FI86014B

FI86014B - Method and connection for suppressing faulty reproduction in a receiver in a radio telephone

Info

Publication number: FI86014B
Application number: FI901579A
Authority: FI
Inventors: Risto Huusko
Original assignee: Nokia Mobile Phones Ltd
Priority date: 1990-03-29
Filing date: 1990-03-29
Publication date: 1992-03-13
Also published as: FI901579A; FI901579A0; FI86014C

Description

5 1 860145 1 86014

Menetelmä ja kytkentä harhatoiston vaimentamiseksi radiopuhelimen vastaanottimessa - Förfarande och koppling för att dämpa felätergivning i en mottagare av en radiotelefonMethod and connection for attenuation of distraction in a radiotelephone receiver - Förfarande och koppling för att dämpa felätergivning i en mottagare av en radiotelefon

Keksinnön kohteena on menetelmä, jonka avulla voidaan vaimentaa harhatoiston aiheuttava signaalitaajuus radiopuhelimen vastaanottimessa, jossa vastaanotettu signaali vahvistetaan, suodatetaan ja viedään sekoittajaan siirrettäväksi 10 välitaajuudelle. Keksintö koskee myös menetelmän toteuttavaa kytkentää.The invention relates to a method by means of which an interfering signal frequency can be attenuated in a radiotelephone receiver, in which the received signal is amplified, filtered and fed to a mixer for transmission to an intermediate frequency. The invention also relates to a coupling implementing the method.

Tavallisesti radiopuhelimissa tuodaan vastaanotettu radiosignaali antennilta duplekseriin, josta se viedään vastaan-15 otinosan etupään ensimmäisen vahvistimen ja kiinteän kais-tanpäästösuodattimen kautta ensimmäiselle sekoittajalle, jossa se sekoitetaan paikallisoskillaattoritaajuuteen ja sekoitustuloksista suodatetaan välitaajuus. Komponenttikus-tannussyistä ja rakenteen yksinkertaisuuden vuoksi olisi 20 edullista valita matala välitaajuus, mutta tällöin sekoitti-men epäideaalisuuden synnyttämä harhatoisto aiheuttaa ongelmia. Harhatoisto syntyy siten, että jos radiopuhelimen vastaanottimen ensimmäinen välitaajuus on pienempi kuin ; . kaksi kertaa vastaanottokaistan leveys, syntyy sekoittimessa ··· · 25 harhatoisto, jota ei voi suodattaa pois kiinteillä vastaan ottimen etupään suodattimi11a. Harhatoiston synnyttävä signaali on taajuudeltaan välitaajuuden puolikkaan verran vastaanotettavaa signaalia suurempi, kun paikallisoskillaat-tori-injektio on yläpuolinen. Ongelma tulee esiin nimenomaan 30 vastaanottokaistan alapäässä. Tällöin, kun vastaanotin kuuntelee vastaanottokaistan alapäässä, syntyvät harhatois-totaajuudet vastaanottokaistan yläpäähän, jossa etupään suodattamilla ei ole vaimennusta. Esimerkiksi NMT-puhelimes-sa vastaanottokaista on 25 MHz ja jos välitaajuus on pienem-35 pi kuin 2*25 MHz, eli 50 MHz, syntyy harhatoistosignaalien tasojen ollessa suuria haitallisia harhatoistoja, joiden taajuus on vastaanottokaistan yläpäässä. Kun vastaanotettava signaalitaajuus on vastaanottotaajuuskaistan yläpäässä, 2 86014 siirtyy harhatoistotaajuus vastaanottokaistan ulkopuolelle, jolloin sekoitinta edeltävät kiinteät suodattimet pystyvät poistamaan ne. Näin ollen ongelmat syntyvät nimenomaan vastaanottokaistan rf-signaalin ollessa kaistan ala-alueel-5 la.Typically, in radiotelephones, the received radio signal is input from the antenna to a duplexer, from where it is passed through a first amplifier and a fixed bandpass filter to the first mixer, where it is mixed to a local oscillator frequency and the intermediate results are filtered from the mixing results. For component cost reasons and for the simplicity of the structure, it would be advantageous to select a low intermediate frequency, but then the bias caused by the non-ideality of the mixer causes problems. The bias occurs so that if the first intermediate frequency of the radiotelephone receiver is less than; . twice the width of the reception band, a bias is generated in the mixer ··· · 25 which cannot be filtered out by fixed filters at the front end of the receiver11a. The bias signal is half the frequency of the received signal when the local oscillator injection is above. The problem arises specifically at the lower end of the 30 reception bands. In this case, when the receiver listens at the lower end of the reception band, bias frequencies are generated at the upper end of the reception band, where the front end filters have no attenuation. For example, in an NMT telephone, the reception band is 25 MHz, and if the intermediate frequency is less than 35 x 2 MHz, i.e. 50 MHz, the levels of spurious signals are high, with harmful spurious signals having a frequency at the upper end of the receiving band. When the signal frequency to be received is at the upper end of the reception frequency band, 2 86014 the bias frequency moves outside the reception band, allowing the fixed filters preceding the mixer to remove them. Thus, the problems arise precisely when the rf signal of the reception band is in the sub-band 5a of the band.

Näitä harhatoistoja voidaan vähentää luonnollisesti käyttämällä riittävän suurta välitaajuutta. Voidaan myös poistaa harhatoistoja käyttämällä jänniteohjattua kaistanpäästö-10 suodatinta tai parantamalla sekoittimen ominaisuuksia ja ylipäänsä mitoittamalla käytetyt komponentit erittäin huolella. Jos harhatoiston synnyttävien signaalien taso on hyvin matala, ei välttämättä mitään erikoistoimenpiteitä tarvita. Kuitenkin tietyissä radiopuhelinjärjestelmissä on 15 puhelimelta vaadittava harhatoistovaimennus niin suuri, ettei vastaanotinta saada toimimaan vaadittujen spesifikaa-tioden mukaisesti ilman erillistä menetelmää harhatoiston vaimentamiseksi.These distractions can, of course, be reduced by using a sufficiently high intermediate frequency. Duplication can also be eliminated by using a voltage-controlled bandpass-10 filter or by improving the characteristics of the mixer and, in general, by dimensioning the components used with great care. If the level of spurious signals is very low, no special measures may be required. However, in certain radiotelephone systems, the interference suppression required from the telephone is so great that the receiver cannot be made to operate in accordance with the required specifications without a separate method for attenuating the interference.

20 Tämä keksintö esittää menetelmän, jolla harhatoiston aiheuttavaa taajuutta voidaan vaimentaa myös silloin, kun väli-taajuus on pieni ilman, että jouduttaisiin ryhtymään niihin toimenpiteisiin, joita tähän asti tunnetulla tekniikalla on käytetty.The present invention provides a method by which the spurious frequency can be attenuated even when the intermediate frequency is small without having to take the measures used by the prior art.

2525

Menetelmälle on tunnusomaista, että ennen sekoittajaa on kytketty rf-signaalitien ja maan väliin jänniteohjattu imu-suodatin, joka ohjataan vaimentamaan taajuuskaistan yläalu-eella esiintyvää harhatoiston aiheuttavaa signaalia.The method is characterized in that a voltage-controlled suction filter is connected between the rf signal path and ground before the mixer, which is controlled to attenuate the spurious signal in the upper part of the frequency band.

3030

Keksinnön mukaiselle kytkennälle on tunnusomaista se, mitä on sanottu vaatimuksessa 4.The connection according to the invention is characterized by what is stated in claim 4.

Imusuodatin on suodatin, joka päästää kaikki taajuudet 35 lukuunottamatta yhtä hyvin kapeata taajuuskaistaa. Sen taajuusvaste on lähes vakio kautta koko taajuusalueen kapeata kaistaa lukuunottamatta, jossa valmennus on suuri. Tällaiseen imusuodattimen ominaisuuteen perustuu tässä 3 86014 esitetty menetelmä. Menetelmässä käytetään ohjattavaa imusuodatinta, joka ohjataan vaimentamaan harhatoiston aiheuttavaa signaalia silloin, kun vastaanotetaan radiotaajuussig-naalia vastaanottokaistan alapäässä, jolloin harhatoiston 5 aiheuttaman signaalin taajuus on vastaanottokaistan yläpäässä. Kun vastaanottotaajuus on kaistan yläpäässä, kykenevät vastaanottimen etupään suodattimet vaimentamaan harhatoiston, joten imusuodatinta ei tarvitse välttämättä pitää kytkettynä, joskin se voidaan pitää kytkettynä.A suction filter is a filter that emits all frequencies except the equally narrow frequency band. Its frequency response is almost constant across the entire frequency range except for the narrow band where coaching is high. The method presented here 3 86014 is based on such a feature of the suction filter. The method uses a controllable suction filter which is controlled to attenuate the spurious signal when a radio frequency signal is received at the lower end of the receiving band, the frequency of the spurious signal being at the upper end of the receiving band. When the reception frequency is at the upper end of the band, the filters at the front of the receiver are able to attenuate spurious reproduction, so the suction filter does not necessarily have to be kept on, although it can be kept on.

1010

Keksinnön mukaista menetelmää ja erästä kytkentää sen toteuttamiseksi selostetaan tarkemmin viittaamalla oheisiin kuviin, joissa kuva 1 esittää menetelmän periaatetta, jossa harhatoistoa 15 aiheuttavat taajuudet poistetaan imusuodattimella, kuva 2 esittää mitattuja kiinteän suodattimen vasteita sekä yläkanavilla että alakanavilla käytettäessä keksinnön mukaista imusuodatinta.The method according to the invention and a circuit for carrying it out will be described in more detail with reference to the accompanying figures, in which Figure 1 shows the principle of delisting frequencies by a suction filter, Figure 2 shows measured fixed filter responses in both upper and lower channels using a suction filter according to the invention.

20 Kuvassa 1 viitenumerolla 1 viitataan antennivahvistimen jälkeen kytkettyyn suodattimeen, josta rf-signaali viedään edelleen ensimmäiseen sekoittajaan (ei esitetty), jossa se siirretään välitaajuudelle (IF). Kuten edellä on jo esitetty • ” syntyy sekoittajassa silloin, kun vastaanotettava signaali ; 25 on vastaanottokaistan alapäässä, ja kun välitaaj uus on pienempi kuin kaksi kertaa vastaanottokaistan leveys, sekoi-: tustuloksena myös harhatoistosignaali, jonka synnyttävä taajuus on toimintataajuusalueen sisäpuolella (IF/2 tulo-taajuuden yläpuolella) ja jota siksi eivät kiinteät sekoi-30 tinta edeltävät suodattimet pysty poistamaan. Keksinnön mukaisesti kytketään rx-suodattimen 1 jälkeen imusuodatin 2. Suodatin kytketään suodattimen 1 ja piirin maan väliin. Imusuodatin 1 koostuu helix-resonaattorista 3 ja erilliskom-ponenteista: vastuksesta Rl, kondensaattoreista Cl, C2, 35 kelasta LI ja kapasitanssidiodista (varaktorista) Dl. Imu-suodattimen helix-resonaattorin keskitaajuus asetetaan tunnetulla tavalla halutuksi resonaattorissa olevan säätö-ruuvin avulla. Resonaattorin resonanssitaajuus on riippuvat- 4 86014 nen kapasitanssidiodin Dl ja kondensaattorin Cl sarjakytken-nästä. Tästä johtuu, että kapasitanssidiodin jännitteellä voidaan ohjata imusuodatinpiirin 2 estotaajuutta. Vastus Rl erottaa ohjaus jännitteen Vqj^j resonanssipiiristä. Sopi-5 valla kelan LI arvolla piiri on rinnakkaisresonanssissa imutaajuutta alemmalla taajuudella, jolloin vaimennus RFout/RFin on pieni. Kun vastaanotettavan signaalin taajuus on pieni, eli se on vastaanottokaistan alapäässä, ohjataan imusuodatin 2 vaimentamaan taajuuskaistan yläalueella esiin-10 tyvää harhatoiston aiheuttavaa signaalia. Imusuodattimen ohjausjännite Vq^j voi olla jatkuva, jolloin ohjausjännitettä muutetaan jokaisella vastaanottokanavalla niin, että imutaajuus kasvaa jokaisen kanavan vaihdon yhteydessä, tai se voi olla kaksitilainen, jolloin se kytketään 1-tilaan 15 (esim. 5 V) ja 0-tilaan (esim. 1 V) riippuen vastaanotetun radiosignaalin taajuudesta.In Fig. 1, reference numeral 1 refers to a filter connected downstream of the antenna amplifier, from which the rf signal is passed to a first mixer (not shown), where it is transferred to an intermediate frequency (IF). As already stated above • “is generated in the mixer when the signal to be received; 25 is at the lower end of the receive band, and when the intermediate frequency is less than twice the receive bandwidth, the scrambling result also results in a spurious signal whose generating frequency is within the operating frequency range (above the IF / 2 input frequency) and therefore not by fixed pre-mix filters. unable to delete. According to the invention, a suction filter 2 is connected after the rx filter 1. The filter is connected between the filter 1 and the ground of the circuit. The suction filter 1 consists of a helix resonator 3 and separate components: a resistor R1, capacitors C1, C2, a coil L1 and a capacitance diode (varactor) D1. The center frequency of the helix resonator of the suction filter is set to the desired value in a known manner by means of an adjusting screw in the resonator. The resonant frequency of the resonator depends on the series connection of the capacitance diode D1 and the capacitor C1. As a result, the blocking frequency of the suction filter circuit 2 can be controlled by the voltage of the capacitance diode. Resistor R1 separates the control voltage Vqj ^ j from the resonant circuit. With a suitable coil L1 value, the circuit resonates in parallel at a lower frequency than the suction frequency, whereby the attenuation RFout / RFin is small. When the frequency of the received signal is low, i.e. it is at the lower end of the receiving band, the suction filter 2 is controlled to attenuate the spurious signal occurring in the upper region of the frequency band. The control voltage Vq ^ j of the suction filter can be continuous, in which case the control voltage is changed on each receiving channel so that the suction frequency increases with each channel change, or it can be dual-mode, switching it to 1 state (e.g. 5 V) and 0 state (e.g. 1 V) depending on the frequency of the received radio signal.

Keksinnön mukaisen kytkennän mitattu taajuusvaste on esitetty kuvassa 2. Kuvaajan vaaka-akselilla on taajuus 10 MHz/-20 ruutu ja pystyakselilla vaimennus 5 dB/ruutu. Viitenumerolla a merkitty kuvaaja on kiinteän suodattimen 1 taajuusvaste ilman imusuodatinta 2 ja viitenumerolla b merkitty kuvaaja kuvaa taajuusvastetta, kun keksinnön mukainen jänniteohjattu imusuodatin on kytketty kiinteän suodattimen 1 rinnalle 25 alakanavilla ohjausjännitteen VQhj ollessa 2 V. Kuvaajassa c on imusuodattimen ohjausjännite ollut 5 V ja imusuodatin on kytketty yläkanavilla. Jänniteohjatun imusuodattimen avulla voidaan saada noin 10 dB vaimennus harhatoiston aiheuttavalle taajuudelle, jolloin itse harhatoistovaimennus 30 paranee noin 20 dB. Kuvasta voidaan selvästi nähdä, että esimerkiksi käyrän b mukaan vaimennus kasvaa suuresti verrattuna kuvaajaan a. Jos vastaanottotaajuus on esim. 940 MHz, vaimenee siitä 15 MHz:n päässä oleva harhatoistoja aiheuttava taajuus noin 18 dB, joka riittää täyttämään 35 ahtaatkin spesifikaatiot. Käyristä voidaan myös havaita, että jänniteohjatulla imusuodattimella saadaan vaimennusta lisää myös yläpuoliselle estokaistalle, ts. yli 960 MHz:n taajuuksille. Lisävaimennusta voidaan tarvita, jos vastaan- 5 86014 ottojärjestelmä on sellainen, että paikallisoskillaattori-injektio on yläpuolinen eli välitaajuus on paikallisoskil-laattoritaajuus miinus rf-taajuus.The measured frequency response of the circuit according to the invention is shown in Figure 2. The horizontal axis of the graph has a frequency of 10 MHz / -20 frames and the vertical axis an attenuation of 5 dB / frame. The graph denoted by reference numeral a is the frequency response of fixed filter 1 without suction filter 2 and the graph denoted by reference numeral b depicts the frequency response when a voltage controlled suction filter according to the invention is connected in parallel with fixed filter 1 on 25 subchannels with control voltage VQhj connected on the upper channels. With the aid of a voltage-controlled suction filter, an attenuation of about 10 dB can be obtained for the frequency causing the spurious reproduction, whereby the spurious suppression 30 itself is improved by about 20 dB. It can be clearly seen from the figure that, for example, according to curve b, the attenuation increases greatly compared to graph a. If the reception frequency is e.g. 940 MHz, the drift frequency at 15 MHz is attenuated by about 18 dB, which is enough to meet even 35 narrow specifications. It can also be seen from the curves that the voltage-controlled suction filter also provides additional attenuation for the upper cut-off band, i.e. for frequencies above 960 MHz. Additional attenuation may be required if the receiving system is such that the local oscillator injection is overhead, i.e., the intermediate frequency is the local oscillator frequency minus the rf frequency.

5 Edellä esitetyllä tavalla voidaan poistaa alhaisen välitaa-juuden käytön aiheuttamat harhatoisto-ongelmat. Alhainen välitaajuus tekee mahdollliseksi halvempien vastaanotin-komponenttien käytön ja yksinkertaistaa piirirakennetta. Keksinnön mukainen menetelmä voidaan toteuttaa monella 10 muullakin tavalla kuin on esitetty edellä. Resonaattorina voidaan käyttää mikroliuska- tai koaksiaaliresonaattoria. Erilliskomponenttien kytkentä voi olla myös erilainen. Olennaista on se, että resonaattori on jänniteohjattu. Jänniteohjaus voidaan ottaa esim. puhelimen logiikkapiiristä 15 sopivalla tavalla.5 As described above, the repetition problems caused by the use of a low intermediate frequency can be eliminated. The low intermediate frequency makes it possible to use cheaper receiver components and simplifies the circuit structure. The method according to the invention can be implemented in many other ways than those described above. A microstrip or coaxial resonator can be used as the resonator. The connection of separate components can also be different. It is essential that the resonator be voltage controlled. Voltage control can be taken, for example, from the telephone logic circuit 15 in a suitable manner.

Claims

1. A method for attenuating a error reproduction causing signal in a radio telephone receiver, in which a receiving rf signal is amplified, filtered in a fixed filter (1) and fed to a mixer to be transmitted to an intermediate frequency, characterized in that between the rf signal path and the ground in front of the mixer a suction filter (2) controlled by a control voltage (V a receiving channel with a higher frequency changes the control voltage (VQhj) so that the suction frequency becomes higher with each channel change. 15

Method according to Claim 1, characterized in that the control voltage (Vohj) can receive two states depending on a received signal frequency, one is 1 (eg 5 V) and the other is 0 (eg 1 V). 20

3. Coupling to attenuate a fault reproduction causing signal in a radio telephone receiver, in which the received rf signal is amplified, filtered in a fixed filter (1): and is fed to a mixer to be transmitted to an intermediate frequency, and in which a suction filter has been coupled between the rf signal path and the ground in front of the mixer, characterized in that the suction filter is a resonator (3), whose resonant frequency can be controlled by a control voltage (V0 2) whose value changes as the reception channel changes, so that when as the frequency of the receiving channel becomes higher, the resonant frequency of the resonator becomes larger.

4. A coupling according to claim 3, characterized in that a capacitive element (C1, D1), whose capacitance can be changed with the control voltage (Vohj), is coupled between the one terminal of the resonator (3).

Coupling according to claim 4, characterized in that the capacitive element contains a capacitance diode (D1).

6. A coupling according to claim 3, characterized in that an inductive element (LI) is coupled between the rf signal path and the resonator (3), by means of which the coupling is 15. the parallel resonant pA has a frequency lower than the suction frequency.