CN101873286A - 一种兼容FM和FM/Chirp调制的半双工调制解调器 - Google Patents

一种兼容FM和FM/Chirp调制的半双工调制解调器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种兼容FM和FM/Chirp调制的半双工调制解调器，属于通信领域。该兼容FM和FM/Chirp调制的半双工调制解调器由本地载波产生电路、收发转换开关、上变频器、带通滤波器、FM调制器、FM解调器、下变频器、窄带中频滤波器、强度检测电路和扫频周期相位调整电路组成；根据发收选择信号的高、低电平状态，选择工作于调制或解调模式；根据模式选择信号的高、低电平状态，选择本地载波产生电路输出的本地载波为正弦载波或Chirp脉冲载波，也相应地选择工作于FM或FM/Chirp调制方式。本发明提供的兼容FM和FM/Chirp调制的半双工调制解调器，能实现FM和FM/Chirp调制方式的调制和解调，主要应用于构建兼容FM和FM/Chirp调制的对讲机，也可单独用作兼容实现FM和FM/Chirp调制的调制器或解调器。

Description

一种兼容FM和FM/Chirp调制的半双工调制解调器
技术领域
本发明涉及一种兼容FM和FM/Chirp调制的半双工调制解调器，属于通信领域。
背景技术
FM调制的半双工调制解调器主要应用于对讲机中，其半双工工作方式的设计是与对讲机所采用的PTT(Push to Talk)工作方式相适应的。
在本人向中国国家知识产权局提交的专利申请“基于扫频调制的复合调频方式及其实现方法和实现装置”(申请号：201010165630.6)中，提供了一种对扫频脉冲载波进行二次频率调制而形成的基于扫频调制的复合调频方式以及相应的调制方法、调制器、解调方法和解调器。为了便于后面的描述，将该基于扫频调制的复合调频方式进行重新命名：由于扫频调制又称Chirp调制，扫频脉冲载波又可称作Chirp脉冲载波；用FM统一代表对扫频脉冲载波进行二次频率调制可能使用的模拟和数字频率调制方式，由此将该基于扫频调制的复合调频方式称作FM/Chirp复合频率调制方式，或简称作FM/Chirp调制。
按FM/Chirp复合频率调制方式产生的已调载波仍是恒包络的频率调制载波，可以与FM调制的已调载波共用相同的C类射频功率放大器，加之可沿用FM调制方式的调制器和解调器，因此便于实现与FM调制方式在调制器、解调器和射频功率放大器这3个方面的同时兼容。如果将FM/Chirp复合频率调制方式应用于对讲机中，也需要使用相应的半双工方式的调制解调器。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种兼容FM和FM/Chirp调制的半双工调制解调器，用于兼容实现对FM和FM/Chirp调制的半双工方式的调制和解调，以便将FM/Chirp调制应用于对讲机通信中。为了解决该问题，先提供一种兼容FM和FM/Chirp调制的半双工调制解调器，然后对其工作原理进行描述，并通过实施例说明其用途及优越性。
一种兼容FM和FM/Chirp调制的半双工调制解调器，由本地载波产生电路(101)、收发转换开关(102)、上变频器(103)、带通滤波器(104)、FM调制器(105)、FM解调器(106)、下变频器(107)、窄带中频滤波器(108)、强度检测电路(109)和扫频周期相位调整电路(110)组成。
该半双工调制解调器有发收选择信号(T/R)和模式选择信号(Mode)两个控制信号；其中，发收选择信号(T/R)的电平有高、低两种状态，相应地选择该半双工调制解调器工作于调制或解调模式；模式选择信号(Mode)的电平也有高、低两种状态，用于选择本地载波产生电路(101)产生的本地载波(SL(t))是Chirp脉冲载波或正弦载波，也相应地选择该半双工调制解调器工作于FM/Chirp或FM调制方式。
当选择工作于调制模式时，本地载波产生电路(101)根据模式选择信号(Mode)的电平状态产生相应类型的本地载波(SL(t))为发射本地载波(SLT(t))，收发转换开关(102)在发收选择信号(T/R)的控制下将本地载波产生电路(101)输出的本地载波(SL(t))切换输出至上变频器(103)的一个输入端，FM调制器(105)将待调制基带信号(bT(t))按FM频率调制方式对正弦载波进行频率调制并将所获得的已调载波(SFM(t))作为上变频器(103)的另一路输入，带通滤波器(104)从上变频器(103)的输出(SMT(t))中提取和频分量作为该半双工调制解调器对外输出的发射中频信号(STIF(t))。
当选择工作于解调模式时，本地载波产生电路(101)根据模式选择信号(Mode)的电平状态产生的相应类型的本地载波(SL(t))为接收本地载波(SLR(t))；收发转换开关(102)在发收选择信号(T/R)的控制下将本地载波产生电路(101)输出的本地载波(SL(t))切换输出至下变频器(107)的一个输入端，下变频器(107)的另一路输入为输入至该半双工调制解调器的接收中频信号(SRIF(t))，窄带中频滤波器(108)从下变频器(107)的输出(SMR(t))中提取差频分量作为FM解调器(106)的输入信号(SRIF’(t))；FM解调器(106)将解调结果(bR(t))对外输出。
当该半双工调制解调器工作于FM/Chirp解调模式时，窄带中频滤波器(108)的输出(SRIF’(t))同时也作为强度检测电路(109)的输入信号，强度检测电路(109)对输入至其中的信号进行强度检测并将强度检测结果(RSSI)输出至扫频周期调整电路(110)；扫频周期调整电路(110)根据某种扫频周期同步方法，接收强度检测电路(109)输出的强度检测结果(RSSI)，并通过超前调整信号(ADV)和滞后调整信号(BACK)控制本地载波产生电路(101)调整其输出的Chirp脉冲载波的扫频周期相位，实现接收本地载波(SLR(t))的扫频周期同步和同步保持。在扫频周期相位调整电路(110)中，可以使用本人向中国国家知识产权局提供的发明专利申请“基于扫频调制的复合调频方式及其实现方法和实现装置”(申请号：201010165630.6)中提供的扫频周期同步方法。
有益效果
与已有FM调制的半双工调制解调器相比，本发明提供的兼容FM和FM/Chirp调制的半双工调制解调器，增加了强度检测电路(109)和扫频周期相位调整电路(110)，并更换使用既能产生正弦波又能产生Chirp脉冲载波的本地载波产生电路(101)；通过这样的改进，使之能兼容实现FM和FM/Chirp调制方式的调制和解调。
与本人向中国国家知识产权局提供的发明专利申请“基于扫频调制的复合调频方式及其实现方法和实现装置”(申请号：201010165630.6)中提出的调制器和解调器相比，本发明提供的兼容FM和FM/Chirp调制的半双工调制解调器既能用作调制器，又能用作解调器，只是两种功能不能同时使用。本发明主要应用于构建兼容FM和FM/Chirp调制的对讲机。
附图说明
图1所示为兼容FM和FM/Chirp调制的半双工调制解调器的组成结构；其中，101是本地载波产生电路，102是收发转换开关，103是上变频器，104是带通滤波器，105是FM调制器，106是FM解调器，107是下变频器，108是窄带中频滤波器，109是强度检测电路，110是扫频周期相位调整电路。
图2所示为实施例使用的一种采用兼容FM和FM/Chirp调制的半双工调制解调器构建的兼容FM和FM/Chirp调制的对讲机的组成结构；其中，201是如图1所示的兼容FM和FM/Chirp调制的半双工调制解调器，202是二次上变频器，203是射频带通滤器，204是射频功率放大器，205是射频发收开关，206是天线，207是低噪声放大器，208是一次下变频器，209是一中频带通滤波器，210是频率合成器，211是射频本振发收转换开关。
具体实施方式
一种采用兼容FM和FM/Chirp调制的半双工调制解调器构建的兼容FM和FM/Chirp调制的对讲机，如图2所示。为了便于后面的描述，定义如下：发收选择信号(T/R)为高电平时选择工作于发射模式，为低电平时选择工作于接收模式；模式选择信号(Mode)为低电平时选择工作于FM调制模式，为高电平时选择工作于FM/Chirp调制模式。
(一)接收模式下的工作流程
当发收选择信号(T/R)为低电平时，选择工作于接收模式；此时，由天线(206)接收到的通信信号经射频发收开关(205)的切换作为低噪声放大器(207)的输入信号，低噪声放大器(207)的输出作为一次下变频器(208)的一路输入；经过射频本振发收转换开关(211)的切换，频率合成器(210)根据发收选择信号(T/R)的电平状态产生的射频接收本地载波作为一次下变频器(208)的另一路输入；一次下变频器(208)的输出经过一中频带通滤波器(209)的带通滤波处理之后作为输入至兼容FM和FM/Chirp调制的半双工调制解调器(201)的接收中频信号(SRIF(t))。
此时，发收选择信号(T/R)也同时选择兼容FM和FM/Chirp调制的半双工调制解调器(201)工作于解调模式。
当模式选择信号(Mode)为低电平时，选择工作于FM解调模式；本地载波产生电路(101)输出的本地载波(SL(t))为接收本地载波(SLR(t))，该接收本地载波(SLR(t))为正弦载波；收发转换开关(102)在发收选择信号(T/R)的控制下将本地载波产生电路(101)输出的本地载波(SL(t))切换输出至下变频器(107)的一个输入端，输入至该半双工调制解调器的接收中频信号(SRIF(t))作为下变频器(107)的另一路输入，窄带中频滤波器(108)从下变频器(107)的输出(SMR(t))中提取差频分量作为FM解调器(106)的输入信号(SRIF’(t))；FM解调器(106)将解调结果(bR(t))对外输出。
当模式选择信号(Mode)为高电平时，选择工作于FM/Chirp解调模式；本地载波产生电路(101)输出的本地载波(SL(t))为接收本地载波(SLR(t))，该接收本地载波(SLR(t))为Chirp脉冲载波；在发收选择信号(T/R)的控制下，将本地载波产生电路(101)输出的本地载波(SL(t))切换输出至下变频器(107)的一个输入端，输入至该半双工调制解调器的接收中频信号(SRIF(t))作为下变频器(107)的另一路输入，窄带中频滤波器(108)从下变频器(107)的输出(SMR(t))中提取差频分量作为FM解调器(106)的输入信号(SRIF’(t))；FM解调器(106)将解调结果(bR(t))对外输出；在此过程中，扫频周期调整电路(110)根据某种扫频周期同步方法，接收强度检测电路(109)输出的强度检测结果(RSSI)，并通过超前调整信号(ADV)和滞后调整信号(BACK)控制本地载波产生电路(101)调整其输出的Chirp脉冲载波的扫频周期相位，实现接收本地载波(SLR(t))的扫频周期同步和同步保持。
(二)发射模式下的工作流程
当发收选择信号(T/R)为高电平时，选择工作于发射模式；此时，兼容FM和FM/Chirp调制的半双工调制解调器(201)输出的发射中频信号(STIF(t))作为二次上变频器的一路输入；经过射频本振发收转换开关(211)的切换，频率合成器(210)根据发收选择信号(T/R)的电平状态产生的射频发射本地载波作为二次上变频器(202)的另一路输入；二次上变频器(202)的输出经过射频带通滤波器(203)的带通处理，再经射频功率放大器(204)的功率放大和射频发收开关(205)的切换，从天线(206)对外发射。
此时，发收选择信号(T/R)也同时选择兼容FM和FM/Chirp调制的半双工调制解调器(201)工作于调制模式。
当模式选择信号(Mode)为低电平时，选择工作于FM调制模式；本地载波产生电路(101)产生的本地载波(SL(t))为发射本地载波(SLT(t))，该发射本地载波(SLT(t))为正弦载波；收发转换开关(102)在发收选择信号(T/R)的控制下将本地载波产生电路(101)输出的本地载波(SL(t))切换输出至上变频器(103)的一个输入端，FM调制器(105)将待调制基带信号(bT(t))按FM频率调制方式对正弦载波进行频率调制并将所获得的已调载波(SFM(t))作为上变频器(103)的另一路输入，带通滤波器(104)从上变频器(103)的输出(SMT(t))中提取和频分量作为该半双工调制解调器对外输出的发射中频信号(STIF(t))；此时，发射中频信号(STIF(t))为FM调制的已调载波。
当模式选择信号(Mode)为高电平时，选择工作于FM/Chirp调制模式；本地载波产生电路(101)产生的本地载波(SL(t))为发射本地载波(SLT(t))，该发射本地载波(SLT(t))为Chirp脉冲载波；收发转换开关(102)在发收选择信号(T/R)的控制下将本地载波产生电路(101)输出的本地载波(SL(t))切换输出至上变频器(103)的一个输入端，FM调制器(105)将待调制基带信号(bT(t))按FM频率调制方式对正弦载波进行频率调制并将所获得的已调载波(SFM(t))作为上变频器(103)的另一路输入，带通滤波器(104)从上变频器(103)的输出(SMT(t))中提取和频分量作为该半双工调制解调器对外输出的发射中频信号(STIF(t))；此时，发射中频信号(STIF(t))为FM/Chirp调制的已调载波。

Claims (1)

1.一种兼容FM和FM/Chirp调制的半双工调制解调器，由本地载波产生电路(101)、收发转换开关(102)、上变频器(103)、带通滤波器(104)、FM调制器(105)、FM解调器(106)、下变频器(107)、窄带中频滤波器(108)组成；该半双工调制解调器，根据发收选择信号(T/R)的电平高、低状态来选择工作于调制或解调模式；
当选择工作于调制模式时，本地载波产生电路(101)产生的本地载波(SL(t))为发射本地载波(SLT(t))，收发转换开关(102)在发收选择信号(T/R)的控制下将本地载波产生电路(101)输出的本地载波(SL(t))切换输出至上变频器(103)的一个输入端，FM调制器(105)将待调制基带信号(bT(t))按FM频率调制方式对正弦载波进行频率调制并将所获得的已调载波(SFM(t))作为上变频器(103)的另一路输入，带通滤波器(104)从上变频器(103)的输出(SMT(t))中提取和频分量作为该半双工调制解调器对外输出的发射中频信号(STIF(t))；
当选择工作于解调模式时，本地载波产生电路(101)产生的本地载波(SL(t))为接收本地载波(SLR(t))，收发转换开关(102)在发收选择信号(T/R)的控制下将本地载波产生电路(101)输出的本地载波(SL(t))切换输出至下变频器(107)的一个输入端，下变频器(107)的另一路输入为输入至该半双工调制解调器的接收中频信号(SRIF(t))，窄带中频滤波器(108)从下变频器(107)的输出(SMR(t))中提取差频分量作为FM解调器(106)的输入信号(SRIF’(t))；FM解调器(106)将解调结果(bR(t))对外输出；其特征在于：
该半双工调制解调器还包括强度检测电路(109)和扫频周期相位调整电路(110)，窄带中频滤波器(108)的输出(SRIF’(t))同时也作为强度检测电路(109)的输入信号，强度检测电路(109)对输入至其中的信号进行强度检测，并将强度检测结果(RSSI)输出至扫频周期相位调整电路(110)；
所述本地载波(SL(t))有正弦载波和Chirp脉冲载波两种类型，由本地载波产生电路(101)根据模式选择信号(Mode)的高、低电平状态来选择其输出的载波类型，相应地选择该半双工调制解调器工作于FM调制/解调模式或FM/Chirp调制/解调模式；
当该半双工调制解调器工作于FM/Chirp解调模式时，扫频周期相位调整电路(110)根据某种扫频周期同步方法，接收强度检测电路(109)输出的强度检测结果(RSSI)，并通过超前调整信号(ADV)和滞后调整信号(BACK)控制本地载波产生电路(101)调整其输出的Chirp脉冲载波的扫频周期相位，实现接收本地载波(SLR(t))的扫频周期同步和同步保持。
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