專利名稱：兩用手持通信裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及用于接收兩種不同形式通信信號的裝置，更具體地講，涉及一種用于接收AM/FM無線電信號和接收移動電話信息或尋呼信息之類的通信信息的裝置。
當前消費市場上存在著各種可用的個人佩戴的電子裝置。這些裝置包括帶有頭戴耳機的個人AM/FM無線電，和諸如移動電話(例如，模擬和數字蜂窩電話，移動通信電話全球系統(tǒng)(GSM)電話，和個人通信系統(tǒng)(PCS)電話)和尋呼機(例如，單向和雙向尋呼機)之類的個人通信裝置。
盡管這些裝置提供了它們各自的附帶功能，但是步行、乘坐公共汽車、火車或自行車旅行的消費者經常必須攜帶多種裝置，以獲得收聽AM/FM無線電和能夠經過個人通信裝置接收通信的基本通信功能。例如，一個乘坐火車旅行的人可能希望收聽他或她的個人AM/FM無線電，同時仍能通過移動電話接收通信。但是，消費者在收聽他或她的個人AM/FM無線電時，可能聽不到蜂鳴尋呼機或振鈴移動電話，因而可能錯失來到的通信。盡管許多個人通信裝置具有“振動模式”，這種模式使帶有這些裝置的消費者個人能夠感覺到振動；但是只要消費者在公文包或錢包中攜帶移動電話或尋呼機，他們將不能接收到通信，因為在有來到的通信時他們不會感覺到裝置振動。盡管這些裝置很小，但是一個人攜帶多個個人佩戴的電子裝置是很麻煩的。
即使消費者在他們收聽個人AM/FM無線電時能夠聽到個人通信裝置的振鈴或蜂鳴聲，他們需要進行迅速的操作，關閉或靜音AM/FM無線電和啟動個人通信裝置，以接收到來的通信。
總之，攜帶一個個人AM/FM無線電和一個個人通信裝置是不方便的。消費者在使用個人AM/FM無線電的同時，他或她可能根本不知道個人通信裝置接收到通信，因為他或她不能夠聽到振鈴器或感覺到振動器。此外，即使消費者感覺到到來的通信，他或她必須迅速地操作個人AM/FM無線電和個人通信裝置，以接收通信。


圖1是說明具有一個獨立AM/FM接收機的兩用通信裝置的方框圖；圖2是說明根據本發(fā)明的具有一個獨立AM/FM接收機的移動電話的第一實施例的方框圖；圖3是說明根據本發(fā)明的具有一個獨立AM/FM接收機的移動電話的第二實施例的方框圖；圖4是說明根據本發(fā)明的具有一個獨立AM/FM接收機的尋呼機的第一實施例的方框圖；圖5是說明根據本發(fā)明的具有一個獨立AM/FM接收機的尋呼機的第二實施例的方框圖；圖6是說明根據本發(fā)明的一個與現有個人通信裝置硬件組合的集成AM/FM接收機的硬件實現的方框圖；圖7是一個集成在頭戴送受話器中的AM天線的實施例的示意圖；圖8a-8f示出了一個兩用通信裝置中AM天線的各種布置；圖9是集成在頭戴送受話器中的FM天線的一個實施例的示意圖；圖10是根據本發(fā)明的用于使移動電話天線與移動電話電路和AM/FM接收機匹配的匹配電路的第一實施例的示意圖；圖11是根據本發(fā)明的用于使移動電話天線與移動電話電路和AM/FM接收機匹配的匹配電路的第二實施例的示意圖；圖12是根據本發(fā)明的電壓擴展器電路的示意圖；圖13是根據本發(fā)明的以一個具有AM/FM接收機的移動電話體現的兩用通信裝置的正視圖14是說明根據本發(fā)明的兩用通信裝置如何處理按鍵的流程圖。
一般講，本發(fā)明的說明涉及將AM/FM接收機集成到個人通信裝置中。集成的結果稱為兩用手持通信裝置(此后稱為“兩用通信裝置”)。兩用通信裝置使使用者可以通過一個單獨裝置收聽來自廣播AM或FM信號的聲頻，和接收和/或發(fā)送個人通信信息。熟悉本領域的人員應當知道，并且如這里說明的，個人通信裝置可以包括，但是并不限于，移動電話(例如，模擬或數字蜂窩電話，PCS電話，等等)和尋呼機(例如，單向和雙向尋呼機)。如這里所述，集成AM/FM接收機和個人通信裝置的有關方面包括，但不限于，AM天線設計，現有移動電話天線與FM接收機的匹配，AM/FM接收機與個人通信裝置硬件的集成，和現有個人通信裝置硬件的再利用。
現在參考圖1，一個兩用通信裝置10一般包括一個個人通信部分12和一個AM/FM接收機部分14。可以體現為一個移動電話或尋呼機的個人通信部分12包括一個諸如發(fā)光二極管(LED)顯示器或液晶顯示器(LCD)之類的顯示器16，和一個處理器18。處理器18以熟悉本領域的技術人員所知的方式與顯示器16連接，并控制顯示器16。此外，處理器18該連接于AM/FM接收機部分14并控制之。
AM/FM接收機部分14一般包括一個通信地耦合于合成器22的無線電集成電路(無線電IC)20。無線電IC20和合成器22由處理器18控制，并且共同操作以接收AM或FM無線電信號，和通過揚聲器或耳機(未示出)之類的發(fā)聲裝置把接收的信號傳送到消費者。在AM/FM接收機部分14的一些實施例中，將無線電IC20與合成器22集成為一個單一的硬件組件。作為選擇，無線電IC20和合成器22也可以是獨立的組件。在后面結合圖2和4說明無線電IC20與合成器22集成為一個單一硬件組件的實施例，而結合圖3和5說明這些組件是獨立時的實施例。
如圖2中所示，兩用通信裝置40包括一個操作地耦合于移動電話接收機44和AM/FM接收機46的天線42。AM/FM接收機46適合于接收535千赫和1705千赫之間的AM信號，和88兆赫和108兆赫之間的FM信號，并且包括一個AM/FM接收機IC48和操作地耦合到AM/FM接收機IC48的外部調諧元件50。處理器54控制兩用通信裝置40的功能，和接收來自小鍵盤(未示出)的輸入。更具體地講，處理器54控制AM/FM接收機IC48和顯示驅動器56的功能，顯示驅動器56又控制諸如LCD或LED顯示器之類的顯示器(未示出)的功能。
移動電話接收機44和AM/FM接收機IC48分別操作地耦合于一個包括第一、第二和第三模擬開關62、64和66的聲頻處理塊60。從移動電話接收機44輸出的聲頻是單伴音的，因而有一個耦合到第一模擬開關62的單聲道?？梢允蔷哂幸粋€集成合成器的Philips TEA5757組件的AM/FM接收機IC48產生的聲頻是立體聲的，因而具有分別耦合到第二和第三模擬開關64，66的左和右聲道。聲頻處理塊60用于控制傳送到使用者的聲頻信號。
兩用通信裝置40外側的專用按鈕68協(xié)同一個諸如74HC04之類的逆變器邏輯門70操作，控制聲頻處理塊60的第一、第二和第三開關62，64，66。此外，按鈕68連接到處理器54，并且用作移動電話的叉簧，因而隨按鈕68的狀態(tài)的改變，啟動和關閉移動電話。聲頻處理塊60最好用一個74HC4066實現。當按鈕68在第一位置時，第一開關62將來自移動電話接收機44的輸出耦合到音量控制塊之類的聲頻輸出裝置74，并且第二和第三開關64，66防止AM/FM無線電IC48的輸出到達聲頻輸出裝置74。相反，當按鈕68處于第二位置時，第二和第三開關64，66將來自AM/FM接收機IC48的輸出耦合到聲頻輸出裝置74，而第一開關62防止來自移動電話接收機44的輸出到達聲頻輸出裝置塊74。
聲頻輸出裝置74由一個增大音量按鈕76和一個減小音量按鈕78控制，兩個音量按鈕都設置在兩用通信裝置40的外側。當把兩用通信裝置40用于接收個人通信信息時，增大和減小音量按鈕76，78控制從揚聲器80發(fā)出的聲頻的音量。作為替代，當把兩用通信裝置40用于接收AM或FM無線電信號時，增大和減小音量按鈕76，78控制耦合到容納立體聲頭戴耳機(未示出)的頭戴耳機插孔84的聲頻信號的幅度。因此，根據兩用通信裝置40操作的模式(它是由連接到處理器54的按鈕68控制的)，聲頻輸出裝置74與增大和減小音量按鈕76，78相互作用，控制傳送到使用者耳朵的聲頻音量。
兩用通信裝置40包括一個電話聲頻求和點86，它允許出現在頭戴耳機插孔84的無論何種信號傳送到揚聲器80。此外，還提供有通知信號聲頻求和點88，以組合通知信號與來自AM/FM接收機IC48的AM/FM聲頻信號，從而在使用者正在收聽AM或FM無線電臺時，類似呼叫等待聲頻信號的可聽見的通知信號能夠傳送到使用者，通知使用者來了一個呼叫的事實。
兩用通信裝置中還包括一個移動電話發(fā)射機90，移動電話發(fā)射機90通信地耦合于天線42和一個輸入裝置91，例如話筒。如熟悉本領域的人員所知，發(fā)射機可以是任何用于將話音信號轉換成天線42發(fā)送的電信號的已知或希望的發(fā)射機。
在使用者收聽AM/FM接收機46接收的并且經過連接到頭戴耳機插孔84的頭戴耳機傳送到使用者的AM或FM無線電臺的同時，移動電話接收機44可以接收電話呼叫之類的個人通信。兩用通信裝置40產生一個耦合到通知信號聲頻求和點88的通知信號，以通知使用者來到的通信。響應通知信號，使用者改變按鈕68的狀態(tài)，因而切斷來自頭戴耳機的AM/FM聲頻信號，并將來自移動電話接收機44的接收聲頻信號連接到揚聲器80，使使用者接入移動電話呼叫。通過電話呼叫，移動電話接收機44和移動電話發(fā)射機90經過天線42接收和發(fā)送有關電話對話的信息。
在一些情況下，使用者希望使呼叫者保持在線。在使呼叫者保持在線期間，可以將來自AM/FM接收機46的AM/FM聲頻耦合到發(fā)射機，因而呼叫者可以聽到作為占線音樂的AM/FM聲頻。當使用者完成他或她的電話呼叫時，他或她改變按鈕68的狀態(tài)，按鈕68狀態(tài)的改變終止了電話呼叫，并且將AM/FM聲頻經過頭戴耳機插孔84轉接到頭戴耳機。
圖3中示出了并且賦予參考號100的圖2所示的兩用通信裝置40的一個替代實施例。用相同的參考號表示兩用通信裝置40和兩用通信裝置100之間相同的元件。從使用者方面看，兩用通信裝置100的功能與結合圖2說明的兩用通信裝置相同。圖2和3中所示實施例之間的差別在于，用于實現AM/FM接收機和處理器的硬件。以下對圖3的說明集中于這些差別。
如圖3中所示，一個AM/FM接收機104一般包括一個可以用SonyCXA1538N組件實現的AM/FM接收機IC106，和一個可以用RohmBU2616組件實現的外部合成器或鎖相環(huán)(PLL)108。還包括多個調諧線圈和濾波器110，緩沖器122以及一個低通濾波器114，它們全部操作地耦合到AM/FM接收機IC106和合成器108。此外，提供有一個處理器116，并且操作地耦合到AM/FM接收機IC106，合成器108和移動電話小鍵盤(未示出)。一般地講，耦合到天線42，合成器108，調諧線圈和濾波器110，緩沖器112和低通濾波器114的AM/FM接收機IC106接收并解調AM或FM信號，以獲得隨后耦合到聲頻處理塊60的聲頻信號。更具體地講，AM/FM接收機IC106接收來自天線42的AM/FM信號，并利用調諧線圈和濾波器110產生的中頻下變換它們，調諧線圈和濾波器110的振蕩頻率是由來自合成器108的信號控制的。合成器108根據消費者選擇的調諧頻率(例如，消費者希望收聽的電臺頻率)控制AM調諧線圈和FM調諧線圈的振蕩頻率。
圖4中示出了一個集成了尋呼機和AM/FM接收機功能的兩用通信裝置120。在兩用通信裝置40中看到的相同的元件用相同的參考號標識。除了執(zhí)行通常的功能或接收并顯示文本和號碼之類的尋呼信息之外，兩用通信裝置120允許使用者收聽AM或FM無線電臺。兩用通信裝置120包括一個尋呼接收機122，一個天線124，一個通知/揚聲器126，一個處理器128和一個顯示器130。此外，兩用通信裝置120還包括AM/FM接收機46，AM/FM接收機46包括AM/FM接收機IC48，調諧線圈和濾波器50，顯示驅動器56，頭戴耳機插孔84和通知信號聲頻求和節(jié)點88。
在慣用的操作中，尋呼接收機122耦合到接收來自尋呼系統(tǒng)的信號的天線124。在通常情況下，并且在本實施例也是一樣，當天線124接收到尋呼信息時，尋呼接收機122產生一個通知信號。通知信號耦合到通知/揚聲器126，通知使用者接收到一個尋呼。幾乎在產生通知信號的同時，尋呼接收機122操作地將接收的尋呼信息耦合到處理器128。處理器128與顯示驅動器56連接，并且與這些組件一同操作顯示器130，向使用者顯示信息。作為替代，可以使用一個話音合成器，合成代表尋呼信息的話音信號，并且能夠將話音信號直接耦合到頭戴耳機插孔84。這種配置消除了在接收到尋呼信息時使用者查看顯示器的需要。
根據本發(fā)明，AM/FM接收機IC48，其可以是一個具有集成合成器的Philips TEA5757組件，接收來自天線124的AM/FM信號，并產生代表來自AM和FM信號的聲頻信息的左和右聲道。左和右聲道耦合到聲頻輸出設備74，并進一步耦合到適用于接收許多個人AM/FM無線電通常使用的慣用頭戴耳機的頭戴耳機插孔84。如果在一個使用者接收到來自一個尋呼系統(tǒng)的尋呼時，他或她正在收聽AM/FM接收機46產生的AM或FM聲頻，尋呼接收機122產生通知信號，通知信號經過通知信號聲頻求和點88耦合到頭戴耳機插孔84。因此，將會通過聲頻通知信號通知正在收聽無線電的使用者，他或她接收到了一個尋呼。
圖5中示出了一個集成了尋呼機和AM/FM接收機功能的兩用通信裝置140的替代實施例。圖5所示實施例與圖4所示實施例的不同之處在于，用一個包括AM/FM接收機IC106，合成器108，調諧線圈和濾波器110，緩沖器112和低通濾波器114的AM/FM接收機104代替了AM/FM接收機46。此外，用圖5中的處理器142代替了圖4中的處理器128。AM/FM接收機104的功能與結合圖3中所示AM/FM接收機說明的相同。對于使用者，圖4和5中所示的實施例的功能相同，或幾乎相同。
上述圖2-5中所示實施例全都使用了一種獨立構造，因為AM/FM接收機46，104的功能不依賴移動電話接收機44或尋呼接收機122。這種構造使得能夠在使用移動電話接收機44或尋呼接收機122的同時使用AM/FM接收機。盡管這種構造是不錯的，但利用移動電話或尋呼機中的現有硬件在移動電話或尋呼機中提供AM/FM接收機的附加功能，因而降低成本、重量和電流消耗則更為有利。
如圖6中的集成措施所示，根據本發(fā)明的設計的射頻(RF)和聲頻部分150在移動電話中提供了AM/FM接收機功能，并且利用了來自移動電話的現有硬件。RF和聲頻部分150包括移動電話天線152，移動電話前端電路154，AM天線158，AM預選電路160，AM前端電路162，FM天線166，FM預選電路168和FM前端電路170。移動電話前端電路154，AM前端電路162和FM前端電路170中的每個接收來自合成器174的輸入信號，并且使它們的輸出耦合到一個選擇器178。選擇器178又耦合于一個零中頻集成電路(ZIF IC)180，其輸出端耦合到一個AM檢測器182和一個FM檢測器184。在一些實施例中，可以將AM檢測器182和/或FM檢測器184集成到ZIF IC180中。AM檢測器182和FM檢測器184中的每一個的輸出端耦合到譯碼器186。在圖6所示的組件中，移動電話前端電路154和ZIF IC180是已經在移動電話中使用的組件。
在操作中，移動電話天線152將信號傳送到移動電話前端電路154，移動電話前端電路154處理信號，以產生第一中頻(IF)移動電話信號。同樣，AM天線158，AM預選電路160和AM前端電路162產生一個IF AM信號，并且FM天線166，FM預選電路168和FM前端電路170產生IF FM信號。將IF移動電話信號，IF AM信號和IFFM信號中的每一個提供到選擇器178。
可以用一個晶體管開關或一個針式開關(pin switch)實現的選擇器178由一個處理器(未示出)控制，并且用于從IF移動電話信號，IF AM信號和IF FM信號中選擇一個，耦合到ZIF IC180。ZIF IC180將選擇的信號從射頻信號下變換成AM或FM調制的基帶信號。如果基帶信號是AM調制的，那么將它從ZIF IC180耦合到AM檢測器182，AM檢測器182解調AM調制信號。如果基帶信號是FM調制的，那么將它從ZIF IC180耦合到FM檢測器184，FM檢測器184解調FM調制信號。將從AM檢測器182和FM檢測器184輸出的信號耦合到譯碼器186，譯碼器186將這些信號處理成左右聲道。除了聲頻信息之外，IF移動電話信號還可以包括通知移動電話輸入了一個通信的呼叫器信息(barker information)。譯碼器186識別這些信號，并以熟悉本領域人員已知的方式利用該信號通知使用者有一個輸入通信。
例如，在使用者收聽FM無線電臺時，選擇器178選擇將FM前端電路170的輸出耦合到ZIF IC180。ZIF IC180協(xié)同FM檢測器184和譯碼器186產生代表FM信號中的信息的左和右聲道聲頻信號。同樣，選擇器178可以將來自移動電話前端電路154或AM前端電路162的信號耦合到ZIF IC180，最終根據這些信號產生聲頻信號。
ZIF IC180的使用使得RF和無線電部分150一次僅能夠接收和處理一個RF信號。但是，正在收聽AM或FM無線電的使用者可能希望在有輸入到移動電話的呼叫發(fā)生時接收到它們。根據本發(fā)明，在使用者收聽AM或FM無線電的同時，RF和無線電部分150調諧合成器174，離開AM或FM第一IF信號，并且到移動電話第一IF信號，同時選擇器178將來自移動電話前端電路154的輸出耦合到ZIF IC180。必須調諧離開AM或FM信號，以使RF和無線電部分150能夠檢查指示輸入移動電話通信的呼叫器信息。如果使用適當的聲頻濾波和處理，可以使調諧離開AM或FM信號之類的聲頻源以尋找呼叫器信息的過程不被正在收聽該聲頻源的使用者察覺。
根據本發(fā)明，使用了聲頻濾波和處理，以使調諧離開聲頻源以尋找呼叫器信息不被正在收聽該聲頻源的使用者察覺。調諧離開是周期進行的(例如，每0.5，1.0或2.1秒進行一次)，并且持續(xù)大約20毫秒(ms)，這意味著使用者正在收聽的FM或AM無線電將被每0.5至2.1秒中斷20ms。對于使用者來說，AM或FM無線電的突然中斷是可察覺的。根據本發(fā)明，使用了聲頻中斷的逐步平滑，以減小聲頻中斷的可察覺性。最好是在20ms聲頻中斷之前的1.25ms中使聲頻信號逐漸地從使用者正在收聽的電平衰減到接近零電平。這種方案是這樣的，在逐漸衰減開始之后的1.25ms，聲頻信號完全中斷。通過使用逐漸衰減，中斷是平滑的，并且減小了聽覺可察覺性。在1.25ms逐漸衰減和20ms聲頻信號中斷之后，在下一個1.25ms中逐漸地將聲頻信號從零提高到預衰減電平。
除了在20ms中斷之前逐漸衰減和20ms中斷之后的逐漸增大之外，還在20ms中斷期間使用了聲頻填充。聲頻填充包括在存儲器中存儲緊接著20ms中斷之前的20ms聲頻片段，然后延遲該20ms片段，并在20ms中斷期間將其插入聲頻路徑中。在聲頻填充完成之后，利用譯碼器186中的3-極15千赫(KHz)Bessel濾波器對聲頻信號進行濾波，以平滑20ms中斷邊緣的任何突然相位變化。逐漸衰減聲頻電平，使用聲頻填充和逐漸提高聲頻電平，在與15KHz濾波組合使用時，產生了一種與調諧離開AM或FM聲頻源相關的聲頻中斷極難察覺的系統(tǒng)。
作為替代，可以使用其它或附加方案，以使聲頻中斷的可察覺性最低。一種這樣的方案包括，除了在中斷之前逐漸衰減聲頻和在中斷之后逐漸提高聲頻之外，用中斷前進行的話音片段和緊跟在中斷之后的話音片段填充20ms的中斷。利用隨后的聲頻片段填充聲頻中斷將時間延遲引入到聲頻系統(tǒng)中。但是，由于AM或FM無線電的接收是單工的，這種時間延遲不會在系統(tǒng)中造成任何問題，并且是不可察覺的。保證在20ms中斷的開始和終止處的連續(xù)性的另一種方式是，翻轉先前和隨后聲頻片段，而不是使它們位移。在1986年12月出版的《聲學，語音和信號處理IEEE學報》(IEEE Transaction on Acoustics，Speech and Signal Processing)的“恢復分組話音通信中丟失語音片段的波形替代技術(Waveform Substitution Techniques for RecoveringMissing Speech Segments in Packet Voice Communications)”；1998年3月出版的《聲學，語音和信號處理IEEE學報》的“波形替代對PCM分組通信質量的影響(The Effect of Waveform Substitution on theQuality of PCM Packet Communication)”；和1989年10月出版的《聲學，語音和信號處理IEEE學報》的“丟失語音分組的類別定向替代技術(A Class Oriented Replacement Technique for Lost SpeechPackets)”中可以找到能夠用于降低中斷可察覺性的其它方案。
無論AM/FM接收機是如圖2-5中所示的獨立組件，還是如圖6中所示的與移動電話硬件集成并使用移動電話硬件的，兩用通信裝置都需要一個AM天線接收AM信號。如以下將要結合圖7和8說明的，AM天線可以采取各種形式。
參考圖7，一組頭戴耳機200包括可以是環(huán)棒天線形式的AM天線202的第一實施例，和頭戴耳機揚聲器204。頭戴耳機200經過一組電線208連接到兩用通信裝置電路板206。電線208，除了將聲頻信號攜帶到頭戴耳機揚聲器204之外，還差動地饋送棒形AM天線202，天線202可以是一種鐵棒AM天線。電路板206包括一個代表來自AM或FM接收機的聲頻輸出的聲頻源210，聲頻源210經過線圈212耦合到電線208，線圈212阻止AM和FM RF信號并將聲頻信號輸送到頭戴耳機揚聲器204。AM天線202是一個經過電線208耦合到AM天線接線端214的電容器，以把接收的AM信號提供到AM接收機(圖7中未示出)。
在第二實施例中，AM天線是以印刷在一層印刷電路板上的空纏平面線圈實現的。這種AM天線的結構具有大約50匝，和2500平方毫米(mm)的橫截面積。在一些實施例中，這種類型的天線是以具有用電鍍通孔或通道(未示出)串連連接的5-10個環(huán)的多層印刷電路板周邊上的印刷環(huán)形式提供的。這種天線成本極低，并且重量輕。
第三種AM天線的構造是一種嵌在兩用通信裝置外殼中的AM環(huán)形天線。與上述印刷電路板AM天線類似，這種AM天線使用了大約50導線匝，并且具有大約2500平方毫米的橫截面積。但是，這種AM天線鑲嵌在兩用通信裝置的外殼中。如圖8a-8f中所示，可以將AM天線216鑲嵌在兩用通信裝置外殼218內的各種位置。例如，可以將AM天線216鑲嵌在外殼218面板上部(圖8a)，外殼218面板的上部和下部(圖8b)，繞外殼218面板的周圍鑲嵌(圖8c)，沿外殼218的側面鑲嵌(圖8d)，繞外殼218的背面周圍鑲嵌(圖8e)，或繞外殼218的底部鑲嵌(圖8f)。決定天線216在外殼218內位置所要考慮的主要問題是避免對兩用通信裝置電路的、和來自兩用通信裝置電路的干擾。一般將天線216設置在離開任何處理器或微控制器時鐘信號的位置，和離開使用者握住兩用通信裝置時他或她的手將要接觸的區(qū)域。
參考圖9，一個具有適用于FM頻帶信號接收的天線的頭戴送受話器219一般包括兩個具有共用DC地線221，并且每個具有一個聲頻信號線222a，222b的頭戴耳機揚聲器220a，220b。傳送到頭戴耳機揚聲器220a，220b的聲頻信號取決于兩用通信裝置所處的操作模式。例如，如果兩用通信裝置處于移動電話模式，那么移動電話聲頻信號被傳送到頭戴送受話器的揚聲器220a和220b。相反，如果兩用通信裝置處于接收FM無線電信號的模式，那么FM無線電聲頻信號被耦合到頭戴送受話器的揚聲器220a，220b。
提供了一個話筒223，并且連接到DC地線221，以便在移動電話操作期間將使用者的話音傳送到移動電話。DC地線221由一個接地網233屏蔽，并且通過電感器224接地。電感器224防止任何FM或聲頻信號對地短路，同時為揚聲器220a，220b提供了DC接地線路。攜帶話筒223產生的聲頻信號的DC地線221耦合到一個用于對移動電話系統(tǒng)廣播的移動電話發(fā)射機。
電容器225a和225b用于將聲頻信號線222a和222b連接到一起，形成一個接收FM頻帶無線電信號的FM天線。FM天線接收的FM頻帶無線電信號耦合到一個電容器226，電容器226設置為能夠通過FM頻帶信號，而阻止聲頻信號。串連連接于電容器226的電感器227設置為允許通過FM頻帶信號和阻止移動電話頻率信號(例如，GSM和DCS頻帶信號)。
由分別具有290毫微亨(nH)和6.8微微法(pF)的電感器228a和電容器228b構成的FM匹配將FM頻帶信號耦合到FM接收機?？梢杂靡粋€信號源229代表的FM接收機根據FM頻帶信號產生聲頻信號，并將聲頻信號通過電感器230a和230b耦合到頭戴耳機揚聲器220a和220b。當移動電話在操作中時，移動電話接收機產生的聲頻信號由信號源229代表，并且被耦合到頭戴耳機揚聲器220a，220b。
無論AM/FM接收機是如圖2-5中所示的獨立組件，還是如圖6中所示的集成在移動電話硬件中的，兩用通信裝置都需要一個FM天線接收FM信號。在獨立或集成應用中，一種特別有利的方法包括，利用兩用通信裝置已經在使用的慣用或現有移動電話天線接收個人通信信息。利用慣用或現有移動電話天線接收個人通信信號和FM無線電信號需要使慣用或現有移動電話天線與移動電話接收機和FM接收機阻抗匹配。
如圖10中所示，阻抗匹配電路231的第一實施例一般包括一個傳輸線路232，傳輸線路232將移動電話天線234連接到移動電話收發(fā)信機阻抗匹配電路236，FM接收機阻抗匹配電路238，和一對調諧變容二極管240。FM接收機阻抗匹配電路238將移動電話天線234耦合到AM/FM接收機242，而移動電話接收機阻抗匹配電路236將移動電話天線234耦合到移動電話收發(fā)信機244。
移動電話收發(fā)信機阻抗匹配電路236包括電容器246，248，和電感器250，252，254，256，它們的連接如圖10中所示。電感器254和256可以是市場上可以買到的Toko America(Toko)生產的組件，型號分別為LL1608-FS10N和LL1608-FS12N，分別具有10nH和12nH的電感。在操作期間，電感器250和252與具有3.3pF電容值的電容器246在FM頻帶共振，以防止天線234接收的任何FM信號分流到地線。電容器248將電感器254耦合到電感器256。
FM接收機阻抗匹配電路238包括電感器258，260，它們提供了一個從移動電話天線234到接地的靜電放電(ESD)路徑。電感器258，260可以是市場能夠買到的Murata生產的組件，型號分別為LQN1HR50J04和LQN1H54NK04，并且分別具有500nH和54nH的電感值。電感器250，252使移動電話接收機阻抗匹配電路236與調諧變容二極管240的電容量之間得到緩沖。
調諧變容二極管240是市場上可以買到的，Toko生產的型號為KV1471的組件，并且由調諧電壓控制，以便當調諧電壓在0.8V至1.9V之間時，允許FM接收機阻抗匹配電路236操作在整個FM頻帶上。作為替代，調諧變容二極管240可以由一個圖12所示的電壓范圍擴展器電路驅動，該電路提供了0.8V至4.75V范圍的調諧電壓。
如圖11中所示，阻抗匹配電路270的第二實施例一般包括一個傳輸線路272，傳輸線路272將移動電話天線274連接到一個移動電話收發(fā)信機阻抗匹配電路276，和一個電感器278，電感器278可以是Murata出售的型號為LQN1HR75J04的750nH電感器，它發(fā)揮FM接收機阻抗匹配的作用。移動電話收發(fā)信機阻抗匹配電路276將傳輸線路272連接到一個移動電話收發(fā)信機280，電感器278將傳輸線路272連接到一個AM/FM接收機282。阻抗匹配電路270也包括用于在FM頻帶內調諧的調諧變容二極管284。一個Murata出售的型號為LQN1HR39J04的390nH的電感器286并聯(lián)連接于兩個電感-電容網288，290，并造成電感-電容網288，290在FM頻率共振，以防止FM信號通過其它匹配電路分流到地線。電感-電容網288包括一個可以是Toko出售的型號為LL1608-FS3N3的3.3nH電感器292，和一個2.2pF的電容器294。電感-電容網290包括一個Toko出售的型號為LL1608-FS4N7的4.7nH的電感器296，和一個6.8pF的電容器298。調諧電感-電容網288和290使其分別在GSM頻率(800MHz)和DCS頻率(1800MHz)短路，以使移動電話接收機阻抗匹配電路276與調諧變容二極管284的電容量隔絕。
移動電話接收機阻抗匹配電路276包括一個具有3.6pF值的電容器300和一個可以是Toko出售的型號為LL1608-FS5N6的5.6nH的電感器302。一個具有215nH電感值的電感器304并聯(lián)于電容器300，并且與這些組件一同在FM頻帶共振。
如圖12中所示，電壓范圍擴展器電路310包括一個輸入端口312，一個運算放大器(op-amp)314，電阻器315，316和317，一個op-amp318，一個反饋電阻器320，和輸出端口322，以及一個定相裝置324。電壓范圍擴展器電路310將輸入端口312的電壓范圍擴展到輸出端口322的更寬的電壓范圍。由于這使得能夠用有限電壓供應范圍在更寬的電容量范圍上驅動調諧變容二極管(圖9和10中所示)，因而希望有這種功能。例如，電壓范圍擴展器電路310允許使0.8V至1.9V的輸入電壓范圍擴展到0.8V至4.75V。
定相裝置324包括一個接地電阻330，一個電源電阻332，三個定相電阻334，336和338，三個定相晶體管340，342和344，三個定相輸入連接端350，352和354，和一個連接到4.75V或5V的源電壓的定相源電壓連接端356。一般地講，定相裝置324的各種組件協(xié)同操作，以產生稱為Vth的閾電壓。更具體地講，當所有定相輸入連接端350-354的電壓電位等于定相源電壓連接端356的電壓電位時，定相晶體管340-344處于截止操作模式，因而沒有電流流過定相電阻334-338。在這種情況下，電阻330和332之間建立的分壓器設定了閾電壓(Vth)。電阻330和332最好將閾電壓(Vth)設定為0.58V。但是，由于包括在電阻330和332中的容差，定相輸入連接端350-354以及與它們相關的定相晶體管340-344和定相電阻334-338被用于將閾電壓調諧到0.58V。例如，如果Vth太低，那么可以將定相輸入連接端350保持在低邏輯電平。在這種情況下，定相晶體管340飽和，因而有效地使電阻334與電阻332并聯(lián)，提高了電阻330兩端的電壓。最好如此選擇電阻值，使得在定相裝置324設置在其范圍中間時，Vth是0.58V，從而使定相裝置324能夠補償使Vth過高或過低的電阻330和332的容差。
在電壓范圍擴展電路310的操作期間，將一個調諧電壓耦合到輸入端口312，并且用構造為一個單位增益緩沖器的op-amp314緩沖。op-amp318與電阻315，316和317，閾電壓(Vth)以及反饋電阻320一起在輸出端口322產生一個輸出電壓。輸出端口322的輸出電壓由方程式1表示。
方程式1 V_322=(3.6)*(V_312-Vth)其中V322是輸出端口322的電壓，V312是輸入端口的電壓，Vth是閾電壓。常數3.6是由電路中電阻器的電阻比率設定的。更具體地講，將電阻320與電阻317的比率，和電阻315與電阻316的比率設定為等于3.6，并且選擇電阻330和332的值大大低于電阻315和320的值。
通過方程式1看出，當把Vth設定在0.58V時，0.8V的輸入電壓產生一個0.8V的輸出電壓，當輸入電壓是1.9V時，輸出電壓是4.75V，因而擴展了圖11和12中的調諧變容二極管可以在其上調諧的電壓范圍。
如圖13中所示，由一個具有AM/FM接收機的移動電話體現的兩用通信裝置370的用戶界面包括一個顯示器372，一個小鍵盤374，一個耳機376，一個頭戴耳機插孔378，一個天線380，和一個專用按鈕382。如前面指出的，專用按鈕382控制兩用通信裝置370是在接收AM/FM無線電信號的模式，還是在接收移動電話通信的模式。當兩用通信裝置370是在接收移動電話通信模式時，它的作用就像是一個慣用移動電話。例如，小鍵盤374使使用者能夠撥號和使撥動的號碼顯示在顯示器372上。
但是，當兩用通信裝置370處于接收AM/FM無線電信號的模式時，使用小鍵盤374作為控制AM/FM無線電信號接收的用戶界面，并用顯示器372顯示有關AM/FM無線電接收的信息。用于AM/FM無線電接收的小鍵盤374控制可以包括慣用AM/FM接收機控制，例如，靜音，音量增大和減小調諧，頻道尋找調諧和頻道掃描調諧，以及可編程調諧預設?？删幊陶{諧預設最好使用小鍵盤374的1-8鍵存取。小鍵盤374的1-9鍵用于直接輸入使用者希望收聽的無線電臺的頻率。例如，如果使用者希望收聽93.1MHz FM，那么他或她可以按動“9”鍵，“3”鍵和“1”鍵。給兩用通信裝置370的鍵讀出機構編程，以認出小數點應當在輸入的“3”和輸入的“1”之間，因為輸入的第一數字不是“1”。但是，如果第一個按動的是“1”鍵，那么兩用通信裝置將在把一個電臺編程到AM/FM接收機之前等待使用者再輸入三個數字。后面將參考圖14對鍵讀出機構或處理進行更全面的說明。
顯示器372最好包括一個立體聲或單聲道指示器386，一個預設頻道指示器388，一個調諧指示器390，一個AM/FM指示器392，一個信號強度指示器394，和一個電池電平指示器396。顯示器372應當是這樣的，當使用者經過小鍵盤374改變AM/FM接收機的設定時，顯示器372自動和幾乎同時地更新。如熟悉本領域的人員所知，顯示器372可以包含更多或更少的指示器。
參考圖14，圖14示出了兩用通信裝置370如何處理鍵盤按動的流程圖。這種處理可以用處理器或任何其它裝置執(zhí)行的軟件實現。方框404等待小鍵盤374上任何鍵被按動。當檢測到一個按鍵時，控制前進到方框406，在這里確定AM/FM接收機是否在AM模式。如果接收機是在AM模式，控制前進到方框408，在方框408給按動的鍵譯碼，以確定要執(zhí)行哪一種功能。在按鍵譯碼之后，控制前進到方框410，在方框410根據按動的鍵將有關信息寫入顯示器372。在顯示器372更新之后，控制前進到方框412，在這里確定剛剛進行的按鍵是否是一個序列中的最后按鍵，或是否要等待更多的鍵按動。如果不期望有更多的按鍵，那么控制前進到方框414，在方框414根據以前譯碼的按鍵執(zhí)行將AM/FM接收機編程到一個希望頻率的功能。
如果方框412確定最近譯碼的按鍵不是最終按鍵，那么控制前進到方框416，方框416又連接到方框418。方框461和418一起等待一個鍵的按動，并且如果接收到一個按鍵，那么控制返回到方框408進行譯碼。如果沒有接收到按鍵，控制從方框416前進到方框418，在方框418確定是否發(fā)生了超時。超時允許使用者在按鍵之間有一段預定的時間。如果發(fā)生了一個不是最后按鍵的按鍵，并且在超時之前沒有接收到后續(xù)按鍵，那么控制從方框418前進到方框420，在方框420返回到方框404檢測到的最初按鍵之前顯示的電臺。如果沒有發(fā)生超時，控制從方框418返回到方框416。方框416和418一起等待鍵的按動，直到發(fā)生超時。
在操作中，方框404至420如下操作。當方框404檢測到按鍵并且AM/FM接收機處于AM模式時，方框408檢測按鍵，為了說明，將其假定為“1”。方框410將“1”寫入到顯示器372上的調諧指示器。方框412確定“1”按鍵必須跟隨著附加按鍵，只要沒有發(fā)生超時方框416檢查是否發(fā)生后續(xù)按鍵。當檢測到后續(xù)按鍵時，方框408檢測按鍵并且方框410將新的按鍵寫入顯示器372。重復進行這種操作，直到按鍵之間發(fā)生超時或輸入最后按鍵。
最后按鍵的確定是根據已經進行的按鍵作出的。例如，如果AM/FM接收機處于AM模式，并且已經鍵入了“6”和“7”和“0”，那么方框412知道“0”是最后按鍵。因為沒有以“6”開始的四個數字的AM電臺，所以可以作出這種假定。同樣，如果鍵入了“1”，“2”和“0”，那么方框412知道“0”不是最后數字，因為沒有以“1”開始的三個數字的AM電臺，因此，方框416等待第四個按鍵。
如果方框406確定兩用通信裝置370不是AM模式，控制前進到方框430，方框430確定兩用通信裝置是否處于FM模式。如果兩用通信裝置是處于FM模式，那么實際上以結合前面的有關方框408-420說明的相同方式進行鍵譯碼。方框432譯碼按鍵，并且在按鍵譯碼之后，控制前進到方框434，方框434更新顯示器以反映按鍵。方框436確定是否已經按動最后鍵，如果已經完成，控制前進到方框438，方框438將AM/FM接收機調諧到按鍵指定的頻率。如果還沒有接收到最后按鍵，那么控制前進到方框440和442，它們檢測發(fā)生在超時之前的后續(xù)按鍵。如果發(fā)生超時，那么顯示器372返回到方框404檢測到一個按鍵之前所在的狀態(tài)。但是，如果在超時之前方框440檢測到一個按鍵，那么控制前進到方框432，譯碼該按鍵。方框432，434，436和440重復檢測和譯碼按鍵，直到接收到最后按鍵或發(fā)生超時。
如果，在方框404檢測的一個按鍵之后，兩用通信裝置不處于AM或FM模式，那么它必定在移動通信模式，在這種情況下，控制從方框430前進到方框450。方框450代表在移動電話中發(fā)生的所有慣用鍵譯碼操作。方框450以移動電話操作的任何希望的方式操作，因為移動電話的操作獨立于AM/FM接收機的存在，因而使用者將感覺到帶有或沒有AM/FM接收機的移動電話的操作之間實際上沒有什么不同。
為了解釋和說明提供了上述說明。上述說明并不打算使本發(fā)明完全類似于或將本發(fā)明限制于上述精確形式。可以對上述說明進行多種修改和改變。本發(fā)明的范圍并不限于這種詳細說明，而僅受附屬權利要求的限制。
權利要求
1．一種兩用手持無線通信裝置，包括聲頻輸出裝置；適用于接收無線電廣播發(fā)送和產生與無線電廣播發(fā)送相關的第一聲頻信號的第一接收機；適用于接收通信信息和產生與通信信息相關的第二聲頻信號的第二接收機；和通信地耦合到第一接收機和第二接收機的聲頻處理塊，其中聲頻處理塊適用于選擇地將第一聲頻信號和第二聲頻信號中的一個耦合到聲頻輸出裝置。
2．根據權利要求1所述的兩用手持無線通信裝置，進一步包括適用于接收第三聲頻信號和產生與第三聲頻信號相關的用于發(fā)送的信號的輸入裝置；和通信地耦合到輸入裝置并且適用于發(fā)射用于發(fā)送的信號的發(fā)射機。
3．根據權利要求2所述的兩用手持無線通信裝置，其中第二接收機和發(fā)射機包括適用于與移動電話網通信的蜂窩移動電話組件。
4．根據權利要求1所述的兩用手持無線通信裝置，進一步包括操作地耦合到第一接收機和操作地耦合到第二接收機的天線。
5．根據權利要求4所述的兩用手持無線通信裝置，進一步包括操作地耦合到第一接收機的第一天線；和操作地耦合到第二接收機的第二天線。
6．根據權利要求4所述的兩用手持無線通信裝置，進一步包括適用于顯示第一接收機調諧到的頻率的顯示器。
7．根據權利要求6所述的兩用手持無線通信裝置，其中顯示器進一步適用于顯示預設頻道指示器。
8．一種兩用手持無線通信裝置，包括聲頻輸出裝置；適用于接收無線電廣播發(fā)送和產生與無線電廣播發(fā)送相關的第一聲頻信號的第一接收機；適用于接收與電話對話相關的通信信息和產生與電話對話有關的通信信息相關的第二聲頻信號的第二接收機；和通信地耦合到第一和第二接收機的聲頻處理塊，其中聲頻處理塊適用于選擇地將第一聲頻信號和第二聲頻信號中的一個耦合到聲頻輸出裝置。
9．根據權利要求8所述的兩用手持無線通信裝置，其中無線電廣播發(fā)送包括調幅信號。
10．根據權利要求8所述的兩用手持無線通信裝置，其中無線電廣播發(fā)送包括調頻信號。
11．根據權利要求8所述的兩用手持無線通信裝置，進一步包括適用于接收一個第三聲頻信號和產生與第三聲頻信號相關的用于發(fā)送的信號的輸入裝置；和通信地耦合到輸入裝置和適用于發(fā)射用于發(fā)送的信號的發(fā)射機。
12．根據權利要求11所述的兩用手持無線通信裝置，其中第二接收機和發(fā)射機包括移動電話組件。
13．一種蜂窩電話，包括聲頻輸出裝置；適用于接收無線電廣播發(fā)送和產生與無線電廣播發(fā)送相關的第一聲頻信號的第一接收機；適用于接收與電話對話相關的通信信息和產生與電話對話有關的通信信息相關的第二聲頻信號的第二接收機；通信地耦合到第一和第二接收機的聲頻處理塊，其中聲頻處理塊適用于選擇地將第一聲頻信號和第二聲頻信號中的一個耦合到聲頻輸出裝置；適用于接收一個第三聲頻信號和產生與第三聲頻信號相關的用于發(fā)送的信號的輸入裝置；通信地耦合到輸入裝置和適用于發(fā)射用于發(fā)送的信號的發(fā)射機；至少一個操作地耦合到第一接收機和第二接收機中任何一個的天線；至少一個將至少一個天線中的任何一個耦合到第一接收機和第二接收機中至少一個的阻抗匹配網；和適用于顯示第一接收機調諧到的頻率或第二接收機的電話信息中任何一個的顯示器。
全文摘要
一種兩用手持無線通信裝置包括一個聲頻輸出裝置,一個適用于接收無線電廣播發(fā)送和產生與無線電廣播發(fā)送相關的第一聲頻信號的第一接收機,一個適用于接收通信信息和產生與通信信息相關的第二聲頻信號的第二接收機,和一個通信地耦合到第一接收機和第二接收機的聲頻處理塊,其中聲頻處理塊適用于選擇地將第一聲頻信號和第二聲頻信號中的一個耦合到聲頻輸出裝置。
文檔編號H04B1/20GK1288298SQ00124748
公開日2001年3月21日 申請日期2000年9月14日 優(yōu)先權日1999年9月14日
發(fā)明者約翰·弗里茲, 邁克爾L·查利爾, 詹尼弗·費伊, 埃里克·克倫茨, 拉奇德M·阿拉梅, 路易斯J·范納塔 申請人:摩托羅拉公司