TW511343B - Communication system with frequency modulation and with a single local oscillator - Google Patents

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511343 A7 B7五、發明說明（1 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 發明之領域 本發明與具有頻率調變之無線電話通信系統有關。 按照本發明該系統可爲用於通信信號之一簡單發射機系 統或一發射機與接收機系統。 雖然本發明可用於任何類型資料之傳輸，但其特別適用 於行動電話。 亦可應用於備有數據機之其他類型設備。 先前技藝之説明 附圖1爲一已知類型通信系統I簡圖。圖中特別示出該系 統之發射路徑。 該通信系統主要含有一發射級10、一信號處理器20、及 連接在處理器2 0與發射級1 〇間之調變器3 〇。y下面對此三 個元件加以簡述。 若在行動電話中，信號處理器20爲一能將聲音信號轉換 爲電信號及將電信號轉換爲聲音信號之單元。該信號處理 器通常爲一數位處理器，能以是連同一數位至類比轉換器 22 °在其他應用上該信號處理器2〇亦可爲一電腦。 在圖1之特別舉例中，處理器傳送一稱爲基帶信號之輸出 仏號，其兩個發送路徑爲24&與24b。這兩個路徑分別以同 相及以90度之相位差載送信號。此等信號通常稱爲信號j 與信號Q。 信號I與Q被發送至調變器3〇，調變器3〇將該二信號合併 而供應一個同相調變信號而被加至輸出級。此一信號以下 簡稱爲「經調變控制信號」。調變器3〇爲進行此一作業必 (請先閱讀背面之注意事項v 裝·-- 1寫4頁) 訂· •線- -4 - 511343 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（2 ) 須接收一個爲中頻之頻率參考信號。該中頻信號被加至調 變器之混波器（未示出）。中頻是由一局部振盪器提供，該 振靈器之操作將於下文中説明。 發射級10是圍著一個主要含有一發射振盪器14、一混波 器15、一相位頻率比較器16及一低通濾波器17之鎖相環路 12構建。 發射振盪器14爲一電壓控制振盪器（vc〇)將發射信號供 應給連接至發射天線（未示出）之接頭8。發射振盪器14發射 之信號也提供至混波器15與第三頻率參考信號加或減而被 混合。此一與上述中頻信號不同之第二頻 號 第二局部振篮器供應。此一㈣器將在下文中加以=由 相位頻率比較器16將從混波器15收到之信號與從調變器 =產生之經調變控制信號加以比較並控制其透過濾波器η 能連接之振|器14。1 皮器17主要是從該振i器之控制輸 入除去相當於中頻之成分。 如上所述發射級10與調變器3〇均分別需要頻率參考信號。 此—信號是由稱爲射頻頻率環路之第一鎖相環路42供應 j發射級10。該射頻‘率環路主要含有一電壓控制型之第 :局部振盪器44、一個其比率爲N之第一分頻器49、一相 f頻率比較器46與一低通濾波器47。在圖示之例中各元件 疋以上述次序連接在環路中。 、相位頻率比較器46藉著將振盪頻率與一石英裝置6〇供應 <參考頻率加以比較而控制局部振盪器44。石英之頻率可 坟其比率爲R之第二分頻器62加至比較器。後者可用簡單 -5- 297¾) .5------.---------- (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) 訂· --線- 511343 A7 B7 五、發明說明（3 ) 万式使參考頻率適於相位頻率比較器46所要之頻率。 第一分頻器49能選擇一發射頻率及一發射波遒，其分配 率N可爲一整數比率並可以有相當於發射頻帶之整數値頻 率跳越。 被比較器46控制之局部振盪器44供應其頻率參考信號至 發射極之混波器15。此一信號被稱爲射頻信號。 有一與第一環路42不同之第二鎖相環路52供應中頻信號 至調變器。 θ與第一環路比較，第二環路Q依次序含有一第二局部振 盥器54、一第三分頻器59、一相位頻率比較器％及一濾波 器57。相位頻率比較器56也從該石英裝置6〇接收一參考頻 率，可能中間另有一第四分頻率器63，其比率爲&,，與第 二分頻器62之比率R不同。 第三分頻器59,亦即連接至相位頻率比較器兄之分頻器 ，能將環路52調諧至控制調變器30能需之中頻。此一頻率 被第二局部振盪器54供至調變器。 圖1中之發射路徑造成一些問題，尤其是由兩個局部振盪 器44與54能傳送中頻彳言號與射頻信號之若干可能組合會造 成發射級之寄生響應。 再者，有必要使調變器操作於一很高之中頻上俾能藉發 射級之低通濾波器17來消除此一頻率成分。因發射頻 很高，能以此點甚爲困難。 最後可看出除發射級之發射振盪器14外，該裝置還本有 兩個分別與鎖相環路有關之局部振量器4 4與5 4。 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項Η 裝·-- ί寫本頁) -線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 511343 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（4 ) 在某些應用上，例如用於行動電話上，大數量 與鎖相環路會導致大體積與高電力消耗。此等 = 之小型化要求不能配合。 /、瑕置 技=明ΪΤ1供參考之文件⑴至(4)中也有對先前 技術=進：步祝明。該等文件顯示通信系統中各成員 作及實現該系統之其他可能性。 本發明之簡要説明 、本f明（目的在提供_種發射機型或發射機與接收機型 之通仏系統且並無上述之那些对題。 本發明之特殊目妁提供一種可減小體積與電子消耗之系 統。 、 本發明之另一目的是避免可能與發射頻率相符且因而干 擾發射級之射頻信號與中頻信號間之任何寄生組合。 本發明之最終目的是避免在發射級環路内有再生之中頻。 爲達成此等目的，本發明特別與一種具有頻率調變之無 線電波通信系統有關，該系統含有： -一信號處理器， _ 一發射級響應經_變控制信號與第一頻率參考信號而 發射信號， ; -一連接在該處理器與發射級間之調變器響應處理裝置 之輸出信號及第二頻率參考信號形成經調變控制信號 ;及 -向發射級提供第一頻率參考信號及向調變器提供第二 頻率參考信號之裝置。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) 裝 . 線· 511343 A7 五、發明說明（5 ) 單=:::提供第-與第二頻率參考信號之《含有 J---V-------! ! · I I (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) 之::::力：振堡器及第，一™ 再者，任何不欲有之頻率組合不再會干擾發射級，這是 因馬用於發射級及調變器之頻率參考信號是來自同一振湯 器。 ^ 一最後，爲局部振盪器選擇具有較高値之單一頻率可易於 藉適當之低通濾波器來消除來ΙΓ發射級之此一頻率。、 局部振i器可連同-鎖相環路該環路包括用於選擇第一 參考頻率之第一分頻器。 、Μ分頻器可爲- >ί固分配比率爲一整數或最好爲一分數， 亦即非整數之分頻器。分數比率可使其有在發射頻率 整數値跳越，在下文中將有説明。 / ;線· 發射級與調變器即需之第一與第二參考頻率可得自單一 局部振盥器，藉著使後者與位於鎖桐環路外之一個 •適當分頻器相結合即可。 < 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在下又之特定實例Ψ局部振盪器可直接連接至發射級及 透過第二分頻器連接至調變器。 本發明之通信系統可爲一簡單之發射機型或發射機與接 收機型。若爲後者時將另加上一個接收級向處理器提供接 收信號。 ’、 接收級可含有一解調器，頻率參考信號也供應至解調器。 此一信號可由一自激局部振盪器供應，但依照本發明之 -8 - 卜紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 511343 A7

特定優點1於解調II之頻率參考信號亦可由用於調變器 與發射級之單一局部振盪器提供。 13 從下面之説明並參看附圖即可明白本發明之其他特徵血 優點。下面之説明僅爲説明而已卑無任何限制力。 ” 附圖簡介 圖1爲已知類型通信系統之發射路徑圖。 圖2爲本發明特定實例通信系統圖。 實例詳細説明 爲簡化對圖2之説明，圖2中與-圖㈤示同樣、類似或同等 之元件均使用原來之代號而在前面加上百位數1。 圖2中之發射級110是圍著依次含有—發射振盪器114、一 混波器115、一相位頻率比較器116及—低通濾波器ιΐ7之鎖 相環路112即構建。 ’ 逆壓控制型振盟器之發射振盧器114由相位頻率比較卷 116控制並將其頻率爲fTx之發射信號傳送至輸出接頭1〇8, 此一接頭108連接至天線（未示出）。 其頻率爲fTX之信號亦被加至混波器丨丨5。該者另外還接 收第一頻率參考信號；例如來自第一局部振盪器174之射頻 信號，下文中將對此加以説明。其頻率爲[。之參考信號與 發射信號混合而將頻率爲。之混合信號提供給相位頻 率比較器116。 相位頻率比較器116亦接收一來自調變器13〇之經調變控 制信號。調變器信號之頻率被加於其上之頻率參考信號加 以固定。頻率參考信號則是來自單一局部振盡器174至通過 -9 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項i寫本頁) 裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 A7 五、發明說明（7 ) ;個其分配率爲Z之分頻器173。參考信號頻率及加至相位 頻率比較器U6經調變信號之頻率則爲…。以十億赫計算 〈？率f〗。已足夠高至可選擇比率2而使fjZ成分被低通濾 波器117濾掉但不會消除發射信號。 -從圖2可看出頻率參考信號通過分頻器i 73後被加至調變 器130之兩個混波器13。與n2b。一個9〇度移相裝置丨34能 將頻率參考信號分別以同相及9〇度移相加至兩個混波器。 混波器132a與132b能將在信號處理器12〇兩個輸出路徑 12乜與12仆上發送之信號1與卩苒加組合。 圖中之編號122爲輸出路徑内串聯之數位至類比變換器 電路及信號形成電路之總稱。 ^ 對局部振盪器之操作將不作詳細研討。 局部振盪器174連接至鎖相環路17〇中，該環路除該局部 振盈器外還含有一個具有可變比率N之分頻率丨79、一相位 頻率比較器176及一低通濾波器177。此對元件之連接次序 與前述者同。 電壓控制型局部振盪器174由相位頻率比較器ι76控制， 該比較器176將局部振盪器174之頻率與石英振盪器16〇能 產生之參考頻率加以比較。 ’石英提供之頻率參考可透過分頻器162(與環路17〇之分 頻器179不同）加至相位頻率比較器176。 鎖相環路170之分頻器179，其分配比率n可藉選頻器171 加以調整。改變分配比率N即可改變加至相位頻率比較器 176輸入之頻率且因而改變局邵振|器之振盧頻率因爲 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項^?^寫本頁) I!裝 •線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7五、發明說明（8 ) 智 慧 財 員 工 消 費 器信號是加至發射級，改變頻率&。亦可改變發射 比率N之改變可用遞增或遞減 或N-!而導致局部振i器m頻率之7=例如經N到N+1 此一改變導致發射頻率之改變△ f 。 U 頻率改變Μ。與之關係如下厂。 Afi〇 = AfTx. (z ± 1)/z 連接在局部振盧器174與調變器130間分頻器173 二公式中若赛路170爲低㈣ 唬準，右烏超外差作業時以”_，，號爲準。 繁於。與之關係，至少分配比率Ν與，或Ζ中之 一個可選爲分數値，亦即非整數値，俾能有效 數變化。 τχ 2下述特疋實例中局邵振盪器174亦可用來提供一頻率 2至接收級，鎖相環路170之分頻器最好選用分數分配比 率Ν。在此情形下比率2可選爲—整數，最好爲2或4之倍數 ，以便以爲調變器130形成90度相位差之頻率參考信號。 在圖2之例中，-個接收級削主要含有—連接在接收天 f信f之接頭1〇8與信號處理器120間具有直接變換能力之 解i周器1 92。圖中之總骑t ?_ _ 編唬126顯不用於信號形成及由該解調 器發送而導至處理器120信號之類比至數位變換電路。用於 直接變換之解調器被視爲「〇中頻」或「低中頻」解調。在 所附文件（2)與（4)中對此有所證明。 解調器192直接從局部振堡器m接收頻率參考信號（。。 請

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I 511343 A7 _B7 五、發明說明（9 ) 於是分頻器179分配比率之改變不但導致發射頻率而且導 致接收頻率之改變。如前文所述分數分配比率能獲得發射 與接收頻率之整數値跳越。 參考文件 (1) WO-A-99 27 689 (2) WO-A-96 38 924 (3) US-A-5 065 408 (4) JA-A-10 164 164 ----^丨丨！丨|丨_裝.— I (請先閱讀背面之注意事項m寫本頁) ‘線_ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 511343 A8 B8 C8

   1· 一種具有頻率碉變之無線電波通信系統，含有： -一信號處理器（12〇)， -一響應經調變控制信號及第一頻率參考信號而發射信 號之發射級（110)， -一連接於處理器（120)與發射級（110)間用於響應處理 器（120)之輸出信號及第二頻率參考信號而形成經調 變控制信號之調變器（130),及 -向發射級（11〇)提供第一頻率參考信號與向調變器 (130)4疋供第一頻率參考信號之裝置（I”，PS)， 其特徵為Μ提供第一與第二頻率參考信號之裝置含有單 一之局部振盪器（174)。 2·如申請專利範圍第卜貢之系統，其中該局部振盪器(174) 結合一鎖相環路（170)，該環路（17〇)含有一第一分頻器 (179)用於選擇第一參考頻率。 、 3·如申請專利範圍第2項之系統，其中該分頻器（179)有一 分數分配比率Ν。 4·如申請專利範圍第1項之系統，其中該局部振盪器（I?#) 直接連接至發射級（11〇)。 5·如申，專利範圍第1項之系統，其中該局部振盪器（174) 透過第二分頻器（173)連接至該調變器（13〇)。 6·如申請專利範圍第5項之系統，其中該發射級（110)含有 一鎖相環路（112)，該環路（112)有一低通濾波器（117)， 且其中該第二分頻器有一分配比率ζ使得第二頻率參考 信號之頻率在該濾波器中被消除掉。 13- 本紙張尺度適用fiiii5(CNS) Α4規格(21〇Χ297公爱）

   裝 訂 擊 A8 B8 C8

   7·如申請專利範圍第丨項之系統，更本 於向處理n(m)提供接收信號。 接收級（bo)用 8·(:=》圍第7項之系統’含有1接轉換解調器 90)用於#應天線信號及第二頻率參考信號供應接收 信號。 9·如申，專利範圍第8項之系、统，其中該局部振篮器（174) 亦連接至解調器（190)而向該解調器提供第三頻率參考 信號。 10· —種使用上述申請專利範圍任何一項中通信系統之行動 電話。 14-本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐)