专利名称：振荡器控制的制作方法
技术领域：
本发明涉及对振荡器的频率控制，特别是当接收机频率调到特定频率时，控制超外差式接收机中的本机振荡器频率。
超外差式接收机将两个不同的电信号进行混频，这些信号通常具有不同的频率值，旨在输出时生成一个中间频电信号。把超外差式接收机调谐成接收特殊的频率，即能够接收到构成两个不同电信号之一的无线电频段的信号。超外差式接收机还包括一个能在预定频率发出电信号的本机振荡器。接收机将取自本机振荡器的信号与接收信号混频而产生一个中频输出信号。
例如，对一个未授权的通信装置，超外差式接收机可以在例如2400MHZ～2480MHZ的频段范围内接收信号。依次，本机振荡器调谐到一个基于接收信号补偿值如超出接收信号频率40MHZ的频率。或者，另一个接收机的补偿频率例如取为小于接收信号频率40MHZ。这两种情况经混合，中频就是40MHZ。
目前，联邦通讯委员会(FCC)允许未授权的通讯产品在上述的频段范围运行，即2400MHZ～2485MHZ。FCC也允许在该频段内非故意辐射某种电平的信号。然而，任何超出该规定频段的信号辐射必须抑制40db或40db以上以避免干扰工作于其他频段上的装置。例如，如果超外差式接收机的本机振荡器调谐为比接收信号高40MHZ，并且接收信号大于2445MHZ，那么本机振荡器调谐为该频段之外的频率，即高于2485MHZ。与此类似，如果本机振荡器调谐成比接收信号小40MHZ，并且接收信号低于2440MHZ，那么本机振荡器再次调谐为该频段之外的频率，即低于2400MHZ。如果本机振荡器调谐在此频段边界之外(或接近此频段边界)，需要采取额外的处理确使本机振荡器受足够抑制。
本发明为在一定频率范围内将接收机本机振荡器调谐到某一频率的控制装置。该频率范围是能将接收机调谐成接收电磁信号的接收频率范围。
需要接收的频率可以通过一些其他方法得出。将需接收的频率与阈值频率进行对比，在此基础上对振荡器调谐当接收频率高于阈值频率时，本机振荡器频率小于接收频率，当接收频率低于阈值频率时，本机振荡器频率大于接收频率。
本发明实施例包括以下特征。
超外差式接收机中，频率范围分别以低频FLOW2400MHZ和高频FHIGH2485MHZ为界。接收频率基于接收频率范围的信道数与接收频率范围的信道间距转换为指示值。阈值频率也按相同标准表示为指示值。阈值频率约等于FLOW+(FHIGH-FLOW)／2。频率补偿用来接收频率，其大小相同当接收频率大于阈值频率时，减去频率补偿，当接收频率小于阈值频率时，加上频率补偿。频率补偿值小于或等于(FHIGH-FLOW)／2，并与接收机的中频相同。由加或减补偿频率确定的频率就是本机振荡器调谐的频率。
本发明的一个方面包括以下特征。
锁相环控制振荡器，微处理器内包括执行控制装置功能的计算机指令。
权利要求范围内的实施例具有以下一个或多个优点。
本机振荡器调谐到仅在该频率范围内的某一频率。从本机振荡器输出的信号并不需要额外的信号处理以抑制掉频率在该频率范围以外的信号。本机振荡器在该频率范围外辐射的信号不会负面影响工作于该频率范围外频率的其他装置。采用该控制装置的接收机符合FCC有关未授权电子装置专用频段外信号辐射的规定。
本发明的其他特征、发明目的和优点将结合附图进行详细说明。
图1为采用了根据本发明的本机振荡器控制装置的接收机简图。
图2A为图1中控制装置第一部分电路简图。
图2B为图1中控制装置第二部分电路简图。
图2C为图1中控制装置第三部分电路简图。
图3为图1中控制装置执行的逻辑框图。
图4为说明图1接收机中的本机振荡器在一定频率范围调谐的示意图。
参照图1，接收机10指的是如含有传输并接收电磁信号的一部分控制器的超外差式接收机。正如图中所示，接收机10包括一个与音响系统联用的遥控器、一台电视机或电缆箱。接收机10一般要遵守FCC有关未授权传输和接收装置的规定，接收机10在预定的频段12内工作，频段12的范围在低频FLOW2400MHZ和高频FHIGH2485MHZ之间。
接收机10包括一个处理电磁信号的信号通道。信号通道由天线16、信号输入通道14、混频器36和信号输出通道38组成。接收机10在天线16处接收电磁信号。天线16接收频段12内某一频率的电磁信号。天线16将接收到的无线电信号转换成电信号，输入信号通道14将电信号传到接收机10的电路，如传给混频器36。输出信号通道38还包括中频处理和检波器44。混频器36的输出信号为接收机10的中频，如40MHZ。中频处理和检波器44对中频信号的频率分量进行处理以提供接收机输出。
接收机10包括与本机振荡器26相连的振荡器控制装置40。装置40的输入端42决定了所需要的接收频率。控制装置40对接收频率信号进行处理，并基于该信号发出一个控制信号将本机振荡器26调谐到所需频率。
接收机10中的振荡器控制装置40包括频率比较器18、补偿电路22。频率比较器18是对来自输入端42的所需接收频率和阈值频率的值进行比较。如果来自输入端42的所需接收频率大于阈值频率值，频率比较器18发出一个输出信号，如高压信号。如果该电信号的频率小于阈值频率值，频率比较器18就发出一个不同的输出信号，如低压信号。
输入／输出端20在电气上将频率比较器18与补偿电路22连在一起。补偿电路22在输出端24发出一个控制信号。这个控制信号基于频率比较器18的输出信号，所需接收频率输入端42和补偿电路22控制本机振荡器26的调谐频率。对本机振荡器26进行频率调节，使其相对来自天线16的所需接收频率有一个正的或负的补偿值。
补偿电路22决定了两个补偿值中哪一个加给本机振荡器26。在补偿电路22输出的控制信号的基础上，当频率比较器18确定接收频率高于阈值频率时，接收机10将本机振荡器26调到小于接收频率的频率。另一方面，当频率比较器18确定接收频率低于阈值频率时，接收机10将本机振荡器26调谐到大于接收频率的频率。
本发明采用了技术上普便使用的比较器以及许多实施本发明的不同的执行装置。与此类似，一个技术熟练的人完全可以采用多种机械装置来实现补偿电路22的功能。例如，频率比较器18和补偿电路22的特定构成示于图2B。频率比较器18和补偿电路22采用同一个微处理器60配置在一起，微处理器60含有一个计算机可读介质，包括与频率比较器18和补偿电路22功能相对应的预先编程指令。微处理器60执行指令发出一个控制信号，使接收机10可以将本机振荡器26调谐到所需要的频率。
本机振荡器26包括一个锁相环路28(PLL)以确定振荡器电路30的频率。振荡器电路30的输出沿反馈环路32反馈到PLL28。这样，本机振荡器26就包括保持本机振荡器26调谐的所需频率的结构。在接收机10中，PLL28由模拟与数字电路组合而成。
本机振荡器26的输出端成为混频器36的输入端34。混频器36有两个输入，即振荡器输入34和输入信号通道14。混频器36将信号通道14和34的两个输入进行混合，然后在输出信号通道38产生中频信号。
参照图2A～2C，接收机10的具体结构以与图1讨论过的元件相关的电路部分表示出来。图2A中，输入信号通道14从天线16延伸到混频器36。带PLL28和振荡器电路30的本机振荡器26通过信号通道，即本机振荡器接收信号RCV_LO34与混频器36相连。图2B中，PLL28(图2A)通过沿输入／输出24发出的数字控制信号如PLL_CE，PLL_DATA和PLL_CLK(如图2A，2B)，与本机振荡器控制装置40相连。
除了图2A～2C所示的结构，接收机的其他实施方案也在权利要求的范围之内。例如，输出信号通道38还包括许多图1和图2A～2C中没有示出的电气元件的组合。此外，接收机10将频率比较器18和补偿电路22的独立功能合并到一个微处理器60中。一个本领域的技术熟练的人还可以对接收机10中诸元件提出许多其他配置。
参考图3，接收机10采用了一组计算机指令来调谐本机振荡器26。计算机指令含在微处理器60(图2B)中的计算机可读介质上。计算机指令实现频率比较器18和补偿电路22二者的功能。
例如，接收机10把一个代表接收频率(即接收信号频率)的数字值放入微处理器60的寄存器，如寄存器WA。(步骤100)接收机10根据寄存器WA中的数值，确定该频率是否大于或小于代表频率比较器18的阈值频率的值。(步骤102)接收机10中，阈值频率位于频段12的中心。例如，频段12分别以高频FHIGH和低频FLOW为界，阈值频率就等于FLOW+(FHIGH-FLOW)／2，即2442．5MHZ。
如果寄存器WA中的值低于该阈值，接收机10设置一个值表示接收频率不在高频范围，即2442．5MHZ～2485MHZ内。(步骤104)如果寄存器WA中的值高于该阈值，接收机10设置一个值表示接收频率在高频范围。(步骤106)在高频状态确定为真(步骤104)或假(步骤106)后，接收机10将合适的补偿值放到第二组寄存器中，如寄存器BC。(步骤104，106)该补偿值就是接收机10传输给本机振荡器26的补偿频率的数字表示。
接收机10中，补偿值取40MHZ或-40MHZ之一，当接收机10加上了适当的补偿值，接收机10将寄存器BC中的补偿值与寄存器WA中的接收频率值相加。(步骤108)最后，接收机10用储存在寄存器WA中的结果值对锁相环路28编程。(步骤110)作为一个例子，根据下面准C语言的子程序，微处理器60的计算机指令如下Void SetReceiveFrequency()WA=BandFrequencyIndex；If(WA&#60=RF_Band_Center)Highband=False；P7．Data_Out=False；BC=Base_LowBand_Rcv_Offset；elseHighband=True；P7．Data_Out=True；BC=Base_HighBand_Rcv_Offset；WA=(WA&#60&#601)；／*(index)x(channel spacing)*／WA=WA+BC；WritePLLFrequency(WA)；Return；在上面给出的实施方案中，频率的一个指示用于代表接收频率。例如，频段12是连续频段，而接收机10将频段12按照200KHZ间隔分为不连续的频段数。这样，为计算接收频率的数字值，接收机10连续地使每条信道与频率指示中分离的值关联起来。在PLL28编程之前，为了把指示值转换为代表实际频率的数字，接收机10将指示值乘以信道间隔，如200KHZ。
当使用分离指示值时，阈值频率值可能要求作近似。例如，如果所需的阈值频率位于频带中心，但是该频带中心完全与信道的频率相重合(如落在两个指示值之间)，则该阈值频率值可以是个对应于相邻信道的值。
参考图4，当接收机10工作时，对本机振荡器26在频段12以外的过度辐射进行抑制。对频段12内每个可能的接收频率，本机振荡器26调谐到频段12范围内的一个相应频率。例如，如果接收信号的接收频率为2450MHZ，本机振荡器的频率设置为2410MHZ。此时的接收频率就高于阈值频率。因此，补偿频率选为一40MHZ，以保证本机振荡器26的输出在频段12之内。类似地，如果接收信号的接收频率为2440MHZ，本机振荡器的频率设置为2480MHZ。此时的接收频率就低于阈值频率。因此，补偿频率选为40MHZ，使本机振荡器26的输出保持在频段12之内。
接收机10中，选取补偿频率以提供所需的中频，如40MHZ。这样，两个补偿频率的大小与中频一致(只是补偿方向发生变化)。接收机10提供一个小于或等于(FHIGH-FLOW)／2的中频。例如，对40MHZ的中频，频率范围大于或等于80MHZ。如果补偿值取大于(FHIGH-FLOW)／2的，本机振荡器将调谐到FHIGH和FLOW范围外的某个频率。然而，其他一些包括补偿和混合装置以实现中频大于(FHIGH-FLOW)／2的设计方案也是可行的，只要本机振荡器频率保持在接收频率所在的预先确定的频段之内，而且接收信号在频段底部时，补偿频率为正值；接收信号在频段顶部时，补偿频率为负值，那也仍然属于本发明范围。
另外一些实施例也包括在权利要求范围之内。
这里揭示的实施例仅作为例子，其中包括了结构、配置、各部分组合、算法及功能。显然，对那些技术熟练的人来说，可以在不脱离本发明主题的前提下，不采用这里所公开的技术和特定装置，同样能够做出许多的改进。因此，本发明试图包括这里提到的设备与技术所呈现或具备的每个新特征和诸特征的新组合，并且只受所附的权利要求的精神与范围的限制。
权利要求
1．一种调谐接收机振荡器的方法，其特征在于包括接收频率在预定的接收频率范围内的电磁信号；将所需的接收信号频率与阈值频率进行比较；基于阈值频率将接收机振荡器调谐到接收频率范围内的某一频率，当接收频率高于阈值频率时，该频率小于接收频率，当接收频率低于阈值频率时，该频率大于接收频率。
2．根据权利要求1所述的方法，其特征在于进一步包括将所需接收信号频率转化为一组指示值中的一个指示值，这组指示值对应于所述预定接收频率范围内的一组信道。
3．根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括将阈值频率表示为一组指示值中的一个指示值，该组指示值唯一地对应于所述预定的接收频率范围内的一组信道。
4．根据权利要求1所述的方法，其特征在于调谐振荡器进一步包括当接收频率分别大于或小于阈值频率时，将至少两个频率补偿中的一个加到接收频率。
5．根据权利要求4所述的方法，其特征在于第一个补偿值和第二个补偿值的大小相同。
6．根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述的频率范围分别以高频FHIGH和低频FLOW为界，第一个补偿值和第二个补偿值小于或等于(FHIGH-FLOW)／2。
7．根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述的第一个频率补偿值和第二个频率补偿值等于接收机的中频。
8．根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的频率范围分别以高频FHIGH与低频FLOW为界，阈值频率近似为FLOW+(FHIGH-FLOW)／2。
9．根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的范围包括2400MHZ～2485MHZ的频率范围。
10．一种接收在预定频率范围内信号并含有一个预定中频的电磁信号接收机，其特征在于包括本机振荡器，代表准备在所述预定频率范围内接收的所需信号频率的信号源，与所述本机振荡器及所述信号源耦合的频率控制器，用于为本机振荡器提供频率控制信号，该本机振荡器总是将所述本机振荡器的频率设定为与所需信号频率相差所述中频的频率，且被设定的频率在预定频率范围内。
11．一种接收机，其特征在于包括在预定频段范围内，用来传导接收频率电信号的信号通道；与所述本机振荡器及所述信号源耦合的频率控制器，用于为本机振荡器提供频率控制信号，该本机振荡器总是将所述本机振荡器的频率设定为与所述预定频率范围内接收信号的频率相差所述中频的频率，且被设定的频率在预定频率范围内；本机振荡器，用于提供本机振荡器信号；与所述本机振荡器和所述信号通道耦合的混频器，用于提供预定中频的中频信号。
12．根据权利要求11所述的接收机，其特征在于所述本机振荡器还包括一个锁相环路。
13．根据权利要求11所述的接收机，其特征在于所述预定的频率范围为2440MHZ～2485MHZ。
14．根据权利要求11所述的接收机，其特征在于所述频率控制器还包括微处理器。
15．根据权利要求14所述的接收机，其特征在于所述微处理器包括含指令的计算机可读介质，所述指令可让频率控制器在所述的预定频率范围内，当接收频率高于预定阈值频率时，加上第一个频率补偿值；及当接收频率小于阈值频率时，向对应于所述中频的本机振荡器频率加上第二个补偿值。
全文摘要
对接收机本机振荡器的频率进行调节使之保持在接收机接收频率范围内。当接收频率高于或低于阈值频率时,振荡器的频率相应调整为低于或高于接收频率。
文档编号H03L7/06GK1291005SQ0012227
公开日2001年4月11日 申请日期2000年7月28日 优先权日1999年7月29日
发明者R·P·帕克 申请人:伯斯有限公司