專利名稱：接收電路的制作方法
發(fā)明
背景技術(shù)：
領(lǐng)域本發(fā)明涉及接收電路，更具體而言，涉及用于無線通信裝置中的接收電路。
背景技術(shù)：
下面，將參照附圖描述用于傳統(tǒng)無線通信裝置中的接收電路。傳統(tǒng)無線通信裝置包括例如移動(dòng)電話和PHS。此處，圖8的方塊圖顯示出傳統(tǒng)無線通信裝置的接收電路的結(jié)構(gòu)。
如圖8所示的無線通信裝置的接收電路包括天線111，放大器113，帶限濾波器114，頻率轉(zhuǎn)換電路115，本機(jī)振蕩器116，帶限濾波器117，頻率轉(zhuǎn)換電路118，和本機(jī)振蕩器119。以下將簡要描述有關(guān)上述無線通信裝置的接收電路的操作。
首先，由天線111接收高頻信號。所接收的高頻信號經(jīng)放大器113放大后，放大的高頻信號通過帶限濾波器114，并被輸入到頻率轉(zhuǎn)換電路115，帶限濾波器114設(shè)計(jì)為僅通過所需的信號頻帶。接下來，通過頻率轉(zhuǎn)換電路115，將高頻信號與自本機(jī)振蕩器116輸出的第一本機(jī)振蕩信號混合。從而，將高頻信號轉(zhuǎn)換成第一中頻信號。然后，第一中頻信號通過帶限濾波器117之后，被輸入到頻率轉(zhuǎn)換電路118。通過頻率轉(zhuǎn)換電路118，將第一中頻信號與自本機(jī)振蕩器119輸出的第二本機(jī)振蕩信號混合。從而，將第一中頻信號轉(zhuǎn)換成第二中頻信號。然后，通過連接到后級的電路對第二中頻信號進(jìn)行多種處理。通過上述處理，將高頻信號轉(zhuǎn)換成第二中頻信號。
當(dāng)用戶攜帶上述無線通信裝置行走且接近基站時(shí)，無線通信裝置接收到高電場強(qiáng)度的高頻信號。在此情形，接收的高頻信號的信號電平大大超出了頻率轉(zhuǎn)換電路115的輸出動(dòng)態(tài)范圍。從而，頻率轉(zhuǎn)換電路115操作在飽和區(qū)中，因此損害了無線通信裝置的接收電路的接收特性。
為解決上述問題，存在有如圖9所示的無線通信裝置的接收電路。該無線通信裝置的接收電路在天線111和放大器113之間額外包括一個(gè)可變衰減器112。依據(jù)接收信號的信號電平執(zhí)行反饋控制，以控制可變衰減器112中的衰減量。從而有可能防止信號電平大大超出頻率轉(zhuǎn)換電路115動(dòng)態(tài)范圍的信號輸入到頻率轉(zhuǎn)換電路115。下面，將參照圖9描述上述無線通信裝置的接收電路。
該無線通信裝置的接收電路包括天線111，可變衰減器112，放大器113，帶限濾波器114，頻率轉(zhuǎn)換電路115，本機(jī)振蕩器116，帶限濾波器117，頻率轉(zhuǎn)換電路118，本機(jī)振蕩器119和增益控制部件121。以下將簡要描述此無線通信裝置的接收電路的操作。
首先，由天線111，放大器113，帶限濾波器114，頻率轉(zhuǎn)換電路115，本機(jī)振蕩器116，帶限濾波器117，頻率轉(zhuǎn)換電路118，和本機(jī)振蕩器119所執(zhí)行的操作與它們在如圖8所示的接收電路中相對應(yīng)部件的操作相同，在此省略其描述。
將自頻率轉(zhuǎn)換電路118輸出的第二中頻信號輸入到增益控制部件121。增益控制部件121對第二中頻信號進(jìn)行整流以獲得直流電流。這里，可變衰減器112通過使用所獲得的直流電流作為增益控制信號來控制衰減量。具體而言，可變衰減器112根據(jù)增益控制信號的電平增大或減小衰減量。因此，接收電路能夠改變接收信號的電平。
因此，在輸入具有高電場強(qiáng)度的接收信號的情況下，或在輸入了在帶限濾波器117頻帶內(nèi)的干擾信號，且?guī)逓V波器117的頻帶比帶限濾波器114的頻帶更窄的情況下，由于可變衰減器112的控制，增大了第二中頻信號的信號電平，從而增大了直流電壓(增益控制信號)。因此，增大了可變衰減器112中的衰減量，確保了頻率轉(zhuǎn)換電路115的動(dòng)態(tài)范圍，從而防止頻率轉(zhuǎn)換電路115操作在飽和區(qū)中(例如，參見日本公開專利申請No.H10-126301)。
注意，除上述發(fā)明外，還存在如在日本未決專利申請公開號No.H10-93367或日本未決專利申請公開號No.H5-335857中所批露的無線通信裝置的接收電路。
然而，如圖9所示的接收電路存在以下問題。增益控制部件121檢測自頻率轉(zhuǎn)換電路118輸出的輸出信號的電平，并執(zhí)行AGC(自動(dòng)增益控制)。這樣，在接收了處在帶限濾波器117頻帶之外的高信號電平的干擾信號的情況下，增益控制部件121不執(zhí)行AGC操作，以下將參照附圖對此進(jìn)行詳細(xì)描述。圖10顯示出包含有干擾信號的高頻信號的示意圖。其中，橫軸表示頻率，縱軸表示信號電平。
通常，放大器113和頻率轉(zhuǎn)換電路115需要處理多個(gè)具有各自頻帶的信號。具體而言，帶限濾波器114允許如圖10所示具有各自頻帶f1至f3的信號通過其中。
另一方面，帶限濾波器117僅抽取所需的接收頻帶。具體來說，在輸入如圖10所示信號的情況下，帶限濾波器117僅使所需的信號(頻率f2)通過。從而，在接收電路接收到如圖10所示包含有干擾信號(頻率f3)的高頻信號，且干擾信號的信號電平高于所需信號的情況下，僅將所需的信號(頻率f2)輸出到增益控制部件121。在此情形，應(yīng)基于具有最高信號電平的干擾信號(頻率f3)的信號電平執(zhí)行增益控制。然而，增益控制是基于所需信號(頻率f2)的強(qiáng)度執(zhí)行的，而所需信號的信號電平比干擾信號(頻率f3)的信號電平低。從而，會(huì)將包含有未被足夠衰減的干擾信號(頻率f3)的高頻信號輸入到頻率轉(zhuǎn)換電路115，從而由于頻率轉(zhuǎn)換電路115操作在飽和區(qū)，而損害了接收機(jī)的接收性能。
除上述問題外，如圖9所示的接收電路還難以降低功率消耗，下面將對此進(jìn)行描述。
例如，在無線通信裝置處在基站附近的情況下，所需信號的電場強(qiáng)度變得相對較高。在此情形，已通過衰減器112，放大器113，和頻率轉(zhuǎn)換電路115的接收信號的電平不會(huì)發(fā)生改變。
然而，在如圖9所示的接收電路中，即使所需信號的電場強(qiáng)度很高，放大器113也將以預(yù)定常數(shù)增益和電流值將接收信號放大。從而，在如圖9所示的接收電路中，即使因足夠高的電場強(qiáng)度而沒有必要執(zhí)行放大處理，放大器113也會(huì)使用常數(shù)增益和電流執(zhí)行放大，這導(dǎo)致在接收電路中不必要的功率消耗。
而且，除上述兩個(gè)問題外，在如圖9所示的接收電路中，由于在天線111和放大器113之間插入了可變衰減器112，使接收電路的接收靈敏度降低。
如圖9所示，在傳統(tǒng)接收電路中，可變衰減器112處在天線111和放大器113之間。在此情形，由于部件本身的插入損耗以及部件插入信號傳輸線中所引起的損耗，因此在可變衰減器112中存在高達(dá)約0.5dB的信號損耗。這樣的信號損耗將導(dǎo)致低SNR(信噪比)。具體而言，通過使用在放大器113之后的電路，很難補(bǔ)償在放大器113之前的電路中所導(dǎo)致的低SNR。下面將詳細(xì)描述這種問題。以下作為一個(gè)示例描述級聯(lián)設(shè)置的多個(gè)電路的總NF(噪聲系數(shù))(此后記為NFtotal)。NF表示輸入信號SNR與輸出信號SNR的比率。具體而言，NF用下式表示NF＝(Sin/Nin)/(Sout/Nout)在上述情況下，NFtotal由下式給出NFtotal＝NF1+(NF2-1)/G1+(NF3-1)/(G1*G2)+...。注意，NF1表示第一級電路的NF，G1表示第一級電路的增益。而且，NF2表示第二級電路的NF，G2表示第二級電路的增益。此外，NF3表示第三級電路的NF，G2表示第三級電路的增益。
此處，假設(shè)在放大器前一級中未出現(xiàn)損耗的電路的總NF為NFtotal1，建立以下方程。
NFtotal1＝NF1+(NF2-1)/G1+(NF3-1)/(G1*G2)+...
另一方面，假設(shè)在放大器前一級中出現(xiàn)損耗的電路的總NF為NFtotal2，建立以下方程。注意，NF0表示放大器前一級電路的NF，G0表示放大器前一級電路的增益。
NFtotal2＝NF0+(NF1-1)/G0+(NF2-1)/(G0*G1)+(NF3-1)/(G0*G1*G2)+...
此處，假設(shè)在放大器前一級中的損耗為0.5dB。在此情形，NF0＝0.5dB，且G0＝-0.5dB。這樣，在放大器前一電路中出現(xiàn)損耗的電路中，由于G0等于或小于1，不僅添加NF0，而且還使項(xiàng)NF1遞增，這導(dǎo)致較低的NFtotal2。即使為避免NFtotal2降低而提高隨后電路中的NF，由于提高的NF與1/(G0*G1)相乘，整個(gè)電路NFtotal2的提高效果也被大大降低。
因此，在放大器113前一級中的損耗導(dǎo)致低SNR，且在放大器113后級中也難以補(bǔ)償這樣的低SNR。由此，使無線通信裝置的接收靈敏度大大降低。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供其中頻率轉(zhuǎn)換電路不操作在飽和區(qū)中的無線通信裝置的接收電路。
本發(fā)明的另一目的是提供能夠降低功率消耗的無線通信裝置的接收電路。
本發(fā)明的又一目的是提供能夠避免在放大器前級中的接收信號中出現(xiàn)損耗的無線通信裝置的接收電路。
為獲得上述目的，本發(fā)明具有以下特性。
在根據(jù)本發(fā)明的接收電路中，天線接收預(yù)定頻帶的高頻信號，電平改變部件改變由天線接收的該高頻信號的信號電平，后級電路對在該電平改變部件處改變了信號電平的該高頻信號執(zhí)行預(yù)定信號處理，檢測部件檢測經(jīng)該后級電路執(zhí)行信號處理的該高頻信號的信號電平，以及控制部件基于由該檢測部件檢測的該高頻信號的信號電平，設(shè)置該高頻信號的改變率，從而使由該檢測部件檢測的該高頻信號的信號電平不會(huì)超過一預(yù)定值。
優(yōu)選是，電平改變部件為放大器，且當(dāng)由該檢測部件檢測的該高頻信號的信號電平大于一預(yù)定的閾值時(shí)，該控制部件將該電平改變部件的增益設(shè)置成比一預(yù)定值小的增益，并且當(dāng)由該檢測部件檢測的該高頻信號的信號電平小于該閾值時(shí)，該控制部件將該電平改變部件的增益設(shè)置成該預(yù)定值。
當(dāng)由該檢測部件檢測的該高頻信號的信號電平大于一預(yù)定的閾值時(shí)，該控制部件產(chǎn)生比一預(yù)定電平小的控制信號，并且當(dāng)由該檢測部件檢測的該高頻信號的信號電平小于該閾值時(shí)，該控制部件產(chǎn)生具有該預(yù)定電平的控制信號。放大器包括發(fā)射極接地的放大晶體管；用于向該放大晶體管基極施加偏壓的偏置電路；與該放大晶體管級聯(lián)連接的控制晶體管；和與該控制晶體管的集電極連接的輸出電路。該放大晶體管將輸入到被施加了偏壓的基極的該高頻信號放大。該控制晶體管控制該放大晶體管的增益，從而變?yōu)榛谠摽刂菩盘柕脑鲆?，其中該控制信號在該控制部件處產(chǎn)生并輸入到基極。該輸出電路輸出來自該控制晶體管的集電極的經(jīng)放大的該高頻信號。
而且，該檢測部件包括電平檢測晶體管，自后級電路輸出的高頻信號被輸入到該晶體管的發(fā)射極；偏置電路，用于向該電平檢測晶體管的基極施加預(yù)定偏壓；和輸出電路，用于將從該電平檢測晶體管的集電極輸出的高頻信號轉(zhuǎn)換成直流電流。該電平檢測晶體管從該集電極將輸入到該發(fā)射極的高頻信號輸出，且該高頻信號的信號電平高于預(yù)定的偏壓所確定的閾值。當(dāng)自該輸出電路輸出的直流電流大于預(yù)定值時(shí)，該控制部件產(chǎn)生小于預(yù)定電平的控制信號，并且當(dāng)自該輸出電路輸出的直流電流小于閾值時(shí)，該控制部件產(chǎn)生具有該預(yù)定電平的控制信號。
此外，接收電路還可包括頻率轉(zhuǎn)換電路，用于將從后級電路輸出的高頻信號的頻率轉(zhuǎn)換成比該高頻信號頻率低的頻率；和偏置電路，與該頻率轉(zhuǎn)換電路的輸入部件相連。該檢測部件檢測該偏置電路的消耗電流。
優(yōu)選是，該后級電路為用于從該電平改變部件輸出的該高頻信號之中，僅將該預(yù)定頻帶內(nèi)的信號輸出到該檢測部件的帶限濾波器。
優(yōu)選是，該帶限濾波器具有不允許將來自無線通信裝置中發(fā)送電路輸出的發(fā)送信號輸出到檢測部件的頻率特性。
因此，基于根據(jù)本發(fā)明的接收電路，控制部件控制電平改變部件的改變率，從而使高頻信號的信號電平不超過預(yù)定值。這樣，有可能防止將信號電平比與接收電路后級相連的電路的動(dòng)態(tài)范圍更大的信號輸入到電路中。從而，有可能提高應(yīng)用了該接收電路的無線通信裝置的接收性能。
此外，電平改變部件為放大器。而且，當(dāng)由檢測部件檢測的高頻信號的信號電平比預(yù)定閾值高時(shí)，控制部件將電平改變部件的增益設(shè)置成比預(yù)定值小的增益，而當(dāng)由檢測部件檢測的高頻信號的信號電平比預(yù)定的閾值低時(shí)，控制部件將電平改變部件的增益設(shè)置成預(yù)定值。這樣，當(dāng)輸入具有高信號電平的高頻信號時(shí)，放大器操作在更低的增益。從而，有可能防止將信號電平大于與接收電路后級相連的電路的動(dòng)態(tài)范圍的信號輸入到后級電路。
此外，放大器包括放大晶體管和控制晶體管，且控制晶體管控制放大晶體管的增益和電流。這樣，控制晶體管用于控制放大晶體管的增益和電流，從而即使輸入具有更高信號電平的高頻信號，也有可能控制放大晶體管的增益。而且，由于能夠降低流入放大晶體管的電流值，有可能降低接收電路整體的功率消耗。
此外，將電平檢測晶體管設(shè)置成在不執(zhí)行AGC操作時(shí)不會(huì)進(jìn)行操作，從而有可能防止接收電路的接收特性受損。
此外，電路和元件不直接與信號傳輸線相連，從而有可能防止在不執(zhí)行AGC操作時(shí)使接收特性受損。
此外，將預(yù)定頻帶內(nèi)的信號輸出到檢測部件，從而將預(yù)定頻帶內(nèi)所包含的干擾信號以及所需的信號輸出到檢測部件。因此，在干擾信號的信號電平大于所需信號的信號電平的情況下，檢測部件對包括干擾信號的信號電平的高頻信號的信號電平進(jìn)行檢測。這樣，控制部件基于上述高頻信號的信號電平控制電平改變部件。也就是，即使接收到具有非常高的信號電平的干擾信號，也有可能防止所接收的高頻信號的信號電平超過接收電路的動(dòng)態(tài)范圍。
此外，帶限濾波器具有不允許將來自無線通信裝置中發(fā)送電路輸出的發(fā)送信號輸出到檢測部件的頻率特性。因此，有可能防止對于從發(fā)送電路泄漏到接收電路的發(fā)送信號執(zhí)行AGC操作。
結(jié)合附圖，根據(jù)后面對本發(fā)明的詳細(xì)描述，會(huì)更易于理解本發(fā)明的這些及其他目標(biāo)，特性，方面和優(yōu)點(diǎn)。


圖1為顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的接收電路的結(jié)構(gòu)的方塊圖；圖2為顯示電平檢測電路的示例性結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3A為顯示輸入到阻抗元件63的信號波形的示意圖；圖3B為顯示偏置電路61的輸出電壓Va、當(dāng)輸入信號的幅度超過頻率轉(zhuǎn)換電路15的動(dòng)態(tài)范圍時(shí)輸入到發(fā)射極的輸入信號的電平以及當(dāng)晶體管64導(dǎo)通時(shí)的基極-發(fā)射極電壓Vbe之間的關(guān)系的示意圖；圖4為顯示一個(gè)放大器的示例性結(jié)構(gòu)的示意圖；圖5為顯示輸入到放大器的輸入信號的信號電平以及放大后的信號的電流值的示意圖；圖6為顯示電平檢測電路的另一示例性結(jié)構(gòu)的示意圖；圖7為顯示晶體管78的基極電壓的波形和流過偏置電路71的電流的波形的示意圖；圖8為顯示一種傳統(tǒng)接收電路的結(jié)構(gòu)的方塊圖；圖9為顯示另一傳統(tǒng)接收電路的結(jié)構(gòu)的方塊圖；以及圖10為顯示包括干擾信號的高頻信號的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面，將參照附圖，描述根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的無線通信裝置的接收電路。圖1為顯示根據(jù)本實(shí)施例的無線通信裝置的接收電路的結(jié)構(gòu)的方塊圖。
如圖1所示的接收電路包括天線11，放大器13，帶限濾波器14，頻率轉(zhuǎn)換電路15，本機(jī)振蕩器16，帶限濾波器17，電平檢測電路32，電平控制電路33，和信號處理電路41。
天線11接收自基站(未示出)發(fā)射的多個(gè)高頻信號。根據(jù)電平控制電路33的控制，放大器13將由天線11接收的高頻信號放大。從天線11所接收的高頻信號之中，帶限濾波器14僅將在無線通信裝置能夠處理的頻率范圍內(nèi)的高頻信號輸出到頻率轉(zhuǎn)換電路15和電平檢測電路32。本機(jī)振蕩器16產(chǎn)生預(yù)定頻率的信號。頻率轉(zhuǎn)換電路15使用由本機(jī)振蕩器16(所謂的超外差系統(tǒng))所產(chǎn)生的預(yù)定頻率的信號，將從帶限濾波器14輸出的高頻信號轉(zhuǎn)換成中頻信號。
從頻率轉(zhuǎn)換電路15輸出的中頻信號之中，帶限濾波器17僅將在預(yù)定頻率內(nèi)的中頻信號輸出到信號處理電路41。信號處理電路41對自帶限濾波器17輸出的中頻信號執(zhí)行多種類型的信號處理。
這里，將描述作為根據(jù)本實(shí)施例的接收電路的特征的電平檢測電路32和電平控制電路33。根據(jù)本實(shí)施例的電平檢測電路32基于來自帶限濾波器14的輸出，檢測接收信號的信號電平。在接收信號的信號電平大于預(yù)定電平的情況下，電平檢測電路32產(chǎn)生直流電流，該直流電流的大小與接收信號的信號電平相一致。電平控制電路33將輸入的直流電流轉(zhuǎn)換成具有適于放大器13的操作控制的信號電平的控制信號。具體而言，電平控制電路33產(chǎn)生控制信號，以便在最大直流電流的情況下使控制信號的信號電平變得最小，在最小直流電流的情況下使控制信號的信號電平變得最大。換言之，電平控制電路33將直流電流的最大和最小值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以產(chǎn)生控制信號。注意，在未輸出直流電流的情況下，電平控制電路33輸出具有最大信號電平的控制信號。然后，放大器13用一個(gè)取決于自電平控制電路33輸入的控制信號的信號電平的增益，將接收信號放大。
因此，在輸入了強(qiáng)度電平比預(yù)定電平小的接收信號的情況下，電平檢測電路32和電平控制電路33使放大器13以預(yù)定常數(shù)增益進(jìn)行操作。另一方面，在輸入強(qiáng)度電平比預(yù)定電平大的接收信號的情況下，電平檢測電路32和電平控制電路33使放大器13以小于預(yù)定常數(shù)增益的增益進(jìn)行操作。從而，對放大器13的操作執(zhí)行反饋控制，因此，有可能防止由電平檢測電路32所檢測的接收信號的峰值等于或大于預(yù)定的強(qiáng)度電平。因此，有可能防止將信號電平很高的接收信號輸入到頻率轉(zhuǎn)換電路15，并防止頻率轉(zhuǎn)換電路15操作在飽和區(qū)中。換言之，由飽和操作而被大大增加的交調(diào)和互調(diào)被最小化，從而防止無線通信裝置的接收性能受損。
下面，將參照附圖，描述電平檢測電路32和電平控制電路33的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。此處，圖2為顯示電平控制電路33的示例性詳細(xì)結(jié)構(gòu)的示意圖。
電平檢測電路32包括偏置電路61，輸出電路62，阻抗元件63，和晶體管64。阻抗元件63與從帶限濾波器14分支出的信號線相連。此外，晶體管64的發(fā)射極與阻抗元件63的另一端相連。而且，偏置電路61的正極與晶體管64的基極相連。另一方面，偏置電路61的負(fù)極接地。而且，晶體管64的集電極與輸出電路62相連，輸出電路62的輸出與電平控制電路33相連。
注意，當(dāng)晶體管64導(dǎo)通時(shí)，偏置電路61的電壓為Va，基極-發(fā)射極電壓為Vbe。
下面將描述上述電平控制電路33的操作。
通過帶限濾波器14的信號被分為兩個(gè)信號。一個(gè)信號輸入到頻率轉(zhuǎn)換電路15，另一個(gè)信號經(jīng)過具有特定阻抗的阻抗元件63后輸入到晶體管64的發(fā)射極。
此處，到頻率轉(zhuǎn)換電路15的輸入被箝位到內(nèi)部偏置電路所確定的一個(gè)電壓。從而，將自帶限濾波器輸出的信號(即，將要輸入到頻率轉(zhuǎn)換電路15和阻抗元件63的信號)疊加在頻率轉(zhuǎn)換電路15的內(nèi)部偏置電路的偏壓上。這樣的信號具有如圖3A中所示的波形。注意，圖3A為顯示輸入到阻抗元件63的信號的波形的示意圖。其中，縱軸表示電勢，橫軸表示時(shí)間。
此外，偏置電路61的輸出電壓Va施加給檢測晶體管64的基極?？墒褂闷秒娐?1的輸出電壓Va設(shè)置所要檢測的輸入電平。具體而言，確定偏置電路61的輸出電壓，以使其高于與所需檢測的電場強(qiáng)度相對應(yīng)的信號幅度的下限。通過電壓Vbe(導(dǎo)通晶體管64的電壓)將電場強(qiáng)度疊加在頻率轉(zhuǎn)換電路15的內(nèi)部偏置電路的輸出電壓上。因此，在幅度大于與所需檢測的電場強(qiáng)度相對應(yīng)的信號幅度(即，超出頻率轉(zhuǎn)換電路15的動(dòng)態(tài)范圍的電場強(qiáng)度)的信號輸入到晶體管64的情況下，晶體管64導(dǎo)通，且集電極電流流過輸出電路，這將利用附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。圖3B為顯示偏置電路61的輸出電壓Va、當(dāng)輸入信號的幅度超過頻率轉(zhuǎn)換電路15的動(dòng)態(tài)范圍時(shí)輸入到發(fā)射極的輸入信號的電平以及當(dāng)晶體管64導(dǎo)通時(shí)基極-發(fā)射極電壓Vbe之間的關(guān)系。注意，縱軸表示電勢，橫軸表示時(shí)間。
首先，設(shè)置偏置電路61的輸出電壓Va，以使處在輸入信號的幅度底部的電勢(其電場強(qiáng)度剛好超過頻率轉(zhuǎn)換電路15的動(dòng)態(tài)范圍)與Va-Vbe相符。在此情形，為導(dǎo)通晶體管64，基極-發(fā)射極電壓應(yīng)為Vbe。也就是，發(fā)射極的電勢應(yīng)等于或小于Va-Vbe。
此處，在輸入信號的幅度小于如圖3B所示信號的幅度的情況下，晶體管64的發(fā)射極的電勢不會(huì)變得比Va-Vbe低。從而，不會(huì)導(dǎo)通晶體管64，并且不會(huì)有集電極電流流動(dòng)。
在另一方面，在輸入信號的幅度大于剛好超過頻率轉(zhuǎn)換電路15的動(dòng)態(tài)范圍的幅度的情況下，晶體管64的發(fā)射極電勢不會(huì)變得比Va-Vbe低。也就是，基極-發(fā)射極電壓變得比Vbe大，而且使晶體管64導(dǎo)通。從而，在如圖3B所示的表示為陰影區(qū)域的時(shí)期期間，大小取決于信號幅度的集電極電流流過輸出電路62。
輸出電路62將集電極電流整流成與集電極電流的大小相對應(yīng)的直流電流，并將該直流電流輸出到電平控制電路33。接下來，電平控制電路33將輸入的直流電流轉(zhuǎn)換成具有適于放大器13的操作控制的直流電流值的控制信號。具體而言，電平控制電路33產(chǎn)生控制信號，從而在最大直流電流的情況下，控制信號的信號電平變得最小，在最小直流電流的情況下，控制信號的信號電平變得最大。然后，將控制信號輸入到放大器13。
下面，將參照附圖，描述所要控制的放大器13的具體電路。圖4為顯示放大器13的具體電路結(jié)構(gòu)的示意圖接收信號被輸入到晶體管56的基極。注意，晶體管56的基極通過具有特定阻抗的阻抗元件52與用于驅(qū)動(dòng)晶體管56的偏置電路51相連。通過具有特定阻抗的阻抗元件53，將放大晶體管56的發(fā)射極接地。晶體管56的集電極與晶體管57的發(fā)射極共用公共連接。也就是，將晶體管56和晶體管57以所謂的級聯(lián)連接彼此相接。此外，通過輸出電路54，將從晶體管57的集電極輸出的信號輸出到帶限濾波器14。注意，輸出電路54例如由一個(gè)線圈或一個(gè)電阻來實(shí)現(xiàn)。自電平控制電路33輸出的控制信號輸入到晶體管57的基極。而且，輸出電路54連接有恒壓電源。
在上述放大器13中，電流從恒壓電源流向處在晶體管56的發(fā)射極之下的地。然后，晶體管56將輸入到基極的輸入信號放大，且晶體管57根據(jù)來自電平控制電路33的控制信號的電平，對晶體管56的增益進(jìn)行控制。從而，從輸出電路54輸出經(jīng)放大的輸入信號的信號電平。下面將描述放大器13的具體操作。首先，將描述標(biāo)準(zhǔn)操作。此處，“標(biāo)準(zhǔn)操作”是指在由天線11所接收的信號的強(qiáng)度不超過頻率轉(zhuǎn)換電路15的動(dòng)態(tài)范圍的情況下，放大器13所執(zhí)行的操作。
首先，將來自電平控制電路33的輸出電壓(晶體管57的基極電壓)設(shè)置為適當(dāng)?shù)闹?，以使晶體管56，晶體管57，和輸出電路54不會(huì)操作在飽和區(qū)中。接收信號由晶體管56放大，并被輸入到晶體管57的發(fā)射極。然后，將從晶體管57的集電極輸出的信號通過輸出電路62后，輸出到帶限濾波器14。也就是，放大器13將從天線11輸出的信號以預(yù)定的增益放大，并將該放大的信號輸出到帶限濾波器14。
下面，將描述在由天線11所接收的信號的電平超過頻率轉(zhuǎn)換電路15的動(dòng)態(tài)范圍的情況下，放大器13所執(zhí)行的操作。
首先，在由天線11接收到的信號的信號電平超過頻率轉(zhuǎn)換電路15動(dòng)態(tài)范圍的情況下，從電平控制電路33輸出的控制信號的電勢變得比標(biāo)準(zhǔn)操作時(shí)更低。當(dāng)降低從電平控制電路33輸出的控制信號的電勢時(shí)，會(huì)降低晶體管56的集電極的電勢，且放大晶體管56開始操作在飽和區(qū)中。當(dāng)啟動(dòng)飽和操作時(shí)，電流放大因子(hFE＝Ic/Ib)會(huì)減小，使自晶體管56的集電極輸出的信號電平降低，從而降低增益。而且，晶體管56的基極電流因飽和操作而增大，這會(huì)在阻抗元件53中產(chǎn)生較大的電壓降，并使基極電勢降低。從而，減小流過發(fā)射極的電流。也就是，流過晶體管56的電流與增益同時(shí)被減小。因此，基于根據(jù)本實(shí)施例的放大器13，有可能通過控制晶體管57的基極電勢來控制晶體管56的增益和電流。
注意，在電平大于閾值的接收信號輸入到放大器13的情況下，為同時(shí)降低增益和電流，可使用用于降低偏置電路51的輸出電壓的電路來代替如圖4所示的電路。不過，這樣的電路具有使可降低增益和電流的接收信號的電平的上限受到限制的缺點(diǎn)，對此將參照圖5進(jìn)行詳細(xì)描述。
如上所述，在電平大于閾值的接收信號輸入到放大器13的情況下，通過降低偏置電路51的輸出電壓來降低晶體管56的增益。在通過這樣的方法降低偏置電路51的輸出電壓的情況下，偏置電路51的輸出電壓為0V。在此情形，如圖5所示，在超過電壓VQ1(放大晶體管56以此電壓進(jìn)行操作)的信號輸入到晶體管56的基極的情況下，在輸入超過電壓VQ1的信號期間，放大晶體管56進(jìn)行操作，并向后級電路輸出經(jīng)放大的信號。如果輸入信號的電平進(jìn)一步增加，則不可能執(zhí)行增益控制，從而當(dāng)輸出對應(yīng)于增大的信號電平的信號時(shí)會(huì)消耗電流。
如上所述，基于根據(jù)本實(shí)施例的接收電路，根據(jù)來自帶限濾波器14的輸出，對放大器13執(zhí)行反饋控制。自帶限濾波器14輸出的信號包括干擾信號以及所需的信號。這樣，在輸入其信號電平大于所需信號的干擾信號的情況下，接收電路能夠檢測其中干擾信號電平與所需信號電平相組合的信號電平，并基于所檢測的信號電平執(zhí)行AGC。從而，與傳統(tǒng)接收電路不同，在輸入了比所需信號還強(qiáng)的干擾信號的情況下，不存在由于不能檢測干擾信號的信號電平而不執(zhí)行AGC的問題。也就是，有可能防止比動(dòng)態(tài)范圍更高的信號輸入到頻率轉(zhuǎn)換電路15。從而，有可能提高接收電路的接收性能。
此外，基于根據(jù)本實(shí)施例的接收電路，有可能使接收電路的功率消耗最小化。在傳統(tǒng)接收電路中，即使接收到信號電平非常高的信號，放大器13也能以常數(shù)增益和電流將接收信號放大。另一方面，基于根據(jù)本實(shí)施例的接收電路，在接收到信號電平非常高的信號的情況下，通過降低增益和電流，放大器13將所接收信號放大以具有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度。也就是，基于根據(jù)本實(shí)施例的接收電路，有可能減小流過放大器13的電流值，從而使接收電路的功率消耗最小化。
此外，基于根據(jù)本實(shí)施例的接收電路，在天線11和放大器13之間不設(shè)置可變衰減器，從而避免因可變衰減器的存在所導(dǎo)致的損耗。
此外，基于根據(jù)本實(shí)施例的接收電路，由于檢測晶體管64在弱電場區(qū)中截止，有可能使對高頻特性(尤其是限定接收靈敏度的噪聲特性)的影響最小化。
注意，基于根據(jù)本實(shí)施例的接收電路，假設(shè)控制信號對放大器13的增益進(jìn)行控制，但本發(fā)明并不限于此?？刂菩盘栆部梢赃x擇控制另外提供在放大器13和天線11之間的可變衰減器的衰減量。不過，在此情形，不可能解決在控制可變衰減器的衰減量的情況下出現(xiàn)的可變衰減器的插入損耗問題。
注意，在本實(shí)施例中，假設(shè)電平檢測電路32具有如圖2所示的結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明并不限于此。下面，將參照附圖描述電平檢測電路32的另一示例性結(jié)構(gòu)。此處，圖6為顯示電平檢測電路32的另一示例性結(jié)構(gòu)的示意圖。
電平檢測電路32包括，組成差分放大器的一對晶體管78和79，發(fā)射極與晶體管78的集電極共用公共連接的一對晶體管83和84，具有特定阻抗的阻抗元件73，且阻抗元件73與晶體管78的發(fā)射極相連，具有特定阻抗的阻抗元件74，且阻抗元件74與晶體管79的發(fā)射極相連，與晶體管81和83的集電極共用公共連接的輸出電路76，與晶體管82和84的集電極共用公共連接的輸出電路77，具有特定阻抗的阻抗元件75，且阻抗元件75與各具有特定阻抗的阻抗元件73和74共用公共連接，具有特定阻抗的阻抗元件72，且阻抗元件72與晶體管78的基極相連，與具有特定阻抗的阻抗元件72以及晶體管79的基極共用公共連接的偏置電路71，和與偏置電路71相連的電平檢測電路85。
此處，具有特定阻抗的阻抗元件75接地。而且，晶體管82和83的基極與晶體管81和84的基極共用公共連接，且本機(jī)信號輸入到上述基極。
接收信號輸入到晶體管78的基極，且從晶體管78和79的集電極引出輸出信號。該輸出信號輸入到晶體管81和82的發(fā)射極以及晶體管83和84的發(fā)射極，并且通過輸入到晶體管81和84的基極以及晶體管82和83的基極的本機(jī)信號，對合成信號執(zhí)行頻率轉(zhuǎn)換。將經(jīng)頻率轉(zhuǎn)換的信號輸入到輸出電路76和77，并將其引出。
此處，圖7為顯示晶體管78的基極電壓的波形和流過偏置電路71的電流的波形的示意圖。通過具有特定阻抗的阻抗元件72，將流過偏置電路71的電流轉(zhuǎn)換為晶體管78的基極電壓波形。此處，電平檢測電路85將偏置電路71的電流值與在此確定的閾值(Vth)進(jìn)行比較，并將在閾值(Vth)之下的信號成分輸出到增益控制電路86。增益控制電路86將輸入的信號成分轉(zhuǎn)換成取決于輸入信號電平的直流電流，并將該直流電流輸出。將增益控制電路86的輸出信號用作包括增益控制部件的放大器的增益控制信號，從而構(gòu)建AGC環(huán)路。
在執(zhí)行AGC操作的情況下，如圖6所示的電平檢測電路的結(jié)構(gòu)可防止電平檢測電路和元件與信號傳輸線的直接相連，從而有可能防止因電路插入損耗和寄生元件使特性受損。注意，本實(shí)施例的電平檢測電路85可輸出超出閾值的信號成分，而并非在閾值之下的信號成分。
注意，有可能通過改變設(shè)置而提高接收電路的接收靈敏度，從而使帶限濾波器14的通帶不包括發(fā)送信號頻帶。下面將詳細(xì)描述用于提高接收靈敏度的這種方法。
在近年來，能夠同時(shí)執(zhí)行數(shù)據(jù)發(fā)送和接收的移動(dòng)電話的數(shù)量逐年遞增。在同時(shí)執(zhí)行數(shù)據(jù)發(fā)送和接收的情況下，相當(dāng)強(qiáng)的發(fā)送信號從發(fā)送端泄漏到接收端。從而，對上述發(fā)送信號執(zhí)行AGC操作。在此情形中，即使由于較弱的接收信號而沒有必要降低放大器13的增益，當(dāng)從發(fā)送部件泄漏超過執(zhí)行AGC操作的信號電平的發(fā)送信號時(shí)，執(zhí)行AGC操作，從而使其不可能接收到接收信號。
這樣，改變設(shè)置使得帶限濾波器14的通帶不包括發(fā)送信號頻帶，從而防止對從發(fā)送部件泄漏到接收部件的發(fā)送信號執(zhí)行AGC操作。
根據(jù)本發(fā)明的接收電路能夠防止頻率轉(zhuǎn)換電路操作在飽和區(qū)中，并可用作無線通信裝置的接收電路等。
盡管詳細(xì)描述了本發(fā)明，但在各方面而言，以上描述僅為示意性的而并非限定性。應(yīng)該理解，在不偏離本發(fā)明范圍的條件下，能夠進(jìn)行多種其他修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種用于無線通信裝置的接收電路，包括天線，用于接收預(yù)定頻帶的高頻信號；電平改變部件，用于改變由該天線接收的該高頻信號的信號電平；后級電路，用于對在該電平改變部件處改變了信號電平的該高頻信號執(zhí)行預(yù)定的信號處理；檢測部件，用于檢測經(jīng)該后級電路執(zhí)行信號處理的該高頻信號的信號電平；和控制部件，用于基于由該檢測部件檢測的該高頻信號的信號電平，設(shè)置該高頻信號的改變率，從而使由該檢測部件檢測的該高頻信號的信號電平不會(huì)超過一預(yù)定值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的接收電路，其中，該電平改變部件為放大器，且當(dāng)由該檢測部件檢測的該高頻信號的信號電平大于一預(yù)定的閾值時(shí)，該控制部件將該電平改變部件的增益設(shè)置成比一預(yù)定值小的增益，并且當(dāng)由該檢測部件檢測的該高頻信號的信號電平小于該閾值時(shí)，該控制部件將該電平改變部件的增益設(shè)置成該預(yù)定值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的接收電路，其中，當(dāng)由該檢測部件檢測的該高頻信號的信號電平大于一預(yù)定的閾值時(shí)，該控制部件產(chǎn)生比預(yù)定電平小的控制信號，并且當(dāng)由該檢測部件檢測的該高頻信號的信號電平小于該閾值時(shí)，該控制部件產(chǎn)生具有該預(yù)定電平的控制信號，其中，該放大器包括發(fā)射極接地的放大晶體管；用于向該放大晶體管的基極施加偏壓的偏置電路；與該放大晶體管級聯(lián)連接的控制晶體管；和與該控制晶體管的集電極連接的輸出電路，其中，該放大晶體管將輸入到被施加了偏壓的基極的該高頻信號進(jìn)行放大，其中，該控制晶體管控制該放大晶體管的增益，從而變?yōu)榛谠摽刂菩盘柕脑鲆妫渲性摽刂菩盘栐谠摽刂撇考幃a(chǎn)生并輸入到基極，且其中，該輸出電路輸出來自該控制晶體管的集電極的經(jīng)放大的該高頻信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的接收電路，其中，該檢測部件包括電平檢測晶體管，自后級電路輸出的高頻信號被輸入到該電平檢測晶體管的發(fā)射極；偏置電路，其用于向該電平檢測晶體管的基極施加一預(yù)定偏壓；和輸出電路，其用于將從該電平檢測晶體管的集電極輸出的高頻信號轉(zhuǎn)換成直流電流，其中，該電平檢測晶體管從該集電極將輸入到該發(fā)射極的高頻信號輸出，且該高頻信號的信號電平高于由預(yù)定的偏壓所確定的閾值，且其中，當(dāng)自該輸出電路輸出的直流電流大于一預(yù)定值時(shí)，該控制部件產(chǎn)生小于一預(yù)定電平的控制信號，并且當(dāng)自該輸出電路輸出的直流電流小于該閾值時(shí)，該控制部件產(chǎn)生具有該預(yù)定電平的控制信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的接收電路，還包括頻率轉(zhuǎn)換電路，其用于將從該后級電路輸出的該高頻信號的頻率轉(zhuǎn)換成比該高頻信號的頻率低的頻率；和偏置電路，其與該頻率轉(zhuǎn)換電路的輸入部件相連，其中，該檢測部件檢測該偏置電路的消耗電流。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的接收電路，其中，該后級電路為用于從該電平改變部件輸出的該高頻信號之中，僅將該預(yù)定頻帶內(nèi)的信號輸出到該檢測部件的帶限濾波器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的接收電路，其中，該帶限濾波器具有不允許將來自無線通信裝置中發(fā)送電路輸出的發(fā)送信號輸出到該檢測部件的頻率特性。
全文摘要
在接收電路中，天線11接收預(yù)定頻帶的高頻信號，電平改變部件13改變天線所接收高頻信號的信號電平，后級電路14對在電平改變部件13處改變了信號電平的高頻信號執(zhí)行預(yù)定的信號處理，檢測部件32檢測經(jīng)后級電路14執(zhí)行信號處理的高頻信號的信號電平，以及控制部件33基于檢測部件32所檢測的高頻信號的信號電平，設(shè)置電平改變部件13的高頻信號改變率，從而使檢測部件32所檢測的高頻信號的信號電平不會(huì)超過預(yù)定值。
文檔編號H03G11/00GK1599241SQ20041007865
公開日2005年3月23日 申請日期2004年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月18日
發(fā)明者岡本直樹, 伊藤順治 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社