CN103051344B - 一种数传发射机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数传发射机,所述发射机包括：晶振，产生稳定的基准频率；倍频放大器，将所述基准频率进行倍频和放大，产生载波信号；数据源，产生可倍频程速率的数据信号；电平转换器，对所述数据信号进行电平转换；调制器，将所述电平转换后的数据信号调制到所述载波信号上，生成已调信号；滤波器，滤除已调信号的带外信号分量；功率放大器，将所述滤除了带外信号分量的已调信号进行功率放大，形成功率放大信号；滤波放大器对所述功率放大信号进行检波放大，生成功率电平指示信号；本发明解决了发射机单频点与固定码率传输的问题，取得了数据速率可倍频程调整、载波信号频率可变、调制信号稳定性高与相位噪声低等有益效果。

Description

一种数传发射机

技术领域

本发明涉及电通信技术，特别涉及一种数传发射机。

背景技术

在实际的通信中，传输信道都是带通型的，即在规定的信道频带内传输频带信号。数传发射机是无线通信中数据传输的必要设备，它的核心功能是将数字基带信号调制到正弦波形式的载波信号上成为频带信号。数传发射机的设计需要考虑三方面的设计因素：载波频率、数据速率及调制方式。

载波频率的确定就是明确传输频道。在卫星通信中，常用的传输频道有UHF频段、L频段、S频段和X频段。一般的数传发射机只工作在某一频段内的某一频点。

数据速率表征传输数字基带信号的快慢。数据量较多并且传输频道的带宽较宽时多采用高速数据速率传输，而数据量较小或者传输频带的带宽较窄时多采用低速数据速率传输。一般的数传发射机只以一个固定的数据速率传输。

数字基带信号的调制方式有很多种：如果用数字基带信号控制载波幅度的调制方式称为振幅键控（ASK）；控制载波频率的调制方式称为频移键控（FSK）；控制载波相位的调制方式称为相移键控（PSK）；联合控制载波幅度及相位两个参量的调制方式称为正交幅度调制（QAM）。

由于现有的数传发射机的数据速率及载波频率通常是固定的，因此有必要对现有的数传发射机进行改进。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明公开了一种数传发射机，可达到传输的数据速率可变，传输的载波频率也可变。

本发明公开了以下技术方案：

一种数传发射机，所述数传发射机包括：

晶振，产生稳定的基准频率；

倍频放大器，将所述基准频率进行倍频和放大，产生载波信号；

数据源，产生可倍频程速率的数据信号；

电平转换器，对所述数据信号进行电平转换；

调制器，将所述电平转换后的数据信号调制到所述载波信号上，生成已调信号。

较佳地，所述数传发射机还包括滤波器，所述滤波器滤除已调信号的带外信号分量。

较佳地，所述数传发射机还包括功率放大器，所述功率放大器将所述滤除了带外信号分量的已调信号进行功率放大，形成功率放大信号。

较佳地，所述数传发射机还包括检波放大器，所述滤波放大器对所述功率放大信号进行检波放大，生成功率电平指示信号。

较佳地，所述数据源采用频率综合器件，或者用VHDL、Veriglog语言编程加载在现场可编程门阵列器件上实现。

较佳地，所述倍频放大器为锁相环倍频放大器、三极管倍频放大器、二极管倍频放大器中的一种或其组合。

较佳地，所述调制器为ASK调制器、FSK调制器、BPSK调制器、QPSK调制器或者QAM调制器。

较佳地，所述晶振为恒温晶振、温补晶振或者压控晶振。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供的数传发射机，由于采取上述的技术方案，能够实现可变数据速率以及可变载波频率的传输。晶振的频率为10MHz，倍频放大器选择用可数字编程的锁相环芯片为核心的锁相环电路将10MHz的基准频率倍频至500MHz，外部控制信号2调整锁相环芯片的配置，可以在较宽范围内调整锁相环电路的输出频率。数据源采用现场可编程门阵列器件，例如FPGA器件实现，输出的数据速率可以从1bps开始以2的倍数递增，输出数据速率的最高值取决于FPGA器件的最高工作频率。外部控制信号1可以采用并行或者串行的传输方式，用于调整输出数据速率。本发明解决了数传发射机只在某一频点传输固定码速率数据的问题，取得了传输载波可调、传输数据速率可调等有益效果。

附图说明

图1为本发明具体实施例数传发射机的原理框图；

图2为本发明具体实施例倍频放大器采用锁相环倍频的原理框图。

具体实施方式：

下方结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述：

实施例

请参考图1，图1为本发明具体实施例数传发射机的原理框图，如图1所示，本发明提供的数传发射机包括：

晶振1，用于产生稳定的基准频率，可以是恒温晶振（OCXO）、温补晶振(TCXO)或者是压控晶振(VCXO)。

倍频放大器2，与晶振相连，对晶振的输入信号进行，即所述基准频率进行倍频和放大，在外部控制信号2的作用下可调节输出的载波频率，其工作方式可以是锁相环倍频放大器、三极管倍频放大器、二极管倍频放大器中的一种或其组合。

数据源3,用于产生可倍频程变化速率的数据信号。数据源3可以采用频率综合器件，或者用VHDL、Veriglog语言编程加载在现场可编程门阵列器件上实现。

电平转换器4，与数据源相连，用于将数据源产生的信号电平转换为调制器所需的电平。

调制器5，与倍频放大器和电平转换器相连，将所述电平转换后的数据信号调制到所述载波信号上，生成已调信号，其工作方式可以是ASK调制器、FSK调制器、BPSK调制器、QPSK调制器或者是QAM调制器。

所述数传发射机还包括如下元件：

滤波器6，与调制器相连，滤除调制器输出的已调信号的带外信号分量。

功率放大器7，与滤波器相连，将所述滤除了带外信号分量的已调信号进行功率放大，行成功率放大信号。

检波放大器8,与功放相连，对部分已调发射信号进行功率检波并放大生成功率电平指示信号。

下面进一步对本发明一种可变频率与数据速率数传发射机的工作过程进行描述：

在数据传输链路存在不确定因素的场合，例如月面探测器器间通信，巡视器与着陆器之间的距离或者天线角度的变化会引起巡视器与着陆器之间的路径损耗与接收信号电平产生较大变化。当巡视器与着陆器通信链路之间的路径损耗增大或者接收电平下降时，要保证通信链路畅通需要适当降低传输频率或者降低传输的数据速率，而当巡视器与着陆器通信链路之间的距离减小并且需要传输较大数据量时，需要适当增加传输的数据速率。

调整传输频率就是调整载波频率。载波频率是由晶振产生的基准频率倍频放大产生。倍频放大器设计采用锁相环倍频、三极管倍频、二极管倍频或其中两种或三种倍频放大电路实现。

如图2，晶振的频率为10MHz，采用锁相环芯片与VCO进行倍频，然后用放大器放大输出。锁相环芯片有很多种，可以为PE3236、ADF4110、ADF4252。锁相环芯片都可以接收外部的控制指令对其内部的分频比等参数进行设置，实现输出频率的调整。VCO具有较宽的频率输出范围，其输出频率受锁相环芯片输出的信号控制。

调整数据传输速率即利用外部控制信号1调整数据源产生的数据速率。数据源产生基带数据信号，可以采用频率综合器件，或者用VHDL、Veriglog语言编程加载在现场可编程门阵列器件上实现。数据源采用现场可编程门阵列器件，例如FPGA器件实现，输出的数据速率可以从1bps开始以2的倍数递增，输出数据速率的最高值取决于FPGA器件的最高工作频率。外部控制信号1可以采用并行或者串行的传输方式，用于调整输出数据速率。

综上所述，本发明提出了一种可变频率与数据速率数传发射机。利用本发明的产品，当外部控制信号1输入调整数据源输出数据信号速率或者外部控制信号2输入调整传输频率时，数传发射机的频率与码速率都可以在一定范围内改变，设计采用恒温晶振输出经锁相环倍频放大器产生的载波信号具有稳定性高，相位噪声低的优点。

以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。

Claims (5)

1.一种数传发射机,其特征在于，所述数传发射机包括：

晶振，产生稳定的基准频率；

倍频放大器，将所述基准频率进行倍频和放大，产生可变频率的载波信号；

数据源，产生可倍频程速率的数据信号；

电平转换器，对所述数据信号进行电平转换；

调制器，将所述电平转换后的数据信号调制到所述载波信号上，生成已调信号；

所述数传发射机还包括滤波器、功率放大器、检波放大器，所述滤波器滤除已调信号的带外信号分量；所述功率放大器将所述滤除了带外信号分量的已调信号进行功率放大，形成功率放大信号；所述检波放大器对所述功率放大信号进行检波放大，生成功率电平指示信号。

2.根据权利要求1所述的数传发射机，其特征在于，所述数据源采用频率综合器件，或者用VHDL、Veriglog语言编程加载在现场可编程门阵列器件上实现。

3.根据权利要求1所述的数传发射机，其特征在于，所述倍频放大器为锁相环倍频放大器、三极管倍频放大器、二极管倍频放大器中的一种或其组合。

4.根据权利要求1所述的数传发射机，其特征在于，所述调制器为ASK调制器、FSK调制器、BPSK调制器、QPSK调制器或者QAM调制器。

5.根据权利要求1所述的数传发射机，其特征在于，所述晶振为恒温晶振、温补晶振或者压控晶振。