CN103595425A - 一种两点式无线发射机 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种两点式无线发射机，基于由鉴频鉴相器、电荷泵、环路滤波器和压控振荡器构成且带多模分频器的锁相环电路形成，鉴频鉴相器的输入向连接参考频率和多模分频器的反馈频率，压控振荡器的输出向连接功率放大器和多模分频器，功率放大器的输出向连接无线发射机的天线。特别地，无线发射机为基于锁相环电路的带内、带外同发型发射机，发射数据双路径接入无线发射机，一路数据经DAC接入压控振荡器进行带外发射；另一路经△-∑调制器接入多模分频器调制分频数继而实现带内发射，再由功率放大器将两路数据共同作用的调频信号由天线发出。应用本发明设计方案，能支持长数据包和连续发送数据，减少噪声干扰，应用于高、低数据率发射的任何场合。

Description

一种两点式无线发射机

技术领域

本发明涉及一种无线通信设备，尤其涉及一种适用于任何数据率场合且抗噪声干扰性能优越的无线发射机。

背景技术

相对于传统基于混频器的上变频发射机，基于锁相环的直接发射机在市场上越来越受重视。由于其在设计结构中省去混频器，而是直接将低频数据加入到锁相环中去，达到上变频和发射数据的目的，这样在功耗、面积和成本上都远远优于基于混频器的上变频发射机。

目前，常用的基于锁相环的发射机主要有两种：如图1所示的基于锁相环的带外发射机和如图2所示的基于锁相环的带内发射机。

图1中基于锁相环的带外发射机的工作原理为：当发射机开始工作的时候，闭合锁相环开关，待锁相环锁定到设定的频率点（发射数据的频率点），断开锁相环开关，开始发送数据，数据先通过DAC变成模拟信号，由该模拟信号去控制压控振荡器的频率，从而将数据信息加载到锁相环开关闭合时锁定的载波频率上，达到调频的目的，再由功率放大器将该调频信号由天线发射出去，完成无线发射机的发射功能。

基于锁相环的带外发射机主要缺点：（1）由于锁相环环路滤波器的低通特性，该发射机在带外进行发射，支持高数据率，并不支持低数据率发射，所以会限制该发射机的应用场合。（2）由于该发射机是在锁相环开环的时候发送数据，压控振荡器锁定的载波频率会发生漂移，所以不支持长数据包发送。（3）由于锁相环开环发射，VCO的噪声不能经过环路滤波器处理，会对数据产生一定的干扰。

图2中基于锁相环的带内发射机的工作原理为：当发射机开始工作的时候，锁相环环路首先锁定到设定的频率点，然后开始发射数据，数据通过Δ-∑调制器去改变锁相环的分频数，这样锁相环环路重新锁定到新的频率点上，从而将数据信息加载到刚开始锁相环锁定的载波频率上，达到调频的目的，再由功率放大器将该调频信号由天线发射出去，完成无线发射机的发射功能。

基于锁相环的带内发射机主要缺点：由于该发射机发射数据通过Δ-∑调制器去改变锁相环的分频数，所以数据信息要经过锁相环的低通环路滤波器，只能发射低于环路滤波器带宽的数据，而环路滤波器要尽可能的滤除PLL环路噪声，一般要设置很小，这样该发射机不能支持高数据率应用场合。

发明内容

考虑上述现有两种基于锁相环的无线发射机的不足与需求，本发明提出了一种两点式无线发射机及无线反射方法，解决发射极性能提升、多场合适用的问题。

本发明实现上述目的的技术解决方案为，一种两点式无线发射机，基于由鉴频鉴相器、电荷泵、环路滤波器和压控振荡器构成且带多模分频器的锁相环电路形成，所述鉴频鉴相器的输入向连接参考频率和多模分频器的反馈频率，压控振荡器的输出向连接功率放大器和多模分频器，功率放大器的输出向连接无线发射机的天线，其特征在于：所述无线发射机为基于锁相环电路的带内、带外同发型发射机，发射数据双路径接入无线发射机，一路数据经DAC接入压控振荡器；另一路经△-∑调制器接入多模分频器调制分频数。

再者一种无线发射方法，基于上述两点式无线发射机实现，其特征在于包括过程：先运行带多模分频器的锁相环电路，将频率锁定到发射数据的频率点上后开始发送数据；一路数据经DAC由数字信号转变为模拟信号，直接调控压控振荡器进行带外发射；另一路数据通过△-∑调制器改变锁相环电路的分频数，将数据信息加载到锁相环电路初始锁定的载波频率上调频进行带内发射，再由功率放大器将两路数据共同作用的调频信号由天线发出。

本发明无线发射机的研制与应用，较之于现有技术具有突出的优点：它能支持长数据包和连续发送数据，减少噪声干扰，应用于高、低数据率发射的任何场合。

附图说明

图1是现有基于锁相环的带外发射机的电路结构示意图。

图2是现有基于锁相环的带内发射机的电路结构示意图。

图3是本发明基于锁相环的两点式发射机的电路结构示意图。

图4是图3所示发射机的传输曲线示意图。

具体实施方式

本发明研究两种传统基于锁相环的无线发射机的电路结构及功能特性，探究各自所存在的应用上的不足，创新提出了一种支持各种数据率应用场合且性能更为稳定的两点式无线发射机，并且保持了功耗、面积和成本诸方面的合理性。

首先结合附图从电路结构上来理解本发明。如图3所示，该种两点式无线发射机依然是基于锁相环电路形成的。该锁相环电路由鉴频鉴相器+电荷泵1、环路滤波器2和压控振荡器3构成且该锁相环带有多模分频器4。鉴频鉴相器1的输入向连接参考频率和多模分频器4的反馈频率，压控振荡器的输出向连接功率放大器5和多模分频器4，功率放大器5的输出向连接无线发射机的天线（完成发射的必要构件，未图示）。本发明无线发射机便是在此锁相环电路的基础上改良所得的带内、带外同发型发射机，而发射数据双路径接入无线发射机。分别来看，其中一路数据经DAC转换后接入压控振荡器作带外发射；另一路经△-∑调制器接入多模分频器调制分频数作带内发射。由此发射数据便从两个点上分别作用于锁相环中的调频信号，能有效弥补单独带内发射或带外发射的诸方面不足。

再者一种无线发射方法，基于上述两点式无线发射机实现，也即是该两点式无线发射机的工作原理：在发射数据前先运行带多模分频器的锁相环电路，将频率锁定到发射数据的频率点上后才开始发送数据，数据由两条发射路径共同发射；一路数据经DAC由数字信号转变为模拟信号，直接调控压控振荡器进行带外发射；另一路数据通过△-∑调制器改变锁相环电路的分频数，将数据信息加载到锁相环电路初始锁定的载波频率上调频进行带内发射，再由功率放大器将两路数据共同作用的调频信号由天线发出，完成两点式无线发射机的发射功能。

该两点式无线发射机的信号传输曲线如图4所示，发射数据经过带内发射路径的具有低通特性，经过带外发射路径的具有高通特性，两条路径同时进行数据发射时，传输曲线在整个频率范围内都是平坦的，可自适应支持高数据率和低数据率的发射。该两点式无线发射机具有多方面的优点，逐条来看：（1）由于发射数据过程中，锁相环环路是闭合工作的，可以有效解决基于锁相环的带外发射开环过程中压控振荡器频率漂移的问题，支持长数据包和连续发送数据。（2）由于发射数据过程中，锁相环环路是闭合工作的，压控振荡器和其它模块噪声都要经过环路滤波器低通过滤，能够有效减轻数据的噪声干扰。（3）由于两点式发射机传输曲线的平坦性，可以支持各种数据率发射，能够应用到高数据率和低数据率发射的任何场合。

以上结合附图的实施例描述，旨在便于理解本发明的创新实质，但并非以此来限制本发明多样性的实施方式及要求的权利要求保护范围。但凡理解本发明，并根据上述实施例进行的等效结构变化或构件替换，能够实现相同目的和效果的设计，均应视为对本专利申请保护内容的侵犯。

Claims (2)

1.一种两点式无线发射机，基于由鉴频鉴相器、电荷泵、环路滤波器和压控振荡器构成且带多模分频器的锁相环电路形成，所述鉴频鉴相器的输入向连接参考频率和多模分频器的反馈频率，压控振荡器的输出向连接功率放大器和多模分频器，功率放大器的输出向连接无线发射机的天线，其特征在于：所述无线发射机为基于锁相环电路的带内、带外同发型发射机，发射数据双路径接入无线发射机，一路数据经DAC接入压控振荡器；另一路经△-∑调制器接入多模分频器调制分频数。

2.一种无线发射方法，基于权利要求1所述两点式无线发射机实现，其特征在于包括过程：先运行带多模分频器的锁相环电路，将频率锁定到发射数据的频率点上后开始发送数据；一路数据经DAC由数字信号转变为模拟信号，直接调控压控振荡器进行带外发射；另一路数据通过△-∑调制器改变锁相环电路的分频数，将数据信息加载到锁相环电路初始锁定的载波频率上调频进行带内发射，再由功率放大器将两路数据共同作用的调频信号由天线发出。

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