РАДИОПРИЕМНИК ДЛЯ ПРИЕМА ВЫСОКОЧАСТОТНОГО СИГНАЛА Российский патент 1998 года по МПК H04B1/10 

Изобретение относится к микрокомпьютерам и, более конкретно, к расширенной микрокомпьютерной системе для обеспечения регулирования высокочастотных помех.

Уровень техники
Микрокомпьютеры широко используются в пейджерах и некоторых других высокочастотных (ВЧ) средствах связи. В связи с тем, что в последние годы приемники сигналов поискового вызова (пейджеры) стали включать все большее число средств, подобных буквенно-цифровым дисплеям, и генераторам импульсов времени, для поддержки дополнительных операций добавляются сложные схемы. В то же время, однако, габариты пейджеров стали меньше. Поэтому дополнительные схемы, которые порой очень сложны, часто интегрируются в составе микрокомпьютеров, что приводит к увеличению габаритов и снижению эффективности микрокомпьютеров, которые не могут быть реализованы более экономичным образом.

Одной из попыток решить эту проблему является использование расширенной микрокомпьютерной системы, в которой схемы, содержащие процессор, запоминающее устройство с произвольной выборкой (ЗУПВ), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), программируемые элементы и т.д., размещены более чем в одной микросхеме. Например, первая микросхема, скажем, главный микрокомпьютер, может содержать центральный процессор, память и различные другие элементы обработки, тогда как вторая микросхема, например, подчиненный микрокомпьютер, либо расширяющая микросхема другого типа, может быть использована для включения в ее состав дополнительных элементов обработки, таких, как расширенное ПЗУ. Две микросхемы соединены коммуникационной шиной, которая обеспечивает двустороннюю связь между ними. Такое решение, однако, часто оказывается невозможным в устройствах ВЧ-связи типа пейджеров, т.к. коммуникационная шина часто вырабатывает сильные ВЧ-помехи, которые мешают работе приемника. Эти помехи бывают настолько сильными, что информация, передаваемая пейджеру, может быть неправильно принята или полностью потеряна.

Таким образом, существует потребность в способе и устройстве для регулирования ВЧ помех в микрокомпьютерной системе, имеющей одну или более микросхем, соединенных с микрокомпьютером посредством коммуникационной шины.

Сущность изобретения
В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения, радиоприемник для приема высокочастотного ВЧ-сигнала содержит приемную схему для приема и демодуляции ВЧ-сигнала, и микрокомпьютер, соединенный с приемной схемой, для включения и выключения приемной схемы в заранее заданные моменты времени. Радиоприемник кроме того содержит расширяющую микросхему, соединенную с микрокомпьютером и управляемую им, для связи с микрокомпьютером при дальнейшей обработке ВЧ-сигнала. Связь между микрокомпьютером и расширяющей микросхемой происходит с первой скоростью, когда приемная схема включена, и со второй скоростью, большей, чем первая, когда приемная схема выключена.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, расширенная микрокомпьютерная система содержит микрокомпьютер, соединенный посредством коммуникационной шины с расширяющей микросхемой для связи с ней при обработке ВЧ-сигналов, принятых приемной схемой. Способ регулирования высокочастотных помех в расширенной микрокомпьютерной системе содержит операции включения приемной схемы в первой заранее заданный момент времени, чтобы приемная схема могла принимать ВЧ-сигнал, и осуществление связи с расширяющей микросхемой на первой скорости при включении приемной схемы. Способ кроме того содержит операции выключения приемной схемы во второй заранее заданный момент времени, чтобы приемная схема не могла принимать ВЧ-сигнал, и осуществление связи с расширяющей микросхемой на второй скорости превышающей первую, когда приемная схема отключена.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения, радиоприемник для приема ВЧ-сигнала содержит приемную схему для приема и демодуляции ВЧ-сигнала и микрокомпьютер, соединенный с приемной схемой, для включения и выключения приемной схемы в заранее заданные моменты времени. Радиоприемник содержит также расширяющую микросхему, соединенную с микрокомпьтером и управляемую им, для связи с ним при дальнейшем обработке ВЧ-сигнала.

Связь между микрокомпьютером и расширяющей микросхемой запрещена, когда включена приемная схема, и разрешена, когда отключена приемная схема.

Краткое описание чертежей
фиг. 1 - обычная микрокомпьютерная система, в которой микрокомпьютер соединен с расширяющей микросхемой посредством коммуникационной шины.

фиг. 2 - электрическая блок-схема радиоприемника, содержащего микрокомпьютер, соединенный с расширяющей микросхемой посредством коммутационной шины в соответствии с предпочтительным выполнением настоящего изобретения.

фиг. 3 - временная диаграмма, показывающая время действия приемной схемы, содержащейся в радиоприемников по фиг. 2, и временное распределение связей по коммуникационной шине фиг. 2 в соответствии с предпочтительным выполнением настоящего изобретения.

фиг. 4 - электрическая принципиальная схема возбудителя двунаправленной двухскоростной шины, используемого в коммуникационной шине по фиг. 2 в соответствии с предпочтительным выполнением настоящего изобретения.

фиг. 5 - таблица истинности, показывающая состояния различных узлов и транзисторов возбудителя двунаправленной двухсторонней шины по фиг. 4 в соответствии с предпочтительным выполнением настоящего изобретения.

фиг. 6 - график, иллюстрирующий сигнал данных, приложенный к возбудителю шины по фиг. 4, и выходной сигнал, выходящий из него при низком логическом уровне управляющего сигнала шины, в соответствии с предпочтительным выполнением настоящего изобретения.

фиг. 7 - график, иллюстрирующий сигнал данных, приложенный к возбудителю шины по фиг. 4, и выходной сигнал, выходящий из него при высоком логическом уровне управляющего сигнала шины, в соответствии с предпочтительным выполнением настоящего изобретения.

фиг. 8 - электрическая принципиальная схема возбудителя однонаправленной двухсторонней шины в соответствии с первым альтернативным выполнением настоящего изобретения.

фиг. 9 - таблица истинности, показывающая состояния различных узлов и транзисторов возбудителя шины по п. 8 в соответствии с первым вариантом выполнения настоящего изобретения.

фиг. 10 - временная диаграмма, показывающая время действия приемной схемы, содержащейся в радиоприемнике, и временное распределение связей по коммуникационной шине в соответствии со вторым вариантом выполнения настоящего изобретения.

Описание предпочтительного выполнения
На фиг. 1 представлена обычная расширенная микропроцессорная система, содержащаяся в радиоприемнике или другом высокочастотном ВЧ приборе связи. Как показано на фиг. 1, микрокомпьютер 10 содержит центральный процессор /ЦП/ 12 для управления работой радиоприемника. Микрокомпьютер 10 кроме того содержит другие обычные элементы, такие как тактирующие элементы 14, запоминающее устройство с произвольной выборкой /ЗУПВ/ 16, постоянное запоминающее устройство /ПЗУ/ 18 и порт 20 ввода/вывода для подачи сигналов на периферийные схемы и приема сигналов от периферийных схем, например, приемника /не показан/.

В последние годы разрабатываются радиоприемники, содержащие большее количество средств обработки, таких как реального времени, буквенно-цифровые дисплеи и бесшумные /тактильные/ сигнализаторы, которые требуют дополнительных схем обработки. Требуемые дополнительные схемы обработки часто превосходят предельное количество таких схем, которые могли бы с допустимыми затратами добавляться к единственной микросхеме микрокомпьютера. Результатом является введение расширяющей микросхемы 22, которая может представлять собой, например, подчиненный микрокомпьютер, соединенный с микрокомпьютером 10 посредством коммуникационной шины 23, тем самым создается расширенная микрокомпьютерная система. Расширяющая микросхема 22 содержит дополнительные схемные элементы, такие как логические элементы 24, дополнительное ЗУПВ 26, дополнительное ПЗУ 28 и электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство /ЭСППЗУ/ 30. Шинный интерфейс 32, 34, включенный в каждую микросхему, т. е. в микропроцессор 10 и расширяющую схему 22, запитывает коммуникационную шину 23 данными, подлежащими передаче по ней. Таким способом микрокомпьютер 10 может получать доступ к информации, хранящейся в расширяющей микросхеме 22.

Обычная расширенная микрокомпьютерная система, которая предусмотрена для связи между множеством микросхем, выгодно ограничивает размеры и поэтому увеличивает эффективность микрокомпьютера 10, управляющего радиоприемником. Однако недостатком в использовании расширенной микрокомпьютерной системы является то, что связь по шине 23 может влиять на ВЧ-характеристики радиоприемника. Вследствие того, что связь между двумя микросхемами обычно происходит на высокой скорости передачи данных, времена нарастания и спада сигналов данных относительно малы и, как результат, возникает шум, который может снизить чувствительность радиоприемника. Если помехи достаточно интенсивны, ВЧ-характеристики радиоприемника могут ухудшаться до такой степени, что информация будет приниматься с ошибками или даже теряться.

На фиг. 2 представлена электрическая функциональная схема радиоприемника 40 в соответствии с предпочтительным выполнением настоящего изобретения. В целях описания предполагается, что для доставки информации радиоприемнику 40 используется один из хорошо известных протоколов сигнальных кодов, типа последовательного кода Голея /GSC/ или почтовый код Консультативной группы по Стандартизации /POCSAG/. Когда сигнальный протокол, например, POCSAG, используется для кодирования выборочного вызывного сообщения в ВЧ сигнале, сообщение кодируется вместе с адресом, идентифицирующим радиоприемник 40, которому направляется сообщение, вслед за которым передается ВЧ сигнал. Переданный ВЧ сигнал воспринимается антенной 41, которая подает ВЧ сигнал в приемную схему 42. Приемная схема 42 обрабатывает ВЧ сигнал хорошо известным обычному специалисту образом для выделения из него потока цифровых данных, который через порт 43 ввода/вывода подается на микрокомпьютер 44 для управления работой радиоприемника 40.

Микрокомпьютер 44 предпочтительно содержит генератор 46, вырабатывающий тактовые сигналы, используемые микрокомпьютером 44. Пьезокристалл 48 или кварцевый генератор /не показан/, соединен со входом генератора 46, чтобы обеспечить опорный сигнал для установления тактирования в микрокомпьютере. Таймер/счетчик 50 соединен с генератором 46 и обеспечивает программируемые тактирующие функции, используемые при управлении работой радиоприемника 40 ЗУПВ 52 хранит переменные, полученные в процессе обработки сигнала, а ПЗУ 54 хранит по меньшей мере часть подпрограмм, выполняемых микрокомпьютером 44. Генератор 46, таймер/счетчик 50, ЗУПВ 52, ПЗУ 54 соединены внутренней шиной 56 с центральным процессором 58, который выполняет подпрограммы, хранящиеся в ПЗУ 54, для управления работой микрокомпьютера 44.

Выделенные адрес и сообщение подаются с выхода приемной схемы 42, как описано выше, в микрокомпьютер 44. Адресная информация обрабатывается ЦП 58 и, когда полученный адрес совпадает с адресом, хранящимся в кодовой памяти 60, соединенной через порт 43 ввода/вывода с микрокомпьютером 44, информация сообщения запоминается в ЗУПВ 52. Затем вырабатывается сигнал оповещения, и информация сообщения может быть отображена, как будет подробно объяснено ниже.

Радиоприемник 40, например, портативный пейджер, запитывается аккумулятором 62. Предусмотрен преобразователь 64 напряжения, который повышает напряжение, вырабатываемое аккумулятором 62, до более высокого уровня /VDD/, как тот, что необходим для работы микрокомпьютера 44. В соответствии с настоящим изобретением, радиоприемник 40 использует общеизвестные методы сохранения аккумулятора и способы уменьшения тока утечки в аккумуляторе 62, тем самым увеличивая срок службы аккумулятора 62. Операция сохранения аккумулятора управляется от ЦП 58 при помощи сигналов сохранения аккумулятора, которые по внутренней шине 56 направляются в порт 43 1/0, соединенный с переключателем 66 энергии. Энергия периодически подается на приемную схему 42 при помощи переключателя 66 энергии, тем самым приемная схема 42 включается в заранее заданные моменты времени, в которые передаются выбранные вызывные сообщения, адресованные радиоприемнику 40. В другие заранее заданные моменты времени, когда сообщения обычно не будут передаваться на радиоприемник 40, приемная схема отключается от аккумулятора 62 переключателем 66 энергии.

Как описано выше, желательно ограничивать количество и сложность схем, содержащихся в микрокомпьютере 44. Поэтому радиоприемник 40 дополнительно содержит расширяющую микросхему 68, например, подчиненную или периферийную схему, содержащую дополнительные схемы, которые обеспечивают дополнительные пейджерные характеристики. В качестве примера, расширяющая микросхема 68, как показано, содержит ПЗУ 70 для расширения возможностей памяти приемника 40, и специализированный контроллер 72 для отыскивания в ней информации и выработки сигнала данных для передачи к микрокомпьютеру 44. Предпочтительно, сигнал данных подается в шинный интерфейс 74, который соединен с шинным интерфейсом 76, внутренним по отношению к микрокомпьютеру 44, при помощи внешней коммуникационной шины 78. Расширяющая микросхема 68 дополнительно содержит ЗУПВ 80, которое временно запоминает данные, обеспечиваемые микрокомпьютером 44. Обеспечиваемые микрокомпьютером 44 данные могут, к примеру, содержать сигнал оповещения, в ответ на который генератор 82 оповещения запускает возбудитель 84 преобразователя для активизации преобразователя 86, тем самым "объявляя" пользователю радиоприемника 40 о приеме выбранного сообщения вызова. После этого микрокомпьютер 44 подает выбранное сообщение вызова на расширяющую микросхему 68 по коммуникационной шине 78. Выбранное сообщение вызова переносится на возбудитель 88 дисплея, для активизации дисплея 90, например, жидкокристаллического дисплея, в ответ на что выбранное сообщение вызова, визуализируется. Таким образом, микрокомпьютер 44, расширяющая микросхема 68 и коммуникационная шина 78, соединенные между собой, образуют расширенную микрокомпьютерную систему обработки принятых сообщений.

В отличие от традиционных микрокомпьютерных систем, расширенная микрокомпьютерная система по настоящему изобретению работает таким образом, что помехи приемной схемы 42 регулируются и минимизируются при помощи управления частотой синхронизации и временем нарастания и спада в коммуникационной шине 78. Как упоминалось выше характеристики обычных приборов радиосвязи часто ухудшаются из-за шума, вырабатываемого при связи между двумя или более микросхемами или микрокомпьютерами. В настоящем изобретении эти шумы уменьшены вследствие того, что связь по коммуникационной шине 78 ограничивается, когда включена приемная схема 42, что лучше понять из фиг. 3.

На фиг. 3 представлена временная диаграмма, иллюстрирующая работу приемной схемы 42 и тактирование при осуществлении связи по шине в соответствии с предпочтительным выполнением настоящего изобретения. Как показано, приемная схема 42 включается описанным выше способом в первый заранее заданный момент времени t₁, вслед за которым принимаются сообщения, которые должны быть приняты радиоприемником 40. В более поздний момент времени t₂ приемная схема 42 отключается для сохранения ресурса аккумулятора /фиг. 2/. В соответствии с предпочтительным выполнением настоящего изобретения, связь между микрокомпьютером 4 и расширяющей микросхемой 68 по коммуникационной шине 78 осуществляется на низкой скорости передачи данных во время включения приемной схемы 42. В течение этого времени интервалы времени нарастания и спада сигналов данных, передаваемых по коммуникационной шине 78, увеличиваются, т.е. скорость передачи данных уменьшается, так что генерируются минимальные ВЧ помехи. Хорошо известно, что величина высококачественных гармонических сигналов, порождаемых цифровым колебанием, обратно пропорциональна временам нарастания и спада сигнала. Таким образом, при увеличении времен нарастания и спада сигнала эффективность приемной схемы 42, по ВЧ максимизируется и информация не теряется из-за снижения чувствительности приемной схемы 42. После того, как приемная схема 42 отключена в момент t₂, связь по коммуникационной шине 78 на интервале между t₂ и t₃ происходит на высокой скорости передачи данных, при которой значительно уменьшаются времена нарастания и спада сигнала данных, т.е. скорость передачи данных значительно выше. Хотя более короткие времена нарастания и спада могут порождать интенсивные ВЧ помехи, эти помехи не влияют на характеристики радиоприемника 40, т.к. приемная схема 42 отключена.

В соответствие фиг. 2, скорость передачи данных выбирается с помощью ЦП 58, который вырабатывает соответствующий сигнал "управление скоростью", зависящий от того, включена или выключена приемная схема 42. Когда приемная схема 42 выключена, ЦП 58 подает сигнал низкой скорости передачи данных, и сигнал управления скоростью, имеющий низкий уровень напряжения, по внутренней шине 56 на шинный интерфейс 76. Кроме того, сигнал управления скоростью, имеющий низкое напряжение, подается по внешней линии 92 на контроллер 72, в ответ на что контроллер 72 посылает низковольтный сигнал управления скоростью шинному интерфейсу 74 и вырабатывает любые подлежащие передаче сигналы данных на малой скорости. Наоборот, когда приемная схема 42 включена, сигнал управления скоростью, имеющий высокий уровень напряжения, подается на шинные интерфейсы 74, 76, а сигналы данных вырабатываются контроллером 72 и ЦП 58 на более высокой скорости. Кроме того, как будет подробнее описано ниже, ЦП 58 подает сигнал "включения", имеющий высокий уровень напряжения, по внутренней шине 56 шинному интерфейсу 76, когда микрокомпьютер 44 должен передавать информацию расширяющей микросхеме 68, а когда расширяющая микросхема 68 должна передавать информацию микрокомпьютеру 44, ЦП 58 передает по внешней линии 92 сигнал включения контроллеру 72 расширяющей микросхемы 68, в ответ на что контроллер 72 подает включающий сигнал шинному интерфейсу 74.

Предпочтительный способ, при помощи которого может быть выполнена связь с двумя скоростями передачи между микрокомпьютером 44 и расширяющей микросхемой 68, состоит во включении в каждый из шинных интерфейсов 74, 73 возбудителя 94 двухскоростной двунаправленной шины, что можно лучше понять при рассмотрении фиг. 4, на которой представлена электрическая принципиальная схема возбудителя 94 двухскоростной двунаправленной шины в соответствии с предпочтительным выполнением настоящего изобретения. Возбудитель 94 шины содержит первый вывод 100 для приема сигналов данных /DS/, второй вывод 105 для приема включающего сигнала, вырабатываемого ЦП 58, и третий вывод 108 для приема сигнала управления скоростью /SC/, вырабатываемого ЦП 58. Все эти сигналы, т. е. сигналы данных, управления скоростью и включения могут приниматься при высоком и при низком уровнях напряжения.

Первый вывод 100 соединен с первым входом первого логического элемента 110 И, первым входом второго логического элемента 115 И, входом первого инвертора 120 и входом второго инвертора 125. Выход первого инвертора 120 соединен с первым входом первого логического элемента 130 И-НЕ, а выход второго инвертора 125 соединен с первым входом второго логического элемента 135 И-НЕ. Второй вывод 105 соединен со вторым входом логического элемента 110 И и вторым входом логического элемента 135 И-НЕ. Третий вывод 108 соединен со вторым входом логического элемента 115 И и вторым входом логического элемента 130 И-НЕ.

Выход логического элемента 130 И-НЕ соединен с затвором 140 первого транзистора 145, который предпочтительно является полевым транзистором /ПТ/ с каналом n-типа. Кроме того, выход логического элемента 135 И-НЕ соединен с затвором 150 второго транзистора 155, который предпочтительно является ПТ с каналом n-типа. Выход логического элемента 110 И соединен с затвором 160 третьего транзистора 165, который предпочтительно является ПТ с каналом p-типа, а выход логического элемента 115 И соединен с затвором 170 четвертого транзистора 175, который предпочтительно является ПТ с каналом p-типа.

Согласно настоящему изобретению, истоковые электроды 180, 185 транзисторов соответственно 145, 155 соединены с четвертым выводом 190, тогда как истоковые электроды 196, 200 транзисторов соответственно 165, 175 соединены с пятым выводом 205. Предпочтительно, на четвертый вывод 190 подается положительное напряжение /V₊/, а на пятый вывод 205 подается напряжение питания около нуля вольт, т.е. "земля". Шестой вывод 208 выдает выходной сигнал /OS/ по коммуникационной шине 78 /фиг. 2/ и соединен со стоковыми электродами 210, 215, 220, 225 каждого из транзисторов 145, 155, 165, 175 соответственно.

Элементы схемы возбудителя 94 шины, в соответствии с предпочтительным выполнением настоящего изобретения, введены в микросхему микрокомпьютера 44 и расширяющую микросхему 68. Понятно, однако, что в качестве альтернативы элементы схемы возбудителя 94 шины могут быть расположены в виде отдельных компонентов типа следующих, производимых компанией
Элемент схемы - Номер
инверторы 120, 125 - НСО4
логические элементы 110, 115 И - НСО8А
логические элементы 130, 135 И-НЕ - НСООА
транзисторы 145, 155, 165, 175 - МРМ3004
Прохождение сигнала возбудителя 94 шины можно проследить, обратившись к фиг. 4 и 5. фиг. 5 - это таблица истинности, показывающая состояния в точках схем a, b, c, d, e и f и рабочие состояния транзисторов 145, 155, 165, 175 по отношению к сигналу данных /DS/, поданному на вывод 100, включающему сигналу, поданному на вывод 105, и сигналу управления скоростью /SC/, поданному на вывод 108. Как описано выше, возбудитель 94 шины в каждом приборе включается для передачи информации, и выключается, когда информация принята. Предпочтительно, возбудитель 94 шины выключен, когда включающий сигнал низкий и сигнал управления скоростью тоже низкий. Когда включающий сигнал низкий, выход /c/ логического элемента 135 И-НЕ высокий, что переводит транзистор 155 в непроводящее состояние, а выход /f/ логического элемента 110 И низкий, что переводит транзистор 165 в непроводящее состояние. Когда сигнал управления скоростью низкий, выход /d/ логического элемента 130 И-НЕ высокий, и транзистор 145 является непроводящим. Вдобавок низкий сигнал управления скоростью заставляет понизиться выход /e/ логического элемента 115 И, и транзистор 175 становится непроводящим. В результате контакт 208, на который подается выходной сигнал, остается отсоединенным и от V₊ и от земли, что эффективно отключает возбудитель 94 шины.

Предпочтительно, возбудитель 94 шины принимает на выводе 105 включающий сигнал, имеющий высокий уровень напряжения, когда возбудитель 94 шины должен вырабатывать выходной сигнал. Когда, вдобавок к высокому включающему сигналу, на возбудитель 94 шины подается низковольтный сигнал управления скоростью на вывод 108, возбудитель 94 шины включается для связи с малой скоростью.

Когда сигнал управления скоростью низкий, как описано выше, выходы /d и e/ логического элемента 130 И-НЕ и логического элемента 115 И остаются соответственно высоким и низким и поэтому транзисторы 145, 175 остаются непроводящими независимо от уровня напряжения включающего сигнала и сигнала данных. Состояния в точках C и f, однако, изменяются в зависимости от уровней напряжения включающего сигнала и сигнала данных. При высоком включающем сигнале и низком сигнале данных выход /a/ инвертора 125 высокий, а выход /c/ логического элемента 135 И-НЕ - низкий, что переводит транзистор 155 в проводящее состояние. В то же время, выход /f/ логического элемента 110 И низкий, переводя транзистор 165 в непроводящее состояние. В этой ситуации транзистор 155 поэтому соединяет V₊ с выводом 208, обеспечивая, таким образом, первый заранее заданный ток для эффективной зарядки емкостной нагрузки, например, микрокомпьютера 44 или расширяющей микросхемы 68, соединенных с выводом 208. если и включающий сигнал, и сигнал данных высокие, выход /a/ инвертора 125 низкий, а выход /c/ логического элемента 135 И-НЕ высокий, что переводит транзистор 155 в непроводящее состояние. Однако, выход /f/ логического элемента 110 И высокий, что переводит транзистор 165 в проводящее состояние. В результате вывод 208 через транзистор 165 подсоединяется к земле, тем самым эффективно разряжая емкостную нагрузку.

На фиг. 6 представлен график, показывающий сигнал данных /пунктирная линия/, подаваемый на вывод 100, и результирующий выходной сигнал /сплошная линия/ на выводе 208, когда включающий сигнал высокий, а сигнал управления скоростью низкий. Видно, что емкостная нагрузка, т.е. микрокомпьютер 44 /фиг. 2/ или расширяющая микросхема 68, соединенная с выводом 208, заряжается и разряжается при понижении и повышении сигнала данных, что дает заранее заданные времена нарастания и спада выходного сигнала. В соответствии с предпочтительным выполнением настоящего изобретения, времена нарастания и спада выходного сигнала относительно медленные при низком сигнале управления скоростью, т. е. когда приемная схема 42 включена из-за того, что выход 208 шинного интерфейса выдает или потребляет относительно низкий выходной ток. Ясно, что времена нарастания и спада могут регулироваться путем выбора геометрии транзисторов 155, 165, тем самым осуществляя управление сопротивлением между стоком и истоком /RDS/ и результирующим током, при котором работает возбудитель 94 шины.

В соответствии с фиг. 4, и 5, ЦП 58 /фиг. 2/ подает сигнал управления скоростью с высоким уровнем напряжения на вывод 108, когда связь по шине 78 должна происходить с высокой скоростью передачи данных. При высоком сигнале управления скоростью и низком сигнале данных выход /b/ инвертора 120 высокий, а выход /d/ логического элемента 130 И-НЕ низкий. В результате транзистор 145 находится в проводящем состоянии. При высоком включающем сигнале, в то же самое время, как описано выше, транзистор 155 также является проводящим. Поэтому оба транзистора 145 и 155 передают напряжение V₊ на вывод 208. Когда транзисторы 145, 155 имеют одинаковые возможности обработки тока и одинаковые сопротивления RDS, емкостная нагрузка, соединенная с выводом 208, заряжается примерно на двойную величину за то же время, как если проводящим являлся только транзистор 155. Можно, однако, заметить, что скорость, с которой заряжается емкостная нагрузка, зависит от выбора геометрии транзисторов 145, 155.

Кода все три сигнала, т.е. сигнал управления скоростью, включающий сигнал и сигнал данных высокие, выходы /a, b/ инверторов 125, 120 низкие, и в результате выходы /c, d/ логических элементов 130, 135 И-НЕ высокие. Следовательно, оба транзистора 145, 155 оказываются в непроводящем состоянии. Однако, выходы /e, f/ логических элементов 110, 115 И высокие, что переводит транзисторы 165, 175 в проводящее состояние. В этой ситуации транзисторы 165, 175 соединяют вывод 208 с землей, тем самым разряжая емкостную нагрузку с более быстрой скоростью, чем если бы только транзистор 165 соединял вывод 208 с землей, как это имеет место, когда сигнал управления скоростью имеет низкое значение.

На фиг. 7 представлен график сигнала данных /пунктирная линия/ и результирующего выходного сигнала /сплошная линия/ при высоком сигнале управления скоростью и высоком включающем сигнале. Как показано, времена нарастания и спада выходного сигнала короче по сравнению с сигналом по фиг. 6 из-за того, что при высоком сигнале управления скоростью параллельно работают два транзистора, обеспечивая тем самым работу возбудителя 94 шины /фиг. 4/ при более высоком токе. Наоборот, при низком сигнале управления скоростью и высоком включающем сигнале транзисторы 145, 175 не участвуют в работе, и возбудитель 94 использует меньшее количество тока.

Таким образом, при включенной приемной схеме 42, например, во время приема сообщений радиоприемником 40 /фиг. 2/, сигнал управления скоростью, подаваемый на возбудитель 94 шины, низкий. В результате возбудитель 94 шины действует вышеописанным образом, при низком токе и низкоскоростном режиме, когда времена нарастания и спада выходного сигнала относительно долгие, а данные передаются по коммуникационной шине 78 с относительно низкой скоростью передачи, например, 10 - 30 кбайт/с. В этом случае времена нарастания и спада предпочтительно являются достаточно медленными, чтобы связь по шине 78 /фиг. 2/ не создавала помех характеристикам приемной схемы 42. С другой стороны, когда приемная схема 42 выключена, ЦП 58 /фиг. 2/ подает высокий сигнал управления скоростью, что обеспечивает высокий ток и высокую скорость работы возбудителя 94 шины
Согласно фиг. 4 и 5, возбудитель 94 шины может, если желательно, работать в четвертом режиме, когда включающий сигнал является низким, а сигнал управления скоростью - высоким, как показано в таблице истинности по фиг. 5. Однако, возбудитель 94 шины работает только при высоком включающем сигнале, и микрокомпьютер 44 будет удерживать сигнал управления скоростью низким при низком включающем сигнале, тем самым отключая возбудитель 94 шины, как показано в таблице истинности.

На фиг. 8 показан возбудитель 94' однонаправленной шины в соответствии с альтернативным выполнением настоящего изобретения. Этот возбудитель 94' шины может быть использован, например, в ситуациях, когда первый прибор, такой как микрокомпьютер 44, постоянно передает информацию другим приборам на двух разных скоростях. Возбудитель 94' шины содержит первый вывод 400 для приема сигнала данных /DS/, имеющего высокий и низкий уровни напряжения, и второй вывод 405 для приема сигнала управления скоростью /BS/, вырабатываемого передающим прибором. Первый вывод 400 соединен с первым входом логического элемента 410 И и входом инвертора 415, выход которого соединен с первым входом логического элемента 420 И-НЕ. Второй вывод соединен со вторым входом логического элемента 410 И и вторым входом логического элемента 420 И-НЕ.

Первый вывод 400 дополнительно соединен с затвором 425 первого транзистора 430, который предпочтительно является ПТ с каналом n-типа, и с затвором 435 второго транзистора 440, который предпочтительно является ПТ с каналом n-типа. Кроме того, выход логического элемента 420 И-НЕ соединен с затвором 445 третьего транзистора 450, предпочтительно являющегося ПТ с каналом n-типа. Затвор 455 четвертого транзистора 460, предпочтительно являющегося ПТ с каналом p-типа, соединен с выходом логического элемента 410 И. В соответствии и альтернативным выполнением настоящего изобретения, третий вывод 461, на который подается положительное напряжение /V₊/, соединен с истоковыми электродами 465, 470 транзисторов соответственно 430, 450, тогда как истоковые электроды 475, 480 транзисторов соответственно 440, 450 соединены с четвертым выводом 462. Предпочтительно на четвертый вывод 462 подается напряжение, равное нулю вольт, т.е. "земля". С пятого вывода 482 выходной сигнал /OS/ подается на коммуникационную шину, и он соединен со стоковыми электродами 484, 486, 488 и 490 каждого из транзисторов 430, 440, 450, 460 соответственно.

Прохождение сигнала возбудителя 94 шины легко понять при рассмотрении фиг. 8 и 9. На фиг. 9 представлена таблица истинности, показывающая состояния в точках a, b, c и операционные состояния транзисторов 430, 440, 450, 460 по отношению к сигналу данных /DS/, подаваемому на вывод 400, и сигналу управления скоростью /BS/, подаваемому на вывод 405. При низком сигнале управления скоростью, что обозначает включение приемной схемы /не показано/, выход /b/ логического элемента 420 И-НЕ всегда высокий, и, в результате, транзистор 450 остается непроводящим. Дополнительно, выход /c/ логического элемента 410 И является низким, тем самым транзистор 460 переходит в непроводящее состояние независимо от напряжения сигнала данных, подаваемого на вывод 400.

Состояния транзисторов 430, 440 изменяются в зависимости от напряжения на выводе 400 при низком сигнале управления скоростью. При низком сигнале данных, подаваемом на вывод 400, транзистор 430 переходит в проводящее состояние, а транзистор 440 в непроводящее. В этом случае напряжение подается транзистором 430 на вывод 482, обеспечивая тем самым первый заранее заданный ток для зарядки емкостной нагрузки, подсоединенной к выводу 482. При высоком сигнале данных транзистор 430 переходит в непроводящее состояние, а транзистор 440 - в проводящее. В результате через транзистор 440 вывод 482 заземляется, тем самым эффективно разряжая емкостную нагрузку.

При высоком сигнале управления скоростью, обозначающем, что приемная схема /не показано/ выключена, и низком сигнале данных, выход /a/ инвертора 415 высокий. Следовательно, выход /b/ логического элемента 420 И-НЕ низкий, что переводит транзистор 450 в проводящее состояние. Выход /c/ логического элемента 410 И низкий, и, в результате, транзистор 460 оказывается непроводящим. В то же самое время, транзистор 430 является проводящим, а транзистор 440 - непроводящим из-за низкого сигнала данных. Поэтому при высоком сигнале управления скоростью и низком сигнале данных оба транзистора 430 и 450 подают напряжение V₊ на вывод 482, заряжая тем самым емкостную нагрузку быстрее, чем когда только один транзистор 430 является проводящим.

При высоком сигнале управления скоростью и высоком сигнале данных выход /a/ инвертора 415 низкий. Следовательно, выход /b/ логического элемента 420 И-НЕ становится высоким, а транзистор 450 переходит в непроводящее состояние. В то же самое время выход /c/ логического элемента 410 И становится высоким, а транзистор 460 переходит в проводящее состояние. Более того, высокий сигнал данных переходит транзистор 430 в непроводящее состояние, а транзистор 440 - в проводящее. В результате оба транзистора 430 и 450 закрыты, изолируя V₊ от вывода 482, а транзисторы 440, 460 являются проводящими, соединяя вывод 482 с заземлением и разряжая емкостную нагрузку. В этом случае емкостная нагрузка разряжается быстрее, чем когда лишь один транзистор 440 соединяет вывод 482 с землей, как в случае низкого сигнала управления скоростью.

На фиг. 10 представлена временная диаграмма, показывающая, в соответствии с альтернативным выполнением настоящего изобретения, время включения приемной схемы, входящей в радиоприемник, и тактирование шинных связей между микрокомпьютером и расширяющей микросхемой, соединенной с микрокомпьютером посредством коммуникационной шины. По альтернативному выполнению настоящего изобретения связь по шине запрещена, когда приемная схема включается в момент t₁, до выключения приемной схемы в момент t₂. Следовательно, во время работы приемной схемы ВЧ-шум не генерируется коммуникационной шиной, пока приемная схема включена, и ВЧ-характеристики радиоприемника не ухудшаются. После того, как в момент t₂ приемная схема выключена, в период с t₂ по t₃ происходит связь по коммуникационной шине. В это время связь между микрокомпьютером и расширяющей микросхемой происходит с высокой скоростью передачи данных. В соответствии с альтернативным выполнением настоящего изобретения может быть использован традиционный возбудитель шины, а не возбудитель 94 /фиг. 4/, т.к. связь осуществляется только на единственной высокой скорости. Однако операции типа декодирования или отображения, требующие осуществления связи между микрокомпьютером и расширяющей микросхемой, не могут выполняться, пока не отключена приемная схема.

В целом, описанный выше радиоприемник использует стандартные технологии сбережения ресурса аккумулятора для включения и выключения приемной схемы в заранее заданные моменты времени. Когда приемная схема включена, передача данных между микрокомпьютером и расширяющей схемой происходит с относительно низкой скоростью передачи данных, причем сигнал данных имеет относительно медленные нарастания и спады. В результате вырабатываются максимальный ВЧ-шум, и чувствительность приемной схемы не ухудшается сигналом данных. Наоборот, когда приемная схема выключена, связь между микрокомпьютером и расширяющей микросхемой осуществляется с высокой скоростью передачи данных, и могут вырабатываться интенсивные ВЧ-шумы. Однако, они не влияют на характеристики радиоприемника, т.к. приемная схема не принимает информацию.

В обычных радиоприемниках связь по коммуникационной шине происходит с высокой скоростью даже тогда, когда приемная схема радиоприемника включена. Эта высокоскоростная связь порождает интенсивное ВЧ помехи, которые могут сильно ухудшать характеристики приемной схемы. В результате предназначенная для приема радиоприемником информация может быть принята с ошибками или даже полностью потеряна.

Таким образом, в соответствии с изобретением предлагаются способ и устройство для регулирования ВЧ помех в расширенной микрокомпьютерной системе с одной или более микросхемами, соединенными с микрокомпьютером посредством коммуникационной шины.

Радиоприемник (40) для приема высокочастотного сигнала содержит приемную схему (42) для приема и демодуляции высокочастотного сигнала, микрокомпьютер (44), соединенный с приемной схемой (42), для включения и выключения приемной схемы (42) в заранее заданные моменты времени. Радиоприемник (40) дополнительно содержит расширяющую микросхему (68), соединенную с микрокомпьютером (44) и управляемую им, для осуществления связи между ними для дальнейшей обработки высокочастотного сигнала. Связь между микрокомпьютером (44) и расширяющей микросхемой (68) происходит с первой скоростью, когда приемная схема (42) включена, и со второй скоростью, большей, чем первая, когда приемная схема (42) выключена. Технический результат заключается в уменьшении высокочастотных помех. 9 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Радиоприемник (40) для приема высокочастотного сигнала, содержащий приемную схему (42) для приема и демодуляции высокочастотного сигнала, микрокомпьютер (44), соединенный с приемной схемой (42), для включения и выключения приемной схемы (42) в заранее заданные моменты времени, расширяющую микросхему (68), соединенную с микрокомпьютером (44) и управляемую им, для связи между ними при дальнейшей обработке высокочастотного сигнала, отличающийся тем, что связь между микрокомпьютером (44) и расширяющей микросхемой (68) происходит с первой скоростью, когда приемная схема (42) включена, и со второй скоростью, превышающей первую, когда приемная схема (42) выключена. 2. Радиоприемник по п.1, отличающийся тем, что содержит коммуникационную шину (78), подсоединенную между микрокомпьютером (44) и расширяющей микросхемой (68), для обеспечения связи с первой и второй скоростями. 3. Радиоприемник по п.2, отличающийся тем, что микрокомпьютер (44) содержит процессор (58) для выработки сигнала данных с первым и вторым уровнями напряжения для передачи к расширяющей микросхеме (68) и для выработки сигнала управления скоростью с третьим и четвертым уровнями напряжения, когда приемная схема (42) соответственно выключена и включена, и шинный интерфейс (76), соединенный с процессором (58) и коммуникационной шиной (78) для отработки сигнала данных, чтобы вырабатывать выходной сигнал для передачи по коммуникационной шине (78), причем выходной сигнал характеризуется первыми заранее заданными временами нарастания и спада, когда сигнал управления скоростью находится на третьем уровне напряжения, и вторыми заранее заданными временами нарастания и спада, когда сигнал управления скоростью находится на четвертом уровне напряжения, причем второй заранее заданные времена нарастания и спада короче, чем первые заранее заданные времена нарастания и спада. 4. Радиоприемник по п.3, отличающийся тем, что шинный интерфейс (76) содержит возбудитель (94) двухскоростной шины, содержащий первый вывод (100) для приема сигнала данных, второй вывод (108) для приема сигнала управления скоростью, третий вывод (208), соединенный с коммуникационной шиной (78), для подачи на нее выходного сигнала, и средство возбуждения (фиг. 4), соединенное с первым, вторым и третьим выводами (100, 108, 208), для запитки коммуникационной шины (78) первым током, когда сигнал управления скоростью находится на третьем уровне напряжения, и для запитки коммуникационной шины (78) вторым током, превышающим первый ток, когда сигнал управления скоростью находится на четвертом уровне напряжения. 5. Радиоприемник по п. 4, отличающийся тем, что средство возбуждения (фиг. 4) содержит низкоскоростной транзисторный каскад, содержащий первый транзистор (155) для подачи положительного напряжения на третий вывод (208), когда сигнал данных находится на первом уровне напряжения, тем самым подавая первый ток на третий вывод (208), и второй транзистор (165) для соединения третьего контакта (208) с землей, когда сигнал данных находится на втором уровне напряжения. 6. Радиоприемник по п. 5, отличающийся тем, что средство возбуждения (фиг. 4) содержит высокоскоростной транзисторный каскад, содержащий третий транзистор (145) для подачи положительного напряжения на третий вывод (208), когда сигнал данных находится на первом уровне напряжения, а сигнал управления скоростью находится на четвертом уровне напряжения, тем самым подавая второй ток на третий вывод (208), и четвертый транзитор (175) для соединения третьего вывода (208) с землей, когда сигнал данных находится на втором уровне напряжения, а сигнал управления скоростью находится на четвертом уровне напряжения. 7. Радиоприемник по п.6, отличающийся тем, что второй уровень напряжения выше первого уровня напряжения и четвертый уровень напряжения выше третьего уровня напряжения. 8. Радиоприемник (40) по п.4, отличающийся тем, что первый и третий транзиторы (155, 145) являются полевыми транзисторами с каналом n-типа, а второй и четвертый транзисторы (165, 175) являются полевыми транзисторами с каналом p-типа. 9. Радиоприемник по п. 6, отличающийся тем, что средство возбуждения (фиг. 4) содержит инвертор (120), имеющий вход, соединенный с первым выводом (100), для инвертирования сигнала данных, логический элемент (130) И - НЕ, первым и вторым входами соединенный со вторым выводом (108) и выходом инвертора (120), а выходом соединенный с затвором (140) третьего транзистора (145), логический элемент (110) И, первым и вторым входами соединенный с первым и вторым выводами (100, 108), а выходом соединенный с затвором (170) четвертого (175), причем первый вывод (100) соединен с затворами (150, 160) первого и второго транзисторов (155, 165), истоковые электроды (180, 185) первого и третьего транзисторов (155, 145) соединенные с положительным напряжением, истоковые электроды (195, 200) второго и четвертого транзисторов (165, 175) заземлены, а стоковые электроды (195, 200, 210, 215) первого, второго, третьего и четвертого транзисторов (145, 155, 165, 175) соединены с третьим выводом (208). 10. Радиоприемник по п.6, отличающийся тем, что процессор (58) дополнительно вырабатывает включающий сигнал, имеющий пятый и шестой уровни напряжения, возбудитель (94) двухскоростной шины дополнительно содержит четвертый вывод (105) для приема включающего сигнала, средство возбуждения (фиг. 4) выключено, когда включающий сигнал находится на пятом уровне напряжения, а сигнал управления скоростью находится на третьем уровне напряжения, причем шестой уровень напряжения больше пятого уровня, а четвертый уровень напряжения больше третьего уровня.