CN102324946B - 数控短波接收机高中频前端电路 - Google Patents

数控短波接收机高中频前端电路 Download PDF

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CN102324946B CN201110154607.1A CN201110154607A CN102324946B CN 102324946 B CN102324946 B CN 102324946B CN 201110154607 A CN201110154607 A CN 201110154607A CN 102324946 B CN102324946 B CN 102324946B
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Abstract

本发明数控短波接收机高中频前端电路主要由PlN二极管电调衰减器、数控电调谐预选跟踪滤波器组、增益控制低噪声放大器、直接数字频率合成器,多个混频器、中频放大器、幅度检测与增益控制电路及预选控制器组成,其中:天线感应的微弱信号经所述PlN管衰减器后由第一数控电调谐预选跟踪滤波器组跟踪选频,经增益控制低噪声放大器放大后,再由第二数控电调谐预选跟踪滤波器组选频,选频后的信号由以频率合成器构成的三本振与多个混频器进行三次混频,并经多级中放与增益控制处理后送解调器解调。本发明可满足对短波接收机高灵敏度、强抗干扰和大动态范围要求,适合于接收频率快速变化的跳频接收机,并具有低插损、低带内波动、高选择性效果。

Description

数控短波接收机高中频前端电路
技术领域
本发明属于短波无线电通信技术领域,具体涉及一种数控短波接收机高中频前端电路。
背景技术
现代无线电通信的电磁环境越来越复杂,短波无线电通信设备大量增加,信号越来越拥挤。例如,有多部电台在同时工作时,由于距离近,相互之间会产生干扰,严重时会产生短波接收机的阻塞而无法使用。此外,随着现代通信技术的进步及当前诸如电子对抗、电子侦察与反侦察的发展,对无线电接收机的高频前端电路提出了新的技术要求,因此设计具有抗噪声、抗干扰、抗衰落、抗多径能力强且智能的数控短波接收机高中频前端电路,就显得特别急切。
在短波无线电通信设备的设计中,设计者往往偏重于数字智能功能,而往往忽视模拟高频前端电路的高指标电路设计,例如,有的设计采用天线接收到的短波无线电信号经通带频率为                                               
Figure 2011101546071100002DEST_PATH_IMAGE002
的宽带带通滤波器后,就进行下混频处理,显然,这将导致高频前端电路的一些诸如中频抗距比、镜像抗距比、抗阻塞等性能指标的严重下降。根据部分短波无线电通信设备抗阻塞干扰性能差的问题,也提出并使用了例如相位抵消法的某些方法,但它完全适应不了运动中的短波通信接收机使用过程中的参数快速变化。故设计可快速跟踪预选滤波的高抗干扰数控短波接收机高中频前端电路就显得非常重要。
高抗干扰短波数控跟踪调谐放大电路是短波跳频接收机高频前端的核心部件,其功能是为了选出接收机的工作频率信号,让所需要频率的信号顺利通过,对不需要的频率产生抑制并滤除其它杂波。同时,要求其具有低插损、低带内波动、高信号选择性,以满足灵敏度和动态范围的要求。还要求电调跟踪滤波器具有体积小、快速跟踪、工作频带宽的优点,可很好地抑制二阶组合信号,提高接收机的选择性和抗干扰能力;因此需要采用数控电调谐跟踪调谐滤波器技术,这样既可实现快速跟踪调谐,又能达到插入损耗小、隔离度高、性能稳定的要求,能实现性能良好的抗干扰或电子对抗的效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种数控短波接收机高中频前端电路,以便提高短波接收机抗电子干扰、抗阻塞干扰及具有大动态范围的综合性能指标。
本发明解决其技术问题采用以下的技术方案:
本发明提供的数控短波接收机高中频前端电路,主要由PlN二极管电调衰减器、数控电调谐预选跟踪滤波器组、增益控制低噪声放大器、直接数字频率合成器,多个混频器、多个中频放大器及幅度检测与增益控制电路、以及预选控制电路组成。其中:天线感应的微弱信号经PlN二极管电调衰减器后进入第一数控电调谐预选跟踪滤波器组进行跟踪选频,选频后的短波信号经增益控制低噪声放大器放大后,再由第二数控电调谐预选跟踪滤波器组进行跟踪选频,波段转换与跟踪滤波受预选控制电路的控制。此选频后的短波信号通过由直接数字频率合成器构成的笫一、笫二和第三本地振荡器与三个混频器完成三次混频,并经多个中频放大器放大,所有放大器受幅度检测与增益控制电路的控制,最后得到的的低中频信号,送解调器处理。
所述两个数控电调谐预选跟踪滤波器组均由电调谐高Q谐振回路组成,第一数控电调谐预选跟踪滤波器组为多谐振集中选频回路,第二数控电调谐预选跟踪滤波器组为单调谐回路。波段选择及跟踪滤波器的电调谐电压受预选控制器的控制。
所述预选控制电路由控制器、译码器和两个数模转换器组成,其中的波段选择受预选控制电路中的3~8译码器的控制,完成波段转换。其中的两个数模转换器分别将控制器中数据存储器所存电调谐的数据样值转换为电压,分别电调谐第一、第二数控电调谐预选跟踪滤波器组,且两个数模转换器具有较高的电压控制范围。
所述控制器中的数据存储器存储的数据由工作频率决定,即将工作频率所对应的电调谐电压样值以数据表形式存储在由FPGA构造的只读存储器中,其压控曲线的修正可通过更改只读存储器中的数据值来实现,并由数模转换器得到一一对应的电调谐电压。
所述可控衰减器采用
Figure 2011101546071100002DEST_PATH_IMAGE006
型结构的PIN管电调衰减器,它的衰减量受增益控制电路的控制,输入为小信号时只有插损,损耗最小,输入信号较大时损耗增加,当输入超强信号时,型结构的PIN管电调衰减器信号衰减最大,使前端电路免受超强信号的影响。
所述幅度检测和增益控制电路主要由AGC检波、低通滤波、直流放大器、幅度检测、微控制器及混合控制电路组成,其中:第二中频末级的信号由AGC检波检测其幅值的大小,经低通滤波得到直流信号,经直流放大器放大后送至混合控制电路;直流信号同时送至模数转换器端口进行幅度检测,然后由数模转换器端口加入混合控制电路;混合控制电路将AGC捡波并放大后的模拟信号与经微控制器处理后的幅度检测信号混合,同时控制PIN管电调衰减器、可控预选放大器及笫一、第二中频放大器;构成自动增益控制放大电路。
经AGC控制后的中频信号再次与
Figure 2011101546071100002DEST_PATH_IMAGE010
的信号笫三次混频,再经第二数控电调谐预选跟踪滤波器选频后得到
Figure 2011101546071100002DEST_PATH_IMAGE012
的笫三中频,笫三中频被送至解调器,或经变换由处理。
所述直接数字频率合成器有3个,相互独立,由倍频器、DDS1、DDS2和DDS3四部分组成,其中:倍频器将
Figure 2011101546071100002DEST_PATH_IMAGE018
的输入经
Figure 2011101546071100002DEST_PATH_IMAGE020
倍频器和
Figure 2011101546071100002DEST_PATH_IMAGE022
倍频器倍频至
Figure 2011101546071100002DEST_PATH_IMAGE024
,作为三个相互独立的直接数字频率合成器时钟信号,直接数字频率合成器合成DDS1产生
Figure 2011101546071100002DEST_PATH_IMAGE026
频率范围连续可调的信号,作为本地振荡信号送至笫一混频器;而DDS3和DDS2分别产生固定的
Figure 2011101546071100002DEST_PATH_IMAGE030
的本振信号,分别由笫二混频器完成笫二次混频和笫三混频器完成笫三次混频。
所述的数控短波接收机高中频前端电路采用全数字设置,也可通过微机进行波段和频率的设置,并可监测末级输出的大小。
本发明提供的上述数控短波接收机高中频前端电路,其用于设计和制作短波接收机高中频前端电路。
本发明与现有技术相比具有以下主要的优点:
1. 具有良好的电调谐特性:
数控电调谐预选跟踪滤波器组采用多谐振回路集中选频方式,远优于单谐振回路的选频特性,其矩形系数也更为理想。真正做到每个频率点都处于最佳的谐振状态,显著的消除带外噪声和干扰,大大提高了抗阻塞干扰的能力。同时,将数控电调谐预选跟踪滤波器组分为八个独立的预选跟踪滤波器,降低了复盖系数,容易保证预选跟踪滤波器具有良好的电调谐特性。其中:测得镜像抑制指标为
Figure 2011101546071100002DEST_PATH_IMAGE032
;中频抑制指标为
Figure DEST_PATH_IMAGE034
;在偏离调谐频率
Figure DEST_PATH_IMAGE036
时的最小衰减不低于45dB。
2. 改善了AGC控制特性:
自动增益控制电路采用模拟和数字双增益控制方法,并同时控制高中频前端电路中的所有放大器时增益及前端PlN二极管电调衰减器衰减量的大小,增强了自动增益控制电路的控制范围,大大改善了AGC控制特性。
测得接收机自动增益控制范围:输入信号
Figure DEST_PATH_IMAGE038
变化时,输出电平变化不大于
3. 具有快速捷变的特点:
数控电调谐预选跟踪滤波器的跟踪及本振频率的转换具有快速捷变的特点。其中:
测得接收机合成器锁定时间:
Figure DEST_PATH_IMAGE042
;预选跟踪滤波器稳定时间
4. 提高了本振性能:
采用FPGA设计三个DDS频率合成器和高速ADC,其中的笫二和第三本振输出频率分别为固定的
Figure 494470DEST_PATH_IMAGE028
Figure 932404DEST_PATH_IMAGE030
,由窄带滤波器滤波后分别送入笫二和笫三混频器。而笫一本振输出采用DDS加混频器的方法在不增加时钟源频率条件下,扩展其本振频率范围为,其混频前后均通过电调谐窄带跟踪滤波器滤除其杂散和噪声,提高了本振输出信号的频谱纯度。
5. 具有较大的电调谐电压控制范围与调谐精度:
数控电调谐预选跟踪滤波器的压控电压采用自制的D/A转换器,其输出具有较大的电压控制范围,而压控电压样值以数据表形式存储在由FPGA构造的只读存储器中,其压控曲线的修正可通过更改只读存储器中的数据值来实现,故调谐精度高。
6. 方便网络互联和无人值守:
数控短波接收机高中频前端电路采用全数字设置,也可通过微机进行波段和频率的设置,并可监测中频输出的大小,从而方便网络互联和无人值守。
总之,本发明可满足对短波接收机高灵敏度、强抗干扰和大动态范围的要求,适合于要求调谐接收频率快速变化的跳频接收机并具有低插损、低带内波动、高信号选择性的效果。
附图说明
图1是数控短波接收机高中频前端电路简化框图。
图2是快速捷变的数控电调谐预选跟踪滤波器电路组成结构图。
图3是三直接数字频率合成的组成原理框图。
图4是自动增益控制组成结构图。
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说明,但并不局限于下面所述或是图示的结构和实施细节。
本发明提供的数控短波接收机高中频前端电路,它采用三次变频超外差接收机体系结构,天线接收到的频率范围为
Figure 353021DEST_PATH_IMAGE002
的短波无线电信号通过置于前端的PlN二极管电调衰减器后,由第一数控电调谐预选跟踪滤波器组进行跟踪选频,消除带外干扰和噪声。短波信号由增益可控的低噪声放大器放大后,再次由第二数控电调谐跟踪滤波器组选频,进-步滤除干扰和噪声。然后通过由直接数字频率合成器构成的三个本地振荡器与三个混频器完成三次混频。
本发明提供的数控短波接收机高中频前端电路,如图1所示,主要由PlN二极管电调衰减器、数控电调谐预选跟踪滤波器组、增益控制低噪声放大器、幅度检测和增益控制电压产生电路、三个独立的直接数字频率合成器,笫一本振
Figure DEST_PATH_IMAGE046
(
Figure 543700DEST_PATH_IMAGE026
)的电调谐跟踪滤波器、多个混频器,以及预选控制电路组成。其中:天线感应的微弱信号(
Figure DEST_PATH_IMAGE048
)经前端PlN二极管电调衰减器后进入第一数控电调谐预选跟踪滤波器组滤除信号中的干扰和噪声,其输出经预选放大器放大,而第二数控电调谐预选跟踪滤波器组2作为预选放大器的选频回路负载。所述两组数控电调谐预选跟踪滤波器组均受设置频率与对应波段选择的控制。第二数控电调谐预选跟踪滤波器组输出的信号送至第一混频器与第一本振混频并经晶体滤波器滤波后得到频率为
Figure DEST_PATH_IMAGE050
的笫一高中频,该信号经第一中频放大器放大后送至第二混频器与本振的信号混频,经第二中频滤波器选频后得到
Figure DEST_PATH_IMAGE054
的笫二中频。经第二中频放大器放大后再次与的信号笫三次混频,再经滤波器选频后得到
Figure 744371DEST_PATH_IMAGE012
的笫三中频。笫三中频被送至解调器,或经
Figure 805868DEST_PATH_IMAGE014
变换由处理。
1. 数控电调谐预选跟踪滤波器组:
如图2所示:第一数控电调谐预选跟踪滤波器组及第二数控电调谐跟踪滤波器组均由高Q谐振回路组成,第一数控电调谐预选跟踪滤波器组1为多谐振回路,第二数控电调谐跟踪滤波器组为单谐振回路,具有优良的选频特性和很强的邻道干扰抑制能力,其中的波段选择受3--8译码器的控制,完成波段转换。
上述数控电调谐预选跟踪滤波器组的工作过程是:该滤波器将经PlN二极管电调衰减器送来的短波无线电信号进行滤波,由于短波无线申频率范围为,则可算得频率复盖系数为15,显然应分波段滤波。由于控制器的输出由3--8译码器通过波段二极管进行波段转换,故将每组数控电调谐预选跟踪滤波器分为八个独立的预选跟踪滤波器,则可算得每波段的频率覆盖系数近似为1.456,从而大大降低了整机覆盖系数,容易保证数控电调谐预选跟踪滤波器具有良好的电调谐特性。第一数控电调谐预选跟踪滤波器组输出经可控增益低噪声放大器放大后,再次将第二数控电调谐预选跟踪滤波器组作为其选频回路,进一步滤除带外干扰和噪声。
2.预选控制:
如图2所示,由控制器、译码器和两个数模转换器组成。其中:第一数模转换器 (D/A1)和第二数模转换器 (D/A2)分别将控制器中所存电调谐的数据转换电调谐电压,而控制器中的数据存储器存储的数据由工作频率决定,即将工作频率所对应的电调谐电压样值存储在分段电调谐数据存储器中,由数模转换器得到对应的电调谐电压。数控短波接收机的抗干扰、抗阻塞性能与数控电调谐预选跟踪滤波器的综合特性关系密切。
3. 可控衰减器:
该可控衰减器采用
Figure 999586DEST_PATH_IMAGE006
型PIN管电调衰减器结构,具有优良的衰减线性度及大的动态范围和低的插损,同时具有保护作用,当输入超强信号时,
Figure 181169DEST_PATH_IMAGE006
型PIN管电调衰减器信号衰减最大,使前端电路免受超强信号的影响。
所述PlN二极管电调衰减器是笫一数控电调谐预选跟踪滤波器组的共同输入端,而可控增益低噪声放大器只有一个,笫一数控电调谐预选跟踪滤波器组分为八个独立的预选跟踪滤波器,在预选控制器的控制下工作,接收信号先经其中的一个预选跟踪滤波器选频后,再次送入共同的第一混频器,故应采用超高速波段开关二极管,组成
Figure DEST_PATH_IMAGE056
组波段开关进行预选跟踪滤波器组的选择设置。图2中3—8译码器采用可编程器件,其输出经电平转换,输出低电平为0V,而高电平为16 V,完成
Figure 88951DEST_PATH_IMAGE056
组波段开关的切换。对第一数控电调谐预选跟踪滤波器组和第二数控电调谐跟踪滤波器组的调谐,由两个独立的基于可编程器件设计的数模转换器完成,其压控电压范围为
Figure DEST_PATH_IMAGE058
,而压控曲线采用将电压数据以数据表的形式存放在由可编程器件设计的只读存储器中,改变电调谐电压只需改变只读存储器中数据表的数据即可,因此可具有在非常好的电调谐跟踪精度。
上述超高速波段开关二极管可以采用BA278。
所述可编程器件可以是ALTERA公司的CYCLONE系列的FPGA,也可以是XILINX或其它公司的FPGA。
4. 幅度检测和增益控制电压产生电路:
如图4所示,主要由AGC检波、低通滤波、直流放大器、幅度检测、微控制器及混合控制电路组成,其中:第二中频放大器放大后的信号由AGC检波检测其幅值的大小。检波后的信号经低通滤波得到直流信号,再经直流放大器放大后送至混合控制电路。另外,检波后的直流信号送至微控制器的模数转换器端口,由微控制器进行幅度检测,然后由数模转换器端口加入混合控制电路。混合控制电路将AGC检波并放大后的模拟信号与经微控制器处理后的AGC幅值信号混合,同时控制前端PlN二极管电调衰减器、可控预选放大器、笫一中频放大器、第二中频放大器。增设微控制器处理幅度检测和增益控制电压产生环路,有助于补偿和修正增益控制特性,使其具有更优良的AGC控制功能。
经AGC控制后的中频信号再次与
Figure 23726DEST_PATH_IMAGE010
的信号笫三次混频,再经滤波器选频后得到
Figure 794236DEST_PATH_IMAGE012
的笫三中频。笫三中频被送至解调器,或经
Figure 154810DEST_PATH_IMAGE014
变换由
Figure 10771DEST_PATH_IMAGE016
处理。
上述幅度检测和增益控制电压产生电路实现自动增益控制过程为:天线感应的信号(
Figure 98681DEST_PATH_IMAGE048
)进入前端PlN二极管电调衰减器,其受电压控制,在输入信号太强时起控,以防强信号产生的阻塞现象。滤波后的输出经可控增益预选放大器放大,再次滤波后的信号送至第一混频器与本振
Figure 989277DEST_PATH_IMAGE046
(
Figure 786332DEST_PATH_IMAGE026
)混频并经晶体滤波器滤波后得到频率为的笫一高中频。该信号经笫一中频放大器放大后送至第二混频器与本振
Figure 864009DEST_PATH_IMAGE052
的信号混频,经第二中频滤波器选频后得到
Figure 506343DEST_PATH_IMAGE054
的笫二中频。经第二中频放大器放大后再次与
Figure 517024DEST_PATH_IMAGE010
的信号笫三次混频,再经滤波器选频后得到
Figure 953822DEST_PATH_IMAGE012
的笫三中频。笫三中频被送至解调器,或经变换由
Figure 761558DEST_PATH_IMAGE016
处理。
5.增益控制低噪声放大器:
增益控制低噪声放大器采用双栅场效应管。它有两个控制栅极。双栅场效应管线性范围宽、AGC控制灵敏,控制范围大。它的两个栅极均能控制沟道电流,使用方便。高频信号从栅极输入,AGC电压从栅极输入,控制场效应管内导电沟道的大小,从而实现对增益的控制,并且交扰调制小。此外,它还有噪声小的特点,例如3SK222工作频率为55MHz时的
Figure DEST_PATH_IMAGE064
为1dB。也可采用双栅场效应管和可控增益高频集成电路的组合来完成AGC控制。
6. 直接数字频率合成器(本地振荡器):
本实施例给出了三个,直接数字频率合成器的结构如图3所示:包括倍频器、DDS1、DDS2和DDS3四部分组成。由图3可以看出倍频器将的输入经
Figure 483712DEST_PATH_IMAGE020
倍频器和
Figure 535982DEST_PATH_IMAGE022
倍频器倍频至
Figure 785697DEST_PATH_IMAGE024
,作为三个相互独立的直接数字频率合成器时钟信号。直接频率合成DDS1产生
Figure 770971DEST_PATH_IMAGE026
频率范围连续可调的信号,作为本地振荡器1送至笫一混频器。而DDS3和DDS2分别产生固定的
Figure 549571DEST_PATH_IMAGE028
Figure 620295DEST_PATH_IMAGE030
的本振信号,与笫二和笫三混频器完成笫二次和笫三次混频。
上述三个相互独立的直接数字频率合成器均由FPGA设计,采用外加倍频器的性能优于FPGA内部的自带倍频电路,故不采用FPGA内部的倍频器。由图3可以看出,它们将输入的
Figure 673702DEST_PATH_IMAGE018
标准信号经
Figure 982324DEST_PATH_IMAGE020
倍频器和
Figure 462983DEST_PATH_IMAGE022
倍频器倍频至
Figure 755425DEST_PATH_IMAGE024
,作为三个相互独立的直接数字频率合成器时钟信号源。三个相互独立的直接数字频率合成器各自包括频率控制字寄存器、相位累加器、正弦波形查询表、数模转换及滤波电路等部分,其中:频率控制字寄存器存储频率控制数据(频率控制字) ,三路输出中有二路为固定频率输出,其中DDS3为
Figure 330631DEST_PATH_IMAGE028
,DDS2为
Figure 24918DEST_PATH_IMAGE030
的固定频率。故将频率控制字数据固化并行连接至相位累加器,相位累加器的位数可依据频率合成器所要求的分辨率选取。由已知条件,若相位累加器为32位,则频率分辩率为
Figure DEST_PATH_IMAGE066
,则二路固定本振频率输出所对应的频率控制字K分别为:笫二本振
Figure 145321DEST_PATH_IMAGE028
所对应的频率控制字K为,用二进制表示为 
Figure DEST_PATH_IMAGE070
。而笫三本振
Figure 128320DEST_PATH_IMAGE030
所对应的固定频率控制字用二进制可表示为
Figure DEST_PATH_IMAGE072
基于FPGA的直接数字频率合成技术,兼顾了直接数字频率合成器所具有频率切换速度快及复杂可编程器件灵活方便的特点,特别是采用基于FPGA的高速DAC电路,省去了专用DAC集成芯片,采用跟踪选频滤波器滤波,能有效消除正弦阶梯频率信号中的杂散与谐波成份,使输出波形非常完美。此外,根据频率控制字并结合输出幅度的波动,通过输出增益控制电压,能有效的补偿DDS幅频特性误差,使其频率范围内的输出幅度稳定。
所述直接数字频率合成器,其工作过程是:首先将正弦波采样值数字化后存入波形存贮器,然后由相位累加器查表将正弦波采样值读出,再经高速DAC转换器转换成阶梯正弦模拟量。专用DDS集成芯片将高速DAC转换器集成在芯片内部,在本设计中采用FPGA可编程器件设计DDS频率合成电路,采用自创的基于FPGA的高速DAC转换器,降低了系统的复杂性和成本。
DAC转换器输出为阶梯正弦量,需滤波器平滑其输出,以滤除杂散和谐波信号。一般专用DDS集成芯片所推荐的的典型应用中,滤波器为宽带低通滤波器。其频率上限取决于DDS的最高输出频率,若低通滤波器的带宽超过了其输出频率的倍频程,它们对DAC输出的杂散和谐波信号将无能为力,在输出频率较高且采样点很少时尤其如此。而采用频率跟踪高Q窄带选频滤波,谐振点始终位于中心频率点,将能从根本上滤除输出的杂散和谐波信号。
可以看出了
Figure 241638DEST_PATH_IMAGE028
的合成输出波形中包含了较少的抽样值,需严格设计高Q窄带滤波器滤波消除带外噪声和杂散,最好使用晶体窄带滤波器。而的合成输出波形中,由于其频率较低,采样点较多而包含了较多的抽样值,故采用-般带通滤波器即可。
所述笫一本振的电调谐跟踪滤波器,如图1和图3所示:笫一本振的输出频率在
Figure 878473DEST_PATH_IMAGE026
频率范围内变动,可知时钟频率为最高输出频率的2.4倍,故不能采取DDS直接输出的方法。它采用DDS加混频器的方法扩展其输出频率的范围。图3中可以看出,
Figure 145506DEST_PATH_IMAGE018
的时钟信号经
Figure 813248DEST_PATH_IMAGE020
倍频器后变为,而DDS1混频前的频率范围为
Figure DEST_PATH_IMAGE076
,将
Figure 685389DEST_PATH_IMAGE020
倍频器后的
Figure 944332DEST_PATH_IMAGE074
与混频前的输出频率范围混频,取相加项得。为了滤除杂散和噪声,
Figure 698662DEST_PATH_IMAGE076
输出频率先通过窄带电调谐跟踪滤波器,滤除杂散和谐波。混频后再次通过窄带电调谐跟踪滤波器滤波,保证笫一本振的低杂散和低噪声性能。
参考图3的DDS1中跟踪滤波与增益控制部分,由FPGA设计的DDS与高速DAC变换电路及放大电路等都具有一定的幅频特性,产生幅频失真。增益控制电路根据系统的幅频特性,将频率控制字所对应的幅度控制值以数据表的形式存储在只读存储器中,通过控制器的DAC给出增益控制电压,有效的补偿幅频特性误差,使其在的频率范围内,保持输出幅度的稳定。
所述混频器,本实施例给出了3个,如图1和图4所示:它们由混频器1、混频器2和混频器3组成。笫二预选滤波器组的输出送至第一混频器与本振
Figure 904515DEST_PATH_IMAGE046
()混频并经晶体滤波器滤波后得到频率为
Figure 575854DEST_PATH_IMAGE050
的笫一高中频。该信号经一中频放大器放大后送至第二混频器与本振的信号混频,经第二中频滤波器选频后得到
Figure 92603DEST_PATH_IMAGE054
的笫二中频。经第二中放后再次与
Figure 736074DEST_PATH_IMAGE010
的信号笫三次混频,再经滤波器选频后得到
Figure 540082DEST_PATH_IMAGE012
的笫三中频。笫三中频被送至解调器。其中的第一晶体滤波器主要完成频带选择和抑制镜像频率。第二带通滤波器进一步滤波与第二中频选频放大器完成二中频的选频和放大。第三混频将信号转换为
Figure 269003DEST_PATH_IMAGE004
的低中频信号,送解调器处理。三次变频有助于将接收机的总增益合理分配于三个频段中,并使放大器、变频器和滤波器之间匹配良好,保证滤波器的滤波特性。
所述控制器,可以采用微处理器及可编程器件构成,其相关控制部分有主要有:数控电调谐跟踪滤波器控制接口、幅度检测和增益控制接口,直接数字频率合成控制接口,还包括键盘输入与液晶显示与微机的通信电路等。其作用是:数控电调谐跟踪滤波器控制接口完成数控电调谐功能,幅度检测和增益控制接口完成AGC控制功能,直接数字频率合成控制接口完成笫一本振的频率变换功能,其中键盘输入与液晶显示设置工作频率并给出显示;微机接口电路连接微机,由上位机软件界面实现接收频率的设置与工作方式的转换。

Claims (9)

1. 一种数控短波接收机高中频前端电路,其特征是主要由PlN二极管电调衰减器、数控电调谐预选跟踪滤波器组、增益控制低噪声放大器、直接数字频率合成器,多个混频器,多个中频放大器及幅度检测与增益控制电路,以及预选控制电路组成,其中:天线感应的微弱信号经PlN二极管电调衰减器后进入第一数控电调谐预选跟踪滤波器组进行跟踪选频,选频后的短波信号经增益控制低噪声放大器放大后,再由第二数控电调谐预选跟踪滤波器组进行跟踪选频,波段转换与跟踪滤波受预选控制电路的控制;此选频后的短波信号通过由直接数字频率合成器构成的笫一、笫二和第三本地振荡器与三个混频器完成三次混频,并经多个中频放大器放大,所有放大器受幅度检测与增益控制电路的控制,最后得到的                                               
Figure 2011101546071100001DEST_PATH_IMAGE002
的低中频信号,送解调器处理;
所述幅度检测和增益控制电路主要由AGC检波、低通滤波、直流放大器、幅度检测、微控制器及混合控制电路组成,其中:第二中频末级的信号由AGC检波检测其幅值的大小,经低通滤波得到直流信号,经直流放大器放大后送至混合控制电路;直流信号同时送至模数转换器端口进行幅度检测,然后由数模转换器端口加入混合控制电路;混合控制电路将AGC捡波并放大后的模拟信号与经微控制器处理后的幅度检测信号混合,同时控制PlN二极管电调衰减器、增益控制低噪声放大器及笫一、第二中频放大器;构成自动增益控制放大电路。
2. 根据权利要求l所述的数控短波接收机高中频前端电路,其特征在于两个数控电调谐预选跟踪滤波器组均由电调谐高Q谐振回路组成,第一数控电调谐预选跟踪滤波器组为多谐振集中选频回路,第二数控电调谐预选跟踪滤波器组为单调谐回路;波段选择及跟踪滤波器的电调谐电压受预选控制电路的控制。
3. 根据权利要求l所述的数控短波接收机高中频前端电路,其特征在于所述预选控制电路由控制器、译码器和两个数模转换器组成,其中的波段选择受预选控制电路中的3~8译码器的控制,完成波段转换;其中的两个数模转换器分别将控制器中数据存储器所存电调谐的数据样值转换为电压,分别电调谐第一、第二数控电调谐预选跟踪滤波器组,且两个数模转换器具有较高的电压控制范围。
4. 根据权利要求3所述的数控短波接收机高中频前端电路,其特征在于所述控制器中的数据存储器存储的数据由工作频率决定,即将工作频率所对应的电调谐电压样值以数据表形式存储在由FPGA构造的只读存储器中,其压控曲线的修正可通过更改只读存储器中的数据值来实现,并由数模转换器得到一一对应的电调谐电压。
5. 根据权利要求l所述的数控短波接收机高中频前端电路,其特征在于所述PIN管电调衰减器采用
Figure 2011101546071100001DEST_PATH_IMAGE004
型结构,它的衰减量受增益控制电路的控制,输入为小信号时只有插损,损耗最小,输入信号较大时损耗增加,当输入超强信号时,
Figure 376248DEST_PATH_IMAGE004
型结构的PIN管电调衰减器信号衰减最大,使前端电路免受超强信号的影响。
6. 根据权利要求1所述的数控短波接收机高中频前端电路,其特征在于所述直接数字频率合成器有3个,相互独立,由倍频器、直接数字频率合成器DDS1、直接数字频率合成器DDS2和直接数字频率合成器DDS3四部分组成,其中:倍频器将的输入经
Figure 2011101546071100001DEST_PATH_IMAGE008
倍频器和
Figure 2011101546071100001DEST_PATH_IMAGE010
倍频器倍频至
Figure 2011101546071100001DEST_PATH_IMAGE012
,作为三个相互独立的直接数字频率合成器时钟信号,直接数字频率合成器合成DDS1产生频率范围连续可调的信号,作为本地振荡信号送至笫一混频器;而DDS2和DDS3分别产生固定的
Figure 2011101546071100001DEST_PATH_IMAGE016
Figure 2011101546071100001DEST_PATH_IMAGE018
的本振信号,分别由笫二混频器完成笫二次混频和笫三混频器完成笫三次混频。
7.根据权利要求6所述的数控短波接收机高中频前端电路,其特征在于第二数控电调谐预选跟踪滤波器组输出的
Figure 2011101546071100001DEST_PATH_IMAGE020
短波信号与DDS1输出的
Figure 41191DEST_PATH_IMAGE014
信号混频得到的笫一高中频,该信号经笫一中频放大器放大后与DDS2输出的
Figure 758611DEST_PATH_IMAGE016
信号混频得到
Figure DEST_PATH_IMAGE024
的笫二中频;经AGC控制后,再由第二中频放大器放大后与DDS3输出的
Figure DEST_PATH_IMAGE026
信号笫三次混频,得到
Figure DEST_PATH_IMAGE028
的笫三中频,笫三中频被送至解调器处理,或经
Figure DEST_PATH_IMAGE030
变换由处理。
8. 根据权利要求6所述的数控短波接收机高中频前端电路,其特征在于:所述的数控短波接收机高中频前端电路采用全数字设置,或通过微机进行波段和频率的设置,并可监测末级输出的大小。
9. 权利要求1至8中任一权利要求所述的数控短波接收机高中频前端电路,其用于设计和制作短波接收机高中频前端电路。
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Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102684716A (zh) * 2012-05-22 2012-09-19 成都九华圆通科技发展有限公司 30~3000MHz超短波接收机
CN102879643A (zh) * 2012-11-01 2013-01-16 南京国睿安泰信科技股份有限公司 一种新型频谱分析仪及方法
CN102890192B (zh) * 2012-11-01 2014-07-09 南京国睿安泰信科技股份有限公司 利用多本振组合扫描实现频谱仪不同扫宽下扫描的方法
CN103905075B (zh) * 2012-12-24 2015-08-12 中国电子科技集团公司第五十研究所 宽带跳频射频收发系统
CN103560761B (zh) * 2013-10-23 2016-01-20 国家电网公司 一种数控谐振选频电路
CN104678360A (zh) * 2013-11-27 2015-06-03 中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所 一种雷达收发电路
CN103746765A (zh) * 2013-12-25 2014-04-23 北京长峰广播通讯设备有限责任公司 短波实验广播电子对抗信号源装置及语音信号干扰方法
CN103888169A (zh) * 2014-02-21 2014-06-25 中国人民解放军总参谋部第六十三研究所 一种超短波接收信道的增益控制方法
CN104868959B (zh) * 2014-02-21 2018-11-13 中国人民解放军总参谋部第六十三研究所 一种超短波宽带跳频接收信道场强检测方法
CN105429648B (zh) * 2015-11-09 2019-01-22 武汉中元通信股份有限公司 基于vhf/uhf双频段无线电台的信道切换模件
CN105680961B (zh) * 2016-01-14 2018-01-23 中兵通信科技股份有限公司 一种超短波电台接收信号处理电路
CN107437969B (zh) * 2016-05-25 2023-08-01 南京威翔科技有限公司 一种低噪放频点检测装置
CN110492891B (zh) * 2016-08-31 2021-08-27 华为技术有限公司 接收机以及无线通信装置
CN106487401B (zh) * 2016-10-12 2019-02-26 武汉大学 一种基于超外差原理的ais接收机
CN108233949A (zh) * 2016-12-12 2018-06-29 李向国 一种可避开常规频率段实现rds数据接收解码的方法
CN106961565A (zh) * 2017-03-17 2017-07-18 安徽波维电子科技有限公司 一种基于dsp单片机的智能信息提示的高频头
CN107579786B (zh) * 2017-07-14 2023-11-21 深圳市唐诚兴业科技有限公司 基于dds的hf vhf和uhf频段信号扫描侦测系统
CN107465463A (zh) * 2017-09-18 2017-12-12 贵州航天天马机电科技有限公司 一种抗干扰装置及方法
CN108923767A (zh) * 2018-06-06 2018-11-30 武汉博畅通信设备有限责任公司 基于单片机f330的25~2500mhz的电调滤波器
CN109088602A (zh) * 2018-08-10 2018-12-25 成都众景天成科技有限公司 一种毫米波宽带下变频器
CN109728810A (zh) * 2018-12-27 2019-05-07 中电科仪器仪表有限公司 一种减少杂散信号的宽带多环频率合成系统
CN110289876B (zh) * 2019-07-25 2024-04-19 广东圣大电子有限公司 一种vhf微波跳频电台接收机
CN112543032B (zh) * 2019-09-23 2022-06-24 海能达通信股份有限公司 一种接收机及处理方法
CN114039611A (zh) * 2021-11-08 2022-02-11 成都天奥信息科技有限公司 一种新型民航机载双通道甚高频接收机及通信系统
CN114039566A (zh) * 2022-01-07 2022-02-11 中国人民解放军海军工程大学 抗阻塞干扰的自动增益控制电路及控制方法
CN114826294B (zh) * 2022-04-22 2023-11-28 扬州海科电子科技有限公司 一种模块化大动态高速信道变换装置及方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2696211Y (zh) * 2003-12-19 2005-04-27 中国科学院国家授时中心 数字化短波接收机
CN2718898Y (zh) * 2003-12-18 2005-08-17 中国电子科技集团公司第三十研究所 一种用于短波接收机的数字调谐滤波器
CN101262236A (zh) * 2008-04-22 2008-09-10 中科院嘉兴中心微系统所分中心 一种可用于传感网网关的单边带数字短波接收机射频装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2718898Y (zh) * 2003-12-18 2005-08-17 中国电子科技集团公司第三十研究所 一种用于短波接收机的数字调谐滤波器
CN2696211Y (zh) * 2003-12-19 2005-04-27 中国科学院国家授时中心 数字化短波接收机
CN101262236A (zh) * 2008-04-22 2008-09-10 中科院嘉兴中心微系统所分中心 一种可用于传感网网关的单边带数字短波接收机射频装置

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
曹新星.短波接收机高精度本振信号源的设计与实现.《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》.2009,(第9期),I136-29.
短波接收机前端高中频电路的设计与实现;谢金娟;《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》;20101231(第12期);I136-28 *
短波接收机高精度本振信号源的设计与实现;曹新星;《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》;20090930(第9期);I136-29 *
谢金娟.短波接收机前端高中频电路的设计与实现.《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》.2010,(第12期),I136-28.

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