專利名稱：射頻類型選擇呼叫接收機和接收選擇呼叫的方法
技術領域：
本發明涉及根據接收信號的電場強度來實現自動增益控制(AGC)的射頻類型選擇呼叫接收機，并且還涉及接收選擇呼叫的方法。
由于移動通信的發展，最近對尋呼系統的需求有顯著的增長，因此，從基站發射到射頻類型選擇呼叫接收機的頻率就增加了。射頻類型選擇呼叫接收機包括具有接收大量頻率的寬帶特性的天線，從中拾取所需信號并且對其按順序的步驟進行調制。
如果一個頻率只和一個電波相關，即使接收的信號有很大的電場強度，接收機特性或IM特性也不會受到有害影響。然而，如果一個頻率和多個電波相關，就會由于電路飽和產生寄生效應，從而對接收機特性或IM特性產生有害影響。
為了避免這種寄生效應，射頻類型選擇呼叫接收機通常設計成可實現自動增益控制(AGC)，以便檢測接收信號的電場強度，調整它的前端的增益，以及提高接收機特性或IM特性。
檢測接收信號的電場強度的檢測器檢測來自多級限幅放大器中各級的中頻(IF)信號的幅度(這些對IF信號限幅的放大器對FM信號來說是不可少的)，使用整流電路來平滑這樣檢測的幅度，并且根據接收信號的電場強度和直流電壓之間的關系，將其變換為直流電壓。在AGC中，這樣變換的電壓用于控制前端增益，藉此提高接收機特性和IM特性。
然而，常規射頻類型選擇呼叫接收機具有以下問題。因為上述檢測器檢測來自多級限幅放大器中各級的IF信號的幅度、使用整流電路將IF信號轉換為電流、將這樣轉換的電流全部疊加在一起、并將電流通過一個電阻來獲得電壓，因而檢測器只有很小的提供電流的能力。因此，如果檢測器為一個實現AGC的電路提供電流，恐怕選擇呼叫接收機的工作電壓會變弱。
基于申請日為1992年11月23日的美國專利申請第974631號的、1994年8月5日公布的日本未審查專利出版物第6-213676號提出了一種指示接收信號強度的指示器。所建議的指示器包括多個電壓放大器、多個整流器、多個電壓-電流轉換器、和一個電流相加電路。每個電壓放大器包括一對由與溫度成比例的第一電流驅動的差分晶體管，用以保持恒定增益。每個電壓-電流轉換器包括一對由與溫度成比例但與處理參數成反比的第二電流驅動的第二差分晶體管、和一個由與處理參數成反比的第三電流驅動的第三晶體管。
1996年5月31日公布的日本未審查專利出版物第8-139632號提出了一種能夠高速運作AGC而不出錯的窄帶收發機。所建議的收發機包括一個接收機、用于解調接收機的輸出信號并且發送調制音頻輸入產生的信號的數字信號處理器、一個發射機、用于檢測接收機輸出的電場強度的檢測器、指示收發機是否在接收或發射模式的指示器、和用于按照檢測器和指示器發送的輸出來控制提供給收發機部件的功率的功率控制器。
1996年11月22日公布的日本未審查專利出版物第8-307172號提出了一個具有可變增益的放大器。所建議的放大器包括一個按照偏置電壓改變增益的差分放大電路、被包括在差分放大電路中用于起放大作用的晶體管、和一個補償晶體管增益的溫度特性的電路。
1997年8月26日公布的日本未審查專利出版物第9-223950號提出了一個包括環路振蕩器的VCO電路。加在VCO電路上的電壓借助于場效應管輸出特性的飽和區而變換為一個恒定的電流信號。將這樣產生的恒定電流信號送去驅動環路振蕩器。
鑒于上述現有技術的問題，本發明的一個目的是提供能夠操作AGC電路而不下降工作電壓的射頻類型選擇呼叫接收機。
在一個方面，提供一個射頻類型選擇呼叫接收機，該接收機包括(a)根據中頻信號來檢測接收的射頻信號的電場強度的檢測器，和(b)接收來自檢測器的信號的自動增益控制電路，其特征在于(c)將與這樣檢測的電場強度相關的電壓轉換為電流的轉換器，所述電流被送到自動增益控制電路。
在本發明的另一方面，提供一種接收選擇呼叫的方法，該方法包括這樣的步驟(a)檢測接收的射頻信號的電場強度，和(b)將電壓送到自動增益控制電路，其特征在于(c)將與這樣檢測的電場強度相關的電壓轉換為電流。步驟(c)在步驟(a)和(b)之間執行。
根據本發明，可以驅動自動增益控制電路而不下降輸入信號。
另外，使用間歇電壓來驅動電壓-電流轉換器可使得單個電路電池作為電源成為可能。
圖1是根據本發明第一實施例的射頻類型選擇呼叫接收機的框圖。
圖2是構成圖1所示射頻類型選擇呼叫接收機的信號處理器的框圖。
圖3是構成圖1所示射頻類型選擇呼叫接收機的電壓-電流轉換電路的電路圖。
圖4表示電場強度對接收信號的直流電壓的特性曲線。
圖5是構成圖1所示射頻類型選擇呼叫接收機的信號處理器的框圖。
圖6是根據本發明第二實施例的射頻類型選擇呼叫接收機的框圖。圖1圖示說明根據第一實施例的射頻類型選擇信號接收機。
所示選擇呼叫接收機是一種使用頻移鍵控(FSK)調制系統的超外差類接收機。所示的選擇呼叫接收機包括前端10、電連接到前端10的信號處理器30、接收從信號處理器30送出的信號的檢測器60、電連接到信號處理器30的電壓-電流轉換電路50、從電壓-電流轉換電路50接收電流的自動增益控制電路20、為信號處理器30提供電能的電池E、電連接到電池E的DC/DC轉換器80、電連接到DC/DC轉換器80和信號處理器30的中央處理單元(CPU)70。
前端10包括天線11、放大天線11接收的信號的高頻放大器12、接收高頻放大器12的輸出信號的第一帶通濾波器(BPF1)13、第二帶通濾波器(BPF2)16、第三帶通濾波器(BPF3)19、位于第一和第二帶通濾波器13和16之間的第一混頻器14、連接到第一混頻器14的第一本地振蕩器15、位于第二和第三帶通濾波器16和19之間的第二混頻器17、和連接到第二混頻器17的第二本地振蕩器18。
具有上述結構的前端10將天線11接收的信號轉換為中頻(IF)信號。這樣轉換的IF信號送到信號處理器30，在那里解調IF信號，并且根據IF信號來檢測電場強度。信號處理器30解調的信號送到解碼器60并被解碼。
操作中，信號處理器30檢測根據天線11接收的信號的電場強度而改變幅度的IF信號的電壓幅度，并且根據檢測的幅度來計算電場強度。然后，信號處理器30按照電場強度和接收信號的直流電壓之間的關系來將這樣計算的電場強度轉換為電壓(VRSO)，如圖4所示。
圖4中，實線41表示無負載電流時的電場強度和直流電壓之間的關系；點劃線42表示小負載電流時的電場強度和直流電壓之間的關系；虛線43表示大負載電流時的電場強度和直流電壓之間的關系。
電場強度電壓(VRSO)送到電壓-電流轉換電路50，并且被電壓-電流轉換電路50轉換為負載電流。這樣轉換的負載電流提供給AGC電路20。因此，AGC電路20可以接收負載電流，而不下降電場強度電壓(VRSO)。
用于驅動至電壓-電流轉換電路50的電壓的電壓按照來自CPU70的控制信號而提供給電路50。因此，電壓-電流轉換電路50接收間歇電壓以進行工作。
如果天線11接收到形成很高強度的電場的兩個或多個信號，則構成前端10的電路就會飽和，從而造成接收機特性(IM特性)的惡化。為了避免這種情況，AGC電路20控制確定了接收機特性的天線11和高頻放大器12的增益，從而依靠來自信號處理器30的電場強度電壓(VRSO)來保持它們不飽和。
根據第一實施例的射頻類型選擇呼叫接收機可以分為一個包括前端10和信號處理器30的射頻信號處理系統、一個包括用于解碼解調信號的解碼器60和用以控制射頻類型選擇呼叫接收機工作的CPU70的控制系統。
射頻信號處理系統至少要工作在1伏上，因此可以依靠電池E工作。控制系統至少需要2伏工作。因此，需要將電池E提供的電壓通過DC/DC轉換器80升至所需電壓。
電池E的電壓隨著時間而有降落。因此為了保持穩定工作，電池E的電壓要送到后面提到的穩壓器38(參見圖2)以保持電壓在1.0V。這樣穩定后的電壓提供給前端10和信號處理器30。使電壓-電流轉換電路50按間歇方式工作的控制是通過開關穩壓器38來完成的。
因此，如果電源電壓等于2V，從CPU70送到信號處理器30以實現間歇工作的控制信號BS的幅度將在0V到2V的范圍內。電壓-電流轉換電路50的電源電壓是通過控制信號BS提供的。
通過使用從CPU70送到信號處理器30的控制信號BS，顯然可以利用1V的單電路電壓來使信號處理器30工作，而不必為信號處理器30增加2V的電壓端子。
圖2是構成射頻類型選擇呼叫接收機的信號處理器30的框圖。
信號處理器30包括放大來自前端10的IF信號的多級限幅放大器31、解調來自多級放大器31的放大的IF信號的解調器32、從解調的IF信號中除去高頻信號的低通濾波器33、偏移抵消器34、比較器35、和接收來自多級限幅放大器31各級的電壓幅度并且據此產生電壓的電場強度檢測電路40。
來自前端10的的IF信號在多級限幅放大器31中放大，并且隨后在解調器32中解調。然后，IF信號通過低通濾波器33、偏移抵消器34、和比較器35送到解碼器60。
電場強度電壓VRS0在多級限幅放大器31和電場強度檢測電路40中檢測。
圖5圖示說明用于檢測電場強度的電場強度檢測電路40的一個例子。
如圖5所示，多級限幅放大器31包括(N+1)級，每級都連接到一個整流電路51。整流電路51電連接到電阻R和電容C。
電場強度電壓VRSO是如下所述通過將天線11接收的信號轉換為直流電壓而獲得的。多級限幅放大器31的各級檢測IF信號的電壓幅度。這樣檢測的電壓通過全波(正和負波)整流電路51整流，并且通過電容C平滑。這樣，就產生了一個與電場強度成比例的直流電壓。
具體地，多級限幅放大器31的各級所檢測的IF信號的電壓幅度被整流電路51轉換為電流。這樣整流的電流彼此相加。這樣，如此相加的電流在通過電阻R時被轉換為電壓。
日本未審查專利出版物第8-316736號中建議了一個如整流電路50這樣的整流正和負波的整流電路的例子，日本未審查專利申請出版物第10-150330號中建議了一個如電場強度檢測電路40這樣的電場強度檢測電路的例子。
由于多級限幅放大器31的各級中的幅度都被整流電路51轉換成了電流、并且隨后將這樣產生的電流通過電阻R轉換成電壓，所以，如果從電場強度檢測電路40中取去了一個負載電流，電場強度電壓VRSO就可能下降。因此，如圖2所示，電壓-電流轉換電路50被放置在電場強度檢測電路40和AGC電路20之間，以避免造成電場強度電壓VRSO下降并且可以為AGC電路20提供一個負載電流。
圖3是一個將電場強度電壓VRS0轉換為負載電流的電壓-電流轉換電路50的例子的電路圖。
如圖3所示，電壓-電流轉換電路50包括第一NPN晶體管Q1、第二PNP晶體管Q2、第三PNP晶體管Q3、第四晶體管Q4、第五晶體管Q5、第一電阻RB、和第二電阻RE。
第一NPN晶體管Q1的射極通過第二電阻RE接地，電場強度電壓VRSO通過第一電阻送到基極，集電極電連接到第二PNP晶體管的集電極。
第二PNP晶體管Q2的射極接收來自CPU70的控制信號BS，基極電連接到第四PNP晶體管Q4和第五PNP晶體管的基極，而集電極電連接到第一NPN晶體管Q1的集電極。集電極和基極是彼此短路的。
第三PNP晶體管Q3的射極電連接到第四PNP晶體管Q4的集電極，集電極接地，而基極通過第一電阻RB電連接到第一NPN晶體管Q1的基極。
第四PNP晶體管的射極接收來自CPU70的控制信號BS，集電極電連接到第三PNP晶體管Q3的射極，而基極電連接到第二PNP晶體管Q2和第五PNP晶體管Q5的基極。
第五PNP晶體管Q5的射極接收來自CPU70的控制信號BS，集電極電連接到AGC電路20，而基極電連接到第二PNP晶體管Q2和第四PNP晶體管Q4的基極。
第二、第四和第五PNP晶體管Q2、Q4和Q5彼此協作構成了一個電流鏡像電路。
AGC電路20設計成在電場強度電壓VRSO等于或高于0.7V時工作。當電場強度電壓VRSO超過0.7V時，基極電流IB1流入第一NPN晶體管Q1的基極，而第一NPN晶體管Q1的集電極電流IC1被放大到等于基極電流IB1乘HEF的電流值。在此，HEF是PNP晶體管的電流放大倍數。
集電極電流IC1通過第二、第四和第五PNP晶體管Q2、Q4和Q5構成的電流鏡像電路反饋。第四PNP晶體管Q5的集電極電流IC4加到第三PNP晶體管Q3的集電極電流IC3中。在這里，集電極電流IC4等于集電極電流IC1。
由于第三PNP晶體管Q3的基極電連接到第一PNP晶體管Q1的基極，因而第一PNP晶體管Q1的基極電流IB1由第三PNP晶體管Q3的基極電流IB4補償(IB4=IC4/HFE=IB1)。因此，負載電流不會從電場強度電壓VRSO中取走。
第五PNP晶體管Q5的集電極電流IC5提供給AGC電路20以驅動AGC電路20。在這里，集電極電流IC6等于集電極電流IC1。第一NPN晶體管Q1的基極電流IB1依賴于第一和第二電阻RB和RE。
基極電流IB1被如下定義。
IB1=(VRSO-VB1)/RB=(VRSO-(VE1+VBE1))/RB=(BRSO-(IC1* RE+VBE1))/RB=(VRSO-(IB1*HFE*RE+VBE1))/RB在下文中解釋為什么將來自CPU70送到電壓-電流轉換電路50的間歇操作控制信號BS作為電源電壓VBS。
電場強度檢測電路40送出一個等于輸入電場強度或相對輸入電場強度低大約1V的輸出電壓。AGC電路20當電壓在0.7V或更高的范圍內時工作。因此，0.7V到1V范圍內的電壓被送到第三PNP晶體管Q3的基極。
電壓-電流轉換電路50所必須的源電壓等于第三PNP晶體管Q3基極和射基之間的電壓VBE3和第四PNP晶體管Q4的集電極和射基之間的電壓VCE4之和。即，電源電壓VBS是如下定義的。
VBS≥VRSO+VBE3+VCE4現在假設電壓VBE3等于0.7V，電壓VCE4等于0.2V或更高。電場強度電壓VRSO的最大值等于1V，這等于第三PNP晶體管Q3的基極電壓。因此，電源電壓VBS應等于或高于1.9V(VBS≥1.9V)。由于電池E的電壓是1V，所以電池E不能驅動電壓-電流轉換電路50。因此，如果電壓-電流轉化電路50的電源電壓是一個間歇電壓，電壓-電流轉換電路50甚至可以由電池E來驅動。圖6是根據第二實施例的射頻類型選擇呼叫接收機的框圖。
第二實施例在信號接收系統上與第一實施例不同。即，根據第二實施例的射頻類型選擇呼叫接收機使用直接轉換系統接收信號，而根據第一實施例的射頻類型選擇呼叫接收機使用超外差系統。
圖示說明的選擇呼叫接收機包括前端10、電連接到前端10的信號處理器30、接收信號處理器30發送的信號的解碼器60、電連接到信號處理器30的電壓-電流轉換電路50、從電壓-電流轉換電路50接收負載電流的自動增益控制電路20、為信號處理器30提供電能的電池E、電連接到電池E的DC/DC轉換器80、和連接到DC/DC轉換器80和信號處理器30的中央處理器(CPU)70。
前端10包括天線11、放大天線11接收的信號的高頻放大器12、從高頻放大器12接收放大信號的第一和第二混頻器61a和61b、分別從第一和第二混頻器61a和61b接收信號的第一和第二低通濾波器(LPF)62a和62b、分別電連接到第一和第二混頻器61a和61b的第一和第二相移器63a和63b、以及電連接到第一和第二相移器63a和63b的本地振蕩器64。
信號處理器30包括放大來自LPF 62a和62b的信號的第一和第二多級限幅放大器31a和31b、解調來自第一和第二多級放大器31a和31b的放大信號的解調器32、從解調的IF信號中除去高頻信號的低通濾波器33、電連接到低通濾波器33的比較器35、接收來自第一和第二多級限幅放大器31a和31b各級的幅度并且據此產生電壓的電場強度檢測電路40a、和將電池E的電壓穩定在一個特定電壓的穩壓器38。
電場強度檢測電路40a與第一實施例中的電場強度檢測電路40具有相同的結構，但與電場強度檢測電路40不同之處在于第二實施例中的電場強度檢測電路40a處理具有5KHz頻率的基帶信號，而第一實施例中的電場強度檢測電路40處理具有455KHz頻率的IF信號。
上面未提及的第二實施例的操作與第一實施例相同。
權利要求
1．射頻類型選擇呼叫接收機包括根據中頻信號來檢測接收的射頻信號的電場強度的檢測器(30)；和接收來自所述檢測器(30)的信號的自動增益控制電路(20)，其特征在于將與這樣檢測的電場強度相關的電壓轉換為電流的轉換器(50)，所述電流被送到所述自動增益控制電路(20)。
2．權利要求1提出的射頻類型選擇呼叫接收機，還包括將接收的信號轉換為中頻信號的前端(10)；和解碼由所述檢測器(30)解調的信號的解碼器(60)。
3．權利要求1提出的射頻類型選擇呼叫接收機，其特征在于所述選擇呼叫接收機是用于接收射頻信號的超外差類型。
4．權利要求1提出的射頻類型選擇呼叫接收機，其特征在于所述選擇呼叫接收機是用于接收射頻信號的直接轉換類型。
5．任何權利要求1到4提出的射頻類型選擇呼叫接收機，其特征在于還包括一個為所述轉換器(50)提供間歇電壓的電源(E)。
6．任何權利要求1到4提出的射頻類型選擇呼叫接收機，其特征在于還包括直流電壓電源(E)，和一個使用間歇控制信號控制所述直流電壓源(E)產生的直流電壓以便為所述轉換器(50)提供間歇電壓的控制器(70)。
7．任何權利要求1到4提出的射頻類型選擇呼叫接收機，其特征在于還包括直流電壓電源(E)、控制器(70)、和穩壓器(38)，所述控制器(70)使用間歇控制信號控制所述直流電壓源(E)產生的直流電壓以便為所述轉換器(50)提供間歇電壓，所述穩壓器(38)為除所述轉換器(50)之外的部件提供間歇電壓。
8．接收選擇呼叫的方法，包括以下步驟(a)檢測接收的射頻信號的電場強度；和(b)向自動增益控制電路(20)提供所述電壓，其特征在于(c)將與這樣檢測的電場強度相關的電壓轉換為電流，所述步驟(c)在所述步驟(a)之后但在所述步驟(b)之前執行。
9．權利要求8提出的方法，其特征在于所述電壓按照一個間歇電壓而轉化為電流。
全文摘要
提供了一種射頻類型選擇呼叫接收機,該接收機包括根據中頻信號檢測接收射頻信號的電場強度的檢測器(30)、和接收檢測器(30)發送的信號的自動增益控制電路(20),其特征在于轉換器(50)將這樣檢測的電場強度相關的電壓轉換為電流,該電流被送到自動增益控制電路(20)。根據射頻類型選擇呼叫接收機,就有可能精確地操縱自動增益控制(AGC)而不使輸入信號下降。
文檔編號H04B1/26GK1232352SQ99102359
公開日1999年10月20日 申請日期1999年2月24日 優先權日1998年2月24日
發明者工藤宏 申請人:日本電氣株式會社