專利名稱：移動電話接收機集成電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于移動電話的接收機集成電路，更具體地說，涉及在CDMA(碼分多址)和FM(調頻)雙模方式下工作的移動電話接收機集成電路。
圖4是在CDMA和FM雙模方式下工作的普通移動電話的方塊圖。該電話機的發射機(TX)部分的工作及構成如下調制調解器101的輸出信號I和Q由四相移相鍵控(QPSK)調制器102作QPSK調制。調制后的信號由發送電路的可變增益放大器(TX-AMP；以下簡稱可變放大器)103進行放大。放大后的信號由混頻器(MIX)104把它與本機振蕩器(OSC)121發出的本機振蕩信號混合，從而得到一射頻(RF)發射信號。該射頻信號經帶通濾波器105、功率放大器(PA)106、天線收發轉換開關107及天線108發射出去。
移動電話接收機(RX)部分的工作和構成如下由天線108收到的射頻信號經天線收發轉換開關107、低噪音放大器(LNA)109及帶通濾波器110送到混頻器(MIX)111。接收到的信號與本機振蕩器(OSC)121出來的本機振蕩信號在混頻器111中混合，從而產生中頻接收信號。該中頻接收信號同時傳送到CDMA帶通濾波器112和FM帶通濾波器113。按照當前設定的工作方式，從這兩個濾波器選用一個作為輸出信號。被選上的濾波器輸出信號由接收電路的可變放大器(RX-AMP)114放大，放大后的信號由QPSK(四相移相鍵控)解調器115進行解調，并把已解調的信號送到調制解調器101。
在調制解調器101中，接收信號強度指示電路116檢測接收信號的強度。測出的接收信號強度用比較器117與強度參考數據進行比較。兩者的差值同時送到接收電路部分的AGC(自動增益控制)電壓校正電路118和發送輸出校正電路119。接收電路部分的AGC電壓校正電話輸出AGC電壓，使比較器117送出的差值為零，即電路116的輸出與強度參考數據一致，從而使接收電路中的可變放大器(RX-AMP)114的增益得到控制。
比較器117輸出的差值和反映移動電話與基站間的線路狀況的發送輸出校正數據都送到發射機側的發送輸出校正電路119。發射機側的AGC電壓校正電路120根據發送輸出校正數據輸出一AGC電壓，以控制可變放大器(TX-AMP)103的增益，使調制后的發送信號強度與接收信號強度成反比。
當上述構造的移動電話工作在CDMA模式時，天線108所接收的信號為-105dBm至-25dBm。這意味著接收電路部分的動態范圍至少是80dB。在FM方式時，-120dBm至-20dBm的信號由天線108接收。這時，接收機部分必須有至少100dB的動態范圍。
如圖5所示，接收機側的可變放大器114具有許多級聯的可變放大器用來實現如此寬的動態范圍。因此，有顯著電平波動的IF接收信號在QPSK解調器115的輸入端能保持恒定值。可變放大器114輸出信號的諧波分量經低通濾波器(LPF)4衰減，得到的信號輸入到QPSK解調器115。借助于90°移相電路8、PLL(鎖相環)分頻器(1/N)9及振蕩器10，QPSK解調器115將輸入信號解調為原始基帶信號I和Q。
在CDMA模式下，由天線輸入的-105dBm至-25dBm信號經可變放大器114放大，因而在QPSK解調器115的輸出端為恒定值。在FM模式下，由天線輸入的-120dBm至-20dBm的信號中，-120dBm至-40dBm(即80dB)的信號可由可變放大器114放大。余下的-40dBm至-20dBm的信號超出了可變放大器114的控制范圍達到飽和狀態，因而通過限幅器作用以不變值送到QPSK解調器115。
在可變放大器114處于飽和狀態的信號，它所產生的諧波分量為非飽和狀態的2至4倍。這些諧波分量根據基波被LPF4衰減到20dB以下。LPF4的特性示于圖2。LPF4輸出信號的載波噪聲比大于20dB。QPSK解調器115及緊接其后的FM數字解調器所需的載噪比大于20dB，這樣，解調信號的信噪比能大于45dB。圖5所示振蕩器的工作頻率設定在可變放大器114的工作頻率上。
在上述傳統的配置中，諧波，特別是2次諧波的特點是，其頻率接近于信號且電平值較高。這就要求衰減諧波用的LPF4能提供圖2所示陡削的截止特性。LPF4通常由LC電路組成，且不便做成集成電路。在振蕩器10中起QPSK解調作用的諧振線圈L體積太大，也不能做成集成電路。由于諧振線圈L組裝后仍需進行調節，所以不能做在集成電路內。
解決上述難點的一種推薦方法是，將配置中的LPF4(有接點6和7)及圖5中的諧振線圈L都分離出來，由外部提供；而可變放大器114，QPSK解調器115、90°移相器8，PLL分頻器9及振蕩器10都一起集成到芯片中，這種結構有一個問題，即LPF4的連接點(為芯片的端口)與可變放大器114的輸入端絕緣不夠好。絕緣不好使它難以獲得80dB以上的增益控制特性，而且有可能破壞放大器的線性。
實驗已經證明，在100至300MHz之間，IC端口間的絕緣約為40至50dB。如果將放大器的增益設定在-50dB至+40dB之間以滿足其它要求，則根本達不到衰減-50dB的要求。此外，連接LPF4的引線端子也在集成電路內，諧振線圈L出來的振蕩信號通到LPF4的接點6和7以及放大器114的輸入端。振蕩信號及由限幅器工作所產生的信號在QPSK解調器115中產生差拍，從而使信號I和Q的載噪比不降。
本發明的目的是克服同類產品的上述和其它缺點，提供一種移動電話接收機集成電路，該電路要求在移動電話的CDMA和FM雙模方式下有高的增益特性。
在本發明付諸實施的一種結構中，移動電話接收機集成電路由可變增益放大器、低通濾波器及QPSK解調器組成，其中，可變增益放大器將接收的信號以可變增益放大，低通濾波器將由該可變增益放大器放大的信號中的諧波分量衰減掉，QPSK解調器將通過該低通濾波器的信號進行QPSK解調。
在本發明的接收機集成電路中，可變放大器、低通濾波器、QPSK解調器以平衡信號線互連，使電路中可能產生的諧波減少。這樣，低通濾波器不必具備陡削的截止特性。于是，低通濾波器就可由集成電路中的有源濾波器來實現。
在本發明所推薦的結構中，移動電話接收機集成電路還包括一振蕩器，其頻率二倍于QPSK解調器所解調的信號頻率；還包括一分頻器，可將振蕩器輸出信號送至QPSK解調器之前進行分頻，這里，連接QPSK解調器和分頻器的信號線是平衡的。
在本發明的另一推薦結構中，移動電話接收機集成電路包括一放大器，可從CDMA和FM方式中任選一種接收信號并將它輸出到可變增益放大器，其中，連接該放大器與可變增益放大器的信號線是平衡的。
附圖的簡單說明
圖1是按照本發明的一個實施例做的移動電話接收機集成電路的方塊圖；圖2是兩種低通濾波器的特性曲線，其中之一是圖1中的實施例的有源低通濾波器的，而另一是普通LPF的特性曲線；圖3是圖1中的低通濾波器的詳細電路圖；圖4是普通移動電話在CDMA和FM雙模工作方式下的方塊圖；圖5是普通接收機電路的方塊圖。
現在參照附圖對本發明推薦的實施例作說明。
圖1中的放大器1或2分別選擇CDMA帶通濾波器112或FM帶通濾波器113的輸出信號。所選信號由可變放大器114放大。已放大信號的諧波分量由低通濾波器(LPF)4a進行衰減。LPF4a的輸出信號由QPSK解調器115解調。在此QPSK解調器115中，借助于二分頻器8a、PLL分頻器9和振蕩器10a，輸入信號被解調為原始基帶信號I和Q。振蕩器10a輸出一振蕩信號，其頻率是QPSK解調器115所解調信號的二倍。二分頻器將振蕩信號進行分頻，并把所得到的信號送到QPSK解調器115。
將CDMA帶通濾波器112和FM帶通濾波器113連接到放大器1和2、可變放大器114、LPF4a及QPSK解調器115的信號線都是平衡的，而將二分頻器8a連接到QPSK解調器115的信號線也如此。放大器1和2、可變放大器114、LPF4a、QPSK解調器、二分頻器8a和振蕩器10a都是平衡的，并由集成電路實現(見圖1的標號16所示)。
可變放大器114總的增益可變范圍設定為80至90dB。LPF4a是由有源濾波器構成的，其詳細電路見圖3。如圖2所示，LPF4a對3次以上諧波的衰減特性設定在20dB以上。組成LPF4a的有源濾波器在日本專利申請號No.平6(1994)-333856中有插圖說明，故不進一步討論。
在上述結構中，可變放大器114、LPF4a、QPSK解調器115都是平衡型的，因此，在超過可變放大器114增益可變范圍的信號諧波(即限幅器工作產生的諧波)中，對應于基波，偶次諧波被抑制在20dB以下。因此，LPF4a所需的衰減特性只需把三次以上諧波衰減掉就行。
由于這樣寬松的衰減特性要求即能實現其功能，所以LPF4a由一個有源濾波器構成就行。這樣，可變放大器114、LPF4a、QPSK解調器115都可做在集成電路內。隨著LPF4a的加入，不必要有外接LPF的引線端子。這樣，電路絕緣性得到提高。電磁場實驗和仿真已證明，雙極性集成電路在100MHz時其電路絕緣性能達70dB以上。如果可變放大器的增益可變范圍設定在-50dB至+30dB范圍內，電路絕緣性的影響實際上可排除。這使上述的集成電路能提供相當于常規產品的增益控制特性。
上述結構中振蕩器10a的輸出信號頻率是解調信號的二倍，而二分頻器8a及振蕩器10a都是平衡型的。這種結構使傳往可變放大器114或LPF4a的信號量減少。因而，QPSK解調器116能不受限幅器產生的差拍信號的影響使信號I和Q的載波噪音比不會變壞。
權利要求
1.移動電話接收機集成電路包括可變增益放大器，以可變的增益放大接收到的信號；低通濾波器，可衰減所說的可變增益放大器所放大信號的諧波分量；以及四相移相鍵控解調器，可對通過低通濾波器的信號作四相移相鍵控解調；其中，可變增益放大器，低通濾波器及四相移相鍵控解調器間的連接信號線是平衡的。
2.根據權利要求1所述的移動電話接收機集成電路還包括一振蕩器和一分頻器，振蕩器輸出信號的頻率為四相移相鍵控解調器所解調信號的二倍，分頻器在振蕩信號送到四相移相鍵控解調器之前對其進行二分頻，其連接四相移相鍵控解調器和分頻器的信號線是平衡的。
3.根據權利要求1所述的移動電話接收機集成電路還包括一放大器，它可從碼分多址或頻率調制模式的接收信號中選擇一個并將其送給可變增益放大器，其連接所說的放大器和可變增益放大器的信號線是平衡的。
4.根據權利要求2所述的移動電話接收機集成電路還包括一放大器，它可從碼分多址或頻率調制模式的接收信號中選擇一個并將其送給可變增益放大器，其連接所說的放大器和可變增益放大器的信號線是平衡的。
全文摘要
移動電話接收機集成電路由將接收信號以可變增益放大的可變增益放大器，使由該可變增益放大器放大信號的諧波量衰減的低通濾波器和將通過該低通濾波器的信號作四相移相鍵控解調的QPSK解調器所組成，其中，連接可變增益放大器、低通濾波器和四相移相鍵控解調器的信號線是平衡的。
文檔編號H04L27/00GK1165465SQ9710374
公開日1997年11月19日 申請日期1997年3月31日 優先權日1996年3月29日
發明者五十嵐貞男, 青木一晴 申請人:阿爾卑斯電氣株式會社