专利名称：射频类型选择呼叫接收机和接收选择呼叫的方法
技术领域：
本发明涉及根据接收信号的电场强度来实现自动增益控制(AGC)的射频类型选择呼叫接收机，并且还涉及接收选择呼叫的方法。
由于移动通信的发展，最近对寻呼系统的需求有显著的增长，因此，从基站发射到射频类型选择呼叫接收机的频率就增加了。射频类型选择呼叫接收机包括具有接收大量频率的宽带特性的天线，从中拾取所需信号并且对其按顺序的步骤进行调制。
如果一个频率只和一个电波相关，即使接收的信号有很大的电场强度，接收机特性或IM特性也不会受到有害影响。然而，如果一个频率和多个电波相关，就会由于电路饱和产生寄生效应，从而对接收机特性或IM特性产生有害影响。
为了避免这种寄生效应，射频类型选择呼叫接收机通常设计成可实现自动增益控制(AGC)，以便检测接收信号的电场强度，调整它的前端的增益，以及提高接收机特性或IM特性。
检测接收信号的电场强度的检测器检测来自多级限幅放大器中各级的中频(IF)信号的幅度(这些对IF信号限幅的放大器对FM信号来说是不可少的)，使用整流电路来平滑这样检测的幅度，并且根据接收信号的电场强度和直流电压之间的关系，将其变换为直流电压。在AGC中，这样变换的电压用于控制前端增益，藉此提高接收机特性和IM特性。
然而，常规射频类型选择呼叫接收机具有以下问题。因为上述检测器检测来自多级限幅放大器中各级的IF信号的幅度、使用整流电路将IF信号转换为电流、将这样转换的电流全部叠加在一起、并将电流通过一个电阻来获得电压，因而检测器只有很小的提供电流的能力。因此，如果检测器为一个实现AGC的电路提供电流，恐怕选择呼叫接收机的工作电压会变弱。
基于申请日为1992年11月23日的美国专利申请第974631号的、1994年8月5日公布的日本未审查专利出版物第6-213676号提出了一种指示接收信号强度的指示器。所建议的指示器包括多个电压放大器、多个整流器、多个电压-电流转换器、和一个电流相加电路。每个电压放大器包括一对由与温度成比例的第一电流驱动的差分晶体管，用以保持恒定增益。每个电压-电流转换器包括一对由与温度成比例但与处理参数成反比的第二电流驱动的第二差分晶体管、和一个由与处理参数成反比的第三电流驱动的第三晶体管。
1996年5月31日公布的日本未审查专利出版物第8-139632号提出了一种能够高速运作AGC而不出错的窄带收发机。所建议的收发机包括一个接收机、用于解调接收机的输出信号并且发送调制音频输入产生的信号的数字信号处理器、一个发射机、用于检测接收机输出的电场强度的检测器、指示收发机是否在接收或发射模式的指示器、和用于按照检测器和指示器发送的输出来控制提供给收发机部件的功率的功率控制器。
1996年11月22日公布的日本未审查专利出版物第8-307172号提出了一个具有可变增益的放大器。所建议的放大器包括一个按照偏置电压改变增益的差分放大电路、被包括在差分放大电路中用于起放大作用的晶体管、和一个补偿晶体管增益的温度特性的电路。
1997年8月26日公布的日本未审查专利出版物第9-223950号提出了一个包括环路振荡器的VCO电路。加在VCO电路上的电压借助于场效应管输出特性的饱和区而变换为一个恒定的电流信号。将这样产生的恒定电流信号送去驱动环路振荡器。
鉴于上述现有技术的问题，本发明的一个目的是提供能够操作AGC电路而不下降工作电压的射频类型选择呼叫接收机。
在一个方面，提供一个射频类型选择呼叫接收机，该接收机包括(a)根据中频信号来检测接收的射频信号的电场强度的检测器，和(b)接收来自检测器的信号的自动增益控制电路，其特征在于(c)将与这样检测的电场强度相关的电压转换为电流的转换器，所述电流被送到自动增益控制电路。
在本发明的另一方面，提供一种接收选择呼叫的方法，该方法包括这样的步骤(a)检测接收的射频信号的电场强度，和(b)将电压送到自动增益控制电路，其特征在于(c)将与这样检测的电场强度相关的电压转换为电流。步骤(c)在步骤(a)和(b)之间执行。
根据本发明，可以驱动自动增益控制电路而不下降输入信号。
另外，使用间歇电压来驱动电压-电流转换器可使得单个电路电池作为电源成为可能。
图1是根据本发明第一实施例的射频类型选择呼叫接收机的框图。
图2是构成图1所示射频类型选择呼叫接收机的信号处理器的框图。
图3是构成图1所示射频类型选择呼叫接收机的电压-电流转换电路的电路图。
图4表示电场强度对接收信号的直流电压的特性曲线。
图5是构成图1所示射频类型选择呼叫接收机的信号处理器的框图。
图6是根据本发明第二实施例的射频类型选择呼叫接收机的框图。图1图示说明根据第一实施例的射频类型选择信号接收机。
所示选择呼叫接收机是一种使用频移键控(FSK)调制系统的超外差类接收机。所示的选择呼叫接收机包括前端10、电连接到前端10的信号处理器30、接收从信号处理器30送出的信号的检测器60、电连接到信号处理器30的电压-电流转换电路50、从电压-电流转换电路50接收电流的自动增益控制电路20、为信号处理器30提供电能的电池E、电连接到电池E的DC/DC转换器80、电连接到DC/DC转换器80和信号处理器30的中央处理单元(CPU)70。
前端10包括天线11、放大天线11接收的信号的高频放大器12、接收高频放大器12的输出信号的第一带通滤波器(BPF1)13、第二带通滤波器(BPF2)16、第三带通滤波器(BPF3)19、位于第一和第二带通滤波器13和16之间的第一混频器14、连接到第一混频器14的第一本地振荡器15、位于第二和第三带通滤波器16和19之间的第二混频器17、和连接到第二混频器17的第二本地振荡器18。
具有上述结构的前端10将天线11接收的信号转换为中频(IF)信号。这样转换的IF信号送到信号处理器30，在那里解调IF信号，并且根据IF信号来检测电场强度。信号处理器30解调的信号送到解码器60并被解码。
操作中，信号处理器30检测根据天线11接收的信号的电场强度而改变幅度的IF信号的电压幅度，并且根据检测的幅度来计算电场强度。然后，信号处理器30按照电场强度和接收信号的直流电压之间的关系来将这样计算的电场强度转换为电压(VRSO)，如图4所示。
图4中，实线41表示无负载电流时的电场强度和直流电压之间的关系；点划线42表示小负载电流时的电场强度和直流电压之间的关系；虚线43表示大负载电流时的电场强度和直流电压之间的关系。
电场强度电压(VRSO)送到电压-电流转换电路50，并且被电压-电流转换电路50转换为负载电流。这样转换的负载电流提供给AGC电路20。因此，AGC电路20可以接收负载电流，而不下降电场强度电压(VRSO)。
用于驱动至电压-电流转换电路50的电压的电压按照来自CPU70的控制信号而提供给电路50。因此，电压-电流转换电路50接收间歇电压以进行工作。
如果天线11接收到形成很高强度的电场的两个或多个信号，则构成前端10的电路就会饱和，从而造成接收机特性(IM特性)的恶化。为了避免这种情况，AGC电路20控制确定了接收机特性的天线11和高频放大器12的增益，从而依靠来自信号处理器30的电场强度电压(VRSO)来保持它们不饱和。
根据第一实施例的射频类型选择呼叫接收机可以分为一个包括前端10和信号处理器30的射频信号处理系统、一个包括用于解码解调信号的解码器60和用以控制射频类型选择呼叫接收机工作的CPU70的控制系统。
射频信号处理系统至少要工作在1伏上，因此可以依靠电池E工作。控制系统至少需要2伏工作。因此，需要将电池E提供的电压通过DC/DC转换器80升至所需电压。
电池E的电压随着时间而有降落。因此为了保持稳定工作，电池E的电压要送到后面提到的稳压器38(参见图2)以保持电压在1.0V。这样稳定后的电压提供给前端10和信号处理器30。使电压-电流转换电路50按间歇方式工作的控制是通过开关稳压器38来完成的。
因此，如果电源电压等于2V，从CPU70送到信号处理器30以实现间歇工作的控制信号BS的幅度将在0V到2V的范围内。电压-电流转换电路50的电源电压是通过控制信号BS提供的。
通过使用从CPU70送到信号处理器30的控制信号BS，显然可以利用1V的单电路电压来使信号处理器30工作，而不必为信号处理器30增加2V的电压端子。
图2是构成射频类型选择呼叫接收机的信号处理器30的框图。
信号处理器30包括放大来自前端10的IF信号的多级限幅放大器31、解调来自多级放大器31的放大的IF信号的解调器32、从解调的IF信号中除去高频信号的低通滤波器33、偏移抵消器34、比较器35、和接收来自多级限幅放大器31各级的电压幅度并且据此产生电压的电场强度检测电路40。
来自前端10的的IF信号在多级限幅放大器31中放大，并且随后在解调器32中解调。然后，IF信号通过低通滤波器33、偏移抵消器34、和比较器35送到解码器60。
电场强度电压VRS0在多级限幅放大器31和电场强度检测电路40中检测。
图5图示说明用于检测电场强度的电场强度检测电路40的一个例子。
如图5所示，多级限幅放大器31包括(N+1)级，每级都连接到一个整流电路51。整流电路51电连接到电阻R和电容C。
电场强度电压VRSO是如下所述通过将天线11接收的信号转换为直流电压而获得的。多级限幅放大器31的各级检测IF信号的电压幅度。这样检测的电压通过全波(正和负波)整流电路51整流，并且通过电容C平滑。这样，就产生了一个与电场强度成比例的直流电压。
具体地，多级限幅放大器31的各级所检测的IF信号的电压幅度被整流电路51转换为电流。这样整流的电流彼此相加。这样，如此相加的电流在通过电阻R时被转换为电压。
日本未审查专利出版物第8-316736号中建议了一个如整流电路50这样的整流正和负波的整流电路的例子，日本未审查专利申请出版物第10-150330号中建议了一个如电场强度检测电路40这样的电场强度检测电路的例子。
由于多级限幅放大器31的各级中的幅度都被整流电路51转换成了电流、并且随后将这样产生的电流通过电阻R转换成电压，所以，如果从电场强度检测电路40中取去了一个负载电流，电场强度电压VRSO就可能下降。因此，如图2所示，电压-电流转换电路50被放置在电场强度检测电路40和AGC电路20之间，以避免造成电场强度电压VRSO下降并且可以为AGC电路20提供一个负载电流。
图3是一个将电场强度电压VRS0转换为负载电流的电压-电流转换电路50的例子的电路图。
如图3所示，电压-电流转换电路50包括第一NPN晶体管Q1、第二PNP晶体管Q2、第三PNP晶体管Q3、第四晶体管Q4、第五晶体管Q5、第一电阻RB、和第二电阻RE。
第一NPN晶体管Q1的射极通过第二电阻RE接地，电场强度电压VRSO通过第一电阻送到基极，集电极电连接到第二PNP晶体管的集电极。
第二PNP晶体管Q2的射极接收来自CPU70的控制信号BS，基极电连接到第四PNP晶体管Q4和第五PNP晶体管的基极，而集电极电连接到第一NPN晶体管Q1的集电极。集电极和基极是彼此短路的。
第三PNP晶体管Q3的射极电连接到第四PNP晶体管Q4的集电极，集电极接地，而基极通过第一电阻RB电连接到第一NPN晶体管Q1的基极。
第四PNP晶体管的射极接收来自CPU70的控制信号BS，集电极电连接到第三PNP晶体管Q3的射极，而基极电连接到第二PNP晶体管Q2和第五PNP晶体管Q5的基极。
第五PNP晶体管Q5的射极接收来自CPU70的控制信号BS，集电极电连接到AGC电路20，而基极电连接到第二PNP晶体管Q2和第四PNP晶体管Q4的基极。
第二、第四和第五PNP晶体管Q2、Q4和Q5彼此协作构成了一个电流镜像电路。
AGC电路20设计成在电场强度电压VRSO等于或高于0.7V时工作。当电场强度电压VRSO超过0.7V时，基极电流IB1流入第一NPN晶体管Q1的基极，而第一NPN晶体管Q1的集电极电流IC1被放大到等于基极电流IB1乘HEF的电流值。在此，HEF是PNP晶体管的电流放大倍数。
集电极电流IC1通过第二、第四和第五PNP晶体管Q2、Q4和Q5构成的电流镜像电路反馈。第四PNP晶体管Q5的集电极电流IC4加到第三PNP晶体管Q3的集电极电流IC3中。在这里，集电极电流IC4等于集电极电流IC1。
由于第三PNP晶体管Q3的基极电连接到第一PNP晶体管Q1的基极，因而第一PNP晶体管Q1的基极电流IB1由第三PNP晶体管Q3的基极电流IB4补偿(IB4=IC4/HFE=IB1)。因此，负载电流不会从电场强度电压VRSO中取走。
第五PNP晶体管Q5的集电极电流IC5提供给AGC电路20以驱动AGC电路20。在这里，集电极电流IC6等于集电极电流IC1。第一NPN晶体管Q1的基极电流IB1依赖于第一和第二电阻RB和RE。
基极电流IB1被如下定义。
IB1=(VRSO-VB1)/RB=(VRSO-(VE1+VBE1))/RB=(BRSO-(IC1* RE+VBE1))/RB=(VRSO-(IB1*HFE*RE+VBE1))/RB在下文中解释为什么将来自CPU70送到电压-电流转换电路50的间歇操作控制信号BS作为电源电压VBS。
电场强度检测电路40送出一个等于输入电场强度或相对输入电场强度低大约1V的输出电压。AGC电路20当电压在0.7V或更高的范围内时工作。因此，0.7V到1V范围内的电压被送到第三PNP晶体管Q3的基极。
电压-电流转换电路50所必须的源电压等于第三PNP晶体管Q3基极和射基之间的电压VBE3和第四PNP晶体管Q4的集电极和射基之间的电压VCE4之和。即，电源电压VBS是如下定义的。
VBS≥VRSO+VBE3+VCE4现在假设电压VBE3等于0.7V，电压VCE4等于0.2V或更高。电场强度电压VRSO的最大值等于1V，这等于第三PNP晶体管Q3的基极电压。因此，电源电压VBS应等于或高于1.9V(VBS≥1.9V)。由于电池E的电压是1V，所以电池E不能驱动电压-电流转换电路50。因此，如果电压-电流转化电路50的电源电压是一个间歇电压，电压-电流转换电路50甚至可以由电池E来驱动。图6是根据第二实施例的射频类型选择呼叫接收机的框图。
第二实施例在信号接收系统上与第一实施例不同。即，根据第二实施例的射频类型选择呼叫接收机使用直接转换系统接收信号，而根据第一实施例的射频类型选择呼叫接收机使用超外差系统。
图示说明的选择呼叫接收机包括前端10、电连接到前端10的信号处理器30、接收信号处理器30发送的信号的解码器60、电连接到信号处理器30的电压-电流转换电路50、从电压-电流转换电路50接收负载电流的自动增益控制电路20、为信号处理器30提供电能的电池E、电连接到电池E的DC/DC转换器80、和连接到DC/DC转换器80和信号处理器30的中央处理器(CPU)70。
前端10包括天线11、放大天线11接收的信号的高频放大器12、从高频放大器12接收放大信号的第一和第二混频器61a和61b、分别从第一和第二混频器61a和61b接收信号的第一和第二低通滤波器(LPF)62a和62b、分别电连接到第一和第二混频器61a和61b的第一和第二相移器63a和63b、以及电连接到第一和第二相移器63a和63b的本地振荡器64。
信号处理器30包括放大来自LPF 62a和62b的信号的第一和第二多级限幅放大器31a和31b、解调来自第一和第二多级放大器31a和31b的放大信号的解调器32、从解调的IF信号中除去高频信号的低通滤波器33、电连接到低通滤波器33的比较器35、接收来自第一和第二多级限幅放大器31a和31b各级的幅度并且据此产生电压的电场强度检测电路40a、和将电池E的电压稳定在一个特定电压的稳压器38。
电场强度检测电路40a与第一实施例中的电场强度检测电路40具有相同的结构，但与电场强度检测电路40不同之处在于第二实施例中的电场强度检测电路40a处理具有5KHz频率的基带信号，而第一实施例中的电场强度检测电路40处理具有455KHz频率的IF信号。
上面未提及的第二实施例的操作与第一实施例相同。
权利要求
1．射频类型选择呼叫接收机包括根据中频信号来检测接收的射频信号的电场强度的检测器(30)；和接收来自所述检测器(30)的信号的自动增益控制电路(20)，其特征在于将与这样检测的电场强度相关的电压转换为电流的转换器(50)，所述电流被送到所述自动增益控制电路(20)。
2．权利要求1提出的射频类型选择呼叫接收机，还包括将接收的信号转换为中频信号的前端(10)；和解码由所述检测器(30)解调的信号的解码器(60)。
3．权利要求1提出的射频类型选择呼叫接收机，其特征在于所述选择呼叫接收机是用于接收射频信号的超外差类型。
4．权利要求1提出的射频类型选择呼叫接收机，其特征在于所述选择呼叫接收机是用于接收射频信号的直接转换类型。
5．任何权利要求1到4提出的射频类型选择呼叫接收机，其特征在于还包括一个为所述转换器(50)提供间歇电压的电源(E)。
6．任何权利要求1到4提出的射频类型选择呼叫接收机，其特征在于还包括直流电压电源(E)，和一个使用间歇控制信号控制所述直流电压源(E)产生的直流电压以便为所述转换器(50)提供间歇电压的控制器(70)。
7．任何权利要求1到4提出的射频类型选择呼叫接收机，其特征在于还包括直流电压电源(E)、控制器(70)、和稳压器(38)，所述控制器(70)使用间歇控制信号控制所述直流电压源(E)产生的直流电压以便为所述转换器(50)提供间歇电压，所述稳压器(38)为除所述转换器(50)之外的部件提供间歇电压。
8．接收选择呼叫的方法，包括以下步骤(a)检测接收的射频信号的电场强度；和(b)向自动增益控制电路(20)提供所述电压，其特征在于(c)将与这样检测的电场强度相关的电压转换为电流，所述步骤(c)在所述步骤(a)之后但在所述步骤(b)之前执行。
9．权利要求8提出的方法，其特征在于所述电压按照一个间歇电压而转化为电流。
全文摘要
提供了一种射频类型选择呼叫接收机,该接收机包括根据中频信号检测接收射频信号的电场强度的检测器(30)、和接收检测器(30)发送的信号的自动增益控制电路(20),其特征在于转换器(50)将这样检测的电场强度相关的电压转换为电流,该电流被送到自动增益控制电路(20)。根据射频类型选择呼叫接收机,就有可能精确地操纵自动增益控制(AGC)而不使输入信号下降。
文档编号H04B1/26GK1232352SQ99102359
公开日1999年10月20日 申请日期1999年2月24日 优先权日1998年2月24日
发明者工藤宏 申请人:日本电气株式会社