CN103067323A

CN103067323A - 一种应用于对讲机的中频解调装置

Info

Publication number: CN103067323A
Application number: CN2012105677230A
Authority: CN
Inventors: 王志雄; 邓烈猛; 陈沪东; 蔡锦恩
Original assignee: HANGZHOU HONGRUI COMMUNICATIONS TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Huatu Microchip Technology Co., Ltd.
Priority date: 2012-12-23
Filing date: 2012-12-23
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2032-12-23
Also published as: CN103067323B

Abstract

本发明公开了一种应用于对讲机的中频解调装置，它主要由射频模块、数据采集模块、数字下变频模块和解调模块依次连接组成，本发明主要解决数字对讲机的解调问题，采用原有模拟对讲机两次变频的射频接收通道，并利用射频通道输出的低中频信号进行4-levelFSK信号的解调，从而达到较好的解调性能及生产一致性的目的。

Description

一种应用于对讲机的中频解调装置

技术领域

本发明属于数字对讲机领域，具体涉及一种利用传统模拟对讲机的低中频信号进行数字解调还原原始发送信号的装置。

背景技术

随着频谱资源日益紧张，为提高频谱利用率，我国已进入从模拟对讲机转向数字对讲机阶段。目前数字对讲机的几大主流标准，如欧洲电信标准协会的DMR、DPMR标准以及我国自主制定的PDT标准，均采用4-level FSK调试方式。该调制方式为恒包络调制，发射时一般采用两点调制进行发射，这与传统模拟对讲机的发射方案是一致的。对于接收端而言，目前主要有两种方式，一种是将接收到的射频进行放大、滤波，经混频器混到一中频，然后经AD9864混频至近零中频的基带IQ信号经数模转换后输出，由DSP进行数字解调；另一种方法是直接利用传统模拟对讲机的接收射频通道，即直接对鉴相后的音频信号进行采样，然后进行数字解调。在上述两种方法中，第一种方法，与传统模拟对讲机的射频电路有一定区别，而且成本较原有模拟对讲机接收射频高。第二种方法利用鉴相后的信号进行判决，在实际生产过程中，该信号的幅度不可避免会有一定的抖动，从而利用该芯片进行解调、判决，将导致性能有区别，从而带来生产一致性问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种应用于对讲机的中频解调装置。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种应用于对讲机的中频解调装置，它包括：

一对接收的射频信号进行放大、滤波，并混频至低中频（通常为450kHz或者455kHz）的射频模块；

一对低中频信号进行采样、并输出数字信号的数据采集模块；

一将采样得到的数据模块进行数字下变频、输出基带IQ两路数字信号的数字下变频模块；和

一对基带IQ信号进行解调的解调模块；

所述射频模块、数据采集模块、数字下变频模块和解调模块依次连接。

进一步地，所述射频模块包括：对接收的射频信号进行滤波的电调滤波模块,对接收的射频信号进行放大的低噪放模块,将接收射频的信号混频至第一中频r_IF1(t)的一中频混频模块，对第一中频r_IF1(t)信号进行滤波的一中频滤波模块，对第一中频r_IF1(t)信号进行放大的一中频放大模块，将放大后的一中频信号混频至二中频r_IF2(t)的二中频混频模块，对二中频信号进行滤波的二中频滤波模块，对二中频信号进行放大并进行限幅的二中频放大限幅模块；射频信号经上述射频模块将接收到的射频信号转换为低中频信号输出；上述电调滤波模块、低噪放模块、一中频混频模块、一中频滤波模块、一中频放大模块、二中频混频模块、二中频滤波模块和二中频放大限幅模块依次相连。

进一步地，所述下变频模块主要由用于产生数字载波信号的数控振荡模块和将数字载波与输入的数字中频信号进行混频产生基带IQ信号的混频模块相连组成。

进一步地，所述解调模块主要由采样率变换模块、低通滤波模块、差分模块、鉴相模块和解调模块依次相连组成。

本发明的有益效果是，本发明通过对原有模拟对讲机射频接收通道中的低中频信号（一般为450kHz或者455kHz）直接进行AD采样，并进行数字下变频及数字解调还原出原始信号，达到较好的解调性能，解决了数字对讲机（如DMR/PDT/DPMR等）的解调问题。

附图说明

图1是本发明应用于对讲机的中频解调装置的结构框图；

图2是图1中射频模块的结构框图；

图3是图1中数字下变频模块的结构框图；

图4是图1中解调模块的结构框图。

具体实施方式

如图1所示，本发明应用于对讲机的中频解调装置，它包括：

一对基带IQ信号进行解调的解调模块。

如图2所示，本发明所述的射频模块包括：对接收的射频信号进行滤波的电调滤波模块,对接收的射频信号进行放大的低噪放模块,将接收射频的信号混频至第一中频r_IF1(t)的一中频混频模块，对第一中频r_IF1(t)信号进行滤波的一中频滤波模块，对第一中频r_IF1(t)信号进行放大的一中频放大模块，将放大后的一中频信号混频至二中频r_IF2(t)的二中频混频模块，对二中频信号进行滤波的二中频滤波模块，对二中频信号进行放大并进行限幅的二中频放大限幅模块。射频信号经上述射频模块将接收到的射频信号转换为低中频信号（一般450kHz或者455kHz）输出。上述电调滤波模块、低噪放模块、一中频混频模块、一中频滤波模块、一中频放大模块、二中频混频模块、二中频滤波模块和二中频放大限幅模块依次相连。

本发明所述的数据采样模块将模拟的低中频信号转换为n位的数字信号，并转为补码形式输出。

本发明所述的下变频模块主要由用于产生数字载波信号的数控振荡模块和将数字载波与输入的数字中频信号进行混频产生基带IQ信号的混频模块相连组成。

本发明所述的解调模块主要由采样率变换模块、低通滤波模块、差分模块、鉴相模块和解调模块依次相连组成：差分模块利用基带IQ信号进行差分，鉴相模块对差分信号进行鉴相还原相位信息，解调模块利用差分鉴相后信号进行4-level FSK解调。

下面详细叙述各模块的工作过程。

1、射频模块是将接收到的模拟射频信号，进行低通滤波、放大，并经两级混频、滤波、放大将射频信号混频至低中频信号（一般中频频率为450kHz或者455kHz）。包括对接收的射频信号进行滤波的电调滤波模块,对接收的射频信号进行放大的低噪放模块,将接收射频的信号混频至第一中频r_IF1(t)的一中频混频模块，对第一中频r_IF1(t)信号进行滤波的一中频滤波模块，对第一中频r_IF1(t)信号进行放大的一中频放大模块，将放大后的一中频信号混频至二中频r_IF2(t)的二中频混频模块，对二中频信号进行滤波的二中频滤波模块，对二中频信号进行放大并进行限幅的二中频放大限幅模块。射频信号经上述射频模块将接收到的射频信号转换为低中频信号（一般450kHz或者455kHz）输出。

1）电调滤波模块，为中心频率可调的带通滤波器，对接收的射频信号r(t)进行带通滤波，输出滤波后的射频信号r_etf(t)，该模块可滤除镜频干扰信号。

2）低噪放模块，为具有低噪声系数的放大器模块，对经电调滤波后的射频信号r_etf(t)进行放大，输出射频信号r_LNA(t)。

3）一中频混频模块，将经低噪放模块放大的信号r_LNA(t)与一本振信号f_IF1进行混频，输出一中频信号r_IF1(t)，其中

r_IF1(t) = r_LNA(t) ×f_IF1。

4）一中频滤波模块，对一中频信号r_IF1(t)进行滤波，滤除镜频信号及带外干扰信号，输出滤波后信号r_{IF1_flt}(t)。一中频滤波模块一般采用晶体滤波器，带宽为±7.5kHz。

5）一中频放大模块，对r_{IF1_flt}(t)进行放大，输出放大后的一中频信号r_{IF1_amp}(t)。

6）二中频混频模块，将一中频放大模块放大的信号r_{IF1_amp}(t)与二本振信号f_IF2进行混频，输出二中频信号r_IF2(t)，二中频信号的中心频率一般为450kHz或455kHz。其中

r_IF2(t) = r_{IF1_amp}(t) ×f_IF2。

7）二中频滤波模块，对二中频信号r_IF2(t)进行滤波，滤除镜频信号及带外干扰信号，输出滤波后信号r_{IF2_flt}(t)。二中频滤波模块一般采用陶瓷滤波器，带宽为±3.75kHz。

8）二中频放大限幅模块，对r_{IF2_flt}(t)进行放大，输出放大后的二中频信号r_{IF2_amp}(t)。

2、数据采集模块，将射频模块输出的二中频信号r_{IF2_amp}(t)，以数字系统工作时钟f_sys进行采样，转换为n位的数字信号，并转为补码形式输出r[k]，n可取10bit、12bit、14bit、16bit等。在本方案中，数字系统工作时钟f_sys为9.8304MHz，n取10bit。

3、数字下变频模块将采样得到的数字信号r[k]进行数字下变频、输出基带IQ两路数字信号。数字下变频模块包括数字压控振荡模块与数字混频模块。

1）数字压控振荡模块，根据预设的配置字产生数字角频率ω_N,输出正交的数字载波cos(kω_N)、sin(kω_N)。

2）数字混频模块，将输入的数字信号r[k]分别与两路正交的数字载波相乘，得到两路基带信号I[k]、Q[k]输出。

I[k] = r[k]×cos(kω_N)；

Q[k] = r[k]×sin(kω_N)。

4、本发明所述的解调模块包括：对基带信号I[k]、Q[k]进行降采样的采样率变换模块，进行滤波的低通滤波模块，利用基带IQ信号进行差分的差分模块，对差分信号进行鉴相还原相位信息的鉴相模块，利用差分鉴相后信号进行4-level FSK解调的解调模块。

1）采样率变换模块，对基带信号I[k]、Q[k]进行降采样，输出I_↓[k]、Q_↓[k]从而降低后续模块处理的计算量。

2）低通滤波模块，对I_↓[k]、Q_↓[k]进行低通滤波，滤除邻道干扰信号的影响，提高整机邻道选择性指标，输出I_LPF[k]、Q_LPF[k]。

3）差分模块，对基带信号进行差分信号，输出I_diff[k]、Q_diff[k]，其中

I_diff[k] = I[k]×I[k-1] + Q[k]×Q[k-1]；

Q_diff[k] = I[k-1]×Q[k] – I[k]×Q[k-1]。

4）鉴相模块，根据I_diff[k]、Q_diff[k]利用反正切计算，得到其相位

θ[k] = arctan(Q_diff[k]/ I_diff[k])。

5）解调模块，利用θ[k]进行同步、判决，还原出原始数据D[k]。

Claims

1.一种应用于对讲机的中频解调装置，其特征在于，它包括：

一对基带IQ信号进行解调的解调模块；

2.根据权利要求1所述应用于对讲机的中频解调装置，其特征在于，所述射频模块包括：对接收的射频信号进行滤波的电调滤波模块,对接收的射频信号进行放大的低噪放模块,将接收射频的信号混频至第一中频r_IF1(t)的一中频混频模块，对第一中频r_IF1(t)信号进行滤波的一中频滤波模块，对第一中频r_IF1(t)信号进行放大的一中频放大模块，将放大后的一中频信号混频至二中频r_IF2(t)的二中频混频模块，对二中频信号进行滤波的二中频滤波模块，对二中频信号进行放大并进行限幅的二中频放大限幅模块；射频信号经上述射频模块将接收到的射频信号转换为低中频信号输出；上述电调滤波模块、低噪放模块、一中频混频模块、一中频滤波模块、一中频放大模块、二中频混频模块、二中频滤波模块和二中频放大限幅模块依次相连。

3.根据权利要求1所述应用于对讲机的中频解调装置，其特征在于，所述下变频模块主要由用于产生数字载波信号的数控振荡模块和将数字载波与输入的数字中频信号进行混频产生基带IQ信号的混频模块相连组成。

4.根据权利要求1所述应用于对讲机的中频解调装置，其特征在于，所述解调模块主要由采样率变换模块、低通滤波模块、差分模块、鉴相模块和解调模块等依次相连组成。