DE60215773T2 - Transceiver mit Frequenzaufbereitungsschaltung - Google Patents

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/16Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/22Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using more than one loop
    • H03L7/23Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using more than one loop with pulse counters or frequency dividers
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B19/00Generation of oscillations by non-regenerative frequency multiplication or division of a signal from a separate source

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  • Transceivers (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Frequenzaufbereitungsschaltungen (Frequenzsynthesizer) und wurde unter spezieller Beachtung der möglichen Anwendung in Systemen entwickelt, die mit sehr hohen Frequenzen betrieben werden, wie etwa Millimeterwellen- (MMW-) Übertragungssysteme.
  • Solche Systeme arbeiten gegenwärtig auf der Basis des Zeitgetrenntlageverfahrens (Time Division Duplexing, TDD) und ermöglichen somit, dass eine einzige Funkfrequenz wahlweise für das Senden und für den Empfang verwendet wird. Eine solche Frequenz wird erzeugt durch „Überlagern" (d. h. Mischen) eines Tons von einem lokalen Synthesizer mit den Zwischenfrequenz(ZF-) Signalen, die gesendet und empfangen werden.
  • Da die Modulation digital erfolgt und gewöhnlich vom Typ PSK oder FSK TFM ist, muss der Synthesizer, um eine akzeptable Bitfehlerrate (Bit Error Rate, BER) zu erreichen, ein niedriges Phasenrauschen aufweisen. Insbesondere im Fall einer Winkelmodulation wird das Phasenrauschen des Synthesizers zu dem Rauschen addiert, das in jedem Fall während des Prozesses der Frequenzumwandlung in dem System vorhanden ist. Dies kann zur Folge haben, dass auf das Phasenrauschen des Synthesizers möglicherweise ein wesentlicher Anteil des Gesamt-Phasenrauschens am Systemausgang entfällt.
  • Die Frequenzen der zwei ZF-Signale können identisch oder unterschiedlich sein, was Auswirkungen auf die Architektur des Systems und in erheblichem Umfang auch auf die Leistungsfähigkeit desselben hat.
  • Wenn eine einzige ZF-Frequenz verwendet wird, sind keine Änderungen in der Frequenz des Tons erforderlich, der von dem Synthesizer zwischen Senden und Empfang erzeugt wird. Demzufolge muss das Verhalten des Synthesizers nur im Hinblick auf das Phasenrauschen optimiert werden.
  • Bei einer Anwendung auf Millimeterwellen (z. B. elektromagnetische Wellen mit einer Frequenz, die höher als 20 GHz ist) weist eine solche Anordnung wesentliche Nachteile auf. Diese Nachteile hängen vor allem mit der Schwierigkeit zusammen, eine ordnungsgemäße Entkopplung zwischen den zwei ZF-Signalen sicherzustellen, was eigentlich an Unmöglichkeit grenzt.
  • Speziell existieren zwei Kopplungspfade, wobei der erste auf direkte Kopplung zwischen den zwei ZF-Signalen vor der Umwandlung zurückzuführen ist, während der zweite darauf zurückzuführen ist, dass von den HF-Umschaltern eine ungenügende Entkopplung gewährleistet wird.
  • Im Mikrowellenbereich ist dieser zweite Nachteil insofern von besonderer Bedeutung, als verlustarme Millimeterwellen-Antennenumschalter nicht in der Lage sind, eine Entkopplung von mehr als 15 dB zu gewährleisten. Diese Tatsache hat in Verbindung damit, dass derselbe Pfad auch die Endverstärkerstufe und den geräuscharmen Verstärker enthält, zur Folge, dass dieser letztere Pfad eine Entkopplung aufweist, die normalerweise nicht mehr als 65 dB beträgt. Infolgedessen liegt der Rest der ZF bei ungefähr –75 dBm, womit er dieselbe Größenordnung wie das empfangene Signal hat, wenn das Letztere einen niedrigen Pegel aufweist.
  • Ein weiterer Nachteil dieser Anordnung ist das Vorhandensein von Lokaloszillator- und Bild-Resten in dem gesendeten Signal. Der Grad, in dem diese Reste wirklich unterdrückt werden, hängt mit der Qualität des Antennenfilters und -mischers zusammen. Dadurch, dass der Betrieb bei Hochfrequenz und normalerweise bei sehr hohen Frequenzen erfolgt, ist das Verhalten solcher Komponenten sehr entscheidend.
  • Ferner erfordert die besagte Anordnung wenigstens fünf Schalter. Drei von ihnen sind Hochfrequenzschalter, die sich recht schwer synchronisieren lassen, insbesondere in Systemen mittlerer Kapazität, die eine hohe Schalthäufigkeit aufweisen.
  • Falls, umgekehrt, der Lokaloszillator zwischen zwei Frequenzen umgeschaltet wird, können die mit der wechselseitigen Kopplung/Entkopplung zusammenhängenden Probleme gelöst werden, indem zwei verschiedene Werte für die Frequenzen der ZF-Signale gewählt werden. Außerdem ist die Architektur des Gesamtsystems flexibler, da z. B. die Möglichkeit besteht, Frequenzvervielfacher und subharmonische Mischer zu verwenden, die bei niedrigeren Frequenzen arbeiten und somit ermöglichen, das Verhalten in Bezug auf die Unterdrückung von Bildern und Lokaloszillatoren zu verbessern.
  • In einer solchen Anordnung ist es erforderlich, dass der Synthesizer wahlweise zwei Frequenzen erzeugt und die Fähigkeit besitzt, zwischen diesen zwei Frequenzen innerhalb eines sehr kurzen Zeitintervalls (in der Größenordnung von wenigen -zig Mikrosekunden) immer dann umzuschalten, wenn ein Umschalten zwischen Senden und Empfang erfolgt.
  • Stand der Technik
  • Bei den gegenwärtigen Synthesizern, die auf einer Anordnung mit phasenstarrer Regelschleife (Phase Locked Loop, PPL) beruhen, hängen die zwei Hauptparameter, nämlich die Umschaltfrequenz und das Phasenrauschen, mit der Bandbreite und der Teilungsfolge in der Rückkopplungsschleife zusammen, neben der Qualität des spannungsgesteuerten Oszillators (Voltage Controlled Oscillator, VCO). Große Bandbreiten ermöglichen ein schnelles Umschalten. Das Wählen einer übermäßig großen Bandbreite in der Rückkopplungsschleife hat jedoch zur Folge, dass das Phasenrauschen des Ausgangs dem Phasenrauschen der Frequenzreferenz (gewöhnlich ein Quarzoszillator), verstärkt um 6 dB für jede Teilung in der Rückkopplungsschleife, entspricht.
  • Die Frequenz der Referenzquelle liegt gewöhnlich in der Größenordnung von 10 MHz, während die Ausgangsfrequenz am Ausgang des Synthesizers im Bereich von 10 GHz liegt; die Anzahl der Teilungen und die resultierende Verschlechterung des Werts des Phasenrauschens sind somit für die verwendete Art von Modulation inakzeptabel.
  • Bei den gegenwärtigen einschleifigen PLLs können eine schnelle Verriegelung und ein niedriges Phasenrauschen nicht gleichzeitig erreicht werden. Dies gilt insbesondere im Millimeterwellenbereich, wo das Verhältnis der direkten Quelle zur Referenzfrequenz sehr hoch ist. Infolgedessen können zwei unterschiedliche MMW-Synthesizer verwendet werden, von denen jeder so optimiert ist, dass er ein niedriges Phasenrauschen aufweist, während er die zwei Ausgänge mittels eines Zweiwegeschalters umschaltet. Dieser Schalter ist notwendigerweise ein Schalter, der im MMW-Bereich funktionieren muss, das heißt, unter recht kritischen Bedingungen.
  • Eine andere Lösung, die nach dem bisherigen Stand der Technik angewendet wird, sieht die Verwendung eines einzigen Synthesizers vor, um wahlweise den Sender (durch Anwenden der erforderlichen Modulation) und das Lokaloszillator-Gate des Empfängermischers (mit einem unmodulierten Signal) anzusteuern. Auf diese Weise besteht keine Notwendigkeit, die Synthesizerfrequenz zu verschieben. Jedoch ist es komplizierter, die richtige Modulation (sowohl in Phase I als auch in der Quadratur Q) sicherzustellen, wobei dies auch mit den Nichtlinearitäten zusammenhängt, die dem Antwortverhalten des spannungsgesteuerten Oszillators (Voltage Controlled Oscillator, VCO), der in der PLL enthalten ist, innewohnen.
  • Genauer, die Erfindung betrifft eine Übertragungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, welche z. B. aus EP-A-0 691 747 bekannt ist. Ein anderes Dokument, das für die Erfindung von Interesse ist, ist WO-A-98/08300.
  • Aufgabe und Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine Übertragungsvorrichtung bereitzustellen, welche die im Vorstehenden aufgezeigten Nachteile des bisherigen Stands der Technik überwindet.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe mittels einer Übertragungsvorrichtung gelöst, welche die weiter unten im Patentanspruch 1 dargelegten Merkmale aufweist.
  • Bei der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt eine Frequenzaufbereitung in zwei Schritten.
  • Als erster Schritt oder erste Stufe wird, ausgehend von der Ausgangsfrequenz von einer Referenzquelle (normalerweise ein Quarzoszillator, der eine langfristige Frequenzstabilität sicherstellt), wenigstens ein Ton und werden vorzugsweise zwei Töne im UHF-Band (normalerweise einige Hundert MHz) durch Verwendung einer PLL-Anordnung synthetisiert, die einen VCO enthält, der so optimiert ist, dass er ein niedriges Phasenrauschen aufweist.
  • In einem zweiten Schritt oder einer zweiten Stufe wird (werden) das (die) so erzeugte(n) UHF-Frequenzsignal(e) als eine Referenz verwendet, um einen zweiten VCO bei der erforderlichen Ausgangsfrequenz zu verriegeln, bei gleichzeitiger Optimierung des Verhaltens hinsichtlich der Vorhaltezeit.
  • Vorzugsweise umfassen die VCOs des UHF-Bands koaxiale Keramikresonatoren, die einen hohen Wert für Q aufweisen, sowie bipolare Sperrschichttransistoren (Bipolar Junction Transistor, BJT), die einen sehr niedrigen Wert des Funkelrauschens aufweisen.
  • Somit kann ein sehr kleiner Wert des Phasenrauschens in der Größenordnung von –130 dBc/Hz bei 100 kHz vom Träger erzielt werden.
  • Um ein solchen Merkmal vollständig zu nutzen, muss die PLL, die einen solchen VCO enthält, vom Schmalband-Typ sein, was relativ lange Verriegelungszeiten mit sich bringt.
  • Wenn zwei Frequenzen aufbereitet werden müssen, sind vorzugsweise zwei solche VCOs implementiert, wobei jeder bei einer Frequenz schwingt, die ein ganzzahliger Teiler der am Ausgang des Synthesizers benötigten Frequenzen ist. Auf diese Weise kann jeder der zwei VCOs mit einer festen Frequenz schwingen. Je nach Erfordernis kann die korrekte Frequenz mittels eines Schalters zu dem nachfolgenden phasenstarren Oszillator gesendet werden. Dieser letztere Oszillator ist unter spezieller Beachtung der Vorhaltezeit optimiert.
  • Was das Phasenrauschen anbelangt, so wird die Verschlechterung aufgrund des endgültigen Multiplikationsverhältnisses in Kauf genommen. Tatsächlich ist die Anfangsfrequenz bereits relativ hoch (im UHF-Bereich), so dass die Anzahl der Multiplikationen und die sich daraus ergebende Verschlechterung hinsichtlich des Phasenrauschverhaltens akzeptabel sind.
  • Außerdem sind die zwei UHF-Oszillatoren vorzugsweise sowohl voneinander als auch bezüglich des VCO mit Hilfe von Entkopplungs-Hohlräumen getrennt, die aus einer Verstärker-Dämpfungsglied-Kaskade bestehen, um Effekte des Frequenzziehens zu vermeiden.
  • Die Anordnung der Erfindung hat ein ausgezeichnetes Verhalten zur Folge, obwohl sie auf einer sehr einfachen und kostengünstigen Konstruktion beruht. Da nur ein Hochfrequenzoszillator verwendet wird, ist das Ausgangsspektrum sehr „rein", während die Probleme der gegenseitigen Entkopplung entfallen, die der Verwendung von zwei getrennten Synthesizern anhaften, die jeweilige Ausgänge erzeugen, die umgeschaltet werden müssen.
  • Zusammengefasst beruht die gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform der Erfindung auf der Grundidee des Wechselns der Ausgangsfrequenz des Synthesizers durch Umschalten zwischen zwei Frequenzen (die ihrerseits aufbereitet werden, damit sie ein niedriges Phasenrauschen aufweisen) anstelle einer Einwirkung auf die Anzahl der Teilungen in der Schleife, wie sie bei einer herkömmlichen Lösung erfolgt.
  • Ausführliche Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
  • Die Erfindung wird nun, lediglich als Beispiel, unter Bezugnahme auf die beigefügte Abbildung in der Zeichnung beschrieben, die das Blockschaltbild eines Transceivers zeigt, der einen Synthesizer gemäß der Erfindung verkörpert.
  • In dem Blockschaltbild der beigefügten Zeichnung ist eine Anzahl von Umschaltern (die mit 20, 26, 30, 42 bezeichnet sind und im Folgenden ausführlich beschrieben werden) in einer ersten gemeinsamen Position (als durchgehende Linie) und einer zweiten gemeinsamen Position (als punktierte Linie) dargestellt.
  • Die mit durchgehenden Linien dargestellten Positionen beziehen sich auf die Konfiguration, die während eines Sendevorgangs verwendet wird (Tx ein – Rx aus), während die mit punktierten Linien dargestellten Positionen einem Betrieb des Transceivers als Empfänger entsprechen (Tx aus – Rx ein).
  • Speziell bezieht sich die Zeichnung auf eine beispielhafte Ausführungsform (die als eine solche zu betrachten ist, ohne dass eine Einschränkung des Schutzbereichs der Erfindung beabsichtigt ist, der durch die beigefügten Patentansprüche definiert ist) eines Synthesizers zur Verwendung in einem Transceiver (als Ganzes mit 1 bezeichnet), der dazu vorgesehen ist, das Band 14,25-14,75 GHz im Sendebetrieb (Tx) und das Band 13,705-14,205 GHz im Empfangsbetrieb (Rx) abzudecken.
  • Ein Tx moduliertes Signal, das von einem Modulator 10 erzeugt wird (z. B. ein moduliertes Signal, das bei einer Frequenz von 1.690 MHz zentriert ist), wird dem HF-Träger in dem Sendefrequenzbereich mittels eines Sendemischers 12 überlagert. Der Mischer 12 ist vorzugsweise vom subharmonischen Typ, wobei er mit einer Eingangs- und einer Ausgangsstufe 12a und 12b gekoppelt ist, die Verstärker- und/oder Filterstufen zum Unterdrücken von Resten von Lokaloszillatoren einschließlich der zweiten Harmonischen davon enthalten.
  • Im Rx-Modus wird die Frequenz, die zum Abwärtsmischen des empfangenen HF-Signals benötigt wird, mittels eines Multiplizierglieds zur Multiplikation mit zwei erhalten, das mit 14 bezeichnet ist. Vorzugsweise besteht das Multiplizierglied 14 aus einer FET-Stufe, die zur Abschnürung (Pinch-off) hin vorgespannt ist, und einem Filter zum Beseitigen höherer Harmonischer.
  • Der Mischer 12 und das Multiplizierglied 14 werden somit mit einer „lokalen" Frequenz im 6,28- bis 6,53-GHz-Band (im Tx-Modus) oder im 6,8525- bis 7,1025-GHz-Band (im Rx-Modus) gespeist, die von einem mit 16 bezeichneten spannungsgesteuerten Oszillator (Voltage Controlled Oscillator, VCO) erzeugt wird, der im HF-Bereich arbeitet.
  • Der VCO 16 entspricht der Ausgangsstufe einer Frequenzaufbereitungskette, die als Ganzes mit der Bezugszahl 18 bezeichnet ist. Das Ausgangssignal vom VCO 16 wird in den Mischer 12 (im Tx-Modus) oder in das Multiplizierglied 14 (im Rx-Modus) mittels eines Umschalters 20 eingespeist. Dieser ist vorzugsweise vom Typ SPDT (Single Pole Double Throw, einpoliger Umschalter).
  • Die Ausgänge dieser Ketten sind mittels eines Zweigverbinders 22 verbunden, der eine weitere Multiplizierstufe 24 enthält (wobei diese vorzugsweise eine Multiplizierstufe zur Multiplikation mit 4 ist), um danach zu einem Ausgangsumschalter 26 übertragen zu werden (der ebenfalls vorzugsweise vom Typ SPDT ist), um wahlweise eingespeist zu werden:
    • – im Tx-Modus in einen Hochleistungsverstärker 28 zum Zuführen des HF-Sendesignals über einen Antennenumschalter 30 zu einer Antenne A, oder
    • – im Rx-Modus in einen Bildunterdrückungs-Empfangsmischer 32, wo das aufbereitete HF-Signal mit dem empfangenen HF-Signal gemischt wird, das von der Antenne A über den Umschalter 30 und einen rauscharmen Verstärker 34 abgeleitet wird.
  • Das aus dem Mischen im Mischer 32 erhaltene Rx-Signal wird danach zu einem Demodulator 36 gesendet.
  • Der Verstärker 28 ist vorzugsweise ein Hochleistungsverstärker (High Power Amplifier, HPA) vom symmetrischen Typ, der die erforderliche Ausgangsleistung (+10 dBm) sicherstellt.
  • Der spannungsgesteuerte Oszillator 16 arbeitet normalerweise im Bereich von 7 GHz und beruht auf einem FET-Oszillator, der mittels diskreter Verstärker gepuffert ist. Diese erhöhen den Leistungspegel bei ungefähr +10 dBm, um den (die) zugehörigen Teiler 38 in der PLL-Schleife ordnungsgemäß anzusteuern.
  • Ein schneller Operationsverstärker (nicht dargestellt) steuert den VCO 16 durch Filtern des Signals vom Phasen-/Frequenzkomparator 40.
  • Der Komparator 40 wirkt als ein Frequenzdiskriminator, wenn die vom VCO 16 erzeugte Frequenz und die Referenzfrequenz weit voneinander entfernt sind, womit er bewirkt, dass sich der VCO 16 der Referenz annähert.
  • Anschließend (wenn die Frequenzdifferenz klein ist) wirkt der Komparator 40 im Wesentlichen als ein Phasenkomparator. Dies ermöglicht es, auf ein „Verfolgungs"-System im eigentlichen Sinne zu verzichten, und ermöglicht außerdem durch eine überlegte Dimensionierung des Schleifenfilters, Verriegelungszeiten in der Größenordnung von wenigen Mikrosekunden zu erreichen.
  • In den Komparator 40 wird über einen weiteren Umschalter 42, der vorzugsweise ebenfalls vom Typ SPDT ist, eines der beiden Ausgangssignale eingespeist, die von zwei mit 44 bzw. 46 bezeichneten UHF-Oszillatoren für den Tx-Modus bzw. den Rx-Modus erzeugt werden.
  • Die Oszillatoren 44 und 46 sind im Wesentlichen vom Typ PLL, wobei jeder von ihnen einen Phasenkomparator 44a bzw. 46a und einen VCO 44b bzw. 46b umfasst sowie eine Rückkopplungsschleife, die einen Teiler 44c (Divisionsfaktor = M) bzw. 46c (Divisionsfaktor = N) enthält.
  • In die beiden Oszillatoren 44 und 46 wird ein gemeinsames Referenzsignal (z. B. im Bereich von 10 MHz) eingespeist, das von einem Referenzoszillator wie etwa einem Quarzoszillator 48 erzeugt wird.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform decken die Oszillatoren 44 und 46 die Bänder 392,500–408,125 MHz (Tx-Oszillator 44) und 428,28125–443,90625 MHz (Rx-Oszillator 46) ab, mit einer Teilung oder Schrittweite der Synthese von 7,8125 kHz.
  • Dies entspricht einer Teilung oder Schrittweite von 250 kHz bei 14 GHz.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform multipliziert der HF-Oszillator, der den VCO 16 enthält, jede ankommende Frequenz vom Umschalter 42 mit einem Faktor 16. Dies entspricht einer theoretischen Verschlechterung des Werts des Phasenrauschens um ungefähr 24 dB.
  • Die Schleifenbandbreite der beiden PLL-Oszillatoren 44 und 46 ist sehr schmal (tatsächlich müssen diese Oszillatoren einfach bei einer festen Frequenz verriegeln, die vom Oszillator 48 erzeugt wird), wodurch das Phasenrauschen im Wesentlichen das der jeweiligen VCOs 44b und 46b ist.
  • Diese VCOs können durch Verwendung koaxialer dielektrischer Resonatoren implementiert werden, die somit ein sehr geringes Phasenrauschen von ungefähr –125 dBc/Hz bei einem Versatz von 100 kHz aufweisen. Dieses Phasenrauschen wird durch die Multiplikation auf der HF-Ebene (7 GHz) und die abschließende Multiplikation mit zwei (Block 14) erhöht. Dies ergibt jedoch noch immer einen sehr niedrigen endgültigen Pegel des Phasenrauschens von ungefähr –95 dBc/Hz bei 100 kHz Versatz bei einer Frequenz von 14 GHz.
  • In ähnlicher Weise sind die Umschaltzeiten zwischen Tx- und Rx-Modus sehr kurz, in der Größenordnung von 5 Mikrosekunden.
  • Natürlich können, während die zugrunde liegenden Prinzipien der Erfindung dieselben bleiben, die Einzelheiten der Konstruktion und die Ausführungsformen bezüglich dessen, was hier lediglich als Beispiel beschrieben und dargestellt wurde, erheblich variieren, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen, der durch die beigefügten Patentansprüche definiert ist. Zum Beispiel ist sofort einzusehen, dass die Anordnung, die in der Zeichnung unter Bezugnahme auf zwei verschiedene Frequenzen dargestellt ist, die für den Tx- und den Rx-Modus erzeugt werden, leicht auf das Erzeugen einer größeren Anzahl verschiedener Frequenzen verallgemeinert werden kann.

Claims (17)

  1. Vorrichtung, die aufweist: – eine Frequenzaufbereitungsschaltung (18) zum Erzeugen eines aufbereiteten Ausgangssignals, das wenigstens eine erste und eine zweite Ausgangsfrequenz aufweist, wobei die besagte Frequenzaufbereitungsschaltung umfasst: – eine erste Stufe (44, 46), die wenigstens eine erste (44) und eine zweite (46) Eingangsaufbereitungsschaltung enthält, um ein erstes und ein zweites jeweiliges Signal zu erzeugen, die eine erste bzw. zweite Frequenz aufweisen, wobei die besagte erste und zweite jeweilige Frequenz ganzzahlige Teiler der besagten ersten bzw. zweiten Ausgangsfrequenz sind, und – eine zweite Stufe (16, 38, 40), die eine weitere Aufbereitungsschaltung (16, 38, 40) enthält, die so angeordnet ist, dass sie selektiv (42) das besagte erste und zweite jeweilige Signal empfängt und die besagte erste bzw. zweite Frequenz multipliziert, um dadurch das besagte aufbereitete Ausgangssignal zu erhalten, das wenigstens eine erste und eine zweite Ausgangsfrequenz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Vorrichtung ein Transceiver zum Senden eines modulierten Signals (10) und Empfangen eines hochfrequenten Empfangssignals (A, 30, 34) ist und enthält: – einen Sendemischer (12) zum Mischen des besagten modulierten Sendesignals (10) mit dem besagten Ausgangssignal der Aufbereitungsschaltung bei der besagten wenigstens einen ersten Ausgangsfrequenz zum Erzeugen eines hochfrequenten Sendesignals, – einen Hochfrequenz-Signallaufweg (22 bis 34) zum Senden des besagten hochfrequenten Sendesignals und Empfangen des besagten hochfrequenten Empfangssignals, – einen Empfangsmischer (32) zum Mischen des besagten hochfrequenten Empfangssignals mit dem besagten Ausgangssignal der Aufbereitungsschaltung bei der besagten wenigstens einen zweiten Ausgangsfrequenz zum Erzeugen eines Empfangssignals, das für eine Demodulation (36) geeignet ist, und – eine Vielzahl von Umschaltelementen (20, 26, 42), die so beschaffen sind, dass sie gleichzeitig umgeschaltet werden können zwischen: – einem ersten gemeinsamen Betriebszustand, in dem das besagte erste jeweilige Signal mit der besagten ersten jeweiligen Frequenz, das von der besagten ersten Eingangsaufbereitungsschaltung (44) erzeugt wird, in die besagte zweite Stufe (16, 38, 40) eingespeist wird, und das besagte aufbereitete Ausgangssignal mit der besagten wenigstens einen ersten Ausgangsfrequenz in den besagten Sendemischer (12) eingespeist wird und der besagte Hochfrequenz-Signallaufweg für das Senden des besagten hochfrequenten Sendesignals konfiguriert ist und – einem zweiten gemeinsamen Betriebszustand, in dem das besagte zweite jeweilige Signal, das von der besagten zweiten Eingangsaufbereitungsschaltung (46) mit der besagten zweiten jeweiligen Frequenz erzeugt wird, in die besagte zweite Stufe (16, 38, 40) eingespeist wird, das besagte aufbereitete Ausgangssignal mit der besagten wenigstens einen zweiten Frequenz erzeugt wird und der besagte Hochfrequenz-Signallaufweg für das Übertragen des besagten aufbereiteten Ausgangssignals mit der besagten zweiten Ausgangsfrequenz zu dem besagten Empfangsmischer (32) konfiguriert ist.
  2. Transceiver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Quelle (48) zum Erzeugen eines Referenzsignals zum Einspeisen in die besagte wenigstens eine erste (44) und eine zweite (46) Eingangsaufbereitungsschaltung enthält.
  3. Transceiver nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Quelle eines Referenzsignals ein Quarzoszillator (48) ist.
  4. Transceiver nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte wenigstens eine erste (44) und eine zweite (46) Eingangsaufbereitungsschaltung das besagte erste und zweite jeweilige Signal durch Aufwärtsmischung des besagten Referenzsignals erzeugen.
  5. Transceiver nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte wenigstens eine erste (44) und eine zweite (46) Eingangsaufbereitungsschaltung das besagte erste und zweite jeweilige Signal mit einer Frequenz erzeugen, die im UHF-Band enthalten ist.
  6. Transceiver nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Quelle (48) ein Referenzsignal im Bereich von 10 MHz erzeugt.
  7. Transceiver nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte wenigstens eine erste (44) und eine zweite (46) Eingangsaufbereitungsschaltung Schmalband-PLL-Aufbereitungsschaltungen sind.
  8. Transceiver nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mit den besagten Schmalband-PLL-Aufbereitungsschaltungen (44, 46) ein spannungsgesteuerter Oszillator (444b, 46b) gekoppelt ist, der einen koaxialen dielektrischen Resonator enthält.
  9. Transceiver nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass er wenigstens eine erste (44) und eine zweite (46) Schmalband-PLL-Aufbereitungsschaltung enthält, wobei die besagte erste (44) und zweite (46) PLL-Aufbereitungsschaltung jeweilige Schleifen-Teiler (44c, 46c) enthalten, die unterschiedliche Teilungsverhältnisse (M, N) aufweisen.
  10. Transceiver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die besagte wenigstens eine erste (44) und eine zweite (46) Eingangsaufbereitungsschaltung Oszillatoren (44b, 46b) enthalten, die zugehörige Entkopplungs-Hohlräume aufweisen, die vorzugsweise aus einer Verstärker-Dämpfungsglied-Kaskade bestehen, um Effekte des Frequenzziehens zu vermeiden.
  11. Transceiver nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte weitere Aufbereitungsschaltung in der besagten zweiten Stufe eine PLL-Aufbereitungsschaltung (16, 38, 40) enthält, die so beschaffen ist, dass sie bezüglich des besagten ersten und zweiten jeweiligen Signals verriegelt werden kann, die von der besagten wenigstens einen ersten (44) und einen zweiten (46) Eingangsaufbereitungsschaltung erzeugt werden.
  12. Transceiver nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte PLL-Aufbereitungsschaltung (16, 38, 40) in der besagten zweiten Stufe einen Schleifen-Teiler (38) enthält, der ein solches Teilungsverhältnis aufweist, dass die besagte PLL-Aufbereitungsschaltung (16, 38, 40) in der besagten zweiten Stufe das besagte erste und zweite jeweilige Signal, die von der besagten wenigstens einen ersten (44) und einen zweiten (46) Eingangsaufbereitungsschaltung erzeugt werden, zum GHz-Bereich aufwärts mischt.
  13. Transceiver nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte PLL-Aufbereitungsschaltung (16, 38, 40) in der besagten zweiten Stufe einen auf einem FET beruhenden spannungsgesteuerten Oszillator (16) enthält.
  14. Transceiver nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte PLL-Aufbereitungsschaltung (16, 38, 40) in der besagten zweiten Stufe einen Phasen-/Frequenzkomparator (40) enthält.
  15. Transceiver nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Phasen-/Frequenzkomparator so beschaffen ist, dass er wirkt: – als ein Frequenzkomparator, wenn die zu verriegelnde Frequenz von der Frequenz, die von dem spannungsgesteuerten Oszillator (16) erzeugt wird, der in der besagten PLL-Aufbereitungsschaltung (16, 38, 40) in der besagten zweiten Stufe enthalten ist, entfernt ist, und – als ein Phasenkomparator, wenn die zu verriegelnde Frequenz nahe bei der Frequenz ist, die von dem spannungsgesteuerten Oszillator (16) erzeugt wird, der in der besagten PLL-Aufbereitungsschaltung (16, 38, 40) in der besagten zweiten Stufe enthalten ist.
  16. Transceiver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Sendemischer (12) ein subharmonischer Mischer ist, und dadurch, dass der besagte Hochfrequenz-Signallaufweg wenigstens ein Multiplizierglied (14) zum Multiplizieren der Frequenz des besagten aufbereiteten Ausgangssignals mit der besagten wenigstens einen zweiten Ausgangsfrequenz vor dem Einspeisen des besagten aufbereiteten Ausgangssignals mit der besagten wenigstens einen zweiten Frequenz in den besagten Empfangsmischer (32) enthält.
  17. Transceiver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der besagten Vielzahl von Umschaltelementen (20, 26, 42) um Umschaltelemente vom Typ einpoliger Umschalter (Single Pole Double Throw,
DE60215773T 2002-04-23 2002-04-23 Transceiver mit Frequenzaufbereitungsschaltung Expired - Lifetime DE60215773T2 (de)

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EP02425261A EP1357667B1 (de) 2002-04-23 2002-04-23 Transceiver mit Frequenzaufbereitungsschaltung

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