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Dokumentenidentifikation DE60121518T2 30.11.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001184970
Titel Frequenzsynthetisierer und Multiband-Funkgerät mit einem solchen Frequenzsynthetisierer
Anmelder Kabushiki Kaisha Toshiba, Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Yoshida, c/o K.K. Toshiba, Hiroshi, Tokyo 105-8001, JP;
Umeda, c/o K.K Toshiba, Toshiyuki, Tokyo 105-8001, JP
Vertreter HOFFMANN & EITLE, 81925 München
DE-Aktenzeichen 60121518
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 17.08.2001
EP-Aktenzeichen 013070123
EP-Offenlegungsdatum 06.03.2002
EP date of grant 19.07.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.11.2006
IPC-Hauptklasse H03B 21/02(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse H04B 1/40(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Frequenzsynthesizer zum Erzeugen von Signalen, die eine Vielzahl von erwünschten Frequenzen aufweisen, und ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Multiband-Funkgerät, welches den Frequenzsynthesizer verwendet.

Im allgemeinen sind Mobil-Kommunikationsterminals im Hinblick auf die Verwendung in einem Kommunikationssystem ausgelegt. Solch ein Kommunikationssystem kann ein mobiles PDC-Mobilfunksystem (PDC = Personal Digital Cellular), ein mit IS-95 übereinstimmendes Mobilfunksystem, oder ein PHS-Mobilfunksystem (PHS = Personal Handy-Phone System) sein. Es ist üblich, dass ein Mobil-Kommunikationsterminal mit lediglich einem Standard aus einer Gruppe anderer Standards verschiedener, weltweit existierender Kommunikationssysteme übereinstimmt.

In letzter Zeit ist ein Bedarf dahingehend entstanden, ein anderes Mobil-Kommunikationsterminal bereitzustellen, um den raschen Veränderungen der Mobil-Kommunikationssysteme Rechnung zu tragen. Solch ein Terminal kann lediglich die Übertragung bzw. den Empfang in Erwiderung auf mehrere unterschiedliche Kommunikationssysteme steuern. Beispielsweise wurde bereits ein sogenanntes „Multi-Mode-Terminal" vorgeschlagen, welches sowohl für das PDC-Mobilfunksystem als auch das PHS-Mobilfunksystem verwendet wird.

In den meisten Fällen verwenden unterschiedliche Mobil-Kommunikationssysteme verschiedene Frequenzbänder; von daher sollte ein Multi-Mode-Terminal, damit es sich mit diesen unterschiedlichen Mobil-Kommunikationssystemen befassen kann, mit einer "Multiband-Funkfunktion" ausgestattet sein, d.h. mit einer Funktion zum Übertragen/Empfangen von Daten innerhalb jedem der mehreren Frequenzbänder ausgestattet sein.

Ein direkter Umwandlungs-Modus ist als eine Architektur bekannt, welche für eine Realisierung von solch einem Multibandfunkgerät geeignet ist. In dem Gerät, welches den direkten Umwandlungs-Modus verwendet, werden die von einer Antenne empfangenen Signale in einen der Quadratur-Demodulatoren eingegeben.

In den Quadratur-Demodulator werden ebenso ein Paar von lokalen Signalen bzw. ein Paar von Lokalsignale für den Empfänger eingegeben, welche Phasen aufweisen, die um 90° voneinander verschieden sind. Die Lokalsignale werden erzeugt, indem mit einem &pgr;/2-Phasenschieber die von einem Frequenzsynthesizer ausgegebenen Lokalsignale einer Phasenverschiebung ausgesetzt werden. Es sei darauf hingewiesen, dass die Frequenzen der Lokalsignale hinsichtlich der Frequenzen der erwünschten Signale in den empfangenen Signalen festgelegt sind.

Da der Quadratur-Demodulator die empfangenen Signale mit den Lokalsignalen multipliziert, werden die erwünschten Signale in Basisbandsignale für einen I-Kanal (Inphase-Kanal) und in Basisbandsignale für einen Q-Kanal (Quadratur-Phase-Kanal) mit einer Mittenfrequenz von 0 Hz umgewandelt, welche für eine nachfolgende Signal-Reproduktionsverarbeitung in einen Basisband-Empfangsabschnitt eingegeben werden.

Andererseits werden die mit einem Basisband-Übertragungsabschnitt erzeugten Signale, welche für den I-Kanal und für den Q-Kanal übertragen werden müssen, in den anderen Quadratur-Modulator eingegeben.

In einen lokalen Eingangs-Portanschluss des Quadratur-Modulators werden Lokalsignale für den Sender eingegeben, welche um 90° voneinander verschiedene Phasen aufweisen, die erzeugt werden, indem die von dem Frequenzsynthesizer ausgegebenen Lokalsignale mit dem &pgr;/2-Phasenschieber einer Phasenverschiebung ausgesetzt werden.

Die Frequenzen der Lokalsignale sind derart festgelegt, dass sie gleich einer Übertragungsfrequenz sind. Wenn dieser Quadratur-Demodulator die Übertragungssignale mit den lokalen Signalen multipliziert, werden die Frequenzen der Übertragungssignale in eine zuvor festgelegte Übertragungsfrequenz umgewandelt.

Der in dem Multiband-Funkgerät verwendete Frequenzsynthesizer muss gemäß der Realisierung des Multibandes die Lokalsignale in unterschiedlichen Frequenzbändern erzeugen. Es sei darauf hingewiesen, dass diese Anforderung nicht auf den direkten Umwandlungs-Modus beschränkt ist.

Verschiedene Modi werden weltweit großflächig verwendet, wie etwa der GSM-Modus (GSM = global system mobile communication), welcher das 900 MHz-Band verwendet, der DCS-Modus (DCS = digital cellular system), welcher das 1800 MHz-Band verwendet, der PCS-Modus (PCS = personal communication services), welcher das 1900 MHz-Band verwendet, der UMTS-Modus (UMTS = universal mobile telecommunication system), welcher das 2 GHz-Band verwendet. Eine Entwicklung eines Vier-Band-Funkgerätes, welches ausgelegt ist, in sämtlichen dieser Frequenzbänder verwendet zu werden, ist erwünscht.

Wenn der Frequenzsynthesizer, um solch einem Vier-Band-Funkgerät zu genügen, in Übereinstimmung mit beispielsweise dem direkten Umwandlungs-Modus realisiert wird, kann ein Verfahren zum Entwerfen von entsprechenden Einheits-Synthesizern für folgende Aufgaben betrachtet werden: die GSM-Übertragung, den GSM-Empfang, die DCS-Übertragung, den DCS-Empfang, die PCS-Übertragung, den PCS-Empfang, die UMTS-Übertragung und den UMTS-Empfang, und zwar in Analogie mit dem Verfahren zum Einrichten des Frequenzsynthesizers in dem Zwei-Band-Funkgerät, welches sowohl dem PDS-Modus als auch dem PHS-Modus genügt.

Da das Empfangs-Frequenzband von PCS und das Übertragungs-Frequenzband von UMTS nahezu gleich zueinander sind, kann ein Synthesizer für beide Modi funktionieren. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass mit Ausnahme spezieller Fälle im wesentlichen ein Einheits-Synthesizer bereitgestellt wird, dessen Anzahl einer Vielzahl von notwendigen Frequenzbändern entspricht. Wenn von daher eine Anzahl von Bändern zunimmt, wird ebenso proportional hierzu eine Anzahl der Einheits-Synthesizer erhöht, was allerdings zu einer ausgedehnten bzw. weitgehenden Hardware führt.

Beim Entwerfen bzw. Einrichten der Einheits-Synthesizer gemäß den jeweiligen Frequenzbändern sind, um das Multiband-Funkgerät zu realisieren, mehrere Einheits-Synthesizer erforderlich, wenn eine Anzahl von Bändern erhöht wird. Von daher wird die Abmessung der Hardware größer, was zu einer Größenzunahme des Multi-Mode-Terminals sowie zu einer Kostenzunahme und zu einer Zunahme des Leistungsverbrauches führt.

Unter Berücksichtigung der zuvor genannten Probleme liegt eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Frequenzsynthesizer bereitzustellen, der eine niedrige Anzahl von Einheits-Synthesizern aufweist, und der eine kleine Schaltungsabmessung hat, sowie ein Multiband-Funkgerät bereitzustellen, welches diesen Frequenzsynthesizer verwendet.

Die Druckschrift US-A-5,408,201 offenbart einen Frequenzsynthesizer, welcher drei Subfrequenz-Synthesizer zum Erzeugen von zwei unterschiedlichen Frequenzen verwendet, und in welchem die Merkmale des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 verwirklicht sind.

Die Druckschrift US-A-4,725,786 offenbart einen direkten Voll-Oktav-Synthesizer, der sequenziell verbundene Stufen zum Kombinieren von Steuerfrequenzen und Abschnitte der Stufen aufweist, welche Mischereinrichtungen und Dividiereinrichtungen enthalten.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Frequenzsynthesizer bereitgestellt, wie er im Patentanspruch 1 definiert ist.

Bei einem Frequenzsynthesizer gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, mit der eine kleine Abmessung aufweisenden Schaltungskonfiguration, in welcher die beiden Einheits-Synthesizer mit der Arithmetikschaltung, welche Dividierschaltungen bzw. Teilerschaltungen und Mischerschaltungen für eine Multiplikation aufweist, kombiniert sind, Signale in einer Vielzahl von Frequenzbändern zu erzeugen, deren Anzahl höher als die Anzahl der Einheits-Synthesizer ist.

Bei einem Multiband-Funkgerät, welches in einem Funkabschnitt einen Quadratur-Demodulator zum Demodulieren eines empfangenen Signals mit einem Paar von Lokalsignalen aufweist, welche Phasen aufweisen, die voneinander um 90° oder 45° verschieden sind, und welches einen Quadratur-Modulator zum Modulieren eines Paares von Übertragungs-Signalen aufweist, welche Phasen aufweisen, die voneinander um 90° verschieden sind, und zwar indem ein Paar von Lokalsignale verwendet wird, die Phasen aufweisen, welche voneinander um 90° verschieden sind, wird der Frequenzsynthesizer dazu verwendet, die Lokalsignale für den Empfänger und die Lokalsignale für den Sender zu erzeugen. Mit solch einem Aufbau kann das Multiband-Funkgerät, welches beispielsweise für sowohl das Übertragungssystem als auch das Empfangssystem den direkten Umwandlungsmodus annimmt, in einer kleinen Hardware-Abmessung realisiert werden.

Darüber hinaus wird bei einem Multiband-Funkgerät, welches in einem Funkabschnitt einen Quadratur-Demodulator zum Demodulieren eines Empfangssignals mit einem Paar von Lokalsignalen aufweist, welche Phasen aufweisen, die um 90° oder 45° voneinander verschieden sind, einen Quadratur-Modulator zum Modulieren eines Paares von Übertragungssignale aufweist, welche Phasen aufweisen, die um 90° voneinander verschieden sind, und zwar indem ein Paar von ersten Lokalsignale verwendet wird, welche Phasen aufweisen, die um 90° voneinander verschieden sind, und einen Frequenz-Umwandler zu Umwandeln einer Frequenz eines Ausgangssignals von dem Quadratur-Modulator unter Verwendung eines zweiten Lokalsignals aufweist, der Frequenzsynthesizer verwendet, um die Lokalsignale zu erzeugen. Mit solch einem Aufbau kann beispielsweise das Multiband-Funkgerät, welches den direkten Umwandlungsmodus für das Empfangssystem und den Super-Heterodyn-Modus für das Umwandlungssystem verwendet, in einer Hardware mit geringen Abmessungen realisiert werden.

Die Erfindung kann anhand der nachfolgend angegebenen detaillierten Beschreibung der Ausführungsformen besser verstanden werden, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird, wobei in den Zeichnungen folgendes gilt:

1 ist ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau eines Multiband-Funkgerätes zeigt, das einen Frequenzsynthesizer gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist;

2 ist ein Blockdiagramm, welches ein strukturelles Beispiel eines Mischers vom Bild-Unterdrückungstyp zeigt;

3 ist ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau eines Multiband-Funkgerätes zeigt, das einen Frequenzsynthesizer gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist;

4a ist ein Blockdiagramm, welches ein Beispiel einer Dividierschaltung bzw. einer Teilerschaltung zeigt, die ebenso als &pgr;/2-Phasenschieber dient;

4b ist eine zeitliche Auftragung der Dividierschaltung, die ebenso als &pgr;/2-Phasenschieber dient;

5 ist ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau eines Multiband-Funkgerätes zeigt, das einen Frequenzsynthesizer gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist;

6 ist ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau eines Multiband-Funkgerätes zeigt, das einen Frequenzsynthesizer gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist;

7 ist ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau eines Multiband-Empfängers zeigt, der einen Frequenzsynthesizer gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist;

8 ist ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau eines Multiband-Empfängers zeigt, der einen Frequenzsynthesizer gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist;

9 ist ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau eines Multiband-Empfängers zeigt, der einen Frequenzsynthesizer gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist;

10 ist ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau eines Frequenzsynthesizers gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

11 ist ein Blockdiagramm, welches einen Frequenzsynthesizer gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

12 ist ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau eines Multiband-Empfängers zeigt, der einen Frequenzsynthesizer gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

13 ist ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau eines Multiband-Empfängers zeigt, der einen Frequenzsynthesizer gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

14 ist ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau eines Multiband-Empfängers zeigt, der einen Frequenzsynthesizer gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

(Erste Ausführungsform)

1 ist ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau eines Multiband-Funkgerätes zeigt, das einen Frequenzsynthesizer gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist. Das Multiband-Funkgerät dieser Ausführungsform ist ein Vier-Band-Funkgerät, welches den direkten Umwandlungs-Modus annimmt, der GSM/DCS/PCS/UMTS entspricht.

Ein von einer Antenne 1 empfangenes Signal wird in einem Quadratur-Demodulator 2 eingegeben, welcher zwei Mischer 2A und 2B aufweist. Wenn dieses empfangene Signal mit Lokalsignalen multipliziert wird, welche eine 0°-Phase und eine 90°-Phase aufweisen, und welche von einem Frequenzsynthesizer 10A über einen &pgr;/2-Phasenschieber 4 in lokale Eingänge der Mischer 2A und 2B eingegeben werden, werden Basisband-Empfangssignale Ir und Qr für einen I-Kanal und einen Q-Kanal erzeugt. Die Basisband-Empfangssignale Ir und Qr werden in eine nicht dargestellte Basisband-Verarbeitungsstufe eingegeben.

Andererseits werden Basisband-Übertragungssignale It und Qt für den von der Basisband-Verarbeitungsstufe ausgegebenen I-Kanal und für den von der Basisband-Verarbeitungsstufe ausgegebenen Q-Kanal in einen Quadratur-Modulator 3 eingegeben, welcher zwei Mischer 3A und 3B aufweist. Wenn diese Signale mit Lokalsignalen multipliziert werden, welche ein 0°-Phase und eine 90°-Phase aufweisen, und welche von dem Frequenzsynthesizer 10A über einen &pgr;/2-Phasenschieber 5 in lokale Eingänge der Mischer 3A und 3B eingegeben werden, werden RF-Übertragungssignale für den I-Kanal und den Q-Kanal erzeugt. Die RF-Signale für den I-Kanal und den Q-Kanal werden miteinander kombiniert und über die Antenne 1 versendet.

Im nachfolgenden wird der Frequenzsynthesizer 10A beschrieben.

Der Frequenzsynthesizer 10A weist als Einheits-Synthesizer einen HF-Synthesizer 11 zum Erzeugen eines ersten Referenz-Frequenzsignals, welches eine variable Frequenz in einem Hochfrequenzband aufweist, und einen LF-Synthesizer 12 zum Erzeugen eines zweiten Referenz-Frequenzsignals in einem Tieffrequenzband auf. Hier bedeuten die Ausdrücke „Hochfrequenzband" und „Tieffrequenzband" jeweils, dass eine Frequenz in dem letzten Band niedriger als die in dem vorherigen Band bzw. früheren Band ist. Der HF-Synthesizer 11 und der LF-Synthesizer 12 werden beispielsweise unter Verwendung von phasenstarren Schleifen bzw. PLLs aufgebaut.

In dem Frequenzsynthesizer 10A dieser Ausführungsform werden Ausgangssignale, die eine Vielzahl von notwendigen Frequenzen aufweisen, als Übertragungs-/Lokalsignale in jedem der GSM-/DCS-/PCS-/UMTS-Modi erzeugt, und zwar indem die nachfolgende Arithmetikschaltung verwendet wird, um an den von dem HF-Synthesizer 11 und von dem LF-Synthesizer 12 als zwei Einheits-Synthesizer mit unterschiedlichen Frequenzbändern ausgegebenen Referenz-Frequenzsignalen arithmetische Operationen durchzuführen, einschließlich der Frequenzteilung und Frequenzmultiplikation.

In einen ersten Mischer 13 werden ein Ausgangssignal von dem HF-Synthesizer 11 als erstes Referenz-Frequenzsignal und ein Ausgangssignal von dem LF-Synthesizer 12 als zweites Referenz-Frequenzsignal eingegeben. Das Ausgangssignal von dem LF-Synthesizer 12 wird ebenso in eine erste Dividierschaltung 14 eingegeben, welche ein Teilungsverhältnis „2" aufweist. Ein Ausgangssignal von dem HF-Synthesizer 11 und ein Ausgangssignal von der ersten Dividierschaltung 14 werden in einen zweiten Mischer 15 eingegeben. Ein Ausgangssignal von dem ersten Mischer 13 wird in eine zweite Dividierschaltung 16eingegeben, welche ein Teilungsverhältnis „2" aufweist, und ein Ausgangssignal von dem zweiten Mischer 15 wird in eine dritte Dividierschaltung 17 eingegeben, dessen Teilungsverhältnis zwischen „2" und „4" geschaltet kann.

Ein Schalter 18 schaltet ein Ausgangssignal von der zweiten Dividierschaltung 16 und ein Ausgangssignal von der dritten Dividierschaltung 17. Ein Ausgangssignal von dem Schalter 18 wird als Lokalsignal ausgegeben und durch den &pgr;/2-Phasenschieber 4 in den Quadratur-Demodulator 2 eingegeben. Ein Ausgangssignal von der dritten Dividierschaltung 17 wird ferner als Lokalsignal ausgegeben und durch den &pgr;/2-Phasenschieber 5 in den Quadratur-Modulator 3 eingegeben.

Eine Ausgangssignalfrequenz des HF-Synthesizers 11, eine Ausgangssignalfrequenz des LF-Synthesizers 12, das Einschalten/Abschalten der Operation des zweiten Mischers 15, das Teilungsverhältnis der dritten Dividierschaltung 17 und die Umschaltoperation des Schalters 18 werden in Übereinstimmung mit einem Operationsmodus des Multiband-Funkgerätes mit einer Steuerung 19 gesteuert. Es sei darauf hingewiesen, dass in dieser Ausführungsform die Ausgangssignalfrequenz des LF-Synthesizers 12 starr bzw. fest sein kann, und dass mit Ausnahme des Ein-/Ausschaltens des LF-Synthesizer 12 die mit der Steuerung 19 ausgeführte Steuerung nicht in notwendiger Weise erforderlich ist. Darüber hinaus wurde in 1 eine Steuersignalleitung von der Steuerung 19 zu dem zweiten Mischer 15 weggelassen.

Im nachfolgenden wird die Operation des Frequenzsynthesizers 10A im einzelnen in Übereinstimmung mit jedem Operationsmodus des Multiband-Funkgerätes beschrieben. Die Tabelle 1 zeigt zur Erläuterung der Operation des Frequenzsynthesizers 10A einen konkreten Frequenzaufbau von vier Bändern, d.h. von GSM /DCS/PCS/UMTS.

[GSM-Übertragungsmodus]

Zunächst wird in einem Fall des Ausführens einer Übertragung in dem GSM-Modus die Ausgangssignalfrequenz des HF-Synthesizers 11 in Übereinstimmung mit der Übertragungsfrequenz als ein Wert innerhalb eines Frequenzbereiches von 3520 MHz bis 3660 MHz bestimmt, es wird der zweite Mischer 15 abgeschaltet (was es gestattet, dass das Ausgangssignal von dem HF-Synthesizer 11 ohne Veränderung hindurchläuft), und es wird das Teilungsverhältnis der dritten Dividierschaltung 17 mit „4" bestimmt. Als ein Ergebnis hiervon wird von dem Frequenzsynthesizer 10A ein Lokalsignal ausgegeben, welches eine Frequenz von 880 MHz bis 915 MHz aufweist, die erzielt wird, indem die Frequenz von 3520 MHz bis 3660 MHz mit der dritten Dividierschaltung 17 durch vier geteilt wird, und dieses Lokalsignal wird durch den &pgr;/2-Phasenschieber 5 in den Quadratur-Demodulator 3 eingegeben.

[GSM-Empfangsmodus]

An zweiter Stelle wird in einem Fall des Durchführens eines Empfanges in dem GSM-Modus die Ausgangssignalfrequenz des HF-Synthesizers 11 als ein Wert innerhalb eines Frequenzbereiches von 3700 MHz bis 3840 MHz in Übereinstimmung mit der Übertragungsfrequenz bestimmt, es wird der zweite Mischer 15 abgeschaltet (was es gestattet, dass das Ausgangssignal von dem HF-Synthesizers 11 ohne eine Änderung hindurchläuft), es wird das Teilungsverhältnis der dritten Dividierschaltung 17 mit „4" bestimmt, und der Schalter 18 wird zu der unteren Seite bewegt (wodurch das Ausgangssignal der dritten Dividierschaltung 17 ausgewählt wird). Als ein Ergebnis hiervon wird ein Lokalsignal, welches eine Frequenz von 925 MHz bis 960 MHz aufweist, die erzielt wird, indem die Frequenz von 3700 MHz bis 3840 MHz mit der dritten Dividierschaltung 17 durch vier geteilt wird, von dem Frequenzsynthesizer 10A durch den Schalter 18 ausgegeben, und dieses Lokalsignal wird durch den &pgr;/2-Phasenschieber 4 in den Quadratur-Demodulator 2 eingegeben.

Da in dem GSM-Modus eine Kommunikation in dem TDMA-System ausgeführt wird (TDMA = time division multiple access; auf dem asynchronen oder synchronen Zeitmultiplex basierendes Zugangsverfahren), werden die Übertragung und der Empfang nicht zeitgleich ausgeführt. Zwischen der Übertragung und dem Empfang wird gewechselt, indem die Ausgangssignalfrequenz des HF-Synthesizers 11 in Übereinstimmung mit der zeitlichen Koordinierung der Übertragung und des Empfanges geschaltet wird, wie es zuvor beschrieben wurde.

[DCS-Übertragungsmodus]

An dritter Stelle wird in einem Fall des Durchführens einer Übertragung in dem DCS-Modus die Ausgangssignalfrequenz des HF-Synthesizers 11 als eine Wert innerhalb eines Frequenzbereiches von 3610 MHz bis 3760 MHz in Übereinstimmung mit der Übertragungsfrequenz bestimmt, die Ausgangssignalfrequenz des LF-Synthesizers 12 wird mit 380 MHz bestimmt, der zweite Mischer 15 wird eingeschaltet, und das Teilungsverhältnis der dritten Dividierschaltung 17 wird mit „2" bestimmt. Ein Ausgangssignal des LF-Synthesizers 12 wird durch zwei geteilt, so dass es 190 MHz beträgt, und dann in den zweiten Mischer 15 eingegeben.

In dem zweiten Mischer 15 wird, wenn das Ausgangssignal von dem HF-Synthesizer 11 und das Ausgangssignal von der zweiten Dividierschaltung 14 miteinander multipliziert werden, und wenn eine Differenz hinsichtlich der Frequenz von beiden Signalen erfasst wird, ein Ausgangssignal in Übereinstimmung mit der Übertragungsfrequenz erzielt, welches eine Frequenz innerhalb eines Frequenzbereiches von 3420 MHz bis 3570 MHz aufweist. Indem das Ausgangssignal von dem zweiten Mischer 15, welches eine Frequenz von 3420 MHz bis 3570 MHz aufweist, in der dritten Dividierschaltung 17 durch zwei geteilt wird, gibt der Frequenzsynthesizer 10A ein Lokalsignal aus, welches eine Frequenz von 1710 MHz bis 1785 MHz aufweist, und dieses Ausgangssignal wird durch den &pgr;/2-Phasenschieber 5 in den Quadratur-Modulator 3 eingegeben.

[DCS-Empfangsmodus]

Anschließend wird in einem Fall des Durchführens eines Empfanges in dem DCS-Modus die Ausgangssignalfrequenz des HF-Synthesizers 11 als ein Wert innerhalb eines Frequenzbereiches von 3610 MHz bis 3760 MHz in Übereinstimmung mit der Empfangsfrequenz bestimmt, der zweite Mischer 15 wird abgeschaltet (was es gestattet, dass das Ausgangssignal von dem HF-Synthesizer 11 ohne Änderungen hindurchläuft), das Teilungsverhältnis der dritten Dividierschaltung 17 wird mit „2" bestimmt, und der Schalter 18 wird zu der unteren Seite bewegt (wodurch das Ausgangssignal von der dritten Dividierschaltung 17 ausgewählt wird). Als ein Ergebnis hiervon gibt der Frequenzsynthesizer 10A durch den Schalter 18 das Lokalsignal aus, welches eine Frequenz von 1805 bis 1880 MHz aufweist, die erzielt wird, indem die Frequenz von 3610 MHz bis 3760 MHz in der zweiten Dividierschaltung 17 durch zwei geteilt wird, und dieses Ausgangssignal wird durch den &pgr;/2-Phasenschieber 4 in den Quadratur-Demodulator 2 eingegeben.

Da in dem DCS-Modus ähnlich wie in dem GSM-Modus eine Kommunikation in dem TDMA-Modus bewirkt wird, werden eine Übertragung und ein Empfang nicht zeitgleich ausgeführt. Zwischen der Übertragung und dem Empfang wird gewechselt, indem in Übereinstimmung mit der zeitlichen Koordinierung der Übertragung und des Empfangs der zweite Mischer 15 abgeschaltet bzw. eingeschaltet wird, wie es zuvor beschrieben ist.

[PCS-Übertragungsmodus]

Als nächstes wird in einem Fall des Ausführens einer Übertragung in den PCS-Modus die Ausgangssignalfrequenz des HF-Synthesizers 11 als ein Wert innerhalb eines Frequenzbereiches von 3700 MHz bis 3820 MHz in Übereinstimmung mit der Übertragungsfrequenz bestimmt, der zweite Mischer 15 wird abgeschaltet (was es gestattet, dass das Ausgangssignal von dem HF-Synthesizer ohne Änderung hindurchläuft), und das Teilungsverhältnis der dritten Dividierschaltung 17 wird mit „2" bestimmt. Als ein Ergebnis hiervon gibt der Frequenzsynthesizer 10A ein Lokalsignal aus, welches eine Frequenz von 1850 MHz bis 1910 MHz aufweist, die erzielt wird, indem die Frequenz von 3700 MHz bis 3820 MHz in der dritten Dividierschaltung 17 durch zwei geteilt wird, und dieses Ausgangssignal wird durch den &pgr;/2-Phasenschieber 5 in den Quadratur-Modulator 3 eingegeben.

[PCS-Empfangsmodus]

Dann wird in einem Fall des Durchführens eines Empfanges in dem PCS-Modus die Ausgangssignalfrequenz des HS-Synthesizers 11 als ein Wert innerhalb eines Frequenzbereiches von 3860 MHz bis 3980 MHz in Übereinstimmung mit der Übertragungsfrequenz bestimmt, der zweite Mischer 15 wird abgeschaltet (was es gestattet, dass das Ausgangssignal von dem HF-Synthesizer 11 ohne Änderungen hindurchläuft), das Teilungsverhältnis der dritten Dividierschaltung 7 wird mit „2" bestimmt, und der Schalter 18 wird zu der unteren Seite bewegt (wodurch das Ausgangssignal von der dritten Dividierschaltung 17 ausgewählt wird). Als ein Ergebnis hiervon gibt der Frequenzsynthesizer 10A durch den Schalter 18 ein Lokalsignal aus, welches eine Frequenz von 1930 MHz bis 1990 MHz aufweist, die erzielt wird, indem die Frequenz von 3860 MHz bis 3980 MHz in der zweiten Dividierschaltung 17 durch zwei geteilt wird, und dieses Ausgangssignal wird durch den &pgr;/2-Phasenschieber 4 in den Quadratur-Demodulator 2 eingegeben.

Da im Falle von einem Modus, der ähnlich zu dem GSM-Modus ist, eine Kommunikation in dem TDMA-System ausgeführt wird, werden eine Übertragung und ein Empfang nicht zeitgleich ausgeführt, obwohl es unterschiedliche PCS-Modi gibt. Zwischen der Übertragung und dem Empfang wird gewechselt, indem in Übereinstimmung mit der zeitlichen Koordinierung der Übertragung und des Empfangs die Ausgangssignalfrequenz des HF-Synthesizers 11 geschaltet wird.

[UMTS-Übertragungsmodus]

Dann wird in einem Fall des Ausführens einer Übertragung in dem UMTS-Modus die Ausgangssignalfrequenz des HF-Synthesizers 11 als ein Wert innerhalb eines Frequenzbereiches von 3840 MHz bis 3960 MHz in Übereinstimmung mit der Übertragungsfrequenz bestimmt, er zweite Mischer 15 wird abgeschaltet (was es gestattet, dass das Ausgangssignal des HF-Synthesizers 11 ohne Änderung hindurchläuft), und das Teilungsverhältnis der dritten Dividierschaltung 17 wird mit „2" bestimmt. Als ein Ergebnis hiervon gibt der Frequenzsynthesizer 10A ein Lokalsignal aus, welches eine Frequenz von 1920 MHz bis 1980 MHz aufweist, die erzielt wird, indem die Frequenz von 3840 MHz bis 3960 MHz in der dritten Dividierschaltung 17 durch zwei geteilt wird, und dieses Ausgangssignal wird durch den &pgr;/2-Phasenschieber 5 in den Quadratur-Modulator 3 eingegeben.

[UMTS-Empfangsmodus]

Nachfolgend wird in einem Fall des Durchführens eines Empfanges in dem UMTS-Modus die Ausgangssignalfrequenz des HF-Synthesizers 11 als ein Wert innerhalb eines Frequenzbereiches von 3840 MHz bis 3960 MHz in Übereinstimmung mit der Übertragungsfrequenz bestimmt, die Ausgangssignalfrequenz des LF-Synthesizers 12 wird mit 380 MHz bestimmt, der erst Mischer 13 wird eingeschaltet, und der Schalter 18 wird zu der oberen Seite bewegt (wodurch das Ausgangssignal der zweiten Dividierschaltung 16 ausgewählt wird). In dem ersten Mischer 13 wird ein Signal, welches eine Frequenz von 4220 MHz bis 4340 MHz aufweist, erzielt, und zwar indem das Ausgangssignal von dem HF-Synthesizer 11 und das Ausgangssignal von dem LF-Synthesizer 12 miteinander multipliziert werden. Demzufolge gibt der Frequenzsynthesizer 10A durch den Schalter 18 ein Lokalsignal aus, welches eine Frequenz von 2110 MHz bis 2170 MHz aufweist, die erzielt wird, indem die Frequenz von 4220 MHz bis 4340 MHz in der zweiten Dividierschaltung 17 durch zwei geteilt wird, und dieses Ausgangssignal wird durch den &pgr;/2-Phasenschieber 4 in den Quadratur-Demodulator 2 eingegeben.

Da in einem Fall des UMTS-Modus das CDMA/FDD-System angenommen wird (CDMA = code division multiple access; ein auf dem Code-Multiplex-Verfahren basierendes Mehrfachzugriff-Verfahren/FDD = frequency division duplex; Verfahren, welches elektrische Duplexverbindungen durch frequenzversetzte Richtungskanäle realisiert), werden die Übertragung und der Empfang zeitgleich ausgeführt. Gemäß dem Aufbau dieser Ausführungsform ist es möglich, zeitgleich die Lokalsignale für den Empfänger und den Sender auszugeben, welche Frequenzen aufweisen, die für eine Übertragung bzw. einen Empfang erforderlich sind.

Wie zuvor angedeutet, ist es bei dem Frequenzsynthesizer 10A dieser Ausführungsform mit dem einfachen Aufbau, bei welchem die beiden Einheits-Synthesizer, d.h. der HF-Synthesizer 11 und der LF-Synthesizer 12, eingerichtet werden, und bei welchem die Mischer 13 und 15, die Dividierschaltungen 14, 16 und 17 und der Schalter 18 mit diesen Synthesizern kombiniert werden, möglich, alle Frequenzen zu erzeugen, die für eine Übertragung bzw. für einen Empfang in jedem Modus von GSM/DCS/PCS/UMTS erforderlich sind. Wenn von daher eine Anzahl der Einheits-Synthesizer, dessen Schaltungsabmessung groß ist, außerordentlich reduziert wird, kann die Hardware-Abmessung in beträchtlicher Weise minimiert werden.

2 zeigt ein strukturelles Beispiel eines Mischers vom Bild-Unterdrückungstyp, welcher als in 1 dargestellter erster Mischer 13 und als in 1 dargestellter zweiter Mischer 15 ausgelegt ist. Dieser Mischer weist &pgr;/2-Phasenschieber 21 und 22, Multiplizierer 23 und 24 sowie eine Addier-/Subtrahierschaltung 25 auf. Dieser Mischer multipliziert im wesentlichen ein Ausgangssignal von dem HF-Synthesizer 11 und ein Ausgangssignal von dem LF-Synthesizer 12 (oder ein Signal, welches erzielt wird, indem des weiteren ein Ausgangssignal von dem LF-Synthesizer 12 mit der Dividierschaltung 14 geteilt wird) und gibt ein Signal aus, welches eine Frequenz aufweist, die auf eine Summe oder eine Differenz der Ausgangssignale der beiden Synthesizer 11 und 12 hinweist.

Wie es in 2 gezeigt ist, werden in diesem Fall die &pgr;/2-Phasenschieber 21 und 22 verwendet, um jedes der Ausgangssignale von den beiden Synthesizern 11 und 12 in zwei Signale zu verzweigen, und die beiden Multiplizierer 23 und 24 werden dann verwendet, um die zuvor beschriebene Multiplikationsoperation auszuführen. Zusätzlich wird die Addier-/Subtrahiereinrichtung 25 verwendet, um die Ausgangssignale von den Multiplizierern 23 und 24 zu addieren (oder zu subtrahieren). Als ein Ergebnis hiervon kann der Bild-Unterdrückungseffekt erzielt werden. Da als Bild-Unterdrückungsverhältnis in etwa eine Unterdrückung von 30 dB erzielt werden kann, kann in dem Mischer, der den in 2 gezeigten Aufbau aufweist, auf ein Bild-Unterdrückungsfilter des Mischers verzichtet werden, der gewöhnlich bei einer nachfolgenden Stufe erforderlich ist.

Im nachfolgenden werden andere Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. In jeder Zeichnung der nachfolgenden Ausführungsformen bezeichnen gleiche Bezugsziffern die gleichen Komponenten, um eine sich wiederholende Beschreibung zu vermeiden, und es wird vielmehr hauptsächlich von jeder Ausführungsform das kennzeichnende Teil beschrieben.

[Zweite Ausführungsform]

3 zeigt einen Aufbau eines Multiband-Funkgerätes, welches einen Frequenzsynthesizer gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist. Bei dem Frequenzsynthesizer 10B dieser Ausführungsform sind die zweite und dritten Dividierschaltung 16 und 17 des Frequenzsynthesizers 10A in 1 durch Dividierschaltungen 26 und 27 ausgetauscht, die ebenso als &pgr;/2-Phasenschieber dienen, und anstelle des Schalters 18 wird ein Schalter 28verwendet, der ausgelegt ist, zeitgleich Signale für zwei Kanäle zu schalten.

4 zeigt ein Beispiel der Schaltungsanordnung der Dividierschaltungen, die ebenso als &pgr;/2-Phasenschieber dienen, welche als Dividierschaltungen 26 und 27 verwendet werden. Diese Dividierschaltung wird mit zwei Flip-Flop-Schaltungen vom D-Typ DFF1 und DFF2 als Hauptkomponenten verwirklicht, wie es in 4A gezeigt ist. Wenn Takt-Signale in Takt-Eingangsterminals CK und _CK eingegeben werden, werden ein Signal I und ein Signal Q, die erzielt werden, indem das Taktsignal durch zwei geteilt wird, von einem Terminal I, _I und einem Terminal Q, _Q, ausgegeben. Obwohl das Taktsignal, das Signal I und das Signal Q in 4A als unterschiedliche Signale bzw. Differentialsignale behandelt werden, weisen das Signal I und das Signal Q eine Phasendifferenz von 90° auf, wie es in 4B gezeigt ist, in welcher lediglich positive Phasensignale dargestellt sind. Das heißt, die in 4A gezeigten Dividierschaltung weist ebenso eine Funktion des &pgr;/2-Phasenschiebers auf.

Wenn von daher die in 4A gezeigte Dividierschaltung für die Dividierschaltungen 26 und 27 verwendet wird, können das Signal I und das Signal Q, welche von den Dividierschaltungen 26 und 27 ausgegeben werden, als Lokalsignal verwendet werden, welches in den lokalen Eingangs-Portanschluss des Quadratur-Demodulators 2 eingegeben wird, oder als Lokalsignal verwendet werden, welches in den lokalen Eingangs-Portanschluss des Quadratur-Modulators 3 eingegeben wird, wie es in 3 gezeigt ist. Zusätzlich sind die in 1 gezeigten &pgr;/2-Phasenschieber 4 und 5 nicht mehr erforderlich. Der Schalter 28 ist derart ausgelegt, dass er in der Lage ist, zeitgleich das Signal I und das Signal Q, die von den Dividierschaltungen 26 und 27 ausgegeben werden, zu schalten, und er dient ebenso als &pgr;/2-Phasenschieber.

(Dritte Ausführungsform)

5 zeigt einen Aufbau eines Multiband-Funkgerätes, welches einen Frequenzsynthesizer gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist. In der Beschreibung hinsichtlich der ersten Ausführungsform wurde angegeben, dass auf den Filter in der nachfolgenden Stufe des Mischers verzichtet werden kann, indem solch ein Filter vom Bild-Unterdrückungstyp verwendet wird, wie er in 2 gezeigt ist. Allerdings muss nicht darauf hingewiesen werden, dass das Einführen des Filters in die nachfolgende Stufe des Mischers bevorzugte sein kann, und zwar abhängig von unnötigen, störenden Spezifikationen des Ausgangssignals von dem Frequenzsynthesizer.

Bei dem Frequenzsynthesizer 10C dieser Ausführungsform sind in den nachfolgenden Stufen der Mischer 13 und 15 Bandpass-Filter 31 und 32 eingeführt. Diese Filter 31 und 32 können begründet werden, indem diskrete Komponenten, die etwa eine Spule (L), ein Kondensator (C) oder ein Widerstand (R) kombiniert werden, oder indem Filter-Komponenten verwendet werden, die als Module gebildet sind, wie etwa ein geschichteter LC-Filter, ein dielektrischer Filter, oder ein SAW-Filter (SAW = surface acoustic wave; Oberflächenschallwelle). Zusätzlich können diese Filter mit einem einfacheren Aufbau verwirklicht werden, indem abhängig von dem Interesse hinsichtlich der Frequenz die Bandpass-Filter 31 und 32 mit Tiefpass-Filtern oder Hochpass-Filtern aufgebaut werden.

(Vierte Ausführungsform)

Bei dem direkten Umwandlungsmodus kann in dem Quadratur-Demodulator an der Empfangsseite ein harmonischer Mischer verwendet werden, um Verschlechterungen der Empfangscharakteristika zu unterdrücken, die infolge einer Erzeugung des DC-Offsets bewirkt werden. Der harmonische Mischer ist verschieden vom einem gewöhnlichen Mischer, und ein Signal, welches eine Frequenz aufweist, die die Hälfte der Empfangsfrequenz ist, wird als Lokalsignal verwendet.

6 zeigt einen Aufbau in einem Fall der Verwendung des harmonischen Mischers in dem Quadratur-Demodulator 2 als eine vierte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. In dem Frequenzsynthesizer 10D dieser Ausführungsform wird an der nachfolgenden Stufe des Schalters 18 eine vierte Dividierschaltung 33 eingeführt. Das Teilungsverhältnis der vierten Dividierschaltung 33 beträgt „2" und wird zum Erzeugen eines Lokalsignals verwendet, welches eine Frequenz aufweist, welche die Hälfte der Empfangsfrequenz ist, und das Teilungsverhältnis der vierten Dividierschaltung 33 ist in dem Quadratur-Demodulator 2 erforderlich, der den Aufbau des harmonischen Mischers aufweist.

Wenn im übrigen der harmonische Mischer verwendet wird, wird anstelle des in 1 gezeigten &pgr;/2-Phasenschiebers 4 der &pgr;/2-Phasenschieber 6 verwendet, da eine Phasendifferenz der Lokalsignale, die den beiden Mischern zugeführt werden müssen, in dem Quadratur-Demodulator 2 45° betragen muss.

(Fünfte Ausführungsform)

7 zeigt einen Aufbau gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche erzielt wird, indem die in 6 gezeigte vierte Ausführungsform verbessert wird. Bei dem Frequenzsynthesizer 10E dieser Ausführungsform werden ähnlich zu der in 3 gezeigten zweiten Ausführungsform zweite und dritte Dividierschaltungen 26 und 27 verwendet, die ebenso als &pgr;/2-Phasenschieber dienen, und es wird der Schalter 18 verwendet, der ausgelegt ist, zeitgleich Signale für zwei Kanäle zu schalten, und es ist eine fünfte Dividierschaltung 34, welches das Teilungsverhältnis „2" aufweist, die ebenso als &pgr;/2-Phasenschieber dient, wie auch die in 6 dargestellte vierte Dividierschaltung 33 hinzugefügt.

Indem in der vierten Dividierschaltung 33 durch den Schalter 28 jedes der Signale, die eine Phase von 0° aufweisen, und die von der zweiten und dritten Dividierschaltung 26 und 27 ausgegeben werden, durch zwei geteilt werden, werden diese Signale als Lokalsignale mit einer Phase von 0° ausgegeben. Indem des weiteren jedes der von den Dividierschaltungen 26 und 27 durch den Schalter 28 ausgegebenen Signale, die eine Phase von 90° aufweisen, mit der fünften Dividierschaltung 34, welche ebenso als &pgr;/2-Phasenschieber dient, durch zwei geteilt werden, werden diese Signale als Lokalsignale mit einer Phase von 45° ausgegeben.

Wie zuvor beschrieben, kann gemäß dieser Ausführungsform auf den in der vierten Ausführungsform verwendeten &pgr;/2-Phasenschieber 6 gemäß 6 verzichtet werden, da die beiden Lokalsignale erzielt werden, welche insgesamt eine Phasendifferenz von &pgr;/4 aufweisen.

(Sechste Ausführungsform)

8 zeigt als eine sechste Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung ein anderes strukturelles Beispiel in einem Fall der Verwendung der harmonischen Mischer in dem Quadratur-Demodulator 2. Bei dem Frequenzsynthesizer 10F dieser Ausführungsform ist die erste in der 7 dargestellte Dividierschaltung 26, welche das Teilungsverhältnis „2" aufweist, durch eine Dividierschaltung 41 ersetzt, welche das Teilungsverhältnis "4" aufweist, und eine vierte Dividierschaltung 42, welche das Teilungsverhältnis „2" aufweist, ist zwischen der dritten Dividierschaltung 27 und dem Schalter 28 eingeführt. Darüber hinaus wurden die in 7 dargestellten Dividierschaltungen 33 und 34 entfernt.

Gemäß dieser Ausführungsform können die technischen Wirkungen, die ähnlich zu den technischen Wirkungen der in 7 gezeigten fünften Ausführungsform sind, erzielt werden, da die Dividierschaltungen 41 und 42 ebenso als &pgr;/4-Phasenschieber wirken, weil auf die &pgr;/4-Phasenschieber, die für die harmonischen Mischer erforderlich sind, verzichtet werden kann.

(Siebte Ausführungsform)

Die zuvor erwähnten ersten bis sechsten Ausführungsformen sind allesamt Beispiele, in welchen die vorliegende Erfindung bei dem Multiband-Funkgerät angewandt wird, welches den direkten Umwandlungsmodus bei sowohl dem Übertragungssystem als auch dem Empfangssystem verwendet. Im nachfolgenden wird, wie es in 9 als eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt ist, ein Beispiel beschrieben, bei welchem die vorliegende Erfindung bei dem Multiband-Funkgerät angewandt wird, in welchem der direkte Umwandlungsmodus lediglich in dem Empfangssystem verwendet wird, und bei welchem der Überlagerungs-Modus bzw. Super-Heterodyn-Modus bei dem Übertragungssystem verwendet wird.

In 9 ist ein Frequenz-Umwandler 7 zwischen dem Quadratur-Modulator 3 des Übertragungssystems und der Antenne 1 eingeführt. In diesem Fall wird der Quadratur-Modulator 3 als Zwischenfrequenzumwandler verwendet. Das heißt, die Basisband-Übertragungssignale It und Qt für den I-Kanal und den Q-Kanal werden mit dem Quadratur-Modulator 3 in Zwischenfrequenzsignale umgewandelt, dann mit dem Frequenzwandler 7 aufwärts konvertiert und der Antenne 1 zugeführt.

Der Frequenzwandler 7 ist mit Phasenvergleichern 71a bis 71c, Down-Konvertierern 72a bis 72c und Up-Konvertierern 72d und spannungsgesteuerten Oszillatoren (VCO) 73a bis 73c aufgebaut. Die Suffixes a, b und c zeigen Systeme für GSM, DCS und PCS an, und der UP-Konvertierer 72d wird für UMTS verwendet. Die Phasenvergleicher 71a bis 71c vergleichen die Ausgangssignale der spannungsgesteuerten Oszillatoren (VCO) 73a bis 73c mit Ausgangssignalen der Down-Konvertierer 72a bis 72c, und mit Ausgangssignale, die auf Phasendifferenzen zwischen diesen Signalen hinweisen. Die Oszillationsfrequenzen der spannungsgesteuerten Oszillatoren (VCO) 73a bis 73c werden mit den Ausgangssignalen der Phasenvergleichern 71a bis 71c verglichen. Die Down-Konvertierer 72a bis 72c konvertieren die Ausgangsignale der spannungsgesteuerten Oszillatoren (VCO) 73a bis 73c herunter, und zwar indem ein erstes Lokalsignal verwendet wird, welches von dem nachfolgend beschriebenen Frequenzsynthesizer 100A eingegeben wird. Im Vergleich mit dem Multiband-Funkgerät, welches den direkten Umwandlungsmodus anwendet, scheint dieser Aufbau ein komplizierter Aufbau eines Übertragungssystems zu sein, allerdings kann der Quadratur-Modulator 3 dieses Übertragungssystems von allen Modi gemeinsam genutzt werden. Wenn des weiteren der direkte Umwandlungsmodus sowohl bei der Übertragung als auch bei dem Empfang verwendet wird, nimmt in dieser Ausführungsform die Ausgangsfrequenz des Quadratur-Modulators 3 die Zwischenfrequenz an, obwohl die Ausgangssignalfrequenz des Quadratur-Modulators 3 mit der Übertragungsfrequenz übereinstimmt.

Wenn auf diese Art und Weise der Super-Heterodyn-Modus bzw. Überlagerungsmodus in dem Übertragungsmodus angenommen wird, wird der Aufbau des Frequenzsynthesizers durch die Zwischenfrequenz des Übertragungssystems geändert. Wenn allerdings in GSM/DCS die Zwischenfrequenz 380 MHz beträgt, und wenn in PCS/UMTS die Zwischenfrequenz 190 MHz beträgt, kann der Frequenzsynthesizer mit dem einfachsten Aufbau verwirklicht werden. Die Ausgangssignalfrequenzen des Frequenzsynthesizers sind für diesen Fall in der Tabelle 2 der Reihenfolge nach gezeigt.

Der Frequenzsynthesizer 100A dieser in 9 gezeigten Ausführungsform ist ausgelegt, solche Frequenzen zu erzeugen. Der Frequenzsynthesizer 100A weist für Einheits-Synthesizer einen HF-Synthesizer 101 zum Erzeugen eines ersten Referenz-Frequenzsignals in einem Hoch-Frequenzband und einem LF-Synthesizer 102 zum Erzeugen eines zweiten Referenz-Frequenzsignals in einem Niedrig-Frequenzband auf. In dem Frequenzsynthesizer 100A werden Ausgangssignale, die notwendige Frequenzen aufweisen, erzeugt, indem mit der nachfolgenden arithmetischen Schaltung an den von dem HF-Synthesizer 101 und dem LF-Synthesizer 102 als zwei Einheits-Synthesizer mit unterschiedlichen Frequenzbändern ausgegebenen Referenz-Frequenzsignalen arithmetische Operationen durchgeführt werden, welche eine Multiplikation und eine Frequenzteilung einschließen.

Ein Ausgangssignal von dem LF-Synthesizer 102 wird mit der ersten Dividierschaltung 103, welche das Teilungsverhältnis „4" aufweist, geteilt. Der erste Mischer 104 multipliziert ein Ausgangssignal von dem HF-Synthesizer 101 und ein Ausgangssignal von der ersten Dividierschaltung 103 miteinander. Ein Ausgangssignal von dem ersten Mischer 104 wird mit einer zweiten Dividierschaltung 105, welche das Teilungsverhältnis „2" aufweist, geteilt und dann durch den &pgr;/2-Phasenschieber 4 als Lokalsignal in den Quadratur-Demodulator 2 eingegeben.

Das Ausgangssignal von dem LF-Synthesizer 102 wird ebenso mit einer dritten Dividierschaltung 17 geteilt, die das Teilungsverhältnis zwischen „2" und „4" schalten kann, und dann als ein erstes Übertragungs-Lokalsignal in den Quadratur-Modulator 3 eingegeben. Darüber hinaus wird das Ausgangssignal von dem HF-Synthesizer 101 über eine vierte Dividierschaltung 107, welche das Teilungsverhältnis „4" aufweist, als ein zweites Übertragungs-Lokalsignal in den Frequenzwandler 7 eingegeben.

Die Ausgangssignalfrequenz des HF-Synthesizers 101, die Ausgangssignalfrequenz des LF-Synthesizers 102, das Einschalten bzw. Abschalten des ersten Mischers 104, das Einschalten bzw. Abschalten der zweiten Dividierschaltung 105, das Teilungsverhältnis der dritten Dividierschaltung 106 und das Einschalten bzw. Abschalten der vierten Dividierschaltung 107 werden in Übereinstimmung mit einem Operationsmodus des Multiband-Funkgerätes mit einer Steuerung 110 gesteuert. In dieser Ausführungsform kann die Ausgangssignalfrequenz des LF-Synthesizers 102 starr bzw. festgesetzt sein, und die mit der Steuerung 110 bewirkte Steuerung ist in nicht notwendiger Weise erforderlich. Darüber hinaus wurde in 9 eine Steuersignalleitung von der Steuerung 110 zu dem Mischer 104 weggelassen.

Im nachfolgenden wird im Detail die Operation des Frequenzsynthesizers 100A in Übereinstimmung mit jedem Operationsmodus des Multiband-Funkgerätes beschrieben.

[GSM-Übertragungsmodus]

An erster Stelle wird in einem Fall des Durchführens einer Übertragung in den GSM-Modus die Ausgangssignalfrequenz des HF-Synthesizers 101 als ein Wert innerhalb eines Frequenzbereiches von 2000 MHz bis 2140 MHz in Übereinstimmung mit der Übertragungsfrequenz bestimmt, die Ausgangssignalfrequenz des LF-Synthesizers 102 wird mit 760 MHz bestimmt, und das Teilungsverhältnis der dritten Dividierschaltung 106 wird mit „2" bestimmt. In diesem Fall gibt der Frequenzsynthesizer 100A ein Signal aus, welches eine Frequenz von 380 MHz aufweist, die erzielt wird, indem in der dritten Dividierschaltung 106 760 MHz durch zwei geteilt wird, und dieses Signal wird als erstes Übertragungs-Lokalsignal in den Quadratur-Modulator 3 eingegeben.

Zusätzlich wird ein Signal, welches eine Frequenz von 500 MHz bis 535 MHz aufweist, die erzielt wird, indem unter Verwendung der vierten Dividierschaltung 107 die Ausgangssignalfrequenz 2000 MHz bis 2140 MHz des HF-Synthesizers 101 durch vier geteilt wird, als zweites Übertragungs-Lokalsignal ausgegeben und in den Frequenzwandler 7 eingegeben.

[GSM-Empfangsmodus]

Anschließend wird in einem Fall des Durchführens eines Empfanges in dem GSM-Modus die Ausgangssignalfrequenz des HF-Synthesizers 101 als ein Wert innerhalb eines Frequenzbereiches von 2040 MHz bis 2110 MHz in Übereinstimmung mit der Übertragungsfrequenz bestimmt, die Ausgangssignalfrequenz des LF-Synthesizers 102 wird mit 760 MHz bestimmt, und der Mischer 104 wird eingeschaltet. Das Ausgangssignal von dem LF-Synthesizer 102 wird mit der ersten Dividierschaltung 103 durch zwei geteilt, um einen Wert von 190 MHz anzunehmen, und dann in den Mischer 104 eingegeben.

In dem Mischer 104 werden das Ausgangssignal von dem HF-Synthesizer 101 und das Ausgangssignal von der ersten Dividierschaltung 103 miteinander multipliziert, und es wird ein Differenz-Frequenzanteil von den beiden Signalen extrahiert. Als eine Ergebnis hiervon wird ein Ausgangssignal in Übereinstimmung mit der Übertragungsfrequenz erzielt, welches eine Frequenz in einem Frequenzbereich von 1850 MHz bis 2300 MHz aufweist. Wenn das Ausgangssignal von dem zweiten Mischer 15, welches eine Frequenz von 1850 MHz bis 2300 MHz aufweist, in der zweiten Dividierschaltung 105 durch zwei geteilt wird, wird ein Signal von dem Frequenzsynthesizer 100A als Lokalsignal ausgegeben, welches eine Frequenz von 925 MHz bis 1785 MHz aufweist, und dann durch den &pgr;/2-Phasenschieber 4 in den Quadratur-Demodulator 2 eingegeben.

Da in dem GSM-Modus eine Kommunikation in dem TDMA-System bewirkt wird, werden eine Übertragung und ein Empfang nicht zeitgleich ausgeführt. Der Wechsel zwischen Übertragung und Empfang erfolgt, indem die Ausgangssignalfrequenz des HF-Synthesizers 101 in Übereinstimmung mit der zeitlichen Koordinierung der Übertragung und des Empfangs geschaltet wird.

[DCS-Übertragungsmodus]

Dann wird in einem Fall des Ausführens einer Übertragung in dem DCS-Modus die Ausgangssignalfrequenz des HF-Synthesizers 101 als ein Wert innerhalb eines Frequenzbereiches von 2090 MHz bis 2165 MHz in Übereinstimmung mit der Übertragungsfrequenz bestimmt, die Ausgangssignalfrequenz des LF-Synthesizers 102 wird mit 760 MHz bestimmt, das Teilungsverhältnis der dritten Dividierschaltung 106 wird mit „2" bestimmt, und die vierte Dividierschaltung 107 wird abgeschaltet (was es gestattet, dass das Ausgangssignal von dem HF-Synthesizer 101 hindurchläuft, ohne geteilt zu werden). In diesem Fall gibt der Frequenzsynthesizer 100A als erstes Übertragungs-Lokalsignal ein Signal aus, welches eine Frequenz von 380 MHz aufweist, die erzielt wird, indem in der dritten Dividierschaltung 106 760 MHz durch zwei geteilt wird, und dieses Signal wird in den Quadratur-Modulator 3 eingegeben.

Darüber hinaus wird das Ausgangssignal von dem HF-Synthesizer 101, welches eine Frequenz von 2090 MHz bis 2165 MHz aufweist, als zweites Übertragungs-Lokalsignal ausgegeben, ohne dass es mit der vierten Dividierschaltung 107 geteilt wird, und in den Frequenzwandler 7 eingegeben.

[DCS-Empfangsmodus]

Anschließend wird in einem Fall des Durchführens eines Empfanges in dem DCS-Modus die Ausgangssignalfrequenz des HF-Synthesizers 101 in Übereinstimmung mit der Empfangsfrequenz als ein Wert in einem Frequenzbereich von 1995 MHz bis 2070 MHz bestimmt, die Ausgangssignalfrequenz des LF-Synthesizers 102 wird mit 760 MHz bestimmt, die dritte Dividierschaltung 103 wird eingeschaltet, der Mischer 104 wird eingeschaltet, und die zweite Dividierschaltung 105 wird abgeschaltet (was es gestattet, dass das Ausgangssignal von dem Mischer 104 hindurchläuft, ohne dass es geteilt wird). Das Ausgangssignal von dem LF-Synthesizer 102 wird in der zweiten Dividierschaltung 103 durch vier geteilt, so dass es einen Wert von 190 MHz annimmt, und dann in den Mischer 104 eingegeben. In dem Mischer 104 wird ein Ausgangssignal in Übereinstimmung mit der Empfangs-/Übertragungsfrequenz erzielt, welches eine Frequenz in einem Frequenzbereich von 1805 MHz bis 1880 MHz aufweist, und zwar indem das Ausgangssignal von dem HF-Synthesizer 101 und das Ausgangssignal von der ersten Dividierschaltung 103 miteinander multipliziert werden. Das Ausgangssignal von dem Mischer 105, welches eine Frequenz von 1805 MHz bis 1880 MHz aufweist, wird von dem Frequenzsynthesizer 100A als Lokalsignal ausgegeben, ohne dass es mit der zweiten Dividierschaltung 105 geteilt wird, und durch den &pgr;/2-Phasenschieber 4 in den Quadratur-Demodulator 2 eingegeben.

Da ähnlich wie in dem GSM-Modus in dem DCS-Modus eine Kommunikation in dem TDMA-System ausgeführt wird, werden eine Übertragung und eine Empfang nicht zeitgleich ausgeführt. Zwischen der Übertragung und dem Empfang wird geschaltet, indem die Frequenz des HF-Synthesizers 10 in Übereinstimmung mit der zeitlichen Koordinierung der Übertragung und des Empfangs geschaltet wird.

[PCS-Übertragungsmodus]

Dann wird in einem Fall des Bewirkens einer Übertragung im PCS-Modus die Ausgangssignalfrequenz des HF-Synthesizers 101 als ein Wert innerhalb eines Frequenzbereiches von 2040 MHz bis 2100 MHz in Übereinstimmung mit der Übertragungsfrequenz bestimmt, die Ausgangssignalfrequenz des LF-Synthesizers 102 wird mit 760 MHz bestimmt, das Teilungsverhältnis der dritten Dividierschaltung 106 wird mit „4" bestimmt, und die vierte Dividierschaltung 107 wird abgeschaltet (was es gestattet, dass das Ausgangssignal von dem HF-Synthesizer 101 hindurchläuft ohne geteilt zu werden). In diesem Fall gibt der Frequenzsynthesizer 100A als erstes Übertragungs-Lokalsignal ein Signal aus, welches eine Frequenz von 190 MHz aufweist, die erzielt wird, indem in der dritten Dividierschaltung 106 760 MHz durch vier geteilt wird, und dieses Signal wird in den Quadratur-Modulator 3 eingegeben.

Darüber hinaus wird das Ausgangssignal von dem HF-Synthesizer 101, welches eine Frequenz von 2040 MHz bis 2100 MHz aufweist, als zweites Übertragungs-Lokalsignal ausgegeben, ohne dass es mit der vierten Dividierschaltung 107 geteilt wird, und in den Frequenz-Wandler 7 eingegeben.

[PCS-Empfangsmodus]

Dann wird in einem Fall des Ausführens eines Empfangs im PCS-Modus die Ausgangssignalfrequenz des HF-Synthesizers 101 als ein Wert innerhalb eines Frequenzbereiches von 2120 MHz bis 2180 MHz in Übereinstimmung mit der Übertragungsfrequenz bestimmt, die Ausgangssignalfrequenz des LF-Synthesizers 102 wird mit 760 MHz bestimmt, der Mischer 104 wird eingeschaltet, die zweite Dividierschaltung 105 wird eingeschaltet, und die vierte Dividierschaltung 107 wird abgeschaltet (was es gestattet, dass das Ausgangssignal des HF-Synthesizers 101 hindurchläuft, ohne geteilt zu werden). Das Ausgangssignal von dem LF-Synthesizer 102 wird in der ersten Dividierschaltung 103 durch vier geteilt, um 190 MHz anzunehmen, und dann in den Mischer 104 eingegeben.

In dem Mischer 104 wird ein Ausgangssignal in Übereinstimmung mit der Übertragungsfrequenz erzielt, welches eine Frequenz innerhalb eines Frequenzbereiches von 1930 MHz bis 2100 MHz aufweist, und zwar indem das Ausgangssignal von dem HF-Synthesizer 101 und das Ausgangssignal von der ersten Dividierschaltung 103 miteinander multipliziert werden. Das Ausgangssignal von dem zweiten Mischer 104, welches eine Frequenz von 1930 MHz bis 2100 MHz aufweist, wird von dem Frequenzsynthesizer 100A als Lokalsignal ausgegeben, ohne dass es mit der zweiten Dividierschaltung 105 geteilt wird, und durch den &pgr;/2-Phasenschieber 4 in den Quadratur-Demodulator 4 eingegeben.

Da ähnlich wie im GSM-Modus in dem PCS-Modus eine Kommunikation in dem TDMA-System ausgeführt wird, werden eine Übertragung und ein Empfang nicht zeitgleich ausgeführt. Zwischen der Übertragung und dem Empfang wird gewechselt, indem die Ausgangssignalfrequenz des HF-Synthesizers 101 in Übereinstimmung mit der zeitlichen Koordinierung der Übertragung und des Empfangs geschaltet wird.

[UMTS-Übertragungsmodus]

Anschließend wird in einem Fall des Bewirkens einer Übertragung in dem UMTS-Modus die Ausgangssignalfrequenz des HF-Synthesizers 101 als ein Wert innerhalb eines Frequenzbereiches von 2110 MHz bis 2170 MHz in Übereinstimmung mit der Übertragungsfrequenz bestimmt, die Ausgangssignalfrequenz des LF-Synthesizers 102 wird mit 160 MHz bestimmt, das Teilungsverhältnis der dritten Dividierschaltung 106 wird mit „4" bestimmt, und die vierte Dividierschaltung 107 wird abgeschaltet (was es gestattet, dass das Ausgangssignal von dem HF-Synthesizer 101 hindurchläuft, ohne geteilt zu werden). In diesem Fall gibt der Frequenzsynthesizer 100A als erstes Übertragungs-Lokalsignal ein Signal aus, welches eine Frequenz von 190 MHz aufweist, die erzielt wird, indem in der dritten Dividierschaltung 106 760 MHz durch vier geteilt wird, und dieses Signal wird in den Quadratur-Modulator 3 eingegeben.

Darüber hinaus wird das Ausgangssignal von den HF-Synthesizer 101, welches eine Frequenz von 2110 MHz bis 21070 MHz aufweist, als zweites Übertragungs-Lokalsignal ausgegeben, ohne dass es mit der vierten Dividierschaltung 107 geteilt wird, und in den Frequenz-Wandler 7 eingegeben.

[UMTS-Empfangsmodus]

Dann wird ähnlich wie bei der Übertragung in einem Fall des Durchführens eines Empfanges in dem UMTS-Modus die Ausgangssignalfrequenz des HF-Synthesizers 101 mit 2110 MHz bis 2170 MHz bestimmt, der Mischer 104 wird abgeschaltet (was es gestattet, dass das Ausgangssignal von dem Mischer 104 ohne Modifikation hindurchläuft), und die zweite Dividierschaltung 105 wird abgeschaltet (was es gestattet, dass das Ausgangssignal des Mischers 104 hindurchläuft, ohne geteilt zu werden). Das Ausgangssignal des LF-Synthesizers 102 wird in der ersten Dividierschaltung 103 durch vier geteilt, um 190 MHz zu werden, und dann ohne Modifikation durch den Mischer 104 hindurchgeschickt. Zusätzlich wird dieses Signal von dem Frequenzsynthesizer 100A als Lokalsignal ausgegeben, ohne dass es mit der zweiten Dividierschaltung 105 geteilt wird, und durch den &pgr;/2-Phasenschieber 4 in den Quadratur-Demodulator 2 eingegeben.

Da in einem Fall des UMTS-Modus eine Kommunikation in dem CDMA/FDD-System ausgeführt wird, werden eine Übertragung und ein Empfang zeitgleich bewirkt. Gemäß dem Aufbau dieser Ausführungsform können die ersten und zweiten Übertragungs-Lokalsignale und das Lokalsignal für den Empfänger, welche Frequenzen aufweisen, die für die Übertragung bzw. den Empfang erforderlich sind, zu diesem Zeitmoment zeitgleich ausgegeben werden.

Wie bereits zuvor dargelegt ist es in dieser Ausführungsform mit dem Frequenzsynthesizer 100A, der einen Aufbau aufweist, bei welchem lediglich der HF-Synthesizer 101 und der LF-Synthesizer 102 als Einheits-Synthesizer eingerichtet sind, und bei welchem die Dividierschaltungen 103, 105, 106 und 107 und der Mischer 104 mit diesen Synthesizern kombiniert sind, ebenso möglich, alle Frequenzen zu erzeugen, die für eine Übertragung und für einen Empfang in jedem Modus von GSM/DCS/PCS/UMTS erforderlich sind. Von daher kann mit einer außerordentlichen Reduzierung der Anzahl der Einheits-Synthesizer, welche eine große Schaltungsabmessung aufweisen, in beträchtlicher Weise die Hardware-Abmessung verringert werden.

Da in dem Übertragungssystem zusätzlich die Übertragung des ersten Lokalsignals mit 0° und 90°, was erzielt wird, indem in notwendiger Weise das Ausgangssignal von dem LF-Synthesizer 102 in der dritten Dividierschaltung 106 durch vier oder durch zwei geteilt wird, dem Quadratur-Modulator 3 zugeführt wird, kann die Dividierschaltung 106 ebenso als &pgr;/2-Phasenschieber dienen.

(Achte Ausführungsform)

10 zeigt einen Aufbau eines Frequenzsynthesizers gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Obwohl in der achten Ausführungsform auf einen Filter in der nachfolgenden Stufe des Mischers 104 verzichtet werden kann, indem ein Filter von solch einem Bild-Unterdrückungstyp verwendet wird, wie er in 2 gezeigt ist, bedarf es nicht gesagt zu werden, dass das Einführen des Filters in die nachfolgende Stufe des Mischers 104 oder in die nachfolgende Stufe der ersten Dividierschaltung 103 von Vorteil sein kann, und zwar abhängig von unnötigen, störenden Spezifikationen des Ausgangssignals des Frequenzsynthesizers.

Bei dem Frequenzsynthesizer 100B dieser Ausführungsform sind jeweils zu der nachfolgenden Stufe der ersten Dividierschaltung 103 und zu der nachfolgenden Stufe des Mischers 104 Bandpass-Filter 108 und 109 eingeführt. Diese Filter 108 und 109 können verwirklicht werden, indem diskrete Bauteile, wie etwa eine Spule (L), ein Kondensator (C) oder ein Widerstand (R) kombiniert werden, oder es können für diese Filter solche Filterbauteile verwendet werden, die in Modulen gebildet sind, wie etwa ein geschichteter LC-Filter, ein dielektrischer Filter oder ein SAW-Filter (SAW = surface acoustic wave). Zusätzlich kann die vorliegende Erfindung mit einem einfacheren Aufbau verwirklicht werden, und zwar indem abhängig von der zu bewältigenden Frequenz die Bandpass-Filter 31 und 32 mit Tiefpass-Filtern oder mit Hochpass-Filtern konfiguriert sind.

(Neunte Ausführungsform)

11 zeigt einen Aufbau eines Frequenzsynthesizers gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dem Frequenzsynthesizer 100C dieser Ausführungsform wurde ein zweiter LF-Synthesizer 120 hinzugefügt. Bei dem Frequenzsynthesizer 100A gemäß der siebten Ausführungsform, welche in 9 dargestellt ist, wird ein Signal, welches eine Frequenz von 190 MHz aufweist, erzeugt, indem ein Ausgangssignal von dem LF-Synthesizer 102, welches eine Frequenz von 760 MHz aufweist, mit der ersten Dividierschaltung 103 geteilt wird. Andererseits wird in dieser Ausführungsform der neuerdings bereitgestellte zweite LF-Synthesizer 120 verwendet, um ein Signal zu erzeugen, welches eine Frequenz von 190 MHz aufweist.

Obwohl ein Ausgangssignal von der in 9 gezeigten Dividierschaltung 103 eine rechteckförmige Wellenform aufweist, kann gemäß dieser Ausführungsform ein Ausgangssignal von dem zweiten LF-Synthesizer 120, d.h. ein Signal, welches in den Mischer 104 eingegeben wird, eine sinusförmige Wellenform aufweisen. Im Vergleich mit dem Fall, wo das Ausgangssignal der Dividierschaltung 103 in den Mischer 104 eingegeben wird, wie es in 9 gezeigt ist, ist es möglich, die Notwendigkeit des Hinzufügens der Band-Restriktion mit dem Filter 108, wie es in 10 gezeigt ist, zu reduzieren.

(Zehnte Ausführungsform)

12 zeigt einen Aufbau eines Multiband-Funkgerätes, welches einen Frequenzsynthesizer gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist. Es werden die Unterschiede dieser Ausführungsform hinsichtlich der siebten bis neunten Ausführungsformen beschrieben, wobei bei dem Frequenzsynthesizer 100D dieser Ausführungsform ein HF-Synthesizer 111 zum Erzeugen eines Signals verwendet wird, welches eine Frequenz aufweist, die doppelt so hoch wie die Frequenz des HF-Synthesizers 101 ist; wobei die erste Dividierschaltung zum Dividieren eines Ausgangssignals von dem LF-Synthesizer 102 von der Dividierschaltung 103 mit dem Teilungsverhältnis „4" in die Dividierschaltung 113 mit dem Teilungsverhältnis „2" geändert wird; wobei die zweite Dividierschaltung zum Dividieren eines Ausgangssignals von dem Mischer 104 zu der Dividierschaltung 115 geändert wird, die ausgelegt ist, das Teilungsverhältnis zwischen „2" und „4" zu schalten; und wobei die vierte Dividierschaltung zum Dividieren eines Ausgangssignals von dem HF-Synthesizer 111 zu der Dividierschaltung 117 geändert wurde, die ausgelegt ist, das Teilungsverhältnis zwischen „2" und „8" zu schalten.

Da bei dem Frequenzsynthesizer 100A, der den in der 9 gezeigten Aufbau aufweist, ein Signal, welches zur Empfangsseite ausgegeben werden muss, in nicht notwendiger Weise durch zwei geteilt wird, ist an der Lokalsignal-Eingangsseite des Quadratur-Demodulators 2 der &pgr;/2-Phasenschieber 4 erforderlich. Da allerdings bei dem Aufbau des Frequenzsynthesizers 100 gemäß dieser Ausführungsform die Dividierschaltung zum Dividieren einer Frequenz durch zwei ebenso in notwendiger weise in dem Empfangssystem vorgesehen ist, kann diese Dividierschaltung ebenso als &pgr;/2-Phasenschieber dienen.

(Elfte Ausführungsform)

13 zeigt einen Aufbau eines Multiband-Funkgerätes, welches einen Frequenzsynthesizer gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist. Diese Ausführungsform entspricht hinsichtlich des Aufbaues, bei welchem ähnlich wie bei den siebten bis zehnten Ausführungsformen der direkte Umwandlungsmodus in dem Empfangssystem und der Überlagerungs-Modus bzw. Super-Heterodyn-Modus in dem Übertragungssystem verwendet werden, einem Fall, bei welchem im Empfangssystem die harmonischen Mischer in dem Quadratur-Demodulator 2 verwendet werden, ähnlich wie es bei der vierten Ausführungsform beschrieben wurde. In diesem Fall kann der Frequenzsynthesizer 100E mit weniger Bauteilen verwirklicht werden.

Der Frequenzsynthesizer 100E ist in dieser Ausführungsform dahingehend verschieden von dem in 9 gezeigten Frequenzsynthesizer 100A der siebten Ausführungsform, dass die zweite Dividierschaltung 105 mit der Dividierschaltung 115 begründet wird, welche ausgelegt ist, das Teilungsverhältnis zwischen „2" und „4" zu schalten. Da ferner in einem Fall der Verwendung der harmonischen Mischer eine Phasendifferenz der den beiden Mischern in dem Quadratur-Demodulator 2 zugeführten Lokalsignale auf 45° festgelegt sein muss, ist der in 9 gezeigte &pgr;/2-Phasenschieber 4 durch den &pgr;-4/Phasenschieber 6 ersetzt.

Hinsichtlich der Operation dieses Frequenzsynthesizers 100E ist in der Beschreibung der Operation der siebten Ausführungsform die Dividierschaltung 115 in 13 mit dem Teilungsverhältnis „4" betrieben, wenn die Dividierschaltung 105 aktiviert ist, und die Dividierschaltung 115 ist mit dem Teilungsverhältnis „2" betrieben, wenn die Dividierschaltung 105 abgeschaltet ist (was es gestattet, dass das Ausgangssignal von dem Mischer 104 hindurchläuft, ohne geteilt zu werden). Als ein Ergebnis hiervon ist es möglich, von der Dividierschaltung 115 das Lokalsignal zu erzielen, welches eine Frequenz aufweist, die die Hälfte der Empfangsfrequenz beträgt, welche in dem Quadratur-Demodulator 2 mit der harmonischen Mischerstruktur erforderlich ist.

(Zwölfte Ausführungsform)

14 zeigt einen Aufbau eines Multiband-Funkgerätes, welches einen Frequenzsynthesizer gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist. Obwohl sämtliche Frequenzsynthesizer 100A bis 100E, welche im Zusammenhang mit der siebten bis elften Ausführungsform beschrieben wurden, derart konfiguriert sind, um in dem Übertragungssystem den Überlagerungsmodus bzw. Super-Heterodyn-Modus anzunehmen, entspricht der Frequenzsynthesizer 100F dieser Ausführungsform einem Beispiel, bei welchem in dem Übertragungssystem für jeden Modus von GSM/DCS/PCS der Überlagerungsmodus angenommen wird, und in welchem der direkte Umwandlungsmodus nur für den UMTS-Modus angenommen wird.

Der Aufbau des Frequenzsynthesizer 100F dieser Ausführungsform ist ähnlich zu dem Aufbau des in 9 gezeigten Frequenzsynthesizers 100A, allerdings äußerst verschieden dahingehend, dass Schalter 121 und 122 sowie ein zweiter Mischer 123 hinzugefügt sind. Des weiteren wird die Ausgangssignalfrequenz des LF-Synthesizers 102 von 760 MHz zu 380 MHz geändert, und von daher wird die erste Dividierschaltung zu der Dividierschaltung 115 mit dem Teilungsverhältnis „2" geändert, und es wird die dritte Dividierschaltung zu der Dividierschaltung 116 mit dem Teilungsverhältnis „2" jeweils geändert.

Der hinzugefügte zweite Mischer 123 multipliziert ein Ausgangssignal von dem HF-Synthesizer 101 mit einem durch die vierte Dividierschaltung 107 übertragenen Signal, und multipliziert ein Ausgangssignal von dem LF-Synthesizer 102 mit einem Signal, welches einer Division durch zwei in der dritten Dividierschaltung 116 unterworfen wurde. Die Schalter 121 und 122 sind zum Schalten eines Ausgangssignals von der Dividierschaltung 116 und eines Ausgangssignals von dem zweiten Mischer 123 sowie zum Ausgeben eines resultierenden Signals als erstes Übertragungs-Lokalsignal vorgesehen.

Bei diesem Frequenzsynthesizer 100F kann in dem UMTS-Modus das Lokalsignal, welches mit der für den direkten Umwandlungs-Modus erforderlichen Übertragungsfrequenzen übereinstimmt, mit dem zugefügten zweiten Mischer 123 erzielt werden, obwohl die gleiche Operation, wie jene des in 9 gezeigten Frequenzsynthesizers 108 in den drei Modi von GSM/DCS/PCS ausgeführt wird. Das heißt, die Schalter 121 und 123 werden derart umgesetzt, dass sie in einem Fall der GSM/DCS/PCS-Modi nicht den Mischer 123 enervieren, und sie werden derart umgesetzt, um den Mischer 123 in dem UMTS-Modus zu enervieren.

Es wird hinsichtlich der Operation in einem Fall des Durchführens einer Übertragung in dem UMTS-Modus eine detaillierte Beschreibung angegeben, wobei die Ausgangssignalfrequenz des HF-Synthesizers 101 als ein Wert innerhalb eines Frequenzbereiches von 2110 MHz bis 2170 MHz in Übereinstimmung mit der Übertragungsfrequenz bestimmt wird, die Ausgangssignalfrequenz des LF-Synthesizers 102 mit 380 MHz bestimmt wird, und wobei die vierte Dividierschaltung 107 abgeschaltet wird (was es gestattet, dass das Ausgangssignal von dem HF-Synthesizer 101 hindurchläuft, ohne geteilt zu werden).

In diesem Fall gibt der Frequenzsynthesizer 100F das Lokalsignal aus, welches die gleiche Frequenz wie die Übertragungsfrequenz von 1920 MHz bis 1990 MHz (siehe Tabelle 1) aufweist, die erzielt wird, indem im zweiten Mischer 123 ein Signal, welches eine Frequenz von 190 MHz aufweist, die erzielt wird, indem in der dritten Dividierschaltung 116 380 MHz durch zwei geteilt wird, und ein Signal von dem HF-Synthesizer 101 mit einer Frequenz von 2110 MHz bis 2170 MHz multipliziert werden, welches durch die vierte Dividierschaltung 107 geschickt wird. Dieses Ausgangssignal wird in den Quadratur-Modulator 3 eingegeben. Zu diesem Zeitpunkt wird der Frequenzwandler 7 derart angesteuert, dass er abgeschaltet wird (was es gestattet, dass das Ausgangssignal von dem Quadratur-Modulator 3 ohne Modifikation hindurchläuft).

Obwohl im vorangehenden der Fall beschrieben wurde, bei welchem die vorliegende Erfindung bei dem Multiband-Funkgerät angewandt wird, welches in den vorangehenden Ausführungsformen in Einklang mit den vier Modi von GSM/DCS/PCS/UMTS handelt, kann die vorliegende Erfindung ebenso mit dem Multiband-Funkgerät angewandt werden, welches im Einklang mit zwei willkürlichen Modi oder drei Modi dieser vier Modi handelt. Darüber hinaus weist die vorliegende Erfindung ein Multiband-Funkgerät auf, welches in Einklang mit fünf Kommunikations-Modi handelt, wobei ein anderer Kommunikationsmodus zu diesen vier Modi hinzugefügt wird, oder es weist die vorliegende Erfindung irgendein anderes Gerät auf, soweit es einen Aufbau zum Erzeugen von Signalen (Lokalsignalen) in einer Vielzahl dieser (drei oder mehr) Frequenzbändern aufweist, wobei eine Anzahl von Einheits-Synthesizern überschritten wird, indem zumindest zwei Einheits-Synthesizer, die den HF-Synthesizer und den LF-Synthesizer einschließen, mit der Arithmetikschaltung kombiniert werden, welche die Dividierschaltungen und die Mischer aufweist.

Wie zuvor dargelegt, ist es gemäß dem Frequenzsynthesizer der vorliegenden Erfindung möglich, Signale in einer Vielzahl von Frequenzbändern zu erzeugen, indem eine Anzahl von Einheits-Synthesizer überschritten wird, deren Schaltungsabmessung klein ist, wobei die Anzahl von Einheits-Synthesizer zwei Einheits-Synthesizer aufweist, um im wesentlichen in einem Hoch-Frequenzband und in einem Tief-Frequenzband Referenz-Frequenzsignalen zu erzeugen.

Darüber hinaus kann dieser Frequenzsynthesizer verwendet werden, um ein Multiband-Funkgerät mit einer kleinen Hardware-Abmessung zu verwirklichen, welches in zwei oder mehreren Frequenzbändern eingesetzt werden kann.


Anspruch[de]
Frequenzsynthesizer, welcher enthält:

einen ersten Signalgenerator (11) zum Ausgeben eines Signals, dessen Frequenz innerhalb eines von einer Mehrzahl von Frequenzbändern ist;

einen zweiten Signalgenerator (12) zum Ausgeben eines festgelegten Frequenzsignals; und

eine Arithmetikschaltung zum Erzeugen von Ausgangssignalen in drei oder mehreren Frequenzbändern, indem Arithmetikbetriebe, welche eine Frequenzdivision und -multiplikation enthalten, mit Bezug auf das vom ersten Signalgenerator ausgegebene Signal und das vom zweiten Signalgenerator ausgegebene festgelegte Frequenzsignal durchgeführt werden;

dadurch gekennzeichnet, dass die Arithmetikschaltung enthält:

einen ersten Mischer (13), welcher dazu angeordnet ist, das vom ersten Signalgenerator ausgegebene Signal mit dem vom zweiten Signalgenerator ausgegebenen festgelegten Frequenzsignal zu mischen;

einen ersten Teiler (16), welcher dazu angeordnet ist, ein vom ersten Mischer ausgegebenes Signal durch ein erstes Teilungsverhältnis zu teilen;

einen zweiten Teiler (14), welcher dazu angeordnet ist, das vom zweiten Signalgenerator ausgegebene festgelegte Frequenzsignal durch ein zweites Teilungsverhältnis zu teilen;

einen zweiten Mischer (15), welcher dazu angeordnet ist, das vom ersten Signalgenerator ausgegebene Signal mit einem vom zweiten Teiler ausgegebenen Signal zu mischen;

einen dritten Teiler (17), welcher dazu angeordnet ist, ein vom zweiten Mischer ausgegebenes Signal durch ein drittes Teilungsverhältnis zu teilen, um ein Signal auszugeben, welches als ein erstes Lokalsignal verwendet wird; und

einen Schalter (18), welcher dazu angeordnet ist, entweder ein vom ersten Teiler ausgegebenes Signal oder ein vom dritten Teiler ausgegebenes Signal als ein zweites Lokalsignal auszugeben.
Frequenzsynthesizer nach Anspruch 1, bei welchem der erste Teiler einen ersten &pgr;/2-Phasenschieber enthält und der dritte Teiler einen zweiten &pgr;/2-Phasenschieber enthält, und bei welchem der Schalter ein erstes und zweites Phasensignal ausgibt, welche Phasen haben, welche sich um &pgr;/2 voneinander unterscheiden. Frequenzsynthesizer nach Anspruch 1, welcher ferner einen ersten Filter (31), welcher zwischen dem ersten Mischer und dem ersten Teiler eingesetzt ist, und einen zweiten Filter (32), welcher zwischen dem zweiten Mischer und dem dritten Teiler eingesetzt ist, enthält. Frequenzsynthesizer nach Anspruch 1, welcher ferner einen vierten Teiler (33) zum Teilen eines vom Schalter ausgegebenen Signals durch ein viertes Teilungsverhältnis enthält. Frequenzsynthesizer nach Anspruch 2, welcher ferner einen vierten Teiler (33) zum Teilen eines vom Schalter ausgegebenen Signals durch ein viertes Teilungsverhältnis, und einen fünften Teiler (34) zum Teilen eines vom Schalter ausgegebenen Signals durch ein fünftes Teilungsverhältnis enthält. Frequenzsynthesizer nach Anspruch 2, welcher ferner einen sechsten Teiler (42) enthält, welcher zwischen dem dritten Teiler und dem Schalter eingesetzt ist. Frequenzsynthesizer nach Anspruch 1, bei welchem die Arithmetikschaltung enthält:

einen ersten Teiler (103) zum Teilen des vom zweiten Signalgenerator ausgegebenen festgelegten Frequenzsignals durch ein erstes Teilungsverhältnis;

einen Mischer (104) zum Mischen des vom ersten Signalgenerator ausgegebenen Signals mit einem vom ersten Teiler ausgegebenen Signal;

einen zweiten Teiler (105) zum Teilen eines vom Mischer ausgegebenen Signals durch ein zweites Teilungsverhältnis, um ein erstes Lokalsignal auszugeben;

einen dritten Teiler (106) zum Teilen des vom zweiten Signalgenerator ausgegebenen festgelegten Frequenzsignals durch ein drittes Teilungsverhältnis, um ein zweites Lokalsignal auszugeben; und

einen vierten Teiler (107) zum Teilen des vom ersten Signalgenerator ausgegebenen Signals durch ein viertes Teilungsverhältnis, um ein drittes Lokalsignal auszugeben.
Frequenzsynthesizer nach Anspruch 7, welcher ferner einen ersten Filter (108), welcher zwischen dem ersten Teiler und dem Mischer eingesetzt ist, und einen zweiten Filter (109), welcher zwischen dem Mischer und dem zweiten Teiler eingesetzt ist, enthält. Frequenzsynthesizer nach Anspruch 1, bei welchem der zweite Signalgenerator einen Generator für ein erstes festgelegtes Frequenzsignal (102), welcher ein erstes festgelegtes Frequenzsignal ausgibt, enthält, und einen Generator für ein zweites festgelegtes Frequenzsignal (120), welcher ein zweites festgelegtes Frequenzsignal ausgibt, enthält, und bei welchem die Arithmetikschaltung enthält:

einen ersten Mischer (104) zum Mischen des vom ersten Signalgenerator ausgegebenen Signals mit dem vom Generator für das zweite festgelegte Frequenzsignal ausgegebenen zweiten festgelegten Frequenzsignal;

einen ersten Teiler (105) zum Teilen eines vom ersten Mischer ausgegebenen Signals durch ein erstes Teilungsverhältnis, um ein erstes Lokalsignal auszugeben;

einen zweiten Teiler (106) zum Teilen des vom Signalgenerator für das erste festgelegte Frequenzsignal ausgegebenen ersten festgelegten Frequenzsignals durch ein zweites Teilungsverhältnis, um ein zweites Lokalsignal auszugeben; und

einen dritten Teiler (107) zum Teilen des vom ersten Signalgenerator ausgegebenen Signals durch ein drittes Teilungsverhältnis, um ein drittes Lokalsignal auszugeben.
Frequenzsynthesizer nach Anspruch 7, welcher ferner enthält:

einen zweiten Mischer (123) zum Mischen eines vom vierten Teiler ausgegebenen Signals mit einem vom dritten Teiler ausgegebenen Signal; und

einen Schalter (122) zum Ausgeben von entweder einem vom zweiten Mischer ausgegebenen Signal oder einem vom dritten Teiler ausgegebenen Signal als ein zweites Lokalsignal.
Multiband-Funkgerät, welches enthält:

einen Frequenzsynthesizer (10A) nach einem der vorhergehenden Ansprüche;

einen mit dem Frequenzsynthesizer verbundenen Quadratur-Demodulator (2), um ein empfangenes Signal unter Verwendung des Empfangs-Lokalsignals zu demodulieren; und

einen mit dem Frequenzsynthesizer verbundenen Quadratur-Modulator (3), um ein Signal zu modulieren, welches unter Verwendung des Übertragungs-Lokalsignals zu übertragen ist.
Multiband-Funkgerät nach Anspruch 11, welches enthält:

einen Frequenz-Umwandler (7), welcher mit dem Quadratur-Modulator und dem Frequenzsynthesizer (100A) verbunden ist, um eine Frequenz eines vom Quadratur-Modulator ausgegebenen Signals unter Verwendung des zweiten Übertragungs-Lokalsignals umzuwandeln.






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