移动无线电设备电压极性变换的电路布置 本发明涉及一种移动无线电设备中用于电压极性变换，即产生对应于工作电压极性变换的输出电压的电路布置。
本发明尤其涉及一种电路布置，它是在用电池电压供电的移动无线电设备(例如移动无线电话)中，由一对应于固定的基准电位的正或负的电压变换成一负的或正的电压。
通常，在由正的电池电压供电的，具有在金属半导体场效应晶体管(MESFET)基础上的一个或多个单片微波集成电路(MMIC)芯片(例如单片微波集成电路功率放大器)的移动无线电设备中，例如为了使MESFET工作，需要加一个负的栅极偏压。
一种已知的可以在一个电池供电的电子设备中产生负电压的电路方案是，用一振荡器或多谐振荡器产生带有正和负的电压振幅的交流电压并接着进行整流。在另一电路方案中，通过对一加在单片微波集成电路功率放大器上的、接收到的高频信号进行检波产生一负的电压。
但这两种方法都有不足之处。在移动无线电设备中采用振荡器地第一种方案时将产生一附加的交流电压信号，该交流电压信号将会对设备的工作特性造成不利的影响。例如，信号受到干扰频谱的调制，或者将会影响诸如微处理器等移动无线电话中相邻的器件，并因此对器件造成损害。
在采用第二种方法时特别不利的是，只有在高频信号加载时单片微波集成电路放大器才被接通，并且只有在信号电平相对高的情况下才能工作。
本发明的目的在于提出一种上述引言部分中所述方式的低干扰的电路布置。
上述目的采用由权利要求1特征的电路布置得以解决。在从属权利要求2至11中对本发明的电路布置的有益的进一步设计做出表述。
依照本发明，通过一电路输入端子，用以交流电压或脉冲电压形式的呼叫信号发生的供电的电压加在一由具有对应于基准电位的第二极性的工作电压供电的移动无线电设备中，用于产生一具有对应于固定基准电位的第一极性的输出电压的电路布置上，对移动无线电设备中设有的呼叫信号发生器，在呼叫到达时，用所述呼叫信号发生器—供电电压激励。
由于本发明的电路布置不需要附加的振荡器，而是采用在移动无线电话中已有的呼叫信号发生器—供电电压，即所谓的时钟电压，因而干状特别小。该呼叫信号发生器—供电电压是一个交流电压或脉冲电压，在呼叫到达时用此电压对移动无线电话中已有的呼叫信号发生器进行激励。
除此之外，本发明的电路布置还具有其它的特殊优点，由于呼叫信号发生器—供电电压在移动无线电设备中总是存在的，因而该电路布置可持续提供对应于工作电压极性变换的输出电压。
本发明的电路布置的特殊优点是，实现该电路布置不需要采用大的的器件，因而占用空间很小。所有的器件除了线圈和电容器都可用简单的方式集成在—块单片的微波集成电路芯片上。
本发明电路布置的工作不需要附加振荡器。大多数情况在移动无线电设备中已经提供工作电压和呼叫信号发生器供电电压，并且不必特意为电路配置。
本发明电路布置的第一优选实施例具有下述特征：
在三极管负载电路的第一端子，尤其是场效应晶体管的源极—漏极电路与第一电路输入端子之间接有一个线圈并且三极管负载电路的第二端子与固定基准电极之间电连接。在移动无线电设备工作时，在第一电路输入端子上加有对应于基准电位的第二极性(例如正的)的工作电压。另外三极管的控制端子通过控制电路连接在第二电路输入端子上，在该端子上，当移动无线电设备工作时，加有呼叫信号发生器一供电电压。在三极管负载电路第一端子与第1二极管的负极间连接有第一电容器，并且第1二极管的负载连接在第2二极管的正极上。第2二极管的负极连接在固定基准电位上，同时在固定基准电位与第1二极管的正极间连接有第二电容器。第1二极管的正极与电路输出端子连接，在此端子上，分接出一带有对应于固定基准电位的第一极性(例如负的)的输出电压。
本发明电路布置的实施例依照下述基本原理工作，即，在三极管截止后，在线圈上的电压升高，将使第一电容器充电到对应于固定基准电位正的电压。在三极管导通时，由第一电容器将第二电容器充电到对应于固定基准电位的负电压，该负电压可向外部分接出。
呼叫信号发生器—供电电压，例如由带有对应于固定基准电位的第二极性的电压脉冲，尤其是由矩形电压构成。
在本发明电路布置的上述第一实施例的进一步优选设计中，采用矩形电压作为呼叫信号发生器—供电电压。因而，在线圈上以有益的方式产生非常高的电压，从而可以改善电路布置的效率。
另外，在本发明电路配置的上述实施例的进一步优选设计中，将一限流电阻连接在三极管的控制端子电路(第二电路输入端子和控制端子间的连接)上，该电阻可避免呼叫信号发生器—供电电压在工作时的剧烈击穿。
另外，宜在控制线路上接有第三个电容器，该电容器具有对产生呼叫信号发生器供电电压的电压源与电路布置直流去耦的作用。
在本发明电路布置的第一个实施例的另一有益的进一步设计中，在第一电路输入端子与固定基准电位间接有第四个电容器。从而，可以实现提供正的工作电压的电压源与电路配置的交流去耦。
在本发明电路布置的第一个实施例的特别优选的进一步设计中，在电路输出端子与三极管的控制线路间接有一负回授电阻，通过此负回授电阻，用负压对三极管T的控制端子供电，因此三极管的工作特别节省电流。
另外，还可以在第二电路输入端子或第三电容器与固定基准电位间接有一附加的电阻。该电阻的作用在于稳定对应于固定基准电位的在晶体管控制端子上的电位。
作为三极管既可采用场效应晶体管，又可以采用双极性三极管。
在本发明电路布置的简化的第二优选实施例中，与上述电路布置的第一优选实施例相比，省去了三极管和线圈以及与工作电压连接的第一电路输入端子。在这里，提供呼叫信号发生器—供电电压的电压源直接与第一电容器的第一端子连接。该电容器在工作时，被充电到带有对应于固定基准电位的第二极性的电压值上，该电压的值最高等于呼叫信号发生器—供电电压的最大值。此简化了的实施例具有如下特别的优点，花费特别少的器件代价即可实现此电路布置。
结合本发明的构思对移动无线电设备的解释很宽。移动无线电设备系指所有的适用于利用电磁波接收信息的移动电子设备。
从属权利要求和下面对照附图1至6说明的实施例对本发明电路布置的进定一步的优点做了表述。图中示出：
图1 本发明电路布置的第一实施例的电路图；
图2 用于控制三极管的呼叫信号发生器—供电电压的电压一时间曲线图；
图3 在图1的电路布置用｜标记的节点上的电压变化的电压—时间曲线图；
图4 在图1的电路布置用K标记的节点上的电压变化的电压—时间曲线图；
图5 单片微波集成电路—功率发大器相结合的本发明的电路布置的方框图；
图6 本发明电路布置的第二实施例的电路图。
在图1的电路布置中，例如用场效应晶体管实现三极管T时。在三极管T的漏极端子D(与上述负载电路的第一端子相符)和加有正的工作电压V+(例如+3V)的第一电路输入端子E1之间接有一个线圈L(例如其电感为10μH)。三极管T的源极端子S(与上述负载电路的第二端子相符)与一固定的基准电位P(例如，地)，并且三极管T的一栅极端子G(与上述控制端子相符)与第二电路输入端子E2连接，在该端子上加有一呼叫信号发生器—供电电压Vck(例如，带有矩形脉冲的矩形电压+3V，参见图2)。在漏极端子D与第1二极管D1的负载K1之间接有一第1电容器C1(例如其电容约为1μF)。同时第1二极管D1的负极K1与第2二极管D2的正极A2，并且第2二极管D2的负载K2与固定基准电位P连接。在固定基准电位P与第1二极管D1的正极间接有第2电容器C2(例如其电容约为1μF)。第1二极管D1的正极A1与电路输出端子A连接，在该端子上分接出一负电压(在所述的电感和电容值的情况下约为-6至-9V)。
在图1电路布置中可选择性地将一其阻值例如R＝1KΩ的棚极偏置电阻(限流电阻)接在栅极引线(栅极端子G与第二电路输入端子E2间的连接线)上(图1中用虚线示出)。对此，在必要时可避免呼叫信号发生器—供电电压Vclk的强烈的击穿。
另外，在固定基准电位P和第二电路输入端子E2间可接有一附加的电阻(例如R＝20KΩ)(图1中用虚线示出)，该电阻起着稳定三极管T的棚极(G)-源极(S)-电位的作用。
为实现呼叫信号发生器供电电压(Vck)源与电路布置的直流去耦，可以在第二电路输入端子E2与栅极端子G或栅极偏置电阻R1间接有一个电容例如为1μF的第3电容器(在图1中同样用虚线示出)。
另外，为实现线圈L与工作电压(V+)电源的去耦，可以在第一电路输入端子E1和固定基准电位P间接有一个电容例如为2μF的第4电容器C4(图1中同样用虚线示出)。
另外，为实现用负的栅极电压对三极管T的供电，在电路输出端子A与栅极端子G或栅极偏置电阻R1间接有一负回授电阻R3(图1中用虚线示出)。由此，可实现电路布置的特别节省电流的工作。
图2中举例示出一种呼叫信号发生器—供电电压Vck的电压/时间关系曲线，示出该电压如何被用于激励三极管T并在移动无线电设备(例如移动无线电话)中。横坐标表示时间，纵坐标表示电压V。呼叫信号发生器—供电电压Vck是一个其对应于固定基准电位P(例如地)脉冲高度为+3V并且其频率例如在5至15MHz间的矩形电压，并加在第二电路输入端子E2上。
图3中示出的电压/时间关系曲线，示出用I标示的图1电路布置的节点上的电压变化。与图2相同，横坐标表示时间，纵坐标表示电压V。据此，在呼叫信号发生器—供电电压Vck的脉冲间隔内一对应于基准电位P，与工作电压V+相比较增高的其最大值从约+6至+9V的电压加在节点｜上。在脉中期间，节点由于三极管T导通而在固定基准电位P上。与工作电压V+相比增高的电压是由线圈L无电流接通时产生的电压升高造成的，该电压升高将对第一电容器C1充电。在图3中用线示出理想的电压变化。
图4中示出的电压/时间关系曲线，示出在图1中用K标示的节点上的电压变化。与图2相同，横坐标表示时间，纵坐标表示电压V。在呼叫信号发生器—供电电压Vck的脉冲间隔内，加有一对应于固定基准电位的其最大值为从约-6至-9V的电压。该电压的产生方式如下，在三极管T导通并且第1电容器C1的正极接在固定基准电位上时，第2电容器C2被充到对应于固定基准电位的负电压V-。在图3中同样用虚线给出理想的电压变化。
在电路输出端子A上，在未加载的状态下可分接出约为-6至-9V的纯直流电压。
在图5中示出的与带有三个放大级V1、V2、V3的单片微波集成电路功率放大器芯片MMIC相配合的本发明电路布置的方框图中可看出，三极管T、二极管D1和D2和必要时的第1、第2和/或第3电阻R1、R2、R3都集成在单片微波集成电路芯片MMIC上。线圈L、第1和第2电容器C1、C2以及必要时的第3和第4电容器C3、C4都设置在单片微波集成电路功率放大器芯片(MMIC)外面。
图6中所示的电路布置与上述对照图1所述的区别在于，省去了线圈L和三极管T以及正的工作电压V+，并且第1电容器C1的端子E接在呼叫信号发生器—供电电压Vck上。在第1电容器端子E上的和在节点K上的电压变化基本上与对照图3和4所述在节点I及K上的电压变化相符，但电压数值略小。
在不需要对应于正的工作电压V+数值增大的负压V-时，该图6的电路布置尤其适于在移动无线电设备(移动无线电话)中的应用。