NO152190B - RADIO RECEIVER - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en radiomottager og er mer spesielt rettet mot en mottager til å motta frekvensskift-modulerte radiosignaler (FSK-signaler). I FSK-systemer blir binær-bits overført ved utsendelse av binær-bits for logisk "1" ved én frekvens og binær-bits for logisk "0" ved en annen frekvens. Disse binær-bits blir overført med en forutbestemt datahastighet eller -takt. This invention relates to a radio receiver and is more particularly directed to a receiver for receiving frequency shift modulated radio signals (FSK signals). In FSK systems, binary bits are transmitted by sending binary bits for logical "1" at one frequency and binary bits for logical "0" at another frequency. These binary bits are transmitted at a predetermined data rate or rate.

Ved mottagning er det nødvendig å avgjøre hvorvidt en mottatt frekvens representerer en "1" eller en "0" og en kjent mottager for å oppnå dette anvender to mottagerkanaler. When receiving, it is necessary to determine whether a received frequency represents a "1" or a "0" and a known receiver to achieve this uses two receiver channels.

Hver mottagerkanal omfatter en blander og mottatte signaler blir ført til blanderne i fasekvadratur til hverandre. Each receiver channel comprises a mixer and received signals are fed to the mixers in phase quadrature to each other.

En lokaloscillator avgir et blandesignal til hver blander og blandesignalene har en frekvens som ligger midt mellom de frekvenser som overføres for henholdsvis logisk "1" og logisk "0". Utgangssignaler fra de to blandere blir filtrert, for-sterket og ført til en detektor som avstedkommer utgangssignaler som representerer de overførte data. Et slikt tokanal-system er beskrevet i britisk patent nr. 1.172.977. A local oscillator emits a mixing signal to each mixer and the mixing signals have a frequency that lies in the middle of the frequencies transmitted for logic "1" and logic "0". Output signals from the two mixers are filtered, amplified and fed to a detector which produces output signals representing the transmitted data. Such a two-channel system is described in British patent no. 1,172,977.

Anvendelse av to separate mottagerkanaler resulterer i Application of two separate receiver channels results in

at komponentene dupliseres og mottageren blir komplisert og kostbar. that the components are duplicated and the receiver becomes complicated and expensive.

I norsk patentsøknad 81.1615 er det beskrevet en radiomottager til å motta frekvensskift-modulerte radiosignaler, In Norwegian patent application 81.1615, a radio receiver is described for receiving frequency-shift modulated radio signals,

hvor det anvendes bare én enkelt mottagningskanal. where only a single reception channel is used.

Den forannevnte patentsøknad går ut på en radiomottager The aforementioned patent application concerns a radio receiver

til å motta frekvensskift-radiosignaler, ved hvilke ulike binær-bits overføres ved den ene eller den annen av to frekvenser, hvilken mottager omfatter en blander for å motta de utsendte signaler, en lokaloscillator innrettet til å for receiving frequency shift radio signals, in which various binary bits are transmitted at one or the other of two frequencies, the receiver comprising a mixer for receiving the transmitted signals, a local oscillator adapted to

avgi et blandesignal til blanderen, omfattende en detektor innrettet til å påtrykkes et mellomfrekvenssignal fra blanderen gjennom én enkelt mottagerkanal, en avbryterkrets innrettet til å påtrykke et avbrytningssignal på lokaloscillatoren for å forandre dennes frekvens med en forutbestemt takt og mellom to verdier, hvorav ingen ligger mellom de to frekvenser, hvilket avbrytningssignal under drift påtrykkes detektoren synkront med det signal som påtrykkes lokaloscillatoren, slik at detektoren virker til å detektere de output a mixer signal to the mixer, comprising a detector adapted to apply an intermediate frequency signal from the mixer through a single receiver channel, an interrupt circuit adapted to apply an interrupt signal to the local oscillator to change its frequency at a predetermined rate and between two values, neither of which is between the two frequencies, which interruption signal during operation is applied to the detector synchronously with the signal applied to the local oscillator, so that the detector acts to detect the

overførte binær-bits. transmitted binary bits.

I ethvert gitt øyeblikk vil blanderen avgi enten en forholdsvis høyfrekvent tone eller en forholdsvis lavfrekvent tone avhengig av de overførte data i vedkommende øyeblikk og frekvensen av lokaloscillatoren. Hvis utgangen av av-bryterkretsen er slik at den stiller lokaloscillatoren på At any given moment, the mixer will emit either a relatively high frequency tone or a relatively low frequency tone depending on the transmitted data at that moment and the frequency of the local oscillator. If the output of the off-switch circuit is such that it sets the local oscillator on

den høyeste av sine to frekvenser og blanderen har et utgangssignal som også er den forholdsvis høyfrekvente tone, så vil frekvensene av lokaloscillatoren og det mottatte signal være lengst fra hverandre. Hvis blanderutgangen har forholdsvis lav frekvens mens lokaloscillatoren har sin høye frekvens, the higher of its two frequencies and the mixer has an output signal which is also the relatively high-frequency tone, then the frequencies of the local oscillator and the received signal will be farthest apart. If the mixer output has a relatively low frequency while the local oscillator has its high frequency,

så vil den overførte frekvens i det mottatte signal og lokaloscillatorens frekvens være nærmest hverandre. then the transmitted frequency in the received signal and the local oscillator's frequency will be closest to each other.

Detektoren virker til å sammenligne avbrytningssignalet The detector acts to compare the interrupt signal

med blanderutgangen på logisk måte og avgir et utgangs- with the mixer output in a logical manner and emits an output

signal som representerer de overførte data. signal representing the transmitted data.

Den ovenfor beskrevne enkeltkanalmottager representerer The single channel receiver described above represents

en fordel ved svitsjing av lokaloscillatorens frekvens, ved at en enkelt kanal blir effektivt tidsmultiplekset slik at den arbeider som to kanaler. Dette innbærer en betydelig re-duksjon i pris og kompleksitet. an advantage when switching the local oscillator's frequency, in that a single channel is effectively time-multiplexed so that it works as two channels. This entails a significant reduction in price and complexity.

Det oppstår imidlertid et problem med den foran beskrevne enkeltkanalmottager når det kreves operasjon ved høyere datahastigheter eller -takter. Det er av vesentlig betydning for at mottageren skal arbeide tilfredsstillende, at blanderen avgir et utgangssignal som er den ene eller den annen av to distinkte toner. Når datahastigheten øker, blir det nådd et punkt hvor blanderutgangen opphører å være en diskret tone og blir til et bånd av frekvenser. However, a problem arises with the single channel receiver described above when operation at higher data rates or rates is required. It is of essential importance for the receiver to work satisfactorily that the mixer emits an output signal which is one or the other of two distinct tones. As the data rate increases, a point is reached where the mixer output ceases to be a discrete tone and becomes a band of frequencies.

Foreliggende oppfinnelse søker å fremskaffe en mottager The present invention seeks to provide a receiver

til å motta FSK-signaler som anvender én enkelt mottagningskanal og hvor den overfor omtalte ulempe er eliminert. to receive FSK signals that use a single reception channel and where the disadvantage mentioned above is eliminated.

Nærmere bestemt angår således oppfinnelsen en radiomottager til å motta frekvensskift-modulerte(FSK) radiosignaler, hvor ulike binær-bits overføres ved den ene eller den annen av to frekvenser, hvilken mottager omfatter en blander for å motta de utsendte signaler, en lokaloscillator som er omkoblbar mellom to frekvenser hvorav ingen ligger midt mellom de to utsendte frekvenser, og oscillatoren er innrettet til å levere et blandesignal til blanderen. Det nye og særegne ved mottageren ifølge oppfinnelsen består i en styresvitsj-anordning som har en utgang og er påvirkbar av signaler avledet fra blanderen for å svitsje oscillatoren slik at frekvensen av de signaler som avledes fra blanderen, blir holdt på en forutbestemt verdi, hvilken utgang representerer mottatte frekvensskift-modulerte radiosignaler. More specifically, the invention thus relates to a radio receiver for receiving frequency shift modulated (FSK) radio signals, where different binary bits are transmitted at one or the other of two frequencies, which receiver comprises a mixer for receiving the transmitted signals, a local oscillator which is switchable between two frequencies, neither of which is midway between the two transmitted frequencies, and the oscillator is arranged to deliver a mixing signal to the mixer. The new and distinctive feature of the receiver according to the invention consists in a control switch device which has an output and is actuated by signals derived from the mixer to switch the oscillator so that the frequency of the signals derived from the mixer is kept at a predetermined value, which output represents received frequency shift modulated radio signals.

Styresvitsj-anordningen kan omfatte en frekvensdetektor for avføling av frekvensen av de signaler som avledes fra blanderen, og i en utførelse ifølge oppfinnelsen er frekvensdetektoren en digital frekvensdetektor. The control switch device can comprise a frequency detector for sensing the frequency of the signals derived from the mixer, and in an embodiment according to the invention the frequency detector is a digital frequency detector.

Det kan være anordnet en flip-flop-krets koblet til frekvensdetektoren og innrettet til å endre tilstand hver gang frekvensdetektoren avføler at frekvensen av signalene fra blanderen har endret seg fra den forutbestemte verdi. A flip-flop circuit may be arranged connected to the frequency detector and arranged to change state every time the frequency detector senses that the frequency of the signals from the mixer has changed from the predetermined value.

Flip-flop-kretsen kan være koblet til lokaloscillatoren for å bevirke svitsjing av denne ved hver endring av tilstanden i flip-flop-kretsen. The flip-flop circuit may be connected to the local oscillator to effect switching of the latter at each change of state in the flip-flop circuit.

Et eksempel på en utførelse ifølge oppfinnelsen skal nå beskrives under henvisning til tegningen som viser en radiomottager i henhold til oppfinnelsen. An example of an embodiment according to the invention will now be described with reference to the drawing showing a radio receiver according to the invention.

Det fremgår av tegningen at frekvensskift-modulerte radiosignaler blir mottatt i en antenne 1 og blir ført til den ene inngang på en blander 2 hvis annen inngang mottar et blandesignal fra en lokaloscillator 3 som er omkastbar mellom to frekvenser. It appears from the drawing that frequency shift modulated radio signals are received in an antenna 1 and are fed to one input of a mixer 2 whose other input receives a mixing signal from a local oscillator 3 which is reversible between two frequencies.

Utgangssignaler fra blanderen 2 blir matet gjennom et lav-passfilter 4 og en begrensningsforsterker 5 til en styresvitsj 6 som er koblet til lokaloscillatoren 3 for å bevirke svitsjing av denne, og til en utgangsklemme 7. Output signals from the mixer 2 are fed through a low-pass filter 4 and a limiting amplifier 5 to a control switch 6 which is connected to the local oscillator 3 to cause its switching, and to an output terminal 7.

De signaler som blir mottatt av antennen 1,vil ha den ene eller den annen av to frekvenser, nemlig en forholdsvis høy frekvens eller en forholdsvis lav frekvens avhengig av hvorvidt de utsendte data representerer logisk "1" eller "0". The signals received by the antenna 1 will have one or the other of two frequencies, namely a relatively high frequency or a relatively low frequency depending on whether the transmitted data represents logical "1" or "0".

De mottatte signaler som mates til blanderen 2 blir blandet med et lokaloscillatorsignal fra oscillatoren 3. Lokaloscillatoren 3 er omstillbar mellom to verdier, hvorav en er en forholdsvis høy frekvens og den annen en forholdsvis lav frekvens. Begge disse frekvenser ligger mellom de to utsendte frekvenser, men ingen av lokaloscillatorens frekvenser ligger midt mellom de to utsendte frekvenser. The received signals which are fed to the mixer 2 are mixed with a local oscillator signal from the oscillator 3. The local oscillator 3 is adjustable between two values, one of which is a relatively high frequency and the other a relatively low frequency. Both of these frequencies lie between the two transmitted frequencies, but none of the local oscillator's frequencies lie in the middle between the two transmitted frequencies.

Anta at den høye frekvens blir mottatt i et spesielt tids- punkt ved antennen 1 og blir ført til blanderen 2 og at lokaloscillatoren 3 er innstilt på sin lavfrekvensverdi. Under disse betingelser vil blanderen 2 avgi en forholdsvis høy-frekvent tone, betegnet som "høy tone". Skulle enten frekvensen av de mottatte signaler endres til den lavere arbeidsfrekvens eller lokaloscillatoren omstilles til den høye verdi, så vil de utgangssignaler som leveres av blanderen 2, endres til en forholdsvis lavfrekvent utgangstone, betegnet som "lav tone". Assume that the high frequency is received at a particular point in time at the antenna 1 and is taken to the mixer 2 and that the local oscillator 3 is set to its low frequency value. Under these conditions, the mixer 2 will emit a relatively high-frequency tone, referred to as "high tone". Should either the frequency of the received signals be changed to the lower working frequency or the local oscillator be adjusted to the high value, then the output signals delivered by the mixer 2 will be changed to a relatively low frequency output tone, termed "low tone".

Styresvitsjen 6 som påtrykkes signaler fra blanderen 2, virker til å avføle hvorvidt blanderen 2 leverer den høye tone eller den lave tone og styrer lokaloscillatoren slik at den holder utgangssignalene fra blanderen 2 på frekvensen av den høye tone. The control switch 6, which receives signals from the mixer 2, works to sense whether the mixer 2 delivers the high tone or the low tone and controls the local oscillator so that it keeps the output signals from the mixer 2 at the frequency of the high tone.

Styresvitsjen 6 omfatter en digital frekvensdetektor 8 som påtrykkes utgangssignaler fra blanderen 2 gjennom lavpass-filteret 4 og begrensningsforsterkeren 5, og en flip-flop-krets 9 som styres av utgangstilstanden av den digitale frekvensdetektor 8. Flip-flop-kretsen 9 avgir et svitsjeutgangs-signal som virker til å stille lokaloscillatoren på den ene eller- den annen av dennes to verdier. The control switch 6 comprises a digital frequency detector 8 to which output signals from the mixer 2 are applied through the low-pass filter 4 and the limiting amplifier 5, and a flip-flop circuit 9 which is controlled by the output state of the digital frequency detector 8. The flip-flop circuit 9 emits a switching output signal that acts to set the local oscillator to one or the other of its two values.

Under drift detekterer den digitale frekvensdetektor 8 om utgangssignalene fra blanderen 2 har den høye tonefrekvens, og hvis dette er tilfelle, blir flip-flop-kretsen 9 holdt i sin eksisterende tilstand slik at lokaloscillatoren 3 holdes på blanderfrekvensen for derved å fortsette å frembringe den høye tone. Skulle de utsendte data endre logisk tilstand slik at den frekvens som mates til blanderen 2 endres, vil utgangssignalene fra blanderen 2 endres til den lave tone. Denne endring blir detektert av den digitale frekvensdetektor 8 som avgir et utgangssignal for å bevirke at flip-flop-kretsen 9 endrer tilstand og denne tilstandsendring blir ført som et logisk svitsjesignal til lokaloscillatoren 3. During operation, the digital frequency detector 8 detects whether the output signals from the mixer 2 have the high tone frequency, and if this is the case, the flip-flop circuit 9 is held in its existing state so that the local oscillator 3 is held at the mixer frequency to thereby continue to produce the high tone. Should the transmitted data change its logical state so that the frequency fed to the mixer 2 changes, the output signals from the mixer 2 will change to the low tone. This change is detected by the digital frequency detector 8 which emits an output signal to cause the flip-flop circuit 9 to change state and this state change is fed as a logical switching signal to the local oscillator 3.

Det svitsjesignal som leveres av flip-flop-kretsen 9, bevirker at lokaloscillatoren 3 endrer tilstand og tilbakefører blanderens utgangssignal til den høye tone. Gjenopprettelsen av den høye tone blir avfølt av den digitale frekvensdetektor 8 som virker til å holdeflip-flop-kretsen 9 i den eksisterende tilstand og følgelig til å holde lokaloscillatoren 3 The switching signal provided by the flip-flop circuit 9 causes the local oscillator 3 to change state and return the mixer's output signal to the high tone. The restoration of the high tone is sensed by the digital frequency detector 8 which acts to keep the flip-flop circuit 9 in the existing state and consequently to keep the local oscillator 3

på sin eksisterende arbeidsfrekvens. on its existing work frequency.

Da flip-flop-kretsen 9 bringes til å endre tilstand hver gang de mottatte data endrer logisk tilstand, vil den logiske utgangstilstand av flip-flop-kretsen 9 effektivt følge den logiske tilstand av de utsendte data, hvilket blir gjenvun- As the flip-flop circuit 9 is caused to change state every time the received data changes logic state, the logic output state of the flip-flop circuit 9 will effectively follow the logic state of the transmitted data, which is recovered

net ved å anordne en utgangsklemme 7 koblet til utgangen av flip-flop-kretsen 9. net by arranging an output terminal 7 connected to the output of the flip-flop circuit 9.

Mottageren ifølge foreliggende oppfinnelse er i stand The receiver according to the present invention is capable

til å arbeide ved høye datahastigheter fordi lokaloscillatoren 3 nå bare blir omstilt når det skjer en endring i tilstanden av de utsendte data, og hele mottageren vil effektivt bare følge den logiske tilstand av de utsendte data. De proble- to work at high data rates because the local oscillator 3 is now only reset when there is a change in the state of the transmitted data, and the entire receiver will effectively only follow the logical state of the transmitted data. They prob-

mer som opptrer i det foran beskrevne, tidligere kjente arrange-ment, som følge av høyhastighets-avbrytning av lokaloscillatoren, blir nå unngått. more that occurs in the above-described, previously known arrangement, as a result of high-speed interruption of the local oscillator, is now avoided.

Oppfinnelsen er her beskrevet bare i form av et eksempel, og det kan gjøres modifikasjoner uten å komme utenfor oppfin-nelsens ramme. Styresvitsj-anordningen 6 trenger ikke å være nøyaktig i den beskrevne form, men det kan anvendes hvilken som helst passende styresvitsj eller -omkoblingsinnretning som virker til å svitsje lokaloscillatoren avhengig av frekvensen av det signal som blir mottatt av innretningen. Detektoren 8 trenger ikke å være en digital frekvensdetektor, men hvilken som helst egnet detektor, så som en lineær detektor, The invention is described here only in the form of an example, and modifications can be made without going outside the scope of the invention. The control switch device 6 need not be exactly in the form described, but any suitable control switch or switching device which acts to switch the local oscillator depending on the frequency of the signal received by the device may be used. The detector 8 need not be a digital frequency detector, but any suitable detector, such as a linear detector,

en frekvensdiskriminator eller en pulstellingsdetektor. a frequency discriminator or a pulse count detector.

Claims (5)

1. Radiomottager til å motta frekvensskift-modulerte (FSK) radiosignaler, hvor ulike binær-bits overføres ved den ene eller den annen av to frekvenser, hvilken mottager omfatter en blander for å motta de utsendte signaler, en lokaloscillator som er omkoblbar mellom to frekvenser hvorav ingen ligger midt mellom de to utsendte frekvenser, og oscillatoren er innrettet til å levere et blandesignal til blanderen, karakterisert veden styresvitsj-anordning som har en utgang og er påvirkbar av signaler avledet fra blanderen for å svitsje oscillatoren slik at frekvensen av de signaler som avledes fra blanderen, blir holdt på en forutbestemt verdi, hvilken utgang representerer mottatte frekvensskift-modulerte radiosignaler.1. Radio receiver for receiving frequency shift modulated (FSK) radio signals, where different binary bits are transmitted at one or the other of two frequencies, which receiver comprises a mixer for receiving the transmitted signals, a local oscillator which is switchable between two frequencies none of which lies midway between the two transmitted frequencies, and the oscillator is arranged to deliver a mixed signal to the mixer, characterized wood control switch device having an output and being actuated by signals derived from the mixer to switch the oscillator so that the frequency of the signals derived from the mixer is maintained at a predetermined value, which output represents received frequency shift modulated radio signals. 2. Mottager ifølge krav 1,karakterisert vedat styresvitsj-anordningen omfatter en frekvensdetektor for avføling av frekvensen av de signaler som avledes fra blanderen.2. Receiver according to claim 1, characterized in that the control switch device comprises a frequency detector for sensing the frequency of the signals derived from the mixer. 3. Mottager ifølge krav 2,karakterisert vedat frekvensdetektoren er en digital frekvensdetektor.3. Receiver according to claim 2, characterized in that the frequency detector is a digital frequency detector. 4. Mottager ifølge krav 2 eller 3,karakterisertved at en flip-flop-krets er koblet til frekvensdetektoren og utgjør den nevnte utgang, og at flip-flop-kretsen virker til å endre tilstand hver gang frekvensdetektoren avføler at frekvensen av signalene fra blanderen har endret seg fra den forutbestemte verdi.4. Receiver according to claim 2 or 3, characterized in that a flip-flop circuit is connected to the frequency detector and forms the aforementioned output, and that the flip-flop circuit works to change state every time the frequency detector senses that the frequency of the signals from the mixer has changed from the predetermined value. 5. Mottager ifølge krav 4,karakterisert vedat flip-flop-kretsen er koblet til lokaloscillatoren for å bevirke svitsjing av denne hver gang flip-flop-kretsen endrer tilstand.5. Receiver according to claim 4, characterized in that the flip-flop circuit is connected to the local oscillator to effect switching of this every time the flip-flop circuit changes state.