JP2855480B2 - 時間領域２重送受信機のためのトランジェント抑圧回路 - Google Patents

時間領域２重送受信機のためのトランジェント抑圧回路

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JP2855480B2 JP3514527A JP51452791A JP2855480B2 JP 2855480 B2 JP2855480 B2 JP 2855480B2 JP 3514527 A JP3514527 A JP 3514527A JP 51452791 A JP51452791 A JP 51452791A JP 2855480 B2 JP2855480 B2 JP 2855480B2
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は一般的には時間領域２重送受信機に関し、
かつより特定的にはゼロ中間周波（IF）受信機を使用す
るものに関する。
発明の背景 時間領域２重送受信機においては、単一の無線周波チ
ャネルによって非常に短いインターバルにわたり情報を
交互に送信および受信することにより実効的に同時的な
情報の送信および受信が達成される。送信データは送信
の前に2:1に圧縮されかつ受信データはこれに対応して
時間的に2:1に伸長される。何らかのすぐ気がつく遅延
を避けかつフェーディング効果を最小にするため、送信
および受信インターバルは第２世代コードレス電話シス
テム（これはまた、Cordless Telephone−２、または
単にCT−２として知られている）の場合のように、1ms
のオーダで、非常に短く保たれなければならない。その
ような短い受信インターバルのため、明らかに受信機
は、合理的なシステムの効率を維持するために、送信さ
れた信号を実質的にただちに復調し始める必要がある。
例えば、受信機がデータを正しく復調し始めるのに0.5m
s必要とすれば、もし受信インターバルが1.0msであれば
たった50％の効率しか達成されない。CT−２システムに
ついては、正しいデータの検出は受信モードに入った後
に約10マイクロセカンド以下で達成されることが要求さ
れている。従ってこれは受信機に対していくらか厳格な
性能要求を課すことが理解できる。送信モードから受信
モードへの切り替えのプロセスにおいて、受信機がかな
りの期間の間適切に受信することを妨げるいくらかのト
ランジェンド乱れ（transient disturbances）が通常
発生する。これらの乱れはゼロIF受信機においてはより
影響が大きいのが普通であるが、それは通常必要とされ
る長い時定数のためであり、かつゼロIF無線機にはより
多くの乱れの電圧源があるからである。
発明の概要 要約すれば、本発明によれば、無線送受信機は基準波
形の発生源に結合され、かつ送信モードと受信モードと
を含む。該送受信機は第１のダウンミキサ、該第１のダ
ウンミキサに結合された第１のローパスフィルタ、およ
び第１の選択結合手段を具備する。第１のダウンミキサ
は入力周波数を有する入力信号を受信するよう結合さ
れ、該入力信号を前記基準信号と混合して第１の信号を
生成する。該第１の信号は前記入力周波数よりも実質的
に低い周波数を有する。前記第１のローパスフィルタは
第１のダウンミキサに結合されてろ波された第１の信号
を生成する。前記第１の選択結合手段は無線送受信機が
受信モードにある時前記第１のダウンミキサと前記ロー
パスフィルタとを結合し、かつ無線送受信機が送信モー
ドにある時前記第１のダウンミキサと前記ローパスフィ
ルタとを切り離し、これによって実質的にトランジェン
ト乱れを除去する。
図面の簡単な説明 第１図は、本発明を使用することができる知られたゼ
ロIF無線受信機のブロック図である。
第２図は、第１図の受信機を含みかつ本発明を実施し
た送受信機のブロック図である。
第３図は、本発明を実施した他の回路のブロック図で
ある。
好ましい実施例の詳細な説明 第１図を参照すると、知られたゼロIF受信機10のブロ
ック図が示されている。プリアンプ12は無線周波（RF）
またはIF入力信号を受信し、該信号を増幅してダウンミ
キサ16および18に印加する。位相シフト回路14はローカ
ル発振器（L.O.）波形を受信しかつ該L.O.波形に応じて
同相波形（Ｉ）および直角位相波形（Ｑ）を生成する。
ＩおよびＱ信号はダウンミキサ16および18に印加されて
前記入力信号と乗算される。ダウンミキサ16および18は
RFまたはIFからの信号をベースバンド周波数に変換す
る。ローパスフィルタ20および24は該ベースバンド信号
をろ波して妨害を除去しかつ受信機10のノイズ帯域幅を
制限する。ローパスフィルタ20および24はカップリング
容量21および25を介して一対のアップコンバージョンミ
キサ22および28に結合される。アップミキサ22および28
は次に前記ベースバンド信号をさらに処理しかつ復調す
るために都合のよい周波数まで変換する。アップミキサ
22および28によって混合するための同相および直角位相
基準信号（例えば、131.25kHzの周波数を有する）は４
分割デバイダ30および２つの“D"フリップフロップ32お
よび34を含むネットワークによって与えられる。フリッ
プフロップ32の“Q"出力はミキサ28に印加され、かつフ
リップフロップ34の“Ｑ（バー）”出力はミキサ22に印
加される。加算器26はアップミキサ22によって生成され
た信号をアップミキサ28によって生成された信号と組合
わせる。バンドパスフィルタ36（例えば、ベースバンド
フィルタの帯域幅の２倍よりやや広い公称帯域幅を有す
る２極フィルタ）は加算器26によって生成された信号を
ろ波し、かつ（この例では）131.2785kHzの周波数を有
する信号を生成する。リミッタ38は復調器40による復調
のため前記フィルタによって生成された信号を制限す
る。ポスト復調フィルタ42は聴取者に提供する前に前記
復調された信号をろ波する。このシステムは、ここに参
照のため導入される、米国特許第4,653,117号および米
国特許第4,837,853号にやや詳細に説明されている。
トランジェント乱れの主な原因はダウンミキサ16およ
び18に印加されるローカル発振器信号の内のいくらかの
量が（多分プリアンプ入力を介して）ミキサ16および18
のRF入力に入りかつそれ自身と混合して該ミキサの出力
信号の直流シフトを生じさせることの不可避性によるも
のである。送信モードにおいては、増幅器に注入（inje
uction）が加えられあるいはそれはターンオフし、プリ
アンプ10もまたターンオフする。送信モードから受信モ
ードに移行する遷移時に発生する、これらの変化のいず
れか１つまたはすべてが乱れを生じさせ、これはベース
バンドフィルタ20および24を介してアップコンバージョ
ンミキサ22および28への入力における結合容量21および
25に伝搬する。これらの結合容量に関連する時定数は長
いから（100msのオーダ）、この点で発生する何らかの
直流シフトは許容できないほど長いトランジェントを発
生させる。また、ベースバンドフィルタへの入力におけ
る直流シフトは該フィルタのステップ応答によって設定
される持続期間を有するトランジェントを生じさせる。
ベースバンドにおける直流は前記信号のキャリアと等価
であるから、送信−受信遷移によって生ずる過渡的な直
流シフトはアップコンバージョンミキサ22および28の出
力に一時的に誤ったキャリヤを生じさせ、かつそのよう
な誤ったキャリアがおさまるまで前記信号の適切な復調
を妨げることになる。
トランジェント乱れの他の発生源は復調器40にある。
送信モードにおいては、何らの信号も復調器40には印加
されず、かつ該復調器の出力は何らかの不確定の状態に
向かう傾向が生じ、通常その最大または最小レベルに向
かう傾向となる。次に信号が受信モードの開始時に復調
器40に印加されると、該復調器40は適切な復調が行われ
る前に大きな電圧範囲を移動しなければならない。この
遷移のために必要な時間は復調器の帯域幅によってかつ
使用される復調器のタイプの特定の性格により設定され
る。この問題は最適のデータ検出のために設けられなけ
ればならないポスト復調フィルタ42の過渡応答特性によ
って悪化する。リカバリータイムは従ってさらにほぼ前
記ポスト復調フィルタ42のインパルス応答に等しい量だ
け引き伸ばされる。
送信から受信モードへの遷移の直後に信号の適切な受
信を遅延させることがある他の問題はAGC（自動利得制
御）によって引き起こされ、このAGCは受信機において
使用されるアクティブフィルタのために必要なものであ
る。もしAGc電圧が送信モードにおいて減衰することが
可能であれば、受信モードに戻った時にAGCのアタック
時間により適切な受信が遅延するであろう。解決されな
ければならない他の問題は時間領域２重様式で送信から
受信へ切り替える間に適切なRSSI（受信信号強度表示）
の表示を行うことである。本発明はこれらの許容できな
い影響を第２図および第３図に示されるいくつかの伝送
ゲートスイッチを付加することにより防止する。
まず、第２図を参照すると、第１図の受信機10の修正
されたものを含む無線送受信機100が示されている。受
信機10はベースバンド低域フィルタ20および24の入力お
よび出力の双方における直列スイッチS1〜S4、フィルタ
20および24の入力からアナロググランドへのスイッチS5
およびS6、および復調器40とポスト復調フィルタ42との
間のS7の追加によって修正されている。これらのスイッ
チ（S5およびS6を除く）は受信モードでは通常閉じてい
る（normally closed）。無線送受信機100はまた送信
／受信スイッチ48に結合されたアンテナ52を含む。該送
受信機が送信モードにある時、伝統的な送信機50がアン
テナ52に結合され、かつそれが受信モードにある時、受
信機部がアンテナ52に結合される。スイッチ制御論理回
路44が受信機におけるスイッチS1〜S7の選択的なオープ
ンまたはクローズを制御する。
送信モードに移る時、前記スイッチは開かれて上に述
べた直流シフトがベースバンド経路を通って伝搬するこ
とを防止する。しかしながら、ベースバンドフィルタは
ある時間遅延を持っているから、受信期間の終わりにお
いて該スイッチのオープンを遅延させちょうど今ベース
バンド経路に入った何らかの信号を前記フィルタおよび
アップコンバージョン経路を通って伝搬させるようにす
ることが必要である。直列スイッチ（series switche
s）に加えて、並列スイッチ（shunt switches）S5およ
びS6がダウンコンバージョンミキサの出力に配設され、
該スイッチはミキサの出力を送信モードにおいてアナロ
ググランドに接続する。これはもしミキサの出力がそれ
らの最大または最小電圧レベルにフローティングできれ
ば発生するかもしれない（電流シンクとして作用する）
ミキサ出力回路における長いリカバリ時間を防止する。
復調器40の出力におけるトランジェント乱れはポスト
復調フィルタ42への入力に直列伝送ゲートスイッチS7を
加えることにより最小化される。従って、送信モードに
なっている間はフィルタ36はその通常の静止状態に留ま
り、かつ受信モードに入る時フィルタ36は最大または最
小出力状態から移動する必要なしに復調信号出力に応答
し始めることができる。
第３図を参照すると、AGC制御電圧がどのようにして
送信期間の間保持され適切な受信機ゲインが受信機モー
ドへの戻りに応じてただちに達成されるかを示すブロッ
ク図が示されている。プリアンプ202はRFまたはIF入力
信号を受信し、それを増幅し、かつ増幅された信号をダ
ウンミキサ（例えば、ダウンミキサ16および18のよう
な）に提供する。スイッチS10が電源電圧（Vcc）をプリ
アンプ202の電源端子に選択的に結合しかつ結合解除す
る。AGC容量212がプリアンプ202の電源端子とグランド
との間に配設されている。スイッチS8およびS9は（受信
モードにおいては）通常閉じており、一方S10は通常開
いている。送信モードの間は、S8およびS9は開いてお
り、AGC容量212にたまたま存在するどのような制御電圧
でも実効的に保持する。S10は送信の間は閉じており、
プリアンプ202をその最小のゲインモードにしてダウン
ミキサをそうでなければプリアンプを通りかつトランジ
ェントを生じさせるかもしれない有り得る高いレベルの
RFから分離する。２つのスイッチS8およびS9は単一のス
イッチの代わりにAGC容量とともに直列に使用されAGC検
出器210からAGC容量212に流れるリップル電流により生
ずるAC電圧がプリアンプのAGC入力に発生するのを防止
する。示された構成では、何らのAC電流もS8を通って流
れることはなくかつAGC制御電圧は前記容量（212）の電
圧に等しい。送信モードの間RSSIフィルタ電圧を保持す
るために同様の構成が使用されるが、この場合RSSIフィ
ルタ容量212と直列に単一のスイッチ（S11）がVccへの
任意選択的なスイッチ（S12）とともに使用できる。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04B 1/38 - 1/58

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】基準波形の発生源に結合され、かつ送信モ
    ードおよび受信モードを含む、無線送受信機であって、 ある入力周波数を有する入力信号を受信するよう結合さ
    れ、前記入力信号を前記基準波形と混合して前記入力周
    波数より実質的に低い周波数を有する第１の信号を生成
    するための第１のダウンミキサ、 前記第１のダウンミキサに結合されろ波された第１の信
    号を生成するための第１のローパスフィルタ、 前記無線送受信機が受信モードにある時前記第１のダウ
    ンミキサと前記第１のローパスフィルタとを結合し、か
    つ前記無線送受信機が送信モードにある時前記第１のダ
    ウンキミサと前記第１のローパスフィルタとを切り離す
    ための第１の選択的結合手段、 前記入力信号および前記基準波形と同じ周波数を有しか
    つ前記基準波形の位相と実質的に90度異なる位相を有す
    る直角位相基準波形を受信するよう結合され、前記入力
    信号を前記直角位相基準波形と混合して前記入力周波数
    よりも実質的に低い周波数を有する第２の信号を生成す
    るための第２のダウンミキサ、 前記第２のダウンミキサに結合されろ波された第２の信
    号を生成するための第２のローパスフィルタ、そして 前記無線送受信機が受信モードにある時前記第２のダウ
    ンミキサと前記第２のローパスフィルタとを結合し、か
    つ前記無線送受信機が送信モードにある時前記第２のダ
    ウンミキサを前記第２のローパスフィルタから切り離す
    ための第２の選択的結合手段、 を具備する無線送受信機。
  2. 【請求項２】基準波形の発生源に結合され、かつ送信モ
    ードおよび受信モードを含む、無線送受信機であって、 ある入力周波数を有する入力信号を受信するよう結合さ
    れ、前記入力信号を前記基準波形と混合して前記入力周
    波数より実質的に低い周波数を有する第１の信号を生成
    するための第１のダウンミキサ、 前記第１のダウンミキサに結合されろ波された第１の信
    号を生成するための第１のローパスフィルタ、 前記無線送受信機が受信モードにある時前記第１のダウ
    ンミキサと前記第１のローパスフィルタとを結合し、か
    つ前記無線送受信機が送信モードにある時前記第１のダ
    ウンキミサと前記第１のローパスフィルタとを切り離す
    ための第１の選択的結合手段、 前記第１のローパスフィルタに結合されかつ第１の直角
    位相基準信号を受信するよう結合され前記ろ波された第
    １の信号と前記第１の基準信号とを混合するための第１
    のアップミキサ、そして 前記無線送受信機が受信モードにある時前記第１のアッ
    プミキサと前記第１のローパスフィルタとを結合し、か
    つ前記無線送受信機が送信モードにある時前記第１のア
    ップミキサを前記第１のローパスフィルタから切り離す
    ための第２の選択的結合手段、 を具備する無線送受信機。
  3. 【請求項３】基準波形の発生源に結合され、かつ送信モ
    ードおよび受信モードを含む、無線送受信機であって、 ある入力周波数を有する入力信号を受信するよう結合さ
    れ、前記入力信号を前記基準波形と混合して前記入力周
    波数より実質的に低い周波数を有する第１の信号を生成
    するための第１のダウンミキサ、 前記第１のダウンミキサに結合されろ波された第１の信
    号を生成するための第１のローパスフィルタ、 前記無線送受信機が受信モードにある時前記第１のダウ
    ンミキサと前記第１のローパスフィルタとを結合し、か
    つ前記無線送受信機が送信モードにある時前記第１のダ
    ウンミキサと前記第１のローパスフィルタとを切り離す
    ための第１の選択的結合手段、 前記入力信号および前記基準波形と同じ周波数を有しか
    つ前記基準波形の位相と実質的に90度異なる位相を有す
    る直角位相基準波形を受信するよう結合され、前記入力
    信号を前記直角位相基準波形と混合して前記入力周波数
    よりも実質的に低い周波数を有する第２の信号を生成す
    るための第２のダウンミキサ、 前記第２のダウンミキサに結合されろ波された第２の信
    号を生成するための第２のローパスフィルタ、 前記無線送受信機が受信モードにある時前記第２のダウ
    ンミキサと前記第２のローパスフィルタとを結合し、か
    つ前記無線送受信機が送信モードにある時前記第２のダ
    ウンミキサを前記第２のローパスフィルタから切り離す
    ための第２の選択的結合手段、 第２の基準波形の発生源、 前記第２のローパスフィルタに結合されかつ前記第２の
    基準波形と同じ周波数を有しかつ前記第２の基準波形の
    位相と実質的に90度異なる位相を有する第２の直角位相
    基準波形を受信するよう結合され、前記第２のろ波され
    た信号と前記第２の直角位相基準波形とを混合して前記
    ろ波された第２の信号よりも実質的に高い周波数を有す
    る第３の信号を生成するためのアップミキサ、そして 前記無線送受信機が受信モードにある時前記アップミキ
    サと前記第２のローパスフィルタとを結合し、かつ前記
    無線送受信機が送信モードにある時前記アップミキサを
    前記第２のローパスフィルタから切り離すための第３の
    選択的結合手段、 を具備する無線送受信機。
  4. 【請求項４】さらに、 前記無線送受信機が送信モードにある時前記第１のロー
    パスフィルタの入力をアナロググランド電位に結合し、
    かつ前記無線送受信機が受信モードにある時前記第１の
    ローパスフィルタの入力をアナロググランド電位と切り
    離すための第３の選択的結合手段、そして 前記無線送受信機が送信モードにある時前記第２のロー
    パスフィルタの入力をアナロググランド電位に結合し、
    かつ前記無線送受信機が受信モードにある時前記第２の
    ローパスフィルタの入力をアナロググランド電位と切り
    離すための第４の選択的結合手段、 を具備する、請求の範囲第１項に記載の無線送受信機。
  5. 【請求項５】さらに、 前記第１のローパスフィルタに結合されかつ第２の直角
    位相基準信号を受信するよう結合され前記ろ波された第
    １の信号と前記第２の直角位相基準信号とを混合するた
    めの第１のアップミキサ、 前記第２のローパスフィルタに結合されかつ第３の直角
    位相基準信号を受信するよう結合され前記ろ波された第
    ２の信号と前記第３の直角位相基準信号とを混合するた
    めの第２のアップミキサ、 前記第１のアップミキサにより生成された信号を前記第
    ２のアップミキサにより生成された信号と組み合わせる
    ための組み合わせ手段、 前記組み合わせ手段に結合された復調器 前記復調器に結合されたポスト復調フィルタ、そして 前記無線送受信機が受信モードにある時前記復調器およ
    び前記ポスト復調フィルタを結合し、かつ前記無線送受
    信機が送信モードにある時、前記復調器と前記ポスト復
    調フィルタとを切り離すための第３の選択的結合手段、 を具備する、請求の範囲第１項に記載の無線送受信機。
  6. 【請求項６】基準波形の発生源に結合され、かつ送信モ
    ードおよび受信モードを含む、無線送受信機であって、 ある入力周波数を有する入力信号を受信するよう結合さ
    れ、前記入力信号を前記基準波形と混合して前記入力周
    波数よりも実質的に低い周波数を有する第１の信号を生
    成するための第１のダウンミキサ、 前記第１のダウンミキサに結合されろ波された第１の信
    号を生成するための第１のローパスフィルタ、そして 前記無線送受信機が受信モードにある時前記第１のロー
    パスフィルタの入力をアナロググランド電位に結合する
    ための第１の選択的結合手段、 を具備する無線送受信機。
  7. 【請求項７】基準波形の発生源に結合され、かつ送信モ
    ードおよび受信モードを含む、無線送受信機であって、 ある入力周波数を有する入力信号を受信するよう結合さ
    れ、前記入力信号を前記基準波形と混合して前記入力周
    波数より実質的に低い周波数を有する第１の信号を生成
    するための第１のダウンミキサ、 前記第１のダウンミキサに結合されろ波された第１の信
    号を生成するための第１のローパスフィルタ、 前記第１のローパスフィルタに結合されかつ第２の直角
    位相基準信号を受信するよう結合されて前記ろ波された
    第１の信号と前記第２の基準信号とを混合するための第
    １のアップミキサ、 前記無線送受信機が受信モードにある時前記第１のアッ
    プミキサと前記第１のローパスフィルタとを結合し、か
    つ前記無線送受信機が送信モードにある時前記第１のア
    ップミキサを前記第１のローパスフィルタから分離する
    ための第１の選択的結合手段、 前記入力信号および前記基準波形と同じ周波数を有しか
    つ前記基準波形の位相と実質的に90度異なる位相を有す
    る直角位相基準波形を受信するよう結合され、前記入力
    信号を前記直角位相基準波形と混合して前記入力周波数
    よりも実質的に低い周波数を有する第２の信号を生成す
    るための第２のダウンミキサ、 前記第２のダウンミキサに結合されろ波された第２の信
    号を生成するための第２のローパスフィルタ、そして 前記無線送受信機が受信モードにある時前記第２のダウ
    ンミキサと前記第２のローパスフィルタとを結合し、か
    つ前記無線送受信機が送信モードにある時前記第２のダ
    ウンミキサを前記第２のローパスフィルタから切り離す
    ための第２の選択的結合手段、 を具備する無線送受信機。
  8. 【請求項８】基準波形の発生源に結合され、かつ送信モ
    ードおよび受信モードを含む、無線送受信機であって、 電源供給端子を有し、ある入力周波数を有する入力信号
    を増幅するプリアンプ、 前記プリアンプに結合され、前記増幅された入力信号を
    前記基準波形と混合して前記入力周波数より実質的に低
    い周波数を有する第１の信号を生成するための第１のダ
    ウンミキサ、 前記第１のダウンミキサに結合されてろ波された第１の
    信号を生成するための第１のローパスフィルタ、そして 前記無線送受信機が送信モードにあるとき前記電源供給
    端子を電源電圧に結合し、かつ前記無線送受信機が受信
    モードにあるとき前記電源供給端子を前記電源電圧から
    切り離すための第１の選択的結合手段、 を具備する無線送受信機。
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