CN100502264C - 双路本振源装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双路本振源装置，包括相同但相互独立的本振电路1和本振电路2，一个单刀双掷射频开关；所述本振电路1和本振电路2输出的本振信号经射频开关隔离选通后输出；还包括一个电源控制电路，所述电源控制电路用于控制在本振电路1的电源导通时，本振电路2的电源关断；在本振电路2的电源导通时本振电路1的电源关断。采用本发明提出的双路本振源装置，通过对放大器采取电源管理并保持与开关的同步可以有效减小信号的泄漏和辐射，提高了两路本振隔离度和本振信号的纯度，节省了电路成本和放大器的功耗，可以更好的满足发射机带内杂散和邻道抑制等指标。
Description
技术领域
本发明涉及通信系统收发信机中的本振电路。
背景技术
TDMA工作方式的通讯系统收发电路中常常需要本振电路在不同时隙提供高质量的本振信号和快速的频点切换，单路本振源在快速频点切换和高质量信号两者之间存在着矛盾，在有限的保护时隙内实现快速跳频的同时必然会带来调制精度下降、接收灵敏度恶化、杂散增加以及阻塞性能下降等一系列负作用。目前现有技术通常采用双路本振源切换的方式来提供快速载波频点，利用组合开关按照一定的时序打开或者断开的方式来控制两路本振源之间信号选择，通过射频开关自身的隔离效果来实现系统对双路本振信号互相隔离的要求。
这种技术的采用满足了系统对信号质量和频点快速切换的要求，但是由于开关泄漏和空间耦合引起的信号串扰通常降低开关关断的效果，使得开关在选择打开一路本振源时另外一路的本振由于开关关断隔离效果降低，从而使得被隔离的本振信号泄漏到工作频带内形成不需要的杂散信号。大多数通信协议中对发信有严格的邻道指标和带内杂散的要求。尤其是带内杂散电平要求是绝对值。实践表明，影响发信的带内杂散往往是由于双路本振的相互隔离度造成的杂散信号。当两路本振置于相邻频点时在大的发信功率中同样会由于本振隔离度不够恶化了邻道指标。在发信功率较小的收发信系统中采用上述技术，对邻道以及带内杂散影响不是很显著，但是当发射信号的功率较大时，仅仅靠射频开关来抑制的本振泄漏功率已不能满足系统要求，信号的辐射和串扰也成为影响双路本振隔离度的主要因素，这时通过继续增加开关来抑制信号泄漏的方法效果就会大大降低。在实际应用中：PHS基站系统中由于STD-28协议中对发信的带内杂散要求是250nw。采用通常技术中的双路本振源电路，其两路本振的隔离度能够达到65dBc，这样的含有另一路本振杂散的本振信号通过混频器，发信通道的滤波器不能滤除这样的杂散信号，从而在发信通道放大形成带内杂散信号。在20mw的小基站应用中其带内杂散是能够满足指标要求的，但是在500mw甚至更高功率的基站中这样的隔离度就很难满足要求，发信电路中的滤波器是不能滤掉这些落在带内的杂散信号，甚至对采取很多措施能够满足的发信邻道指标也造成很大危害。目前也尚未发现公开的技术能够很好地解决这个问题。
发明内容
本发明的目的就是克服现有技术中两路本振仅仅通过开关来进行隔离在大发射功率状况下信号的辐射和串扰严重的问题，提出一种隔离度高的双路本振源装置。
一种双路本振源装置，包括相同但相互独立的本振电路1和本振电路2，一个单刀双掷射频开关；所述本振电路1和本振电路2输出的本振信号经射频开关隔离选通后输出；该装置还包括一个电源控制电路，所述电源控制电路用于控制在本振电路1的电源导通时，本振电路2的电源关断；在本振电路2的电源导通时本振电路1的电源关断。
所述本振电路1包括依次串连的锁相环1、射频开关组1和放大器电路1；所述本振电路2包括依次串连的锁相环2、射频开关组2和放大器电路2；所述射频开关组1和射频开关组2的控制信号相位相反。
所述电源控制电路包括MOSFET驱动器1、场效应管1、MOSFET驱动器2、场效应管2；TTL电平控制信号与MOSFET驱动器1的正向输入端和MOSFET驱动器2的反向输入端相连；TTL电平控制信号通过MOSFET驱动器1驱动场效应管1控制放大器电路1电源的通断；通过MOSFET驱动器2驱动场效应管2控制放大器电路2电源的通断；所述TTL电平控制信号与两个射频开关组其中的一个的控制信号同相，与另一个的控制信号反相。
采用本发明提出的双路本振源装置，与现有技术相比，取得了在不增加射频开关的条件下提高两路本振隔离度的效果，由于在本振电路中采用放大器是不可避免的，但在双路本振切换提供频点的过程中，放大器会放大不需要的信号，导致两路本振隔离度的降低，通过对放大器采取电源管理并保持与开关的同步可以有效减小信号的泄漏和辐射，提高了两路本振隔离度和本振信号的纯度，节省了电路成本和放大器的功耗，可以更好的满足发射机带内杂散和邻道抑制等指标。在实际的工程应用中，而采用本发明提出的双路本振源装置，本振隔离度提高15dB以上，其两路本振的隔离度能达到80dB，能很轻易的就能满足杂散以及邻道功率指标的要求，大大降低PCB布板的难度，能够实现系统设计要求。
附图说明
图1是本发明的原理图。
图2是本发明控制信号的时序图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明的原理图。如图1所示，本发明提出的双路本振源准装置，包括相同但相互独立的本振电路1和本振电路2，一个单刀双掷射频开关；所述本振电路1和本振电路2输出的本振信号经射频开关隔离选通后输出。射频单刀双掷开关起到选通两路本振信号之一的作用。加在其上的控制信号为高电平时选通第一路，低电平时选通第二路。该装置还包括一个电源控制电路，所述电源控制电路用于控制在本振电路1的电源导通时，本振电路2的电源关断；在本振电路2的电源导通时本振电路1的电源关断。所述本振电路1包括依次串连的锁相环1、射频开关组1和放大器电路1；本振电路2包括依次串连的锁相环2、射频开关组2和放大器电路2；所述射频开关组1和射频开关组2的控制信号相位相反。电源控制电路包括MOSFET驱动器1、场效应管1、MOSFET驱动器2、场效应管2；TTL电平控制信号与MOSFET驱动器1的正向输入端和MOSFET驱动器2的反向输入端相连；TTL电平控制信号通过MOSFET驱动器1驱动场效应管1控制放大器电路1(113)电源的通断；通过MOSFET驱动器2驱动场效应管2控制放大器电路2电源的通断；所述TTL电平控制信号与两个射频开关组其中的一个的控制信号同相，与另一个的控制信号反相。
高速MOSFET驱动器主要用于驱动MOSFET管，提供足够的驱动电流，使MOSFET管可以快速实现开关性能。其一般有正向与反向两个输入端，其输出电平与其正向输入端相同，与反向输入端相反。能够实现纳秒级的电平转换时间。
MOSFET完成对受控射频本振放大器供电的开启和关断。当加在其控制端电平为由低电平转为高电平时，其能够在纳秒级的时间迅速导通。而当加在控制端的电平由高电平转为低电平时，能够在纳秒级迅速截止。
双路本振电路中需要两个本振源电路两个高速MOSFET驱动器来分别驱动相应的MOSFET管，其中控制信号分别加在两个高速MOSFET驱动器的正向控制端与反向控制端，加在正向控制端的MOSFET驱动器驱动第一路本振电路的MOSFET管，加在反向控制端的的MOSFET驱动器驱动第二路本振的MOSFET管。
放大器选用能够满足系统对本振信号电平要求的器件，当电源加在其供电端时，其起到信号放大作用。而当电源断开时，不对信号进行放大，并能起到一定的隔离作用。
双本振源装置的工作过程为：
当控制信号为高电平时，第一路本振支路单刀单掷开关导通，加在正向控制端的MOSFET驱动器输出为高电平，驱动第一路本振电路的MOSFET管导通，放大器加电工作并放大信号，射频单刀双掷开关选通第一路本振信号。第二路本振的工作状态为：单刀单掷开关截止，加在反向控制端的的MOSFET驱动器输出电平为低电平，第二路本振的MOSFET管截止，放大器不工作。这时输出第一路本振信号，并且第二路本振信号得以有效的抑制。
当控制信号为低电平时，第一路本振支路单刀单掷开关截止，加在正向控制端的MOSFET驱动器输出为低电平，第一路本振电路的MOSFET管截止，放大器不工作。第二路本振的工作状态为：单刀单掷开关导通，加在反向控制端的的MOSFET驱动器输出电平为高电平，驱动第二路本振电路的MOSFET管导通，放大器加电工作并放大信号，射频单刀双掷开关选通第二路本振信号。这时输出第二路本振信号，并且第一路本振信号得以有效的抑制。
图2是本发明控制信号的时序图。结合图1的标号和图2的时序，本发明提出的双路本振源装置的工作过程为：在本振电路1输出时隙，射频开关组112导通，控制信号高电平加在MOSFET驱动器1311正向端，输出高电平使MOSFET1312导通，放大器电路113上电工作；射频开关组122截止，控制信号高电平加在MOSFET驱动器1321反向端，输出低电平使MOSFET1322截止，放大器电路123断电不工作；单刀双掷开关14选通为本振1，输出本振1的信号。在本振电路2输出时隙，射频开关组112截止，控制信号低电平加在MOSFET驱动器1311正向端，使MOSFET1312截止，放大器电路113断电不工作；射频开关组122导通，控制信号低电平加在MOSFET驱动器1321反向端，输出高电平使MOSFET1322导通，放大器电路123上电工作；单刀双掷开关14选通为本振2，输出本振2的信号。
两路本振电路的开关状态在工作时隙内保持状态相反，并在系统提供的保护时隙内完成开关状态的快速切换，开关组后级的放大器电路113、123由电源管理电路13控制电源的开和关，严格和该路开关组保持同步并在保护时隙内完成对放大器的上电和断电。当本振信号导通时，放大器工作以提供一定的信号增益，满足系统对本振电平的要求，当本振信号被开关组112或122关断时，放大器113或123停止工作，由于辐射和泄漏进入放大器的本振信号电平相当于被阻断，并提供一定的隔离度。
Claims (1)
1、一种双路本振源装置，包括相同但相互独立的本振电路1(11)和本振电路2(12)，一个单刀双掷射频开关(14)；所述本振电路1(11)和本振电路2(12)输出的本振信号经射频开关(14)隔离选通后输出；其特征在于：还包括一个电源控制电路(13)，所述电源控制电路(13)用于控制在本振电路1(11)的电源导通时，本振电路2(12)的电源关断；在本振电路2(12)的电源导通时本振电路1(11)的电源关断；
所述本振电路1(11)包括依次串连的锁相环1(111)、射频开关组1(112)和放大器电路1(113)；所述本振电路2(12)包括依次串连的锁相环2(121)、射频开关组2(122)和放大器电路2(123)；所述射频开关组1(112)和射频开关组2(122)的控制信号相位相反；
所述电源控制电路(13)包括MOSFET驱动器1(1311)、场效应管1(1312)、MOSFET驱动器2(1321)、场效应管2(1322)；TTL电平控制信号与MOSFET驱动器1(1311)的正向输入端和MOSFET驱动器2(1321)的反向输入端相连；TTL电平控制信号通过MOSFET驱动器1(1311)驱动场效应管1(1312)控制放大器电路1(113)电源的通断；通过MOSFET驱动器2(1321)驱动场效应管2(1322)控制放大器电路2(123)电源的通断；所述TTL电平控制信号与两个射频开关组其中的一个的控制信号同相，与另一个的控制信号反相。
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