射頻信號(hào)接收的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明描述了一種接收機(jī)(1)，用于接收至少一個(gè)取自外置于所述接收機(jī)的天線(101)的射頻調(diào)制信號(hào)，所述接收機(jī)包括一個(gè)用于對(duì)所述射頻調(diào)制信號(hào)進(jìn)行低噪音放大的第一級(jí)(103)，以及一個(gè)上述信號(hào)的解調(diào)級(jí)(106)。所述接收機(jī)包括一個(gè)SAW濾波器(104)，用于以預(yù)定頻率對(duì)取自所述第一級(jí)的信號(hào)進(jìn)行通帶濾波；一個(gè)對(duì)數(shù)放大器(401)，用于放大取自于所述SAW過濾器的信號(hào)；一個(gè)峰值檢波器(402)，用于所述對(duì)數(shù)放大器的輸出信號(hào)；一個(gè)裝置(203)，用于控制所述第一級(jí)(103)對(duì)所述射頻調(diào)制信號(hào)進(jìn)行放大的增益(G)，其中，所述射頻調(diào)制信號(hào)是所述峰值檢波器的輸出信號(hào)(Vopeak)的函數(shù)。
【專利說明】射頻信號(hào)接收機(jī)
[0001]本發(fā)明涉及一種射頻信號(hào)的接收機(jī)。
[0002]大多數(shù)當(dāng)前的射頻信號(hào)接收機(jī)使用復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)，典型地如超外差類型的。所述接收機(jī)包括一個(gè)混頻器，一個(gè)用于產(chǎn)生外差信號(hào)的振蕩器以及一個(gè)用于穩(wěn)定接收機(jī)頻率的PLL電路。
[0003]特別地，當(dāng)設(shè)備用于發(fā)射和接收與車輛的某些部件相關(guān)的信息，例如油箱的正確液位、輪胎的溫度和壓力、電池的狀態(tài)等等，接收機(jī)通常集成在車載電腦中，或者位于更適于接收車內(nèi)信號(hào)的位置，并與車載電腦進(jìn)行通訊。接收機(jī)收到的數(shù)據(jù)被傳輸?shù)綑C(jī)動(dòng)車輛內(nèi)的電腦，以用于顯示簡(jiǎn)單信息報(bào)文，或者改變專用顯示器上的狀態(tài)。
[0004]但是，當(dāng)前的接收機(jī)非常復(fù)雜，特別是，因?yàn)橛糜诒容^兩個(gè)不同頻率的信號(hào)、并發(fā)射相位正比于這兩個(gè)不同頻率的信號(hào)的相位差的信號(hào)的檢相器的存在。
[0005]另外，所述接收機(jī)吸收了大量的電流并導(dǎo)致了相應(yīng)的能量損耗。
[0006]鑒于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供一種射頻信號(hào)接收機(jī)，其在電路方面比現(xiàn)有的簡(jiǎn)單，并且比現(xiàn)有的具有更低的電流吸收量。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，上述目的通過一種接收機(jī)得到實(shí)現(xiàn)。所述接收機(jī)用于接收至少一個(gè)取自外置于所述接收機(jī)的天線的射頻調(diào)制信號(hào)，所述接收機(jī)包括一個(gè)用于對(duì)所述射頻調(diào)制信號(hào)進(jìn)行低噪音放大的第一級(jí)以及一個(gè)所述射頻調(diào)制信號(hào)的解調(diào)級(jí)，其特征在于包括:一個(gè)SAW濾波器，用于以預(yù)定頻率對(duì)取自所述第一級(jí)的信號(hào)進(jìn)行通帶濾波；一個(gè)對(duì)數(shù)放大器，用于放大取自于所述SAW過濾器的信號(hào)；一個(gè)峰值檢波器，用于所述對(duì)數(shù)放大器的輸出信號(hào)；用于控制所述第一級(jí)對(duì)所述射頻調(diào)制信號(hào)進(jìn)行放大的增益的裝置，其中所述射頻調(diào)制信號(hào)是所述峰值檢波器的輸出信號(hào)的函數(shù)；所述對(duì)數(shù)放大器的輸出信號(hào)和所述峰值檢波器的輸出信號(hào)被輸入到所述解調(diào)級(jí)。
[0008]歸因于本發(fā)明，可能提供一種射頻信號(hào)的接收機(jī)，特別適于應(yīng)用在短距離數(shù)據(jù)傳輸和接收系統(tǒng)中，例如車門開啟系統(tǒng)或者輪胎壓力檢測(cè)系統(tǒng)。
[0009]所述接收機(jī)特別適于接收具有脈沖位置調(diào)制(PPM)或脈沖寬度調(diào)制(PWN)的信號(hào)。
[0010]本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)將從下面的實(shí)際實(shí)施例的詳細(xì)描述中更清楚地顯示，所述實(shí)施例參考附圖以非限制的例子作出，其中:
[0011]圖1展示了根據(jù)本發(fā)明的射頻信號(hào)接收機(jī)的框圖；
[0012]圖2展示了圖1中接收機(jī)的低噪音前置放大級(jí)的電路圖；
[0013]圖3展示了圖1中的接收機(jī)的濾波級(jí)的電路圖；
[0014]圖4展示了圖3中的濾波級(jí)的頻率響應(yīng)圖表；
[0015]圖5展示了圖1中的接收機(jī)的對(duì)數(shù)放大器的電路圖；
[0016]圖6展示了圖5中的輸出電壓作為級(jí)輸入信號(hào)水平的函數(shù)的圖表；
[0017]圖7展示了圖1中的接收機(jī)中使用的“ASK”和“PULSE”比較器的電路圖；
[0018]圖8示意性地展示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一種封裝，所述封裝具有圖1中的接收機(jī)，并被制造在陶瓷材料基板上；[0019]圖9示意性地展示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例變形的一種封裝，所述封裝具有圖1中的接收機(jī)和一個(gè)微控制器，并被制造在陶瓷材料基板上。
[0020]參看圖1，展示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)射頻信號(hào)接收機(jī)I。所述接收機(jī)包括一個(gè)從天線101處接收的射頻信號(hào)的前置放大級(jí)103，一個(gè)濾波級(jí)104，一個(gè)放大級(jí)105和一個(gè)信號(hào)解調(diào)級(jí)106。
[0021]取自天線101的信號(hào)位于所述低噪音前置放大級(jí)103的輸入端，所述放大級(jí)103包括，在圖2中觀看更佳，一個(gè)調(diào)諧到接收頻率的通帶濾波器201，濾波器201還具有阻抗適配功能。[0022]濾波器201的輸出信號(hào)被傳輸?shù)诫娐穳K202，電路塊202包括一個(gè)射頻晶體管Ql，該晶體管被送至電路203的輸出信號(hào)所控制；來自晶體管Ql的輸出信號(hào)流經(jīng)一個(gè)低阻值電阻R，優(yōu)選約lOOOhm，以至于在下一級(jí)的輸入具有常量阻抗。所述晶體管Ql優(yōu)選是共射極雙極晶體管。電路塊202代表了一個(gè)低噪音放大級(jí)，其增益G被電路203所控制。
[0023]電路203被取自峰值檢波器402的信號(hào)Vopeak所控制。電路203包括一個(gè)晶體管Q2，優(yōu)選為共射極雙極晶體管，其發(fā)射極端子連接至地GND。所述晶體管Q2的基極端子被信號(hào)Vopeak所驅(qū)動(dòng),信號(hào)Vopeak被低通濾波器R70*C50所濾波。晶體管Q2的集電極端子處的信號(hào)驅(qū)動(dòng)晶體管Ql基極端子，并且改變晶體管Ql的基極偏置電流，從而正比于天線處的信號(hào)強(qiáng)度來改變，特別是減小，晶體管Ql的增益G。因此，電路203形成了自動(dòng)增益控制塊。當(dāng)信號(hào)Vopeak增加，所述晶體管Q2使得所述晶體管Ql的增益減小；雙極晶體管Ql的增益G反比于所述信號(hào)Vopeak的幅度。
[0024]所述級(jí)103的輸出信號(hào)位于所述級(jí)104的SAW濾波器302的輸入端，圖3中觀看更佳。必須選擇300至600kHz間信道里的信號(hào)，也就是說必須過濾300至600kHz通帶里的信號(hào)，必須保證常量的群延遲時(shí)間Tg，其中群延遲時(shí)間指示通過了 SAW濾波器的通帶Bsaw的信號(hào)的通過時(shí)間變化。阻抗適配電路301和303，布置在SAW濾波器302的輸入和輸出端，被配置為在SAW濾波器302的整個(gè)通帶Bsaw上獲取常量的群延遲時(shí)間。圖4展示了作為圖3中SAW濾波器頻率的函數(shù)的帶和群延遲時(shí)間Tg的變化。濾波器302的輸出信號(hào)被固定增益放大器304放大。
[0025]群延遲時(shí)間Tg的常量性允許對(duì)所述射頻調(diào)制信號(hào)的上升和下降邊的正確放大，例如當(dāng)調(diào)制信號(hào)是具有脈沖寬度調(diào)制(PWM)或脈沖位置調(diào)制(PPM)的信號(hào)，其中例如所述射頻脈沖具有100納秒級(jí)的上升和下降邊。
[0026]放大器304的輸出信號(hào)位于對(duì)數(shù)放大器401的輸入端,如圖5所不,對(duì)數(shù)放大器401屬于級(jí)105并用于放大輸入信號(hào)。所述對(duì)數(shù)放大器401是一個(gè)溫度補(bǔ)償放大器，并以多重放大級(jí)Ai…An的序列進(jìn)行高增益。圖6展示了在不同頻率下作為對(duì)數(shù)放大器401輸入信號(hào)水平In的函數(shù)的輸出電壓Vodet的波形圖。
[0027]所述對(duì)數(shù)放大器的輸出信號(hào)Vodet被傳輸?shù)浇庹{(diào)級(jí)以用于解調(diào)信息。相同的對(duì)數(shù)放大器401的輸出信號(hào)Vodet被傳輸?shù)椒逯禉z波器402，該峰值檢波器用于探測(cè)所述對(duì)數(shù)放大器401的輸出信號(hào)的峰值。優(yōu)選地,所述峰值檢波器402包括運(yùn)算放大器403，運(yùn)算放大器403在其正相輸入端子處具有所述對(duì)數(shù)放大器401的輸出信號(hào)，其輸出連接到二極管404的正極，二極管404的負(fù)極連接到反相輸入端子和電阻R2的一個(gè)端子，電阻R2的另一個(gè)端子連接到電容Cl的端子，電容Cl接著連接到地GND。與電容Cl相關(guān)的時(shí)間常數(shù)具有小的值，大約I微秒。在電容Cl的端子的電壓Vopeak是峰值檢波器的輸出。輸出信號(hào)Vopeak被傳輸?shù)揭粋€(gè)用于執(zhí)行信號(hào)解調(diào)的比較器，并被電路203使用以控制射頻晶體管202。電阻R2具有小的值，優(yōu)選為220hm，通過運(yùn)算放大器來穩(wěn)定補(bǔ)償信號(hào)傳輸延遲的電路操作。
[0028]最后，信號(hào)Vodet和Vopeak被傳輸?shù)浇庹{(diào)級(jí)106，以用于數(shù)字重建包含在接收到的調(diào)制信號(hào)中的信息，較佳地展示在圖7中。在信號(hào)使用幅度調(diào)制ASK(幅移鍵控)或OOK調(diào)制(開關(guān)鍵控)進(jìn)行調(diào)制的情況下，比較器501執(zhí)行解調(diào)。所述比較器501在其正相輸入端子接收信號(hào)Vodet，同時(shí)在其反相輸入端子處的是信號(hào)Vodet被電路調(diào)節(jié)的平均值，所述電路包括連接到電容C2的電阻R3，電容C2接著連接到地GND和反相輸入端。所述比較器501的輸出信號(hào)是信號(hào)Infask,所述輸出信號(hào)Vopeak作為信號(hào)RSSI被傳輸。
[0029]在信號(hào)使用脈沖位置調(diào)制PPM或脈沖寬度調(diào)制PWM進(jìn)行調(diào)制時(shí)，比較器502執(zhí)行解調(diào)。比較器504在其正相輸入處接收信號(hào)Vodet，在其反相輸入處是取自電阻分壓器的參考信號(hào)，所述分壓器由電阻R4和R5組成，所述信號(hào)Vopeak位于電阻R4和R5整個(gè)串聯(lián)上。R4和R5以及電容Cl的值決定輸出電壓Vopeak的衰減時(shí)間常數(shù)。所述時(shí)間常數(shù)通常為數(shù)毫秒級(jí)別，當(dāng)接收到的信號(hào)被突然的幅度變化所影響時(shí)其起到重要作用，例如當(dāng)信號(hào)用于傳輸輪胎氣壓時(shí)。比較器502的輸出信號(hào)是信號(hào)Infppm，信號(hào)Infask，Infppm和RSSI是解調(diào)級(jí)106和接收機(jī)I的輸出信號(hào)。
[0030]特別地，根據(jù)本發(fā)明的接收機(jī)更適于應(yīng)用在布置于車輛上的，優(yōu)選為機(jī)動(dòng)車輛上的數(shù)據(jù)發(fā)送接收系統(tǒng)。發(fā)射機(jī)可以位于機(jī)動(dòng)車輛上的各個(gè)部位，例如靠近電池，或者位于輪胎里用于傳輸關(guān)于輪胎溫度和輪胎壓力的數(shù)據(jù)。
[0031]所述接收機(jī)用于接收所述數(shù)據(jù)并將其傳輸?shù)街醒腚娔X以在顯示器上顯示報(bào)警或消息。
[0032]優(yōu)選地，在傳輸具有脈沖位置調(diào)制的輪胎氣壓數(shù)據(jù)的情況下，傳輸?shù)男盘?hào)在給定周期的時(shí)間后開始，通過觸發(fā)振蕩產(chǎn)生第一脈沖，所述脈沖表示消息的開始并具有典型為3毫秒的寬度W。其他的繼續(xù)的脈沖接著產(chǎn)生，其時(shí)間位置，即一個(gè)脈沖和下一個(gè)脈沖之間的時(shí)間段，表不了被傳輸?shù)男畔⒌膬?nèi)容。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的接收機(jī)特別適于接收根據(jù)脈沖位置調(diào)制來調(diào)制的數(shù)據(jù)。
[0034]根據(jù)本發(fā)明，可能構(gòu)成一個(gè)封裝600，也稱為L(zhǎng)TCC封裝，其中圖1_6所示的接收機(jī)I使用LTCC(低溫共燒陶瓷)技術(shù)在陶瓷材料基板601上制造，如圖8所示。所述接收機(jī)集成在陶瓷基板上，除了峰值檢波器402的電容Cl和解調(diào)器106的電容C2。所述電容可從外部接觸到，從而能夠根據(jù)接收機(jī)的不同需要來匹配峰值檢波器和解調(diào)器的時(shí)間常數(shù)。
[0035]圖9展示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的變形例的封裝，所述封裝包括連接到接收機(jī)I的微控制器602，其中所述微控制器602用于管理接收的PPM調(diào)制的信號(hào)。
【權(quán)利要求】
1.一種至少一個(gè)射頻調(diào)制信號(hào)的接收機(jī)(I)，該射頻調(diào)制信號(hào)取自外置于所述接收機(jī)的天線(101)，所述接收機(jī)包括用于對(duì)所述射頻調(diào)制信號(hào)進(jìn)行低噪音放大的第一級(jí)(103)，以及所述射頻調(diào)制信號(hào)的解調(diào)級(jí)(106)，其特征在于，還包括:SAW濾波器(104)，用于作為以預(yù)定頻率對(duì)取自所述第一級(jí)的信號(hào)的通帶濾波器；對(duì)數(shù)放大器(401)，用于放大取自于所述SAW過濾器的信號(hào)；峰值檢波器(402)，用于所述對(duì)數(shù)放大器的輸出信號(hào)；裝置(203)，用于控制所述第一級(jí)(103)對(duì)所述射頻調(diào)制信號(hào)進(jìn)行放大的增益(G)，所述射頻調(diào)制信號(hào)是所述峰值檢波器的輸出信號(hào)(Vopeak)的函數(shù)；所述對(duì)數(shù)放大器的輸出信號(hào)(Vodet)和所述峰值檢波器的輸出信號(hào)(Vopeak)被輸入到所述解調(diào)級(jí)(106)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其特征在于，所述裝置(203)，對(duì)應(yīng)于所述峰值檢波器的輸出信號(hào)的數(shù)值增加，降低所述第一級(jí)(103)對(duì)所述射頻調(diào)制信號(hào)進(jìn)行放大的增益(G);對(duì)應(yīng)于所述峰值檢波器的輸出信號(hào)的數(shù)值減少，增加所述第一級(jí)(103)對(duì)所述射頻調(diào)制信號(hào)進(jìn)行放大的增益(G)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其特征在于，所述裝置(203)包括第一共發(fā)射極雙極晶體管(Q2)，其基極端子被所述峰值檢波器的輸出信號(hào)(Vopeak)所控制，所述第一放大級(jí)(103)包括第二共發(fā)射極雙極晶體管(Ql)，流經(jīng)所述第二雙極晶體管(Ql)的基極端子的電流，依靠于流經(jīng)所述第一雙極晶體管的集電極端子的電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其特征在于，所述峰值檢波器(402)包括至少一個(gè)電容(Cl)，所述電容的值決定所述峰值檢波器的輸出信號(hào)的衰減常數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的接收機(jī)，其特征在于，所述峰值檢波器(402)包括運(yùn)算放大器(403)，在其正相輸入端子具有所述對(duì)數(shù)放大器(401)的輸出信號(hào)，其輸出端子連接到一個(gè)二極管的正極，該二極管的負(fù)極和所述運(yùn)算放大器的反相輸入端子相連接，所述輸出端子還連接到電阻(R2)的一個(gè)端子，所述電阻的另一個(gè)端子連接到所述電容(Cl)的一個(gè)端子，所述電容(Cl)的另一個(gè) 端子連接到參考電壓(GND)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一個(gè)所述的接收機(jī)，其特征在于，所述解調(diào)器(106)包括用于平均所述對(duì)數(shù)放大器的輸出信號(hào)的裝置(R3，C2)，所述裝置包括至少一個(gè)進(jìn)一步的電容(C2)。
7.—種LTCC封裝(600)，包括如前述任何一個(gè)權(quán)利要求所述接收機(jī)(I)，所述封裝在陶瓷材料基板(601)上制造；至少一個(gè)電容(Cl)和至少一個(gè)進(jìn)一步的電容(C2)外置于所述封裝。
8.如權(quán)利要求7所述的LTCC封裝，其特征在于，包括制造在所述陶瓷材料基板(601)上的微控制器(602)，所述接收機(jī)和所述微控制器交互。
【文檔編號(hào)】H03G3/30GK103503312SQ201280021978
【公開日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2012年5月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月5日
【發(fā)明者】圭多·莫伊拉吉, 盧卡·莫伊拉吉, 保羅·莫伊拉吉 申請(qǐng)人:圭多·莫伊拉吉公司之電子通訊有限合伙公司