TW432811B - Radio receiver - Google Patents

Description

五、發明說明（1) 技術領域 本發明與無線電接收機有關 機中之增益控制放大器有關。 放大器可以是由離散電路構成 果是積體電路型態，那麼無線 就可以使用於以電池為電源之 器以及行動/無線電話。 技藝背景 ，特別是與用於無線電接收 α玄無線電接收機或增益控制 ’或是製成為積體電路。如 電接收機與增益控制放大器 通矾裝置中，像是數位呼叫 為了說明方便起見，本發明將以使用於數位呼叫器中之 積體電路型式之接收機為例子表福述。 使用於應用電路，像是數位呼叫器中之低功率接收機常 吊不含自動增益控制（AGC)。不過’如果，接收機在接收 信號時’其周圍環境有許多高㈣、位於該接收機射頻頻 寬附近頻道之發射機，那麼該無線電接收機電路就會飽 和。S所欲彳§號振幅高到足以讓射頻增益降低時’ AGC就 會提供出可將該接收輸入信號降低至易控管位準之方法， ^所根據的事實為：因大干擾源所引發之無用信號，可以 藉由平方或立方律予以降低；但這樣卻會降低所欲信號之 線性度。已知之歐洲專利規格EP-A_〇 79 5 967，其在-無線 電接收機之輸入級就提供有AGC，以便將該過大之輸入射 頻信號予以衰減。這種方法需要用到p丨N二極體，但此種 二極體卻不易積體化。 發明揭示 提供一可積體化且可用於低功率無線電接收機之系

4323l| 五、發明說明（2) 統，是為本發明之目標。 根據第一個角度，本發明提供出一接收機，包含：用以 接收輸入信號之裝置，一連接至該接收裝置之多階增益控 制射頻放大器，用以將該放大信號頻率向下轉換之裝置， 用以量測所欲信號位漼之裝置，以及用以解調該信號之裝 置；其特徵是，該多階增益控制放大器包含：輸入端子； 多個輸出連接至共同輸出之N增益級，其中N是至少為2之 整數，該多個N增益級中的第一個連接至該輸入端子；以 及（N-1 )級電容性梯形衰減器，該衰減器之輸入連接至該 輸入端子’輸出則分別地連接至第二第N個增益級中之每 一個的輸入；以及該暈測裝置擁有一用以切換選擇該增益 級之一之位準控制輸出。 根據第二個角度，本發明提供出一增益控制放大器，包 含：輸入端子；多個輸出連接至共同輸出之N增益級，其中 N是至少為2之整數，該多個N增益級中的第一個連接至該 輸入端子；以及（N-Π級電容性梯形衰減器，該衰減器= 輸入連接至s亥輸入端子，輸出則分別地連接至第二個n增 益級中之每—個增益級的輸入；卩及—可回應一外部信日號 之”裝置’該外部信號是作為切換選擇該增益級之，。 本發明之接收機或放大器可在不需任何外部a g c 情況下，被製成積體電路。 。卩件的 當操作於增益降低狀態時，該多階增M 高線性度與低增益，但當AGC不啟動睹麗/制放大器可具 益。 ，，，、低雜訊，高增

五、發明說明（3) 〜 增益級的增益可以一樣，也可以不同，全視實際的應用 而定。該電容性梯形衰減器中之每一級的衰減量可以_ 樣，也可以不同，全視實際的應用而定。 使用電谷性梯形衣減器的好處在於’本質上它是一個多 帶裝置，因為，雖然它的全體電抗會隨著頻率而變，但是 它的相對電抗比卻是不變的。 圖式之簡要說明 現在利用配以附圖之例子來描述本發明。 圖1疋一包含了主站台以及多個次站台之選擇性呼叫系 統的方塊電路圖， 圖2是使用於次站台之無線電接收機的方塊電路圖， 圖3疋使用於圖2無線電接收機中之射頻放大器’其具體 實施之方塊電路圖。 這些圖中相同的參考數字代表的是相同的東西。 本發明之實現模式 參考圖1 ’該選擇性呼叫系統包含一主站台丨〇，主站台 包含統系托制器’該控制器被輸入程式以便根據某種適宜 的協定來運作此系統。如果系統是單向傳呼系統，那麼使 用的協定可能是POCSAG，否則’則是眾所周知的“丨^^無線 電傳呼碼1號。 "~ 此處有多個次站台12，這些次站台都可以和主站台1〇進 行漫遊。次站台1 2典型地包含一擁有天線1 6之接收機1 4， 該天線的用途在於偵知由主站台1 0之傳輸。解碼器丨8係耦 合至接收機1 4的輸出與微控制器20。只要在微控制器2 〇中

第8頁 五、發明說明（4) 加入具解碼功能的軟體，系統可以不需要設置解碼器is。 微控制器20係根據儲存在唯讀記憶體（r〇m)22 _之程式來 運作。微控制器20連接有通告襄置，此包含發光二極體 24 ’音聲轉換器26以及/或是振動馬達28。我們假設次站 台是-個訊息令叫器，其t，從外界接收進來的訊息是 儲存在隨機存取記憶體（RAM) 3〇中’使用者只要按動鍵墊 32上之按鍵，該儲存於隨機存取記憶體（RM)3〇中之訊息 就會被叫出來，顯示於由驅動器34所驅動之液晶顯示面板 36上。一端連接於微控制器2〇，另一端連接於接收機14之 電力控制器3 8 ’執行省電的功也。 雖然POCSAG傳呼協寒眾所周知，但只要說出以下的觀念 就足夠：傳送至次站台之呼叫器訊息，僅存在於一開頭有 同步子蜗之批次八框架的其中之一個框架中。一個呼叫器 为配到一個框架，所以對每個呼叫器而言，它只要在接收 該同步字碼以及在接收屬於它自己的那個框架中的訊息 時’才需要動能全開。在其他七個框架的時候，它可以處 在低功率或睡眠模式中’當呼叫器處於這種模式時，微控 制器的一些功能，或許，是關閉的。 圖2之接收機1 4包含一連接至零中週級之超外差接双-級。特別的是’天線1 6連接至一輸入匹配網路4 〇，以期做 到最佳化之功率/雜訊匹配^自動增益控制射頻放大器4 4 則是連接至邊輸入匹配網路4 〇，稍後我們會配以圖3來說 明該放大器。 射頻放大器44的輸出連接至一帶通濾波器48，帶通濾波

O:\57\57331.PTD 第9頁 五、發明說明（5) 器48的輸出則連接至一超外差接收頻率向下轉換級50。該 級5 0包含一混波器5 1，該混波器之輸入連接至該帶通濾波 器48之輸出以及本地振盪器52之輸出，其輸出則是連接至 用以選出中週信號之另一帶通濾波器54。該中週信號被供 應至包含了正交相關波道之零中週級的信號分裂器56，該 正交相關波道包含混波器6 6 ’ 6 8，這兩個混波器的輸入均 連接至該信號分裂器5 6，而它們的第二個輸入則均為那個 來自於本地振盪器6 2之本地振盪器信號，不過，送到混波 器60的本地振盪器信號，會因其先經過了移相器64以致移 相了九十度。低通濾波器6 6 ’ 6S分別地將該經混波器5 8， 6 0混波後輸出之零中；信號加以選擇，以便做出主信號選 擇（或稱之頻率鑑別）來摒除掉那些在我們所要信號的頻寬 之外的其他信號。該經選擇後之混波信號被送解調器7 〇， 該解調器將解出之信號供應為輸出7 2。一用以量測該所欲 信號位準之量測級42 ’其輸入端位於低通濾波器66，68與 解調器7 0間之信號路徑上。該量測級有一個控制輸出4 5， 其連接至該射頻放大器44之位準控制輸入46。 圖3是多階增益控制射頻放大器44，其操作能量來自於 該穩定供應線74上之1 · 0伏特。我們可以將放大器44f為 積體電路。 放大器44包含Ν(此處’ Ν=5)個具差動輸入之放大器級 76 Α至7 6Ε。這當中每一個差動放大器級的結構都是一樣 的’所以為求說明方便起見，我們將只描述放大級76A， 至於其他放大器級7 6 B至7 6 E中相對應的相同部件，將分別

O:\57\57331.PTD 第10頁 43231( *

以字尾來辨識。 3亥差動輪入放大器級76A包含了兩個射極互連之NpN電晶 體78A ’ 79A以及另一集基極互連，成為電壓源之NPN電晶 體80A電33體78八’79A與80A之射極則都連接至地。電晶 體78A，79A的基極分別地連接至信號輸入RIp與RIN。電晶 ’ 79A的基極偏壓電流來自於電晶體8(U的基極，且 分別地通過1 〇仟歐之電阻R1 A，RIB而來。電晶體7以，79α 的集極連接至所有放大器級76A至76£所共有之共同輸出級 82。圖示之開關84a至84E分別地位於電晶體8〇a至8〇e之射 極電路中。輸入4 6上之控制信號控制著偏壓的切換，以便 在任某一時刻時，僅有一個輸入級是被啟動的。 電谷性梯形哀減器86連接至差動輸入放大器級mb至76E 之輸入級。該電容性梯形衰減器86包含串接在一起之C1B 至C1E ’以及串接在一起之C2B至C2E，該兩串則分別地串 上輸入RIP與RIN。電容C1B，C1C，C1D與C1E的接點j1B至 J1E分別地連接至電晶體79B至79E的基極。電容C2B，

C2C ’ C2D與C2E的接點J2B至J2E則分別地連接至電晶體78B 至 78E 的基極。接點對JIB，J2B ;J1C，J2C ;J1D，J2D ; 以及J1E，J2E之間則分別地連有C3B至C3E。該電容梯-形器 所加入的輸入電容電抗’適以補償該輸入匹配網路4〇(圖 2)的設計。 該電容分頻器的階數將視設計之需要來決定，可能是偶 數或奇數，可依預定之進階來改變。典型偶數步階是6至8 分貝級數。在具體實施例中，擁有至六個輸入級，操作頻

4323iJ) 五、發明說明（7) 率可至930百萬赫，電容C1B至C1E以及C2B至C2E之電容值 為2微微法數量級，電容c 313至C 3 E之電容值則為1微微法數 量級。該電容梯形衰減器8 6的特性是，不管真實的電抗是 如何地隨著頻率改變，相對電抗比始終是不變的。 第一差動輸入放大器級76A的前面並沒有衰減器，因此 可達到最小雜訊計數，最大增益。第二級76B受到第一衰 減器-電容器C1B，C2B ’ C3B的保護，它的雜訊計數因該衰 減因數而增加，增益也舍以相同的量下降。 第三級76C受到第一以及第二衰減器-分別為電容器 C1B，C2B，C3B以及C1C，C2C ’C3C的保護。因為級7^至 7 6 E疋為被動網路所保護，所以，降低稍後級之功率散逸 是有可能的，正如它們受到這些衰減器良好的保護一樣。 我們可對相對放大器電流與衰減器階數大小作各種组 合。放大器級76A至76E的型態可以是何形式，口 以由任何合宜的技術所製成，包括場 體以及金氧半電晶體。另外，該增益以 對稱之電容性梯形衰減器86。 訂柄於非 圖3之射頻放大器可以使用於任何需要它的應用中。 :讀完士發日月，習於此藝人士應知如何做修改 改可以涵蓋其他種在設計上已孰A m u Λ m T上匕熟知之特性；接收機的製造 與應用以及接收機的射頻放大器與 或增加特性之部件也已描述完畢與件以及可从用來取代 工業應用 增益控制射頻放大器可使用於許多應用中，特別是， 但

43281^ 案號 88102731 年月日 c年 修正j補克 修正 五、發明說明（9) 非唯一，使用於電信與信息使用之接收機中。 元件符號說明 10 主站 台 12 次 站 台 14 接收 機 16 天 線 1 8 解碼 器 20 微 控 制 器 22 唯讀 記 憶 體 (ROM) 24 發 光 二 極 體 2 6 音聲 轉 換 器 28 振 動 馬 達 3 0 隨機 存 取 記 憶體（RAM) 32 鍵 墊 34 驅動 器 36 液 晶 顯 示 面 板 38 電力 控 制 器 40 輸 入 匹 配 網 路 42 量測 電 路 44 自動 增 益 控 制射頻放大 器 45 位準 控 制 輸 出 48 帶 通 濾 波 器 5 0 超外 差 接 收 頻率向下轉 換 級 5 1 混波 器 52 本 地 振 盪 器 54 帶通 渡 波 器 56 信 號 分 裂 器 58 、60 混 波 器 62 本 地 振 盪 器 64 移相 器 66 、68 低 通 濾 波器 70 解調 器 72 輸 出 74 1. 0伏特穩定供應線 76A -T6E N 增 益 級 78Α -78Ε 、 79Α- 79E 、 80A-80E 電晶體 82 共同 輸 出 級 84A -84E 開關 86 電容 性 梯 形 衰減器

O:\57\5733i.ptc 第13頁 2001.01.29.013 案號 88102731 修正 圖式簡單說明 圖1是一包含了主站台以及多個次站台之選擇性呼叫系 統的方塊電路圖， 圖2是使用於次站台之無線電接收機的方塊電路圖， 圖3是使用於圖2無線電接收機中之射頻放大器，其具體 實施之方塊電路圖。 這些圖中相同的參考數字代表的是相同的東西。

O:\57\57331.ptc 第14頁 2001.01.30.014

Claims (1)

1. ί； i323'i 案號 88102731 90. I. 3〇 年ρ月年玎

   修正 六、申請專利範圍 1 . 一種接收機，包含：用以接收輸入信號之裝置；一連 接至該接收裝置之多階增益控制射頻放大器；用以將該放 大信號頻率向下轉換之裝置；用以量測所欲信號位準之裝 置；以及用以解調該信號之裝置；其特徵在於該多階增益 控制放大器包含：輸入端子；多個輸出連接至共同輸出之Ν 增益級，其中Ν是至少為2之整數，該多個Ν增益級中的第 一個增益級連接至該輸入端子；以及（Ν - 1 )級電容性梯形 衰減器，該衰減器之輸入連接至該輸入端子，輸出則分別 地連接至第二至第Ν增益級中之每一個增益級的輸入；以 及其特徵在於該量測裝置擁有一用以切換選擇該增益級之 一之位準控制輸出。 2 .如申請專利範圍第1項之接收機，其特徵在於該增益 級之增益大致相同。 3 .如申請專利範圍第1或2項之接收機， 容性梯形衰減器之每一級的衰減大致相同 4 .如申請專利範圍第1或2項之接收機， 容性梯形衰減器是一寬帶裝置。 5 .如申請專利範圍第1或2項之接收機，其特徵在於每一 個該增益級包含一差動輸入放大器以及一基極偏壓電流供 應電路，以及其特徵在於該量測裝置之控制輸出，係依所 需用來切換該基極偏壓電流供應電路之開與關。 6. —種增益控制放大器，包含一輸入端子；多個輸出連 接至共同輸出之Ν增益級，其中Ν是至少為2之整數，該多 個Ν增益級中之第一個增益級連接至該輸入端子；一（Ν- 1 ) 其特徵在於該電 〇 其特徵在於該電

   O:\57\5733i.pic 苐1頁 2001.01.29.015 _案號 881Q2731_年 / 月 γ 曰__ 六、申請專利範圍 級電容性梯形衰減器，該衰減器之輸入連接至該輸入端 子，輸出則分別地連接至第二個至第N增益級中之每一個 增益級的輸入；以及一可回應一外部信號之開關裝置，該 外部信號是作為切換選擇該增益級之用。 7 .如申請專利範圍第6項之放大器，其特徵在於每一個 該增益級包含一差動輸入放大器以及一基極偏壓電流供應 電路，以及其特徵在於該開關裝置，係依所需切換該基極 偏壓電流供應電路之開與關。 8. —種積體增益控制放大器，包含一輸入端子；多個輸 出連接至共同輸出之N增益級，其中N是至少為2之整數， 該多個N增益級中之第一個增益級連接至該輸入端子；一 (N - 1 )級電容性梯形衰減器，該衰減器之輸入連接至該輸 入端子，輸出則分別地連接至第二個至第N增益級中之每 一個增益級的輸入；以及一可回應一增益控制信號之開關 裝置，該增益控制信號是作為切換選擇該增益級之用。 9 .如申請專利範圍第8項之積體增益控制放大器，其特 徵在於每一個該增益級包含一差動輸入放大器以及一基極 偏壓電流供應電路，以及其特徵在於該開關裝置，係依所 需切換該基極偏壓電流供應電路之開與關。

   O:\57\57331.ptc 第2頁 2001.01. 29.016