DE69637274T2

DE69637274T2 - TDMA-Funkgerätschaltung mit variablem zweiten Lokaloszillator

Info

Publication number: DE69637274T2
Application number: DE69637274T
Authority: DE
Inventors: Hisashi Mino-shi Adachi; Hiroaki Hirakara-shi Kosugi; Youichi Yokohama-shi Morinaga; Toshio Yokohama-shi Obara
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1995-07-03
Filing date: 1996-07-02
Publication date: 2008-01-31
Anticipated expiration: 2016-07-03
Also published as: EP0752761A3; CN1146672A; JPH0918378A; EP0752761A2; US5987309A; EP0752761B1; KR970009014A; DE69637274D1; KR100235396B1; CN1088298C

Description

Die Erfindung betrifft eine Überlagerungs-Senderempfängerschaltung für ein TDMA-(Zeitmultiplex-Zugriffs-)System.
Nach dem Stand der Technik ändert eine Überlagerungs-Senderempfängerschaltung eine Übertragungsfrequenz durch Änderung der Ausgangsfrequenz eines ersten Lokaloszillators. Die Senderempfängerschaltung hat zwei zweite Lokaloszillatoren zum Empfangen und zum Senden, deren Ausgangsfrequenzen fest sind.
11 ist ein Blockschaltbild der bekannten Überlagerungs-Senderempfängerschaltung. Diese Senderempfängerschaltung hat eine Senderschaltung 901, eine Empfängerschaltung 902, einen ersten Lokaloszillator 903, einen zweiten Lokaloszillator zum Senden 904, einen zweiten Lokaloszillator zum Empfangen 905, eine Frequenzweiche 907 und eine Antenne 908.
Die Senderschaltung 901 hat einen Modulator 911, ein Filter 912, einen Frequenzumsetzer zum Senden 913, ein Filter 914 und einen Verstärker 915. Der Modulator 911 moduliert das Ausgangssignal des zweiten Lokaloszillators zum Senden 904 mit einem Basisbandsignal. Das Ausgangssignal des Modulators 911 wird nach dem Durchlaufen des Filters zur Reduzierung unerwünschter Frequenzkomponenten an den Frequenzumsetzer zum Senden 913 übergeben. Der Frequenzumsetzer zum Senden 913 erzeugt ein umgesetztes Signal mit einer Sendefrequenz unter Verwendung des Ausgangssignals des ersten Lokaloszillators 903. Das Ausgangssignal des Frequenzumsetzers 913 wird vom Verstärker 915 verstärkt, nachdem unerwünschte Frequenzkomponenten des Signals vom Filter 914 reduziert worden sind. Das verstärkte Signal durchläuft die Frequenzweiche 907 und wird von der Antenne 908 abgestrahlt.
Die Empfängerschaltung 902 hat einen rauscharmen Verstärker 921, einen ersten Frequenzumsetzer 922, ein Filter 923, einen zweiten Frequenzumsetzer 924, ein Filter 925 und einen Demodulator 926. Ein von der Antenne 908 empfangenes Signal durchläuft eine Frequenzweiche 907 und ist ein Eingangssignal des rauscharmen Verstärkers 921. Das Ausgangssignal des rauscharmen Verstärkers 921 wird dem ersten Frequenzumsetzer 922 zugeführt, der eine erste Zwischenfrequenz unter Verwendung des Ausgangssignals des ersten Lokalfrequenzoszillators 903 erzeugt. Das Ausgangssignal des ersten Frequenzumsetzers 922 wird dem zweiten Frequenzumsetzer 924 zugeführt, nachdem unerwünschte Frequenzkomponenten des Signals reduziert worden sind. Der zweite Frequenzumsetzer 924 setzt das Ausgangssignal des Filters 923 in eine zweite Zwischenfrequenz um, unter Verwendung des Ausgangssignals des zweiten Empfänger-Lokaloszillators 905. Das zweite Zwischenfrequenzsignal wird vom Demodulator 926 demoduliert, nachdem unerwünschte Frequenzkomponenten des Signals vom Filter 925 reduziert worden sind.
Die oben beschriebene bekannte Senderempfängerschaltung benötigt jedoch zwei zweite Lokaloszillatoren zum Empfangen und zum Senden. Somit ist diese Senderempfängerschaltung nicht für einen tragbaren Senderempfänger geeignet, der kompakte Abmessungen haben sollte. Die bekannte Senderempfängerschaltung hat einen weiteren Nachteil. Sie neigt zum Erzeugen unerwünschter Störkomponenten aufgrund des Ausgangssignals des zweiten Lokaloszillators im Sendemodus, da beide zweite Lokaloszillatoren während des Übertragungsbetriebs aktiviert sind.
EP 0 333 419 A2 offenbart einen Senderempfänger, bei dem ein Lokaloszillator des Empfängers auch als Frequenzquelle für den Sender dient.
WO 92/17946 offenbart einen Funk-Senderempfänger, der aufweist: einen ersten Lokaloszillator zum Bereitstellen eines ersten LO-Signals, einen zweiten Lokaloszillator zum Bereitstellen eines zweiten LO-Signals und einen Mischer, in den das erste und das zweite LO-Signal im Sendemodus eingegeben werden. Das Ausgangssignal des zweiten Lokaloszillators wird als Trägersignal verwendet, das durch ein Audiosignal moduliert werden kann.
Ein Vorteil dieser Erfindung besteht darin, eine verbesserte Senderempfängerschaltung bereitzustellen, die für eine kompakte Größe geeignet ist und kaum unerwünschte Störkomponenten im Sendemodus erzeugt, indem ein einziger zweiter Lokaloszillator sowohl zum Empfangen als auch zum Senden verwendet wird.
Erfindungsgemäß wird eine Senderempfängerschaltung mit einem frequenzvariablen zweiten Lokaloszillator bereitgestellt, wobei der zweite Lokaloszillator eine Frequenzsynthesegeneratorschaltung hat. Eine Referenzfrequenz des zweiten Lokaloszillators wird höher eingestellt als eine Frequenzstufe der Übertragungskanäle, und die Ausgangsfrequenz des zweiten Lokaloszillators wird je nach Sendemodus oder Empfangsmodus geändert.
Beide Ausgangssignale des ersten und des zweiten Lokaloszillators werden von einem Lokalfrequenzumsetzer empfangen. Im Sendemodus ist das Ausgangssignal des Lokalfrequenzumsetzers ein Eingangssignal eines Modulators einer Senderschaltung in Form einer Trägerfrequenz eines Übertragungssignals.
Unter einem Aspekt der Erfindung weicht die Ausgangsfrequenz des zweiten Lokaloszillators im Empfangsmodus um einen vorbestimmten Betrag vom Sendemodus ab, und das Ausgangssignal des Lokalfrequenzumsetzers wird an den ersten Frequenzumsetzer geliefert, so daß das empfangene Signal in das erste Zwischenfrequenzsignal umgesetzt wird. In diesem Fall wird bevorzugt, daß der erste Lokaloszillator eine erste Oszillatorschaltung und einen Vervielfacher hat und daß das Ausgangssignal der ersten Oszillatorschaltung im Vervielfacher vervielfacht wird und dann an den Lokalfrequenzumsetzer geliefert wird.
Unter einem weiteren Aspekt der Erfindung wird das Ausgangssignal des ersten Lokaloszillators an den ersten Frequenzumsetzer geliefert, so daß das empfangene Signal im Empfangsmodus in das erste Zwischenfrequenzsignal umgesetzt wird. Wogegen die Ausgangsfrequenz des zweiten Lokaloszillators im Sendemodus um einen vorbestimmten Betrag vom Empfangsmodus abweicht und der Lokalfrequenzumsetzer die Ausgangssignale des ersten und des zweiten Lokaloszillators mischt, um ein umge setztes Signal für einen Träger der Übertragungssignale zu erzeugen. Der Träger wird an den Modulator der Senderschaltung übergeben. In diesem Fall wird bevorzugt, daß ein Zwischenwert zwischen der Ausgangsfrequenz des ersten Lokaloszillators und der Frequenz des Übertragungssignals gleich der Frequenz des empfangenen Signals ist und daß der zweite Lokaloszillator eine Oszillatorschaltung und einen Vervielfacher hat. Das Ausgangssignal der Oszillatorschaltung wird im Empfangsmodus an den zweiten Frequenzumsetzer übergeben. Wogegen im Sendemodus die Ausgangsfrequenz der Oszillatorschaltung vom Vervielfacher verdoppelt wird. Das Signal mit verdoppelter Frequenz ist ein Eingangssignal des Lokalfrequenzumsetzers.
Daher wird im Empfangsmodus das Ausgangssignal des Lokalfrequenzumsetzers oder des ersten Lokaloszillators erfindungsgemäß an den ersten Frequenzumsetzer übergeben, so daß das empfangene Signal in das erste Zwischensignal umgesetzt wird. Das erste Zwischensignal ist ein Eingangssignal des zweiten Frequenzumsetzers, das in die zweite Zwischenfrequenz umzusetzen ist. Die zweite Zwischenfrequenz ist gleich einer Differenzfrequenz zwischen der ersten Zwischenfrequenz und der Ausgangsfrequenz des zweiten Lokaloszillators.
Erfindungsgemäß ist es nicht erforderlich, den Senderempfänger mit zwei zweiten Lokaloszillatoren zu versehen, wie bei der bekannten Technik, da die Senderempfängerschaltung erfindungsgemäß einen einzigen zweiten Lokaloszillator verwendet, der seine Ausgangsfrequenz während eines kurzen Zeitraums für den Übergang zwischen dem Sendemodus und dem Empfangsmodus im TDMA-System ändert. Außerdem erzeugt die erfindungsgemäße Senderempfängerschaltung kaum unerwünschte Störkomponenten, da das Ausgangssignal des zweiten Lokaloszillators im Sendemodus nicht vorhanden ist.
Die Erfindung kann auch auf eine Senderempfängerschaltung angewendet werden, die in mehreren Übertragungsbänder verwendet wird, bei der sich eine Differenzfrequenz zwischen einem empfangenen Signal und einem Übertragungssignal ändert. In diesem Fall wird eines der mehreren Übertragungsbänder entsprechend der Ausgangsfrequenz des ersten Lokaloszillators gewählt, und die Ausgangsfrequenz des zweiten Lokaloszillators ist im Empfangsmodus fest und ändert sich im Sendemodus mit jedem Übertragungsband.
Es wird bevorzugt, daß der erste und zweite Lokaloszillator mehrere Datenelemente zum Einstellen von Ausgangsfrequenzen speichern und eine von diesen wählen, um das entsprechende Frequenzsignal auszugeben, wenn ein Sende/Empfangs-Schaltsignal gegeben wird. Auf diese Weise kann der Sendemodus und der Empfangsmodus durch wenige Schaltsignale, d. h. ein Signal für ein Übertragungsband, umgeschaltet werden.
Es wird besonders bevorzugt, daß ein spannungsgesteuerter Oszillator jedes Lokaloszillators einen Schalter-Kreis zum teilweisen Überbrücken eines Schwingkreises hat, der eine Induktivität und einen Kondensator aufweist. Der Schalter-Kreis schaltet die Resonanzfrequenz des Schwingkreises entsprechend den gegeben Datenelementen zum Einstellen der Ausgangsfrequenz, und dann wird die Ausgangsfrequenz des Lokaloszillators geändert. Ferner wird bevorzugt, daß der Schalter-Kreis ein Halbleiterbauelement aufweist, daß im Sendemodus einschaltet und im Empfangsmodus ausschaltet. Folglich kann jede Schwingfrequenz einfach und wesentlich geändert werden.
In den beigefügten Zeichnungen ist:
1 ein Blockschaltbild, das eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Senderempfängerschaltung zeigt;
2 ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel der Frequenzänderungen eines ersten und zweiten Lokaloszillators der in 1 gezeigten Senderempfängerschaltung zeigt;
3 ein Zeitdiagramm, das ein weiteres Beispiel der Frequenzänderungen des ersten und zweiten Lokaloszillators der in 1 gezeigten Transceiverschaltung zeigt;
4 ein Zeitdiagramm, das ein weiteres Beispiel der Frequenzänderungen des ersten und zweiten Lokaloszillators zeigt, wenn die in 1 gezeigte Senderempfängerschaltung auf zwei Übertragungsbänder angewendet wird;
5 ein Blockschaltbild, das einen modifizierten ersten Lokaloszillator der in 1 gezeigten Senderempfängerschaltung zeigt;
6 ein Blockschaltbild, das eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Senderempfängerschaltung zeigt;
7 ein Blockschaltbild, das eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Senderempfängerschaltung zeigt;
8 ein Blockschaltbild, das eine Senderempfängerschaltung als Referenz zeigt.
9 ein Blockschaltbild, das ein Ausführungsbeispiel eines zweiten Lokaloszillators zeigt;
10 ein Stromlaufplan, der ein Beispiel eines spannungsgesteuerten Oszillators des zweiten Lokaloszillators zeigt; und
11 ein Blockschaltbild, das eine bekannte Senderempfängerschaltung zeigt.
Bevorzugte Ausführungsformen dieser Erfindung sind nachstehend anhand von 1 bis 10 beschrieben. Diese Senderempfängerschaltung weist auf: eine Senderschaltung 101, eine Empfängerschaltung 102, einen ersten Lokaloszillator 103, einen zweiten Lokaloszillator 104, einen Lokalfrequenzumsetzer 105, ein Filter 106, eine Frequenzweiche 107 und eine Antenne 108.
Das Ausgangssignal des ersten Lokaloszillators 103 wird mit dem Ausgangssignal des zweiten Lokaloszillators 104 im Lokalfrequenzumsetzer 105 gemischt. Das Ausgangssignal des Lokalfrequenzumsetzers 105 wird nach dem Durchlaufen des Filters 106 an die Senderschaltung 101 oder die Empfängerschaltung 102 geliefert.
Die Senderschaltung 101 weist einen Modulator 111, ein Filter 112 und einen Verstärker 113 auf. In einem Sendemodus moduliert der Modulator 111 das Ausgangssignal des Filters 106 mit einem Basisbandsignal. Das Ausgangssignal des Modulators 111 wird nach dem Durchgang durch das Filter 112 zur Reduzierung unerwünschter Frequenzkomponenten vom Verstärker 113 verstärkt und über die Antenne 108 gesendet.
Die Empfängerschaltung 102 weist auf: einen rauscharmen Verstärker 121, einen ersten Frequenzumsetzer 122, ein Filter 123, einen zweiten Frequenzumsetzer 124, ein Filter 125 und einen Demodulator 126. In einem Empfangsmodus ist ein von der Antenne empfangenes Signal ein über die Frequenzweiche 107 laufendes Eingangssignal des rauscharmen Verstärkers 121. Das Ausgangssignal des rauscharmen Verstärkers 121 ist ein Eingangssignal des ersten Frequenzumsetzers 122, der das Signal durch Mischen mit dem Ausgangssignal des Filters 106 in eine erste Zwischenfrequenz umsetzt. Das Ausgangssignal des ersten Frequenzumsetzers 122 ist nach Durchgang durch das Filter 123 zur Reduzierung unerwünschter Frequenzkomponenten ein Eingangssignal des zweiten Frequenzumsetzers 124. Der zweite Frequenzumsetzer 124 setzt das Ausgangssignal des Filters 123 unter Verwendung des Ausgangssignals des zweiten Lokaloszillators 104 in eine zweite Zwischenfrequenz um. Das zweite Zwischenfrequenzsignal durchläuft das Filter 125 zur Reduzierung unerwünschter Frequenzkomponenten und ist dann ein Eingangssignal des Demodulators 126.
Der zweite Lokaloszillator 104 weist einen Frequenzsynthesegenerator auf, dessen Ausgangsfrequenz veränderlich und phasensynchron mit einem Referenzsignal ist. Im Sendemodus gibt der zweite Lokaloszillator 104 ein Signal mit einer solchen Frequenz aus, daß die Ausgangsfrequenz des Lokalfrequenzumsetzers 105 gleich der Frequenz des Übertragungssignals ist. Im Empfangsmodus gibt der zweite Lokaloszillator 104 ein Signal aus, dessen Frequenz um einen vorbestimmten Betrag vom Sendemodus abweicht und zu einer solchen Frequenz wird, bei der eine Differenzfrequenz zwischen dem Ausgangssignal des Lokalfrequenzumsetzers 105 und dem empfangenen Signal gleich der ersten Zwischenfrequenz ist. Eine Referenzfrequenz des zweiten Lokaloszillators 104 ist größer als eine Frequenzstufe zwischen den Übertragungskanälen. Eine Frequenz-Umschaltzeit des Frequenzsynthesegenerators kann verkürzt werden, indem die Referenzfrequenz erhöht wird. Folglich kann die Frequenz für den Übergang vom Sendemodus in den Empfangsmodus schnell geändert werden.
Ein Überblick über die Frequenzänderungen des ersten und des zweiten Lokaloszillators 103, 104 ist in 2 dargestellt. Dieses Diagramm zeigt ein Beispiel der Frequenzänderungen in dem Prozeß, in dem der Senderempfänger in einem Sen demodus, einem Empfangsmodus und einem Prüfmodus für Signalpegel in anderen peripheren Kanälen arbeitet und dann zum Sendemodus zurückkehrt.
In der Periode "a" des Sendemodus ist die Ausgangsfrequenz des ersten Lokaloszillators 103 f1; die Ausgangsfrequenz des zweiten Lokaloszillators 104 ist fTX; und die Frequenz des Übertragungssignals ist f1 + fTX.
Die Periode "b" ist eine Umschaltperiode vom Sendemodus zum Empfangsmodus. Der erste Lokaloszillator 103 behält die Frequenz f1 bei, und der zweite Lokaloszillator 104 ändert die Frequenz von fTX in fRX. Wenn die erste Zwischenfrequenz fIF1 ist, ist die Frequenz des empfangenen Signals f1 + fRX – fIF1.
In der Periode "c" des Empfangsmodus behält der erste Lokaloszillator 103 die Frequenz f1 bei, und der zweite Lokaloszillator behält die Frequenz fRX bei.
Die Periode "d" ist eine Periode zur Prüfung von Signalpegeln anderer peripherer Kanäle. Der erste Lokaloszillator 103 ändert die Frequenz von f1 in f2 und kehrt nach der Prüfung der Signalpegel anderer peripherer Kanäle zur Frequenz f1 zurück. Der zweite Lokaloszillator 104 behält die Frequenz fRX bei, bis die Prüfung der Signalpegel anderer peripherer Kanäle beendet ist, um dann später zur Frequenz fTX zurückzukehren.
Die Periode "e" ist eine Periode des Sendemodus, die mit der Periode "a" identisch ist.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung kann eine Hochgeschwindigkeitsumschaltung der Frequenz zwischen dem Sendemodus und dem Empfangsmodus ausgeführt werden, indem die Referenzfrequenz des zweiten Lokaloszillators größer eingestellt wird als die Frequenzstufe zwischen den Ü-bertragungskanälen. Folglich kann eine Doppelüberlagerungs-Senderempfängerschaltung für ein TDMA-System mit einem einzigen zweiten Lokaloszillator verwirklicht werden. Diese Senderempfängerschaltung erzeugt keine unerwünschten Störsignale, da die Frequenz des zweiten Lokaloszillators im Sendemodus nicht vorhanden ist. Außerdem kann eine Schaltung, die zwischen einem Modulator und einer Antenne erforderlich ist, minimiert werden, da eine direkte Modulation unter Verwendung der Frequenz des Übertragungssignals durchgeführt wird.
Ein anderes Beispiel der Frequenzänderungen des ersten und des zweiten Lokaloszillators 103, 104 ist in 3 dargestellt. In diesem Fall unterscheidet sich die Frequenz des ersten Lokaloszillators 103 zwischen dem Empfangsmodus und dem Sendemodus um einen bestimmten Betrag, und der Betrag ist kleiner eingestellt als die Referenzfrequenz des zweiten Lokaloszillators. In 3. ändert sich die Frequenz des ersten Lokaloszillators um den bestimmten Betrag, und die Frequenz dauert bis zum Ende der Periode "c" des Empfangsmodus an. Ein Betrag der Frequenzänderung des ersten Lokaloszillators in der Periode "b" kommt der Frequenzstufe zwischen den Übertragungskanälen nahe. Somit ist eine erforderliche Zeit zur Frequenzänderung in der Periode "b" kürzer als zur Frequenzänderung zwischen einem niedrigsten Frequenzkanal und einem höchsten Frequenzkanal.
Folglich kann die Ausgangsfrequenz des Lokalfrequenzumsetzers unabhängig von der Frequenz des zweiten lokalen Oszillators geändert werden. In bestimmten Fällen ist es bei der in 2. dargestellten Betriebsweise schwierig, passende Frequenzen für die erste und zweite Zwischenfrequenz einzustellen, so daß die Referenzfrequenz des zweiten Lokaloszillators hoch genug eingestellt wird. Jedoch ist es bei der Betriebweise in 3 einfach, die Referenzfrequenz des zweiten Lokaloszillators groß genug einzustellen.
Ein weiteres Beispiel von Frequenzänderungen des ersten und des zweiten Lokaloszillators 103, 104 ist in 4 dargestellt. In diesem Fall wird die in 1 gezeigte Senderempfängerschaltung auf zwei Übertragungsbänder angewendet, deren Differenzfrequenzen zwischen den empfangenen Signalen und den Übertragungssignalen sich unterscheiden. Die erste und die zweite Zwischenfrequenz und die Frequenz des zweiten Lokaloszillators 104 sind im Empfangsmodus sowohl im ersten als auch im zweiten Übertragungsband gleich. Im Sendemodus ändert der zweite Lokaloszillator 104 die Frequenz, um sie an jedes Übertragungsband anzupassen. Die Wahl des Übertragungsbands zwischen dem ersten und dem zweiten Übertragungsband erfolgt grundsätzlich durch die Frequenz des ersten Lokaloszillators. Somit erhält man gemäß der in 4 dargestellten Betriebs weise eine Senderempfängerschaltung, die mit einem einzigen zweiten Lokaloszillators in zwei Übertragungsbändern arbeitet. Es ist auch möglich, die Ausgangsfrequenz des zweiten Lokaloszillator im ersten Übertragungsband nicht zu ändern und nur im Sendemodus im zweiten Übertragungsband zu ändern.
Es wird bevorzugt, daß der erste Lokaloszillator 103, wie in 5 dargestellt, aufweist: eine Lokaloszillatorschaltung 131, einen Vervielfacher 132, der das Ausgangssignal der Lokaloszillatorschaltung 131 vervielfacht, und ein Filter 133, das unerwünschte Frequenzkomponenten reduziert. In diesem Fall wird eine Impedanzschwankung aufgrund des Zeitmultiplexbetriebs der Sender- und Empfängerschaltungen 101, 102 durch den Vervielfacher 132 unterdrückt. Dadurch wird der Betrieb des Lokaloszillators 131 stabiler.
6 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Senderempfängerschaltung. Gleiche Komponenten sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie in 1. Diese Schaltung weist auf: eine Senderschaltung 101, eine Empfängerschaltung 102, einen ersten Lokaloszillator 203, einen zweiten Lokaloszillator 204, einen Lokalfrequenzumsetzer 205, ein Filter 206, eine Frequenzweiche 107 und eine Antenne 108.
Das Ausgangssignal des ersten Lokaloszillators 203 wird im Empfangsmodus an die Empfängerschaltung 102 geliefert. Wogegen im Sendemodus das Ausgangssignal des ersten Lokaloszillators 203 ein Eingangssignal des Lokalfrequenzumsetzers 205 ist, der das Signal mit der Ausgangsfrequenz des zweiten Lokaloszillators 204 mischt. Das Ausgangssignal des Lokalfrequenzumsetzers 205 wird an die Senderschaltung 101 geliefert, nachdem unerwünschte Frequenzkomponenten durch das Filter 206 reduziert worden sind.
Der zweite Lokaloszillator 204 hat einen Frequenzsynthesegenerator, der phasengleich mit einem Referenzsignal synchronisiert ist und dessen Ausgangsfrequenz veränderlich ist. Im Sendemodus gibt der zweite Lokaloszillator 204 ein Signal aus, dessen Frequenz so bemessen ist, daß die Ausgangsfrequenz des Lokalfrequenzumsetzers 205 gleich der Übertragungsfrequenz ist. Die Ausgangsfrequenz des zweiten Lokaloszillators 204 weicht im Empfangsmodus um einen bestimmten Betrag von der Frequenz im Sendemodus ab. Das Ausgangssignal des zweiten Lokaloszillators 204 wird an den zweiten Frequenzumsetzer 124 geliefert. Die Referenzfrequenz des zweiten Lokaloszillators 204 ist größer als die Frequenzstufe zwischen den Übertragungskanälen. Eine Frequenz-Umschaltzeit des Frequenzsynthesegenerators kann verkürzt werden, indem die Referenzfrequenz erhöht wird. Folglich kann die Frequenz für den Übergang vom Sendemodus in den Empfangsmodus schnell geändert werden.
Gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung kann ein schneller Frequenzwechsel zwischen dem Sendemodus und dem Empfangsmodus ausgeführt werden, indem die Referenzfrequenz des zweiten Lokaloszillators groß genug eingestellt wird. Folglich kann ein TDMA-Doppelüberlagerungs-Senderempfänger unter Verwendung eines einzigen zweiten Lokaloszillators verwirklicht werden. Diese Senderempfängerschaltung erzeugt keine unerwünschten Störsignale, da die Frequenz des zweiten Lokaloszillators im Sendemodus nicht vorhanden ist. Außerdem kann eine Schaltung, die zwischen einem Modulator und einer Antenne erforderlich ist, minimiert werden, da eine direkte Modulation unter Verwendung der Frequenz des Übertragungssignals durchgeführt wird. Ein weiterer Vorteil besteht in der Minimierung des Stromverbrauchs in einem Empfangsmodus, indem das Warten auf ein Signal unterbrochen und ein Betrieb des Lokalfrequenzumsetzers 205 angehalten wird.
Auf die gleiche Weise, wie in 3 der ersten Ausführungsform gezeigt, kann die Frequenz des ersten Lokaloszillators in der zweiten Ausführungsform im Empfangsmodus ein wenig geändert werden. Die Senderempfängerschaltung in dieser Ausführungsform kann auch für zwei Frequenzbänder verwendet werden.
7 zeigt eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Senderempfängerschaltung. Diese Senderempfängerschaltung hat eine ähnliche Konfiguration wie die der Senderempfängerschaltung in 6. Gleiche Komponenten sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie in 6. Diese Senderempfängerschaltung weist auf: eine Senderschaltung 101, eine Empfängerschaltung 102, einen ersten Lokaloszillator 303, einen zweiten Lokaloszillator 304, einen Lokalfrequenzumsetzer 305, ein Filter 306, eine Frequenzweiche 107 und eine Antenne 108.
Die Frequenz des ersten Lokaloszillators 303 und die Übertragungsfrequenz unterscheiden sich, und ihr Mittelwert ist gleich der Frequenz des empfangenen Signals. Das Ausgangssignal des ersten Lokaloszillators 303 ist ein Eingangssignal der Empfängerschaltung 102 im Empfangsmodus. Wogegen im Sendemodus das Ausgangssignal des ersten Lokaloszillators 303 ein Eingangssignal des Lokalfrequenzumsetzers 305 ist, der das Signal mit einer vervielfachten Frequenz des Ausgangssignals des zweiten Lokaloszillators mischt. Das Ausgangssignal des Lokalfrequenzumsetzers 305 ist ein Eingangssignal des Filters 306, in dem unerwünschte Frequenzkomponenten reduziert werden. Dann wird das Ausgangssignal des Filters der Senderschaltung 101 zugeführt.
Der zweite Lokaloszillator 304 hat einen Frequenzsynthesegenerator, der phasengleich mit dem Referenzsignal synchronisiert ist, und dessen Ausgangsfrequenz veränderlich ist. Im Sendemodus ändert sich die Ausgangsfrequenz des zweiten Lokaloszillators 304 um einen bestimmten Betrag und wird durch den Vervielfacher 317 verdoppelt. Dann ist das Ausgangssignal des Vervielfachers 317 ein Eingangssignal des Lokalfrequenzumsetzers 305, nachdem unerwünschte Frequenzkomponenten durch das Filter 318 reduziert werden. Der Lokalfrequenzumsetzer 305 mischt die Ausgangsfrequenz des ersten Lokaloszillators 303 und die Ausgangsfrequenz des Filters 318. Das Ausgangssignal des Lokalfrequenzumsetzers 305 ist ein Eingangssignal des Modulators 111, nachdem unerwünschte Frequenzkomponenten durch das Filter 306 reduziert worden sind. Im Empfangsmodus ist das Ausgangssignal des zweiten Lokaloszillators ein Eingangssignal des zweiten Frequenzumsetzers 124.
Die Referenzfrequenz des zweiten Lokaloszillators 304 ist größer als die Frequenzstufe der Übertragungsbänder. Eine Frequenz-Umschaltzeit des Frequenzsynthesegenerators kann verkürzt werden, indem die Referenzfrequenz erhöht wird. Folglich kann die Frequenz für den Übergang vom Sendemodus zum Empfangsmodus schnell geändert werden.
Gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung kann ein schneller Frequenzwechsel zwischen dem Sendemodus und dem Empfangsmodus ausgeführt werden, indem die Referenzfrequenz des zweiten Lokaloszillators groß genug eingestellt wird. Folglich kann eine Doppelüberlagerungs-Senderempfängerschaltung für ein TDMA-System mit einem einzigen zweiten Lokaloszillator verwirklicht werden. Diese Senderempfängerschaltung erzeugt kein unerwünschtes Störsignal, da die Frequenz des zweiten Lokaloszillators im Sendemodus nicht vorhanden ist. Außerdem kann eine Schaltung, die zwischen einem Modulator und einer Antenne erforderlich ist, minimiert werden, da eine direkte Modulation unter Verwendung der Frequenz des Übertragungssignals durchgeführt wird. Ein Stromverbrauch in einem Empfangsmodus kann auch dadurch minimiert werden, daß das Warten auf ein Signal unterbrochen und ein Betrieb des Vervielfachers und des Lokalfrequenzumsetzers 305 angehalten wird. Die Frequenz des zweiten Lokaloszillators 304 ändert sich so wenig, wie die zweite Zwischenfrequenz zwischen dem Übertragungs- und dem Empfangsmodus, so daß eine Frequenzumschaltzeit wesentlich verkürzt werden kann.
Auf die gleiche Weise, wie in 3 der ersten Ausführungsform gezeigt, kann die Frequenz des ersten Lokaloszillators in der zweiten Ausführungsform im Empfangsmodus ein wenig geändert werden. Die Senderempfängerschaltung in dieser Ausführungsform kann auch wie in 4 für zwei Frequenzbänder verwendet werden.
8 zeigt eine Senderempfängerschaltung als Referenz. Gleiche Komponenten sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie in 1. Diese Senderempfängerschaltung weist auf: eine Senderschaltung 101, eine Empfängerschaltung 102, einen ersten Lokaloszillator 403, einen zweiten Lokaloszillator 404, eine Frequenzweiche 107 und eine Antenne 108.
Die Senderschaltung 101 weist auf: einen Modulator 411, ein Filter 412, einen Übertragungsfrequenzumsetzer 413, ein Filter 414 und einen Verstärker 415. Im Sendemodus moduliert der Modulator 411 das Ausgangssignal des zweiten Lokaloszillators 404 mit dem Basisbandsignal. Das Ausgangssignal des Modulators 411 ist ein Eingangssignal des Übertragungsfrequenzum setzers 413, nachdem unerwünschte Frequenzkomponenten durch das Filter 412 reduziert werden. Der Übertragungsfrequenzumsetzer 413 erzeugt ein umgesetztes Signal, dessen Frequenz gleich der des Übertragungssignals ist, unter Verwendung des Ausgangssignals des ersten Lokaloszillators 403. Das Ausgangssignal des Übertragungsfrequenzumsetzers 413 wird vom Verstärker 415 verstärkt, nachdem unerwünschte Frequenzkomponenten reduziert worden sind. Das verstärkte Signal durchläuft dann die Frequenzweiche und wird von der Antenne in den Raum ausgestrahlt.
Die Empfängerschaltung in diesem Beispiel hat dieselbe Konfiguration wie die Empfängerschaltung in 1. Das Ausgangssignal des ersten Lokaloszillators 403 ist ein Eingangssignal des ersten Frequenzumsetzers 122, und das Ausgangssignal des zweiten Lokaloszillators 404 ist ein Eingangssignal des zweiten Frequenzumsetzers 124.
Der zweite Lokaloszillator 404 weist einen Frequenzsynthesegenerator auf, der phasengleich mit einem Referenzsignal synchronisiert ist und dessen Ausgangsfrequenz veränderlich ist. Im Empfangsmodus weicht die Frequenz des zweiten Lokaloszillators 404 um einen bestimmten Betrag von der Frequenz im Sendemodus ab, und das Ausgangssignal ist ein Eingangssignal des zweiten Lokalfrequenzumsetzers 124. Die Referenzfrequenz des zweiten Lokaloszillators 404 ist größer als die Frequenzstufe zwischen den Übertragungsbändern. Eine Frequenz-Umschaltzeit des Frequenzsynthesegenerators kann verkürzt werden, indem die Referenzfrequenz erhöht wird. Dadurch kann die Frequenz für den Übergang zwischen dem Sendemodus und dem Empfangsmodus schnell geändert werden.
Entsprechend diesem Referenzbeispiel kann ein schneller Frequenzwechsel zwischen dem Sendemodus und dem Empfangsmodus ausgeführt werden, indem die Referenzfrequenz des zweiten Lokaloszillators groß genug eingestellt wird. Folglich kann eine Doppelüberlagerungs-Senderempfängerschaltung für ein TDMA-System mit einem einzigen zweiten Lokaloszillator verwirklicht werden. Diese Senderempfängerschaltung erzeugt kein unerwünschtes Störsignal, da die Frequenz des zweiten Lokaloszillators im Sendemodus nicht vorhanden ist. Diese Senderempfän gerschaltung kann auch gute Modulationseigenschaften erreichen, da die Modulation unter Verwendung einer kleinen Frequenz des zweiten Lokaloszillators im Sendemodus ausgeführt wird. Die Senderempfängerschaltung dieses Beispiels kann auch mit zwei Frequenzbändern verwendet werden, wie in 4 der ersten Ausführungsform.
Bei den oben beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsformen (und der in 8 gezeigten Senderempfängerschaltung) kann der zweite Lokaloszillator so ausgeführt sein, wie in 9 gezeigt. Ein spannungsgesteuerter Oszillator 501, ein Hochfrequenzteiler 502, ein Phasenkomparator 503 und ein Schleifenfilter 504 bilden eine Phasensynchronisationsschleife. Ein Datenelementschalter 506 speichert mehrere Datenelemente zum Einstellen von Ausgangsfrequenzen. Eines der Datenelemente wird entsprechend einem von außen eingegebenen Datenelementauswahlsignal gewählt. Dabei werden ein Teilverhältnis eines Referenzteilers, der ein Referenzsignal teilt, und ein Teilverhältnis des Hochfrequenzteilers 502, der ein Ausgangssignal des spannungsgesteuerten Oszillators 501 teilt, eingestellt. Die mehreren Datenelemente zum Einstellen von Ausgangsfrequenzen ermöglichen dem Datenelementschalter 506 die Ausgangsfrequenz des zweiten Lokaloszillators durch ein oder zwei Datenelementauswahlsignale in einfache oder doppelte Übertragungsbänder umzuschalten.
Der spannungsgesteuerte Oszillator im zweiten Lokaloszillator kann wie in 10 gezeigt ausgeführt werden. Diese Schaltung ist ein Beispiel für den Fall, daß die Frequenz des zweiten Lokaloszillators im Empfangsmodus kleiner ist als im Sendemodus. Ein Transistor 601 dient zur Schwingungserzeugung, und ein Transistor 602 dient zur Verstärkung. Eine variable Kapazitätsdiode 604 ändert ihre Kapazität durch eine über das Schleifenfilter 504 zugeführte Spannung. Ein Basisanschluß des Transistors 601 ist mit einem Schwingkreis 603 und der Kapazitätsdiode 604 verbunden. Eine Schwingungsfrequenz wird entsprechend einer Resonanzfrequenz verändert, die durch den Schwingkreis 603 und die Kapazität der Kapazitätsdiode 604 bestimmt wird.
Der Schwingkreis 603 weist eine Induktivität und einen Kondensator auf. Ein Schalter-Kreis 605 mit einer Diode ist vorgesehen. Im Empfangsmodus ist der Schalter 605 ausgeschaltet, so daß die Resonanzfrequenz des Schwingkreises 603 klein ist. Im Sendemodus schaltet der Schalter 605 ein, und die Induktivität des Resonanzkreises 603 wird teilweise kurzgeschlossen, so daß die Resonanzfrequenz des Schwingkreises 603 größer wird. Auf diese Weise wird die Schwingungsfrequenz wesentlich verändert.
Der erste Lokaloszillator kann auch den spannungsgesteuerten Oszillator wie in 10 dargestellt aufweisen. In diesem Fall kann eine große Frequenzänderung erreicht werden, die bei der Anwendung von zwei Übertragungsbändern gemäß 4 erforderlich ist.
Wie oben erläutert, verwendet die erfindungsgemäße Senderempfängerschaltung einen einzigen zweiten Lokaloszillator, der seine Ausgangsfrequenz während eines kurzen Zeitraums für den Übergang zwischen dem Sendemodus und dem Empfangsmodus im TDMA-System ändert. Somit ist sie für kompakte Abmessungen geeignet. Außerdem erzeugt die erfindungsgemäße Senderempfängerschaltung kaum unerwünschte Störkomponenten, da das Ausgangssignal des zweiten Lokaloszillators im Sendemodus nicht vorhanden ist.
Zusätzlich zur oben beschriebenen Erläuterung können mehrere Antennen vorgesehen werden, und ein Multiplexer kann anstelle der Frequenzweiche verwendet werden. Weitere Ausführungsformen können innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Ansprüche ausgeführt werden.

Claims

Senderempfängerschaltung zur Verwendung mit einem Zeitmultiplex-Zugriffsystem, wobei die Senderempfängerschaltung aufweist: einen ersten Lokaloszillator (103; 203; 303) zur Erzeugung eines ersten Lokalfrequenzsignals; einen zweiten Lokaloszillator (104; 204; 304) mit einem Frequenzsynthesegenerator zur Erzeugung eines zweiten Lokalfrequenzsignals mit einer Frequenz, die davon abhängt, ob die Senderempfängerschaltung im Sendemodus oder im Empfangsmodus ist; eine Überlagerungsempfängerschaltung (102) mit: einem ersten Frequenzumsetzer (122) zur Umsetzung eines empfangenen Signals in ein erstes Zwischenfrequenzsignal und einem zweiten Frequenzumsetzer (124) zur Umsetzung des ersten Zwischenfrequenzsignals in ein zweites Zwischenfrequenzsignal mit einer Frequenz, die gleich einer Differenzfrequenz zwischen der ersten Zwischenfrequenz und dem zweiten Lokalfrequenzsignal ist; und einer Senderschaltung (101) mit einem Modulator (111) zum Empfang eines Trägerfrequenzsignals und zur Bereitstellung eines Übertragungssignals auf der Grundlage der Frequenz des Trägerfrequenzsignals, wenn die Senderempfängerschaltung im Sendemodus ist, dadurch gekennzeichnet, daß: die Senderempfängerschaltung ferner aufweist: einen Lokalfrequenzumsetzer (105; 205; 305) zum Mischen der ersten und zweiten Lokalfrequenzsignale, wobei der Frequenzsynthesegenerator des zweiten Lokaloszillators (104; 204; 304) eine Referenzfrequenz hat, die größer ist als eine Frequenzkanalstufe, die Frequenz des zweiten Lokalfrequenzsignals sich um einen vorbestimmten Betrag zwischen dem Sende- und dem Empfangsmodus ändert, das Ausgangssignal des Lokalfrequenzumsetzers (105; 205, 305) als das Trägerfrequenzsignal in den Modulator eingegeben wird, wenn die Senderempfängerschaltung im Sendemodus ist, und das Ausgangssignal des Lokalfrequenzumsetzers (105) oder des ersten Lokaloszillators (203; 303) in den ersten Frequenzumsetzer (122) eingegeben wird, um das empfangene Signal in das erste Zwischensignal umzusetzen, wenn die Senderempfängerschaltung im Empfangsmodus ist.
Senderempfängerschaltung nach Anspruch 1, wobei der Lokalfrequenzumsetzer mit dem ersten Frequenzumsetzer zusammenwirkt, um das empfangene Signal in das erste Zwischensignal umzusetzen, wenn die Senderempfängerschaltung im Empfangsmodus ist.
Senderempfängerschaltung nach Anspruch 2, wobei der erste Lokaloszillator aufweist: eine erste Oszillatorschaltung zur Lieferung eines Ausgangssignals; und einen Vervielfacher zur Erzeugung des ersten Lokalfrequenzsignals durch Vervielfachung der Frequenz des Ausgangssignals.
Senderempfängerschaltung nach Anspruch 1, wobei der erste Frequenzumsetzer das erste Lokalfrequenzsignal empfängt, wenn die Senderempfängerschaltung im Empfangsmodus ist, und das empfangene Signal auf der Grundlage des ersten Lokalfrequenzsignals und des empfangenen Signals in das erste Zwischensignal umsetzt.
Senderempfängerschaltung nach Anspruch 4, wobei der Mittelwert der Frequenz des ersten Lokalfrequenzsignals und der Frequenz des Trägerfrequenzsignals die Frequenz des empfangenen Signals angibt, und wobei der zweite Lokaloszillator aufweist: eine Oszillatorschaltung zur Lieferung des zweiten Lokalfrequenzsignals an den zweiten Frequenzumsetzer, wenn die Senderempfängerschaltung im Empfangsmodus ist; und einen Vervielfacher zur Verdopplung der Frequenz des Ausgangssignals der Oszillatorschaltung zur Erzeugung des zweiten Lokalfrequenzsignals, wenn die Senderempfängerschaltung im Sendemodus ist.
Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Senderempfängerschaltung in mehreren Übertragungsbändern verwendet werden kann, wobei jedes Übertragungsband vorbestimmte Frequenzunterschiede zwischen Empfangs- und Übertragungssignalen hat, wobei eines der mehreren Übertragungsbänder entsprechend der Frequenz des ersten Lokalfrequenzsignals gewählt wird, und wobei die Frequenz des zweiten Lokalfrequenzsignals fest ist, wenn die Senderempfängerschaltung im Empfangsmodus ist, und sich entsprechend der Frequenz jedes Übertragungsbands ändert, wenn die Senderempfängerschaltung im Sendemodus ist.
Senderempfängerschaltung nach Anspruch 6, wobei der erste Lokaloszillator aufweist: einen spannungsgesteuerten Oszillator mit: einem Schwingkreis mit einer Induktivität und einem Kondensator; und einen Schalter-Kreis, der so verbunden ist, daß ein Teil des Schwingkreises selektiv überbrückt wird, um die Frequenz des ersten Lokalfrequenzsignals so zu ändern, daß sie für jedes Übertragungsband geeignet ist.
Senderempfängerschaltung nach Anspruch 7, wobei der Schalter-Kreis ein Halbleiterbauelement aufweist, das so verbunden ist, daß es einschaltet, wenn die Senderempfängerschaltung im Empfangsmodus ist, und ausschaltet, wenn die Senderempfängerschaltung im Sendemodus ist.
Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei sich die Frequenz des ersten Lokalfrequenzsignals im Empfangsmodus von der Frequenz des ersten Lokalfrequenzsignals im Sendemodus auf der Grundlage der Frequenz des empfangenen Signals und der Frequenz des Übertragungssignals, die einen Frequenz kanal bilden, unterscheidet und wobei der Unterschied kleiner als die Referenzfrequenz des Frequenzsynthesegenerators des zweiten Lokaloszillators ist.
Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei ein von der Senderempfängerschaltung geliefertes Signal im Sende- oder im Empfangsmodus ist, und wobei der zweite Lokaloszillator Daten zum Wählen der Ausgangsfrequenz des zweiten Lokalfrequenzsignals in Abhängigkeit davon speichert, ob die Senderempfängerschaltung im Sende- oder im Empfangsmodus ist.
Senderempfängerschaltung nach Anspruch 10, wobei der zweite Lokaloszillator aufweist: einen spannungsgesteuerten Oszillator (501) mit: einem Schwingkreis (603) mit einer Induktivität und einem Kondensator; und einen Schalter-Kreis (605), der so verbunden ist, daß ein Teil des Schwingkreises selektiv überbrückt wird, um die Frequenz des zweiten Lokalfrequenzsignals auf der Grundlage von gespeicherten Daten zu ändern.
Senderempfängerschaltung nach Anspruch 11, wobei der Schalter-Kreis ein Halbleiterbauelement aufweist, das so verbunden ist, daß es einschaltet, wenn die Senderempfängerschaltung im Empfangsmodus ist, und ausschaltet, wenn die Senderempfängerschaltung im Sendemodus ist.