers 4 der π/2-Phasenschieber 6 verwendet,
da eine Phasendifferenz der Lokalsignale, die den beiden Mischern
zugeführt
werden müssen,
in dem Quadratur-Demodulator 2 45° betragen muss.
-
(Fünfte Ausführungsform)
-
7 zeigt
einen Aufbau gemäß einer
fünften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, welche erzielt wird, indem die in 6 gezeigte
vierte Ausführungsform
verbessert wird. Bei dem Frequenzsynthesizer 10E dieser
Ausführungsform
werden ähnlich
zu der in 3 gezeigten zweiten Ausführungsform
zweite und dritte Dividierschaltungen 26 und 27 verwendet,
die ebenso als π/2-Phasenschieber
dienen, und es wird der Schalter 18 verwendet, der ausgelegt
ist, zeitgleich Signale für
zwei Kanäle
zu schalten, und es ist eine fünfte
Dividierschaltung 34, welches das Teilungsverhältnis „2" aufweist, die ebenso
als π/2-Phasenschieber dient,
wie auch die in 6 dargestellte vierte Dividierschaltung 33 hinzugefügt.
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Indem
in der vierten Dividierschaltung 33 durch den Schalter 28 jedes
der Signale, die eine Phase von 0° aufweisen,
und die von der zweiten und dritten Dividierschaltung 26 und 27 ausgegeben
werden, durch zwei geteilt werden, werden diese Signale als Lokalsignale
mit einer Phase von 0° ausgegeben.
Indem des weiteren jedes der von den Dividierschaltungen 26 und 27 durch
den Schalter 28 ausgegebenen Signale, die eine Phase von
90° aufweisen,
mit der fünften
Dividierschaltung 34, welche ebenso als π/2-Phasenschieber
dient, durch zwei geteilt werden, werden diese Signale als Lokalsignale
mit einer Phase von 45° ausgegeben.
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Wie
zuvor beschrieben, kann gemäß dieser
Ausführungsform
auf den in der vierten Ausführungsform verwendeten π/2-Phasenschieber 6 gemäß 6 verzichtet
werden, da die beiden Lokalsignale erzielt werden, welche insgesamt
eine Phasendifferenz von π/4
aufweisen.
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(Sechste Ausführungsform)
-
8 zeigt
als eine sechste Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung ein anderes strukturelles Beispiel in einem Fall der Verwendung
der harmonischen Mischer in dem Quadratur-Demodulator 2. Bei
dem Frequenzsynthesizer 10F dieser Ausführungsform ist die erste in
der 7 dargestellte Dividierschaltung 26,
welche das Teilungsverhältnis „2" aufweist, durch
eine Dividierschaltung 41 ersetzt, welche das Teilungsverhältnis "4" aufweist, und eine vierte Dividierschaltung 42,
welche das Teilungsverhältnis „2" aufweist, ist zwischen
der dritten Dividierschaltung 27 und dem Schalter 28 eingeführt. Darüber hinaus
wurden die in 7 dargestellten Dividierschaltungen 33 und 34 entfernt.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
können
die technischen Wirkungen, die ähnlich
zu den technischen Wirkungen der in 7 gezeigten
fünften
Ausführungsform
sind, erzielt werden, da die Dividierschaltungen 41 und 42 ebenso
als π/4-Phasenschieber
wirken, weil auf die π/4-Phasenschieber,
die für
die harmonischen Mischer erforderlich sind, verzichtet werden kann.
-
(Siebte Ausführungsform)
-
Die
zuvor erwähnten
ersten bis sechsten Ausführungsformen
sind allesamt Beispiele, in welchen die vorliegende Erfindung bei
dem Multiband-Funkgerät
angewandt wird, welches den direkten Umwandlungsmodus bei sowohl
dem Übertragungssystem
als auch dem Empfangssystem verwendet. Im nachfolgenden wird, wie
es in 9 als eine siebte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung gezeigt ist, ein Beispiel beschrieben, bei welchem die
vorliegende Erfindung bei dem Multiband-Funkgerät angewandt wird, in welchem
der direkte Umwandlungsmodus lediglich in dem Empfangssystem verwendet
wird, und bei welchem der Überlagerungs-Modus
bzw. Super-Heterodyn-Modus bei dem Übertragungssystem verwendet
wird.
-
In 9 ist
ein Frequenz-Umwandler 7 zwischen dem Quadratur-Modulator 3 des Übertragungssystems
und der Antenne 1 eingeführt. In diesem Fall wird der
Quadratur-Modulator 3 als Zwischenfrequenzumwandler verwendet.
Das heißt,
die Basisband-Übertragungssignale
It und Qt für
den I-Kanal und den Q-Kanal werden mit dem Quadratur-Modulator 3 in
Zwischenfrequenzsignale umgewandelt, dann mit dem Frequenzwandler 7 aufwärts konvertiert
und der Antenne 1 zugeführt.
-
Der
Frequenzwandler 7 ist mit Phasenvergleichern 71a bis 71c,
Down-Konvertierern 72a bis 72c und Up-Konvertierern 72d und
spannungsgesteuerten Oszillatoren (VCO) 73a bis 73c aufgebaut.
Die Suffixes a, b und c zeigen Systeme für GSM, DCS und PCS an, und
der UP-Konvertierer 72d wird für UMTS verwendet. Die Phasenvergleicher 71a bis 71c vergleichen
die Ausgangssignale der spannungsgesteuerten Oszillatoren (VCO) 73a bis 73c mit
Ausgangssignalen der Down-Konvertierer 72a bis 72c,
und mit Ausgangssignale, die auf Phasendifferenzen zwischen diesen
Signalen hinweisen. Die Oszillationsfrequenzen der spannungsgesteuerten
Oszillatoren (VCO) 73a bis 73c werden mit den
Ausgangssignalen der Phasenvergleichern 71a bis 71c verglichen.
Die Down-Konvertierer 72a bis 72c konvertieren
die Ausgangsignale der spannungsgesteuerten Oszillatoren (VCO) 73a bis 73c herunter,
und zwar indem ein erstes Lokalsignal verwendet wird, welches von
dem nachfolgend beschriebenen Frequenzsynthesizer 100A eingegeben
wird. Im Vergleich mit dem Multiband-Funkgerät, welches den direkten Umwandlungsmodus
anwendet, scheint dieser Aufbau ein komplizierter Aufbau eines Übertragungssystems
zu sein, allerdings kann der Quadratur-Modulator 3 dieses Übertragungssystems
von allen Modi gemeinsam genutzt werden. Wenn des weiteren der direkte
Umwandlungsmodus sowohl bei der Übertragung
als auch bei dem Empfang verwendet wird, nimmt in dieser Ausführungsform die
Ausgangsfrequenz des Quadratur-Modulators 3 die Zwischenfrequenz
an, obwohl die Ausgangssignalfrequenz des Quadratur-Modulators 3 mit
der Übertragungsfrequenz übereinstimmt.
-
Wenn
auf diese Art und Weise der Super-Heterodyn-Modus bzw. Überlagerungsmodus
in dem Übertragungsmodus
angenommen wird, wird der Aufbau des Frequenzsynthesizers durch
die Zwischenfrequenz des Übertragungssystems
geändert.
Wenn allerdings in GSM/DCS die Zwischenfrequenz 380 MHz beträgt, und
wenn in PCS/UMTS die Zwischenfrequenz 190 MHz beträgt, kann
der Frequenzsynthesizer mit dem einfachsten Aufbau verwirklicht
werden. Die Ausgangssignalfrequenzen des Frequenzsynthesizers sind
für diesen
Fall in der Tabelle 2 der Reihenfolge nach gezeigt.
-
-
Der
Frequenzsynthesizer 100A dieser in 9 gezeigten
Ausführungsform
ist ausgelegt, solche Frequenzen zu erzeugen. Der Frequenzsynthesizer 100A weist
für Einheits-Synthesizer
einen HF-Synthesizer 101 zum Erzeugen eines ersten Referenz-Frequenzsignals in
einem Hoch-Frequenzband und einem LF-Synthesizer 102 zum Erzeugen
eines zweiten Referenz-Frequenzsignals
in einem Niedrig-Frequenzband auf. In dem Frequenzsynthesizer 100A werden
Ausgangssignale, die notwendige Frequenzen aufweisen, erzeugt, indem
mit der nachfolgenden arithmetischen Schaltung an den von dem HF-Synthesizer 101 und
dem LF-Synthesizer 102 als zwei Einheits-Synthesizer mit unterschiedlichen
Frequenzbändern
ausgegebenen Referenz-Frequenzsignalen arithmetische Operationen
durchgeführt
werden, welche eine Multiplikation und eine Frequenzteilung einschließen.
-
Ein
Ausgangssignal von dem LF-Synthesizer 102 wird mit der
ersten Dividierschaltung 103, welche das Teilungsverhältnis „4" aufweist, geteilt.
Der erste Mischer 104 multipliziert ein Ausgangssignal
von dem HF-Synthesizer 101 und ein Ausgangssignal von der
ersten Dividierschaltung 103 miteinander. Ein Ausgangssignal
von dem ersten Mischer 104 wird mit einer zweiten Dividierschaltung 105,
welche das Teilungsverhältnis „2" aufweist, geteilt
und dann durch den π/2-Phasenschieber 4 als
Lokalsignal in den Quadratur-Demodulator 2 eingegeben.
-
Das
Ausgangssignal von dem LF-Synthesizer 102 wird ebenso mit
einer dritten Dividierschaltung 17 geteilt, die das Teilungsverhältnis zwischen „2" und „4" schalten kann, und
dann als ein erstes Übertragungs-Lokalsignal
in den Quadratur-Modulator 3 eingegeben.
Darüber
hinaus wird das Ausgangssignal von dem HF-Synthesizer 101 über eine
vierte Dividierschaltung 107, welche das Teilungsverhältnis „4" aufweist, als ein
zweites Übertragungs-Lokalsignal
in den Frequenzwandler 7 eingegeben.
-
Die
Ausgangssignalfrequenz des HF-Synthesizers 101, die Ausgangssignalfrequenz
des LF-Synthesizers 102, das Einschalten bzw. Abschalten
des ersten Mischers 104, das Einschalten bzw. Abschalten
der zweiten Dividierschaltung 105, das Teilungsverhältnis der
dritten Dividierschaltung 106 und das Einschalten bzw.
Abschalten der vierten Dividierschaltung 107 werden in Übereinstimmung
mit einem Operationsmodus des Multiband-Funkgerätes mit einer Steuerung 110 gesteuert.
In dieser Ausführungsform
kann die Ausgangssignalfrequenz des LF-Synthesizers 102 starr bzw.
festgesetzt sein, und die mit der Steuerung 110 bewirkte Steuerung
ist in nicht notwendiger Weise erforderlich. Darüber hinaus wurde in 9 eine
Steuersignalleitung von der Steuerung 110 zu dem Mischer 104 weggelassen.
-
Im
nachfolgenden wird im Detail die Operation des Frequenzsynthesizers 100A in Übereinstimmung mit
jedem Operationsmodus des Multiband-Funkgerätes beschrieben.
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[GSM-Übertragungsmodus]
-
An
erster Stelle wird in einem Fall des Durchführens einer Übertragung
in den GSM-Modus die Ausgangssignalfrequenz des HF-Synthesizers 101 als
ein Wert innerhalb eines Frequenzbereiches von 2000 MHz bis 2140
MHz in Übereinstimmung
mit der Übertragungsfrequenz
bestimmt, die Ausgangssignalfrequenz des LF-Synthesizers 102 wird
mit 760 MHz bestimmt, und das Teilungsverhältnis der dritten Dividierschaltung 106 wird
mit „2" bestimmt. In diesem
Fall gibt der Frequenzsynthesizer 100A ein Signal aus,
welches eine Frequenz von 380 MHz aufweist, die erzielt wird, indem
in der dritten Dividierschaltung 106 760 MHz durch zwei
geteilt wird, und dieses Signal wird als erstes Übertragungs-Lokalsignal in
den Quadratur-Modulator 3 eingegeben.
-
Zusätzlich wird
ein Signal, welches eine Frequenz von 500 MHz bis 535 MHz aufweist,
die erzielt wird, indem unter Verwendung der vierten Dividierschaltung 107 die
Ausgangssignalfrequenz 2000 MHz bis 2140 MHz des HF-Synthesizers 101 durch
vier geteilt wird, als zweites Übertragungs-Lokalsignal
ausgegeben und in den Frequenzwandler 7 eingegeben.
-
[GSM-Empfangsmodus]
-
Anschließend wird
in einem Fall des Durchführens
eines Empfanges in dem GSM-Modus die Ausgangssignalfrequenz des
HF-Synthesizers 101 als
ein Wert innerhalb eines Frequenzbereiches von 2040 MHz bis 2110
MHz in Übereinstimmung
mit der Übertragungsfrequenz
bestimmt, die Ausgangssignalfrequenz des LF-Synthesizers 102 wird
mit 760 MHz bestimmt, und der Mischer 104 wird eingeschaltet.
Das Ausgangssignal von dem LF-Synthesizer 102 wird mit
der ersten Dividierschaltung 103 durch zwei geteilt, um
einen Wert von 190 MHz anzunehmen, und dann in den Mischer 104 eingegeben.
-
In
dem Mischer 104 werden das Ausgangssignal von dem HF-Synthesizer 101 und
das Ausgangssignal von der ersten Dividierschaltung 103 miteinander
multipliziert, und es wird ein Differenz-Frequenzanteil von den
beiden Signalen extrahiert. Als eine Ergebnis hiervon wird ein Ausgangssignal
in Übereinstimmung mit
der Übertragungsfrequenz
erzielt, welches eine Frequenz in einem Frequenzbereich von 1850
MHz bis 2300 MHz aufweist. Wenn das Ausgangssignal von dem zweiten
Mischer 15, welches eine Frequenz von 1850 MHz bis 2300
MHz aufweist, in der zweiten Dividierschaltung 105 durch
zwei geteilt wird, wird ein Signal von dem Frequenzsynthesizer 100A als
Lokalsignal ausgegeben, welches eine Frequenz von 925 MHz bis 1785 MHz
aufweist, und dann durch den π/2-Phasenschieber 4 in
den Quadratur-Demodulator 2 eingegeben.
-
Da
in dem GSM-Modus eine Kommunikation in dem TDMA-System bewirkt wird,
werden eine Übertragung
und ein Empfang nicht zeitgleich ausgeführt. Der Wechsel zwischen Übertragung
und Empfang erfolgt, indem die Ausgangssignalfrequenz des HF-Synthesizers 101 in Übereinstimmung
mit der zeitlichen Koordinierung der Übertragung und des Empfangs
geschaltet wird.
-
[DCS-Übertragungsmodus]
-
Dann
wird in einem Fall des Ausführens
einer Übertragung
in dem DCS-Modus die Ausgangssignalfrequenz des HF-Synthesizers 101 als
ein Wert innerhalb eines Frequenzbereiches von 2090 MHz bis 2165 MHz
in Übereinstimmung
mit der Übertragungsfrequenz
bestimmt, die Ausgangssignalfrequenz des LF-Synthesizers 102 wird
mit 760 MHz bestimmt, das Teilungsverhältnis der dritten Dividierschaltung 106 wird
mit „2" bestimmt, und die
vierte Dividierschaltung 107 wird abgeschaltet (was es
gestattet, dass das Ausgangssignal von dem HF-Synthesizer 101 hindurchläuft, ohne
geteilt zu werden). In diesem Fall gibt der Frequenzsynthesizer 100A als
erstes Übertragungs-Lokalsignal
ein Signal aus, welches eine Frequenz von 380 MHz aufweist, die
erzielt wird, indem in der dritten Dividierschaltung 106 760
MHz durch zwei geteilt wird, und dieses Signal wird in den Quadratur-Modulator 3 eingegeben.
-
Darüber hinaus
wird das Ausgangssignal von dem HF-Synthesizer 101, welches
eine Frequenz von 2090 MHz bis 2165 MHz aufweist, als zweites Übertragungs-Lokalsignal
ausgegeben, ohne dass es mit der vierten Dividierschaltung 107 geteilt
wird, und in den Frequenzwandler 7 eingegeben.
-
[DCS-Empfangsmodus]
-
Anschließend wird
in einem Fall des Durchführens
eines Empfanges in dem DCS-Modus die Ausgangssignalfrequenz des
HF-Synthesizers 101 in Übereinstimmung
mit der Empfangsfrequenz als ein Wert in einem Frequenzbereich von
1995 MHz bis 2070 MHz bestimmt, die Ausgangssignalfrequenz des LF-Synthesizers 102 wird
mit 760 MHz bestimmt, die dritte Dividierschaltung 103 wird
eingeschaltet, der Mischer 104 wird eingeschaltet, und
die zweite Dividierschaltung 105 wird abgeschaltet (was
es gestattet, dass das Ausgangssignal von dem Mischer 104 hindurchläuft, ohne
dass es geteilt wird). Das Ausgangssignal von dem LF-Synthesizer 102 wird
in der zweiten Dividierschaltung 103 durch vier geteilt,
so dass es einen Wert von 190 MHz annimmt, und dann in den Mischer 104 eingegeben.
In dem Mischer 104 wird ein Ausgangssignal in Übereinstimmung
mit der Empfangs-/Übertragungsfrequenz
erzielt, welches eine Frequenz in einem Frequenzbereich von 1805
MHz bis 1880 MHz aufweist, und zwar indem das Ausgangssignal von
dem HF-Synthesizer 101 und das Ausgangssignal von der ersten
Dividierschaltung 103 miteinander multipliziert werden.
Das Ausgangssignal von dem Mischer 105, welches eine Frequenz
von 1805 MHz bis 1880 MHz aufweist, wird von dem Frequenzsynthesizer 100A als
Lokalsignal ausgegeben, ohne dass es mit der zweiten Dividierschaltung 105 geteilt
wird, und durch den π/2-Phasenschieber 4 in
den Quadratur-Demodulator 2 eingegeben.
-
Da ähnlich wie
in dem GSM-Modus in dem DCS-Modus eine Kommunikation in dem TDMA-System ausgeführt wird,
werden eine Übertragung
und eine Empfang nicht zeitgleich ausgeführt. Zwischen der Übertragung
und dem Empfang wird geschaltet, indem die Frequenz des HF-Synthesizers 10 in Übereinstimmung mit
der zeitlichen Koordinierung der Übertragung und des Empfangs
geschaltet wird.
-
[PCS-Übertragungsmodus]
-
Dann
wird in einem Fall des Bewirkens einer Übertragung im PCS-Modus die
Ausgangssignalfrequenz des HF-Synthesizers 101 als ein
Wert innerhalb eines Frequenzbereiches von 2040 MHz bis 2100 MHz
in Übereinstimmung
mit der Übertragungsfrequenz
bestimmt, die Ausgangssignalfrequenz des LF-Synthesizers 102 wird
mit 760 MHz bestimmt, das Teilungsverhältnis der dritten Dividierschaltung 106 wird
mit „4" bestimmt, und die
vierte Dividierschaltung 107 wird abgeschaltet (was es
gestattet, dass das Ausgangssignal von dem HF-Synthesizer 101 hindurchläuft ohne
geteilt zu werden). In diesem Fall gibt der Frequenzsynthesizer 100A als
erstes Übertragungs-Lokalsignal
ein Signal aus, welches eine Frequenz von 190 MHz aufweist, die
erzielt wird, indem in der dritten Dividierschaltung 106 760
MHz durch vier geteilt wird, und dieses Signal wird in den Quadratur-Modulator 3 eingegeben.
-
Darüber hinaus
wird das Ausgangssignal von dem HF-Synthesizer 101, welches
eine Frequenz von 2040 MHz bis 2100 MHz aufweist, als zweites Übertragungs-Lokalsignal
ausgegeben, ohne dass es mit der vierten Dividierschaltung 107 geteilt
wird, und in den Frequenz-Wandler 7 eingegeben.
-
[PCS-Empfangsmodus]
-
Dann
wird in einem Fall des Ausführens
eines Empfangs im PCS-Modus
die Ausgangssignalfrequenz des HF-Synthesizers 101 als
ein Wert innerhalb eines Frequenzbereiches von 2120 MHz bis 2180
MHz in Übereinstimmung
mit der Übertragungsfrequenz
bestimmt, die Ausgangssignalfrequenz des LF-Synthesizers 102 wird
mit 760 MHz bestimmt, der Mischer 104 wird eingeschaltet,
die zweite Dividierschaltung 105 wird eingeschaltet, und
die vierte Dividierschaltung 107 wird abgeschaltet (was
es gestattet, dass das Ausgangssignal des HF-Synthesizers 101 hindurchläuft, ohne
geteilt zu werden). Das Ausgangssignal von dem LF-Synthesizer 102 wird
in der ersten Dividierschaltung 103 durch vier geteilt,
um 190 MHz anzunehmen, und dann in den Mischer 104 eingegeben.
-
In
dem Mischer 104 wird ein Ausgangssignal in Übereinstimmung
mit der Übertragungsfrequenz
erzielt, welches eine Frequenz innerhalb eines Frequenzbereiches
von 1930 MHz bis 2100 MHz aufweist, und zwar indem das Ausgangssignal
von dem HF-Synthesizer 101 und
das Ausgangssignal von der ersten Dividierschaltung 103 miteinander
multipliziert werden. Das Ausgangssignal von dem zweiten Mischer 104,
welches eine Frequenz von 1930 MHz bis 2100 MHz aufweist, wird von
dem Frequenzsynthesizer 100A als Lokalsignal ausgegeben,
ohne dass es mit der zweiten Dividierschaltung 105 geteilt
wird, und durch den π/2-Phasenschieber 4 in
den Quadratur-Demodulator 4 eingegeben.
-
Da ähnlich wie
im GSM-Modus in dem PCS-Modus eine Kommunikation in dem TDMA-System
ausgeführt
wird, werden eine Übertragung
und ein Empfang nicht zeitgleich ausgeführt. Zwischen der Übertragung und
dem Empfang wird gewechselt, indem die Ausgangssignalfrequenz des
HF-Synthesizers 101 in Übereinstimmung
mit der zeitlichen Koordinierung der Übertragung und des Empfangs
geschaltet wird.
-
[UMTS-Übertragungsmodus]
-
Anschließend wird
in einem Fall des Bewirkens einer Übertragung in dem UMTS-Modus
die Ausgangssignalfrequenz des HF-Synthesizers 101 als
ein Wert innerhalb eines Frequenzbereiches von 2110 MHz bis 2170
MHz in Übereinstimmung
mit der Übertragungsfrequenz
bestimmt, die Ausgangssignalfrequenz des LF-Synthesizers 102 wird
mit 160 MHz bestimmt, das Teilungsverhältnis der dritten Dividierschaltung 106 wird mit „4" bestimmt, und die
vierte Dividierschaltung 107 wird abgeschaltet (was es
gestattet, dass das Ausgangssignal von dem HF-Synthesizer 101 hindurchläuft, ohne
geteilt zu werden). In diesem Fall gibt der Frequenzsynthesizer 100A als
erstes Übertragungs-Lokalsignal ein Signal
aus, welches eine Frequenz von 190 MHz aufweist, die erzielt wird,
indem in der dritten Dividierschaltung 106 760 MHz durch
vier geteilt wird, und dieses Signal wird in den Quadratur-Modulator 3 eingegeben.
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Darüber hinaus
wird das Ausgangssignal von den HF-Synthesizer 101, welches
eine Frequenz von 2110 MHz bis 21070 MHz aufweist, als zweites Übertragungs-Lokalsignal
ausgegeben, ohne dass es mit der vierten Dividierschaltung 107 geteilt
wird, und in den Frequenz-Wandler 7 eingegeben.
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[UMTS-Empfangsmodus]
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Dann
wird ähnlich
wie bei der Übertragung
in einem Fall des Durchführens
eines Empfanges in dem UMTS-Modus die Ausgangssignalfrequenz des
HF-Synthesizers 101 mit 2110 MHz bis 2170 MHz bestimmt, der
Mischer 104 wird abgeschaltet (was es gestattet, dass das
Ausgangssignal von dem Mischer 104 ohne Modifikation hindurchläuft), und
die zweite Dividierschaltung 105 wird abgeschaltet (was
es gestattet, dass das Ausgangssignal des Mischers 104 hindurchläuft, ohne
geteilt zu werden). Das Ausgangssignal des LF-Synthesizers 102 wird
in der ersten Dividierschaltung 103 durch vier geteilt,
um 190 MHz zu werden, und dann ohne Modifikation durch den Mischer 104 hindurchgeschickt.
Zusätzlich
wird dieses Signal von dem Frequenzsynthesizer 100A als
Lokalsignal ausgegeben, ohne dass es mit der zweiten Dividierschaltung 105 geteilt
wird, und durch den π/2-Phasenschieber 4 in
den Quadratur-Demodulator 2 eingegeben.
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Da
in einem Fall des UMTS-Modus eine Kommunikation in dem CDMA/FDD-System
ausgeführt
wird, werden eine Übertragung
und ein Empfang zeitgleich bewirkt. Gemäß dem Aufbau dieser Ausführungsform können die
ersten und zweiten Übertragungs-Lokalsignale und
das Lokalsignal für
den Empfänger,
welche Frequenzen aufweisen, die für die Übertragung bzw. den Empfang
erforderlich sind, zu diesem Zeitmoment zeitgleich ausgegeben werden.
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Wie
bereits zuvor dargelegt ist es in dieser Ausführungsform mit dem Frequenzsynthesizer 100A,
der einen Aufbau aufweist, bei welchem lediglich der HF-Synthesizer 101 und
der LF-Synthesizer 102 als
Einheits-Synthesizer eingerichtet sind, und bei welchem die Dividierschaltungen 103, 105, 106 und 107 und
der Mischer 104 mit diesen Synthesizern kombiniert sind,
ebenso möglich,
alle Frequenzen zu erzeugen, die für eine Übertragung und für einen
Empfang in jedem Modus von GSM/DCS/PCS/UMTS erforderlich sind. Von daher
kann mit einer außerordentlichen
Reduzierung der Anzahl der Einheits-Synthesizer, welche eine große Schaltungsabmessung
aufweisen, in beträchtlicher
Weise die Hardware-Abmessung verringert werden.
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Da
in dem Übertragungssystem
zusätzlich
die Übertragung
des ersten Lokalsignals mit 0° und
90°, was
erzielt wird, indem in notwendiger Weise das Ausgangssignal von
dem LF-Synthesizer 102 in der dritten Dividierschaltung 106 durch
vier oder durch zwei geteilt wird, dem Quadratur-Modulator 3 zugeführt wird,
kann die Dividierschaltung 106 ebenso als π/2-Phasenschieber
dienen.
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(Achte Ausführungsform)
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10 zeigt
einen Aufbau eines Frequenzsynthesizers gemäß einer achten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Obwohl in der achten Ausführungsform
auf einen Filter in der nachfolgenden Stufe des Mischers 104 verzichtet
werden kann, indem ein Filter von solch einem Bild-Unterdrückungstyp
verwendet wird, wie er in 2 gezeigt
ist, bedarf es nicht gesagt zu werden, dass das Einführen des
Filters in die nachfolgende Stufe des Mischers 104 oder
in die nachfolgende Stufe der ersten Dividierschaltung 103 von
Vorteil sein kann, und zwar abhängig
von unnötigen,
störenden
Spezifikationen des Ausgangssignals des Frequenzsynthesizers.
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Bei
dem Frequenzsynthesizer 100B dieser Ausführungsform
sind jeweils zu der nachfolgenden Stufe der ersten Dividierschaltung 103 und
zu der nachfolgenden Stufe des Mischers 104 Bandpass-Filter 108 und 109 eingeführt. Diese
Filter 108 und 109 können verwirklicht werden, indem
diskrete Bauteile, wie etwa eine Spule (L), ein Kondensator (C)
oder ein Widerstand (R) kombiniert werden, oder es können für diese
Filter solche Filterbauteile verwendet werden, die in Modulen gebildet
sind, wie etwa ein geschichteter LC-Filter, ein dielektrischer Filter
oder ein SAW-Filter (SAW = surface acoustic wave). Zusätzlich kann
die vorliegende Erfindung mit einem einfacheren Aufbau verwirklicht
werden, und zwar indem abhängig
von der zu bewältigenden Frequenz
die Bandpass-Filter 31 und 32 mit Tiefpass-Filtern
oder mit Hochpass-Filtern konfiguriert sind.
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(Neunte Ausführungsform)
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11 zeigt
einen Aufbau eines Frequenzsynthesizers gemäß einer neunten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Bei dem Frequenzsynthesizer 100C dieser
Ausführungsform
wurde ein zweiter LF-Synthesizer 120 hinzugefügt. Bei
dem Frequenzsynthesizer 100A gemäß der siebten Ausführungsform, welche
in 9 dargestellt ist, wird ein Signal, welches eine
Frequenz von 190 MHz aufweist, erzeugt, indem ein Ausgangssignal
von dem LF-Synthesizer 102, welches eine Frequenz von 760
MHz aufweist, mit der ersten Dividierschaltung 103 geteilt
wird. Andererseits wird in dieser Ausführungsform der neuerdings bereitgestellte
zweite LF-Synthesizer 120 verwendet, um ein Signal zu erzeugen,
welches eine Frequenz von 190 MHz aufweist.
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Obwohl
ein Ausgangssignal von der in 9 gezeigten
Dividierschaltung 103 eine rechteckförmige Wellenform aufweist,
kann gemäß dieser
Ausführungsform
ein Ausgangssignal von dem zweiten LF-Synthesizer 120,
d.h. ein Signal, welches in den Mischer 104 eingegeben
wird, eine sinusförmige
Wellenform aufweisen. Im Vergleich mit dem Fall, wo das Ausgangssignal
der Dividierschaltung 103 in den Mischer 104 eingegeben
wird, wie es in 9 gezeigt ist, ist es möglich, die
Notwendigkeit des Hinzufügens
der Band-Restriktion mit dem Filter 108, wie es in 10 gezeigt
ist, zu reduzieren.
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(Zehnte Ausführungsform)
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12 zeigt
einen Aufbau eines Multiband-Funkgerätes, welches einen Frequenzsynthesizer
gemäß einer
zehnten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufweist. Es werden die Unterschiede
dieser Ausführungsform
hinsichtlich der siebten bis neunten Ausführungsformen beschrieben, wobei
bei dem Frequenzsynthesizer 100D dieser Ausführungsform
ein HF-Synthesizer 111 zum
Erzeugen eines Signals verwendet wird, welches eine Frequenz aufweist,
die doppelt so hoch wie die Frequenz des HF-Synthesizers 101 ist;
wobei die erste Dividierschaltung zum Dividieren eines Ausgangssignals
von dem LF-Synthesizer 102 von der Dividierschaltung 103 mit
dem Teilungsverhältnis „4" in die Dividierschaltung 113 mit
dem Teilungsverhältnis „2" geändert wird;
wobei die zweite Dividierschaltung zum Dividieren eines Ausgangssignals
von dem Mischer 104 zu der Dividierschaltung 115 geändert wird,
die ausgelegt ist, das Teilungsverhältnis zwischen „2" und „4" zu schalten; und
wobei die vierte Dividierschaltung zum Dividieren eines Ausgangssignals
von dem HF-Synthesizer 111 zu der Dividierschaltung 117 geändert wurde,
die ausgelegt ist, das Teilungsverhältnis zwischen „2" und „8" zu schalten.
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Da
bei dem Frequenzsynthesizer 100A, der den in der 9 gezeigten
Aufbau aufweist, ein Signal, welches zur Empfangsseite ausgegeben
werden muss, in nicht notwendiger Weise durch zwei geteilt wird,
ist an der Lokalsignal-Eingangsseite
des Quadratur-Demodulators 2 der π/2-Phasenschieber 4 erforderlich.
Da allerdings bei dem Aufbau des Frequenzsynthesizers 100 gemäß dieser
Ausführungsform
die Dividierschaltung zum Dividieren einer Frequenz durch zwei ebenso
in notwendiger weise in dem Empfangssystem vorgesehen ist, kann
diese Dividierschaltung ebenso als π/2-Phasenschieber dienen.
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(Elfte Ausführungsform)
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13 zeigt
einen Aufbau eines Multiband-Funkgerätes, welches einen Frequenzsynthesizer
gemäß einer
elften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufweist. Diese Ausführungsform entspricht hinsichtlich
des Aufbaues, bei welchem ähnlich
wie bei den siebten bis zehnten Ausführungsformen der direkte Umwandlungsmodus
in dem Empfangssystem und der Überlagerungs-Modus
bzw. Super-Heterodyn-Modus
in dem Übertragungssystem
verwendet werden, einem Fall, bei welchem im Empfangssystem die
harmonischen Mischer in dem Quadratur-Demodulator 2 verwendet
werden, ähnlich
wie es bei der vierten Ausführungsform beschrieben
wurde. In diesem Fall kann der Frequenzsynthesizer 100E mit
weniger Bauteilen verwirklicht werden.
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Der
Frequenzsynthesizer 100E ist in dieser Ausführungsform
dahingehend verschieden von dem in 9 gezeigten
Frequenzsynthesizer 100A der siebten Ausführungsform,
dass die zweite Dividierschaltung 105 mit der Dividierschaltung 115 begründet wird,
welche ausgelegt ist, das Teilungsverhältnis zwischen „2" und „4" zu schalten. Da
ferner in einem Fall der Verwendung der harmonischen Mischer eine
Phasendifferenz der den beiden Mischern in dem Quadratur-Demodulator 2 zugeführten Lokalsignale
auf 45° festgelegt
sein muss, ist der in 9 gezeigte π/2-Phasenschieber 4 durch
den π-4/Phasenschieber 6 ersetzt.
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Hinsichtlich
der Operation dieses Frequenzsynthesizers 100E ist in der
Beschreibung der Operation der siebten Ausführungsform die Dividierschaltung 115 in 13 mit
dem Teilungsverhältnis „4" betrieben, wenn
die Dividierschaltung 105 aktiviert ist, und die Dividierschaltung 115 ist
mit dem Teilungsverhältnis „2" betrieben, wenn
die Dividierschaltung 105 abgeschaltet ist (was es gestattet,
dass das Ausgangssignal von dem Mischer 104 hindurchläuft, ohne
geteilt zu werden). Als ein Ergebnis hiervon ist es möglich, von
der Dividierschaltung 115 das Lokalsignal zu erzielen,
welches eine Frequenz aufweist, die die Hälfte der Empfangsfrequenz beträgt, welche
in dem Quadratur-Demodulator 2 mit der harmonischen Mischerstruktur
erforderlich ist.
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(Zwölfte Ausführungsform)
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14 zeigt
einen Aufbau eines Multiband-Funkgerätes, welches einen Frequenzsynthesizer
gemäß einer
zwölften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufweist. Obwohl sämtliche Frequenzsynthesizer 100A bis 100E,
welche im Zusammenhang mit der siebten bis elften Ausführungsform
beschrieben wurden, derart konfiguriert sind, um in dem Übertragungssystem
den Überlagerungsmodus
bzw. Super-Heterodyn-Modus
anzunehmen, entspricht der Frequenzsynthesizer 100F dieser
Ausführungsform
einem Beispiel, bei welchem in dem Übertragungssystem für jeden
Modus von GSM/DCS/PCS der Überlagerungsmodus
angenommen wird, und in welchem der direkte Umwandlungsmodus nur
für den
UMTS-Modus angenommen wird.
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Der
Aufbau des Frequenzsynthesizer 100F dieser Ausführungsform
ist ähnlich
zu dem Aufbau des in 9 gezeigten Frequenzsynthesizers 100A,
allerdings äußerst verschieden
dahingehend, dass Schalter 121 und 122 sowie ein
zweiter Mischer 123 hinzugefügt sind. Des weiteren wird
die Ausgangssignalfrequenz des LF-Synthesizers 102 von
760 MHz zu 380 MHz geändert,
und von daher wird die erste Dividierschaltung zu der Dividierschaltung 115 mit
dem Teilungsverhältnis „2" geändert, und
es wird die dritte Dividierschaltung zu der Dividierschaltung 116 mit
dem Teilungsverhältnis „2" jeweils geändert.
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Der
hinzugefügte
zweite Mischer 123 multipliziert ein Ausgangssignal von
dem HF-Synthesizer 101 mit einem durch die vierte Dividierschaltung 107 übertragenen
Signal, und multipliziert ein Ausgangssignal von dem LF-Synthesizer 102 mit
einem Signal, welches einer Division durch zwei in der dritten Dividierschaltung 116 unterworfen
wurde. Die Schalter 121 und 122 sind zum Schalten
eines Ausgangssignals von der Dividierschaltung 116 und
eines Ausgangssignals von dem zweiten Mischer 123 sowie
zum Ausgeben eines resultierenden Signals als erstes Übertragungs-Lokalsignal
vorgesehen.
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Bei
diesem Frequenzsynthesizer 100F kann in dem UMTS-Modus
das Lokalsignal, welches mit der für den direkten Umwandlungs-Modus erforderlichen Übertragungsfrequenzen übereinstimmt,
mit dem zugefügten
zweiten Mischer 123 erzielt werden, obwohl die gleiche
Operation, wie jene des in 9 gezeigten
Frequenzsynthesizers 108 in den drei Modi von GSM/DCS/PCS
ausgeführt
wird. Das heißt,
die Schalter 121 und 123 werden derart umgesetzt,
dass sie in einem Fall der GSM/DCS/PCS-Modi nicht den Mischer 123 enervieren,
und sie werden derart umgesetzt, um den Mischer 123 in
dem UMTS-Modus zu enervieren.
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Es
wird hinsichtlich der Operation in einem Fall des Durchführens einer Übertragung
in dem UMTS-Modus eine detaillierte Beschreibung angegeben, wobei
die Ausgangssignalfrequenz des HF-Synthesizers 101 als
ein Wert innerhalb eines Frequenzbereiches von 2110 MHz bis 2170
MHz in Übereinstimmung mit
der Übertragungsfrequenz
bestimmt wird, die Ausgangssignalfrequenz des LF-Synthesizers 102 mit
380 MHz bestimmt wird, und wobei die vierte Dividierschaltung 107 abgeschaltet
wird (was es gestattet, dass das Ausgangssignal von dem HF-Synthesizer 101 hindurchläuft, ohne
geteilt zu werden).
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In
diesem Fall gibt der Frequenzsynthesizer 100F das Lokalsignal
aus, welches die gleiche Frequenz wie die Übertragungsfrequenz von 1920
MHz bis 1990 MHz (siehe Tabelle 1) aufweist, die erzielt wird, indem im
zweiten Mischer 123 ein Signal, welches eine Frequenz von
190 MHz aufweist, die erzielt wird, indem in der dritten Dividierschaltung 116 380
MHz durch zwei geteilt wird, und ein Signal von dem HF-Synthesizer 101 mit einer
Frequenz von 2110 MHz bis 2170 MHz multipliziert werden, welches
durch die vierte Dividierschaltung 107 geschickt wird.
Dieses Ausgangssignal wird in den Quadratur-Modulator 3 eingegeben.
Zu diesem Zeitpunkt wird der Frequenzwandler 7 derart angesteuert,
dass er abgeschaltet wird (was es gestattet, dass das Ausgangssignal
von dem Quadratur-Modulator 3 ohne Modifikation hindurchläuft).
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Obwohl
im vorangehenden der Fall beschrieben wurde, bei welchem die vorliegende
Erfindung bei dem Multiband-Funkgerät angewandt wird, welches in
den vorangehenden Ausführungsformen
in Einklang mit den vier Modi von GSM/DCS/PCS/UMTS handelt, kann
die vorliegende Erfindung ebenso mit dem Multiband-Funkgerät angewandt
werden, welches im Einklang mit zwei willkürlichen Modi oder drei Modi
dieser vier Modi handelt. Darüber
hinaus weist die vorliegende Erfindung ein Multiband-Funkgerät auf, welches
in Einklang mit fünf
Kommunikations-Modi
handelt, wobei ein anderer Kommunikationsmodus zu diesen vier Modi hinzugefügt wird,
oder es weist die vorliegende Erfindung irgendein anderes Gerät auf, soweit
es einen Aufbau zum Erzeugen von Signalen (Lokalsignalen) in einer
Vielzahl dieser (drei oder mehr) Frequenzbändern aufweist, wobei eine
Anzahl von Einheits-Synthesizern überschritten wird, indem zumindest
zwei Einheits-Synthesizer, die den HF-Synthesizer und den LF-Synthesizer
einschließen,
mit der Arithmetikschaltung kombiniert werden, welche die Dividierschaltungen
und die Mischer aufweist.
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Wie
zuvor dargelegt, ist es gemäß dem Frequenzsynthesizer
der vorliegenden Erfindung möglich,
Signale in einer Vielzahl von Frequenzbändern zu erzeugen, indem eine
Anzahl von Einheits-Synthesizer überschritten
wird, deren Schaltungsabmessung klein ist, wobei die Anzahl von
Einheits-Synthesizer zwei Einheits-Synthesizer aufweist, um im wesentlichen
in einem Hoch-Frequenzband und in einem Tief-Frequenzband Referenz-Frequenzsignalen
zu erzeugen.
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Darüber hinaus
kann dieser Frequenzsynthesizer verwendet werden, um ein Multiband-Funkgerät mit einer
kleinen Hardware-Abmessung
zu verwirklichen, welches in zwei oder mehreren Frequenzbändern eingesetzt
werden kann.
