CN103532574B - 在接收变频系统中产生任意中频输出的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在接收变频系统中产生任意中频输出的装置，该装置包括频率连续可变的第二本振电路，其中，频率步进量最小为1Hz。该装置还包括本振分段滤波电路和宽带宽高带外抑制低通滤波器。这种在接收变频系统中产生任意中频输出的装置，中频输出范围为10MHz～200MHz。本发明实现了微波毫米波变频接收变频系统的任意中频输出，为后续信号分析提供了更大的灵活性。

Description

在接收变频系统中产生任意中频输出的装置
技术领域
本发明涉及一种在接收变频系统中产生中频输出的装置，特别是能够在接收变频系统中产生任意中频输出的装置。
背景技术
在接收变频系统中，将射频/微波信号变为中频信号再进行处理分析，通常中频是固定的。比较常用的中频频率有10.7MHz、21.4MHz、70MHz、140MHz、160MHz等。
微波毫米波接收变频系统通常采用多级变频装置将射频输入信号变为频率较低的中频信号，例如采用2级变频的接收分析系统，原理框图如图1所示，变频调谐关系为：
N*FLO1-FRF＝FIF1
FRF1-FLO2＝FIF2
式中FLO1为第一本振信号，FRF为射频输入信号，FIF1为第一中频信号，FLO2为第二本振信号，FIF2为第二中频信号；N为第一本振谐波次数，由变频装置采用基波混频方式或谐波混频方式而定。
为了保证接收通路噪声系数、带外抑制等指标以及设计电路方便等因素，通常FIF1、FLO2、FIF2选取固定值，而FLO1随着FRF变化而改变。例如对于输出中频为10.7MHz的接收变频系统，通常FIF1选取310.7MHz，FLO2选取300MHz；对于输出中频为21.4MHz的接收变频系统，通常FIF1选取321.4MHz，FLO2选取300MHz。
目前普遍采用的固定中频方式缺乏灵活性，不能很好适应后端调制解调器等接收分析装置对不同中频频率输入的要求，在使用过程中具有较大局限性。
随着数字集成电路技术以及软件无线电技术的发展，越来越多的场合要求接收变频系统输出的中频频率可变，以满足后端不同频率调制解调器等接收分析装置的输入要求。
发明内容
本发明提出一种在接收变频系统中产生任意中频输出的装置，该装置包括第一本振电路，第一变频器，第一中频放大器，第一中频滤波器，第二本振电路，第二变频器，第二中频放大器，以及低通滤波器，其中，该第二本振电路的频率是连续可变的。该频率的步进量最小为1Hz。
该本振电路部分包括整数分频器、本振振荡器、积分滤波器、鉴相器、小数分频器和参考信号的电路，该本振振荡器为宽频率范围的振荡器。
这种在接收变频系统中产生任意中频输出的装置，还包括本振分段滤波电路。
该本振分段滤波电路包括第一开关、第一带通滤波器、第二带通滤波器和第二开关的电路。
这种在接收变频系统中产生任意中频输出的装置，还包括宽带宽高带外抑制低通滤波器。
这种在接收变频系统中产生任意中频输出的装置，中频输出范围为10MHz～200MHz。
本发明的优点是实现了微波毫米波变频接收变频系统的任意中频输出，为后续信号分析提供了更大的灵活性。
附图说明
图1是微波毫米波接收系统变频原理图；
图2是微波毫米波接收系统任意中频输出装置原理图。
具体实施方式
接收系统任意中频输出装置原理如图2所示。该装置包括第一本振电路(图2中未示出)，第一变频器(图2中未示出)，第一中频放大器(图2中未示出)，第一中频滤波器(图2中未示出)，第二本振电路，第二变频器，第二中频放大器，以及低通滤波器。针对后级变频装置，1)第二本振电路设计为一个宽频率范围的、频率连续可变的(频率步进量可设置，最小可1Hz)的电路替代原来的固定频率电路，并且输出频率范围可以根据中频输出频率范围进行相应设计；2)为了防止本振谐波参与变频产生假信号，设计了本振分段滤波电路，滤除本振谐波；3)为了保证混频后中振信号频谱纯度，需要滤除第二本振信号和第一中频信号，因此结合射频、本振和中频三者的频段范围，还设计了一个宽带宽高带外抑制低通滤波器。上述1)、2)和3)条描述的内容分别对应原理图中不同色块标识的电路。
频率连续可变的第二本振电路部分包括整数分频器10、第二本振振荡器11、积分滤波器12、鉴相器13、小数分频器14和参考信号15等电路。第二本振振荡器11输出经小数分频器14分频后与参考信号15在鉴相器13中进行鉴相，鉴相输出信号经积分滤波器12后生成误差电压锁定第二本振振荡器11。第二本振振荡器11设计为一个宽频率范围的振荡器。小数分频器14可保证锁定后的第二本振信号有足够小的频率步进量。根据第一中频、第二本振以及第二中频三者的频率，可以加入整数分频器10，一方面为第二本振振荡器11的设计带来较大灵活性，另一方面可以改善第二本振信号的相位噪声。
本振分段滤波电路部分包括开关6、带通滤波器7、带通滤波器8和开关9等电路，根据第二本振信号频率的子倍频程关系完成分段滤波，滤除第二本振信号的谐波。带通滤波器7和带通滤波器8完成不同频段第二本振信号的分段滤波，开关6和开关9完成滤波通路选择。图中带通滤波器仅示意了两段，根据需要可以设计为多段。
上述产生的第二本振信号FLO2输入第二变频器2与射频前端产生的固定频率的第一中频信号FIF1混频产生频率任意可变的第二中频信号FIF2，第二中频信号经第二中频放大器3放大和低通滤波器4滤波后输出。低通滤波器4滤除可变第二本振信号和第一中频信号，防止任意中频输出信号带有杂波。
本文设计的装置中频输出范围可覆盖10MHz～200MHz，并且可以连续1Hz步进，覆盖了上文提到的那几个传统中频频点。
应该理解的是，此处的附图和详细说明仅为示例而不是限制性方式。相反，在不脱离权利要求限定的精神和范围内，可以进行本领域技术人员认为是显而易见的任意实施方式。因此，权利要求将理解为包括所有这样的实施方式。

Claims (6)

1.一种在接收变频系统中产生中频输出的装置，包括：
第一本振电路；
第一变频器；
第一中频放大器；
第一中频滤波器；
第二本振电路；
第二变频器；
第二中频放大器；以及
低通滤波器，
其特征在于，该第二本振电路的频率是连续可变；
频率连续可变的第二本振电路包括整数分频器、第二本振振荡器、积分滤波器、鉴相器、小数分频器和参考信号；第二本振振荡器输出经小数分频器分频后与参考信号在鉴相器中进行鉴相，鉴相输出信号经积分滤波器后生成误差电压锁定第二本振振荡器；
该装置还包括本振分段滤波电路，其中该本振分段滤波电路包括第一开关(6)、第一带通滤波器(7)、第二带通滤波器(8)和第二开关(9)，根据第二本振信号频率的子倍频程关系完成分段滤波，滤除第二本振信号的谐波；第一带通滤波器(7)和第二带通滤波器(8)完成不同频段第二本振信号的分段滤波，第一开关(6)和第二开关(9)完成滤波通路选择；
上述产生的第二本振信号输入第二变频器与射频前端产生的固定频率的第一中频信号混频产生频率任意可变的第二中频信号，第二中频信号经第二中频放大器放大和低通滤波器滤波后输出；低通滤波器滤除可变第二本振信号和第一中频信号，防止任意中频输出信号带有杂波；根据第一中频信号、第二本振信号以及第二中频信号三者的频率，在第二本振振荡器和本振分段滤波电路之间加入整数分频器。
2.如权利要求1所述的装置，其中，频率步进量最小为1Hz。
3.如权利要求1或2所述的装置，该第二本振电路部分包括整数分频器(10)、第二本振振荡器(11)、积分滤波器(12)、鉴相器(13)、小数分频器(14)和参考信号(15)的电路。
4.如权利要求3所述的装置，该第二本振振荡器(11)为宽频率范围的振荡器。
5.如权利要求1或2所述的装置，该装置还包括宽带宽高带外抑制低通滤波器。
6.如权利要求1或2所述的装置，该装置中频输出范围为10MHz～200MHz。
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