專利名稱：無(wú)線電終端裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線電終端裝置，特別是涉及具有采用了把接收到的信號(hào)直接變換成基帶信號(hào)的直接變頻方式的接收部的攜帶電話機(jī)那樣的無(wú)線電終端裝置。
背景技術(shù)：
在迄今熟知的接收機(jī)中的外差方式中，由混頻器(MIX)把接收信號(hào)變換成中頻(IF)，由IF的帶通濾波器(BPF)把不需要的波除去。其后，由正交混頻器(QMIX)進(jìn)行復(fù)數(shù)包絡(luò)檢波，輸出基帶信號(hào)。但是，在外差方式中，由于存在著中頻的故作為中頻電路需要帶通濾波器等，部件件數(shù)增多，同時(shí)也需要部件的安裝空間。
與此不同，在直接變頻方式中，利用正交混頻器把接收信號(hào)直接變換成基帶信號(hào)，

圖1中示出其框圖。
圖1為例如依據(jù)由CDMA方式等使用的同時(shí)進(jìn)行發(fā)送接收的通信方式的攜帶電話機(jī)中使用了的直接變頻方式的圖，省略了與雙工器(DUP)2連接的發(fā)送系統(tǒng)。
圖1中，把由天線1接收到的高頻信號(hào)經(jīng)雙工器2輸入給低噪聲放大器(AMP)3，把電平低的接收信號(hào)放大，由帶阻濾波器(BPF)4把外來(lái)干擾波等不需要的高頻頻帶分量除去，由正交混頻器(QMIX)5變換成基帶信號(hào)。
在此，作為帶通濾波器4的輸出的接收信號(hào)的頻率frx與正交混頻器5的本地振蕩頻率f10之關(guān)系，由下式給出fbb＝frx-f10。在此，fbb為基帶信號(hào)的頻率，由于與接收信號(hào)相比該頻率足夠低，故frx＝f10成立。
由低噪聲放大器(AMP)6放大已變換的基帶信號(hào)，輸入給低通濾波器(LPF)7，從基帶信號(hào)中把鄰信道分量等干擾波除去。進(jìn)而，把基帶信號(hào)提供給可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)8，為了使后級(jí)A/D變換器9的輸入為恒定而進(jìn)行放大，由A/D變換器9變換成數(shù)字信號(hào)，由解調(diào)電路(DEM)10進(jìn)行解調(diào)。
在圖1中示出的直接變頻方式的接收機(jī)中，可消除外差方式中需要的混頻器及中頻帶阻濾波器，可簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)。此外，由于可緩和以像頻信號(hào)為代表的與接收機(jī)的寄生響應(yīng)，故可用更加小型的帶通濾波器4來(lái)轉(zhuǎn)換高頻帶通濾波器。
此外，這樣來(lái)控制外差方式接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍，把中頻部的可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆娑榭勺兌馆斎氲交鶐Р糠值男盘?hào)成為恒定的。
與此不同，在直接變頻方式的接收機(jī)中，由于一般沒(méi)有具有可變?cè)鲆娣糯笃鞯闹蓄l部，故在輸入信號(hào)變動(dòng)的情況下，當(dāng)使高頻部中增益不變動(dòng)時(shí)，圖1的由低噪聲放大器6、低通濾波器7及可變?cè)鲆娣糯笃?構(gòu)成的模擬基帶部中的輸入信號(hào)電平發(fā)生變動(dòng)。
特別是，在輸入了電平高的信號(hào)的情況下，作為模擬基帶部有必要使用動(dòng)態(tài)范圍寬的元件。但是，與具有在中頻部進(jìn)行增益放大的裝置的外差方式中的基帶部相比，在直接變頻方式中使用動(dòng)態(tài)范圍寬的元件變得困難。其理由是，由于在直接變頻方式中沒(méi)有以非常高的增益進(jìn)行放大的中頻部，故對(duì)模擬基帶部要求非常高的增益、非常低的噪聲及非常優(yōu)良的失真特性。但是，在滿足這些特性之后來(lái)實(shí)現(xiàn)寬的動(dòng)態(tài)范圍的情況下、在直到模擬基帶部才有增益可變裝置的情況下，當(dāng)輸入了電平高的信號(hào)時(shí)有必要避免在模擬基帶部的放大器或低通濾波器中出現(xiàn)飽和或失真。
另一方面，還可以考慮切換高頻級(jí)放大器3的增益來(lái)避免上述問(wèn)題的方法，但是，存在著難以確保放大器3的增益控制的精度這樣的問(wèn)題。其理由是，高頻所引起的寄生電容等難以設(shè)計(jì)的要素變得不能忽略的情況、此外，工藝所引起的離散性變大的情況較多，確保增益的精度變得困難。除此之外，還因?yàn)楦哳l部中所使用的放大器的溫度特性不穩(wěn)定的情況較多。而且，在高頻級(jí)中，以高精度進(jìn)行多級(jí)增益的切換是困難的。
因此，本發(fā)明的主要目的是，提供一面可保持增益控制的精度、一面可謀求避免基帶部中的飽和的無(wú)線電終端裝置。
發(fā)明概要本發(fā)明為一種無(wú)線電終端裝置，該裝置把高頻信號(hào)直接變換成基帶信號(hào)，把提供給放大電路2進(jìn)行放大，由已變換的基帶信號(hào)濾波器從其輸出信號(hào)中把干擾信號(hào)分量除去提供給可變?cè)鲆骐娐?，檢測(cè)輸入到該可變?cè)鲆骐娐飞系男盘?hào)電平。基于該檢測(cè)輸出切換放大電路的增益，同時(shí)控制增益可變電路的增益。
在本發(fā)明另一方面中，放大電路是增益可變的放大電路，控制電路基于電平檢測(cè)電路的檢測(cè)輸出使放大電路的增益發(fā)生變化。
在本發(fā)明的又一方面中，放大電路由每一個(gè)的增益不同的多個(gè)放大器；以及基于控制信號(hào)選擇多個(gè)放大器之一的選擇電路構(gòu)成。
在本發(fā)明的又一方面中基于來(lái)自控制電路的控制信號(hào)切斷對(duì)放大電路供給的電源，阻止電平高的信號(hào)出現(xiàn)在放大電路的輸出中。
在本發(fā)明的又一方面中，把放大電路、濾波器、可變?cè)鲆骐娐芳半娖綑z測(cè)電路配置在同一集成電路上，把基于由控制電路提供的時(shí)鐘信號(hào)及數(shù)據(jù)來(lái)設(shè)定放大電路的增益的增益控制電路設(shè)置在集成電路上。
在本發(fā)明的又一方面中，控制電路與時(shí)鐘信號(hào)同步地以時(shí)間分割方式輸出對(duì)放大電路設(shè)定的增益的數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的又一方面中，增益控制電路以臺(tái)階狀的方式來(lái)切換每一個(gè)放大電路的增益。
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明圖1為成為本發(fā)明背景的直接變頻方式的接收電路框圖；圖2為示出本發(fā)明第1實(shí)施例的框圖；圖3為示出本發(fā)明第2實(shí)施例的框圖；圖4為示出本發(fā)明第3實(shí)施例的框圖；圖5為示出本發(fā)明第4實(shí)施例的框圖；圖6為由圖5中示出的控制電路輸出的時(shí)鐘信號(hào)、數(shù)據(jù)及允許信號(hào)的時(shí)序圖；圖7為示出圖5中示出的放大器的增益特性的圖；以及圖8為示出圖5中示出的可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆嫣匦缘膱D。
實(shí)施發(fā)明用的最佳形態(tài)圖2為本發(fā)明第1實(shí)施例接收機(jī)的框圖。圖2中，設(shè)置了可切換增益的低噪聲放大器15來(lái)代替圖1中示出的放大器6，還設(shè)置了作為電平檢測(cè)裝置之一例的對(duì)數(shù)放大器(LOG)11、A/D變換器12、控制部13及均方電路14。
對(duì)數(shù)放大器11檢測(cè)可變?cè)鲆娣糯笃?的輸入基帶信號(hào)的電平，使用了輸入電壓范圍大的放大器。再有，作為電平檢測(cè)裝置可使用A/D變換器等而不使用對(duì)數(shù)放大器11。把對(duì)數(shù)放大器11的檢測(cè)輸出信號(hào)提供給A/D變換器12變換成數(shù)字信號(hào)，提供給控制部13。均方電路14用于把A/D變換器9的輸出電平進(jìn)行均方并進(jìn)行檢測(cè)，將其輸出提供給控制部13?？刂撇?3基于數(shù)字化了的對(duì)數(shù)放大器11的檢測(cè)輸出粗控制低噪聲放大器15的增益及可變?cè)鲆娣糯笃?的增益，以便當(dāng)輸入信號(hào)的電平變高時(shí)在基帶部中不發(fā)生飽和。其后，控制部13基于均方電路14的輸出細(xì)控制低噪聲放大器15的增益及可變?cè)鲆娣糯笃?的增益。
因而，按照本實(shí)施例，通過(guò)利用控制部13進(jìn)行增益控制使得如果由對(duì)數(shù)放大器11檢測(cè)出的電平小則增大低噪聲放大器15及可變?cè)鲆娣糯笃?的增益、如果檢測(cè)電平大則減小低噪聲放大器15的增益同時(shí)減小可變?cè)鲆娣糯笃?的增益，可把模擬基帶信號(hào)的電平設(shè)定成最佳值而不管輸入信號(hào)的大小如何，不需要增大動(dòng)態(tài)范圍，可減小電路規(guī)模，并能減小耗電。
圖3為本發(fā)明第2實(shí)施例接收機(jī)的框圖。本實(shí)施例中，作為基帶部的低噪聲放大部20并列地設(shè)置了每一個(gè)的增益不同的放大器21、22及23，在每一個(gè)放大器的輸入及輸出側(cè)配置了切換電路24～29，通過(guò)利用控制部13切換控制這些切換電路24～29來(lái)進(jìn)行增益控制，以便當(dāng)輸入信號(hào)的電平變高時(shí)在模擬基帶部中不發(fā)生飽和。
例如，假定把放大器21的增益設(shè)定成14dB，把放大器22的增益設(shè)定成8dB，把放大器23的增益設(shè)定成2dB。如果由對(duì)數(shù)放大器11檢測(cè)出的基帶信號(hào)的檢測(cè)電平為正常電平，則控制部13使放大部20的切換電路26、27接通而選擇把增益設(shè)定成8dB的放大器22。如果對(duì)數(shù)放大器11的檢測(cè)電平小、則為了選擇把增益設(shè)定成14dB的放大器21而使切換電路24、25接通，如果對(duì)數(shù)放大器11的檢測(cè)電平大、則為了選擇把增益設(shè)定成2dB的放大器23而使切換電路28、29接通。
再有，圖3中，成為在放大部20中利用21、22及23這3個(gè)放大器來(lái)切換增益以使增益的變動(dòng)量小，這是由于如果例如設(shè)置增益不同的2個(gè)放大器成為簡(jiǎn)單的2級(jí)切換則增益的變化變大，該增益變化時(shí)的過(guò)渡響應(yīng)成了問(wèn)題。因而，最好把低噪聲放大部20構(gòu)成為以3個(gè)階段以上來(lái)切換增益。但是，在過(guò)渡響應(yīng)對(duì)系統(tǒng)選成的影響小的情況下，增益的切換也可以是2階段的。
如上所述，按照本實(shí)施例，通過(guò)根據(jù)每一個(gè)放大器的增益來(lái)選擇低噪聲放大部20的每一個(gè)的增益不同的放大器21、22及23，即使在輸入到天線1上的信號(hào)電平高時(shí)或低時(shí)也能夠適當(dāng)?shù)卦O(shè)定模擬基帶信號(hào)的電平，而不發(fā)生信號(hào)電平飽和或不足，作為模擬基帶部可確保寬的動(dòng)態(tài)范圍。
再有，在本實(shí)施例中，其后，也是控制部13基于均方電路14的輸出細(xì)控制低噪聲放大器20及可變?cè)鲆娣糯笃?的增益。
此外，在基帶頻率內(nèi)使用運(yùn)算放大器是容易的，此時(shí)，可用簡(jiǎn)單的電阻之比來(lái)確定增益。而且，由于電阻的溫度特性的精度良好，故可實(shí)現(xiàn)基帶內(nèi)的高精度控制。
圖4為本發(fā)明第3實(shí)施例接收機(jī)的框圖。本實(shí)施例中，設(shè)置了通、斷控制供給到模擬基帶部的低噪聲放大器6的電源的電源控制電路16，成為通過(guò)控制部13的控制來(lái)通、斷供給到低噪聲放大器6的電源。即，當(dāng)對(duì)數(shù)放大器11的檢測(cè)輸出大時(shí)，控制部13利用電源控制電路16使供給到低噪聲放大器6的電源切斷。因此，低噪聲放大器6變成不工作，但是，即使低噪聲放大器6變成不工作了，由于信號(hào)多少也漏泄到輸出側(cè)，故低通濾波器7以后的電路正常地工作。
因而，本實(shí)施例中，在輸入信號(hào)的電平高時(shí)，使低噪聲放大器6的工作停止，可利用由低噪聲放大器6輸出來(lái)的信號(hào)使低通濾波器7以后的模擬基帶部工作，可防止模擬基帶部飽和，可減少失真的發(fā)生。
圖5為示出用集成電路構(gòu)成了模擬基帶部的實(shí)施例的框圖。
在攜帶電話機(jī)中，一般設(shè)有抻長(zhǎng)到外部使用的外部天線及收容在內(nèi)部的內(nèi)部天線，采用由任一天線接收的信號(hào)中選擇良好信號(hào)的分集接收方式。因此，在接收機(jī)中，對(duì)應(yīng)于每一個(gè)天線設(shè)置了2個(gè)系統(tǒng)。圖5示出這樣的接收之例。
圖5中，把由一個(gè)天線接收的信號(hào)通過(guò)未圖示的高頻電路提供給正交混頻器31，由正交混頻器31輸出每一個(gè)電平相同、相位差90度的I信道信號(hào)及Q信道信號(hào)提供給模擬基帶部40。該模擬基帶部40由1個(gè)集成電路構(gòu)成，對(duì)應(yīng)于2個(gè)天線的每一個(gè)具有2個(gè)系統(tǒng)的接收部41、42。把來(lái)自上述正交混頻部31的I信道信號(hào)及Q信道信號(hào)提供給自己一方的接收部41。
接收部41包含低噪聲放大器411、412，低通濾波器413、414，可變?cè)鲆娣糯笃?15、416，以及對(duì)數(shù)放大器417。這些與以I信道及Q信道來(lái)設(shè)置圖2的結(jié)構(gòu)是等價(jià)的。還設(shè)置了用于控制低噪聲放大器411、412及可變?cè)鲆娣糯笃?15、416的增益的增益控制部418。
把由模擬基帶部40的接收部41輸出的可變?cè)鲆娣糯蟛?15、416的輸出輸入到A/D變換器33變換成數(shù)字信號(hào)，提供給解調(diào)電路34、同時(shí)提供給均方電路37。此外，把對(duì)數(shù)放大器417的輸出信號(hào)提供給A/D變換器35變換成數(shù)字信號(hào)，提供給控制部36。
為了控制低噪聲放大器411、412及可變?cè)鲆娣糯笃?15、416的增益，控制部36把時(shí)鐘信號(hào)、數(shù)據(jù)及允許信號(hào)提供給增益控制部418。增益控制部418基于輸入的時(shí)鐘信號(hào)、數(shù)據(jù)及允許信號(hào)，控制低噪聲放大器411、412及可變?cè)鲆娣糯笃?15、416的增益。
另一接收部42也以同樣方式構(gòu)成，由正交混頻器32把I信道信號(hào)及Q信道信號(hào)提供給輸入，接收部42的輸出側(cè)電路38也以與接收部41側(cè)同樣的方式設(shè)置了與A/D變換器33、解調(diào)電路34、A/D變換器35及控制部36同等的部件。
圖6為示出提供給圖5的增益控制部的時(shí)鐘信號(hào)、數(shù)據(jù)及允許信號(hào)的時(shí)間圖，圖7為示出圖5的低噪聲放大器411、412的增益特性的圖，圖8為示出圖5的可變?cè)鲆娣糯笃?15、416的增益特性的圖。
其次，參照?qǐng)D5～圖8，說(shuō)明本實(shí)施例的工作?？刂撇?6基于由對(duì)數(shù)放大器417檢測(cè)出的接收電平，輸出在低噪聲放大器411、412中應(yīng)該設(shè)定的增益，及在可變?cè)鲆娣糯笃?15、416中應(yīng)該設(shè)定的增益的數(shù)據(jù)。如圖6中所示，與時(shí)鐘信號(hào)的上升沿同步地輸出該數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于接收部41及接收部42的每一個(gè)，以時(shí)間分割方式被輸出。而且，對(duì)于接收部41、42的每一個(gè)的數(shù)據(jù)，也以時(shí)間分割方式輸出低噪聲放大器411、412的增益設(shè)定數(shù)據(jù)，及可變?cè)鲆娣糯笃?15、416的增益設(shè)定數(shù)據(jù)。對(duì)于低噪聲放大器411、412的數(shù)據(jù)例如為3位，對(duì)于可變?cè)鲆娣糯笃?15、416的數(shù)據(jù)例如可由6位構(gòu)成。
增益控制部418基于允許信號(hào)設(shè)定由控制部36提供的數(shù)據(jù)，并設(shè)定各低噪聲放大器411、412，及可變?cè)鲆娣糯笃?15、416的增益。此時(shí)，如圖7中所示，低噪聲放大器411、412的增益對(duì)于控制增益以臺(tái)階狀而變化，可變?cè)鲆娣糯笃?15、416也以同樣方式，如圖8中所示其增益對(duì)于控制增益以臺(tái)階狀而變化。
本實(shí)施例中也是，控制部36在基于對(duì)數(shù)放大器417的檢測(cè)輸出控制了低噪聲放大器411、412及可變?cè)鲆娣糯笃?15、416的增益之后，基于均方電路37的輸出進(jìn)行這些控制。
因而，在該圖5中示出的實(shí)施例中也是，即使輸入信號(hào)的電平高也能避免模擬基帶部40中的飽和，能夠以失真小的適當(dāng)電平輸出模擬基帶信號(hào)。
工業(yè)上利用的可能性如上所述，按照本發(fā)明，由于檢測(cè)輸入給模擬基帶部的可變?cè)鲆骐娐飞系男盘?hào)電平并基于該檢測(cè)輸出來(lái)控制輸入了基帶信號(hào)的放大電路的增益及放大濾波器的輸出的可變?cè)鲆娣糯箅娐返脑鲆?，故一面能以低消耗電流?lái)保持精度、一面可謀求避免信號(hào)的飽和，可應(yīng)用于攜帶電話機(jī)等。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)線電終端裝置，該裝置把高頻信號(hào)直接變換成基帶信號(hào)，其特征在于，具備放大裝置，被輸入上述已變換的基帶信號(hào)；濾波裝置，從上述放大裝置的輸出中把干擾信號(hào)分量除去；可變?cè)鲆嫜b置，其增益可變，對(duì)上述濾波裝置的輸出信號(hào)進(jìn)行放大；電平檢測(cè)裝置，對(duì)輸入到上述可變?cè)鲆嫜b置上的信號(hào)電平進(jìn)行檢測(cè)；以及控制裝置，基于上述電平檢測(cè)裝置的檢測(cè)輸出，切換上述放大裝置的增益，同時(shí)控制上述增益可變裝置的增益。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的無(wú)線電終端裝置，其特征在于，上述放大裝置是可使其增益可變的放大裝置，上述控制裝置基于上述電平檢測(cè)裝置的檢測(cè)輸出，使上述放大裝置的增益發(fā)生變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的無(wú)線電終端裝置，其特征在于，上述放大裝置包含多個(gè)放大器，每一個(gè)的增益不同；以及選擇裝置，基于來(lái)自上述控制裝置的控制信號(hào)，選擇上述多個(gè)放大器之一。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的無(wú)線電終端裝置，其特征在于，上述放大裝置包含電源切換裝置，基于來(lái)自上述控制裝置的控制信號(hào)，切斷或接通對(duì)上述放大裝置供給的電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的無(wú)線電終端裝置，其特征在于，把上述放大裝置、上述濾波裝置、上述可變?cè)鲆嫜b置及上述電平檢測(cè)裝置配置在同一集成電路上，還把基于由上述控制裝置提供的時(shí)鐘信號(hào)及數(shù)據(jù)來(lái)設(shè)定上述放大裝置的增益的增益控制電路設(shè)置在上述集成電路上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的無(wú)線電終端裝置，其特征在于，上述控制裝置與上述時(shí)鐘信號(hào)同步地以時(shí)間分割方式輸出對(duì)上述放大裝置設(shè)定的增益的數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的無(wú)線電終端裝置，其特征在于，上述拉益控制電路以臺(tái)階狀的方式來(lái)切換每一個(gè)上述放大裝置的增益。
全文摘要
在工作開(kāi)始時(shí),由動(dòng)態(tài)范圍大的對(duì)數(shù)放大器11檢測(cè)可變?cè)鲆娣糯箅娐?的輸入側(cè)的基帶信號(hào)電平,控制部18基于該檢測(cè)電平控制低通濾波器7的前級(jí)的低噪聲放大器15的增益、同時(shí)控制可變?cè)鲆娣糯笃?的增益,即使輸入信號(hào)的電平高也能避免模擬基帶部中的飽和。
文檔編號(hào)H03G3/30GK1307750SQ9980783
公開(kāi)日2001年8月8日 申請(qǐng)日期1999年2月25日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月25日
發(fā)明者桂隆俊, 伊東健治, 福山進(jìn)二郎, 望月滿, 永野弘明, 松波由哲, 石津文雄, 林亮司 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社