(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナを介して受信された高周波信号の低い中間周波数位置（Low-IF）への直交ダウンワードミキシング（Quadratur-Abwaertsmischung）を有し、２つの直交信号路においてアナログポリフェーズフィルタを用いる前記直交ダウンワードミキシングに続く中間周波数チャネルフィルタリングを有し、その次に続く直交信号復調器を有する、周波数変調されたデジタル信号のための集積可能な無線受信器回路において、
前記２つの直交信号路（Ｉ、Ｑ）において交流カップリング（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４）が設けられており、
前記直交信号復調器（２７）はアナログ復調器であり、該アナログ復調器はその出力側において電圧を発生し、該電圧は入力周波数に比例し、前記電圧は調整可能な判定器閾値を有するデジタル信号状態を検出する判定器回路（３３）の入力側に供給されることを特徴とする、周波数変調されたデジタル信号のための集積可能な無線受信器回路。
【請求項２】
アナログ直交信号復調器（２７）としてアナログ４相相関器（Quadrikorrelator）が設けられていることを特徴とする請求項１記載の無線受信器回路。
【請求項３】
２つの中間周波数直交信号路（Ｉ、Ｑ）において、チャネルフィルタリングのために自動較正ポリフェーズフィルタ（２４）又はＧMＣフィルタが設けられ、該自動較正ポリフェーズフィルタ（２４）又はＧMＣフィルタに続いて増幅のために制限増幅器（２５）、つまりいわゆるリミッタが設けられ、その後にさらに別のポリフェーズフィルタ（２６）又はさらに別のＧMＣフィルタが前記リミッタで発生した高調波を抑圧するために設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の無線受信器回路。
【請求項４】
直交信号復調器（２７）の後に、その都度受信されたデジタル信号が２進数の“１”であるか又は“０”であるかを検出するために判定器閾値を有する判定器回路（３３）が設けられており、前記判定器閾値の設定の際には可能な周波数オフセットが考慮されることを特徴とする請求項１〜３までのうちの１項記載の無線受信器回路。
【請求項５】
DECT(“Digital European Cordless Telecommunications”）システムにおいて使用されることを特徴とする請求項１〜４までのうちの１項記載の無線受信器回路。
【請求項６】
判定器閾値をもとめるために、ＤＥＣＴシステムに規定されたバーストの２つの２進数の“１”を後ろに有する１６ビット長の特徴的な２進数の“１０１０”シーケンスが利用され、このためにサンプルアンドホールド回路（３４）が直交信号復調器（２７）の出力側と判定器閾値のための判定器回路（３３）の調整入力側との間の信号路に設けられ、
前記サンプルアンドホールド回路は前記直交信号復調器の出力側に接続されたローパスフィルタ（３５）、後続の遅延素子（３６）、サンプリングスイッチ（３７）、信号平均値を蓄積するための分路キャパシタ（３８）及び高オーム抵抗のバッファ増幅器段（３９）を含み、前記ローパスフィルタ（３５）のカットオフ周波数は明らかに変調周波数より下にあり、前記サンプリングスイッチ（３７）はデジタル部分の前記特徴的な２進数の“１０１０”シーケンスを識別した際には閉じられ、バーストの前記２つの２進数の“１”を識別した際には開かれ、前記高オーム抵抗のバッファ増幅器段（３９）の出力側は判定器閾値のための判定器回路の調整入力側に接続されており、
パラレル信号路において前記直交信号復調器の出力側は前記判定器回路の信号入力側にローパスフィルタ（４０）を介して接続されており、該ローパスフィルタ（４０）のカットオフ周波数は最大変調周波数より上にあることを特徴とする請求項４又は５記載の無線受信器回路。
【請求項７】
交流カップリングは、２つの直交信号路（Ｉ、Ｑ）において対毎に同じ大きさに設計仕様されたキャパシタンス（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４）の形式の１つ又は複数の容量性カップリングによって形成されることを特徴とする請求項１〜６までのうちの１項記載の無線受信器回路。
【発明の詳細な説明】
本発明は特許請求項１の上位概念記載の集積可能な無線受信器回路に関する。
ページングサービスとも呼ばれる無線呼び出しサービスは、無線呼び出し受信器、すなわちいわゆるページャ、アナログホモダイン受信器に対して使用される。このサービスにおいて使用される周波数変調（ＦＭ）に基づいて、このような受信器にはスタティックな及びダイナミックなオフセット電圧を抑圧するために交流カップリング（“ＡＣ”カップリング）が使用される。
ページャにおいて使用されるホモダイン受信器のただ一つのチップに集積された周知の回路は、ブロック回路図の形式で図１に図示されている。このような回路は例えばJ.Wilson,R.Youell,T.Richards,G.Luff,R.Pilaskiの論文“A Signal Chip VHF and UHF Receiver for Radio Paging”in IEEE Journal of Solid State Circuits,Vol.26,No.12,December 1991に記述されている。
この場合、アンテナ１から供給される高周波受信信号は、高周波増幅器２における増幅及び位相シフト素子３による９０°だけ位相シフトされた２つの信号への分割の後で直交ダウンワードミキサ（Quadraturabwaertsmischung）４の２つの第１の入力側に供給される。この直交ダウンワードミキサ４の２つの第２の入力側には周波数逓倍器５で逓倍された高周波発振器６の出力信号が供給される。
チャネルフィルタリングは増幅器７及び８の後でコンデンサ９乃至は１０によって互いに交流結合されたＩ信号路における集積されたローパスフィルタ１１、１２及びＱ信号路における集積されたローパスフィルタ１３、１４によって行われる。Ｉ信号路及びＱ信号路における信号はそれぞれ制限増幅器１５乃至は１６を介してアナログ復調器１７（「４相相関器」）に供給され、このアナログ復調器１７の出力側で復調された出力が表示のために取り出される。ＧＦＳＫ（ガウシアン周波数シフトキーイング（Gaussian Frequency Shift Keying))変調乃至はＧＭＳＫ(ガウシアン最小シフトキーイング（Gaussian Minimum Shift Keying））変調によって作動する無線システムにおいては交流カップリングは可能ではない。というのも、相応に変調された信号の主エネルギは低周波に集中されているからである。
J.Crols and M.Steyaertの書物：“CMOS Wireless Tranceiver Design”,1997,Kluwer Academic Publishers,p.52-67ならびにp.114-115から、この関連においてＧＭＳＫ変調によって作動されるＧＳＭ移動無線システムに対して低い中間周波数（Low-IF）により動作されるデジタル復調を有する受信器が周知である。
デジタル復調のためにはアナログ/デジタル変換器までのリニアな信号路が必要である。これらのアナログ/デジタル変換器はＤＥＣＴ（Digital European Cordless Telecommunications）システムの枠内で使用される場合にはほぼ８００ｋＨｚのバンド幅（バンドパス変換器）において１２〜１３ビットの分解能を有するべきである。しかし、これは現在使用可能なテクノロジーにおいては著しい経費、従って高いコストでのみ実現可能である。
本発明の課題は、周波数変調されたデジタル無線信号、すなわち例えばＦＳＫ変調信号、ＭＳＫ変調信号、ＧＦＳＫ変調信号及びＧＭＳＫ変調信号の受信のために、一方でスタティックな及びダイナミックなオフセット電圧が確実に抑圧され、他方でアナログ/デジタル変換器までのリニアな信号路なしで済ますことができ、この結果、技術的なコストが著しく低減される受信器回路を提供することである。この場合、この受信器は外部中間周波数フィルタを使用せずにＬＳＩ構造方式で製造される。
上記の課題は請求項１の特徴部分記載の構成による上位概念記載の無線受信器回路によって解決される。
Low-IFコンセプトの使用に基づいて交流カップリングが使用される。信号路のリニアリティへの高い技術的な要求をする必要はもはやない。集積可能なアナログフィルタ及び同様に良好に集積可能なアナログ復調器が使用される。
後続の判定器回路も集積することができ、この結果、本発明の無線受信器回路は全体としてＬＳＩ構造方式で実現される。本発明の無線受信器回路では２つのタイプの評価の高い受信回路の有利な特性の組み合わせが得られる。
本発明の無線受信回路の有利な実施形態ならびに有利な実施方法は従属請求項に記載されている。
本発明を次に図面に基づいて説明する。
図１は既に説明したページャの周知の回路のブロック回路図である。
図２は本発明のＬＳＩ化可能な無線受信器回路の実施例のブロック回路図である。
例えばＧＭＳＫ変調によって作動するＤＥＣＴシステムで使用される図２に図示された無線受信器回路では、アンテナ１８から供給されるデジタル周波数変調されたＵＨＦ受信信号はＵＨＦ増幅器１９での増幅の後で２つのダウンワードミキサ２０及び２１のそれぞれ第１の入力側に供給される。重畳信号としては一般的に周波数シンセサイザによって実現されるＵＨＦ発振器２２の出力信号が直接このダウンワードミキサ２０に供給され、さらにダウンワードミキサ２１には９０°位相シフト素子２３を介して供給される。
従って、ダウンワードミキサ２０及び２１、ＵＨＦ発振器２２及び９０°位相シフト素子２３は、いわゆる直交ダウンワードミキシング（Quadraturabwaertsmischung）を実施する。この直交ダウンワードミキシングにおいて混合出力信号は２つの直交信号路Ｉ及びＱにおいて取り出される。低い中間周波数（Low-IF）位置へのダウンワードミキシングが行われる。チャネルフィルタリングのためには自動較正アナログポリフェーズフィルタ２４又はＧMＣフィルタが設けられる。
この後で信号路Ｉ及びＱにおける信号は制限増幅器、いわゆるリミッタ２５において増幅される。これは可能である。というのも、低い中間周波数位置にはまだ搬送波周波数が存在するからである。ＤＥＣＴシステムにおいて使用する場合には周波数は８６４ｋＨｚと１７２８ｋＨｚとの間にあればよい。リミッタ２５で発生した高調波を抑圧するためのさらに別のポリフェーズフィルタ２６又はさらに別のＧMＣフィルタの後で、直交信号路Ｉ及びＱの信号はアナログ直交信号復調器、つまりこの実施例ではいわゆる４相相関器（Quadraikorrelator）２７に供給される。
図２に図示された実施例では、２つの直交信号路Ｉ及びＱにおける交流カップリング（“ＡＣ”カップリング）のために複数の回路箇所において直列に接続されたキャパシタンスＣ１、Ｃ２、Ｃ３及びＣ４の形式の容量性カップリングが設けられている。これらキャパシタンスＣ１、Ｃ２、Ｃ３及びＣ４は対毎にそれぞれ等しい大きさに設計仕様されている。スタティックな及びダイナミックなオフセット電圧はこれらのキャパシタンスによって確実に抑圧される。
２つのミキサ２８、２９、２つの微分素子３０、３１及び総和（Σ）素子３２から構成される４相相関器２７は出力側においてこの４相相関器２７の入力周波数に比例する差分電圧を発生する。従って、例えば８６４ｋＨｚの中間周波数に基づいて、変調及び許容周波数オフセットによってほぼ１．６ＭＨｚの最大入力周波数が現れる。従って、この４相相関器２７は±１．６ＭＨｚのバンド幅を有しなければならない。
定格中間周波数に対するこの４相相関器２７の出力電圧の絶対値はテクノロジーパラメータの変動に依存する。この４相相関器２７の出力電圧は、受信された信号のそれぞれの２進数状態に関する判定器回路３３の判定に対する評価基礎として使用される。
判定器回路３３の判定器閾値の決定において、付加的にさらに可能な周波数オフセットが考慮されなければならない。判定器回路３３の後でデジタルデータが供給される。
ＤＥＣＴシステムではバーストの最初に１６ビット長の２進数の“１０１０”シーケンス、続いて２つの２進数“１”が送信される。この特別なシーケンスは、図２に図示された実施例が示しているように、サンプルアンドホールド回路３４によって判定器閾値を生成するために利用される。このために４相相関器２７で復調された信号はローパスフィルタ３５でローパスフィルタリングされ、続いて遅延素子３６によって遅延される。
このローパスフィルタ３５のカットオフ周波数は明らかに変調周波数よりも下にある。ここから上述の特徴的な“１０１０”２進数シーケンス中の信号の平均値が得られる。この平均値は次にサンプリングスイッチ３７を介してチャージされる分路キャパシタ３８に蓄積され、高オーム抵抗のバッファ増幅器段３９を介して判定器回路３３の調整入力側に判定器閾値の調整のために供給される。
ローパスフィルタ４０を含むパラレル信号路を介して、４相相関器２７によって復調された信号は判定器回路３３に供給される。この信号路のローパスフィルタ４０のカットオフ周波数は最大変調周波数よりも上にある。従って、サンプリング過程の間に判定器閾値が調整される。
デジタル部分においてＤＥＣＴバーストの２つの２進数“１”が識別される場合には、サンプリングスイッチ３７が開かれる。このサンプリングスイッチ３７はバーストの特徴的な“１０１０”２進数シーケンスの開始を識別した場合には常に閉じられる。しかし、遅延素子３６のためにこれら２つの“１”は分路キャパシタ３８の電圧に影響を与えない。
【図１】
0004004553.tif 000002
【図２】
0004004553.tif 000003