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Die
Erfindung betrifft eine Überlagerungs-Senderempfängerschaltung
für ein
TDMA-(Zeitmultiplex-Zugriffs-)System.
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Nach
dem Stand der Technik ändert
eine Überlagerungs-Senderempfängerschaltung
eine Übertragungsfrequenz
durch Änderung
der Ausgangsfrequenz eines ersten Lokaloszillators. Die Senderempfängerschaltung
hat zwei zweite Lokaloszillatoren zum Empfangen und zum Senden,
deren Ausgangsfrequenzen fest sind.
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11 ist
ein Blockschaltbild der bekannten Überlagerungs-Senderempfängerschaltung.
Diese Senderempfängerschaltung
hat eine Senderschaltung 901, eine Empfängerschaltung 902,
einen ersten Lokaloszillator 903, einen zweiten Lokaloszillator zum
Senden 904, einen zweiten Lokaloszillator zum Empfangen 905,
eine Frequenzweiche 907 und eine Antenne 908.
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Die
Senderschaltung 901 hat einen Modulator 911, ein
Filter 912, einen Frequenzumsetzer zum Senden 913,
ein Filter 914 und einen Verstärker 915. Der Modulator 911 moduliert
das Ausgangssignal des zweiten Lokaloszillators zum Senden 904 mit
einem Basisbandsignal. Das Ausgangssignal des Modulators 911 wird
nach dem Durchlaufen des Filters zur Reduzierung unerwünschter
Frequenzkomponenten an den Frequenzumsetzer zum Senden 913 übergeben.
Der Frequenzumsetzer zum Senden 913 erzeugt ein umgesetztes
Signal mit einer Sendefrequenz unter Verwendung des Ausgangssignals
des ersten Lokaloszillators 903. Das Ausgangssignal des Frequenzumsetzers 913 wird
vom Verstärker 915 verstärkt, nachdem
unerwünschte
Frequenzkomponenten des Signals vom Filter 914 reduziert
worden sind. Das verstärkte
Signal durchläuft
die Frequenzweiche 907 und wird von der Antenne 908 abgestrahlt.
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Die
Empfängerschaltung 902 hat
einen rauscharmen Verstärker 921,
einen ersten Frequenzumsetzer 922, ein Filter 923,
einen zweiten Frequenzumsetzer 924, ein Filter 925 und
einen Demodulator 926. Ein von der Antenne 908 empfangenes Signal
durchläuft
eine Frequenzweiche 907 und ist ein Eingangssignal des
rauscharmen Verstärkers 921.
Das Ausgangssignal des rauscharmen Verstärkers 921 wird dem
ersten Frequenzumsetzer 922 zugeführt, der eine erste Zwischenfrequenz
unter Verwendung des Ausgangssignals des ersten Lokalfrequenzoszillators 903 erzeugt.
Das Ausgangssignal des ersten Frequenzumsetzers 922 wird
dem zweiten Frequenzumsetzer 924 zugeführt, nachdem unerwünschte Frequenzkomponenten
des Signals reduziert worden sind. Der zweite Frequenzumsetzer 924 setzt
das Ausgangssignal des Filters 923 in eine zweite Zwischenfrequenz
um, unter Verwendung des Ausgangssignals des zweiten Empfänger-Lokaloszillators 905.
Das zweite Zwischenfrequenzsignal wird vom Demodulator 926 demoduliert,
nachdem unerwünschte
Frequenzkomponenten des Signals vom Filter 925 reduziert
worden sind.
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Die
oben beschriebene bekannte Senderempfängerschaltung benötigt jedoch
zwei zweite Lokaloszillatoren zum Empfangen und zum Senden. Somit
ist diese Senderempfängerschaltung
nicht für einen
tragbaren Senderempfänger
geeignet, der kompakte Abmessungen haben sollte. Die bekannte Senderempfängerschaltung
hat einen weiteren Nachteil. Sie neigt zum Erzeugen unerwünschter Störkomponenten
aufgrund des Ausgangssignals des zweiten Lokaloszillators im Sendemodus,
da beide zweite Lokaloszillatoren während des Übertragungsbetriebs aktiviert
sind.
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EP 0 333 419 A2 offenbart
einen Senderempfänger,
bei dem ein Lokaloszillator des Empfängers auch als Frequenzquelle
für den
Sender dient.
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WO 92/17946 offenbart einen
Funk-Senderempfänger,
der aufweist: einen ersten Lokaloszillator zum Bereitstellen eines
ersten LO-Signals, einen zweiten Lokaloszillator zum Bereitstellen
eines zweiten LO-Signals und einen Mischer, in den das erste und
das zweite LO-Signal im Sendemodus eingegeben werden. Das Ausgangssignal
des zweiten Lokaloszillators wird als Trägersignal verwendet, das durch
ein Audiosignal moduliert werden kann.
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Ein
Vorteil dieser Erfindung besteht darin, eine verbesserte Senderempfängerschaltung
bereitzustellen, die für
eine kompakte Größe geeignet
ist und kaum unerwünschte
Störkomponenten
im Sendemodus erzeugt, indem ein einziger zweiter Lokaloszillator
sowohl zum Empfangen als auch zum Senden verwendet wird.
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Erfindungsgemäß wird eine
Senderempfängerschaltung
mit einem frequenzvariablen zweiten Lokaloszillator bereitgestellt,
wobei der zweite Lokaloszillator eine Frequenzsynthesegeneratorschaltung
hat. Eine Referenzfrequenz des zweiten Lokaloszillators wird höher eingestellt
als eine Frequenzstufe der Übertragungskanäle, und
die Ausgangsfrequenz des zweiten Lokaloszillators wird je nach Sendemodus
oder Empfangsmodus geändert.
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Beide
Ausgangssignale des ersten und des zweiten Lokaloszillators werden
von einem Lokalfrequenzumsetzer empfangen. Im Sendemodus ist das Ausgangssignal
des Lokalfrequenzumsetzers ein Eingangssignal eines Modulators einer
Senderschaltung in Form einer Trägerfrequenz
eines Übertragungssignals.
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Unter
einem Aspekt der Erfindung weicht die Ausgangsfrequenz des zweiten
Lokaloszillators im Empfangsmodus um einen vorbestimmten Betrag vom
Sendemodus ab, und das Ausgangssignal des Lokalfrequenzumsetzers
wird an den ersten Frequenzumsetzer geliefert, so daß das empfangene
Signal in das erste Zwischenfrequenzsignal umgesetzt wird. In diesem
Fall wird bevorzugt, daß der
erste Lokaloszillator eine erste Oszillatorschaltung und einen Vervielfacher
hat und daß das
Ausgangssignal der ersten Oszillatorschaltung im Vervielfacher vervielfacht
wird und dann an den Lokalfrequenzumsetzer geliefert wird.
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Unter
einem weiteren Aspekt der Erfindung wird das Ausgangssignal des
ersten Lokaloszillators an den ersten Frequenzumsetzer geliefert,
so daß das
empfangene Signal im Empfangsmodus in das erste Zwischenfrequenzsignal
umgesetzt wird. Wogegen die Ausgangsfrequenz des zweiten Lokaloszillators
im Sendemodus um einen vorbestimmten Betrag vom Empfangsmodus abweicht
und der Lokalfrequenzumsetzer die Ausgangssignale des ersten und
des zweiten Lokaloszillators mischt, um ein umge setztes Signal für einen
Träger
der Übertragungssignale
zu erzeugen. Der Träger
wird an den Modulator der Senderschaltung übergeben. In diesem Fall wird
bevorzugt, daß ein
Zwischenwert zwischen der Ausgangsfrequenz des ersten Lokaloszillators
und der Frequenz des Übertragungssignals
gleich der Frequenz des empfangenen Signals ist und daß der zweite
Lokaloszillator eine Oszillatorschaltung und einen Vervielfacher
hat. Das Ausgangssignal der Oszillatorschaltung wird im Empfangsmodus
an den zweiten Frequenzumsetzer übergeben.
Wogegen im Sendemodus die Ausgangsfrequenz der Oszillatorschaltung
vom Vervielfacher verdoppelt wird. Das Signal mit verdoppelter Frequenz
ist ein Eingangssignal des Lokalfrequenzumsetzers.
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Daher
wird im Empfangsmodus das Ausgangssignal des Lokalfrequenzumsetzers
oder des ersten Lokaloszillators erfindungsgemäß an den ersten Frequenzumsetzer übergeben,
so daß das
empfangene Signal in das erste Zwischensignal umgesetzt wird. Das
erste Zwischensignal ist ein Eingangssignal des zweiten Frequenzumsetzers,
das in die zweite Zwischenfrequenz umzusetzen ist. Die zweite Zwischenfrequenz
ist gleich einer Differenzfrequenz zwischen der ersten Zwischenfrequenz
und der Ausgangsfrequenz des zweiten Lokaloszillators.
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Erfindungsgemäß ist es
nicht erforderlich, den Senderempfänger mit zwei zweiten Lokaloszillatoren
zu versehen, wie bei der bekannten Technik, da die Senderempfängerschaltung
erfindungsgemäß einen
einzigen zweiten Lokaloszillator verwendet, der seine Ausgangsfrequenz
während
eines kurzen Zeitraums für
den Übergang
zwischen dem Sendemodus und dem Empfangsmodus im TDMA-System ändert. Außerdem erzeugt
die erfindungsgemäße Senderempfängerschaltung
kaum unerwünschte
Störkomponenten,
da das Ausgangssignal des zweiten Lokaloszillators im Sendemodus
nicht vorhanden ist.
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Die
Erfindung kann auch auf eine Senderempfängerschaltung angewendet werden,
die in mehreren Übertragungsbänder verwendet
wird, bei der sich eine Differenzfrequenz zwischen einem empfangenen
Signal und einem Übertragungssignal ändert. In
diesem Fall wird eines der mehreren Übertragungsbänder entsprechend
der Ausgangsfrequenz des ersten Lokaloszillators gewählt, und
die Ausgangsfrequenz des zweiten Lokaloszillators ist im Empfangsmodus
fest und ändert
sich im Sendemodus mit jedem Übertragungsband.
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Es
wird bevorzugt, daß der
erste und zweite Lokaloszillator mehrere Datenelemente zum Einstellen
von Ausgangsfrequenzen speichern und eine von diesen wählen, um
das entsprechende Frequenzsignal auszugeben, wenn ein Sende/Empfangs-Schaltsignal gegeben
wird. Auf diese Weise kann der Sendemodus und der Empfangsmodus
durch wenige Schaltsignale, d. h. ein Signal für ein Übertragungsband, umgeschaltet
werden.
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Es
wird besonders bevorzugt, daß ein
spannungsgesteuerter Oszillator jedes Lokaloszillators einen Schalter-Kreis
zum teilweisen Überbrücken eines
Schwingkreises hat, der eine Induktivität und einen Kondensator aufweist.
Der Schalter-Kreis schaltet die Resonanzfrequenz des Schwingkreises
entsprechend den gegeben Datenelementen zum Einstellen der Ausgangsfrequenz,
und dann wird die Ausgangsfrequenz des Lokaloszillators geändert. Ferner
wird bevorzugt, daß der
Schalter-Kreis ein Halbleiterbauelement aufweist, daß im Sendemodus einschaltet
und im Empfangsmodus ausschaltet. Folglich kann jede Schwingfrequenz
einfach und wesentlich geändert
werden.
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In
den beigefügten
Zeichnungen ist:
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1 ein
Blockschaltbild, das eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Senderempfängerschaltung
zeigt;
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2 ein
Zeitdiagramm, das ein Beispiel der Frequenzänderungen eines ersten und
zweiten Lokaloszillators der in 1 gezeigten
Senderempfängerschaltung
zeigt;
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3 ein
Zeitdiagramm, das ein weiteres Beispiel der Frequenzänderungen
des ersten und zweiten Lokaloszillators der in 1 gezeigten
Transceiverschaltung zeigt;
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4 ein
Zeitdiagramm, das ein weiteres Beispiel der Frequenzänderungen
des ersten und zweiten Lokaloszillators zeigt, wenn die in 1 gezeigte
Senderempfängerschaltung
auf zwei Übertragungsbänder angewendet
wird;
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5 ein
Blockschaltbild, das einen modifizierten ersten Lokaloszillator
der in 1 gezeigten Senderempfängerschaltung zeigt;
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6 ein
Blockschaltbild, das eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Senderempfängerschaltung
zeigt;
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7 ein
Blockschaltbild, das eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Senderempfängerschaltung
zeigt;
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8 ein
Blockschaltbild, das eine Senderempfängerschaltung als Referenz
zeigt.
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9 ein
Blockschaltbild, das ein Ausführungsbeispiel
eines zweiten Lokaloszillators zeigt;
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10 ein
Stromlaufplan, der ein Beispiel eines spannungsgesteuerten Oszillators
des zweiten Lokaloszillators zeigt; und
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11 ein
Blockschaltbild, das eine bekannte Senderempfängerschaltung zeigt.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
dieser Erfindung sind nachstehend anhand von 1 bis 10 beschrieben.
Diese Senderempfängerschaltung weist
auf: eine Senderschaltung 101, eine Empfängerschaltung 102,
einen ersten Lokaloszillator 103, einen zweiten Lokaloszillator 104,
einen Lokalfrequenzumsetzer 105, ein Filter 106,
eine Frequenzweiche 107 und eine Antenne 108.
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Das
Ausgangssignal des ersten Lokaloszillators 103 wird mit
dem Ausgangssignal des zweiten Lokaloszillators 104 im
Lokalfrequenzumsetzer 105 gemischt. Das Ausgangssignal
des Lokalfrequenzumsetzers 105 wird nach dem Durchlaufen
des Filters 106 an die Senderschaltung 101 oder
die Empfängerschaltung 102 geliefert.
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Die
Senderschaltung 101 weist einen Modulator 111,
ein Filter 112 und einen Verstärker 113 auf. In einem
Sendemodus moduliert der Modulator 111 das Ausgangssignal
des Filters 106 mit einem Basisbandsignal. Das Ausgangssignal
des Modulators 111 wird nach dem Durchgang durch das Filter 112 zur Reduzierung
unerwünschter
Frequenzkomponenten vom Verstärker 113 verstärkt und über die
Antenne 108 gesendet.
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Die
Empfängerschaltung 102 weist
auf: einen rauscharmen Verstärker 121,
einen ersten Frequenzumsetzer 122, ein Filter 123,
einen zweiten Frequenzumsetzer 124, ein Filter 125 und einen
Demodulator 126. In einem Empfangsmodus ist ein von der
Antenne empfangenes Signal ein über
die Frequenzweiche 107 laufendes Eingangssignal des rauscharmen
Verstärkers 121.
Das Ausgangssignal des rauscharmen Verstärkers 121 ist ein
Eingangssignal des ersten Frequenzumsetzers 122, der das
Signal durch Mischen mit dem Ausgangssignal des Filters 106 in
eine erste Zwischenfrequenz umsetzt. Das Ausgangssignal des ersten
Frequenzumsetzers 122 ist nach Durchgang durch das Filter 123 zur
Reduzierung unerwünschter
Frequenzkomponenten ein Eingangssignal des zweiten Frequenzumsetzers 124.
Der zweite Frequenzumsetzer 124 setzt das Ausgangssignal
des Filters 123 unter Verwendung des Ausgangssignals des
zweiten Lokaloszillators 104 in eine zweite Zwischenfrequenz
um. Das zweite Zwischenfrequenzsignal durchläuft das Filter 125 zur Reduzierung
unerwünschter
Frequenzkomponenten und ist dann ein Eingangssignal des Demodulators 126.
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Der
zweite Lokaloszillator 104 weist einen Frequenzsynthesegenerator
auf, dessen Ausgangsfrequenz veränderlich
und phasensynchron mit einem Referenzsignal ist. Im Sendemodus gibt
der zweite Lokaloszillator 104 ein Signal mit einer solchen
Frequenz aus, daß die
Ausgangsfrequenz des Lokalfrequenzumsetzers 105 gleich
der Frequenz des Übertragungssignals
ist. Im Empfangsmodus gibt der zweite Lokaloszillator 104 ein
Signal aus, dessen Frequenz um einen vorbestimmten Betrag vom Sendemodus
abweicht und zu einer solchen Frequenz wird, bei der eine Differenzfrequenz
zwischen dem Ausgangssignal des Lokalfrequenzumsetzers 105 und
dem empfangenen Signal gleich der ersten Zwischenfrequenz ist. Eine
Referenzfrequenz des zweiten Lokaloszillators 104 ist größer als
eine Frequenzstufe zwischen den Übertragungskanälen. Eine
Frequenz-Umschaltzeit des Frequenzsynthesegenerators kann verkürzt werden,
indem die Referenzfrequenz erhöht
wird. Folglich kann die Frequenz für den Übergang vom Sendemodus in den
Empfangsmodus schnell geändert
werden.
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Ein Überblick über die
Frequenzänderungen des
ersten und des zweiten Lokaloszillators 103, 104 ist
in 2 dargestellt. Dieses Diagramm zeigt ein Beispiel
der Frequenzänderungen
in dem Prozeß,
in dem der Senderempfänger
in einem Sen demodus, einem Empfangsmodus und einem Prüfmodus für Signalpegel
in anderen peripheren Kanälen
arbeitet und dann zum Sendemodus zurückkehrt.
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In
der Periode "a" des Sendemodus ist
die Ausgangsfrequenz des ersten Lokaloszillators 103 f1;
die Ausgangsfrequenz des zweiten Lokaloszillators 104 ist
fTX; und die Frequenz des Übertragungssignals
ist f1 + fTX.
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Die
Periode "b" ist eine Umschaltperiode vom
Sendemodus zum Empfangsmodus. Der erste Lokaloszillator 103 behält die Frequenz
f1 bei, und der zweite Lokaloszillator 104 ändert die
Frequenz von fTX in fRX. Wenn die erste Zwischenfrequenz fIF1 ist,
ist die Frequenz des empfangenen Signals f1 + fRX – fIF1.
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In
der Periode "c" des Empfangsmodus
behält
der erste Lokaloszillator 103 die Frequenz f1 bei, und
der zweite Lokaloszillator behält
die Frequenz fRX bei.
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Die
Periode "d" ist eine Periode
zur Prüfung von
Signalpegeln anderer peripherer Kanäle. Der erste Lokaloszillator 103 ändert die
Frequenz von f1 in f2 und kehrt nach der Prüfung der Signalpegel anderer
peripherer Kanäle
zur Frequenz f1 zurück.
Der zweite Lokaloszillator 104 behält die Frequenz fRX bei, bis
die Prüfung
der Signalpegel anderer peripherer Kanäle beendet ist, um dann später zur
Frequenz fTX zurückzukehren.
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Die
Periode "e" ist eine Periode
des Sendemodus, die mit der Periode "a" identisch
ist.
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Bei
der oben beschriebenen Ausführungsform
der Erfindung kann eine Hochgeschwindigkeitsumschaltung der Frequenz
zwischen dem Sendemodus und dem Empfangsmodus ausgeführt werden,
indem die Referenzfrequenz des zweiten Lokaloszillators größer eingestellt
wird als die Frequenzstufe zwischen den Ü-bertragungskanälen. Folglich kann eine Doppelüberlagerungs-Senderempfängerschaltung
für ein
TDMA-System mit einem einzigen zweiten Lokaloszillator verwirklicht
werden. Diese Senderempfängerschaltung
erzeugt keine unerwünschten
Störsignale,
da die Frequenz des zweiten Lokaloszillators im Sendemodus nicht
vorhanden ist. Außerdem
kann eine Schaltung, die zwischen einem Modulator und einer Antenne
erforderlich ist, minimiert werden, da eine direkte Modulation unter
Verwendung der Frequenz des Übertragungssignals durchgeführt wird.
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Ein
anderes Beispiel der Frequenzänderungen
des ersten und des zweiten Lokaloszillators 103, 104 ist
in 3 dargestellt. In diesem Fall unterscheidet sich
die Frequenz des ersten Lokaloszillators 103 zwischen dem
Empfangsmodus und dem Sendemodus um einen bestimmten Betrag, und
der Betrag ist kleiner eingestellt als die Referenzfrequenz des
zweiten Lokaloszillators. In 3. ändert sich
die Frequenz des ersten Lokaloszillators um den bestimmten Betrag,
und die Frequenz dauert bis zum Ende der Periode "c" des Empfangsmodus an. Ein Betrag der
Frequenzänderung
des ersten Lokaloszillators in der Periode "b" kommt
der Frequenzstufe zwischen den Übertragungskanälen nahe.
Somit ist eine erforderliche Zeit zur Frequenzänderung in der Periode "b" kürzer
als zur Frequenzänderung
zwischen einem niedrigsten Frequenzkanal und einem höchsten Frequenzkanal.
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Folglich
kann die Ausgangsfrequenz des Lokalfrequenzumsetzers unabhängig von
der Frequenz des zweiten lokalen Oszillators geändert werden. In bestimmten
Fällen
ist es bei der in 2. dargestellten Betriebsweise
schwierig, passende Frequenzen für
die erste und zweite Zwischenfrequenz einzustellen, so daß die Referenzfrequenz
des zweiten Lokaloszillators hoch genug eingestellt wird. Jedoch
ist es bei der Betriebweise in 3 einfach,
die Referenzfrequenz des zweiten Lokaloszillators groß genug einzustellen.
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Ein
weiteres Beispiel von Frequenzänderungen
des ersten und des zweiten Lokaloszillators 103, 104 ist
in 4 dargestellt. In diesem Fall wird die in 1 gezeigte
Senderempfängerschaltung
auf zwei Übertragungsbänder angewendet,
deren Differenzfrequenzen zwischen den empfangenen Signalen und
den Übertragungssignalen
sich unterscheiden. Die erste und die zweite Zwischenfrequenz und
die Frequenz des zweiten Lokaloszillators 104 sind im Empfangsmodus
sowohl im ersten als auch im zweiten Übertragungsband gleich. Im
Sendemodus ändert
der zweite Lokaloszillator 104 die Frequenz, um sie an
jedes Übertragungsband
anzupassen. Die Wahl des Übertragungsbands
zwischen dem ersten und dem zweiten Übertragungsband erfolgt grundsätzlich durch
die Frequenz des ersten Lokaloszillators. Somit erhält man gemäß der in 4 dargestellten
Betriebs weise eine Senderempfängerschaltung, die
mit einem einzigen zweiten Lokaloszillators in zwei Übertragungsbändern arbeitet.
Es ist auch möglich,
die Ausgangsfrequenz des zweiten Lokaloszillator im ersten Übertragungsband
nicht zu ändern
und nur im Sendemodus im zweiten Übertragungsband zu ändern.
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Es
wird bevorzugt, daß der
erste Lokaloszillator 103, wie in 5 dargestellt,
aufweist: eine Lokaloszillatorschaltung 131, einen Vervielfacher 132, der
das Ausgangssignal der Lokaloszillatorschaltung 131 vervielfacht,
und ein Filter 133, das unerwünschte Frequenzkomponenten
reduziert. In diesem Fall wird eine Impedanzschwankung aufgrund
des Zeitmultiplexbetriebs der Sender- und Empfängerschaltungen 101, 102 durch
den Vervielfacher 132 unterdrückt. Dadurch wird der Betrieb
des Lokaloszillators 131 stabiler.
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6 zeigt
eine zweite Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Senderempfängerschaltung. Gleiche
Komponenten sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie in 1.
Diese Schaltung weist auf: eine Senderschaltung 101, eine
Empfängerschaltung 102,
einen ersten Lokaloszillator 203, einen zweiten Lokaloszillator 204,
einen Lokalfrequenzumsetzer 205, ein Filter 206,
eine Frequenzweiche 107 und eine Antenne 108.
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Das
Ausgangssignal des ersten Lokaloszillators 203 wird im
Empfangsmodus an die Empfängerschaltung 102 geliefert.
Wogegen im Sendemodus das Ausgangssignal des ersten Lokaloszillators 203 ein
Eingangssignal des Lokalfrequenzumsetzers 205 ist, der
das Signal mit der Ausgangsfrequenz des zweiten Lokaloszillators 204 mischt.
Das Ausgangssignal des Lokalfrequenzumsetzers 205 wird
an die Senderschaltung 101 geliefert, nachdem unerwünschte Frequenzkomponenten
durch das Filter 206 reduziert worden sind.
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Der
zweite Lokaloszillator 204 hat einen Frequenzsynthesegenerator,
der phasengleich mit einem Referenzsignal synchronisiert ist und
dessen Ausgangsfrequenz veränderlich
ist. Im Sendemodus gibt der zweite Lokaloszillator 204 ein
Signal aus, dessen Frequenz so bemessen ist, daß die Ausgangsfrequenz des
Lokalfrequenzumsetzers 205 gleich der Übertragungsfrequenz ist. Die
Ausgangsfrequenz des zweiten Lokaloszillators 204 weicht
im Empfangsmodus um einen bestimmten Betrag von der Frequenz im
Sendemodus ab. Das Ausgangssignal des zweiten Lokaloszillators 204 wird
an den zweiten Frequenzumsetzer 124 geliefert. Die Referenzfrequenz
des zweiten Lokaloszillators 204 ist größer als die Frequenzstufe zwischen
den Übertragungskanälen. Eine
Frequenz-Umschaltzeit des Frequenzsynthesegenerators kann verkürzt werden,
indem die Referenzfrequenz erhöht
wird. Folglich kann die Frequenz für den Übergang vom Sendemodus in den
Empfangsmodus schnell geändert
werden.
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Gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung kann ein schneller Frequenzwechsel zwischen dem Sendemodus
und dem Empfangsmodus ausgeführt
werden, indem die Referenzfrequenz des zweiten Lokaloszillators
groß genug
eingestellt wird. Folglich kann ein TDMA-Doppelüberlagerungs-Senderempfänger unter
Verwendung eines einzigen zweiten Lokaloszillators verwirklicht
werden. Diese Senderempfängerschaltung
erzeugt keine unerwünschten
Störsignale,
da die Frequenz des zweiten Lokaloszillators im Sendemodus nicht
vorhanden ist. Außerdem
kann eine Schaltung, die zwischen einem Modulator und einer Antenne
erforderlich ist, minimiert werden, da eine direkte Modulation unter
Verwendung der Frequenz des Übertragungssignals durchgeführt wird.
Ein weiterer Vorteil besteht in der Minimierung des Stromverbrauchs
in einem Empfangsmodus, indem das Warten auf ein Signal unterbrochen
und ein Betrieb des Lokalfrequenzumsetzers 205 angehalten
wird.
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Auf
die gleiche Weise, wie in 3 der ersten
Ausführungsform
gezeigt, kann die Frequenz des ersten Lokaloszillators in der zweiten
Ausführungsform
im Empfangsmodus ein wenig geändert
werden. Die Senderempfängerschaltung
in dieser Ausführungsform
kann auch für
zwei Frequenzbänder verwendet
werden.
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7 zeigt
eine dritte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Senderempfängerschaltung. Diese
Senderempfängerschaltung
hat eine ähnliche Konfiguration
wie die der Senderempfängerschaltung
in 6. Gleiche Komponenten sind mit gleichen Bezugszeichen
bezeichnet wie in 6. Diese Senderempfängerschaltung
weist auf: eine Senderschaltung 101, eine Empfängerschaltung 102,
einen ersten Lokaloszillator 303, einen zweiten Lokaloszillator 304,
einen Lokalfrequenzumsetzer 305, ein Filter 306,
eine Frequenzweiche 107 und eine Antenne 108.
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Die
Frequenz des ersten Lokaloszillators 303 und die Übertragungsfrequenz
unterscheiden sich, und ihr Mittelwert ist gleich der Frequenz des empfangenen
Signals. Das Ausgangssignal des ersten Lokaloszillators 303 ist
ein Eingangssignal der Empfängerschaltung 102 im
Empfangsmodus. Wogegen im Sendemodus das Ausgangssignal des ersten
Lokaloszillators 303 ein Eingangssignal des Lokalfrequenzumsetzers 305 ist,
der das Signal mit einer vervielfachten Frequenz des Ausgangssignals des
zweiten Lokaloszillators mischt. Das Ausgangssignal des Lokalfrequenzumsetzers 305 ist
ein Eingangssignal des Filters 306, in dem unerwünschte Frequenzkomponenten
reduziert werden. Dann wird das Ausgangssignal des Filters der Senderschaltung 101 zugeführt.
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Der
zweite Lokaloszillator 304 hat einen Frequenzsynthesegenerator,
der phasengleich mit dem Referenzsignal synchronisiert ist, und
dessen Ausgangsfrequenz veränderlich
ist. Im Sendemodus ändert
sich die Ausgangsfrequenz des zweiten Lokaloszillators 304 um
einen bestimmten Betrag und wird durch den Vervielfacher 317 verdoppelt.
Dann ist das Ausgangssignal des Vervielfachers 317 ein
Eingangssignal des Lokalfrequenzumsetzers 305, nachdem
unerwünschte
Frequenzkomponenten durch das Filter 318 reduziert werden.
Der Lokalfrequenzumsetzer 305 mischt die Ausgangsfrequenz
des ersten Lokaloszillators 303 und die Ausgangsfrequenz des
Filters 318. Das Ausgangssignal des Lokalfrequenzumsetzers 305 ist
ein Eingangssignal des Modulators 111, nachdem unerwünschte Frequenzkomponenten
durch das Filter 306 reduziert worden sind. Im Empfangsmodus
ist das Ausgangssignal des zweiten Lokaloszillators ein Eingangssignal
des zweiten Frequenzumsetzers 124.
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Die
Referenzfrequenz des zweiten Lokaloszillators 304 ist größer als
die Frequenzstufe der Übertragungsbänder. Eine
Frequenz-Umschaltzeit des Frequenzsynthesegenerators kann verkürzt werden,
indem die Referenzfrequenz erhöht
wird. Folglich kann die Frequenz für den Übergang vom Sendemodus zum
Empfangsmodus schnell geändert
werden.
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Gemäß der dritten
Ausführungsform
der Erfindung kann ein schneller Frequenzwechsel zwischen dem Sendemodus
und dem Empfangsmodus ausgeführt
werden, indem die Referenzfrequenz des zweiten Lokaloszillators
groß genug
eingestellt wird. Folglich kann eine Doppelüberlagerungs-Senderempfängerschaltung
für ein
TDMA-System mit einem einzigen zweiten Lokaloszillator verwirklicht
werden. Diese Senderempfängerschaltung
erzeugt kein unerwünschtes
Störsignal,
da die Frequenz des zweiten Lokaloszillators im Sendemodus nicht
vorhanden ist. Außerdem
kann eine Schaltung, die zwischen einem Modulator und einer Antenne
erforderlich ist, minimiert werden, da eine direkte Modulation unter
Verwendung der Frequenz des Übertragungssignals durchgeführt wird.
Ein Stromverbrauch in einem Empfangsmodus kann auch dadurch minimiert
werden, daß das
Warten auf ein Signal unterbrochen und ein Betrieb des Vervielfachers
und des Lokalfrequenzumsetzers 305 angehalten wird. Die
Frequenz des zweiten Lokaloszillators 304 ändert sich
so wenig, wie die zweite Zwischenfrequenz zwischen dem Übertragungs-
und dem Empfangsmodus, so daß eine
Frequenzumschaltzeit wesentlich verkürzt werden kann.
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Auf
die gleiche Weise, wie in 3 der ersten
Ausführungsform
gezeigt, kann die Frequenz des ersten Lokaloszillators in der zweiten
Ausführungsform
im Empfangsmodus ein wenig geändert
werden. Die Senderempfängerschaltung
in dieser Ausführungsform
kann auch wie in 4 für zwei Frequenzbänder verwendet
werden.
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8 zeigt
eine Senderempfängerschaltung als
Referenz. Gleiche Komponenten sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet
wie in 1. Diese Senderempfängerschaltung weist auf: eine
Senderschaltung 101, eine Empfängerschaltung 102,
einen ersten Lokaloszillator 403, einen zweiten Lokaloszillator 404,
eine Frequenzweiche 107 und eine Antenne 108.
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Die
Senderschaltung 101 weist auf: einen Modulator 411,
ein Filter 412, einen Übertragungsfrequenzumsetzer 413,
ein Filter 414 und einen Verstärker 415. Im Sendemodus
moduliert der Modulator 411 das Ausgangssignal des zweiten
Lokaloszillators 404 mit dem Basisbandsignal. Das Ausgangssignal des
Modulators 411 ist ein Eingangssignal des Übertragungsfrequenzum setzers 413,
nachdem unerwünschte
Frequenzkomponenten durch das Filter 412 reduziert werden.
Der Übertragungsfrequenzumsetzer 413 erzeugt
ein umgesetztes Signal, dessen Frequenz gleich der des Übertragungssignals
ist, unter Verwendung des Ausgangssignals des ersten Lokaloszillators 403.
Das Ausgangssignal des Übertragungsfrequenzumsetzers 413 wird
vom Verstärker 415 verstärkt, nachdem
unerwünschte
Frequenzkomponenten reduziert worden sind. Das verstärkte Signal
durchläuft
dann die Frequenzweiche und wird von der Antenne in den Raum ausgestrahlt.
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Die
Empfängerschaltung
in diesem Beispiel hat dieselbe Konfiguration wie die Empfängerschaltung
in 1. Das Ausgangssignal des ersten Lokaloszillators 403 ist
ein Eingangssignal des ersten Frequenzumsetzers 122, und
das Ausgangssignal des zweiten Lokaloszillators 404 ist
ein Eingangssignal des zweiten Frequenzumsetzers 124.
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Der
zweite Lokaloszillator 404 weist einen Frequenzsynthesegenerator
auf, der phasengleich mit einem Referenzsignal synchronisiert ist
und dessen Ausgangsfrequenz veränderlich
ist. Im Empfangsmodus weicht die Frequenz des zweiten Lokaloszillators 404 um
einen bestimmten Betrag von der Frequenz im Sendemodus ab, und das
Ausgangssignal ist ein Eingangssignal des zweiten Lokalfrequenzumsetzers 124.
Die Referenzfrequenz des zweiten Lokaloszillators 404 ist
größer als
die Frequenzstufe zwischen den Übertragungsbändern. Eine
Frequenz-Umschaltzeit
des Frequenzsynthesegenerators kann verkürzt werden, indem die Referenzfrequenz
erhöht
wird. Dadurch kann die Frequenz für den Übergang zwischen dem Sendemodus und
dem Empfangsmodus schnell geändert
werden.
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Entsprechend
diesem Referenzbeispiel kann ein schneller Frequenzwechsel zwischen
dem Sendemodus und dem Empfangsmodus ausgeführt werden, indem die Referenzfrequenz
des zweiten Lokaloszillators groß genug eingestellt wird. Folglich
kann eine Doppelüberlagerungs-Senderempfängerschaltung
für ein
TDMA-System mit
einem einzigen zweiten Lokaloszillator verwirklicht werden. Diese
Senderempfängerschaltung
erzeugt kein unerwünschtes Störsignal,
da die Frequenz des zweiten Lokaloszillators im Sendemodus nicht
vorhanden ist. Diese Senderempfän gerschaltung
kann auch gute Modulationseigenschaften erreichen, da die Modulation
unter Verwendung einer kleinen Frequenz des zweiten Lokaloszillators
im Sendemodus ausgeführt
wird. Die Senderempfängerschaltung
dieses Beispiels kann auch mit zwei Frequenzbändern verwendet werden, wie
in 4 der ersten Ausführungsform.
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Bei
den oben beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsformen (und der in 8 gezeigten Senderempfängerschaltung)
kann der zweite Lokaloszillator so ausgeführt sein, wie in 9 gezeigt. Ein
spannungsgesteuerter Oszillator 501, ein Hochfrequenzteiler 502,
ein Phasenkomparator 503 und ein Schleifenfilter 504 bilden
eine Phasensynchronisationsschleife. Ein Datenelementschalter 506 speichert
mehrere Datenelemente zum Einstellen von Ausgangsfrequenzen. Eines
der Datenelemente wird entsprechend einem von außen eingegebenen Datenelementauswahlsignal
gewählt.
Dabei werden ein Teilverhältnis
eines Referenzteilers, der ein Referenzsignal teilt, und ein Teilverhältnis des
Hochfrequenzteilers 502, der ein Ausgangssignal des spannungsgesteuerten
Oszillators 501 teilt, eingestellt. Die mehreren Datenelemente
zum Einstellen von Ausgangsfrequenzen ermöglichen dem Datenelementschalter 506 die
Ausgangsfrequenz des zweiten Lokaloszillators durch ein oder zwei
Datenelementauswahlsignale in einfache oder doppelte Übertragungsbänder umzuschalten.
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Der
spannungsgesteuerte Oszillator im zweiten Lokaloszillator kann wie
in 10 gezeigt ausgeführt werden. Diese Schaltung
ist ein Beispiel für
den Fall, daß die
Frequenz des zweiten Lokaloszillators im Empfangsmodus kleiner ist
als im Sendemodus. Ein Transistor 601 dient zur Schwingungserzeugung, und
ein Transistor 602 dient zur Verstärkung. Eine variable Kapazitätsdiode 604 ändert ihre
Kapazität durch
eine über
das Schleifenfilter 504 zugeführte Spannung. Ein Basisanschluß des Transistors 601 ist mit
einem Schwingkreis 603 und der Kapazitätsdiode 604 verbunden.
Eine Schwingungsfrequenz wird entsprechend einer Resonanzfrequenz
verändert,
die durch den Schwingkreis 603 und die Kapazität der Kapazitätsdiode 604 bestimmt
wird.
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Der
Schwingkreis 603 weist eine Induktivität und einen Kondensator auf.
Ein Schalter-Kreis 605 mit einer Diode ist vorgesehen.
Im Empfangsmodus ist der Schalter 605 ausgeschaltet, so
daß die
Resonanzfrequenz des Schwingkreises 603 klein ist. Im Sendemodus
schaltet der Schalter 605 ein, und die Induktivität des Resonanzkreises 603 wird
teilweise kurzgeschlossen, so daß die Resonanzfrequenz des Schwingkreises 603 größer wird.
Auf diese Weise wird die Schwingungsfrequenz wesentlich verändert.
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Der
erste Lokaloszillator kann auch den spannungsgesteuerten Oszillator
wie in 10 dargestellt aufweisen. In
diesem Fall kann eine große Frequenzänderung
erreicht werden, die bei der Anwendung von zwei Übertragungsbändern gemäß 4 erforderlich
ist.
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Wie
oben erläutert,
verwendet die erfindungsgemäße Senderempfängerschaltung
einen einzigen zweiten Lokaloszillator, der seine Ausgangsfrequenz
während
eines kurzen Zeitraums für den Übergang
zwischen dem Sendemodus und dem Empfangsmodus im TDMA-System ändert. Somit
ist sie für
kompakte Abmessungen geeignet. Außerdem erzeugt die erfindungsgemäße Senderempfängerschaltung
kaum unerwünschte
Störkomponenten,
da das Ausgangssignal des zweiten Lokaloszillators im Sendemodus
nicht vorhanden ist.
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Zusätzlich zur
oben beschriebenen Erläuterung
können
mehrere Antennen vorgesehen werden, und ein Multiplexer kann anstelle
der Frequenzweiche verwendet werden. Weitere Ausführungsformen können innerhalb
des Schutzbereichs der beigefügten
Ansprüche
ausgeführt
werden.