JPH10513017A

JPH10513017A - 無線受信機システムのための差動フィードフォワード増幅器電力制御

Info

Publication number: JPH10513017A
Application number: JP8515520A
Authority: JP
Inventors: グランドフィールド・ウォルター; エイチピーターソン・バンス
Original assignee: モトローラ・インコーポレーテッド
Priority date: 1994-11-04
Filing date: 1995-11-03
Publication date: 1998-12-08
Also published as: US5564092A; US5535444A; KR970707645A; US5740524A; CN1162375A; WO1996014693A1; EP0807338A1; CN1096756C; EP0807338A4

Abstract

(57)【要約】選択呼出し受信機１００は制御可能な出力電力レベルを有する無線周波増幅器２０２を含む。無線周波レベルセンサ５００は前記無線周波増幅器２０２において受信された入力信号レベルに応じてセンサ出力信号を発生する。該センサ出力信号はフィルタ４０１，４０２によって調整されて前記無線周波増幅器２０２で受信された入力信号レベルの実効値を表わす制御信号を発生する。該制御信号は次の増幅器出力電力レベル調整回路４０３に結合され、該回路４０３は前記無線周波レベルセンサ５００によって検知された入力信号レベルが実質的に所定の信号オーバロードレベルに到達しまたは超えた場合に前記出力電力レベルが実質的に一定に留まっているように無条件に安定なフィードフォワード方式で前記無線周波増幅器２０２の電力利得を調整するよう動作する。

Description

【発明の詳細な説明】無線受信機システムのための差動フィードフォワード増幅器電力制御発明の分野この発明は一般的には増幅器の電力制御回路に関し、かつより特定的には選択呼出し受信機における無線周波増幅器と共に使用するための増幅器電力制御回路に関する。発明の背景伝統的な選択呼出し受信機は典型的には狭い動作周波数帯域にわたる最適の性能のために同調された無線周波増幅器を使用して無線周波信号を受信するよう動作する。バッテリ寿命および収益性のようなある目的を維持するために、製造者は典型的には電力およびコストの制約を加えこれは結果として性能のトレードオフを生じる。低電力受信機設計において必要な性能のトレードオフの例として、設計者は比較的狭い周波数帯域にわたり低い電力消費および良好な感度を得るため無線周波増幅器を最適化するという目標が与えられると、ダイナミックレンジまたは相互変調ひずみ特性を犠牲にすることを選択するかもしれない。この選択は多分高い入力信号レベルにおいて貧弱なひずみ特性を有する増幅器につながる。大部分の伝統的な低電力無線周波増幅器が、各々限られたダイナミックレンジの、共通エミッタ中和（ｃｏｍｍｏｎｅｍｉｔｔｅｒｎｅｕｔｒａｌｉｚｅｄ）またはカスコード構造（ｃａｓｃｏｄｅｔｏｐｏｌｏｇｙ）のものであるとすると、ひずみ特性の同様の改善に対して感度を数デシベル改善する選択は多分賢いものであろう。前述の選択は、前に述べた構造が妨害信号レベルが実質的に所望の信号レベルより低い環境において所望の信号を増幅するのに充分適しているため、正当化することができる。しかしながら、所望の信号に加えて、不所望の狭いまたは広い帯域の妨害が増幅器に与えられる環境では、所望の信号は適切に増幅されず、したがって受信機の感度を劣化させる。前に述べた感度の劣化は増幅器がその動作帯域内に入る不所望の信号に応答するためである。より詳細には、有限のダイナミックレンジの増幅器の動作帯域幅内に入る任意の数の信号は該増幅器に増幅された応答を発生させる。該増幅された応答は前記入力信号の各々と実質的に比例して対応するが、増幅器が前記信号にリニアな様式で応答するために充分な電力を有するポイントまでに過ぎない。増幅器が所望の信号に関して過負荷またはオーバロードになると、ひずんだ増幅出力信号が生じる結果となる。本質的に、所望の信号の増幅のために利用できる合計のエネルギの一部分は増幅器によってそれが何らかの妨害信号を増幅するために応答するときに「消費される」。理想的な増幅器においては、この問題は決して生じないが、前に述べたように制約される場合は、設計者は永遠に、高い利得、低い雑音指数および貧弱な高レベルひずみ性能を有する増幅器、かあるいは低い利得、中間の雑音指数、および改善された高レベルひずみ特性を有する増幅器の間の選択に直面することになる。したがって、必要なことは無線周波受信機および増幅器と組合わせて、広く変化する妨害信号状態にわたり比較的一定の受信機感度を有する受信システムを生み出す装置である。さらに、該装置は与えられた信号条件に対し適切な増幅信号利得を維持する一方で電力節約モードで動作しなければならない。信号利得を制御する結果として、無線周波受信機および増幅器のひずみ特性は改善される。発明の概要簡単に言えば、本発明によれば、制御可能な出力電力レベルを有する無線周波増幅器を含む選択呼出し受信機が提供される。無線周波レベルセンサが前記無線周波増幅器において受信された入力信号レベルに応じてセンサ出力信号を発生する。該センサ出力信号はフィルタによって調整されて無線周波増幅器において受信された入力信号レベルの有効または実効値（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｖａｌｕｅ）を表わす制御信号を発生する。該制御信号は次に増幅器出力電力レベル調整回路に結合され、該増幅器出力電力レベル調整回路は前記無線周波レベルセンサによって検知された入力信号レベルが所定の信号過負荷レベルに到達しあるいは超えた場合に出力電力レベルが実質的に一定に留まっているように無条件に（ｕｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｌｌｙ）安定なフィードフォワード様式で前記無線周波増幅器の電力利得を調整するよう動作する。図面の簡単な説明図１は、本発明と共に使用するのに適した選択呼出し受信機のブロック図である。図２は、本発明の好ましい実施形態に係わるゼロＩＦ受信機を実施する図１に示された選択呼出し受信機の部分的ブロック図である。図３は、本発明の第２の実施形態に係わるデュアルコンバージョン受信機を実施する図１に示された選択呼出し受信機の部分的ブロック図である。図４は、本発明の好ましい実施形態に係わる制御可能な出力電力レベルを有する無線周波増幅器のブロック図である。図５は、本発明の好ましい実施形態に係わる無線周波増幅器と共に使用するための無線周波レベルセンサの単純化した電気回路図である。好ましい実施形態の説明図１を参照すると、バッテリ１０１で給電される選択呼出し受信機はアンテナ１０２を介して信号を受信するよう動作する。受信機１０３は受信された信号を復調器１０４に結合し、該復調器１０４は伝統的な技術を使用して存在する情報を復元または再生する。再生された情報信号はコントローラ１０５に結合され、該コントローラ１０５はそこに含まれる情報を解釈しかつデコードする。好ましい実施形態では、コントローラ１０５はハードウェアおよびソフトウェアの双方で実施できる信号プロセッサ（例えば、デコーダ）を有するマイクロプロセッサから構成される。前記再生された情報はデコーダによって調べられ、該デコーダは再生されたアドレスを所定のアドレスと相関するために前記信号プロセッサを構成する。不揮発性メモリ１０７は典型的には前記所定のアドレスおよび選択呼出し受信機の動作を特徴付ける複数の構成ワード（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｗｏｒｄｓ）を格納するための複数のレジスタを有する。選択呼出し受信機の選択を決定する上で、前記情報信号内に含まれる再生されたアドレスおよび前記選択呼出し受信機に対応する所定のアドレスの間で相関が行なわれる。前記アドレスが実質的に相関する場合、前記選択呼出し受信機の選択を示す検出信号が発生されかつコントローラ１０５はデコードされたメッセージ情報をメッセージメモリ１０６に結合する。前記再生された情報、ユーザ制御１０９に関連する設定、および検出信号にしたがって、サポート回路１０８は前記メッセージ情報の少なくとも一部を、表示装置１１０などによって、提示するために処理するよう動作しかつユーザに可聴的または触覚的警報１１１を介してメッセージが受信されたことを通知することができる。ユーザは適切な制御部１０９を作動させることにより表示装置１１０上に提示された前記情報を見ることができる。前記サポート回路１０８は好ましくは伝統的な信号多重化集積回路、サポート回路１０８の各部に調整された電圧を供給できる電圧レギュレータ、受信機１０３、復調器１０４、または他の選択呼出し受信機の構成要素を備えている。あるいは、前記サポート回路はコントローラと一体的に結合することができる（例えば、マイクロコントローラはＡ／Ｄ，Ｄ／Ａ変換器、プログラム可能なＩ／Ｏポート、制御バス、その他のような特徴部分を含む）。さらに、前記サポート回路１０８は光または温度条件に対するもののような環境検知回路、オーディオ出力増幅回路、制御インタフェース回路、クロック周波数シンセサイザ、および表示照明回路を含むことができる。これらの要素は伝統的な方法で組立てられて顧客によって要求される情報表示受信機を提供する。図２を参照すると、部分的ブロック図は本発明の第１の実施形態に係わる、図１に示された選択呼出し受信機において実施されるゼロＩＦ受信機を示している。受信された信号はアンテナ１０２からＲＦ増幅器２０２へと結合される。ＲＦ増幅器２０２は少なくとも部分的に受信信号に関連する検出振幅によって決定される制御可能な出力電力を有する。検出された振幅が所定の振幅を超えたことに応じて、フィードフォワード・レベルリミッタ２０１は制御信号をＲＦ増幅器２０２へと結合し、それによって前記ＲＦ増幅器２０２の制御可能な出力電力を調整しかつ高い入力信号レベルによるひずみを防止する。前記所定の振幅は前記所望の信号が有線または無線信号機構の伝統的なエラーのないデコードを達成するために受け入れ可能な信号品質を生じる信号対ノイズまたはキャリア対ノイズ比（ノイズは何らかの不所望のまたは望ましくない信号を意味する）を備えて増幅されるように選択すべきである。このようにして、変調されたキャリア信号を含むことができる、受信信号は清浄に（ｃｌｅａｎｌｙ）増幅されかつ後のデコードのために良好な状態にある。初期増幅の後に、受信信号は伝統的な周波数コンバータ２０３を使用してベースバンドにダウンコンバートされる。得られたベースバンド信号はその後微分および交差乗算構成その他のような伝統的なゼロＩＦ復調器２０４を使用して復調される。前記コンバージョンまたは変換は受信信号を制御可能な周波数シンセサイザ２０５または伝統的な水晶制御発振器（図示せず）によって提供される局部発振信号により混合することにより達成される。好ましい実施形態では、制御可能な周波数シンセサイザ２０５は、例えば、伝統的なＮ分周プリスケーラ（ｄｉｖｉｄｅ−ｂｙ −Ｎｐｒｅｓｃａｌｅｒ）、デュアルモジュラス分周器（ｄｕａｌｍｏｄｕｌｕｓｄｉｖｉｄｅｒ）、または分数Ｎ除算機構（ｆｒａｃｔｉｏｎａｌＮｄｉｖｉｓｉｏｎｓｃｈｅｍｅ）の内の少なくとも１つを使用して局部発振信号周波数が粗調または微調増分でステップ変化できるようにする、プログラム可能な位相同期ループシンセサイザ２０６から構成される。制御可能な周波数シンセサイザ２０５はまた選択呼出し受信機を構成する構成要素の他のもの（例えば、デコーダ）と関連するデジタル論理回路をクロッキングするために必要とされる任意の数の周波数を合成するために使用できる。制御可能な周波数シンセサイザ２０５はコントローラモジュール１０５（例えば、モトローラ・インコーポレイテッドにより製造されるＭＣ６８ＨＣ０５Ｃ４型）に応答し、該コントローラモジュール１０５は後により詳細に説明するように一連の決定および制御作用を行なう。コントローラモジュール１０５は制御ワード（例えば、分周率）を制御可能な周波数シンセサイザ２０５に書き込むことにより局部発振信号周波数を調整し、それによって位相同期ループ２０６を目標周波数にプログラミングする。前記制御ワードは前記周波数基準要素またはエレメント２０７および前記所望の出力周波数の間の関係から得られる。該関係は予め定めることができかつそのパラメータは不揮発メモリ１０７に記憶させることができる。不揮発メモリ１０７は次にコントローラ１０５によってアクセスされてプログラム可能な位相同期ループのシンセサイザの出力周波数をプログラムする。さらに他の例として、２次（不所望の）無線周波信号がアンテナ１０２によって受信されかつ所望の信号と共にＲＦ増幅器２０２に与えられたものと想定する。この場合、高いレベルの相互変調ひずみ（ＩＭＤ）が生じるであろう。ひずみに対する前述の用語は、異なっていても、増幅器に関係する非線形ひずみを取り扱う以下の問題を説明するために相互交換可能に使用される。ある装置によって生成されるＩＭＤのレベルは該装置に関連する非線形性に強く関係し、かつ利得を低減することは典型的には該装置の動作を線形化するから、ＩＭＤは（ＲＦ増幅器２０２の入力における）入力レベル、および（ＲＦ増幅器２０２の出力における）出力レベルの双方、そして多分受信信号の中間周波数（ＩＦ）相対レベル指示を検出することにより制御できる。これらのレベルの内の１つを検出することに応じて、ＲＦ増幅器の利得が調整されて所望の信号を増幅する上でのその実質的にリニアな動作を達成しかつ維持する。増幅器のような能動装置の場合には、不要の信号の入力レベルを低減することは典型的には所望の受信信号に存在するひずみの対応する低減を生じる結果となる。本発明は特にフィードフォワード調整モードで動作している間のひずみを最小にするのに非常に適している。ＲＦ増幅器２０２の出力電力をその入力に存在する受信信号に関連する検出された振幅に応じて調整することにより、フィードフォワード調整が無条件に安定な様式で達成される。この動作は、ポジティブまたはネガティブフィードバックによって動作するもののような従来技術の利得制御システムに関連する複雑さを大幅に低減するが、それは本発明においては安定性を達成するために何らの補償も必要でないためである。受信機１０３に提示される不要の信号のレベルを低減するために任意の数の方法を適用できる。ベースバンドコンバータのような変換セクションにおけるひずみを制御するための別の方法は、モトローラ・インコーポレイテッドに譲渡されかつエドワード・ティー・クラーク（ＥｄｗａｒｄＴ．Ｃｌａｒｋ）に発行された、「相互変調ひずみを制御するための適応送受信機を備えた通信システム（ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳＹＳＴＥＭＷＩＴＨＡＤＡＰＴＩＶＥＴＲＡＮＳＣＥＩＶＥＲＳＴＯＣＯＮＴＲＯＬＩＮＴＥＲＭＯＤＵＬＡＴＩＯＮＤＩＳＴＯＲＴＩＯＮ）」と題する米国特許第５，００１，７７６号に開示されており、この特許の教示は参照のため本明細書に導入される。この米国特許は第１の実施形態において、受信信号の品質を測定する装置について述べている。該品質が所定の品質係数より低いことに応じて、第１の周波数から第２の周波数へと無線周波信号の変換を行なうために使用される局部発振信号のドライブレベルにおいて調整が行なわれる。前記クラーク特許はさらに信号のオーバロードを防止するために無線周波増幅器の利得を調整する任意選択的な制御機構を述べている。さらに、前記クラーク特許は無線周波信号を送信するユニットの送信電力を制御する符号化された応答の交換について述べている。第２の実施形態では、前記クラーク特許は受信信号の相対信号強度を決定するＲＳＳＩ検出器について述べている。コントローラが次に前記検出された信号品質および相対信号強度に応じて無線周波増幅器の利得および局部発振器のドライブレベルを適応させる。当業者に理解できるように、前記クラーク特許に開示され方法および装置はさらに本発明の利点を加えることにより改善できる。図３を参照すると、部分的ブロック図は本発明の第２の実施形態に係わる、図１に示された選択呼出し受信機において使用される周波数シンセサイズ型デュアルコンバージョン受信機を示している。受信信号はアンテナ１０２から整合回路３０１を介してＲＦ増幅器３０２に結合される。ＲＦ増幅器３０２は少なくとも部分的に前記受信信号に関連する検出された振幅によって決定される制御可能な出力電力を有する。前記検出された振幅が所定の振幅を超えたことに応じて、フィードフォワード・レベルリミッタ２０１は制御信号をＲＦ増幅器３０２に結合し、それによってＲＦ増幅器３０２の制御可能な出力電力を調整しかつ高い入力信号レベルによるひずみを防止する。図２の例と同様に、前記所定の振幅は、所望の信号が有線または無線信号機構の伝統的なエラーのないデコードを達成するために受け入れ可能な信号品質を生じる信号対ノイズまたはキャリア対ノイズ比（ノイズは何らかの不所望のまたは望ましくない信号を意味する）をもって増幅されるように選択されるべきである。このようにして、変調されたキャリア信号を含むことができる、受信信号は清浄に増幅されかつ後のデコードのために良好な状態にあるようになる。この例示的なデュアルコンバージョン受信機の「ＲＦフロントエンド」３０１，３０２，３０３，３０４，３０５は、技術的に一般に知られているように、アンテナ１０２を介して受信されかつ結合される送信信号に応答する。アンテナ１０２からの受信信号は知られた技術を使用して任意選択的に予め調整され第１のミキサに結合される所定の周波数帯域内の最適の信号レベルを提供することができる。前記受信信号の任意選択的な前もっての調整は通常整合回路３０１、無線周波増幅器３０２、およびプリセレクタろ波回路３０３によって行なわれ、これらの回路の設計および機能は一般に技術的によく知られている。整合回路３０１はアンテナ１０２のインピーダンス特性をＲＦ増幅器３０２に整合させる。好ましくは、前記整合回路はＲＦ増幅器３０２に最適のノイズ整合（最小の雑音指数）および低い挿入損失を与えるよう設計され、それによって受信信号電力をアンテナ１０２からＲＦ増幅器３０２へと最適に伝達する。増幅された信号は次にプリセレクタろ波回路３０３に結合され、該プリセレクタろ波回路３０３は所望の信号を最小の減衰と共に受け入れ（例えば、所定の周波数帯域内で）かつ全ての不要信号を減衰する（すなわち、排除する）。その結果、受信信号は予め調整され（ｐｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｄ）かつ第１の信号ミキサ３０４に結合される。第１のミキサ３０４はその後前記予め調整された受信信号を前記制御可能な周波数シンセサイザ２０３によって提供される第１の局部発振注入信号と混合する。前記制御可能な周波数シンセサイザは周波数基準要素２０７から得られる出力周波数を有する。変換の結果として第１の中間周波信号が発生され、この第１の中間周波信号はその後水晶フィルタ３０５に結合され、該水晶フィルタ３０５は第１の中間周波信号を通過させかつ第１のミキサのイメージ信号および第１の局部発振注入信号のようないずれの不要信号をも減衰させる。第２のミキサ３０６は前記第１の中間周波信号を前記制御可能な周波数シンセサイザ２０５によって提供される第２の局部発振注入信号と混合する。この結果得られる第２の中間周波信号は典型的にはろ波されかつ増幅されて（すなわち、中間周波増幅およびろ波回路３０７により）かつ復調器１０４に結合される。この実施形態におる復調器は変調検出器３０８を具備し、該変調検出器３０８は技術的によく知られた方法でデータフィルタ３０９を介してデコーダに結合される情報（すなわち、ＦＳＫデジタルデータ、オーディオトーン、ＰＳＫデジタルデータ、ＳＳＢ、その他）を復元または再生する。周波数選択を行なう上で、コントローラ１０５が位相同期ループ２０６を含む制御可能な周波数シンセサイザ２０５に結合されている。該コントローラは周波数制御信号を発生するマイクロコードプログラムを実行するよう動作する。該周波数制御信号は前記制御可能な周波数シンセサイザ２０５の出力周波数が所望の動作周波数（例えば、局部発振器周波数、クロック周波数、その他）に関して実質的にゼロｐｐｍ（ｐａｒｔｓｐｅｒｍｉｌｌｉｏｎ）の周波数誤差を反映するようプログラムする働きを成す。不揮発ＲＡＭ（例えば、リードオンリメモリ、バックアップされたランダムアクセスメモリ、ＥＥＰＲＯＭ、その他）１０７は実行可能なコントローラの命令のための記憶装置、プログラムされた出力周波数およびそれらの対応する制御ワード（単数または複数）（例えば、分周率）を表わすテーブルのための記憶装置、そして、後により詳細に説明するように、制御プロセスにおいて決定および動作を行なうために必要とされる不揮発構成情報（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）のための記憶装置を提供できる。図４を参照すると、ブロック図は本発明の好ましい実施形態にしたがって制御可能な出力電力レベルを有する無線周波増幅器を示している。アンテナ１０２からの信号強度が受信機の所定の信号オーバロードレベルより低い場合は、ＲＦレベルセンサ５００の差動出力はＲＦ増幅器２０２の電流消費を低減しない。アンテナからの信号強度が前記オーバロードレベルを超えた場合、ＲＦレベルセンサ５００の差動出力は代わりの非対称状態へと変化する。この状態では、ＲＦ増幅器２０２の電流消費かつしたがって電力利得はアンテナ信号強度が増大するに応じて低減される。その結果、ＲＦ増幅器２０２の出力電力は比較的一定に留まることになる。ローパスフィルタ４０１，４０２は実質的に前記ＲＦレベルセンサ５００の出力のいずれのＡＣ信号成分をも除去しかつＤＣ信号成分を通過させる。そのような動作は２つの近接した間隔の周波数の差の成分が増幅器電流制御部４０３に到達しＲＦ増幅器２０２を振幅変調することを防止する。増幅器電流制御回路４０３は適切な伝統的な差動バッファ／増幅器その他を使用して実施される。増幅器電流制御回路４０３の機能はＲＦレベルセンサ５００およびローパスフィルタ４０１，４０２によって検出されかつろ波されたＤＣ値に応じて、検出された信号強度の関数としてＲＦ増幅器２０２に利用できる電流量を調整することによりＲＦ増幅器２０２の電力利得を制御することである。動作的には、差動ＲＦレベルセンサ５００が非対称状態を切り換えるＲＦ電圧は極めて再現可能なものである。スイッチングしきい値は実質的に差動レベルセンサを製造するために使用されるトランジスタの面積比によって決定されるから、これらの部品を製造するために使用される集積回路プロセスが変動した場合にも、前記所定の振幅に関連する検出しきい値は実質的に一定かつ不変に留まっている。さらに、前記電流および結果として得られるＲＦ増幅器２０２の出力電力を制御するために差動信号が使用されるから、プロセスおよび温度の変動にわたりより良好な再現性が保証される。図５を参照すると、単純化した電気回路図は本発明の好ましい実施形態に係わる無線周波増幅器と共に使用するための無線周波レベルセンサを示している。前記差動ＲＦレベルセンサ５００は本質的に非対称バイアス差動増幅器である。Ｑ₂ ５０１の面積率または面積係数（ａｒｅａｆａｃｔｏｒ）はＱ₁ ５０２のものより大きくなるよう設計される。したがって、Ｑ₁ ５０２のベースに何らのＲＦ電圧も存在しなければ、端子ＬＰＦ−１５０３は端子ＬＰＦ−２５０４より高い電圧になる。Ｑ₁ ５０２のベースのＲＦ電圧が増大すると、Ｑ₁ ５０２のコレクタ電流は「デルタ電流（ｄｅｌｔａｃｕｒｒｅｎｔ）」現象により増大する。通常パーセンテージで表わされる、デルタ電流は各々の増幅段における静止ＤＣ動作電流と該ステージに与えられるＲＦを備えた動作電流の間の差である。動作電流の増大は主としてＲＦが与えられた場合の能動装置の整流およびろ波効果によるものであり、例えば、バイポーラトランジスタはＲＦエネルギの平均値をＤＣ値として検出する回路のように一緒になって機能する装置に関連するダイオード、抵抗、および容量を有する。その結果、有効または実効ＲＦ電圧が有効または実効（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ）ＤＣ値を発生することによって検出される。Ｑ₁ ５０２のコレクタ電流をＱ₂ ５０１のコレクタ電流に等しくするのに必要なＲＦ電圧はＱ₂ ５０１およびＱ₁ ５０２の間の面積率の差によって決定される。したがって、Ｑ₁ ５０２と比較してＱ₂ ５０１がより大きければ、等しいコレクタ電流を達成するためにＱ₁ ５０２のベースにおいて必要なＲＦ電圧はより大きくなる。ＲＦ電圧がさらに増大すると、Ｑ₁ ５０２のコレクタ電流はＱ₂ ５０１のものを超え、その結果ＬＰＦ−２５０４がＬＰＦ−１５０３よりも高い電位になる。結果として得られる差分または差動電圧（Ｖ_LPF−２，Ｖ_LPF−１）は次にろ波された差動電圧を増幅器電流制御回路４０３に結合することによりＲＦ増幅器の利得を制御するために使用される。差動ＲＦレベルセンサ５００の静止ＤＣ動作ポイントに関して、実質的に１ボルトのＤＣ５１６の供給電圧が回路に給電している。抵抗Ｒ₁ ５１０，Ｒ₂ ５１１，Ｒ₃ ５１５，Ｒ₄ ５１３，Ｒ₅ ５１４，Ｒ₆ ５０９，およびＲ₇ ５１２は適切な動作のために定常状態のＤＣバイアスを設定するよう動作する。対称差動増幅器によれば、右側および左側の半分の構成要素は本質的にお互いの値を映している（ｍｉｒｒｏｒ）。本実施形態の場合は、前に述べたように、トランジスタＱ₁ ５０２およびＱ₂ ５０１を除き全ての構成要素に対して当てはまる。容量Ｃ₁はＡＣ結合インピーダンスとして動作し無線周波増幅器２０２において受信された入力信号レベルの検出を可能にする。容量Ｃ₂はＲＦバイパス容量として動作し、ＲＦレベルセンサ５００の性能を実質的に周波数に対して独立にする。容量Ｃ₃およびＣ₄はＡＣショートとして動作し、したがってＲＦレベルセンサがＲＦ周波数においてほとんどまたは全く利得を持たないようにする。これらの容量はまた、アンテナ１０２に負荷を負わせないように、Ｑ₁ ５０２の入力インピーダンスを増大するよう作用する。要するに、ここで説明した本発明は制御可能な出力電力レベルを有する無線周波増幅器２０２，３０２を含む図１に示されるような選択呼出し受信機において好適に実施される。無線周波レベルセンサ５００は無線周波増幅器２０２，３０２において受信された入力信号のレベルに応じてセンサ出力信号を発生する。該センサ出力信号は複合した周期性および非周期性成分からなるスペクトル内容を有する。この信号は次に少なくとも１つのフィルタ４０１，４０２、例えばこの信号を調整するよう動作するローパスフィルタに結合され、フィルタ出力または制御信号が無線周波増幅器に存在する受信入力信号レベルの有効または実効値を表わして発生される。前記制御信号は次に増幅器出力電力レベル調整回路４０３に結合され、該回路４０３は無線周波増幅器２０２，３０２の電力利得を無条件に安定なフィードフォワード方式で調整するよう動作し、したがって無線周波レベルセンサ５００によって検知された受信入力信号レベルが実質的に所定の信号オーバロードレベルに到達しあるいはこれを超える場合に前記出力電力レベルが実質的に一定に留まっているようにする。より詳細には、無線周波レベルセンサ５００は差動片半部または差動ハーフ（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｈａｌｖｅｓ）を有するシングルエンデッド入力、差動出力増幅器を含む。前記無線周波レベルセンサは無線周波増幅器２０２，３０２から結合された受信入力信号のレベルが前記所定の信号オーバロードレベルより低い場合に第１の状態で動作し前記差動ハーフが第１の非対称方向にバイアスされ出力電力レベルの調整が行なわれない結果となり、したがって出力電力レベルが実質的に受信入力信号レベルを追跡し、そして前記無線周波レベルセンサは受信入力信号レベルが実質的に前記所定の信号オーバロードレベルに到達しまたはこれを超えた場合に第２の状態で動作し、前記差動ハーフが第２の非対称方向にバイアスされ無線周波増幅器の電力利得の調整を行なう差動出力信号を発生する結果となり実質的に一定の無線周波増幅器出力電力レベルを維持する。さらに、前記増幅器出力電力レベル調整回路４０３は受信されたオンチャネル（ｏｎ−ｃｈａｎｎｅｌ）信号の相対強度指示（図２、図３および図４においてＲＳＳＩ信号として示されている）にさらに応答することができ、増幅器出力電力レベル調整回路は無線周波増幅器２０２，３０２の電力利得を調整するよう動作し、したがって前記出力電力レベルは前記受信されたオンチャネル信号が実質的に所定の信号オーバロードレベルに到達しまたはこれを超える場合に実質的に一定に留まっている。最後に、都合のよいことに、前記無線周波増幅器２０２，３０３、前記無線周波レベルセンサ５００、前記少なくとも１つのフィルタ４０１，４０２、および前記増幅器出力電力レベル調整回路４０３は単一の集積回路に製造できる。当業者に認識されるように、開示された発明から異なる手段を使用して同じ目的を達成することができるようにする副次的な変更が可能である。そのような変更の例は開示された回路の一部のみを単一の集積回路チップに集積し、あるいは無線周波妨害のような実際的な設計の考慮により意図的にある構成要素を分離することである。さらに、示された受信、復調、およびデコード技術は性格的に例示的なものでありかつ決してスペクトル拡散のような伝統的でない変調および信号機構のような技術を含めること、またはデジタル選択、検出およびデコード方法を使用することを排除するものと考えるべきではない。

Claims

【特許請求の範囲】１．制御可能な出力電力レベルを有する無線周波増幅器を含む選択呼出し受信機であって、前記無線周波増幅器の入力において受信された入力信号レベルに応じてセンサ出力信号を発生する無線周波レベルセンサ、前記無線周波レベルセンサに結合された少なくとも１つのフィルタであって、該少なくとも１つのフィルタは複合した周期性および非周期性成分からなるスペクトル内容を有するセンサ出力信号を、前記無線周波増幅器において受信された入力信号レベルの実効値を表わすフィルタ出力信号が発生されるように調整するよう動作するもの、そして前記フィルタ出力信号に応答する増幅器出力電力レベル調整回路であって、該増幅器出力電力レベル調整回路は、前記無線周波レベルセンサによって検知された受信入力信号レベルが実質的に所定の信号オーバロードレベルに到達しまたはこれを超えた場合に出力電力レベルが実質的に一定に留まっているように無条件に安定なフィードフォワード方式で前記無線周波増幅器の電力利得を調整するよう動作するもの、を具備する選択呼出し受信機。２．前記無線周波レベルセンサは、差動ハーフを有するシングルエンデッド入力、差動出力増幅器、を具備し、前記無線周波レベルセンサは、前記無線周波増幅器において受信された入力信号のレベルが所定の信号オーバロードレベルより低く前記差動ハーフが第１の非対称方向にバイアスされて前記出力電力レベルの調整を行なわない結果となる場合に第１の状態で動作し、前記出力電力レベルが実質的に前記受信入力信号レベルを追跡できるようにし、そして前記無線周波増幅器において受信された入力信号のレベルが実質的に前記所定の信号オーバロードレベルに到達しあるいは超えた場合に第２の状態で動作し前記差動ハーフが第２の非対称方向でバイアスされて実質的に一定の無線周波増幅器の出力電力レベルを維持するように前記無線周波増幅器の電力利得の調整を行なう差動出力信号を生じさせる結果となる、請求項１に記載の選択呼出し受信機。３．前記増幅器出力電力レベル調整回路はさらに受信オンチャネル信号の相対強度指示に応答し、前記増幅器出力電力レベル調整回路は前記受信オンチャネル信号が実質的に所定の信号オーバロードレベルに到達しまたはこれを超えた場合に前記出力電力レベルが実質的に一定に留まるように前記無線周波増幅器の電力利得を調整するよう動作する、請求項１に記載の選択呼出し受信機。４．前記少なくとも１つのフィルタはローパスフィルタからなる、請求項１に記載の選択呼出し受信機。５．前記無線周波増幅器、前記無線周波レベルセンサ、前記少なくとも１つのフィルタ、および前記増幅器出力電力レベル調整回路は１つの集積回路内に製造される、請求項１に記載の選択呼出し受信機。６．前記集積回路は実質的に１ボルトのＤＣの供給電圧によって給電されたとき完全に動作可能である、請求項５に記載の選択呼出し受信機。７．選択呼出し受信機であって、制御可能な出力電力レベルを有する無線周波増幅器を含む受信機であって、該受信機は受信信号を提供するよう動作し、前記受信機は、前記無線周波増幅器の入力において受信された入力信号レベルに応答してセンサ出力信号を発生する無線周波レベルセンサ、前記無線周波レベルセンサに結合された少なくとも１つのフィルタであって、該少なくとも１つのフィルタは前記無線周波増幅器において受信された入力信号レベルの実効値を表わすフィルタ出力信号を発生するように複合の周期性および非周期性成分を備えたスペクトル内容を有する前記センサ出力信号を調整するよう動作するもの、および前記フィルタ出力信号に応答する増幅器出力電力レベル調整回路であって、該増幅器出力電力レベル調整回路は前記無線周波レベルセンサによって検知された前記無線周波増幅器において受信される入力信号レベルが実質的に所定の信号オーバロードレベルに到達しまたは超えた場合に出力電力レベルが実質的に一定に留まっているように無条件に安定なフィードフォワード様式で前記無線周波増幅器の電力利得を調整するよう動作するもの、を具備する前記受信機、前記受信信号を再生しかつ情報信号を提供するための復調器、前記情報信号内に含まれる再生されたアドレスを前記選択呼出し受信機に対応する所定のアドレスと相関し、かつ前記再生されたアドレスおよび前記所定のアドレスが実質的に相関することに応じて、前記選択呼出し受信機の選択を指示する検出信号を発生するためのデコーダ、そして前記選択呼出し受信機の選択を指示する前記検出信号に応じて前記情報信号から再生された情報を提示のために処理するサポート回路、を具備する選択呼出し受信機。８．前記無線周波レベルセンサは、差動ハーフを有するシングルエデッド入力、差動出力増幅器、を具備し、前記無線周波レベルセンサは、前記無線周波増幅器において受信された前記入力信号レベルが前記所定の信号オーバロードレベルより低く、したがって前記差動ハーフが第１の非対称方向にバイアスされて前記出力電力レベルの調整を生じさせない結果となる場合に第１の状態で動作し、したがって前記出力電力レベルが実質的に受信された入力信号レベルを追跡できるようにし、そして、前記無線周波増幅器において受信された前記入力信号レベルが実質的に前記所定の信号オーバロードレベルに到達しまたは超えた場合に第２の状態で動作し、したがって前記差動ハーフが第２の非対称方向にバイアスされ前記無線周波増幅器の電力利得の調整を行なう差動出力信号を生じさせる結果となり実質的に一定の無線周波増幅器出力電力レベルを維持する、請求項７に記載の選択呼出し受信機。９．前記少なくとも１つのフィルタはローパスフィルタからなる、請求項７に記載の選択呼出し受信機。１０．前記無線周波増幅器、前記無線周波レベルセンサ、前記少なくとも１つのフィルタ、および前記増幅器出力電力レベル調整回路は１つの集積回路内に製造される、請求項７に記載の選択呼出し受信機。１１．前記集積回路は実質的に１ボルトのＤＣの供給電圧によって給電されたとき完全に動作可能である、請求項１０に記載の選択呼出し受信機。１２．制御可能な出力電力レベルを有する無線周波増幅器であって、前記無線周波増幅器の入力において受信された入力信号レベルに応じてセンサ出力信号を発生する無線周波レベルセンサ、前記無線周波レベルセンサに結合された少なくとも１つのフィルタであって、該少なくとも１つのフィルタは前記無線周波増幅器において受信された前記入力信号のレベルの実効値を表わすフィルタ出力信号が発生されるように複合の周期性および非周期性成分を備えたスペクトル内容を有する前記センサ出力信号を調整するよう動作するもの、そして前記フィルタ出力信号に応答する増幅器出力電力レベル調整回路であって、該増幅器出力電力レベル調整回路は前記無線周波レベルセンサによって検知された受信入力信号レベルが実質的に所定の信号オーバロードレベルに到達しまたは超えた場合に前記出力電力レベルが実質的に一定に留まっているように前記無線周波増幅器の電力利得を無条件に安定なフィードフォワード方式で調整するよう動作するもの、を具備する制御可能な出力電力レベルを有する無線周波増幅器。１３．前記無線周波レベルセンサは、差動ハーフを有するシングルエデッド入力、差動出力増幅器、を具備し、前記無線周波レベルセンサは、前記無線周波増幅器において受信された前記入力信号レベルが前記所定の信号オーバロードレベルより低く、したがって前記差動ハーフが第１の非対称方向にバイアスされて前記出力電力レベルの調整を生じさせない結果となる場合に第１の状態で動作し、したがって前記出力電力レベルが実質的に受信された入力信号レベルを追跡できるようにし、そして、前記無線周波増幅器において受信された前記入力信号レベルが実質的に前記所定の信号オーバロードレベルに到達しまたは超えた場合に第２の状態で動作し、したがって前記差動ハーフが第２の非対称方向にバイアスされ前記無線周波増幅器の電力利得の調整を行なう差動出力信号を生じさせる結果となり実質的に一定の無線周波増幅器出力電力レベルを維持する、請求項１２に記載の無線周波増幅器。１４．前記増幅器出力電力レベル調整回路はさらに受信オンチャネル信号の相対強度指示に応答し、前記増幅器出力電力レベル調整回路は前記受信オンチャネル信号が実質的に所定の信号オーバロードレベルに到達しまたはこれを超えた場合に前記出力電力レベルが実質的に一定に留まるように前記無線周波増幅器の電力利得を調整するよう動作する、請求項１２に記載の無線周波増幅器。１５．前記少なくとも１つのフィルタはローパスフィルタからなる、請求項１２に記載の無線周波増幅器。１６．前記無線周波増幅器、前記無線周波レベルセンサ、前記少なくとも１つのフィルタ、および前記増幅器出力電力レベル調整回路は１つの集積回路内に製造される、請求項１２に記載の無線周波増幅器。１７．前記集積回路は実質的に１ボルトのＤＣの供給電圧によって給電されたとき完全に動作可能である、請求項１６に記載の無線周波増幅器。１８．前記集積回路は選択呼出し受信機のための受信機として作用する、請求項１６に記載の無線周波増幅器。