CN101345555A - 一种基于sigma-delta锁相环的调频方法 - Google Patents
一种基于sigma-delta锁相环的调频方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101345555A CN101345555A CNA2007100578882A CN200710057888A CN101345555A CN 101345555 A CN101345555 A CN 101345555A CN A2007100578882 A CNA2007100578882 A CN A2007100578882A CN 200710057888 A CN200710057888 A CN 200710057888A CN 101345555 A CN101345555 A CN 101345555A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- digital
- digital signal
- frequency
- sigma
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Abstract
本发明属于无线通信领域的一种基于sigma－delta锁相环的调频方法，其技术特点是：使用sigma－delta调制器将输入的规格化数字信号转换成低字长的数字信号S5(t)，利用低字长的数字信号S5(t)控制锁相环电路的分频比并利用锁相环电路调制输出调频信号S6(t)，同时将生成的分频输出信号S7(t)作为时钟信号连接到sigma－delta调制器上。本发明能够使用模拟输入信号S1(t)或数字源信号S3(t)对载波信号进行调制，使用sigma－delta调制器输出的低字长的数字信号S5(t)控制锁相环电路的分频比，并通过锁相环路完成信号对载波的调制，该方法结构简单，能够显著降低调频信号的失真度，实现对频偏的精确控制，有效地压制压控振荡器的噪声，使得压控振荡器输出的调频信号S6(t)幅度稳定，线性特性良好，调频发射质量优异。
Description
技术领域
本发明属于无线通信领域，尤其是一种基于sigma-delta锁相环的调频方法。
背景技术
调频信号已广泛应用于无线通讯领域，如无线话筒、车载发射系统等短距离无线发射系统。目前，对输入信号的调频方法主要采用美国专利(专利号为第6,535,719B1的无线信号的调频发射方案)，该美国专利所公开的调频发射方案主要由鉴频鉴相器、电荷泵、低通滤波器、压控振荡器、分频器组成一个锁相环电路，模拟输入信号经过隔直电容直接加入到压控振荡器的输入端，该压控振荡器的输出即为最终的调频信号(如图4所示)。该调频发射的技术方案存在如下缺点：(1)由于模拟输入信号经过隔直电容后直接对压控振荡器进行调制，会导致调频输出信号产生失真；而且由于压控振荡器的压控增益存在非线性特性，该方法无法准确控制调频信号的最大频偏；(2)由于该技术方案为了降低锁相环电路对调频信号的不利影响，所使用锁相环的环路带宽通常很窄，因此该压控振荡器的噪声将影响到调频发射信号的质量，使得调频输出的信号质量难以保证；(3)该技术方案只能对模拟输入信号进行调频发射，不能直接对数字信号进行调频发射。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种线性特性良好、调频发射质量优异、既可以对模拟输入信号进行调频发射又能够直接对数字输入信号进行调频发射的一种基于sigma-delta锁相环的调频方法。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种基于sigma-delta锁相环的调频方法，其特征在于：其调频步骤为：
(1)使用sigma-delta调制器将输入的规格化数字信号转换成低字长的数字信号S5(t)；
(2)利用低字长的数字信号S5(t)控制锁相环电路的分频比并利用锁相环电路调制输出调频信号S6(t)，同时将生成的分频输出信号S7(t)作为时钟信号连接到sigma-delta调制器上。
而且，所述的规格化的数字信号是过采样的数字信号，或是经数字滤波器转换后的高字长的数字信号S4(t)。
而且，所述的锁相环电路由鉴频鉴相器、电荷泵、低通滤波器及压控振荡器及分频器连接构成，其调制处理方法是：低字长的数字信号S5(t)作为分频器的输入端控制分频器的分频比，该分频器的另一个输入端与压控振荡器输出的调频信号S6(t)相连接，分频器输出的分频输出信号S7(t)一方面作为时钟信号连接到数字sigma-delta调制器上，另一方面作为鉴频鉴相器的一个输入端，由鉴频鉴相器、电荷泵、低通滤波器及压控振荡器进行调制输出调频信号S6(t)。
而且，所述的过采样的数字信号是过采样的数字源信号S3(t)，或是使用模数转换器将模拟输入信号S1(t)转换成的过采样的数字信号S2(t)。
而且，所述的高字长的数字信号S4(t)是使用数字滤波器对奈奎斯特采样的数字源信号S3(t)进行插值滤波转换生成，或是使用模数转换器对模拟输入信号S1(t)转换生成数字信号S2(t)并使用数字滤波器对该数字信号S2(t)进行转换生成。
而且，数字滤波器对奈奎斯特采样的数字源信号S3(t)进行转换的方法是：数字滤波器由抽取滤波器和插值滤波器连接构成，插值滤波器对该奈奎斯特采样的数字源信号S3(t)进行滤波并提高其工作频率得到高字长的数字信号S4(t)
而且，数字滤波器对模数转换器生成的数字信号S2(t)进行转换的方法是：数字滤波器由抽取滤波器和插值滤波器连接构成，若模数转换器生成的数字信号S2(t)是过采样的数字信号，那么抽取滤波器对该数字信号进行滤波并降低其工作频率并送入插值滤波器中，然后由插值滤波器将抽取滤波后的数字信号进行滤波并提高其工作频率得到高字长的数字信号S4(t)；若模数转换器生成的数字信号S2(t)是奈奎斯特采样的数字信号，那么将该奈奎斯特采样的数字信号直接送入插值滤波器中，由插值滤波器对其进行滤波并提高其工作频率得到高字长的数字信号S4(t)。
本发明的优点和积极效果是：
1.本发明的调频方法使用sigma-delta调制器将数字滤波器输出的高字长的数字信号S4(t)转换成低字长的数字信号S5(t)控制锁相环电路的分频比，该分频比可以随输入的信号自动调整，同时将锁相环电路中的分频器输出的分频输出信号S7(t)反馈输入给sigma-delta调制器，因此实现对频偏精确的控制，能够显著降低调频信号的失真度，有效地压制压控振荡器的噪声，使得压控振荡器输出的调频信号S6(t)幅度稳定，线性特性良好，调频发射质量优异。
2.本发明可以直接将输入的过采样的数字信号接入到sigma-delta调制器中，也可以使用模数转换器、数字滤波器将模拟输入信号或数字输入信号处理后生成高字长的数字信号S4(t)接入到sigma-delta调制器输入端，使用sigma-delta调制器输出的低字长的数字信号S5(t)控制锁相环电路的分频比，并由锁相环电路调制输出调频信号S6(t)，因此，本方法既可以实现对模拟输入信号进行调频发射又能够直接对数字输入信号进行调频发射。
附图说明
图1为一种基于sigma-delta锁相环的调频方法的原理框图；
图2为数字滤波器的滤波处理原理框图；
图3为锁相环电路的原理框图；
图4为现有信号调频方法的原理框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例做进一步详述：
如图1-3所示，该方法所采用的电路包括依次连接的模数转换器、数字滤波器、sigma-delta调制器及锁相环电路构成，其中：数字滤波器由抽取滤波器和插值滤波器连接构成，锁相环电路由鉴频鉴相器、电荷泵、低通滤波器及压控振荡器及分频器连接构成。在上述电路中，模数转换器能够将模拟输入信号转换成数字信号，数字滤波器能够将模数转换器转换后的数字信号进行滤波得到高字长的数字信号，sigma-delta调制器能够将过采样的数字信号或高字长的数字信号生成低字长的数字信号，锁相环电路实现载波调制并输出调频信号。
采用上述电路能够对模拟输入信号S1(t)或过采样的数字源信号S3(t)进行载波调制并输出调频信号，模拟输入信号S1(t)及数字源信号S3(t)可以是音频信号也可以是其它中低频信号。由于本发明是基于sigma-delta调制器和锁相环电路的调频方法，sigma-delta调制器对于输入信号有一定的要求，该输入信号应为规格化数字信号，即为过采样的数字信号或是经数字滤波器转换后的高字长的数字信号。如果输入信号是过采样的数字信号，或者经模数转换器生成的过采样的数字信号S2(t)，则可以直接将其接入到sigma-delta调制器的输入端；如果输入信号是奈奎斯特采样的数字信号，则需在接入sigma-delta调制器前将该信号进行数字滤波处理并转换成为高字长的数字信号，其转换生成方法如下：
模拟输入信号S1(t)转换生成高字长的数字信号S4(t)方法为：使用模数转换器将模拟输入信号S1(t)转换成数字信号S2(t)，对不同频率的模拟信号可以使用相对应的模数转换器进行转换，转换输出的数字信号S2(t)可以是奈奎斯特采样的数字信号，也可以是过采样的数字信号。如果数字信号S2(t)是奈奎斯特采样的数字信号，则可将其接入到数字滤波器中的插值滤波器上，由插值滤波器对其滤波并提高其工作频率得到高字长的数字信号S4(t)；如果数字信号S2(t)是过采样的数字信号，则既可以将该数字信号直接接入sigma-delta调制器输入端，也可以将其接入数字滤波器中对过采样信号进行处理，数字滤波器内的抽取滤波器对该过采样的数字信号进行滤波并降低其工作频率得到数字信号S21(t)然后将其送入插值滤波器中，由插值滤波器将抽取滤波后的数字信号S21(t)进行滤波并提高其工作频率得到高字长的数字信号S4(t)。
数字源信号S3(t)转换生成高字长的数字信号S4(t)方法为：数字输入信号S3(t)可以是奈奎斯特采样的数字信号也可以是过采样的数字信号，如果数字信号S3(t)是过采样的数字信号，即可将该数字信号直接接入sigma-delta调制器的输入端，如果数字信号S3(t)是奈奎斯特采样的数字信号，则将该数字信号接入到数字滤波器内的插值滤波器的输入端，该插值滤波器对该数字信号进行滤波并提高其工作频率得到高字长的数字信号S4(t)。
对于按上述方法转换生成的高字长的数字信号S4(t)或经模数转换后生成的过采样的数字信号S2(t)或过采样的数字源信号S3(t)即可接入到sigma-delta调制器的输入端，并执行下列步骤实现信号的调频输出：
(1)sigma-delta调制器转换步骤：使用sigma-delta调制器将经数字滤波器转换后高字长的数字信号S4(t)，或经模数转换后生成的过采样的数字信号S2(t)或过采样的数字源信号S3(t)转换成低字长的数字信号S5(t)。
(2)锁相环电路调制处理步骤：低字长的数字信号S5(t)作为分频器的一个输入端控制分频器的分频比，该分频器的另一个输入端与压控振荡器输出的调频信号S6(t)相连接，分频器输出的分频输出信号S7(t)一方面作为时钟信号连接到数字sigma-delta调制器上，另一方面作为鉴频鉴相器的一个输入端，鉴频鉴相器将参考信号S40(t)及分频器的输出信号S7(t)的瞬时相位差转换成相应的脉冲信号S41(t)，脉冲的宽度正比于参考信号S40(t)及分频器的输出信号S7(t)的瞬时相位差，脉冲的极性反应S40(t)及S7(t)之间的时序关系。电荷泵模块将S41(t)转换成电流信号S42(t)输出，低通滤波器将电流信号S42(t)转换成电压信号S43(t)，并进行滤波。压控振荡器将电压S43(t)进行调制，最终得到调频信号S6(t)发射。
本发明的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此不能依此来限制本发明的保护范围，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
Claims (7)
1.一种基于sigma-delta锁相环的调频方法，其特征在于：其调频步骤为：
(1)使用sigma-delta调制器将输入的规格化数字信号转换成低字长的数字信号S5(t)；
(2)利用低字长的数字信号S5(t)控制锁相环电路的分频比并利用锁相环电路调制输出调频信号S6(t)，同时将生成的分频输出信号S7(t)作为时钟信号连接到sigma-delta调制器上。
2.根据权利要求1所述的一种基于sigma-delta锁相环的调频方法，其特征在于：所述的规格化的数字信号是过采样的数字信号，或是经数字滤波器转换后的高字长的数字信号S4(t)。
3.根据权利要求1所述的一种基于sigma-delta锁相环的调频方法，其特征在于：所述的锁相环电路由鉴频鉴相器、电荷泵、低通滤波器及压控振荡器及分频器连接构成，其调制处理方法是：低字长的数字信号S5(t)作为分频器的输入端控制分频器的分频比，该分频器的另一个输入端与压控振荡器输出的调频信号S6(t)相连接，分频器输出的分频输出信号S7(t)一方面作为时钟信号连接到数字sigma-delta调制器上，另一方面作为鉴频鉴相器的一个输入端，由鉴频鉴相器、电荷泵、低通滤波器及压控振荡器进行调制输出调频信号S6(t)。
4.根据权利要求2所述的一种基于sigma-delta锁相环的调频方法，其特征在于：所述的过采样的数字信号是过采样的数字源信号S3(t)，或是使用模数转换器将模拟输入信号S1(t)转换成的过采样的数字信号S2(t)。
5.根据权利要求2所述的一种基于sigma-delta锁相环的调频方法，其特征在于：所述的高字长的数字信号S4(t)是使用数字滤波器对奈奎斯特采样的数字源信号S3(t)进行插值滤波转换生成，或是使用模数转换器对模拟输入信号S1(t)转换生成数字信号S2(t)并使用数字滤波器对该数字信号S2(t)进行转换生成。
6.根据权利要求5所述的一种基于sigma-delta锁相环的调频方法，其特征在于：数字滤波器对奈奎斯特采样的数字源信号S3(t)进行转换的方法是：数字滤波器由抽取滤波器和插值滤波器连接构成，插值滤波器对该奈奎斯特采样的数字源信号S3(t)进行滤波并提高其工作频率得到高字长的数字信号S4(t)
7.根据权利要求5所述的一种基于sigma-delta锁相环的调频方法，其特征在于：数字滤波器对模数转换器生成的数字信号S2(t)进行转换的方法是：数字滤波器由抽取滤波器和插值滤波器连接构成，若模数转换器生成的数字信号S2(t)是过采样的数字信号，那么抽取滤波器对该数字信号进行滤波并降低其工作频率并送入插值滤波器中，然后由插值滤波器将抽取滤波后的数字信号进行滤波并提高其工作频率得到高字长的数字信号S4(t)；若模数转换器生成的数字信号S2(t)是奈奎斯特采样的数字信号，那么将该奈奎斯特采样的数字信号直接送入插值滤波器中，由插值滤波器对其进行滤波并提高其工作频率得到高字长的数字信号S4(t)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2007100578882A CN101345555A (zh) | 2007-07-10 | 2007-07-10 | 一种基于sigma-delta锁相环的调频方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2007100578882A CN101345555A (zh) | 2007-07-10 | 2007-07-10 | 一种基于sigma-delta锁相环的调频方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101345555A true CN101345555A (zh) | 2009-01-14 |
Family
ID=40247460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNA2007100578882A Pending CN101345555A (zh) | 2007-07-10 | 2007-07-10 | 一种基于sigma-delta锁相环的调频方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101345555A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107612546A (zh) * | 2017-08-29 | 2018-01-19 | 电子科技大学 | 一种基于神经网络的锁相环电路 |
-
2007
- 2007-07-10 CN CNA2007100578882A patent/CN101345555A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107612546A (zh) * | 2017-08-29 | 2018-01-19 | 电子科技大学 | 一种基于神经网络的锁相环电路 |
| CN107612546B (zh) * | 2017-08-29 | 2020-10-23 | 电子科技大学 | 一种基于神经网络的锁相环电路 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI442739B (zh) | 應用注入鎖定技術之極座標接收機 | |
| US20030118143A1 (en) | Direct modulation architecture for amplitude and phase modulated signals in multi-mode signal transmission | |
| JP2003500873A (ja) | 振幅波形の高低周波数部分を別々に増幅する電力変調装置及び方法 | |
| CN1178394C (zh) | N分频合成器 | |
| US20110103427A1 (en) | System and method of controlling modulation frequency of spread-spectrum signal | |
| CN1278970A (zh) | 用于控制锁相环的经后滤波的△∑调制器 | |
| US7352311B2 (en) | Continuous time noise shaping analog-to-digital converter | |
| US9876631B2 (en) | Digital synchronizer | |
| KR20090091826A (ko) | 클래스 ｄ 전력단용 오류 보정 시스템 | |
| WO2008150972A2 (en) | Pulse-code to pulse width modulation signal conversion with continuously variable ratio between clock and sampling frequencies and applications hereof | |
| JP2009543433A (ja) | スイッチモード電力増幅 | |
| JP2016213767A (ja) | 無線機 | |
| EP3103198A1 (en) | Transmitter and method of transmitting | |
| CN105388747B (zh) | 一种数字一体化的cpt原子钟控制系统 | |
| US8111845B2 (en) | System having a pulse width modulation device | |
| JPH0793546B2 (ja) | 増幅装置 | |
| CN101547177A (zh) | 平衡结构的超宽带二相相移键控窄脉冲发射机及方法 | |
| CN111291423B (zh) | 一种区块链的安全防护系统 | |
| CN101345555A (zh) | 一种基于sigma-delta锁相环的调频方法 | |
| AU2012211573A1 (en) | Method of outputting audio signal and audio signal output apparatus using the method | |
| KR101076636B1 (ko) | 디지털 펄스폭 제어 발진 변조기 | |
| US7760041B2 (en) | Pulse-width modulator methods and apparatus | |
| CN109004930A (zh) | 基于锁相环直接解调频率调制信号的电路系统及控制方法 | |
| EP0895363A2 (en) | Control of spurious emissions during transient states | |
| CN213637720U (zh) | 超宽带细步进快速跳频源 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20090114 |