專(zhuān)利名稱(chēng)：用于無(wú)線(xiàn)電接收機(jī)系統(tǒng)的差動(dòng)前饋放大器功率控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及放大器功率控制電路，更具體地說(shuō)，涉及和選擇呼叫接收機(jī)中的射頻放大器結(jié)合使用的放大器功率控制電路。
常規(guī)的選擇呼叫接收機(jī)使用射頻放大器接收射頻信號(hào)，所述射頻放大器一般在一個(gè)窄的操作頻帶上被調(diào)整到其最佳性能。為了維持某個(gè)目標(biāo)例如電池壽命和其它利益，制造者利用功率和成本約束，這導(dǎo)致了性能的犧牲。
作為在小功率接收機(jī)設(shè)計(jì)中必需犧牲性能的例子，設(shè)計(jì)得確定的優(yōu)化射頻放大器的目標(biāo)是低的功率消耗和在相當(dāng)窄的頻帶上好的靈敏度，這時(shí)可以選擇犧牲動(dòng)態(tài)范圍或犧牲相互調(diào)制失真特性。這一選擇可能導(dǎo)致放大器在高輸入信號(hào)電平時(shí)具有差的失真特性。假定最通常的小功率射頻放大器是共發(fā)射極對(duì)稱(chēng)型或共發(fā)共基結(jié)構(gòu)的放大器，其中每個(gè)具有有限的動(dòng)態(tài)范圍，則選擇改善幾分貝的靈敏度比選擇改善失真特性將是明智的。這種選擇是合理的，因?yàn)樯鲜龅碾娐方Y(jié)構(gòu)很適合在干擾信號(hào)電平低于有用信號(hào)電平的環(huán)境中放大有用信號(hào)。然而，在除去有用信號(hào)之外還對(duì)放大器加有不希望的窄帶或?qū)拵Ц蓴_的環(huán)境中，有用信號(hào)將不能被充分地放大，因而使接收機(jī)的靈敏度變差。
上述的靈敏度變差是由于放大器響應(yīng)屬于其操作帶寬的無(wú)用信號(hào)。更具體地說(shuō)，屬于有限動(dòng)態(tài)范圍的放大器的操作帶寬的任何信號(hào)都會(huì)使放大器產(chǎn)生放大的響應(yīng)。這樣放大的響應(yīng)基本上和每個(gè)輸入信號(hào)成正比，但這只限于放大器具有足夠的功率以線(xiàn)性方式響應(yīng)所述信號(hào)的條件下。當(dāng)放大器根據(jù)有用信號(hào)而變得過(guò)載時(shí)，就會(huì)使放大的輸出信號(hào)失真?；旧?，當(dāng)放大器放大任何干擾信號(hào)時(shí)，用于放大有用信號(hào)的總能量的一部分便被放大器“消耗”了。在理想的放大器中，這問(wèn)題不會(huì)發(fā)生，但是當(dāng)具有上述的約束時(shí)，設(shè)計(jì)者將面對(duì)這樣的選擇是設(shè)計(jì)具有高增益、低噪聲以及較差的高電平失真性能的放大器，還是設(shè)計(jì)具有低增益、中等程度的噪聲以及較好的高電平失真性能的放大器。
因而，需要一種裝置，它和射頻接收機(jī)以及放大器相結(jié)合而形成一種接收系統(tǒng)，所述接收系統(tǒng)在大的干擾信號(hào)變化條件下具有相當(dāng)恒定的接收靈敏度。而且，這種裝置必須以節(jié)能方式操作，同時(shí)又保持在施加的信號(hào)條件下合適的放大信號(hào)增益。由于控制了信號(hào)增益，所以射頻接收機(jī)和放大器的失真特性得以改善。
簡(jiǎn)明地說(shuō)，按照本發(fā)明，提供一種選擇呼叫接收機(jī)，它包括其輸出功率值是可控的射頻放大器。一個(gè)射頻電平檢測(cè)器響應(yīng)在射頻放大器收到的輸入信號(hào)電平產(chǎn)生檢測(cè)器輸出信號(hào)。檢測(cè)器輸出信號(hào)被濾波器調(diào)節(jié)，從而產(chǎn)生代表在射頻放大器處收到的輸入信號(hào)電平的有效值的控制信號(hào)。然后，控制信號(hào)被耦連于放大器輸出功率電平調(diào)節(jié)電路，所述調(diào)節(jié)電路可以進(jìn)行操作用來(lái)以無(wú)條件的穩(wěn)定的前饋方式調(diào)整射頻放大器的功率增益，使得當(dāng)被射頻電平檢測(cè)器檢測(cè)的輸入信號(hào)電平達(dá)到或超過(guò)預(yù)定的信號(hào)過(guò)載電平時(shí)，輸出功率值保持恒定。


圖1是適用于本發(fā)明的選擇呼叫接收機(jī)的方塊圖；圖2是按照本發(fā)明的最佳實(shí)施例實(shí)現(xiàn)Zero-IF接收機(jī)的
圖1所示的選擇呼叫接收機(jī)的部分方塊圖；圖3是按照本發(fā)明的第二實(shí)施例實(shí)現(xiàn)雙轉(zhuǎn)換接收機(jī)的
圖1所示的選擇呼叫接收機(jī)的部分方塊圖；圖4是按照本發(fā)明最佳實(shí)施例的具有可控的輸出功率的射頻放大器的方塊圖；圖5是按照本發(fā)明最佳實(shí)施例供射頻放大器利用的射頻電平檢測(cè)器的簡(jiǎn)化電路圖。
參見(jiàn)
圖1，由電池101供電的選擇呼叫接收機(jī)通過(guò)天線(xiàn)102接收信號(hào)。接收部分103把接收信號(hào)耦連于解調(diào)器104，它使用常規(guī)技術(shù)恢復(fù)收到的任何信息。被恢復(fù)的信息信號(hào)耦連于控制器105，對(duì)其中所含的信息進(jìn)行譯碼。在最佳實(shí)施例中，控制器105包括以硬件和軟件實(shí)現(xiàn)的具有信號(hào)處理器(例如譯碼器)的微處理器。
恢復(fù)的信息被譯碼器檢查，譯碼器構(gòu)成信號(hào)處理器，用于用預(yù)定的地址和恢復(fù)的地址相關(guān)。非易失存儲(chǔ)器107一般具有多個(gè)寄存器，用于存儲(chǔ)預(yù)定地址和表征選擇呼叫接收機(jī)的操作的多個(gè)配置字。在確定選擇呼叫接收機(jī)的選擇時(shí)，使含在信息信號(hào)內(nèi)的恢復(fù)的地址和相應(yīng)于選擇呼叫接收機(jī)的預(yù)定地址之間相互關(guān)連。當(dāng)?shù)刂坊旧舷嚓P(guān)時(shí)，則發(fā)出表示選擇呼叫接收機(jī)的選擇的檢測(cè)信號(hào)，并且控制器105把譯碼的消息信息耦連于消息存儲(chǔ)器106。支持電路108按照恢復(fù)的信息、和用戶(hù)控制裝置109有關(guān)的配置及檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行操作，處理消息信息中的至少一部分，用于例如通過(guò)顯示器110進(jìn)行顯示，可以通過(guò)聽(tīng)覺(jué)或觸覺(jué)報(bào)警裝置111通知用戶(hù)消息已經(jīng)收到。通過(guò)啟動(dòng)合適的控制裝置109，用戶(hù)可以看到現(xiàn)在顯示器110上的信息。
支持電路108最好包括常規(guī)的信號(hào)多路復(fù)用集成電路，以及可以向支持電路108、接收部分103、解調(diào)器104或選擇呼叫接收機(jī)其它元件提供調(diào)節(jié)電壓的電壓調(diào)節(jié)器。另外，支持電路可以被集成地耦連于控制器(例如微控制器，包括A/D、D/A轉(zhuǎn)換器，可編程的I/O端口，控制總線(xiàn)等等)。此外，支持電路可以包括環(huán)境檢測(cè)電路，例如用于檢測(cè)光和溫度條件，音頻功率放大器電路，控制接口電路，時(shí)鐘頻率合成器、以及顯示照明電路。這些元件以常規(guī)方式構(gòu)成，用于按用戶(hù)要求為接收機(jī)提供信息顯示。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖2，圖2的部分方塊圖說(shuō)明按照本發(fā)明第一實(shí)施例的
圖1所示的選擇呼叫接收機(jī)中的Zero-IF接收部分。
接收的信號(hào)從天線(xiàn)102被耦連于RF放大器202。RF放大器202具有可控的輸出功率，所述輸出功率至少部分地由和接收信號(hào)相關(guān)的檢測(cè)幅值確定。當(dāng)檢測(cè)的幅值超過(guò)預(yù)定幅值時(shí)，前饋電平限制器201就把控制信號(hào)耦連于RF放大器202，借以調(diào)節(jié)RF放大器202的可控的輸出功率，并防止由高輸入信號(hào)電平引起失真。預(yù)定幅值應(yīng)當(dāng)這樣選擇，使得有用信號(hào)在這樣一個(gè)信噪比或載波噪聲比(噪聲指的是任何不想要的或無(wú)用的信號(hào))下被放大，從而使得產(chǎn)生的信號(hào)質(zhì)量對(duì)實(shí)現(xiàn)常規(guī)的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)電路的無(wú)差錯(cuò)譯碼是可以接受的。用這種方式其中可能含有調(diào)制的載波信號(hào)的接收信號(hào)將被清楚地放大，并保持良好的狀態(tài)以便隨后進(jìn)行譯碼。
在初次放大之后，接收信號(hào)被使用常規(guī)的頻率轉(zhuǎn)換器203下變換為基帶信號(hào)。所得的基帶信號(hào)接著利用常規(guī)的Zero-IF解調(diào)器204解調(diào)，例如利用微分與交叉相乘拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或類(lèi)似電路。所述轉(zhuǎn)換通過(guò)接收的信號(hào)和由可控的頻率合成器205或常規(guī)的晶體控制振蕩器(未示出)提供的本地振蕩信號(hào)進(jìn)行混合來(lái)實(shí)現(xiàn)。在最佳實(shí)施例中，可控頻率合成器205例如包括可編程的鎖相環(huán)合成器206，以及下述部分中的至少一個(gè)常規(guī)的除以N的預(yù)定標(biāo)器、雙模除法器或N等分電路，使得本地振蕩信號(hào)頻率可以按粗的或細(xì)的增量按步增加。可控頻率合成器205還可以被用于合成與構(gòu)成選擇呼叫接收機(jī)的其它部分(例如譯碼器)相關(guān)的時(shí)鐘數(shù)字邏輯電路所需要的任何數(shù)量的頻率。
可控頻率合成器205響應(yīng)控制模塊(例如由Motorola，Inc.制造的MC68HC05C4)105，進(jìn)行一系列決定和隨后要詳細(xì)說(shuō)明的控制作用?？刂颇K105通過(guò)在可控頻率合成器205中寫(xiě)入一個(gè)控制字(例如一個(gè)除數(shù))來(lái)調(diào)節(jié)本地振蕩器信號(hào)頻率，從而把鎖相環(huán)206編程為目標(biāo)頻率。所述控制字由頻率參考元件207和所需的輸出頻率之間的關(guān)系導(dǎo)出。所述關(guān)系可以是預(yù)先確定的，并把其參數(shù)存儲(chǔ)在非易失存儲(chǔ)器107中。然后，非易失存儲(chǔ)器107可以被控制器105訪(fǎng)問(wèn)，從而對(duì)可編程的鎖相環(huán)合成器206的輸出頻率編程。
作為另一個(gè)例子，考慮二次(無(wú)用的)射頻信號(hào)被天線(xiàn)102接收并和有用信號(hào)一道加到RF放大器202上的情況。在這種情況下，可能引起高電平或互調(diào)失真(IMD)。高電平失真和互調(diào)失真的術(shù)語(yǔ)雖然不同，但都可被可相互輪換地使用，用來(lái)說(shuō)明和非線(xiàn)性失真有關(guān)的放大器所涉及的下述問(wèn)題。因?yàn)橛善骷a(chǎn)生的IMD的電平和與器件有關(guān)的非線(xiàn)性有很大關(guān)系，并且一般來(lái)說(shuō)減少增益可使器件操作線(xiàn)性化，所以可通過(guò)檢測(cè)輸入電平(在RF放大器202的輸入端)和輸出電平(在RF放大器的輸出端)，以及如果可能的話(huà)，檢測(cè)接收信號(hào)的中間頻率(IF)相對(duì)電平指示來(lái)控制IMD。響應(yīng)檢測(cè)這些電平之一，RF放大器的增益被調(diào)整，從而在放大有用信號(hào)時(shí)實(shí)現(xiàn)并保持RF放大器的線(xiàn)性操作。在有源器件例如放大器的情況下，減少不想要的信號(hào)的輸入電平一般會(huì)使在有用的接收信號(hào)中的失真相應(yīng)地減少。
本發(fā)明尤其適用于減少失真同時(shí)又以前饋調(diào)節(jié)方式操作。響應(yīng)與在RF放大器202的輸入端存在的接收信號(hào)相關(guān)的檢測(cè)的幅值，調(diào)整RF放大器202的輸出功率，以無(wú)條件的穩(wěn)定方式實(shí)現(xiàn)前饋調(diào)整。這種操作大大減少了和現(xiàn)有技術(shù)的增益控制系統(tǒng)例如用正或負(fù)反饋進(jìn)行操作的系統(tǒng)相關(guān)的復(fù)雜性，這是因?yàn)?，在本發(fā)明中不用補(bǔ)償可達(dá)到穩(wěn)定。
可以采用許多方法減少接收部分103中出現(xiàn)的不想要的信號(hào)電平。用于控制在轉(zhuǎn)換部分例如基帶轉(zhuǎn)換器中的失真的另一種方法在名稱(chēng)為“具有控制互調(diào)失真的自適應(yīng)收發(fā)機(jī)的通信系統(tǒng)”的Edward T.Clark發(fā)明的并轉(zhuǎn)讓給Motorola，In.c的5,001,766的美國(guó)專(zhuān)利中披露了。在此把其中的教導(dǎo)列為參考。這一美國(guó)專(zhuān)利在其第一實(shí)施例中討論了一種測(cè)量接收信號(hào)的質(zhì)量的一種裝置。當(dāng)質(zhì)量于一個(gè)預(yù)定的品質(zhì)因數(shù)時(shí)，就進(jìn)行調(diào)節(jié)用于實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)，從第一頻率向第二頻率轉(zhuǎn)換的本地振蕩信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電平。Clark專(zhuān)利還討論了一種調(diào)節(jié)射頻放大器的增益從而防止信號(hào)過(guò)載的任選的控制裝置。此外，Clark討論了一種用于控制發(fā)送射頻信號(hào)的裝置的傳輸功率的編碼響應(yīng)的交換機(jī)。在第二實(shí)施例中，Clark討論了一種確定接收信號(hào)的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度的RSSI檢測(cè)器。然后，響應(yīng)檢測(cè)的信號(hào)質(zhì)量和相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度，控制器使所述射頻放大器的增益和本地振蕩器驅(qū)動(dòng)電平相適應(yīng)。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，Clark披露的方法和裝置通過(guò)增加本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)可以進(jìn)一步改善。
參見(jiàn)圖3，所示的方塊圖說(shuō)明按照本發(fā)明第二實(shí)施例在
圖1所示的選擇呼叫接收機(jī)中實(shí)現(xiàn)的頻率合成雙轉(zhuǎn)換接收部分。
接收的信號(hào)，從天線(xiàn)102通過(guò)匹配電路301耦連于RF放大器302。RF放大器302具有可控的輸出功率，所述輸出功率至少部分地被與接收的信號(hào)有關(guān)的檢測(cè)幅值確定。當(dāng)幅值超過(guò)預(yù)定值時(shí)，前饋電平限制器201把控制信號(hào)耦連于RF放大器302，借以調(diào)整RF放大器302的可控的輸出功率，并阻止由于高輸入信號(hào)電平而產(chǎn)生的失真。按照?qǐng)D2中的例子，預(yù)定的幅值應(yīng)是這樣選擇，使得有用信號(hào)在這樣一個(gè)信噪比或載波噪聲比(噪聲指的是任何不想要的或無(wú)用的信號(hào))下被放大，使得產(chǎn)生的信號(hào)質(zhì)量對(duì)實(shí)現(xiàn)常規(guī)的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)電路的無(wú)差錯(cuò)譯碼是可以接受的。用這種方式，其中可能含有調(diào)制的載波信號(hào)的接收信號(hào)將被清楚地放大，并保持良好的狀態(tài)以便隨后進(jìn)行譯碼。
這種例子的雙轉(zhuǎn)換接收部分“RF前端”301，302，303，304，305以現(xiàn)有技術(shù)中熟知的方式響應(yīng)通過(guò)天線(xiàn)102接收并耦合的傳輸信號(hào)。從天線(xiàn)102接收的信號(hào)呆以任選地使用已知技術(shù)被預(yù)先處理，從而提供在預(yù)定帶寬內(nèi)耦連于第一混合器304的最佳信號(hào)、電平。
接收信號(hào)的可選擇的預(yù)處理通常由匹配電路301，射頻放大器302以及預(yù)選器濾波電路303進(jìn)行，這些電路的設(shè)計(jì)和功能是本領(lǐng)域的熟知的。匹配電路301使天線(xiàn)10的阻抗特性和RF放大器302相匹配。最好設(shè)計(jì)匹配電路以便提供具有最佳噪聲匹配(最小的噪聲)和低的介入損耗的RF放大器302，借以使從天線(xiàn)102向RF放大器302輸送的接收信號(hào)功率為最佳。然后，放大的信號(hào)被耦連于預(yù)選擇器濾波電路303，它以最小的衰減接收有用信號(hào)(例如在預(yù)定的頻帶內(nèi))，并衰減(即排斥)所有無(wú)用信號(hào)。這樣，接收的信號(hào)被預(yù)處理并被耦連于第一信號(hào)混合器304。
然后第一混合器304混合預(yù)處理的接收信號(hào)和由可控頻率合成器203提供的第一本地振蕩注入信號(hào)。可控頻率合成器具有從頻率參考元件207導(dǎo)出的輸出頻率。所進(jìn)行的轉(zhuǎn)換產(chǎn)生第一中頻信號(hào)，然后把其耦連于晶體濾波器305，該濾波器使第一中頻信號(hào)通過(guò)，而使任何不用的信號(hào)例如第一混合器圖象信號(hào)和第一本地振蕩器注入信號(hào)衰減。
第二混合器306混合第一中頻信號(hào)和由可控頻率完成器205提供的第二本地振蕩器注入信號(hào)。所得的第二中頻信號(hào)被特定地濾波和放大(即通過(guò)中頻放大與濾波電路307)并被耦連于解調(diào)器104。在本實(shí)施例中的解調(diào)器包括調(diào)制檢測(cè)器308，調(diào)制檢測(cè)器308以本領(lǐng)域熟知的方式恢復(fù)通過(guò)數(shù)據(jù)濾波器309耦連于譯碼器的信息(即FSK數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，音頻音，PSK數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，SSB等)。
在進(jìn)行頻率選擇時(shí)，控制器106被耦連于包括鎖相環(huán)206的可控頻率合成器205?？刂破鬟M(jìn)行操作以便執(zhí)行微編碼程序，用于產(chǎn)生頻率控制信號(hào)。頻率控制信號(hào)用于對(duì)可控頻率合成器205的輸出頻率編程，以便反映相對(duì)于所需的操作頻率(例如本地振蕩頻率，時(shí)鐘頻率等)基本上為百萬(wàn)分之零的頻率誤差。
非易失存儲(chǔ)器(例如只讀存儲(chǔ)器，備份隨機(jī)訪(fǎng)問(wèn)存儲(chǔ)，EEPROM等)107用于存儲(chǔ)可執(zhí)行的控制器指令，存儲(chǔ)用于表示編程的輸出頻率和其相應(yīng)的控制字(例如分頻系數(shù))的表，并存儲(chǔ)所需的非易失配置信息，用于完成在控制過(guò)程中的決定和控制作用，下文將詳細(xì)說(shuō)明。
參見(jiàn)圖4，所示的方塊圖表示具有按照本發(fā)明的最佳實(shí)施例的可控的輸出功率值的射頻放大器。
當(dāng)來(lái)自天線(xiàn)102的信號(hào)強(qiáng)度低于接收機(jī)的預(yù)定的信號(hào)過(guò)載電平時(shí)，RF電平檢測(cè)器500的差動(dòng)輸出將不減少RF放大器202的電流消耗。當(dāng)來(lái)自天線(xiàn)的信號(hào)強(qiáng)度超過(guò)過(guò)載電平時(shí)，RF電平檢測(cè)器500的差動(dòng)輸出將變?yōu)槠淞硪环N不對(duì)稱(chēng)狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，RF放大器202的電流消耗和由此導(dǎo)致的功率增益隨著天線(xiàn)信號(hào)強(qiáng)度的增加而減少。結(jié)果，RF放大器202的輸出功率將相對(duì)保持恒定。
低通濾波器401，402進(jìn)行操作用來(lái)基本上除去交流信號(hào)分量并通過(guò)RF電平檢測(cè)器500輸出的直流信號(hào)分量。這種操作阻止兩個(gè)接近的頻率的不同的分量到達(dá)放大器電流控制部分403，并阻止對(duì)RF放大器202進(jìn)行幅值調(diào)制。
放大器電流控制電路403使用合適的常規(guī)的差動(dòng)緩沖器/放大器或類(lèi)似電路實(shí)現(xiàn)。放大器電流控制電路403的功能是響應(yīng)由RF電平檢測(cè)器500和低通濾波器401，402檢測(cè)并濾波的直流值，通過(guò)根據(jù)檢測(cè)的信號(hào)強(qiáng)度調(diào)節(jié)可為RF放大器202利用的電流值來(lái)控制RF放大器202的功率增益。
在操作方面，差動(dòng)RF電平檢測(cè)器500變?yōu)榉菍?duì)稱(chēng)狀態(tài)時(shí)的RF電壓具有極好的重復(fù)性。因?yàn)檗D(zhuǎn)換門(mén)限基本上由用于制造差動(dòng)電平檢測(cè)器的晶體管的面積比(area ratio)確定，即使在用于制造元件的集成電路工藝變化時(shí)，和預(yù)定幅值有關(guān)的檢測(cè)門(mén)限也將基本保持恒定不變。而且，因?yàn)槭褂貌顒?dòng)信號(hào)控制電流和RF放大器202的有效輸出功率，所以可以確保在工藝和溫度改變時(shí)具有良好的重復(fù)性。
參見(jiàn)圖5，其中簡(jiǎn)化的電路圖表示供本發(fā)明的最佳實(shí)施例的射頻放大器使用的射頻電平檢測(cè)器。
差動(dòng)RF電平檢測(cè)器500實(shí)際上是一種非對(duì)稱(chēng)地加偏壓的差動(dòng)放大器。Q2501的面積因數(shù)(area factor)被設(shè)計(jì)得大于Q1502的面積因數(shù)，因此，由于在Q1502的基極不存在RF電壓，所以端子LPF-1 503的電壓比端子LPF-2 504的電壓高。當(dāng)Q1502的基極上的RF電壓增加時(shí)，Q1502的集電極電流將由于“Δ(delta)電流”現(xiàn)象而增加。通常用百分?jǐn)?shù)表示的Δ電流是在每個(gè)放大級(jí)中的靜態(tài)直流工作電流和加有RF的級(jí)的工作電流之間的差。工作電流的增加主要是由于當(dāng)RF被施加時(shí)有源器件的整流和濾波效果，例如，雙極晶體管具有二極管、電阻以及和器件有關(guān)的電容，其功能類(lèi)似于用于檢測(cè)作為直流值的RF能量的平均值的電路。因而，通過(guò)產(chǎn)生有效的直流值檢測(cè)有效的RF電壓。
使Q1502的集電極電流等于Q2501的集電極電流所需的RF電壓被Q2501和Q1502之間的面積因數(shù)差確定。因而，因Q2501比Q1502的面積因數(shù)較大，所以在Q1502的基極上需要加較大的RF電壓才能達(dá)到相等的集電極電流。隨著RF電壓進(jìn)一步增加，Q1502的集電極電流將超過(guò)Q2501的集電極電流，從而使得LPF-2504比LPF-1502處于較高的電位上。然后所得的差動(dòng)電壓(VLPF-2，VLPF-1)通過(guò)把濾波的差動(dòng)電壓耦連到放大器電流控制電路403被用于控制RF放大器的增益。
關(guān)于差動(dòng)RF電平檢測(cè)器500的靜態(tài)直流工作點(diǎn)，用基本上等于1伏的直流電壓516向電路供電。電阻R1510，R2511，R3515，R4513，R5514，R6519以及R7512用來(lái)對(duì)于合適的操作提供穩(wěn)態(tài)直流偏壓。正如對(duì)稱(chēng)差動(dòng)放大器的情況一樣，左右兩邊元件基本上彼此相等。在本例中，如上所述，除去晶體管Q1502和Q2501之外，左右兩邊的元件彼此相等。電容C1作為交流耦合阻抗，用來(lái)允許檢測(cè)在射頻放大器202收到的輸入信號(hào)電平。電容C2作為RF旁路電容，用來(lái)使RF電平檢測(cè)器500的性能基本上和頻率無(wú)關(guān)。電容C3和C4形成交流短路，保證RF電平檢測(cè)器在RF頻率上沒(méi)有或具有很小的增益。這些電容還用來(lái)增加Q1502的輸入阻抗，使之和天線(xiàn)102匹配。
總之，這里說(shuō)明的本發(fā)明最好被在
圖1所示的選擇呼叫接收機(jī)中進(jìn)行實(shí)施，其中含有輸出功率電平為可控的射頻放大器202、302。射頻電平檢測(cè)器500響應(yīng)在射頻放大器202，302接收的輸入信號(hào)電平產(chǎn)生檢測(cè)器輸出信號(hào)。檢測(cè)器輸出信號(hào)具有包括復(fù)合的周期與非周期分量的頻譜成分。然后把該信號(hào)耦連于至少一個(gè)濾波器401，402，例如對(duì)其進(jìn)行調(diào)整的低通濾波器，使得產(chǎn)生代表在射頻放大器存在的接收輸入信號(hào)電平的有效值的濾波器輸出信號(hào)或控制信號(hào)。然后把控制信號(hào)耦連于放大器輸出功率值調(diào)整電路403，以無(wú)條件穩(wěn)定前饋方式調(diào)節(jié)射頻放大器202，302的功率增益，使得當(dāng)由射頻電平檢測(cè)器500檢測(cè)的接收輸入信號(hào)電平達(dá)到或超過(guò)預(yù)定的信號(hào)過(guò)載電平時(shí)，輸出功率值基本維持恒定。
更具體地說(shuō)，射頻電平檢測(cè)器500包括具有兩個(gè)半個(gè)差動(dòng)部分的單端輸入的差動(dòng)輸出放大器。射頻電平檢測(cè)器當(dāng)從射頻放大器202，302耦連的接收輸入信號(hào)電平低于預(yù)定的信號(hào)過(guò)載電平時(shí)在第一狀態(tài)操作，使得兩個(gè)半個(gè)差動(dòng)部分沿第一非對(duì)稱(chēng)方向偏置，從而不進(jìn)行輸出功率值的調(diào)節(jié)，因而允許輸出功率值基本上跟隨接收輸入信號(hào)電平；而當(dāng)接收的輸入信號(hào)電平達(dá)到或超過(guò)預(yù)定信號(hào)過(guò)載電平時(shí)，在第二狀態(tài)操作，使得兩個(gè)差動(dòng)部分沿第二非對(duì)稱(chēng)方向偏置，從而產(chǎn)生差動(dòng)輸出信號(hào)，該信號(hào)影響射頻放大器的功率增益的調(diào)節(jié)，使得維持基本上恒定的射頻放大器輸出功率值。而且，放大器輸出功率值調(diào)節(jié)電路403還可以響應(yīng)接收的信道上的信號(hào)的相對(duì)強(qiáng)度指示(如圖2，3和4中所示的RSSI信號(hào))，使得放大器輸出功率值調(diào)節(jié)電路進(jìn)行操作，從而調(diào)節(jié)射頻放大器202的功率增益，使得當(dāng)接收的信道上(on-channel)的信號(hào)達(dá)到或超過(guò)預(yù)定信號(hào)過(guò)載值時(shí)，輸出功率值維持恒定。
最后，為方便起見(jiàn)，射頻放大器202，302，射頻是平檢測(cè)器500，至少一個(gè)濾波器401，402，以及放大器輸出功率值調(diào)節(jié)電路403被制造在一個(gè)集成電路內(nèi)。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，根據(jù)所披露的發(fā)明可以作出不同的改變，應(yīng)當(dāng)允許用不同方式達(dá)到同一目的。這些改變的例子可能有只把披露的電路部分集成在一片集成電路中，或由于實(shí)際設(shè)計(jì)中對(duì)例如射頻干擾之類(lèi)的考慮而把某些元件有目的地分開(kāi)。此外，所述的接收，解調(diào)和譯碼技術(shù)當(dāng)然都是例子，沒(méi)有理由排除其它技術(shù)，例如非常規(guī)的調(diào)制與信號(hào)處理方法，如擴(kuò)展頻譜，或使用數(shù)字選擇、檢測(cè)和譯碼方法。
權(quán)利要求
1.一種包括具有可控的輸出功率值的射頻放大器的選擇呼叫接收機(jī)，所述選擇呼叫接收機(jī)包括響應(yīng)在射頻放大器接收的輸入信號(hào)電平產(chǎn)生檢測(cè)器輸出信號(hào)的射頻電平檢測(cè)器工作于和射頻電平檢測(cè)器耦連的至少一個(gè)濾波器，用來(lái)調(diào)節(jié)具有包括復(fù)合的周期和非周期分量的頻譜成分的檢測(cè)器輸出信號(hào)，從而產(chǎn)生代表射頻放大器接收的輸入信號(hào)電平的有效值的濾波器輸出信號(hào)；以及放大器輸出功率值調(diào)節(jié)電路，用于響應(yīng)所述濾波器輸出信號(hào)，以無(wú)條件穩(wěn)定前饋方式調(diào)節(jié)射頻放大器的功率增益，使得當(dāng)由射頻電平檢測(cè)器檢測(cè)的接收的輸入信號(hào)電平基本上達(dá)到或超過(guò)預(yù)定信號(hào)過(guò)載電平時(shí)，所述輸出功率值基本保持恒定。
2.如權(quán)利要求1所述的選擇呼叫接收機(jī)，其中的射頻電平檢測(cè)器包括具有兩個(gè)半個(gè)差動(dòng)部分的單端輸入的差動(dòng)輸出放大器，所述射頻電平檢測(cè)器工作于當(dāng)在射頻放大器接收的輸入信號(hào)電平低于預(yù)定信號(hào)過(guò)載電平時(shí)在第一狀態(tài)下操作，使得兩個(gè)半個(gè)差動(dòng)部分沿第一非對(duì)稱(chēng)方向偏置，從而不對(duì)輸出功率值進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得輸出功率值基本上跟隨接收的輸入信號(hào)電平；以及當(dāng)在射頻放大器接收的輸入信號(hào)電平基本上達(dá)到或超過(guò)預(yù)定信號(hào)過(guò)載電平時(shí)在第二狀態(tài)下操作，使得兩個(gè)半個(gè)差動(dòng)部分沿第二非對(duì)稱(chēng)方向偏置，產(chǎn)生差動(dòng)輸出信號(hào)，用于進(jìn)行射頻放大器的功率增益的調(diào)節(jié)，從而維持基本恒定的射頻放大器輸出功率值。
3.如權(quán)利要求1所述的選擇呼叫接收機(jī)，其中放大器輸出功率值調(diào)節(jié)電路還響應(yīng)接收的在信道上的信號(hào)的相對(duì)強(qiáng)度指示，放大器輸出功率值調(diào)節(jié)電路進(jìn)行操作，用來(lái)調(diào)節(jié)射頻放大器的功率增益，使得當(dāng)接收的在信道上的信號(hào)基本上達(dá)到或超過(guò)預(yù)定信號(hào)過(guò)載電平時(shí)使輸出功率值基本保持恒定。
4.如權(quán)利要求1所述的選擇呼叫接收機(jī)，其中所述的至少一個(gè)濾波器包括低通濾器。
5.如權(quán)利要求1所述的的選擇呼叫接收機(jī)，其中所述的射頻放大器，射頻電平控制器，至少一個(gè)濾波器和放大器輸出功率值調(diào)節(jié)電路被制造在集成電路中。
6.如權(quán)利要求5所述的選擇呼叫接收機(jī)，其中所述集成電路當(dāng)由基本上為1伏的直流電源電壓供電時(shí)便能充分地工作。
7.一種選擇呼叫接收機(jī)，包括具有射頻放大器的接收部分，所述射頻放大器的輸出功率值是可控的，所述接收部分進(jìn)行操作用來(lái)提供接收信號(hào)，所述接收機(jī)包括射頻電平檢測(cè)器，用來(lái)響應(yīng)在射頻放大器接收的輸入信號(hào)電平產(chǎn)生檢測(cè)器輸出信號(hào)；和射頻電平檢測(cè)器相連的至少一個(gè)濾波器，所述至少一個(gè)濾波器進(jìn)行操作用來(lái)調(diào)整具有包括復(fù)合的周期和非周期分量的頻譜成分的檢測(cè)器輸出信號(hào)，使得產(chǎn)生代表在射頻放大器接收的輸入信號(hào)電平的有效值的濾波器輸出信號(hào)；以及放大器輸出功率值調(diào)節(jié)電路，它響應(yīng)所述濾波器輸出信號(hào)進(jìn)行操作從而以無(wú)條件穩(wěn)定前饋方式調(diào)節(jié)射頻放大器的功率增益，使得當(dāng)由射頻電平檢測(cè)器檢測(cè)的在射頻放大器接收的輸入信號(hào)電平基本達(dá)到或超過(guò)預(yù)定信號(hào)過(guò)載電平時(shí)，所述輸出功率值基本上保持恒定；解調(diào)器，用于恢復(fù)接收的信號(hào)并提供信息信號(hào)；譯碼器，用來(lái)使含在信息信號(hào)內(nèi)的恢復(fù)的地址和與選擇呼叫接收機(jī)相應(yīng)的預(yù)定地址相關(guān)聯(lián)，并響應(yīng)所述接收的和預(yù)定的地址之間的相關(guān)性，產(chǎn)生代表所述選擇呼叫接收機(jī)的選擇的檢測(cè)信號(hào)；以及支持電路，用來(lái)響應(yīng)代表選擇呼叫接收機(jī)的選擇的檢測(cè)信號(hào)，處理從信息信號(hào)恢復(fù)的信息，以便顯示。
8.如權(quán)利要求7所述的選擇呼叫接收機(jī)，其中的射頻電平檢測(cè)器包括具有兩個(gè)半個(gè)差動(dòng)部分的單端輸入的差動(dòng)輸出放大器，所述附頻電平檢測(cè)器工作于當(dāng)在射頻放大器接收的輸入信號(hào)電平低于預(yù)定信號(hào)過(guò)載電平時(shí)在第一狀態(tài)下操作，使得兩個(gè)半個(gè)差動(dòng)部分沿第一非對(duì)稱(chēng)方向偏置，從而不對(duì)輸出功率值進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得輸出功率值基本上跟隨接收的輸入信號(hào)電平；以及當(dāng)在射頻放大器接收的輸入信號(hào)電平達(dá)到或超過(guò)預(yù)定信號(hào)過(guò)載電平時(shí)在第二狀態(tài)下操作，使得兩個(gè)半個(gè)差動(dòng)部分沿第二非對(duì)稱(chēng)方向偏置，產(chǎn)生差動(dòng)輸出信號(hào)，用于進(jìn)行射頻放大器的功率增益的調(diào)節(jié)，從而維持恒定的射頻放大器輸出功率值。
9.如權(quán)利要求7所術(shù)這的選擇呼叫接收機(jī)，其中所述至少一個(gè)濾波器包括低通濾波器。
10.如權(quán)利要求7所述的選擇呼叫接收機(jī)，其中所述射頻放大器，射頻電平檢測(cè)器，至少一個(gè)濾波器，以及放大器輸出功率調(diào)節(jié)電路被制造在一個(gè)集成電路內(nèi)。
11.如權(quán)利要求10所述的選擇呼叫接收機(jī)，其中所述的集成電路當(dāng)由1伏的直流電壓供電時(shí)能夠完全工作。
12.一種具有可控制的輸出功率值的射頻放大器，包括射頻電平檢測(cè)器，用于響應(yīng)在射頻放大器接收的輸入信號(hào)電平產(chǎn)生檢測(cè)器輸出信號(hào)；和射頻電平檢測(cè)器相連的至少一個(gè)濾波器，所述至少一個(gè)濾波器進(jìn)行操作用來(lái)調(diào)整具有包括復(fù)合的周期和非周期分量的頻譜成分的檢測(cè)器輸出信號(hào)，使得產(chǎn)生代表在射頻放大器接收的輸入信號(hào)電平的有效值的濾波器輸出信號(hào)；以及放大器輸出功率值調(diào)節(jié)電路，它響應(yīng)所述濾波器輸出信號(hào)進(jìn)行操作，從而以無(wú)條件穩(wěn)定前饋方式調(diào)節(jié)射頻放大器的功率增益，使得當(dāng)由射頻電平檢測(cè)器檢測(cè)的接收輸入信號(hào)電平達(dá)到或超過(guò)預(yù)定的信號(hào)過(guò)載電平時(shí)，所述輸出功率值保持恒定。
13.如權(quán)利要求12所述的射頻放大器，其中射頻電平檢測(cè)器包括具有兩個(gè)半個(gè)差動(dòng)部分的單端輸入的差動(dòng)輸出放大器，所述射頻電平檢測(cè)器當(dāng)在射頻放大器接收的輸入信號(hào)電平低于預(yù)定信號(hào)過(guò)載電平時(shí)在第一狀態(tài)下操作，使得兩個(gè)半個(gè)差動(dòng)部分沿第一非對(duì)稱(chēng)方向偏置，從而不對(duì)輸出功率值進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得輸出功率值跟隨接收的輸入信號(hào)電平；以及當(dāng)在射頻放大器接收的輸入信號(hào)電平達(dá)到或超過(guò)預(yù)定信號(hào)過(guò)載電平時(shí)在第二狀態(tài)下操作，使得兩個(gè)半個(gè)差動(dòng)部分沿第二非對(duì)稱(chēng)方向偏置，產(chǎn)生差動(dòng)輸出信號(hào)，用于進(jìn)行射頻放大器的功率增益的調(diào)節(jié)，從而維持恒定的射頻放大器輸出功率值。
14.如權(quán)利要求12所述的射頻放大器，其中放大器輸出功率值調(diào)節(jié)電路還響應(yīng)接收的在信道上的信號(hào)的相對(duì)強(qiáng)度指示，放大器輸出功率值調(diào)節(jié)電路進(jìn)行操作，用來(lái)調(diào)節(jié)射頻放大器的功率增益，使得當(dāng)接收的在信道上的信號(hào)達(dá)到或超過(guò)預(yù)定信號(hào)過(guò)載電平時(shí)，使輸出功率值維持恒定。
15.如權(quán)利要求12所述的射射放大器，其中所述的至少一個(gè)濾波器包括低通濾波器。
16.如權(quán)利要求12所述的射頻放大器，其中所述的射頻放大器，射頻電平檢測(cè)器，至少一個(gè)濾波器，以及放大器輸出功率值調(diào)節(jié)電路被制造在一個(gè)集成電路內(nèi)。
17.如權(quán)利要求16所述的射頻放大器，其中所述集成電路當(dāng)由1伏的直流電源電壓供電時(shí)能夠充分地工作。
18.如權(quán)利要求16所述的射頻放大器，其中所述的集成電路用作所述選擇呼叫接收機(jī)的接收部分。
全文摘要
一種選擇呼叫接收機(jī)(100)，包括具有可控的輸出功率值的射頻放大器(202)。射頻電平檢測(cè)器(500)響應(yīng)在射頻放大器(202)接收的輸入信號(hào)電平產(chǎn)生檢測(cè)的輸出信號(hào)。檢測(cè)器輸出信號(hào)被濾波器(401，402)調(diào)節(jié)，產(chǎn)生代表在射頻放大器(202)接收的輸入信號(hào)電平的有效值的控制信號(hào)。然后把控制信號(hào)連接于放大器輸出功率調(diào)節(jié)電路(403)，用于以無(wú)條件穩(wěn)定前饋方式調(diào)節(jié)射頻放大器(202)的功率增益，使得當(dāng)由射頻電平檢測(cè)器檢測(cè)的輸入信號(hào)電平達(dá)到或超過(guò)預(yù)定信號(hào)過(guò)載電平時(shí)，輸出功率值維持恒定。
文檔編號(hào)H04B1/10GK1162375SQ95196024
公開(kāi)日1997年10月15日 申請(qǐng)日期1995年11月3日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月4日
發(fā)明者瓦特·格蘭德菲爾德, 萬(wàn)斯·H·彼得森 申請(qǐng)人:摩托羅拉公司