專利名稱：自動頻率控制電路的制作方法
本申請要求2001年6月19日提交的日本專利申請第2001-184242號的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容通過引用并入本文。
在先有技術(shù)的AFC電路中，當(dāng)檢測到具有固定采樣頻率的同步數(shù)據(jù)帶有180°左右的相位誤差時，無法確定該頻率是滯后還是超前，該點即是牽引的極限點。
作為應(yīng)付該情況的一個方法，可以提供一個高精度的參考振蕩器。但是這又導(dǎo)致另一個問題，即難于減小整個系統(tǒng)的尺寸和降低價格。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種AFC電路，用于根據(jù)來自用以檢測接收信號的檢測電路的檢測信號，補償檢測振蕩器的振蕩頻率的誤差，其中設(shè)置用于根據(jù)檢測信號計算頻率誤差并根據(jù)計算的頻率誤差控制檢測振蕩器的振蕩頻率的控制裝置，以便根據(jù)計算的頻率誤差值改變輸入到檢測電路的采樣頻率。
在能夠展開到I-Q坐標(biāo)平面的正交系統(tǒng)中調(diào)制接收信號，從I和Q信號的振幅計算頻率誤差。能夠根據(jù)輸入到檢測振蕩器的控制電壓來控制檢測振蕩器的振蕩頻率。檢測電路可以通過把僅僅根據(jù)或者輸入時鐘的上升沿或者輸入時鐘的下降沿的檢測轉(zhuǎn)變成既根據(jù)輸入時鐘的上升沿又根據(jù)輸入時鐘的下降沿的檢測來使檢測速率加倍?？梢园凑沼脩羲柙O(shè)定對檢測振蕩器的振蕩頻率誤差的控制速率?？梢酝ㄟ^檢查頻率誤差是否大于預(yù)定的頻率誤差閾值、確定是否改變采樣頻率，從而，按照用戶所需設(shè)定頻率誤差閾值。為了控制檢測振蕩器，預(yù)先存儲頻率瞬變時間(transition time)(即時鐘時間)，且在所述瞬變期間沒有進(jìn)行牽引控制。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種AFC電路，用于根據(jù)來自用以檢測接收信號的檢測電路的檢測信號，補償檢測振蕩器的振蕩頻率的誤差，所述方法包括以下步驟根據(jù)檢測信號計算頻率誤差；以及根據(jù)計算的頻率誤差控制檢測振蕩器的振蕩頻率，以便根據(jù)計算的頻率誤差值改變輸入到檢測電路的采樣頻率。
通過參考附圖進(jìn)行的以下描述，將明白本發(fā)明的其他目的和特征。
圖6是表示用以確定采樣時鐘可變范圍的用戶設(shè)定閾值范圍的圖；圖7是表示

圖1所示檢測振蕩器9中控制電壓對振蕩頻率特性的曲線圖；圖8是描述檢測定時轉(zhuǎn)換的圖；以及圖9是描述檢測定時和時鐘頻率轉(zhuǎn)換的圖。
圖1是示意地表示根據(jù)本發(fā)明的AFC電路的實施例中的無線電接收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖。在以下實施例的描述中，假定無線電接收系統(tǒng)是移動通信中的移動臺系統(tǒng)。
如圖1所示，本實施例的移動臺系統(tǒng)包括用于從基站接收信號的天線1；無線電單元2；解調(diào)器3；檢測電路4；頻率誤差確定電路5；頻率誤差/控制電壓轉(zhuǎn)換電路6，用以根據(jù)頻率誤差產(chǎn)生參考振蕩器(TCXO)的控制電壓；檢測頻率計算電路8，用以通過從頻率誤差計算檢測頻率，檢測用于鎖相環(huán)(PLL)電路10的控制數(shù)據(jù)；檢測振蕩器9；PLL電路10；以及控制定時電路11。
以下將描述實施例的操作。對于AFC操作，用于同步的已知數(shù)據(jù)從基站發(fā)送并在移動臺系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)制以補償自身系統(tǒng)內(nèi)的參考信號偏差。以下將參考個人數(shù)字蜂窩(PDC)和碼分多址(CDMA)系統(tǒng)描述已知數(shù)據(jù)的時隙配置的示例。
圖2(a)和2(b)是表示已知數(shù)據(jù)的時隙配置的示例的圖。圖2(a)是表示時分多路通信系統(tǒng)的示例的圖。圖2(b)是表示碼分多路通信系統(tǒng)的示例的圖。
在PDC系統(tǒng)中的時分多路通信系統(tǒng)的情況下，如圖2(a)所示，已知數(shù)據(jù)、即同步數(shù)據(jù)在每個時隙周期性地出現(xiàn)。在CDMA系統(tǒng)中的碼分多路復(fù)用的情況下，如圖2(b)所示，總是發(fā)送同步信道，因而有可能使全時隙數(shù)據(jù)成為同步數(shù)據(jù)。
以下將描述無線電單元的操作。天線1接收的無線電波信號在無線電單元2中下變頻成IF信號，然后在解調(diào)器3中解調(diào)成基帶信號。在使用正交調(diào)制的情況下，接收的無線電波信號分布成I和Q信號。
檢測電路4按照檢測振蕩器9的定時對I和Q信號的振幅進(jìn)行采樣。頻率誤差確定電路5將振幅數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成頻率數(shù)據(jù)。該轉(zhuǎn)換可通過如座標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)字計算(CORDIC)法進(jìn)行。如圖3所示，在頻率誤差確定電路5獲得的頻率數(shù)據(jù)在I-Q坐標(biāo)平面展開。
更具體地說，圖3是表示I-Q坐標(biāo)平面中表示的采樣點的圖。圖3所示的點A是在振蕩器9中按照時鐘定時產(chǎn)生的頻率數(shù)據(jù)的采樣點。隨后的采樣點定義成0°(I＝1，Q＝0)，如下文所述。當(dāng)參考振蕩器7和基站彼此同步時，采樣通常在0°點進(jìn)行。點A與0°點之間的角度定義為頻率誤差Δθ。
圖4是表示圖1所示參考振蕩器7的控制電壓對振蕩頻率特性的曲線圖。
振蕩頻率應(yīng)該隨控制電壓單調(diào)地增大?；蛘哒袷庮l率單調(diào)地減小。頻率誤差/控制電壓轉(zhuǎn)換電路6通過根據(jù)頻率誤差確定電路5中計算的頻率偏差Δθ計算參考振蕩器7的控制電壓，產(chǎn)生控制電壓。用戶可以這樣設(shè)定所述計算值的控制速率、以便根據(jù)各種系統(tǒng)進(jìn)行不同的設(shè)計。
檢測頻率控制電路8根據(jù)頻率誤差確定電路5的頻率誤差值確定檢測振蕩頻率控制值，并把數(shù)據(jù)發(fā)送到PLL IC10。以下將描述組件8到10的操作。
圖5(a)和5(b)是用于在I-Q坐標(biāo)平面上描述本發(fā)明的圖。圖5(a)是表示頻率誤差大時的符號點的圖，而圖5(b)是表示時鐘速率加倍時的符號點的圖。
圖5(a)中，點B的頻率誤差位于I-Q坐標(biāo)平面中180°附近，因而它可能超前或滯后正常符號A(即，沒有任何頻率誤差時的符號點)。因而，如果參考振蕩器7的頻率錯誤地上升或下降，則可能無法進(jìn)行精確的頻率牽引操作。符號旋轉(zhuǎn)的方向如圖5(a)所示。以下將說明一個簡單的示例，其中采樣頻率是加倍的。
當(dāng)圖5(a)中的點B滯后時，在點D進(jìn)行采樣，而當(dāng)點B超前時，點C是采樣點。(示例)當(dāng)點B對應(yīng)170°時，情況為點C為(360+170)/2＝265°，超前；以及點D為170/2＝85°，滯后。
因而，可以精確確定頻率是否滯后和超前。從而，可以獲得頻率牽引。
如圖6所示，可以按照用戶所需設(shè)定該操作的頻率誤差閾值。
圖6是表示用以確定采樣時鐘可變范圍的用戶設(shè)定閾值范圍的圖。當(dāng)采樣點在圖6中的陰影區(qū)域時，采樣頻率被改變。
圖7是表示圖1所示檢測振蕩器9的控制電壓對振蕩頻率特性的曲線圖。如圖7所示，振蕩頻率應(yīng)該隨控制電壓單調(diào)地改變。而且，有時振蕩頻率可以單調(diào)地減小。
在該實施例中，在通信系統(tǒng)中具有參考振蕩器并利用來自參考(基)站的無線電波信號補償參考振蕩器的頻率誤差的無線電單元中，設(shè)置從檢測信號計算頻率誤差并根據(jù)計算的頻率誤差控制參考振蕩器的裝置，因而有可能根據(jù)計算的頻率誤差值改變采樣頻率?？梢园凑沼脩羲柙O(shè)定參考振蕩器的頻率誤差的控制速率。
以下將描述本發(fā)明的一個不同的實施例。
圖8是描述檢測定時轉(zhuǎn)換的圖。如圖8所示，可以通過以下方法實現(xiàn)簡單地將檢測時鐘頻率加倍提供這樣的轉(zhuǎn)換功能、使得檢測電路4中的時鐘檢測不僅可以或者根據(jù)上升沿或者根據(jù)下降沿而且可以既根據(jù)上升沿又根據(jù)下降沿來進(jìn)行。
更具體地說，在該實施例中，有可能通過把僅僅或者根據(jù)檢測電路輸入時鐘的上升沿或者根據(jù)檢測電路輸入時鐘的下降沿的檢測轉(zhuǎn)變成既根據(jù)所述上升沿又根據(jù)所述下降沿的檢測來使檢測速率加倍，以便如上所述改變采樣頻率。
圖9是描述檢測定時和時鐘頻率轉(zhuǎn)換的圖。如圖9所示，改變檢測振蕩器9的頻率要求一定的轉(zhuǎn)換時間，直到頻率轉(zhuǎn)換到所需頻率。由于采樣點在轉(zhuǎn)換時間內(nèi)不可靠，所以不應(yīng)該從該采樣點計算用于控制的頻率誤差。
為避免這一點，在該實施例中，控制定時電路11根據(jù)可變頻率范圍計算轉(zhuǎn)換時間，并且在該時間內(nèi)固定來自頻率誤差/控制電壓轉(zhuǎn)換電路6的控制電壓。
在該實施例中，在控制檢測振蕩器時預(yù)先存儲頻率轉(zhuǎn)換時間(即，鎖定時間)，并且在傳輸期間沒有進(jìn)行牽引控制。
通過應(yīng)用本發(fā)明，可以增大AFC電路的牽引頻率范圍并減小參考振蕩器的精度，從而實現(xiàn)尺寸的減小和成本的降低。
在不偏離本發(fā)明范圍的情況下，本專業(yè)技術(shù)人員可以對結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變并實現(xiàn)各種明顯不同的修改和實施例。以上描述和附圖中的內(nèi)容僅僅用于說明。因而，以上描述應(yīng)被認(rèn)為是進(jìn)行說明而不是限制。
權(quán)利要求
1.一種自動頻率控制(AFC)電路，用于根據(jù)來自檢測接收信號的檢測電路的檢測信號、補償檢測振蕩器的振蕩頻率的誤差，其中設(shè)置用于根據(jù)所述檢測信號計算頻率誤差并根據(jù)所述計算的頻率誤差控制所述檢測振蕩器的所述振蕩頻率的控制裝置，以便根據(jù)所述計算的頻率誤差值改變輸入到所述檢測電路的采樣頻率。
2.如權(quán)利要求1所述的AFC電路，其特征在于在能夠展開到I-Q坐標(biāo)平面的正交系統(tǒng)中調(diào)制所述接收信號，從I和Q信號的振幅計算所述頻率誤差。
3.如權(quán)利要求1所述的AFC電路，其特征在于可以基于輸入到所述檢測振蕩器的控制電壓對所述檢測振蕩器的所述振蕩頻率進(jìn)行控制。
4.如權(quán)利要求1所述的AFC電路，其特征在于所述檢測電路可以通過把僅僅根據(jù)或者輸入時鐘的上升沿或者輸入時鐘的下降沿的檢測轉(zhuǎn)變成既根據(jù)所述輸入時鐘的上升沿又根據(jù)所述輸入時鐘的下降沿的檢測來使檢測速率加倍。
5.如權(quán)利要求1所述的AFC電路，其特征在于可以按照用戶所需設(shè)定對所述檢測振蕩器的所述振蕩頻率誤差的控制速率。
6.如權(quán)利要求1所述的AFC電路，其特征在于，可以采用以下方法按照用戶所需設(shè)定頻率誤差閾值通過檢查所述頻率誤差是否大于預(yù)定的頻率誤差閾值，確定是否改變所述采樣頻率。
7.如權(quán)利要求1所述的AFC電路，其特征在于為了控制所述檢測振蕩器，預(yù)先存儲頻率轉(zhuǎn)換時間(即時鐘時間)，并且在所述轉(zhuǎn)換期間沒有進(jìn)行牽引控制。
8.一種自動頻率控制(AFC)方法，用于根據(jù)來自檢測接收信號的檢測電路的檢測信號、補償檢測振蕩器的振蕩頻率的誤差，它包括以下步驟根據(jù)所述檢測信號計算頻率誤差；以及根據(jù)所述計算的頻率誤差控制所述檢測振蕩器的所述振蕩頻率，以便根據(jù)所述計算的頻率誤差值改變輸入到所述檢測電路的采樣頻率。
全文摘要
為了增大牽引頻率誤差范圍，根據(jù)從基站頻率估計的自身系統(tǒng)內(nèi)的參考振蕩器的頻率誤差值改變所述頻率誤差范圍。
文檔編號H04B1/16GK1392746SQ0212463
公開日2003年1月22日 申請日期2002年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月19日
發(fā)明者小田敏之 申請人:日本電氣株式會社