超再生调幅解调器制造技术

本发明专利技术提供调幅（ＡＭ）接收机（１０），它包括天线（１２）、晶体管（１４）、电流源（１６）和电源（１８）。天线（１２）连接到晶体管（１４）的栅极（１４ｇ），还通过连接线（２０）连接到信号地。工作时，天线（１２）接收辐射并产生对应的信号，后者传播到栅极（１４ｇ）。晶体管（１４）分两步处理输入信号，即：第一步对输入信号反射放大并在栅极（１４ｇ）产生对应的反射放大的输入信号；第二步对放大的输入信号进行调幅。晶体管（１４ｇ）工作在其电流／电压的非线性区时可同时提供反射放大和信号解调，即两步同时发生。与此不同，利用工作于非线性区的增益装置来提供幅度解调的传统解调器要包括起传输放大器作用的装置。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到用于放大和检波调幅辐射和信号的调幅(AM)接收机。用于接收调幅辐射并产生对应的解调信号的传统接收机(例如像家用收音机这样的接收机)往往包括若干部分；这些部分通常包括用于接收辐射并产生对应的接收信号的天线；对接收的信号放大和滤波以便提供放大信号的传输射频(r.f.)放大器；以及用于解调放大信号以便提供解调的输出信号的检波器。工作时，这些部分消耗有效功率，甚至在等待输入的辐射的待机方式下以降低的功率工作时也要消耗一些功率，例如在移动电话中等待承载“唤醒码”的辐射时。所述有效功率消耗带来的问题是它限制了为这些部分供电的给定的一组电池的工作时间。包括为其供电的微型电池的无线电应答器终端(tag)也存在这个问题，例如安装在身份标记和小汽车电子接入钥匙中的无线电应答器终端(tag)。传统的接收机还有一个问题就是接收的信号往往是微伏级的，因而其中需要相当大的放大倍数以便提供足够大幅度的放大信号来驱动接收机检波器中的检波二极管工作；这样的检波器经常呈现截止电压，后者阻止它们对提供给它们的低于最小阈值幅度的信号的检波。由于对在没有产生寄生振荡危险的情况下能提供的放大程度有一个实际限制，所以，所述实际限制就是对接收的辐射施加较低的阈值振幅，也就是有限的工作范围，所述较低的阈值振幅在一些应用中会有问题，尤其是在设想更远距离的接收机工作的情况下。在传统的接收机中，提供非线性传输特性的射频传输放大器可用来作为解调调幅信号的解调器是众所周知的原则。在硅半导体器件被广泛使用之前所述原则经常用于无线电接收机中的热离子电子管方面，电子管起着传输放大器的作用。本专利技术人已经认识到有可能把无线电接收机的一些部分组合起来得到一个简单的接收机电路用来消除上述的一个或多个问题。根据本专利技术的第一方面，提供一种AM接收机，用于接收输入信号并产生对应的解调信号。其特点是所述接收机包括这样的晶体管、该晶体管被加偏压而同时起用于反射放大输入信号的反射放大器的作用以及起用于检波放大的输入信号并产生解调信号的检波器的作用。本专利技术的优点是，所述接收机能够(a)与先有技术中使用的传输放大相比，由于所开发的反射放大而消耗较少的功率，并且(b)由于其中不包括采用较低响应阈值的检波二极管，因此对输入信号更敏感。利用提供信号混合的晶体管对放大的输入信号进行检波是方便的。有利的是，晶体管可以工作在电流/电压传输特性的非线性区。其优点是放大的输入信号与它自己混合(即“自差”)，将它直接对基带解调来提供解调的信号。更有利的是，所述晶体管在其非线性区以较小的供电电流工作，从而提高了接收机的功率效率。例如晶体管工作在其非线性区时导通的电流在5μA至100μA的范围内。为了使晶体管可同时作为反射放大器和检波器，晶体管的连接最好是这样在晶体管的输入端产生放大的反射信号然后在晶体管中检波，所述晶体管在其输入端提供负输入电阻以便实现这种功能。相比之下，传统的使用传输放大器的非线性混频器在其输入端不产生放大的信号，也不为解调回注信号。方便的是，所述晶体管包括用于接收输入信号的电极，所述电极通过信号通路连接到信号地，这样所述通路可以在晶体管和信号地之间传送反射信号，并将输入信号转移到所述电极。根据本专利技术的第二方面，按照本专利技术第一方面的接收机可以并入到全球定位系统(GPS)接收机中，从而使它减少了工作电流消耗并提高了检波灵敏度。方便的是，GPS接收机包括多个依据本专利技术的接收机、用于接收输入辐射并产生对应的接收信号的接收装置以及用于对接收的信号进行滤波、放大和门控的处理装置，以便为所述多个接收机提供用于解调的输入信号，从而提供解调的信号，从该解调信号导出GPS接收机的位置坐标。根据本专利技术的第三方面，本专利技术提供一种利用按照本专利技术第一方面的AM接收机对输入信号进行幅度解调的方法，所述方法包括可同时执行的如下步骤(a) 接收输入信号并在晶体管中将其反射放大产生放大的输入信号，并且(b) 让放大的输入信号通过工作在非线性方式下的晶体管，将其解调由此产生对应的解调信号。下面将参考附图描述仅仅作为例子的本专利技术的实施例，附图中附图说明图1是依据本专利技术的AM接收机的第一实施例的简图。图2是包括图1所示接收机的GPS接收机的简要说明。现在参照图1说明AM接收机10。接收机10包括插入(patch)天线12、砷化镓(GaAs)场效应晶体管(FET)14、电流源16和电源18。天线12连接到晶体管14的栅极14g，并且通过连接线20连接到信号地Eg。电源18的输出端P连接到晶体管14的漏极14d。晶体管14的源极14s连接到电流源16的第一端子I1。电流源16的第二端子I2也连接到信号地Eg。连接线20和端子I2两者连接到信号地的同一点上。源极14s还连接到输出端Q，接收机10由此提供解调信号。现在参考图1说明接收机10的工作。晶体管14是栅极接地配置，因此电源18的输出端P提供的正偏压使微安级的电流IFET在14d电极和14s电极之间并且通过电流源16流动。IFET最好在5μA至100μA的范围内。电流IFET小到足于使晶体管14在它的传输特性的非线性区起反射放大器的作用。通过测量接收机10提供的信号增益，实验表明晶体管14提供反射放大作用；如果晶体管14只是起传输放大器的作用，那么，接收机10不可能提供这么高的放大作用。电流源16用来维持晶体管14在非线性区的偏置。天线12接收输入的辐射22并将其转换为接收的信号SR。信号SR从天线12传输到栅极14g并通过连接线20。连接线20在信号地Eg和栅极14g之间提供辐射22的载波频率下的大约四分之一波长的信号通路；结果，连接线20并不从栅极14g转移接收的信号，因为连接到地Eg的连接线20所呈现的低阻抗在栅极14g处转变成开路。连接线20还起阻抗匹配元件的作用；其长度可根据晶体管14和天线12之间的阻抗匹配进行调整。晶体管14对信号SR的作用分两个阶段处理，即晶体管14(a) 在其栅极通过反射来放大接收的信号SR，产生反射放大的信号SA；然后(b) 利用提供非线性传输特性的晶体管14解调信号SA，在源极14s输出解调的信号。解调信号传到输出端Q供后面处理。实际上(a)和(b)这两个阶段是同时发生的。与这两个阶段的处理相比，先有技术的解调器不提供原地反射放大并同时检波的功能，因此提供比接收机10低的灵敏度。与接收机10不同，利用以非线性方式工作的增益装置进行幅度解调的传统解调器都包括配置成起传输放大器作用的装置。晶体管14在其工作于反射方式时，按照等式1提供平方定律的信号传输特性iFET＝k0(Vgs)2等式1其中iFET＝IFET的小信号变化；Vgs＝栅极14g和源极14s之间电位差的小信号变化；k0＝增益常数假设初步近似如下Vgs＝k1SR等式2其中k1＝常数并且SR＝k2SmsinωRt等式3其中k2＝常数Sm＝调幅信号ωR＝辐射22的载波角频率t＝时间从等式1到等式3得出iFET＝k0k12k22Sm2sin2ωRt＝k0k12k22Sm2(1-cos2ωRt) 等式4如果把高频分量(即ωR及更高的角频率)从输出信号Q中过滤出来，那么输出信号将遵循等式5Q＝k3Sm2等式5其中k3＝常数，即k3＝k0k12k22实际本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接收机，用于接收输入信号（２２）并产生对应的解调信号（Ｑ），其特征在于：所述接收机（１０）包括这样的晶体管（１４），该晶体管被加偏压而同时作为用于反射放大所述输入信号的反射放大器和对所述放大的输入信号进行检波并产生解调的信号的检波器。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：IJ福尔斯特，AN法尔，
申请(专利权)人：马科尼数据系统有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]