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Dokumentenidentifikation DE102006055752B4 28.04.2011
Titel Superregenerativ-Empfänger
Anmelder Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd., Suwon, Kyonggi, KR
Erfinder Kim, Jeong Hoon, Suwon, Kyonggi, KR;
Park, Tah Joon, Suwon, Kyonggi, KR;
Kim, Eung Ju, Suwon, Kyonggi, KR;
Kim, Joong Jin, Suwon, Kyonggi, KR
Vertreter LINDNER BLAUMEIER Patent- und Rechtsanwälte, 90402 Nürnberg
DE-Anmeldedatum 25.11.2006
DE-Aktenzeichen 102006055752
Offenlegungstag 05.07.2007
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 28.04.2011
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.04.2011
IPC-Hauptklasse H04B 1/30  (2006.01)  A,  F,  I,  20070228,  B,  H,  DE
IPC-Nebenklasse H03D 11/00  (2006.01)  A,  L,  I,  20070228,  B,  H,  DE

Beschreibung[de]

Für diese Anmeldung wird die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 2005-125666, angemeldet am 19. Dezember 2005 beim koreanischen Patentamt, beansprucht.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Superregenerativ-Empfänger mit einem Superregenerativ-Oszillator, und insbesondere einen Superregenerativ-Empfänger, welcher präzise den Oszillationszustand eines Superregenerativ-Oszillators regelt, um die Empfangssensitivität und Frequenzselektivität zu verbessern.

Beschreibung des Standes der Technik

Üblicherweise kann ein Superregenerativ-Empfänger im Vergleich zu einem homodynen oder superheterodynen Empfänger mit geringeren Kosten und weniger Bauteilen hergestellt werden und mit einer geringeren Spannung betrieben werden und ist somit für ein Kommunikationssystem geeignet, für das ein kostengünstiger Empfänger mit geringem Stromverbrauch erforderlich ist. Ein derartiger Superregenerativ-Empfänger weist einen Superregenerativ-Oszillator auf.

Der Superregenerativ-Oszillator ist ein wesentlicher Bestandteil für die Herstellung des Superregenerativ-Empfängers und weist die Vorteile auf, dass er mit einem sehr niedrigen Biasstrom (beispielsweise mehrere Hundert &mgr;A) und einer relativ einfachen Struktur betrieben werden kann.

Indessen weist der Superregenerativ-Oszillator Nachteile wie Rückwärtsisolation, subharmonische Reaktion, geringe Empfangssensitivität und Frequenzselektivität auf. Rückwärtsisolation und subharmonische Reaktion können durch Verwendung eines Trennvorverstärkers oder eines geeigneten Filters überwunden werden. Empfangssensitivität und Frequenzselektivität sind jedoch charakteristische Kenngrößen, die gegenüber Form und Stärke des Biasstroms oder des Quenchsignals empfindlich sind. Somit muss nicht nur der Biasstrom, sondern auch das Quenchsignal des Superregenerativ-Oszillators feinabgestimmt werden, um diese Eigenschaften zu verbessern.

Aus dem Artikel: Joehl, N.; u. a.: A BICMOS Micropower 1 GHz Super-Regenerative Receiver. In: URSI International Symposion on Signals, Systems, and Electronics, 1998, ISSSE 98, 29 Sept.–2 Oct. Seiten 74–78, ist ein Superregenerativ-Empfänger bekannt.

1 ist ein Blockdiagramm, welches einen herkömmlichen Superregenerativ-Empfänger darstellt.

Wie in 1 dargestellt, weist der herkömmliche Superregenerativ-Empfänger 100 einen Trennvorverstärker 110, einen Superregenerativ-Oszillator 120, einen Hüllkurvendetektor 130, einen Quenchgenerator 140 und eine Biasstromsteuerung 150 auf. Der Trennvorverstärker 110 verstärkt ein von einer Antenne (nicht dargestellt) detektiertes Signal mit vorbestimmten Verstärkungen und verhindert gleichzeitig, dass ein von dem Superregenerativ-Oszillator 120 erzeugtes Signal zurück zur Antenne geliefert wird. Der Superregenerativ-Oszillator 120 empfängt das von dem Verstärker 110 verstärkte Signal und erzeugt ein Oszillatorsignal entsprechend einem Antriebsstrom, der von dem Quenchgenerator 140 und der Biasstromsteuerung 150 geliefert wurde. Der Hüllkurvendetektor 130 detektiert das von dem Superregenerativ-Oszillator 120 erzeugte Oszillatorsignal und erzeugt ein Signal zur Verarbeitung eines Basisbands. Der Betrieb des Superregenerativ-Oszillators 120 in dem herkömmlichen Superregenerativ-Empfänger 100 wird nachstehend genauer unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.

2 ist ein detailliertes Blockdiagramm, welches den in dem in 1 dargestellten Empfänger enthaltenen Superregenerativ-Oszillator darstellt.

Unter Bezugnahme auf 2 weist der in dem herkömmlichen Superregenerativ-Empfänger enthaltene Superregenerativ-Oszillator 120 ein Resonanzteil aus Spule und Kondensator (LC) 121a, ein oszillierendes Teil 121 und ein Stromspiegelteil 122 auf. Das oszillierende Teil 121 weist ein -gm-Teil 121b (-gm steht für Transkonduktanz) auf, welches ein Oszillatorsignal unter Verwendung der in dem LC-Resonanzteil erzeugten LC-Resonanz erzeugt. Das Stromspiegelteil 122 liefert Antriebsstrom für die Oszillation an das -gm-Teil 121b des oszillierenden Teils 121.

Die Biasstromsteuerung 150 empfängt durch Rückkopplung ein Signal von dem Hüllkurvendetektor 130 (1), um den Biasstrom anzupassen, wodurch die Bedingung für Oszillation des Superregenerativ-Oszillators 120 erfüllt wird. Der Superregenerativ-Oszillator 120 weist eine vorbestimmte kritische Oszillationsstärke auf, und wenn der Strom, der die kritische Oszillationsstärke überschreitet, an das oszillierende Teil 121 geliefert wird, erzeugt dieses ein Oszillatorsignal. Im Allgemeinen wird der Strom, der von dem Biasstrom Ib der Biasstromsteuerung 150 an das oszillierende Teil 121 geliefert wird, auf einen Wert festgelegt, der geringfügig kleiner ist als die kritische Oszillationsstärke. Dann wird zu dem Biasstrom Ib ein Quenchsignal Iq hinzugefügt und die sich ergebende Summe wird als Antriebsstrom zur Verfügung gestellt. Der Antriebsstrom wird mit der kritischen Oszillationsstärke verglichen, um den Bereich des Antriebsstroms zu bestimmen, der die kritische Oszillationsstärke überschreitet. Das heißt, dass das Quenchsignal Iq und der Biasstrom ib addiert werden, und der die kritische Stärke übersteigende Strom wird zu dem oszillierenden Teil 121 geliefert und erfüllt somit die Oszillationsbedingung des oszillierenden Teils 121, und die Oszillation beginnt nach einer Periode der Oszillationsverzögerungszeit. Wenn der Antriebsstrom wieder unter die kritische Oszillationsstärke fällt, ist die Oszillation beendet. Die Oszillationsverzögerungszeit und Oszillationsweiterführungszeit werden gemäß dem Bereich des Antriebsstroms, der die von dem oszillierenden Teil 121 gelieferte kritische Oszillationsstärke überschreitet, bestimmt. Wird das erwünschte Frequenzsignal empfangen, ist die Oszillationsverzögerungszeit kürzer und die Oszillationsweiterführungszeit länger. Je größer die Differenz zwischen dem empfangenen Signal und der erwünschten Frequenz ist, umso länger ist die Oszillationsverzögerungszeit und umso kürzer ist die Oszillationsweiterführungszeit. Der Hüllkurvendetektor 130 (1) bestimmt hierbei, ob das erwünschte Signal empfangen wird oder nicht, indem die dem Oszillationsweiterführungsabschnitt entsprechende Spannung über die Oszillationsweiterführungszeit integriert wird. Die Oszillationsweiterführungszeit kann angepasst werden, indem die Stärke des Biasstroms beeinflusst wird. Ist der Biasstrom jedoch zu hoch, reagiert der Empfänger auch auf unerwünschte Signale. Ist der Biasstrom zu niedrig, reagiert der Empfänger auch nicht auf das erwünschte Signal. Somit muss der Biasstrom angepasst werden, um den Bereich des treibenden Stroms, der die kritische Oszillationsstärke überschreitet, genau zu regeln.

Üblicherweise wird ein Stromspiegelteil 122 zum Bestimmen der Stärke des an das oszillierende Teil 121 gelieferten Antriebsstroms verwendet. Das Stromspiegelteil 122 besteht aus zwei Transistoren M1 und M2, und entsprechend dem Verhältnis der Breite der beiden Transistoren (WM1:WM2 = 1:N in 2) wird die Stärke des an das oszillierende Teil 121 gelieferten Antriebsstroms bestimmt. Das heißt, dass der von dem Biasstromregler 150 gelieferte Biasstrom Ib N mal mit dem Stromspiegelteil 122 multipliziert wird und an das oszillierende Teil 121 geliefert wird, wodurch der Bereich bestimmt wird, der die kritische Oszillationsstärke überschreitet. Ebenso wird das Quenchsignal Iq von dem Quenchgenerator 140 an das oszillierende Teil 121 geliefert, nachdem es N mal mit dem Stromspiegelteil 122 multipliziert wurde, wodurch der Bereich bestimmt wird, der die kritische Oszillationsstärke überschreitet.

Wie oben beschrieben, werden bei einem herkömmlichen Superregenerativ-Oszillator 120 der Biasstrom Ib von dem Biasstromregler 150 und das Quenchsignal Iq von dem Quenchgenerator 140 gleichzeitig an das Stromspiegelteil 122 geliefert. Somit wird das N mal mit dem Stromspiegelteil 122 multiplizierte Quenchsignal N·Iq an das oszillierende Teil 121 geliefert. Als Ergebnis kann der Oszillationszustand des oszillierenden Teils 121 nicht genau geregelt werden, indem das Quenchsignal Iq angepasst wird, was eine Verschlechterung der Empfangssensitivität und Frequenzselektivität des Empfängers verursachen kann.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Superregenerativ-Empfänger anzugeben, welcher präzise die Oszillationsbedingung eines Superregenerativ-Oszillators regelt, wodurch dessen Eigenschaften in Verbindung mit Empfangssensitivität und Frequenzselektivität verbessert werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Superregenerativ-Empfänger vorgesehen, welcher aufweist: einen Superregenerativ-Oszillator zum Erzeugen eines Oszillatorsignals, wenn ein Antriebsstrom empfangen wird, der eine vorbestimmte kritische Stärke überschreitet; eine Biasstromsteuerung zum Erzeugen von Biasstrom entsprechend einem Ausgang des Superregenerativ-Oszillators; eine Pulsbreitensteuerung zum Empfangen eines vorbestimmten Takts und zum Erzeugen eines breitengesteuerten Takts, der gesteuerte Breiten von niedrigen und hohen Abschnitten und dieselbe Periode wie der vorbestimmte Takt aufweist, entsprechend dem Ausgang des Superregenerativ-Oszillators; und einen Quenchgenerator, welcher den breitengesteuerten Takt von der Pulsbreitensteuerung empfängt und Quenchstrom erzeugt, der sich entsprechend der Pulsbreite des Takts verändert, wobei der Antriebsstrom gleich der Summe des N-fach multiplizierten Biasstroms und des Quenchstroms ist.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Superregenerativ-Oszillator auf: ein oszillierendes Teil zum Erzeugen eines Oszillatorsignals unter Verwendung einer Resonanz aus Spule und Kondensator (LC), wenn der Antriebsstrom die kritische Stärke überschreitet; und ein Stromspiegelteil, welches den Biasstrom N mal multipliziert, wobei die Summe des von dem Stromspiegelteil ausgegebenen N-fach multiplizierten Biasstroms und des Quenchstroms von dem Quenchgenerator dem oszillierenden Teil als Antriebsstrom geliefert wird.

Das Stromspiegelteil umfasst einen ersten Transistor mit einem Drain, ein mit dem Gate des zweiten Transistors verbundenes Gate und eine geerdete Source, wobei der erste Transistor den Biasstrom durch sein Drain empfängt; und einen zweiten Transistor mit einem mit dem Gate des ersten Transistors verbundenen Gate und einer geerdeten Source, wobei der zweite Transistor eine Breite aufweist, die das N-Fache jener des ersten Transistors ist, und wobei der N mal multiplizierte Biasstrom an dem Drain des zweiten Transistors erzeugt wird.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt die Pulsbreitensteuerung den vorbestimmten Takt, um die Periode des vorbestimmten Takts zu erhalten und die Breite von niedrigen und hohen Werten des vorbestimmten Takts zu steuern, und der Quenchgenerator ist angepasst, den Quenchstrom mit einer vorbestimmten Form zu erzeugen, welche den niedrigen und hohen Werten des von der Pulsbreitensteuerung gesteuerten Takts entspricht.

Vorzugsweise ist der Quenchstrom eine Dreieckwelle oder eine Sägezahnwelle.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden besser verständlich anhand der folgenden genauen Beschreibung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen, in denen:

1 ein Blockdiagramm ist, welches einen herkömmlichen Superregenerativ-Empfänger darstellt;

2 ein detailliertes Blockdiagramm ist, welches den in dem in 1 dargestellten Empfänger enthaltenen Superregenerativ-Oszillator darstellt;

3 ein Blockdiagramm ist, welches einen Superregenerativ-Empfänger gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;

4 ein detailliertes Blockdiagramm ist, welches den in dem in 3 dargestellten Empfänger enthaltenen Superregenerativ-Oszillator darstellt; und

5 ein Ablaufdiagramm ist, welches den Betrieb des Superregenerativ-Empfängers gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.

GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Nun werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genauer unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die Erfindung kann jedoch in unterschiedlichen Formen verkörpert sein und sollte nicht als auf die hier beschriebenen Ausführungsformen beschränkt aufgefasst werden. Es sind diese Ausführungsformen vorgesehen, um die Beschreibung gründlich und vollständig zu machen, und sie vermitteln dem Fachmann vollständig den Schutzbereich der Erfindung. In den Zeichnungen können Formen und Abmessungen aus Gründen der Deutlichkeit übertrieben dargestellt sein, und gleiche Bezugsziffern werden durchgehend verwendet, um gleiche oder ähnliche Bestandteile zu kennzeichnen.

3 ist ein Blockdiagramm, welches den Superregenerativ-Empfänger gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

Unter Bezugnahme auf 3 weist der Superregenerativ-Empfänger 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Trennvorverstärker 110, einen Superregenerativ-Oszillator 12, eine Biasstromsteuerung 15, eine Pulsbreitensteuerung 16 sowie einen Quenchgenerator 14 auf. Der Trennvorverstärker 110 verstärkt ein über eine Antenne (nicht dargestellt) empfangenes HF-Signal, und der Superregenerativ-Oszillator 12 erzeugt ein Oszillatorsignal als Reaktion auf einen Eingang eines Antriebsstroms, welcher eine vorbestimmte kritische Stärke überschreitet, wenn das HF-Signal von dem Trennvorverstärker 110 empfangen wird. Die Biasstromsteuerung 15 erzeugt entsprechend einem Ausgang des Superregenerativ-Oszillators 12 den Biasstrom Ib. Die Pulsbreitensteuerung 16 empfängt einen vorbestimmten Takt und steuert die Breite des Takts entsprechend dem Ausgang des Superregenerativ-Oszillators 12. Der Quenchgenerator 14 empfängt den von der Pulsbreitensteuerung 16 breitengesteuerten Takt und erzeugt Quenchstrom Iq, der sich gemäß der Pulsbreite des Takts ändert. Gemäß dieser Ausführungsform kann der Superregenerativ-Empfänger 10 weiter einen Hüllkurvendetektor 130 aufweisen, der eine Hüllkurve in dem von dem Superregenerativ-Oszillator 12 ausgegebenen Oszillatorsignal detektiert. Die Biasstromsteuerung 15 regelt den Biasstrom entsprechend einem Ausgang des Hüllkurvendetektors 130. Weiterhin regelt die Pulsbreitensteuerung 16 die Pulsbreite des Takts, um den Quenchstrom gemäß dem Ausgang des Hüllkurvendetektors 130 zu regeln.

4 ist ein detailliertes Blockdiagramm, welches den in dem in 3 dargestellten Superregenerativ-Empfänger enthaltenen Superregenerativ-Oszillator darstellt.

Unter Bezugnahme auf 4 umfasst der Superregenerativ-Oszillator ein oszillierendes Teil 121 zum Erzeugen des Oszillatorsignals unter Verwendung einer Resonanz aus Spule und Kondensator (LC), wenn der Antriebsstrom die kritische Stärke überschreitet; und ein Stromspiegelteil 122, um den von der Biasstromsteuerung 15 gelieferten Biasstrom N mal zu multiplizieren.

Das oszillierende Teil 121 weist ein LC-Resonanzteil 121a, welches mit einer Spule und einem Kondensator die LC-Resonanz erzeugt, sowie ein -gm-Teil 121b auf, welches -gm (Transkonduktanz) festsetzt, wenn der Antriebsstrom die kritische Stärke überschreitet, wodurch das Oszillatorsignal unter Verwendung der LC-Resonanz erzeugt wird.

Das Stromspiegelteil 122 besteht aus zwei Transistoren M1 und M2 mit unterschiedlichen Breiten WM1 und WM2. Sie sind miteinander über entsprechende Gates verbunden, wobei ihre Sources jeweils geerdet sind. Der erste Transistor M1 weist ein Gate und einen mit dem Gate des zweiten Transistors M2 verbundenen Drain auf und empfängt den von der Biasstromsteuerung 15 ausgegebenen Biasstrom Ib über seinen Drain. Der zweite Transistor M2 hat eine Breite WM2 = N·WM1, welche N mal größer ist als die Breite WM1 des ersten Transistors M1. Somit wird der durch den Drain des ersten Transistors M1 empfangene Biasstrom Ib N mal multipliziert, um einen N-fach multiplizierten Biasstrom N·Ib zu erzeugen, welcher durch den Drain des zweiten Transistors M2 fließt. Somit wird der N-fach multiplizierte Biasstrom N·Ib an das -gm-Teil 121b des oszillierenden Teils 121 geliefert.

Indessen empfängt die Pulsbreitensteuerung 16 einen Takt mit einer vorbestimmten Periode und steuert die Breite von niedrigen und hohen Abschnitten des Takts, wobei die Periode des Takts entsprechend dem von dem Hüllkurvendetektor 130 (3) ausgegebenen Signal erhalten bleibt. Der Quenchgenerator 14 erzeugt den Quenchstrom Iq mit einer vorbestimmten Form, welche dem niedrigen oder hohen Abschnitt des von der Pulsbreitensteuerung 16 gesteuerten Takts entspricht. Der Quenchstrom Iq kann eine Dreieckwelle oder eine Sägezahnwelle sein. Der Quenchstrom Iq wird zusätzlich zu dem N-fach multiplizierten Biasstrom N·Ib an das -gm-Teil 121b geliefert. Dementsprechend ist der an das oszillierende Teil 121 gelieferte treibende Strom gleich der Summe N·Ib + Iq aus dem N-fach multiplizierten Biasstrom N·Ib und dem Quenchstrom Iq.

5 ist ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung des Betriebs des Superregenerativ-Empfängers gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Betrieb des Superregenerativ-Empfängers gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun genauer unter Bezugnahme auf 3 bis 5 erläutert.

In 5 stellt die mit Bezugsziffer 51 gekennzeichnete Grafik den Ausgang des Hüllkurvendetektors 130 dar, und die mit Bezugsziffer 52 gekennzeichnete Grafik stellt den Ausgang des Superregenerativ-Oszillators 12 dar. Weiterhin stellt die mit Bezugsziffer 53 gekennzeichnete Grafik die Beziehung zwischen der kritischen Stärke Ic, dem Biasstrom Ib und dem Quenchstrom Iq für eine Oszillation des Superregenerativ-Oszillators 12 dar. Die mit den Bezugsziffern 54 und 55 gekennzeichneten Grafiken stellen die Beziehung zwischen der Pulsbreite des von der Pulsbreitensteuerung 16 gesteuerten Takts und dem Quenchstrom Iq dar.

Unter Bezugnahme auf die mit Bezugsziffern 54 und 55 gekennzeichneten Grafiken wird das Erzeugen des Quenchstroms Iq erläutert. Die Pulsbreitensteuerung 16 empfängt eine von dem Hüllkurvendetektor 130 ausgegebene Wellenform und steuert die Pulsbreite des Takts entsprechend der Wellenform, um einen gewünschten Ausgang zu erhalten. Wie in der mit Bezugsziffer 55 gekennzeichneten Grafik dargestellt ist, passt die Pulsbreitensteuerung 16 die Breite der niedrigen und hohen Abschnitte des Takts an, wobei eine vorbestimmte Periode T des Takts erhalten bleibt. Die Pulsbreitensteuerung 16 steuert die Breite beispielsweise, indem der niedrigere Abschnitt des Takts, wie durch die gepunktete Linie C1 dargestellt, verlängert wird, oder indem der hohe Abschnitt des Takts, wie durch die gepunktete Linie C3 dargestellt, verlängert wird.

Dann empfängt der Quenchgenerator 14 den Takt, dessen Pulsbreite von der Pulsbreitensteuerung 16 gesteuert ist, und erzeugt eine vorbestimmte Form des Quenchstroms Iq entsprechend der Pulsbreite des empfangenen Takts. In dieser Ausführungsform wird der Quenchstrom Iq, eine Dreieckwelle, entsprechend den niedrigen Abschnitten des Takts erzeugt. Wenn beispielsweise der durch C1 gekennzeichnete Takt durch den Quenchgenerator 14 von der Pulsbreitensteuerung 16 empfangen wird, kann der mit Iq – 1 gekennzeichnete Quenchstrom erzeugt werden. Ähnlich kann, wenn der mit C2 gekennzeichnete Takt empfangen wird, der mit Iq – 2 gekennzeichnete Quenchstrom erzeugt werden. Weiterhin kann, wenn der mit C3 gekennzeichnete Takt empfangen wird, der mit Iq – 3 gekennzeichnete Quenchstrom in dem Quenchgenerator 14 erzeugt werden. Anders formuliert wird ein größerer Quenchstrom erzeugt, wenn der niedrige Abschnitt des Takts von der Pulsbreitensteuerung 16 verlängert ist.

Indessen wurde der Biasstrom Ib entsprechend dem Verhältnis der Breite der beiden Transistoren des Stromspiegelteils 122 N mal multipliziert und an das oszillierende Teil 121 geliefert. Bei der vorliegenden Erfindung wird der N-fach multiplizierte Biasstrom N·Ib und zusätzlich der Quenchstrom Iq als Antriebsstrom geliefert. Unter Bezugnahme auf die mit Bezugsziffer 53 gekennzeichnete Grafik trägt der N-fach multiplizierte Biasstrom N·Ib zum Anpassen der Gesamtstärke des Antriebsstroms bei, wohingegen der Quenchstrom Iq zu der Feinabstimmung des Antriebsstroms entsprechend der Größe der Dreieckwelle bei der festgesetzten Gesamtstärke des Antriebsstroms beiträgt. Das heißt, dass die Stärke des Antriebsstroms durch den N-fach multiplizierten Biasstrom N·Ib bei Id – 1, Id – 2 oder Id – 3 angepasst wird. Ist die geeignete Stärke bei Id – 2 erst einmal festgesetzt, wird die Größe des Quenchstroms Iq nach oben oder unten angepasst, um den Bereich, der die kritische Stärke Ic für Oszillation überschreitet, genau zu regeln.

Indem der Quenchstrom Iq derart geregelt wird, wird der Bereich des Antriebsstroms, der die kritische Stärke Ic überschreitet, genau geregelt. In dem die kritische Stärke überschreitenden Bereich des Antriebsstroms findet die Oszillation wie in der Grafik durch Bezugsziffer 52 gekennzeichnet statt, und der Hüllkurvendetektor erhält den in dem positiven (+) Bereich des Oszillatorsignals detektierten Ausgang.

Nachstehend wird ein Vergleich zwischen dem oben beschriebenen Superregenerativ-Empfänger und dem herkömmlichen Superregenerativ-Empfänger gezogen.

Zunächst wird bei dem Superregenerativ-Empfänger gemäß der vorliegenden Erfindung die Summe N·Ib + Iq aus dem von der Biasstromsteuerung ausgegebenen N-fach multiplizierten Biasstrom N·Ib und dem in seiner Größe entsprechend der von der Pulsbreitensteuerung gesteuerten Pulsbreite des Takts angepassten Quenchstrom Iq verwendet.

Im Gegensatz dazu werden bei dem herkömmlichen Superregenerativ-Empfänger der Biasstrom Ib und der Quenchstrom Iq zusammen an das Stromspiegelteil geliefert, und somit gleicht der Antriebsstrom dem Biasstrom Ib und dem Quenchstrom Iq, die aufaddiert und dann N mal multipliziert werden (N·(Ib + Iq)).

Somit kann der herkömmliche Superregenerativ-Empfänger bei gleichem Wert des Biasstroms Ib und wenn der Quenchstrom Iq mit der gleichen Auflösung &Dgr;Iq anpassbar ist, den Antriebsstrom durch das Produkt aus N·&Dgr;Iq anpassen, indem der Quenchstrom angepasst wird, wohingegen der Superregenerativ-Empfänger gemäß der vorliegenden Erfindung den Antriebsstrom durch &Dgr;Iq anpassen kann, indem der Quenchstrom angepasst wird.

Somit ist im Vergleich zum herkömmlichen Superregenerativ-Empfänger die anpassbare Auflösung des Quenchstroms gemäß der vorliegenden Erfindung verbessert, wodurch eine genauere Anpassung der Oszillationsbedingung des Superregenerativ-Empfängers möglich wird. Dadurch wiederum werden die Empfangssensitivität zum Erfassen schwacher Signale und die Frequenzselektivität zum selektiven Detektieren eines gewünschten Frequenzbereichs verbessert.

Wie oben beschrieben, ist der Superregenerativ-Empfänger gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet, die Pulsbreite eines Taktes gemäß einem Ausgang des Superregenerativ-Oszillators anzupassen, um genauer ein Quenchsignal anzupassen. Weiterhin wird der Antriebsstrom des Oszillators durch eine feinere Einteilung angepasst, um dadurch den Oszillationszustand des Superregenerativ-Empfängers genauer anzupassen. Dadurch wird wiederrum die Empfangssensitivität zum Erfassen schwacher Signale ebenso wie die Frequenzselektivität zum selektiven Detektieren eines gewünschten Frequenzbereichs verbessert.


Anspruch[de]
Superregenerativ-Empfänger (10), welcher aufweist:

einen Superregenerativ-Oszillator (12) zum Erzeugen eines Oszillatorsignals, wenn ein Antriebsstrom empfangen wird, der eine vorbestimmte kritische Stärke überschreitet;

eine Biasstromsteuerung (15) zum Erzeugen von Biasstrom entsprechend einem Ausgang des Superregenerativ-Oszillators (12);

eine Pulsbreitensteuerung (16) zum Empfangen eines vorbestimmten Takts und zum Erzeugen eines breitengesteuerten Takts, der gesteuerte Breiten von niedrigen und hohen Abschnitten und dieselbe Periode wie der vorbestimmte Takt aufweist, entsprechend dem Ausgang des Superregenerativ-Oszillators (12); und

einen Quenchgenerator (14), welcher den breitengesteuerten Takt von der Pulsbreitensteuerung (16) empfängt und Quenchstrom erzeugt, der sich entsprechend der Pulsbreite des breitengesteuerte Takts verändert,

wobei der Antriebsstrom gleich der Summe des N-fach multiplizierten Biasstroms und des Quenchstroms ist.
Superregenerativ-Empfänger (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Superregenerativ-Oszillator (12) aufweist:

ein oszillierendes Teil (121) zum Erzeugen eines Oszillatorsignals unter Verwendung einer Resonanz aus Spule und Kondensator (LC), wenn der Antriebsstrom die kritische Stärke überschreitet; und

ein Stromspiegelteil (122), welches den Biasstrom N mal multipliziert,

wobei die Summe des von dem Stromspiegelteil (122) ausgegebenen N-fach multiplizierten Biasstroms und des Quenchstroms von dem Quenchgenerator (14) dem oszillierenden Teil (121) als Antriebsstrom geliefert wird.
Superregenerativ-Empfänger (10) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromspiegelteil (122) aufweist:

einen ersten Transistor (M1) mit einem Drain, ein mit dem Gate eines zweiten Transistors (M2) verbundenes Gate und eine geerdete Source, wobei der erste Transistor (M1) den Biasstrom durch seinen Drain empfängt; und

den zweiten Transistor (M2) mit einem mit dem Gate des ersten Transistors (M1) verbundenen Gate und einer geerdeten Source, wobei der zweite Transistor (M2) eine Breite aufweist, die das N-fache jener des ersten Transistors (M1) ist; und

wobei der N mal multiplizierte Biasstrom an dem Drain des zweiten Transistors (M2) erzeugt wird.
Superregenerativ-Empfänger (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulsbreitensteuerung (16) den vorbestimmten Takt erzeugt, um die Periode des vorbestimmten Takts aufrecht zu halten und die Breite von niedrigen und hohen Abschnitten des vorbestimmten Takts zu steuern, und der Quenchgenerator (14) angepasst ist, den Quenchstrom mit einer vorbestimmten Form zu erzeugen, welche den niedrigen und hohen Abschnitten des von der Pulsbreitensteuerung (16) gesteuerten Takts entspricht. Superregenerativ-Empfänger (10) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Quenchstrom eine Dreieckwelle oder eine Sägezahnwelle ist.






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