专利名称：数据限幅器和利用其的射频接收机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种数据限幅器和使用该数据限幅器的射频接收机，并且更具体地说，涉及一种通过从接收的射频信号消除直流分量产生脉冲数据信号的数据限幅器，以及使用该数据限幅器的射频接收机。
背景技术：
一般，射频接收机执行解调，以便恢复从发送机接收的射频信号为原始信号。
射频接收机通常包括一个低噪声放大器(LNA)、一个混频器、一个解调器、和一个数据限幅器。这里，解调器输出一个模拟信号，该模拟信号中含有通过按照对应的通信方法的预定解调处理获得的信息。利用解调器解调的信号通过数据限幅器与一个参考电压进行比较，并以脉冲形式产生作为最后的数字数据。
图1是常规数据限幅器的电路图。
参照图1，数据限幅器包括平均直流检测器10，和比较器20。
平均直流检测器10包括连接到用于解调的信号的信号线的电阻R1和电容C1。按照低通滤波器工作的电阻R1和电容C1检测解调的模拟数据输入信号的平均直流值并且作为参考电压输出该值。
比较器20比较解调的输入数据与由平均直流检测器10检测的平均直流值，并输出比较结果。该信号以脉冲数据信号的形式从比较器20输出。
同时，由于诸如在发送期间解调信号的失真、各个部件之间的失配、和各个解调信号之间的信道干扰之类的各种原因，有时出现直流分量的突然变化。如果出现直流变化，因为平均直流检测器10利用固定的RC时间常数，所以平均直流检测器10不能跟着变化和响应变化的直流值。结果，因为常规的数据限幅器不能检测解调的信号，或因为在脉冲的持续期(duty)引起失真，所以常规数据限幅器不能正确地恢复信号。
更具体地讲，如图2所示，通过将解调的具有逐渐增加的直流分量的信号与由直流检测器10检测的平均直流值之间进行比较而获得的数据脉冲表明检测信号的持续期的信号丢失和失真两者。
发明内容
本发明克服了现有技术的上述问题，本发明的一个目的是提供一种通过从解调信号中消除直流偏移分量来精确地恢复信号的数据限幅器，以及一种具有该数据限幅器的射频接收机。
上述目的是通过按照本发明的数据限幅器实现的，该数据限幅器包括一个取样信号输出部分，用于通过顺序地输出按照预定取样频率进行取样的解调的输入信号的样值、输出第一取样信号，和输出在从第一取样信号延迟预定时间后进行取样的第二取样信号；和数据恢复部分，用于利用从取样信号输出部分输出的第一和第二取样信号恢复解调的输入信号为消除直流偏移分量的信号。
取样信号输出部分包括一个运行时钟发生器，用于顺序地产生对应于全部多个输出信道的取样频率的运行时钟，其中该运行时钟的循环周期是通过将解调的输入信号的单位数据间隔乘以一个预定的数进行设置的；一个取样器，与从运行时钟发生器输出的各自运行时钟相同步，用于取样并保持解调的输入信号；一个第一复用器，用于使取样器保持的各个样值与各自的运行时钟同步，并输出该结果作为第一取样信号；和一个第二复用器，用于在该各样值从第一复用器输出之前的一个预定时间间隔同步由取样器保持的各个样值，并输出该结果作为第二取样信号。
从运行时钟发生器以特定间隔输出的运行时钟的循环周期大于解调的输入信号的单元数据间隔的两倍。
按照本发明的另外一个方面的数据限幅器包括一个取样信号输出部分，用于通过顺序地输出按照预定取样频率进行取样的解调的输入信号的样值、输出第一取样信号，和输出在从第一取样信号延迟预定时间后进行取样的第二取样信号；和数据恢复部分，用于获得第一和第二取样信号之间的差的信号，并反相该差信号，并比较被反相的差信号与该差信号，并且输出该比较的结果。
按照本发明的再一个方面的数据限幅器包括一个取样信号输出部分，用于通过顺序地输出按照预定取样频率进行取样的解调的输入信号的样值、输出第一取样信号，和输出在从第一取样信号延迟预定时间后进行取样的第二取样信号；和数据恢复部分，用于获得第一和第二取样信号之间的差的信号，并比较该差信号与一个预定的参考信号，并且输出该比较的结果。
再有，为了实现上述目的，在按照本发明的射频接收机中中包括一个解调器，用于解调接收的射频信号；一个数据限幅器，用于将来自解调器的解调信号输入恢复为脉冲数据信号。按照本发明的数据限幅器包括一个取样信号输出部分，用于通过顺序地输出按照预定取样频率进行取样的解调的输入信号的样值、输出第一取样信号，和输出在从第一取样信号延迟预定时间后进行取样的第二取样信号；和一个数据恢复部分，用于利用分别从取样信号输出部分输出的第一和第二取样信号恢复解调的输入信号为直流偏移分量消除的数据。
通过参照下面结合附图的详细描述，作为使本发明更好理解的更完整的评价和许多附带的优点将是显而易见的，在各个附图中相同的标号表示相同或相似的部件，其中图1是常规数据限幅器的电路图；图2是表示由图1的数据限幅器从输入的解调的数据信号中产生的数据脉冲的波形；图3是按照本发明的优选实施例的射频接收机的框图；图4是表示图3的数据限幅器的一个例子的框图；图5是表示从图4的运行时钟发生器产生的运行时钟的波形；图6是用于示意性地表示图4的取样器的电路图；图7是用于示意性地表示图4的第一复用器的电路图；图8是用于示意性地表示图4的第二复用器的电路图；图9是用于表示图4的差分检测器的一个例子的电路图；图10是表示输入到图4的数据限幅器的解调的数据信号被通过差分检测器输出的波形；图11是表示按照本发明的另一个实施例的数据限幅器的框图；和图12是表示图11的差分检测器的一个例子的电路图。
具体实施例方式
现在将参照附图描述本发明的优选实施例，同时始终相同的部件是由相同的标号给出的，并尽可能省略多余的解释。
图3是按照本发明的优选实施例表示一个射频接收机的框图。
参照图3，射频接收机50包括低噪声放大器70(LNA)、混频器80、解调器90、和数据限幅器100。
LNA 70放大通过天线60接收的射频信号。
混频器80混频从一个振荡器(未示出)、例如一个压控振荡器(VCO)产生的频率信号与被放大的射频信号。
解调器90解调从混频器80输出的信号，并以其中含有信息的模拟信号的形式输出解调的信号。这里，解调器90的解调是对应于发送机(未示出)的调制方法进行的。
数据限幅器100变换由解调器90解调的信号为脉冲数字信号，并输出变换的信号到一个主机40，在该主机读出信息。
图4是表示图3的数据限幅器的一个例子的框图。
参照图4，数据限幅器100包括一个取样数据输出部分101和一个数据恢复部分200。
取样数据输出部分101包括运行时钟发生器110、取样器120、以及第一和第二复用器130和140。
运行时钟发生器110通过相应的输出线顺序地产生运行时钟(RCK)。
运行时钟发生器110通过顺序地切换从参考时钟发生器(未示出)产生的参考时钟，通过多个输出线产生各个运行时钟(RCK)。另外一种方式是，参考时钟发生器可以被安装在运行时钟发生器110中。
这里，参考时钟的频率对应于以单元数据表示间隔的解调信号的取样速率。表示间隔的单元数据是指当信息以二进制信号形式表示时，比特信号0或1被记录的时刻。
另外，对于相应于运行时钟发生器110的输出线的数目确定运行时钟产生间隔，最好是将运行时钟产生间隔确定为表示间隔的单元数据的整倍数。更具体地，用于运行时钟发生器110产生的运行时钟的输出信道数被确定为一定数量的样值，该各样值是按照对解调的数据输入信号设置的取样速率在两个比特间隔中可得到的。
例如，当解调数据输入信号具有1Mbps的传输速率时，产生16MHz的参考时钟，以便对一个比特获得十六(16)个样值。
这里，如果运行时钟产生间隔被确定为两个比特间隔，则运行时钟发生器110的输出信道数变为三十二(32)。另外，在运行时钟产生间隔期间，32个运行时钟(RCK0-RCK31)被顺序地通过相应的输出线进行输出。
运行时钟发生器110的输出线与其它部件，即，取样器120和第一复用器130和第二复用器140之间的连接由各个运行时钟的次序代表。下面将描述从运行时钟发生器110产生的各个运行时钟到相应的各个部件的输入。
图5是表示从运行时钟发生器110输出的32个运行时钟的波形的一个例子。在图5中，参考字符“T”代表运行时钟产生间隔，和“t”是参考时钟的宽度。
取样器120与从运行时钟发生器110顺序输出的运行时钟信号同步地顺序执行解调的模拟输入信号的取样和保持。
图6是表示取样器120的结构的例子。
参照图6，取样器120具有多个取样/保持单元元件123，这些元件并行地连接到解调信号的各个输入线。每个取样/保持单元元件123包括开关121和电容122。取样/保持单元元件123的数量对应于运行时钟的数量。
相应的开关121与对应的运行时钟同步地切换。也就是说，相应的各个开关对应于32个运行时钟(RCK0-RCK31)执行取样和保持，这些时钟是从运行时钟发生器110顺序地输出的。开关121在运行时钟的高状态被接通执行取样，并且在低状态被关断保持该各样值。
更具体地，当产生<0>次序RCK(RCK<0>)时，连接到<0>次序RCK输出线的开关121被接通，并然后直至产生<0>次序RCK(RCK<0>)的下一个周期被关断。按相同的方式，按预定次序连接到各RCK输出线的各开关121与RCK相同步并接通与关断。
开关121可以是一个三极管。
第一复用器130被连接到取样器120的相应输出端。第一复用器130具有公共连接到其输出端的多个开关。
第一复用器130是按这样的方式构成的，即其各个开关是与RCK1、RCK2-RCK31、和RCK0相同步的，以输出由取样器120保持的各个样值。第一复用器130的各个开关被连接到运行时钟发生器110，以便接收一个运行时钟(RCK)，该运行时钟是从对应于取样器120的开关转换的一个时钟。
图7表示第一复用器130的一个例子。
参照图7，连接到取样器120的取样/保持单元元件123的第一复用器130的开关131与RCK<0>同步，相对于第一运行时钟RCK<1>进行操作，以同步在电容122上取样的取样数据R<0>，并被接通输出该结果。按照相同的方式，第一复用器130的其它开关131也进行操作，与各运行时钟同步地被接通，该运行时钟是从施加到对应于取样器120的开关121的运行时钟延迟一个时钟的运行时钟。
第二复用器140被连接到取样器120的相应各个输出端，并具有公共连接到其输出端100b的多个开关。
第二复用器140是按这样的方式构成的，即，使得相应的开关与运行时钟信号(RCK1、RCK2-RCK31、和RCK0)相同步，以输出由取样器120保持的各个样值。第二取样器140的各个相应开关进行如此连接，使得该各个开关按与第一复用器130相同的次序接收运行时钟(RCK)。另外，第二复用器140的各个开关的各个输入端被连接到取样器120，接收从第一复用器130进行了十六(16)个时钟延迟的各个取样信号。即如图8所示，与第一运行时钟(RCK<1>)同步的第二复用器140的开关141被连接到取样器120，以便切换和输出由与第十六运行时钟(RCK<16>)同步的取样器120的第十六开关121取样的第十六取样数据。因此，当接收到第一运行时钟(RCK<1>)时，第二复用器140的第一开关141输出第十六取样数据。按照相同的方式，第二复用器140的其它开关141都被连接到取样器120，以便输出从第一复用器130输出的取样数据延迟十六个时钟的取样数据。
因此，当输出一个运行时钟(RCK)时，来自第二复用器140的信号输出是从第一复用器130输出的信号延迟十六个时钟，即，单元数据表示的间隔(2/T)的信号。
数据恢复部分200包括差分检测器210和比较器220。
差分检测器210通过其对应于第一和第二复用器130和140的输出端210a和210b，输出从第一和第二复用器130和140的输出线100a和100b输出的两个信号之间的差的信号和该差信号的反相信号。
差分检测器210的一个示例性结构如图9所示。
参照图9，差分检测器210包括电阻R2和R3、运算放大器202、和RC并联电路204和206。
电阻R2连接到第一复用器130的输出线100a与运算放大器202的非反相输入端(+)之间。
电阻R3连接到第二复用器140的输出线100b与运算放大器202的反相输入端(-)之间。
其中电阻R4和电容C2并联互连的RC并联电路204被连接到运算放大器202的非反相输入端(+)和反相输出端(-)之间。
另外，其中电阻R5和电容C3并联互连的RC并联电路206被连接到运算放大器202的反相输入端(-)和非反相输出端(+)之间。
从差分检测器210的相应的输出端210a和210b，分别输出第一和第二复用器130和140输出的信号之间的差，和反相的差信号。
那么，由于这样的通过差分检测器202的解调信号，从该解调信号中消除了直流分量。
即，如图10所示，从通过第一复用器130输出的第一信号100a1(实线)减去通过第二复用器140的输出线100b输出、并对应于从第一信号100a1延迟单元数据表示的间隔的一个值的第二信号100b1(虚线)，直流分量被从第一信号100a1消除，并且消除直流分量的信号210a1通过差分检测器210的输出端210a进行输出。通过差分检测器210的另一输出端210b，输出消除直流的信号210a1的反相信号(未示出)。
比较器220比较从差分检测器210输出的消除直流的信号210a1与反相信号，并输出比较结果。当消除直流的信号210a1及其反相信号由比较器220进行比较时，输出具有幅度大于差信号两倍的脉冲信号。因此，由主机40确定数据更加容易。
现在更详细描述数据限幅器100的操作。
当从运行时钟发生器110产生0次序运行时钟(RCK<0>)时，取样器120与0次序运行时钟(RCK<0>)相同步，并且取样和保持该0次序样值。接下来，当下一次序的运行时钟，即，当第一运行时钟(RCK<1>)产生时，取样器120与第一次序运行时钟(RCK<1>)相同步，并且取样和保持该第一次序样值。同时，与第一次序运行时钟(RCK<1>)相同步的第一复用器130的开关输出0次序取样数据，该取样数据是响应于以前的运行时钟，即0次序运行时钟(RCK<0>)被进行取样和保持的取样数据。另外，与第一运行时钟(RCK<1>)相同步的第二复用器140的开关141输出第十六取样数据，该取样数据是响应于第一运行时钟(RCK<1>)前头十六个时钟的运行时钟，即响应于第十六运行时钟(RCK<16>)被取样和保持的取样数据。
因此，通过第二复用器140的信号输出对应于从通过第一复用器130输出的信号延迟十六个时钟信号。也就是说，同时从第一和第二复用器130和140输出的各个信号彼此远离十六个时钟。然后，从第一复用器130的信号减去第二复用器140的信号，直流分量被从解调的信号中消除掉。
同时，差分检测器210分别输出消除直流的信号及其反相信号。
因此，比较器220输出对应于消除直流的信号与反相的信号之间的比较结果的脉冲信号的波形。
即，比较器220恢复消除直流的解调信号为一种脉冲数字信号。
图11是按照本发明的另一个优选实施例的数据限幅器的框图。
对于整个另一个优选实施例的描述，各相同部件将由相同的标号代表。
参照图11，数据限幅器包括取样数据输出部分101和数据恢复部分300。
数据恢复部分300包括差分检测器310和比较器320。
差分检测器310输出代表第一复用器130的输出线100a输出的信号与从第二复用器140的输出线100b输出的信号之间的差的信号。
图12表示差分检测器310的示例性构成。
参照图12，差分检测器310包括电阻R6和R7、运算放大器302、和RC并联电路304和306。
电阻R6连接在第一复用器130的输出线100a与运算放大器302的反相输入端(-)之间。
电阻R7连接在第二复用器140的输出线100b与运算放大器302的非反相输入端(+)之间。
电阻R8和电容C4并联互连的RC并联电路304连接在运算放大器302的反相输入端(-)与运算放大器302的输出端310a之间。
另外，电阻R9和电容C5并联互连的RC并联电路306连接在运算放大器302的非反相输入端(+)与电阻R7之间。
适当地确定连接到RC并联电路306的一端的参考电压源(Vref2)的值。
通过差分检测器310的输出端310a，输出对应于从第一和第二复用器130和140输出的信号之间的差的信号。
比较器320比较从差分检测器310输出的信号与参考电压源(Vref2)，并输出比较的结果。
因此，通过比较器320，以脉冲波形的形式输出消除直流的解调信号。
虽然本发明被应用到产生十六倍参考时钟的情况下，但如果不同地设置取样速率，则运行时钟和输出线的数量可以相应地改变。
如上所述，利用按照本发明的数据限幅器和利用该数据限幅器的射频接收机，因为从解调的数据信号的消除直流的信号中可以获得以脉冲形式的数字信号，所以改善了信号恢复效率。
虽然已经描述了本发明的优选实施例，但应当理解本发明并不仅限于这些优选实施例，而对于本专业的技术人员而言，在按所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内可以作出各种变化和修改。
权利要求
1.一种数据限幅器，包括一个取样信号输出部分，用于通过顺序地输出按照预定取样频率进行取样的解调的输入信号的样值、输出第一取样信号，和输出在从第一取样信号延迟预定时间后进行取样的第二取样信号；和一个数据恢复部分，用于利用从取样信号输出部分输出的第一和第二取样信号，恢复解调的输入信号为直流偏移分量消除的信号。
2.如权利要求1的数据限幅器，其中取样信号输出部分包括一个运行时钟发生器，用于顺序地产生对应于各个输出信道的取样频率的运行时钟，该运行时钟的循环周期被设置为解调的输入信号的单元数据间隔的预定倍数；一个取样器，与运行时钟发生器输出的各个运行时钟相同步，用于取样和保持解调的各个输入信号；一个第一复用器，用于相对于各个运行时钟同步由取样器保持的各个样值，并输出该结果作为第一取样信号；和一个第二复用器，用于在从第一复用器输出各个样值之前的预定时间间隔同步由取样器保持的各个样值，并输出该结果作为第二取样信号。
3.如权利要求2的数据限幅器，其中从运行时钟发生器输出的运行时钟的循环周期大于解调的输入信号的单元数据间隔的两倍。
4.如权利要求3的数据限幅器，其中取样器包括多个开关，与解调的输入信号的输入线相并联连接，按照相应的运行时钟该多个开关进行接通/关断；和一个保持部分，用于保持通过该多个开关输入的各个信号。
5.如权利要求4的数据限幅器，其中保持部分包括多个电容，分别与该多个开关相连接。
6.如权利要求2的数据限幅器，其中数据恢复部分包括一个差分检测器，用于从第一和第二取样信号之间获得差信号，并分别输出差信号及其反相信号；和一个比较器，用于比较通过差分检测器输出的差信号和反相信号，并输出比较结果作为脉冲型数据信号。
7.如权利要求6的数据限幅器，其中差分检测器包括一个第一电阻，其一端连接到第一取样信号的输出路径；一个第二电阻，其一端连接到第二取样信号的输出路径；一个运算放大器，其一个非反相输入端和一个反相输入端分别连接到该第一和第二电阻的另外一端，其中该运算放大器分别通过反相输出端和非反相输出端输出信号；一个第一RC并联电路，连接在运算放大器的非反相输入端和反相输出端之间，和一个第二RC并联电路，连接在运算放大器的反相输入端和非反相输出端之间。
8.如权利要求2的数据限幅器，其中数据恢复部分包括一个差分检测器，用于输出一个第一和第二取样信号之间的差的信号；和一个比较器，用于比较从差分检测器输出的差信号与预定的参考电压，并输出比较结果作为脉冲数据信号。
9.如权利要求8的数据限幅器，其中差分检测器包括一个第三电阻，其一端连接到第一取样信号的输出路径；一个第四电阻，其一端连接到第二取样信号的输出路径；一个运算放大器，其一个反相输入端和一个非反相输入端连接到第三和第四电阻的另外一端，其中该运算放大器比较通过第三和第四电阻的另外一端输入到反相输入端与非反相输入端的信号，并通过该运算放大器的输出端输出比较结果；一个第三RC并联电路，连接在运算放大器的反相输入端与运算放大器的输出端之间；和一个第四RC并联电路，连接在运算放大器的非反相输入端与一个参考电压源之间。
10.一种数据限幅器，包括一个取样信号输出部分，用于通过顺序地输出按照预定取样频率进行取样的解调的输入信号的样值、输出第一取样信号，和输出在从第一取样信号延迟预定时间后进行取样的第二取样信号；和一个数据恢复部分，用于从第一和第二取样信号之间的差信号获得一个差，并反相该差信号，比较反相的差信号与该差信号，并且输出比较结果。
11.一种数据限幅器，包括一个取样信号输出部分，用于通过顺序地输出按照预定取样频率进行取样的解调的输入信号的样值、输出第一取样信号，和输出在从第一取样信号延迟预定时间后进行取样的第二取样信号；和一个数据恢复部分，用于从第一和第二取样信号之间的差获得一个差信号，并比较该差信号与预定的参考信号，并且输出比较结果。
12.一种射频接收机，包括一个解调器，用于解调接收的射频信号；一个数据限幅器，用于将来自解调器的解调信号输入恢复为一脉冲数据信号，该数据限幅器包括一个取样信号输出部分，用于通过顺序地输出按照预定取样频率进行取样的解调的输入信号的样值、输出第一取样信号，和输出在从第一取样信号延迟预定时间后进行取样的第二取样信号；和一个数据恢复部分，用于利用分别从取样信号输出部分输出的第一和第二取样信号，恢复解调的输入信号为直流偏移分量消除的数据。
13.如权利要求12的射频接收机，还包括一个放大器，用于放大射频信号；和一个混频器，用于混频由该放大器放大的信号与预定的振荡信号，并输出混频结果到解调器。
全文摘要
一种数据限幅器和一种使用该数据限幅器的射频接收机。该射频接收机包括:一个用于解调接收的射频信号的解调器;一个取样信号输出部分,用于通过顺序地输出按照预定取样频率进行取样的解调的输入信号的样值、输出第一取样信号,和输出在从第一取样信号延迟预定时间后进行取样的第二取样信号;和数据恢复部分,用于利用分别从取样信号输出部分输出的第一和第二取样信号,恢复解调的输入信号为直流偏移分量消除的数据。因为从直流消除的信号中获得脉冲波形的数字化数据,所以改善了信号恢复效率。
文档编号H04L25/06GK1368797SQ01140649
公开日2002年9月11日 申请日期2001年9月19日 优先权日2001年2月2日
发明者李兴培, 赵启钰, 徐春德 申请人:三星电子株式会社