专利名称：低中频接收机的制作方法
技术领域：
本发明涉及低中频接收机，特别地但不是唯一地应用于在选呼接收机中，例如广域数字寻呼机，和涉及实现这种接收机的集成电路。
背景技术：
为满足对具有更少芯片外元件的更高级集成不断增长的要求，无线电接收机正向例如低中频结构发展。这些接收机与传统超外差设计不同而获益，因为所有所需要的信道滤波能够在芯片内实现。可是，这类接收机的一个特征是图像频率总是相对接近所需要信号和通常安排在一个相邻信道。结果，不可能通过射频滤波将所需要频率与图像频率隔离。而低中频接收机通常依靠使用消除技术在基带上消除图像频率。
低中频接收机的一个特点是它依靠其正交结构中的良好内部匹配实现高水平的相邻信道抑制。这意味着在图像信道相对所需要信道较大的情况下，图像信道中的某些干扰可以找到进入所需要的信号频谱中的方法。这引起在解调器输出中误码率降低。根据对接收机的使用，在某些系统中不希望接收机处理大量相邻信道干扰，而在其它系统中例如寻呼中对接收机相邻信道的技术指标是非常严格的。
本发明公开本发明的目的是改善在集成低中频接收机中的相邻信道抑制。
按照本发明的第一方面，提供一种适合于作为低中频接收机工作用于数据接收和作为零中频接收机用于图像信道测量的正交接收机。
更具体地，提供了一种低中频接收机，包括第一和第二混频装置，具有分别耦合到第一和第二混频装置的第一和第二输出的正交相关的本振信号源，耦合到第一和第二混频装置的信道滤波装置，耦合到信道滤波装置的信号消旋装置，该消旋装置具有第一和第二输出，用于使接收机的工作模式从低中频接收机改变为零中频接收机的装置，以便通过调整本振频率确定相邻信道信号的相对幅度，对DC基本上对称地安排所需要信道，扩展信道滤波装置带宽以包括相邻所要信道的信道，并在来自第一和第二混频装置的信号路径中插入DC陷波以基本上阻挡所需要信道，各个相邻信道信号出现在各个消旋装置的第一和第二输出上，用于确定第一和第二输出上的哪个信号具有相对较小幅度的装置，和接收机通过改变本振频率到其低中频模式，以便通过恢复信道滤波装置的带宽和通过消除DC陷波适当通过所需要信道和较小的相邻信道信号。
在实施按照本发明制造的接收机时，本振可以包括一个频率合成器，和将工作模式从零中频改变为低中频时只出现一次合成器切换，该合成器减少了所产生干扰的总电平和也使接收机能够较好地迅速地切换到数据接收模式。
按照本发明第二方面，提供了一种集成电路，包括一个适合于作为低中频接收机工作用于数据接收和作为用于图像信道测量的零中频接收机工作的正交接收机。
本发明的第二方面也提供包括一个低中频接收机的集成电路，包括第一和第二混频装置，用于将第一和第二混频装置连接到正交相关的本振信号的信号源的装置，耦合到第一和第二混频装置输出的信道滤波装置，耦合到信道滤波装置的信号消旋装置，该消旋装置具有第一和第二输出，用于使接收机工作模式从低中频接收机改变为零中频接收机的装置，以便通过提供用于改变本振频率的控制信号将所需要信道围绕DC对称地安置、通过加宽信道滤波装置带宽以包括与所要信道相邻的信道和通过在来自第一和第二混频装置的信号路径中插入DC陷波，以使基本上阻止所要信道来确定相邻信道信号的相对幅度，各个相邻信道信号出现在消旋装置各个第一和第二输出上，用于确定第一和第二输出的信号的哪个信号具有较小相对幅度，和接收机通过提供另一个控制信号用于改变本振频率以便通过恢复信道滤波装置的带宽和通过消除DC陷波而改变其低中频模式，以适当地通过所要信道和相邻信道信号中的较小者。
根据本发明的第三方面提供一种操作低中频接收机的方法，包括(a)通过调节本振频率重新配置接收机作为零中频接收机工作，以便选择所要的信道和不要的相邻信道，(b)确定哪个相邻信道是较小的，和(c)重新配置接收机作为具有所选择的本振频率的低中频接收机工作，以通过所要的信道和较小的相邻信道。
本发明的第三方面进一步提供操作具有包括一个本振信号源的频率转换装置、耦合到该频率装置装置的信道滤波装置、耦合到信道滤波装置具有第一和第二输出的信号消旋装置的低中频接收机的方法，该方法包括(a)通过改变本振频率将所要的信道围绕DC基本上对称安置、通过加宽信道滤波装置以包括与所要信道相邻的信道和通过插入DC陷波基本上阻止频率转换装置输出中的所要信道来重新配置接收机，以作为零中频接收机工作，(b)确定信号消旋装置的第一和第二输出的较小的信号，和(c)通过改变本振频率以便频率转换装置通过所要信道信号和较小的相邻信道信号、通过恢复信道滤波装置的带宽和通过消除DC陷波来重新配置接收机以作为低中频接收机工作。
附图简介现在将通过举例方式参照附图描述本发明，其中
图1是表示在图像频率上存在高电平干扰的幅频特性曲线图，图2是表示在图像频率上存在低电平干扰的幅频特性曲线图，图3是表示作为零中频接收机工作的接收机的幅频特性曲线图，图4是按照本发明制造的低中频接收机实施例的方框示意图，和图5是表示从低中频接收机开机点直到准备好接收数据的各种操作的流程图。
在图中相同的标号用于表示相应的特征。
实现本发明的方式图1说明了所要信号10被频率转换为低中频FLIF和不要相邻信道信号12、14被转换为在所要信号任何一侧相邻信道的情况。在该例子中，相邻信道信号12比所要信号10小，和相邻信道信号14大于所要信号10。低通信道了不起特性CF对称围绕DC安放而且其通带包括以正低中频FLIF为中心的所要信号10和作为图像信号的不要的相邻信道14。在这种情况下，接收机的解调器必须对付幅度大于所要信号10的干扰信号。
图2表示相反情况，其中本振频率已经被改变以便频率转换后的所要信号10以负的低中频FLIF为中心。因此较低幅度、不要的信道12处于信道滤波器特性CF带宽内。从解调信号的观点看，干扰信号最好具有相对所要信号10较小的幅度。在该例子中，图2比图1更好，因为通过将本振频率改变一个信道间隔，有可能测量在相邻信道12、14中相对所要信号10的干扰幅度和决定哪个本振频率提供较低干扰电平。
在具有时分协议的电信环境中，决定选择哪个本振频率应当相对迅速地进行，反之数据将丢失。需要独立测量两个相邻信道的相对幅度然后做出决定的一个选择是不行的，因为这将占用太长时间。在平行接收机链路中同时测量两个信道的另一个方式较快，但是本认为过于昂贵。
图3说明一种技术，其中单个接收机能够同时选择两个相邻信道并比较它们的相对幅度，因此使接收机能够选择给出具有较低干扰电平镜像频率位置的一个本振频率。支持该技术的原理是根据不论何时接收机开机，改变信道或认为当前所选择的信道不满足，通过偏移本振频率半个信道宽度暂时将接收机从低中频接收机改变为零中频接收机，以便中频频率FIF和所要信道围绕DC对称安置使不要的相邻信道12、14在所要信道10每侧。同时信道滤波器带宽CF从图1和2所示的带宽加宽以包括不要的信道12和14。也为避免所要信道10干扰确定较小不要信道的有关测量过程，由通过高通滤波器产生的DC陷波N有效地消除它。各个信道在接收机中被消旋，由此产生各个输出上的不要信道12、14。比较不要信道并决定哪个干扰较小，在该例子中为信道12，和选择本振频率偏移中频高于或低于DC，和接收机转变为低中频接收机。同时，该高通滤波装置被去掉和信道滤波器带宽被减少以便接收机工作在图2所示的模式上。
图4说明了按照本发明制造的接收机的实施例。由天线20所接收的信号被提供给RF前端22，该前端的输出被分解并提供给正交相关混频器24、26。包括频率合成器的本振28具有提供给混频器26的同相输出30和提供给混频器24的90度相位输出。来自混频器24、26的信号路径是相同的，为描述方便只描述了一个路径，而识别在其它信号路径中相应级的标号包含在括号中。每个信号路径包括可变换的高通滤波装置34(36)，其输出连接到低通信道滤波器38(40)，低通滤波器的信道滤波器带宽CF可由窄变宽和返回转换。来自低通信道滤波器38(40)的信号在模拟数字变换器42(44)中被过取样并被数字化，然后在十抽一滤波器46(48)中滤波。反转级50耦合到十抽一滤波器46、48的输出以在正常数据接收模式中在输出52上产生所要信号并在输出54上产生图像信号。反转级50依靠信号消除和通过数字化信道滤波器38、40的输出，在正交信号路径中的失配可以被消除由此有助于获得所要和图像信号。
输出52、54耦合到决定级56，该级输出被提供给控制级58，控制级具有耦合到本振28、可变换高通滤波装置34、36，低通滤波器38、40和十抽一滤波器46、48的的控制信号输出。
在接收机开机时，控制级58使接收机作为零中频接收机，这样本振频率被偏移半个信道带宽，高通滤波装置34、36连接到来自混频器24、26的电路上，以将DC陷波引入到信号输出，低通信道滤波器38、40的信道带宽如图3所示被加宽，对十抽一滤波器46、48进行相应改变。作为这些改变的结果，不要的干扰12、14出现在各个输出52、54上。它们在决定级56中被比较并产生输出，命令控制级58将本振频率在正方向或负方向调整半个信道带宽以包括低通信道滤波器38、40被减少的信道带宽CF中较小的干扰。同时，高通滤波器34、36转换电路外，由此消除以DC为中心的陷波并减少十抽一滤波器46、48的带宽。此后，接收机作为低中频接收机工作，在输出52、54之一上产生所要数据和在输出54、52另一个输出产生不要的图像数据。
上述操作在图5所示的流程图中进行总结，图中方框60代表开机的接收机。方框62代表将接收机改变为其零中频模式的操作，即改变本振频率以便所要信号10围绕DC对称，加宽滤波器38、40、46和48的带宽和接入高通滤波装置34、36以产生围绕DC的陷波。方框64表示在决定级中比较输出52与输出54上的信号的操作。在方框66中，确定哪个输出比较大。如果输出52大于输出54，即O/P52＞O/P54，则本振频率向一侧偏移半个信道带宽，方框68。另一个方式，如果输出52小于输出54，即O/P52＜O/P54，则在方框70中本振频率向另一侧偏移半个信道。方框72代表减少滤波器38、40、46和48的带宽并断开高通滤波装置34、36以消除陷波。最后，方框74表示接收机工作在低中频模式中并在以正常方式接收数据。
可选择地，接收机可以包括信号质量测量装置，该装置确定由于所接收的信号质量退化是否应当进行信道搜索。
在未图示的实施例中，反转级50包括一个模拟级，该级将来自信道滤波器38、40的输出反转而不必将它们数字化。
在本说明书和权利要求书中，放在元件之前的词“一个”并不排除存在多个这种元件。另外，词“包括”并不排除存在列出的这些以外的其它元件或步骤。
通过阅读本公开文本，其它修改对本领域技术人员是明显易见的。这些修改可能涉及在设计、制造和使用低IR接收机和其部件中已经公知的其它特征，这些特征可以被用于替换或附加在已经在此描述的特征上。
工业应用性低中频接收机和实现低中频接收机的集成电路。
权利要求
1.一种正交接收机，该接收机适合于作为用于数据接收的低中频接收机工作和作为用于图像信道测量的零中频接收机。
2.权利要求1中所要求的一种接收机，其特征在于接收机包括频率转换装置，用于对来自频率转换装置的输出信号进行滤波的信道滤波装置，和具有第一及第二输出的消旋装置，当接收机作为低中频接收机工作时该装置产生分别所要信号和不要图像信号，和当作为零中频接收机工作时在较高和较低相邻信道中分别产生信号。
3.权利要求2中所要求的一种接收机，其特征在于当作为零中频接收机工作时，信道滤波装置的带宽比当作为低中频接收机工作时更宽，和当作为零中频接收机工作时在该信道带宽中提供DC陷波以基本上阻止不要信道。
4.一种低中频接收机，包括第一和第二混频装置，具有分别耦合到第一和第二混频装置的第一和第二输出的一个正交相关本振信号源，耦合到第一和第二混频装置输出的信道滤波装置，耦合到信道滤波装置的信号消旋装置，该消旋装置具有第一和第二输出，用于使接收机的工作模式从低中频接收机改变为零中频接收机的装置，以便通过改变本振频率确定相邻信道信号的相对幅度，将所要信道基本上围绕DC对称安置，加宽信道滤波装置的带宽以包括相邻所要信道的信道，并在来自第一和第二混频装置的信号路径中插入DC陷波以基本上阻止所要信道，各个相邻信道信号出现在该消旋装置的各个第一和第二输出上，用于确定第一和第二输出上的哪个信号具有较小的相对幅度的装置，和接收机通过改变本振频率适当地通过所要信道和相邻信道信号中的较小者、通过恢复信道滤波装置的带宽和通过消除DC陷波改变其低中频模式的装置。
5.权利要求4中所要求的一种接收机，其特征在于该消旋装置包括数字消旋装置和在于数字化装置被耦合到信道滤波装置的输出上，用于数字化加在数字消旋装置上的信号。
6.权利要求4中所要求的一种接收机，其特征在于当接收机作为零中频接收机工作时，用于插入DC陷波的装置包括耦合到第一和第二混频装置的信号路径上的各个高通滤波装置。
7.一种集成电路，包括一个正交接收机，该接收机适合于作为低中频接收机工作，用于数据接收，和作为零中频接收机工作，用于图像信道测量。
8.一种包括低中频接收机的集成电路，包括第一和第二混频装置，用于将第一和第二混频装置连接到正交相关本振信号源的装置，耦合到第一和第二混频装置输出的信道滤波装置，耦合到信道滤波装置上的信号消旋装置，该消旋装置具有第一和第二输出，用于使接收机的工作模式从低中频接收机改变为零中频接收机的装置，以便通过提供用于改变本振频率的控制信号将所要信道围绕DC基本上对称安置、通过加宽信道滤波装置的带宽以包括相邻信道所要信道的信道和通过在来自第一和第二混频装置的信号路径中插入DC陷波以基本上阻止所要信道来确定相邻信道信号的相对幅度，各个相邻信道信号出现在消旋装置的各个第一和第二输出上，用于确定在第一和第二输出上的哪个信号具有较小的相对幅度的装置，和接收机通过提供另一个控制信号用于改变本振频率来改变其低中频模式，以通过恢复信道滤波装置的带宽和通过消除DC陷波来适当地通过所要信道和相邻信道信号中的较小者。
9.一种操作低中频接收机的方法，包括(a)通过调节本振频率重新配置接收机以作为零中频接收机工作，以便选择所要信道和不要的相邻信道，(b)确定哪个相邻信道较小，和(c)重新配置接收机以作为具有所选择的本振频率的低中频接收机工作，以通过所要信道和相邻信道中的较小者。
10.一种操作低中频接收机的方法，该接收机具有频率转换装置，该装置包括本振信号源，耦合到频率转换装置的信道滤波装置，耦合到信道滤波装置上的信号消旋装置，该信号消旋装置具有第一和第二输出，该方法包括(a)通过改变本振频率以围绕DC基本上对称安置所要信道、通过加宽信道滤波装置带宽以包括相邻所要信道的信道和通过插入DC陷波基本上阻止频率转换装置输出中的所要信道来重新配置接收机作为零中频接收机工作，(b)确定在信号消旋装置的第一和第二输出的较小的信号，和(c)通过改变本振频率以使频率消旋装置通过所要信道信号和相邻信道信号中的较小者、通过恢复信道滤波装置的带宽和通过消除DC陷波来重新配置接收机作为低中频接收机工作。
全文摘要
一种低中频接收机,其中输入信号在正交相关混频器(24,26)中进行频率转换,在各个低通信道滤波器(38,40)中被滤波,被反转以产生所要信号和其图像(52,54),该接收机开机作为零中频接收机工作以便确定所要信道相邻的信道中哪个信道具有较小干扰,然后提供给混频器(24,26)的本振频率被调节以使该干扰到达低通信道滤波器(38,40)的信道带宽内。更特别地,开机时本机(28)振荡频率被偏移半个信道以便围绕DC基本上对称地安置所要信号并将不要的相邻信道干扰安放在两侧。同时加宽低通滤波器(38,40)的带宽以包括两个不要的干扰,还通过高通滤波装置(34,36)将DC陷波插入到该信号路径中。在反转级(50)的每个输出上产生每个干扰,在决定级(56)中确定哪个干扰较小,并据此将本振频率在正向和负向上调节半个信道带宽,和同时减少低通滤波器(38,40)的带宽并去除高通滤波装置,由此消除混频器(24,26)输出频率上的陷波。
文档编号H04B1/00GK1275270SQ99801336
公开日2000年11月29日 申请日期1999年8月18日 优先权日1998年8月25日
发明者A·J·戴维 申请人:皇家菲利浦电子有限公司