ES2237438T3 - Verificacion de la respuesta de radio transceptores. - Google Patents
Verificacion de la respuesta de radio transceptores.Info
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Abstract
Un radiotransceptor incluyendo: una antena (10); un oscilador local (29) para generar una señal de oscilador local a una frecuencia del oscilador local; un receptor (12) capaz de recibir una primera señal de radio frecuencia de la antena (10) en una entrada de receptor y que tiene un primer mezclador (16) para mezclar una señal derivada de la primera señal de radio con dicha señal de oscilador local para generar una señal de frecuencia intermedia, y una salida de receptor para obtener una señal de salida dependiente de la señal de frecuencia intermedia; un transmisor (13) capaz de recibir una señal de entrada en una entrada de transmisor y que tiene un segundo mezclador (20) para mezclar una señal derivada de la señal de entrada con una señal de oscilador local para generar una segunda señal de radio frecuencia para transmisión; un dispositivo conmutador (24-26) que tiene una configuración normal en la que el transmisor está acoplado a la antena para aplicar la segunda señal de radio frecuencia a la antena, y una configuración de verificación en la que el transmisor está acoplado a la entrada de receptor para aplicar la segunda señal de radio frecuencia a la entrada de receptor; y un procesador de señales (11) acoplado a la entrada de transmisor y la salida de receptor y capaz, cuando el dispositivo conmutador está en la configuración de verificación, de aplicar una señal de verificación a la entrada de transmisor para hacer que el transmisor genere una señal de verificación de radiofrecuencia, y determinar a partir de la señal de salida del receptor la respuesta del receptor a la señal de verificación de radiofrecuencia.
Description
Verificación de la respuesta de radio
transceptores.
Esta invención se refiere a la verificación de la
respuesta de circuitos, especialmente, pero no exclusivamente, en
radio transceptores.
La figura 1 muestra un diagrama esquemático de
una parte compleja (IQ) de un receptor de radio. Se recibe una señal
de radiofrecuencia (RF) recibida en 1 y es amplificada por el
amplificador 2. La salida del amplificador en 3 es dividida en los
mezcladores 4 y 5. El mezclador 4 genera una señal demodulada en
fase (I) en 6 mezclando la señal en 3 con una señal LO_{I} de
frecuencia del oscilador local f_{LO}. El mezclador 4 genera una
señal demodulada de cuadratura (Q) en 6 mezclando la señal en 3 con
una señal LO_{Q} que también tiene frecuencia f_{LO} pero es
ortogonal a la señal LO_{I}, es decir, la señal LO_{Q} está 90º
fuera de fase con respecto a la señal LO_{I}.
En la práctica, es difícil garantizar que las
señales LO_{I} y LQ_{Q} sean exactamente ortogonales, o que las
ganancias o retardos de grupo de los mezcladores 3 y 4 y los filtros
8 y 9 sean exactamente iguales. El resultado de esto es que se
introducen respuestas de imagen. Ningún receptor realizable tiene
infinito rechazo de imagen. En lugar de intentar evitar frecuencias
de imagen, la mayoría de las especificaciones de receptor establecen
un límite inferior en el rechazo de imagen que se ha de lograr. Para
comprobar que un receptor particular cumple la especificación debe
ser comprobado después de haber sido fabricado. Esto requiere en
general equipo específico de verificación en la línea de producción
y requiere tiempo extra en la línea de producción para que la
verificación pueda tener lugar.
Los receptores pueden ser ajustados en el proceso
de fabricación para optimizar su rechazo de imagen. Sin embargo,
esto lleva más tiempo, y no afronta el hecho de que el rendimiento
de rechazo de imagen del receptor en el uso real puede ser diferente
del medido durante la fabricación, por ejemplo debido a cambios de
temperatura.
WO 91/19363 describe un dispositivo para someter
a bucle una señal de verificación RF transmitida por una sección
transmisora de un transceptor a una sección receptora, para
comprobar el transceptor.
US 5.594.950 describe un dispositivo para
comprobar la frecuencia portadora de un transmisor en una estación
local por un receptor en la estación local.
Según la presente invención se ha previsto un
radiotransceptor incluyendo: una antena; un oscilador local para
generar una señal de oscilador local a una frecuencia del oscilador
local; un receptor capaz de recibir una primera señal de radio
frecuencia de la antena en una entrada de receptor y que tiene un
primer mezclador para mezclar una señal derivada de la primera señal
de radio con dicha señal de oscilador local para generar una señal
de frecuencia intermedia, y una salida de receptor para obtener una
señal de salida dependiente de la señal de frecuencia intermedia; un
transmisor capaz de recibir una señal de entrada en una entrada de
transmisor y que tiene un segundo mezclador para mezclar una señal
derivada de la señal de entrada con una señal de oscilador local
para generar una segunda señal de radio frecuencia para transmisión;
un dispositivo conmutador que tiene una configuración normal en la
que el transmisor está acoplado a la antena para aplicar la segunda
señal de radio frecuencia a la antena, y una configuración de
verificación en la que el transmisor está acoplado a la entrada de
receptor para aplicar la segunda señal de radio frecuencia a la
entrada de receptor; y un procesador de señales acoplado a la
entrada de transmisor y la salida de receptor y capaz, cuando el
dispositivo conmutador está en la configuración de verificación, de
aplicar una señal de verificación a la entrada de transmisor para
hacer que el transmisor genere una señal de verificación a una
frecuencia de la diferencia entre la frecuencia del oscilador local
y la frecuencia intermedia, y determinar a partir de la señal de
salida del receptor la respuesta del receptor a la señal de
verificación.
La presente invención también proporciona un
método de comprobar un radiotransceptor incluyendo una antena; un
oscilador local para generar una señal de oscilador local a una
frecuencia del oscilador local; un receptor capaz de recibir una
primera señal de radio frecuencia de la antena en una entrada de
receptor y que tiene un primer mezclador para mezclar una señal
derivada de la segunda señal de radio con dicha señal de oscilador
local para generar una señal de frecuencia intermedia, y una salida
de receptor para obtener una señal de salida dependiente de la señal
de frecuencia intermedia; un transmisor capaz de recibir una señal
de entrada en una entrada de transmisor y que tiene un segundo
mezclador para mezclar una señal derivada de la señal de entrada con
una señal de oscilador local para generar una segunda señal de radio
frecuencia para transmisión; un dispositivo conmutador que tiene una
configuración normal en la que el transmisor está acoplado a la
antena para aplicar la segunda señal de radio frecuencia a la
antena, y una configuración de verificación en la que el transmisor
está acoplado a la entrada de receptor para aplicar la segunda señal
de radio frecuencia a la entrada de receptor; incluyendo el método:
poner el dispositivo conmutador a la configuración de verificación;
aplicar una señal de verificación a la entrada de transmisor para
hacer que el transmisor genere una señal de verificación de
radiofrecuencia; y detectar la señal de salida del receptor para
determinar la respuesta del receptor a la señal de verificación de
radiofrecuencia.
El receptor puede tener canales en fase y de
cuadratura. Cada uno de los canales en fase y de cuadratura puede
incluir mezcladores (de los que uno es dicho primer mezclador) para
mezclar con una señal del oscilador local a la frecuencia del
oscilador local. Uno de los mezcladores mezcla adecuadamente con una
señal en fase y el otro mezcla adecuadamente con una señal de
cuadratura. El oscilador local incluye preferiblemente un
desplazador de fase para generar una de las señales en fase y de
cuadratura del otro (aunque las señales se podrían generar por
separado en el oscilador local). El oscilador local es
preferiblemente ajustable por el procesador de señales, muy
preferiblemente para alterar la diferencia de fase entre las señales
en fase y de cuadratura. Así, el desplazador de fase del oscilador
(cuando esté presente) es muy preferiblemente ajustable por el
procesador de señales.
La señal de verificación está preferiblemente a
una frecuencia a la que no se desea que el transceptor reciba
señales, por ejemplo, una frecuencia de imagen del transceptor. El
procesador de señales es capaz de ajustar preferiblemente el
oscilador local (muy preferiblemente la diferencia de fase entre las
señales en fase y de cuadratura del oscilador local) y/o
la(s) ganancia(s)
del (de los) mezclador(es) del receptor para reducir, y muy preferiblemente minimizar, la respuesta del receptor a la señal de verificación, es decir, aumentar/maximizar adecuadamente el rechazo de imagen del receptor. Dicha reducción/minimización se realiza preferiblemente en respuesta a la señal recibida por el procesador de señales del receptor.
del (de los) mezclador(es) del receptor para reducir, y muy preferiblemente minimizar, la respuesta del receptor a la señal de verificación, es decir, aumentar/maximizar adecuadamente el rechazo de imagen del receptor. Dicha reducción/minimización se realiza preferiblemente en respuesta a la señal recibida por el procesador de señales del receptor.
Preferiblemente dicho(s)
mezclador(es) del receptor y el (los) mezclador(es)
del transmisor reciben sus señales de oscilador local del mismo
oscilador local.
El procesador de señales se puede prever como un
solo circuito integrado, como más de un circuito integrado o como un
circuito de componentes discretos. El procesador de señales puede
incluir un sintetizador digital para generar la señal de
verificación y/o un modulador para generar la señal de verificación.
La señal de verificación es adecuadamente una señal modulada. La
señal de verificación está preferiblemente a la negativa de dicha
frecuencia intermedia del receptor.
El radiotransceptor puede tener un segundo
dispositivo conmutador que tiene una configuración normal en la que
la señal de verificación está acoplada al segundo mezclador y una
configuración de verificación en la que la señal de verificación
está acoplada a una sección de frecuencia intermedia del receptor.
En ese caso el procesador de señales puede ser capaz, cuando el
segundo dispositivo conmutador está en la configuración de
verificación, de generar una señal de verificación, y determinar a
partir de la señal de salida del receptor la respuesta de al menos
la sección de frecuencia intermedia del receptor a la señal de
verificación.
El transceptor es capaz preferiblemente de
conmutar automáticamente entre la configuración normal y la
configuración de verificación. El transceptor puede configurarse
adecuadamente para conmutar automáticamente a la configuración de
verificación a la habilitación del receptor y/o el transceptor, y/o
en respuesta a una señal que se puede aplicar al transceptor durante
la fabricación o verificación.
En otro aspecto de la invención, la señal de
verificación puede estar a una frecuencia intermedia y se puede
aplicar directamente a una sección de frecuencia intermedia del
receptor.
La presente invención se describirá ahora a modo
de ejemplo, con referencia a los dibujos anexos, en los que:
La figura 1 muestra un circuito receptor de la
técnica anterior.
Y la figura 2 muestra un diagrama esquemático de
parte de un circuito radio receptor según la presente invención.
La figura 2 muestra parte de un circuito
radiotransceptor. El circuito tiene una antena 10 y una unidad de
procesado de señal 11 para procesado de frecuencia de banda base o
intermedia de señales recibidas y señales que se han de transmitir.
Entre la antena y la unidad de procesado de señal hay una cadena
receptora 12 y una cadena transmisora 13, que están conectadas a la
antena 10 por un duplexador 14. La cadena receptora 12 convierte
señales de radiofrecuencia (RF) recibidas a banda base para
procesado adicional por la unidad de procesado de señal 11, y la
cadena transmisora 13 convierte señales de la banda base a RF para
transmisión desde la antena 10.
La cadena receptora se representa con detalle
parcial, e incluye un amplificador de entrada 15 que amplifica la
señal recibida. La salida del amplificador 15 se divide en los
mezcladores 16 y 17 donde se mezcla con señales ortogonales de
oscilador local como se ha descrito anteriormente para generar
señales I y Q para decodificación adicional. Filtros de paso de
banda 18 y 19 filtran las señales I y Q, respectivamente.
La cadena transmisora también se muestra con
detalle parcial. En la cadena transmisora las señales I y Q
derivadas de la unidad de procesado de señal 11 que se han de
transmitir por el transceptor, se mezclan con señales ortogonales de
oscilador local en los mezcladores 20 y 21 y después se suman en la
unidad de suma 22. La señal de suma es amplificada después por los
amplificador 23 y se pasa al duplexador 14 y después a la antena 10
para transmisión.
En este transceptor se ha previsto un interruptor
24 para conectar la entrada de amplificador 15 a la salida de la
unidad de suma 22. Al mismo tiempo, la salida de la unidad de suma
22 se puede desconectar por el interruptor 25 de la entrada del
amplificador 15 y la entrada del amplificador 15 se puede
desconectar por el interruptor 26 del duplexador 14, aunque los
efectos de las conexiones se podrían neutralizar de otras formas. En
un modo (configuración A en la figura 2) los interruptores
24-26 se pueden poner para que el transceptor pueda
operar normalmente. En el otro modo (configuración B en la figura 2)
los interruptores 24-26 se pueden poner para que el
transceptor pueda operar en un modo de autodiagnóstico, por lo que
se puede verificar el rendimiento de rechazo de imagen del receptor.
Los interruptores podrían ser interruptores mecánicos o electrónicos
(por ejemplo, transistores). Los interruptores 24-26
podrían operar bajo el control de la unidad de procesado de señal 11
para poder realizar el procedimiento de autodiagnóstico de forma
completamente automática.
El procedimiento de autodiagnóstico se podría
activar introduciendo una orden usando el teclado 27 del
transceptor, o de otra forma, por ejemplo, por el accionamiento de
un interruptor dedicado del transceptor, automáticamente a la
conexión del transceptor o por una orden transmitida al procesador
de señales 11 por radio. A la activación del modo de autodiagnóstico
el elemento receptor del transceptor es accionado y sintonizado a
una frecuencia f_{LO}+f_{IF}, donde f_{LO} es la frecuencia
del oscilador local y f_{IF} es la frecuencia intermedia del
receptor. Debido a la imperfección del receptor, habrá una respuesta
de imagen más débil a la frecuencia
f_{LO}-f_{IF}. En el elemento de transmisión del
transceptor, el modulador del procesador de señales 11 se establece
para generar una señal a una frecuencia negativa -f_{IF} a banda
base. Dicha señal se mezcla a radiofrecuencia por el mezclador
complejo 20, 21 para producir una señal a frecuencia
f_{LO}-f_{IF}. Debido a la imperfección del
transmisor también habrá una frecuencia de imagen a
f_{LO}+f_{IF}. Los interruptores 24-26 se ponen
a los valores B de manera que la salida de la cadena transmisora (a
f_{LO-} f_{IF} y f_{LO}+f_{IF}) se pase a la entrada RF de
la sección receptora. F_{LO} se puede poner en cualquier lugar en
el rango normal de frecuencias del oscilador local adecuadamente, en
torno a la banda media. El receptor genera una salida de forma
normal. La salida es así sensible a la señal principal de la cadena
transmisora (a frecuencia f_{LO}-f_{IF}) y la
señal de imagen de la cadena transmisora (a frecuencia
f_{LO}+f_{IF}) a condición de que esté en canal para el
receptor.
La salida del receptor es detectada y medida de
forma normal por el procesador de señales 11, y se determina la
intensidad de la frecuencia de imagen con relación a la frecuencia
principal. Esto da una medida del rechazo de imagen del transceptor.
Este resultado se puede visualizar en una pantalla 28 del
transceptor o transmitir por radio a otra unidad, por ejemplo una
unidad de verificación de fabricación. El transceptor puede hacer
así la medición del rechazo de imagen durante la fabricación, un
proceso totalmente automatizado que no requiere equipo de
verificación adicional. Esto hace altamente conveniente la
autoverificación en línea.
El transceptor genera las señales I y Q del
oscilador local por medio de un oscilador 29 que opera a la
frecuencia seleccionada del oscilador local f_{LO}, cuya salida
representa la señal I del oscilador local y es desplazada en fase
por el desplazador de fase 30 para formar la señal Q. La cantidad de
desplazamiento de fase impuesto por el desplazador de fase se puede
regular bien por una señal analógica a su entrada de sintonización
31. La señal analógica se deriva de un convertidor analógico a
digital 32 en respuesta al procesador de señales 11. La generación
de las señales I y Q se podría realizar de otras formas, por ejemplo
con la ayuda de un servo amplificador.
El procesador de señales 11 puede actuar para
mejorar el rendimiento de rechazo de imagen del receptor. Puede
entrar en un modo (por ejemplo, después de la fabricación, a la
conexión o periódicamente durante el uso) en el que mide el
rendimiento de rechazo de imagen del receptor como se ha descrito
anteriormente y después ajusta el desplazador de fase 30 para
optimizar el rechazo de imagen.
Para que opere el procedimiento anterior, la
frecuencia intermedia del receptor debe estar dentro del rango de
modulación de la sección transmisora del transceptor. Es probable
que esto sea sencillo para receptores IF de casi cero, que se están
haciendo cada vez más frecuentes.
También es posible proporcionar un enlace entre
la parte IF del transmisor y la parte IF del receptor (por ejemplo,
usando los interruptores 33-36). Se puede introducir
posteriormente un paso adicional para optimizar más el receptor. Los
interruptores 33-36 se pueden establecer para
conectar la parte IF del transmisor a la del receptor. Después, el
procesador de señales genera una señal de banda base a -f_{IF} que
se aplica directamente a la entrada IF del receptor. Si los filtros
(por ejemplo, los filtros de canal complejo IF) del receptor pueden
ser sintonizados por el procesador de señales 11, verificando la
salida del circuito receptor durante este proceso, el procesador de
señales puede establecer la sección IF de forma óptima antes de
optimizar la sección RF.
Se puede realizar otro procedimiento de
verificación poniendo los interruptores 33-36 a sus
valores de verificación y generando el procesador de señales 11 un
rango de frecuencias en torno a +f_{IF}. Esto permite que el
procesador de señales supervise la respuesta en canal del receptor y
puede ser especialmente útil para autodiagnóstico incorporado
(BIST).
El solicitante hace notar el hecho de que la
presente invención puede incluir cualquier característica o
combinación de características aquí descritas implícita o
explícitamente o cualquier generalización de las mismas, sin limitar
el alcance de las reivindicaciones presentes. Teniendo en cuenta la
descripción anterior, será evidente a los expertos en la técnica que
se pueden hacer varias modificaciones dentro del alcance de la
invención.
Claims (14)
1. Un radiotransceptor incluyendo:
una antena (10);
un oscilador local (29) para generar una señal de
oscilador local a una frecuencia del oscilador local;
un receptor (12) capaz de recibir una primera
señal de radio frecuencia de la antena (10) en una entrada de
receptor y que tiene un primer mezclador (16) para mezclar una señal
derivada de la primera señal de radio con dicha señal de oscilador
local para generar una señal de frecuencia intermedia, y una salida
de receptor para obtener una señal de salida dependiente de la señal
de frecuencia intermedia;
un transmisor (13) capaz de recibir una señal de
entrada en una entrada de transmisor y que tiene un segundo
mezclador (20) para mezclar una señal derivada de la señal de
entrada con una señal de oscilador local para generar una segunda
señal de radio frecuencia para transmisión;
un dispositivo conmutador (24-26)
que tiene una configuración normal en la que el transmisor está
acoplado a la antena para aplicar la segunda señal de radio
frecuencia a la antena, y una configuración de verificación en la
que el transmisor está acoplado a la entrada de receptor para
aplicar la segunda señal de radio frecuencia a la entrada de
receptor; y
un procesador de señales (11) acoplado a la
entrada de transmisor y la salida de receptor y capaz, cuando el
dispositivo conmutador está en la configuración de verificación, de
aplicar una señal de verificación a la entrada de transmisor para
hacer que el transmisor genere una señal de verificación de
radiofrecuencia, y determinar a partir de la señal de salida del
receptor la respuesta del receptor a la señal de verificación de
radiofrecuencia.
2. Un radiotransceptor según se reivindica en la
reivindicación 1, donde el oscilador local (29) es capaz de generar
una señal en fase y una señal de cuadratura, el primer mezclador
(16) está dispuesto para mezclar dicha señal derivada de la primera
señal de radio con la señal en fase, y el receptor (12) incluye un
tercer mezclador (17) dispuesto para mezclar dicha señal derivada de
la primera señal de radio con la señal de cuadratura.
3. Un radiotransceptor según se reivindica en la
reivindicación 2, donde el oscilador local (29) se puede regular por
el procesador de señales (11) para variar la diferencia de fase
entre las señales en fase y de cuadratura.
4. Un radiotransceptor según se reivindica en la
reivindicación 2, donde el oscilador local (29) se puede regular por
el procesador de señales (11) para variar la diferencia de fase
entre las señales en fase y de cuadratura para reducir la respuesta
del receptor a la señal de verificación.
5. Un radiotransceptor como se reivindica en
cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, donde la ganancia de al
menos uno de los mezcladores primero y tercero (16, 17) se puede
regular por el procesador de señales para reducir la respuesta del
receptor a la señal de verificación.
6. Un radiotransceptor según se reivindica en la
reivindicación 4 o 5, donde el dispositivo conmutador
(24-26) puede operar por el procesador de señales
(11), y el procesador de señales (11) tiene un modo de verificación
en el que es capaz de: poner el dispositivo conmutador en la
configuración de verificación, determinar a partir de la señal de
salida del receptor (12) la respuesta del receptor a la señal de
verificación de radiofrecuencia, y regular el oscilador local (29)
y/o al menos uno de los mezcladores primero y tercero (16, 17) para
reducir la respuesta del receptor a la señal de verificación.
7. Un radiotransceptor según se reivindica en
cualquier reivindicación anterior, donde el receptor (12) incluye al
menos dos etapas de frecuencia intermedia.
8. Un radiotransceptor según se reivindica en
cualquier reivindicación anterior, donde la señal de oscilador local
aplicada al segundo mezclador (20) es generada por dicho oscilador
local (29).
9. Un radiotransceptor según se reivindica en
cualquier reivindicación anterior, donde el procesador de señales
(11) incluye un sintetizador digital para generar la señal de
verificación.
10. Un radiotransceptor según se reivindica en
cualquier reivindicación anterior, donde el procesador de señales
(29) incluye un modulador para generar la señal de verificación.
11. Un radiotransceptor según se reivindica en
cualquier reivindicación anterior, donde la señal de verificación
está a la negativa de la frecuencia intermedia.
12. Un radiotransceptor según se reivindica en
cualquier reivindicación anterior, incluyendo un segundo dispositivo
conmutador (33-36) que tiene una configuración
normal en la que dicha señal derivada de la señal de entrada está
acoplada al segundo mezclador (20) y una configuración de
verificación en la que dicha señal derivada de la señal de entrada
está acoplada a una sección de frecuencia intermedia del receptor
como una señal de verificación.
13. Un radiotransceptor según se reivindica en la
reivindicación 12, donde el procesador de señales (11) es capaz,
cuando el segundo dispositivo conmutador (33-36)
está en la configuración de verificación, de generar la señal de
verificación, y determinar a partir de la señal de salida del
receptor la respuesta de al menos la sección de frecuencia
intermedia del receptor a la señal de verificación.
14. Un método de comprobar un radiotransceptor
incluyendo una antena (10); un oscilador local (29) para generar una
señal de oscilador local a una frecuencia del oscilador local; un
receptor (12) capaz de recibir una primera señal de radio frecuencia
de la antena (10) en una entrada de receptor y que tiene un primer
mezclador (16) para mezclar una señal derivada de la primera señal
de radio con dicha señal de oscilador local para generar una señal
de frecuencia intermedia, y una salida de receptor para obtener una
señal de salida dependiente de la señal de frecuencia intermedia; un
transmisor (13) capaz de recibir una señal de entrada en una entrada
de transmisor y que tiene un segundo mezclador (20) para mezclar una
señal derivada de la señal de entrada con una señal de oscilador
local para generar una segunda señal de radio frecuencia para
transmisión; un dispositivo conmutador (24-26) que
tiene una configuración normal en la que el transmisor está acoplado
a la antena (10) para aplicar la segunda señal de radio frecuencia a
la antena, y una configuración de verificación en la que el
transmisor está acoplado a la entrada de receptor para aplicar la
segunda señal de radio frecuencia a la entrada de receptor;
incluyendo el método:
poner el dispositivo conmutador
(24-26) en la configuración de verificación;
aplicar una señal de verificación a la entrada de
transmisor para hacer que el transmisor (13) genere una señal de
verificación de radiofrecuencia; y
detectar la señal de salida del receptor (12)
para determinar la respuesta del receptor a la señal de
verificación.
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