接收器的制作方法

专利名称：接收器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可用以解调多个接收器信号的接收器。更具体地说，本发明涉及这样的一种接收器，它适合于基于向下抽样的频率转换的解调。
背景技术：
近来，通信能力的提高引起了人们对多天线工艺技术的注意，这种技术旨在于提供其上安置有几个天线的接收器。
在多天线工艺技术的应用中，建议使用空间多路复用通信技术，例如，以空间布置的天线为基础的MIMO(多重输入多重输出)。MIMO是用来同时解调由几个天线接收到的、在相同频带上的不同信号，因而能提高通信能力。
在多天线工艺技术的另一个应用中，提供了多样性以改进传输质量。例如，根据作为多样性的一个例子的选择多样性，用了几个天线来接收信号，以便从中选择由高接收性能的天线接收的接收器信号，从而解调所选择的信号。
在前面所述接收器中，必须把千兆赫(GHz)频带的高频无线电信号转换为中频信号，以便在电路上处理这些信号。
参考资料No.1(已公开出版的日本专利申请特开平9-284191)揭示了一个多天线接收器，用于利用在接收器分机中的混频器将高频信号转换为中频信号，以便进而解调这些信号。
图15是一个方块图，该图说明了在列举的参考资料No.1中所揭示的先前工艺中的接收器。
每个接收器分机包括一个如像混频器之类的分离电路，用于将高频信号转换为中频信号。
参考资料NO.2(已公开出版的日本专利申请特开No.2001-111465)揭示了一个基于向下抽样的接收器，在此接收器上装有几个天线。
在奈奎斯特(Nyquist)频率以下的抽样在低频带上产生了混叠成分(aliasing element)。向下抽样不使用如像混频器之类的模拟频率变换器就能提取混叠成分，从而可以实现等效的频率变换。
图16是一个方块图，该图示出了在参考资料No.2中所揭示的以前工艺中的接收器。此接收器包括几个(在图16中为三个)接收器分机219。接收器分机219中的每一个都包括天线211、带通滤波器(BPF)212和低噪声放大器(LNA)213。将转换开关214与每个接收器分机219的输出端相连，以便从任何一个接收器分机219上选择输出。转换开关214在其输出端上与一个抽样保持电路215相连。该抽样保持电路215可用以处理所接收到的频率变换接收器信号。模拟数字变换器216可用以将频率变换信号的值从模拟值变换为数字值。用解调单元217来解调具有变换了的数字值的信号，并在此解调单元中从解调了的信号中提取数据。
然而，如像在参考资料No.1中所揭示的那样，在先前工艺的接收器中具有如下一些问题例如，电路尺寸大，功率消耗高，这是因为较多的接收器分机导致了较多的电路，这些电路如像包括乘法器在内的混频器。
如像在参考资料No.2中所揭示的那样，在先前工艺的接收器中有这样的一个问题，这就是高频信号进入转换开关214，从而在转换开关214中引起隔离不足。更具体地说，问题来自于接收器分机219的高频信号或输出进入到了转换开关214中，在此转换开关中，非连接的信号以扩散方式流失到连接的路线中。由于高频信号具有迅速改变的值，因此，在转换开关214中的信号漏失是一个特别烦人的问题。在转换开关214中的信号漏失破坏了信号波形，并会在解调单元217中引起误差。
如像在参考资料No.2中所揭示的那样，在先前工艺的接收器中还有另一个问题，这就是在高频信号进入转换开关214时，几个接收器分机中的每一个在布线长度上的差别可能改变到达转换开关214上的每个波形的相位。由布线长度的差别而引起的相位改变随着频率的增加而增加。
如参考资料No.2中所揭示的那样，在先前工艺的接收器中的其它问题是，由于几个接收器分机219共用一个模拟数字变换器216，要馈送到模拟数字变换器216中的信号的振幅在各个接收器分机219之间就可能会有极大的改变。进一步的问题是，不同的信号振幅超出了模拟数字变换器216的动态范围，从而会产生噪声。

发明内容
由上所述，本发明的目的在于提供一种含有较小尺寸电路的接收器，以便用高准确度来接收接收器信号，否则，由于转换开关中的信号漏失或信号相位的变化，接收信号的准确度会有所下降，该接收器还可用以同时处理由几个接收器分机接收到的接收器信号。
本发明的第一方面提出了一种接收器，它含有多个可以用以接收信号的接收器分机，多个抽样保持电路，其中每一个抽样保持电路都是与多个接收器分机中的相应的一个相连的，与多个抽样保持电路相连的转换开关，与转换开关相连的解调单元。抽样保持电路中的每一个都可用来从相应的一个接收器分机的输出中提取离散值。转换开关可让抽样保持电路的输出信号按时间间隔有选择地馈送到转换开关之外。解调单元可用以解调来自转换开关的输出信号中的数据。
上述的结构允许将低频信号而不是高频信号馈送到转换开关中，从而防止转换开关中信号漏失的出现。
本发明的第二方面提出了一种接收器，其中的每一个接收器分机都含有带通滤波器，它可以让相应的一个信号通过某个频带；以及第一放大器，可用以放大来自带通滤波器的输出。
上面的结构允许在各个接收分机中控制所需要的频带，从而为解调提供具有足够电平的信号。
本发明的第三方面提出了一种接收器，其中的每个接收器分机包含有天线。
上述的结构实现了可用以提供无线通信的接收器。
本发明的第四方面提出了一种接收器，该接收器进而包括连接在转换开关输出端和解调单元之间的模拟数字变换器。该模拟数字变换器可用以将来自转换开关的信号的值从模拟值转换为数字值。
上述的结构允许数字通信接收器提供基于数字信号的解调。
本发明的第五方面提出了一种接收器，该接收器进而包括时钟产生单元，用以产生要馈送到多个抽样保持电路、转换开关和模拟数字变换器中的时钟信号。
上述的结构产生了时钟，该时钟是向下抽样和解调由几个接收器分机接收到的信号所需要的。此外，所产生的时钟允许彼此同步地进行向下抽样和解调。
本发明的第六方面提出了一种接收器，该接收器进而包括与其时钟产生单元相连的放大器。此放大器可以按照与多个接收器分机的数量相当的整数倍来放大来自时钟产生单元的时钟信号。在此接收器中，将来自放大器的输出馈送到转换开关和模拟数字变换器中。
上述的结构允许根据接收器分机的数量来解调全部接收器分机所接收的接收器信号。
本发明的第七方面提出了一种接收器，该接收器还包括第二放大器，它与模拟数字变换器的输入端相连；增益控制单元，可用以控制在第二放大器中的增益；以及增益控制信号检测单元，可用以检测要馈送到增益控制单元中的增益控制信号。
上述的结构允许模拟数字变换器接收具有某一电平的各个信号，这个电平能最好地满足模拟数字变换器的动态范围。结果，减少了量化中出现误差的可能性以及在模拟数字变换器中出现误差的可能性。
本发明的第八方面提出了一种接收器，其中，增益控制信号是一个由解调单元检测的信噪比(以下称为S/N比)。
上述的结构检测了要用作为信号放大参照基准的最佳增益。此外，还要考虑接收器分机之间在接收级别(receptive level)上的差异，允许具有最大电平的任何信号位于模拟数字变换器的动态范围之中。
本发明的第九方面提出了一种接收器，其中，增益控制信息是由解调单元检测的误码率(以下称之为“BER”)。
上述的结构检测了要用作为信号放大参照基准的最佳增益。此外，还要考虑接收器分机之间在接收级别上的差异，允许具有最大电平的任何信号位于模拟数字变换器的动态范围之中。
本发明的第十方面提供了一种接收器，其中，第二放大器具有位于模拟数字变换器的动态范围内的放大度。
结果，要馈送到模拟数字变换器中的放大信号位于模拟数字变换器的动态范围之中。
本发明的第十一方面提供了一种接收器，该接收器进而包括多个第三放大器，这些放大器中的每一个都与多个抽样保持电路中的相应的一个相连；增益控制单元，可用以控制在多个第三放大器中的增益；以及增益控制信号检测单元，可用以检测要馈送到增益控制单元中的增益控制信号。第三放大器中的每一个可用来放大来自相应的一个抽样保持电路的输出。
上述的结构允许模拟数字变换器接收其电平能最好地满足模拟数字变换器的动态范围的每个信号。结果，减少了量化中出现误差的可能性以及在模拟数字变换器中出现误差的可能性。
本发明的第十二方面提供了一种接收器，其中，多个第三放大器中的每一个有基本相同的增益特性。
上述的结构允许将来自每个接收器分机的输出信号按相同比例放大。结果，对于每个接收器分机而言，能用相同的准确度来完成解调。
本发明的第十三方面提供了一种接收器，其中，多个第三放大器中的每一个有一个放大度，从而使得来自多个抽样保持电路的、要由多个第三放大器放大的输出信号之一所具有的最高增益位于模拟数字变换器的动态范围之中。
结果，要馈送到模拟数字变换器中的放大信号位于模拟数字变换器的动态范围之中。
本发明的第十四方面提供了一种接收器，该接收器进而包括一个时钟控制单元，可用以控制在时钟产生单元中的时钟频率。
上述的结构根据每个接收器信号的状况提供了一个较低的时钟频率，并且，此接收器消耗较少的功率。
本发明的第十五方面提供了一种接收器，其中，如果由多个接收器分机接收的信号包括频率多路复用信号，在运作使用时，时钟控制单元就可以根据频分多路复用信号的数量来划分在时钟产生单元中的时钟频率。
上述的结构根据不想要的频道向每个抽样保持电路提供一个具有较低频率的抽样时钟。抽样时钟频率的降低减少了功率消耗。
本发明的第十六方面提供了一种接收器，其中，从多个接收器分机的每一个的输入端延伸到每个抽样保持电路上的布线长度，对于多个接收器分机的每一个而言，基本上是一样的。
对于每个接收器分机而言，上述的结构防止了在要发送给每个抽样保持电路的高频信号之间出现相位变化，因而，能以更高的准确度来进行解调。
本发明的第十七方面提供了一种接收器，其中，从多个接收器分机的每一个的输入端延伸到每个抽样保持电路上的布线的负载，对于多个接收器分机的每一个而言，基本上是一样的。
对于每个接收器分机而言，上述的结构防止了在要发送给每个抽样保持电路的高频信号之间出现相位变化，因而，能以提高了的准确度来进行解调。
本发明的第十八方面提供了一种接收器，该接收器包括多个可用以接收信号的接收器分机，与多个接收器分机相连的转换开关，与转换开关相连的抽样保持电路，与抽样保持电路相连的可变放大器，可用以控制可变放大器中的增益的增益控制单元，增益控制信息检测单元，可用以检测要馈送到增益控制单元中的增益控制信息，与可变放大器相连的模拟数字变换器，与模拟数字变换器相连的解调单元。转换开关可以让来自多个接收器分机的输出信号按时间间隔有选择地馈送到转换开关之外。抽样保持电路可用以从来自转换开关的输出信号中提取离散值。可变放大器可用以放大来自抽样保持电路的输出信号。模拟数字变换器可以将来自可变放大器的输出信号的值从模拟值转变为数字值。解调单元可以解调来自模拟数字变换器的输出信号的数据。在此接收器中，增益控制单元执行控制，以便让来自可变放大器的输出信号位于模拟数字变换器的动态范围之中。
上述的结构可让模拟数字变换器接收其电平能够最好地满足模拟数字变换器的动态范围的每个信号。结果，存在有减少量化误差出现的可能性和减少模拟数字变换器中误差出现的可能性。
本发明的第十九方面提供了一种接收器，该接收器包括多个可用以接收信号的接收器分机，与多个接收器分机相连的转换开关，与转换开关相连的抽样保持电路，与抽样保持电路相连的模拟数字变换器，与模拟数字变换器相连的解调单元，时钟产生单元，可用以产生要馈送到转换开关、抽样保持电路和模拟数字变换器中的时钟信号，以及时钟控制单元，可用以控制时钟产生单元中的时钟频率。转换开关可以让来自多个接收器分机的输出信号按时间间隔有选择地馈送到转换开关之外。抽样保持电路可用以从来自转换开关的输出信号中提取离散值。模拟数字变换器可以将来自抽样保持电路的输出信号的值从模拟值转变为数字值。解调单元可以解调来自模拟数字变换器的输出信号中的数据。
上述的结构根据每个接收器信号的状态提供了一个较低的时钟频率，并且，该接收器消耗较少的功率。


图1是一个方块图，该图根据本发明的第一实施例示出了一种接收器。
图2根据第一实施例示出了来自每个抽样保持电路的工作波形。
图3是一个方块图，该图根据第一实施例示出了每个抽样保持电路的结构。
图4示出了从每个抽样保持电路的输出端上馈送到转换开关上的信号的波形。
图5(a)根据第一实施例示出了每个接收器信号的频率特性。
图5(b)根据第一实施例示出了每个向下抽样的信号的频率特性。
图5(c)根据第一实施例示出了每个向下抽样的信号的频率特性。
图6(a)根据第一实施例示出了每个接收器信号的频率特性。
图6(b)根据第一实施例示出了每个向下抽样的信号的频率特性。
图6(c)根据第一实施例示出了每个向下抽样的信号的频率特性。
图7是一个方块图，该图根据本发明的第二实施例示出了一种接收器。
图8(a)是一个方块图，该图根据第二实施例示出了每个抽样保持电路。
图8(b)是一个方块图，该图根据第二实施例示出了每个抽样保持电路。
图9(a)根据第二实施例示出了来自接收器分机的输出信号的波形。
图9(b)根据第二实施例示出了来自接收器分机的放大了的输出信号的波形。
图10是一个方块图，该图示出了根据第二实施例的一种接收器。
图11是一个方块图，该图示出了根据第三实施例的一种接收器。
图12示出了根据第三实施的每个接收器信号的频率特性。
图13是一个方块图，该图示出了根据第四实施例的一种接收器。
图14是一个方块图，该图示出了根据第四实施例的一种接收器。
图15是一个方块图，该图示出了以前工艺中的接收器。
图16是一个方块图，该图示出了以前工艺中的接收器。
具体实施例方式
以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。
在此说明中，低噪声放大器、与模拟数字变换器的输入端相连的可变放大器以及在每个抽样保持电路中的放大器分别为第一放大器、第二放大器和第三放大器。
第一实施例现将参照图1到图6来说明根据第一实施例的一种接收器。根据三个接收器分机的先决条件来说明此实施例。
图1是一个方块图，该图根据本实施例示出了一种接收器。
该接收器包括如下的一些组件。有三个不同的接收器分机，即第一、第二和第三接收器分机10、11、12，以及第一、第二和第三天线20、21、22，其中每一个天线都与一个相应的接收器分机相连。将抽样保持电路4和各个接收器分机相连。抽样保持电路4在其输出端上与转换开关5相连。转换开关5在其输出端上与模拟数字变换器6相连。模拟数字变换器6在其输出端上与解调单元7相连。时钟产生单元8将时钟信号馈送到抽样保持电路4、转换开关5和模拟数字变换器6中。在时钟产生单元8的输出端上安装有乘法器9。
下面将说明上述组件的细节以及它们是如何工作的。
现在将说明接收器分机以及与其相连的天线。
第一、第二和第三天线20、21、22位于不同的空间位置上。这些天线可用以接收无线电信号。另外的办法是，可以用电缆接收有线信号来代替用天线接收无线电信号。每个天线将一个输出信号馈送到相应的一个与其相连的接收器分机中。
第一、第二和第三接收器分机10、11、12包括带通滤波器(以下称其为“BPF”)2和低噪声放大器(以下称其为“LNA”)3。每一个BPF 2都用来从由相应的一个天线接收的信号中提取所需的频带。每一个LNA 3都用来放大由相应的一个天线接收的接收器信号。
较为可取的是，用来消除信号中的噪声的低通滤波器(以下称之为“LPF”)在其前面或后面与各个BPF相连。假设该接收器有一个传输能力，第一、第二和第三天线20、21、22中的每一个都可以包括一个天线转换开关，它允许相应的一个天线在发送和接收功能之间转换。
现在将说明抽样保持电路4。
每个抽样保持电路4可用来从相应的一个接收器信号(即高频信号)中提取离散值，以响应固定的抽样时钟信号。图2根据本实施例示出了每个抽样保持电路的工作波形。上面的一个波形是馈送到每个抽样保持电路4中的高频信号的波形。下面的一个波形表明各个被抽样保持的高频信号的离散值的信号的波形。
从馈送到各个抽样保持电路4的高频信号中提取离散值，以响应抽样时钟信号。从高频信号中提取离散值以便将高频接收器信号转换为低频接收器信号。
图3是一个方块图，该图示根据本实施例示出了各个抽样保持电路。电容器33和开关32与电压跟踪器在其输入端上相连。此电压跟踪器使用了运算放大器31。开关32可以在开和关的位置之间变化以响应抽样时钟信号。在关闭开关32的时候，将输入信号的瞬间值馈送到电容器中，在此电容器中，将瞬间值作为离散值保持起来。结果，如图2所示，从高频模拟信号中提取出了低频离散值。
现在将要说明转换开关5、时钟产生单元8和乘法器9。
来自每个抽样保持电路4的输出进入转换开关5。转换开关5可用以在接收器分机之间依次切换，以响应时钟信号。时钟信号的数量与接收器分机的数量相当。这样，相应的一个接收器分机就与转换开关5连接起来了。参见图1，图中示出连接是按照S1、S2、S3和S1的顺序来改变的。根据本实施例，由于接收器分机的数量是三，乘法器9允许时钟产生单元8向转换开关5发出大三倍的输出时钟信号。
时钟产生单元8可以是时钟发送器，或者，也可以是用在其它电路上的另一个时钟发送器。
下面，将参照图4来说明从每个抽样保持电路4到转换开关5的输出端上的不同信号流。
图4示出了从抽样保持电路4到转换开关5的输出端上的信号波形。
本说明假设抽样时钟信号是要馈送到抽样保持电路中的时钟信号。
抽样时钟信号130进入抽样保持电路4中。各个抽样保持电路4根据抽样时钟信号130从由相应的一个接收器分机接收的信号中提取一个离散值。离散值信号131是由第一接收器分机10接收的、并由相应的一个抽样保持电路4提取的离散值信号。信号A1、A2和A3是作为离散值信号131示出的。
同样地，离散值信号132是由第二接收器分机11接收的、并由相应的一个抽样保持电路4提取的离散值信号。该离散值信号132包括信号B1、B2、B3。离散值信号133是由第三接收器分机12接收的、并由相应的一个抽样保持电路4提取的离散值信号。该离散值信号133包括信号C1、C2、C3。
信号A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2和C3是多值信号。
乘法器9允许转换时钟信号134按照三倍于抽样时钟信号130的速度传播。根据转换时钟信号134的每个下降边来切换转换开关5。结果，按照A1、B1、C1、A2等的顺序依次将离散值信号馈送到转换开关5之外。
这样，按照时间顺序来处理由三个接收器分机接收的所有信号。这就是说，全部处理了由几个天线接收的信号。
现在说明模拟数字变换器6。
来自转换开关5的输出信号进入到模拟数字变换器6之中。
模拟数字变换器6将来自转换开关5的输出信号的值从模拟值转换为数字值。例如，可以使用模拟数字变换器。根据接收器的技术规格来确定量化的二进制位的数量。必须使用模拟数字变换器6来处理在解调单元7中的数字信号，但是，不需要用它来处理在解调单元7中的模拟信号。
现在说明解调单元7。
尽管将来自转换开关5的输出信号馈送到了解调单元7中以便在解调单元7中处理模拟信号，但是，仍要将来自模拟数字变换器6的输出信号馈送到解调单元7中。解调单元7执行正交检查以便从信号中提取数据，从而在必要时检测并/或校正误差。解调单元7可以是一个DSP(数字信号处理器)，或者是一个如像ASIC(专用集成电路)之类的专用电路。
如图4所示，将由全部的接收器分机接收的接收器信号依次馈送到解调单元7中，因此，与使用单个接收器分机的情况相比，能够处理较大数量的数据。
图5示出了一个工序，在此工序中，将接收到的信号的频带从高频无线电频带转变为低频基带通(base band pass)。
图5(a)示出了在接收器信号的无线电频带和馈送到每个抽样保持电路中的抽样时钟频率“Fs”之间的关系。BPF将接收器信号的频带限定为Fs/2。更具体地说，将接收器信号限定为BPF通带(pass band)36。根据本实施例，按如下方式来确定频率“Fs”，将“Fs”与“k”(“k”是整数)相乘的结果用作为每个无线电信号的低限频率。
如图5(b)所示，在每个抽样保持电路4中的处理产生了包括中心频率Fs/2、3Fs/2等在内的混叠成分。过滤每个混叠成分以便从中提取解调频带37。解调频带37是如图5(c)所示的一个信号。结果，在频带中将接收到的信号转变为基带通。
根据MIMO工艺，最好按照与波长间隔相等的距离在空间上把天线彼此分离开来，以便在天线之间具有减少了的相关性特性。根据阵列天线工艺，为了防止栅瓣，通常最好按照均匀的放置间隔来排布天线，每个天线间距等于波长的一半。
对于每个接收器分机而言，最好至少有一个布线长度和一个布线负载是基本相同的，在此接收器分机中，布线在每个接收器分机的输入端和每个抽样保持电路4之间延伸。
基本相同的布线长度和/或布线负载防止了馈送到每个抽样保持电路4中的信号的相位变化，并能用改进了的准确度来接收信号。没有信号相位变化的接收器能免于受到转换噪声的有害影响。
另外，对于每个接收器分机而言，可用基本相同的设计来实现基本相同的布线长度和/或布线负载。
假设由接收器分机接收的信号是根据频率标度来多路复用的多频道信号，根据本发明的接收器可用于将每个多频道信号的频率变换为基带频率，从而解调变换了的信号。
图6示出了根据本实施例的信号波形。BPF通带36包括三个频道即CH_1，CH-2和CH_3。例如，使用适合于几个用户的频分多路复用可允许BPF通带36包含几个频道。
如前所述，即使是在BPF通带36含有几个载波的情况下，每个抽样保持电路4也要把信号的频带从高频带转变为低频基带通。如图6(b)所示，将BPF通带36转变为解调频带37，其中仍然包含三个频道(CH_1，CH-2和CH_3)。
假设只用三个频道中的一个来通信，用一个选择滤波器从解调频带37中提取一个频带。用选择滤波器从解调频带37中提取选择滤波器通带38，从而只提取频道CH-2来解调此信号。
假设只使用CH-2，并将抽样时钟信号作为Fs’/3来提供，因此，从解调频带37中只提取CH-2。减少了的抽样时钟信号导致减少了的功率消耗。根据本实施例，将抽样时钟信号的频率减少到原来的三分之一，从而，功率消耗也减少到原来的三分之一。
如上所述，接收器将低频信号而不是高频信号馈送到转换开关5中，其中，该接收器具有与相应的一个接收器分机相连的各个抽样保持电路4。结果，在转换开关5中，既没有信号漏失也没有信号扩散出现，并能以改进了的准确度来接收信号。
此接收器对建立开关隔离(switch isolation)的设计具有较少的限制条件，并且可以按低价格买到。
接收器可能同时处理由安置在其上的几个天线接收到的接收器信号，因此，该接收器在用较高的准确度来接收信号的同时，也为高容量的通信创造了条件。
尽管已根据有“三个”接收器分机的前提说明了本实施例，但是，也可代之以更多或更少数量的接收器分机。此外，可接收有线信号的接收器所具有的优点与可接收无线电信号的接收器的优点相似。
根据本实施例的接收器可以用到各种各样的接收器上。
根据本实施例的接收器可以用到无线局域网中的无线和电缆通信设备、家用服务器和基站上。
第二实施例第二实施例是针对一个可用以提供模拟数字变换器的最佳动态范围的接收器。
图7是一个方块图，该图说明了根据本发明的接收器。
该接收器基本上与示于图1的前一个实施例中的接收器相同，但是包括一些增加的组件，例如，增益控制单元50和增益控制信息检测单元51。
模拟数字变换器具有一个可允许输入信号的动态范围。在动态范围内的信号变换具有最小的量化噪声。因此，最好将馈送到模拟数字变换器6中的信号放大到动态范围。
在可以同时处理由几个接收器分机接收的信号的接收器中，由于必须根据信号的原始电平来解调这些信号，因此，在这些接收器分机中最好同等地处理这些信号。更具体地说，最好根据相等的增益来放大在每个接收器分机中的信号。
用在每个抽样保持电路4中的内部电路来放大要馈送到模拟数字变换器6中的信号。
图8(a)和图8(b)都是方块图，它们示出了每个抽样保持电路4的内部情况。
用在每个抽样保持电路4中的放大器61来放大信号。
根据来自增益控制单元50的控制信号对放大器61进行增益控制。虽然所有的接收器分机都包含放大器61，但是放大器61最好提供相同的增益。
使用在每个抽样保持电路4中的可变电阻62来放大信号。在每个抽样保持电路4中，可变电阻62与一个运算放大器31并联，但与一个终端电阻63串联，因此，电阻值的变化改变了来自运算放大器31的输出电平。对放大器61也是同样的，用来自增益控制单元50的控制信号来控制可变电阻器62中的电阻值。
上述的信号放大允许按照等量增加的电平从接收器分机中馈送输出信号。此时，最好对来自每个接收器分机的、具有最大电平的输出信号进行增益控制，以使其达到模拟数字变换器6的动态范围。更具体地说，在所有的接收器分机中，按这样的一个方式来等同地控制增益，这就是让来自每个接收器分机的、具有最大电平的输出位于模拟数字变换器6的动态范围之中。
图9(a)根据本实施例示出了来自接收器分机的输出信号的波形。图9(b)根据本实施例示出了来自接收器分机的放大了的输出信号的波形。按照相同的增益放大来自接收器分机的输出信号，并且，任何一个具有最大电平的输出信号保留在模拟数字变换器的动态范围之中。
下面将讨论增益控制单元50、增益控制信息检测单元51和增益控制信息52。
增益控制单元50控制在放大器61中的增益度和在可变电阻62中的电阻值。在用增益控制单元50来执行控制时需要增益控制信息52，增益控制信息检测单元51可用于输出和检测增益控制信息52。根据本实施例，增益控制信息52可以是一个由解调单元7检测的信噪比(以下称之为“S/N比”)，这是因为S/N比是一个适合于用来识别每个信号的状态的信息。根据本实施例，选择任何一个具有最大S/N比的接收器分机来确定增益控制信息52，以便让从所选择的接收器分机中输出的放大信号成为动态范围内的一个电平。在所有的接收器分机中，根据所确定的增益控制信号52来放大这些信号。
下面将讨论在用S/N比作为增益控制信号52时的处理流程。
增益控制信息检测单元51根据在解调单元7上处理的结果来计算在每个单元时间内、在全部接收器分机中的S/N比。在全部接收器分机中从所计算的全部S/N比中选择最大的S/N比。所选择的最大信噪比S/N为所有接收器分机确立了增益。
在任何时候都可根据接收器的环境来更新并选择最大S/N比。在接收器的环境迅速改变时，在较短的单元时间内计算S/N比，以便更快地更新最大S/N比。
另外，增益控制信息52可以是一个误码率(以下称之为“BER”)而不是S/N比。
如图10所示，可以用一个可变放大器81来作为替代手段，该可变放大器与模拟数字变换器6的输入端相连，以便放大要馈送到模拟数字变换器6中的信号。
图10是一个方块图，该图根据本实施例示出了一种接收器。在转换开关5的后面安装了一个可变放大器81。
与在每个抽样保持电路4中使用放大器61和可变电阻62来进行的放大相似，执行基于S/N比或基于BER的增益控制。使用可变放大器81的增益控制允许达到模拟数字变换器6的动态范围的类似信号处理。
即使在如像衰减或干扰波之类的影响有害地改变了每个接收器分机的接收器信号强度的情况下，上述的接收器也从未超出模拟数字变换器6的动态范围，因此，在模拟数字变换器中有着减少量化误差的可能性。该接收器可用以充分利用动态范围，并提供改进了的量化准确度。因而，能以改进了的准确度来接收信号。
在此接收器中，将由高频信号转化而来的低频基带信号馈送到转换开关5中，势所必然，在此转换开关中没有信号漏失出现，并能以改进了的准确度来接收信号。此外，该接收器防止了在接收信号时的准确度的下降，否则，将会由于设计中的不同布线长度而出现这种情况。
第三实施例现在说明根据第三实施例的接收器。本实施例是针对频分多路复用通信中的抽样时钟频率控制的。
图11是一个方块图，该图示出了根据本实施例的一种接收器。在时钟产生单元8的输入端上安装了一个时钟控制单元101。时钟控制单元101可用来控制由时钟产生单元8产生的每个时钟的频率。
在时钟控制单元101中，根据信号是如何使用的来将频分多路复用信号分入可操作的和不可操作的频道之中。
图12示出了包含六个频道的波形。在频率标度(frequency scale)上给出了这六个频道CH_1、CH_2、CH_3、CH_4、CH_5和CH_6。
根据本实施例，CH_1、CH_3和CH_5是使用中可运作的频道，其余的是没有使用的不可运作的频道。
向下抽样从CH_1扩展到CH_6的频带，并进而将其从高频带转换为低频带。此时，CH_2、CH_4和CH_6是没有使用的不可运作的频道，其中每一个都有一个基本上为零的信号电平。因此，就完全不需要从频带的开始到末尾对从CH_1扩展到CH_6的频带进行向下抽样。
例如，假设使用的是覆盖整个频带的抽样时钟信号频率的一半，即Fs’/2。在此例中，具有零电平的CH_4与频带CH_1相重叠；CH_5与具有零电平的频带CH_2相重叠；具有零电平的CH_6与频带CH_3相重叠。结果，整个频带减少了一半而在各个频道之间没有干扰出现。更具体地说，即使在频带包含几个由频分多路复用来多路传输的频道的情况下，也能够根据可运作的频道阵列来降低抽样时钟信号的频率。(这就是说，能将图12中的抽样时钟信号的频率减少一半)。减少了的频率造成减少了的功率消耗。
时钟控制单元101可用以根据解调单元7中的解调结果来检测任何可运作的频道。例如，可以根据解调单元7中的每个频道的电功率的计算结果或者根据解调单元7中的每个频道的S/N比来检测可运作的频道。
时钟控制单元101能够根据所检测的可运作的频道阵列来控制抽样时钟信号的频率。当然，在任何时候时钟频率都会随着可运作的频道的阵列或数量的改变而改变。
如上所述，在频分多路复用通信中，能够根据可运作的频道的阵列来控制抽样时钟信号频率，并且能适当地减少功率消耗。
第四实施例将参照图13和图14来说明第四实施例。
图13和图14都是方块图，它们示出了根据本实施例的一种接收器。在根据本实施例的每一个接收器中，一个单个的抽样保持电路4与一个常规的转换开关5的后尾相连。参照图13，所示出的接收器具有一个可用以控制要馈送到模拟数字变换器6中的输入的部件。同样地，参照图14，在先前工艺的接收器中安装了一个如图所示的时钟控制单元。
图13所示的接收器包括如下组件几个可用以接收信号的接收器分机(第一分机10、第二分机11和第三分机12)。在用接收器来提供无线通信的情况下，每个接收器分机上都有一个安装在其上的天线。根据接收器分机的数量来安装天线(根据本实施例是三个天线)。在假设接收器是用来提供电缆通信的情况下，在每个接收器分机上附加上一个通信连接器。
在接收器分机的输出端上将接收器分机与转换开关5相连，以便让来自接收器分机的输出信号进入到转换开关5中。转换开关5可用以按时间间隔将来自接收器分机的输出信号有选择地馈送到转换开关5之外。将来自转换开关5的输出馈送到抽样保持电路4中，并在此电路中从来自转换开关5的输出信号中提取离散值。可变放大器81可用以放大来自抽样保持电路4的输出信号。用增益控制信息检测单元51来检测用于增益控制的增益控制信息52。增益控制信息52可以是一个S/N比或者是BER，它们两者都是在解调单元7中计算出来的。
控制在可变放大器81中的放大，以便使放大信号位于模拟数字变换器6的动态范围之中。
来自可变放大器81的输出信号进入模拟数字变换器6之中，在此变换器中，将信号的值从模拟值转换为数字值。在解调单元7中，从具有转换了的数字值的信号中解调数据。
每个接收器分机都包括一个BPF 2和一个LNA 3。
上述的接收器防止了在模拟数字变换器6中量化误差的出现，并能以提高了的准确度来接收信号。
图14所示的接收器包括如下组件。几个接收器分机(第一分机10、第二分机11和第三分机12)可用以接收信号。在假设接收器是用来提供无线通信的情况下，每个接收器分机上都有一个安装在其上的天线。根据接收器分机的数量来安装天线(根据本实施例是三个天线)。在假设接收器是用来提供电缆通信的情况下，在每个接收器分机上附加上一个通信连接器。
接收器分机的输出端与转换开关5相连，以便让来自接收器分机的输出信号进入到转换开关5中。转换开关5可以按时间间隔将来自接收器分机的输出信号有选择地馈送到转换开关5之外。将来自转换开关5的输出馈送到抽样保持电路4中，并在此电路中从来自转换开关5的输出信号中提取离散值。
来自抽样保持电路4的输出信号进入模拟数字变换器6中，在此变换器中将来自抽样保持电路4的输出信号的值从模拟值变换为数字值。在解调单元7中，从具有转换了的数字值的信号中解调数据。
时钟产生单元8可用以产生时钟信号，并将所产生的时钟信号馈送到转换开关5、抽样保持电路4和模拟数字变换器6之中。时钟控制单元101可用以控制由时钟产生单元8产生的每个时钟信号的频率。例如，为了处理频分多路复用信号，时钟控制单元101根据可运作的频道的阵列来执行时钟信号的减频控制。
与前面参照图11和图12所述接收器相似，根据本实施例的接收器执行时钟频率控制，因而只消耗较少的功率。
根据第一到第四实施例的接收器可以包含一个传输能力。
在根据本实施例的每个接收器中，在转换开关的后面安装多个抽样保持电路，并且允许低频信号而不是高频信号进入此转换开关。结果，在转换开关中既没有信号漏失也没有信号扩散出现，并且能以提高了的准确度来接收信号。
根据本实施例的每个接收器对建立转换开关隔离的设计只有较少的限制，并且能以低价格买到。
在根据本实施例的每个接收器中，以可控的方式来放大要馈送到模拟数字变换器中的信号，以便让信号处于模拟数字变换器的动态范围之中。结果，防止了量化中的误差出现，并且能以提高了的准确度来接收信号。
在频分多路复用时，根据本实施例的每个接收器可根据几个频道内的可运作的频道阵列来控制抽样时钟信号的频率，因此，能够减少功率消耗。
产业上的可利用性根据本实施例的接收器最好用在适合于根据向下抽样的频率转换来进行解调的接收器上，以及与此相关的领域中。
已参照

了本发明的推荐的实施例，应当了解的是，本发明并不仅限于这些精准的实施例，对于那些熟悉工艺技术的人而言，只要不脱离本发明附后的权利要求所规定的范围和精神，可以实行各种变动和修改。
权利要求
1.一种接收器包括多个用以接收信号的接收器分机；多个抽样保持电路，其中每个电路都与所述多个接收器分机中的相应的一个相连，所述多个抽样保持电路中的每一个都可用以从所述多个接收器分机中的相应的一个的输出信号中提取离散值；与所述多个抽样保持电路相连的转换开关，所述转换开关可以让来自所述多个抽样保持电路的输出信号按时间间隔有选择地被馈送到所述转换开关之外；与所述转换开关相连的解调单元，所述解调单元可用以解调来自所述转换开关的输出信号中的数据。
2.如权利要求1所述的接收器，其中，每个所述接收器分机包括带通滤波器，以便让相应的一个信号穿过某个频带；以及第一放大器，可用以放大来自所述带通滤波器的输出信号。
3.如权利要求2所述的接收器，其中，每个所述接收器分机包括天线。
4.如权利要求1所述的接收器，还包括连接在所述转换开关和所述解调单元之间的模拟数字变换器，所述模拟数字变换器可用以将来自所述转换开关的输出信号的值从模拟数值变换为数字数值。
5.如权利要求4所述的接收器，还包括时钟产生单元，可用以产生要馈送到所述多个抽样保持电路、所述转换开关和所述模拟数字变换器中的时钟信号。
6.如权利要求5所述的接收器，还包括与所述时钟产生单元相连的放大器，所述放大器可用以是来自所述时钟产生单元的时钟信号放大一个与所述多个接收器分机的数量相当的整数倍；其中，来自所述放大器的输出被馈送到所述转换开关和所述模拟数字变换器中。
7.如权利要求4所述的接收器，还包括第二放大器，它在所述模拟数字变换器的输入端上与所述模拟数字变换器相连；增益控制单元，可用以控制在所述第二放大器中的增益；增益控制信息检测单元，可用以检测要馈送到所述增益控制单元中的增益控制信息。
8.如权利要求7所述的接收器，其中，所述增益控制信息是由所述解调单元检测的信噪比(以下称其为“S/N比”)。
9.如权利要求7所述的接收器，在此，所述增益控制信息是由所述解调单元检测的误码率(以下称其为“BER”)。
10.如权利要求7所述的接收器，其中，所述第二放大器有在所述模拟数字变换器的动态范围内的放大度。
11.如权利要求4所述的接收器，还包括多个第三放大器，其中每一个与所述多个抽样保持电路中的相应的一个相连接，所述多个第三放大器中的每一个可用以放大来自所述多个抽样保持电路中相应的一个的输出；增益控制单元，可用以控制在所述第三放大器中的增益；增益控制信息检测单元，可用以检测要馈送到所述增益控制单元中的增益控制信息。
12.如权利要求11所述的接收器，其中，所述多个第三放大器中的每一个具有基本相同的增益特性。
13.如权利要求12所述的接收器，其中，所述多个第三放大器中的每一个有一放大度，从而使得来自所述多个抽样保持电路的、要由所述多个第三放大器放大的输出信号之一所具有的最高增益，位于所述模拟数字变换器的动态范围内。
14.如权利要求5所述的接收器，还包括时钟控制单元，可用以控制在所述时钟产生单元中的时钟频率。
15.如权利要求14所述的接收器，其中，当所述多个接收器分机接收到的信号包括频分多路复用信号时，所述时钟控制单元就可以根据在运作使用中的频分多路复用信号的数量来划分在所述时钟产生单元中的时钟频率。
16.如权利要求1所述的接收器，其中，从所述多个接收器分机的每一个的输入端延伸到每个所述抽样保持电路上的布线长度，对于所述多个接收器分机的每一个而言，基本上是一样的。
17.如权利要求1所述的接收器，其中，从所述多个接收器分机的每一个的输入端延伸到每个所述抽样保持电路上的布线的负载，对于所述多个接收器分机的每一个而言，基本上是一样的。
18.一种接收器包括可用以接收信号的多个接收器分机；与所述多个接收器分机相连接的转换开关，所述转换开关可用以让来自所述多个接收器分机的输出信号按时间间隔有选择地被馈送到所述转换开关之外；与所述转换开关相连的抽样保持电路，所述抽样保持电路可用以从所述转换开关的输出信号中提取离散值；与所述抽样保持电路相连的可变放大器，所述可变放大器可用以放大来自所述抽样保持电路的输出信号；增益控制单元，可用以控制在所述可变放大器中的增益；增益控制信息检测单元，可用以检测要馈送到所述增益控制单元中的增益控制信息；与所述可变放大器相连接的模拟数字变换器，所述模拟数字变换器可用以将来自所述可变放大器的输出信号的值从模拟值转变为数字值；与所述模拟数字变换器相连接的解调单元，所述解调单元可用以解调来自所述模拟数字变换器的输出信号的数据；其中，所述增益控制单元执行控制，以使得来自所述可变放大器的输出信号位于所述模拟数字变换器的动态范围之中。
19.一种接收器，包括可用以接收信号的多个接收器分机；与所述多个接收器分机相连接的转换开关，所述转换开关可用以使得来自所述多个接收器分机的输出信号按时间间隔有选择地被馈送到所述转换开关之外；与所述转换开关相连接的抽样保持电路，所述抽样保持电路可用以从所述转换开关的输出信号中提取离散值；与所述抽样保持电路相连接的模拟数字变换器，所述模拟数字变换器可用以将来自所述抽样保持电路的输出信号的值从模拟值变换为数字值；与所述模拟数字变换器相连接的解调单元，所述解调单元可用以解调来自所述模拟数字变换器的输出信号的数据；时钟产生单元，可用以产生要馈送到所述转换开关、所述抽样保持电路和所述模拟数字变换器中的时钟信号；时钟控制单元，可用以控制在所述时钟产生单元中的时钟频率。
全文摘要
一种接收器，其中包括可用于接收信号的多个接收器分机；多个抽样保持电路(4)，其中每个电路都与相应的一个接收器分机的输出端相连；一个与抽样保持电路的输出端相连的转换开关(5)；一个与转换开关(5)的输出端相连的解调单元(7)。每个抽样保持电路(4)都可用以从相应的一个接收器分机的输出中提取离散值。转换开关(5)可按时间间隔让来自抽样保持电路(4)的输出信号有选择地馈送到转换开关(5)之外。解调单元(7)可用于从来自转换开关(5)的输出信号中解调数据。结果，提供了一个高容量、多天线的接收器，以防止在接收信号时准确度下降。
文档编号H04B1/28GK1820430SQ200580000649
公开日2006年8月16日 申请日期2005年3月8日 优先权日2004年3月30日
发明者古贺正一 申请人:松下电器产业株式会社