CN104967447A - 一种可实现连续调制的锁相环频率调制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可实现连续调制的锁相环频率调制电路。包括一被控单元、一控制单元、一检测单元及一模式切换单元；所述控制单元用于控制所述被控单元使之处于正常工作状态，并通过所述检测单元进行检测，若所述被控单元处于正常工作状态，检测单元将通知所述模式切换单元进行相应的模式切换，改变所述控制单元的属性，减少控制区间与所述被控单元的输入信号频谱区间的重叠；所述被控单元为压控振荡器，所述被控单元的输入信号为基带信号，所述控制单元为锁相环，所述检测单元为锁定检测单元或延时单元。本发明可用于各种射频收发机中，实现载波频率调制，具有结构简单、功耗低、无载波频率漂移等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种可实现连续调制的锁相环频率调制电路。
背景技术
当前射频频率调制电路大概可分为3类：
1. 直接频率变换结构（如图1所示），其由锁相环、压控振荡器、混频器、滤波器等器件构成，其工作原理为锁相环和压控振荡器产生稳定精准的射频载波信号；而射频载波信号与基带信号经过混频器频率变换、滤波器滤波处理后产生最终的射频调制信号。直接频率变换结构可实现包括频率调制在内的任意模式射频调制，但是由于其需要使用到射频混频器和射频滤波器等器件，因而缺点在于功耗大、结构复杂、成本高。
2. 锁相环闭环调制结构（如图2所示），通常由锁相环、压控振荡器、ΣΔ调制器构成，通过锁相环精确地锁定压控振荡器输出的射频信号中心频点，而ΣΔ调制器将基带信号经过调制后加载于锁相环，进而耦合至压控振荡器的射频输出信号中。整个过程中，锁相环和压控振荡器工作在闭环状态，因而最终输出的射频调制信号中心频点不存在频率偏移；且其无需使用射频混频器、滤波器等器件，因而功耗相对小。其缺点在于ΣΔ调制器设计复杂，且不易实现高速调制。
3. 锁相环开环调制结构（如图3所示）。只需要在锁相环和压控振荡器之间串联切换开关便可实现。当锁相环锁定促使压控振荡器输出频点稳定在载波中心频率时，切换开关将断开锁相环与压控振荡器之间的连接而使锁相环处于开环状态，同时将压控振动器输入切换至基带信号，从而进行频率调制。其优点在于结构简单，功耗小；但由于调制时锁相环和压控振荡器处于开环工作状态，射频调制信号的中心频率容易受外界影响而产生频点漂移，调制一段时间后必须切换回闭环状态以进行频率校准，因而无法实现连续调制。
从以上分析中可以看到，第三种频率调制电路结构——锁相环开环调制——具有结构简单，功耗低等优点，但是其缺点在于由于开环工作，存在频点漂移，无法实现连续调制。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题，提供一种可实现连续调制的锁相环频率调制电路，该电路实现简单且功耗低。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种可实现连续调制的锁相环频率调制电路，包括一被控单元、一控制单元、一检测单元及一模式切换单元；所述控制单元用于控制所述被控单元使之处于正常工作状态，并通过所述检测单元进行检测，若所述被控单元处于正常工作状态，检测单元将通知所述模式切换单元进行相应的模式切换，改变所述控制单元的属性，减少其控制区间与所述被控单元的输入信号频谱区间的重叠。
在本发明一实施例中，所述被控单元为压控振荡器，所述被控单元的输入信号为基带信号，所述控制单元为锁相环，所述检测单元为锁定检测单元。
在本发明一实施例中，所述被控单元为压控振荡器，所述被控单元的输入信号为基带信号，所述控制单元为锁相环，所述检测单元为延时单元。
在本发明一实施例中，该电路的工作原理为：开始工作时，所述模式切换单元配置所述锁相环的参数为正常值，使之工作于正常闭环状态，此时锁相环通过闭环控制，使压控振荡器输出的射频载波信号逐渐锁定至预设频点；当所述锁定检测单元检测到锁相环锁定后，通知所述模式切换单元进行模式切换，进而改变锁相环参数，调整闭环环路的区间，使其不与基带信号区间重叠，即可将基带信号加载于压控振荡器，完成频率调制。
在本发明一实施例中，该电路的工作原理为：开始工作时，所述模式切换单元配置所述锁相环参数为正常值，使之工作于正常闭环状态，此时锁相环通过闭环控制，使压控振荡器输出的射频载波信号逐渐锁定至预设频点；当达到所述延时单元设置的预定延时时间后，通知所述模式切换单元进行模式切换，进而改变锁相环参数，调整闭环环路的区间，使其不与基带信号区间重叠，即可将基带信号加载于压控振荡器，完成频率调制。
在本发明一实施例中，所述闭环环路的区间即闭环环路带宽，所述基带信号区间即基带信号频谱。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
1）本发明采用结构简单、功耗低的电路实现了连续射频频率调制；
2）本发明中，抑制了射频频率调制理论上无载波中心频点漂移现象产生。
附图说明
图1为现有的直接频率变换结构。
图2为现有的锁相环闭环调制结构。
图3为现有的锁相环开环调制结构。
图4为本发明电路的原理框图。
图5为本发明的可实现连续调制的锁相环频率调制电路图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。
如图4所示，本发明提出一种电路实现简单，且功耗低的可实现连续调制的锁相环频率调制电路，包括一被控单元、一控制单元、一检测单元及一模式切换单元；所述控制单元用于控制所述被控单元使之处于正常工作状态，并通过所述检测单元进行检测，若所述被控单元处于正常工作状态，检测单元将通知所述模式切换单元进行相应的模式切换，改变所述控制单元的属性，减少其控制区间与所述被控单元的输入信号频谱区间的重叠，该电路的工作原理为：
1) 最初，模式切换单元配置控制单元的属性为正常值，使得被控单元逐渐处于正常工作状态；
2) 当检测单元检测到被控单元处于正常工作状态时，将通知模式切换单元进行模式切换；
3) 模式切换单元将通过改变控制单元的属性，减少其控制区间与输入信号频谱区间的重叠；
上述的检测单元也可以采用简单的延时等待实现，即在被控单元处于正确的工作状态时将产生一通知信号。
如图5所示，上述电路具体包括以下两种实现电路：
其一：所述被控单元为压控振荡器，所述被控单元的输入信号为基带信号，所述控制单元为锁相环，所述检测单元为锁定检测单元，即本发明的可实现连续调制的锁相环频率调制电路，包括锁相环、压控振荡器、模式切换单元以及锁定检测单元，该电路的工作原理如下：
开始工作时，所述模式切换单元配置所述锁相环的参数为正常值，使之工作于正常闭环状态，此时锁相环通过闭环控制，使压控振荡器输出的射频载波信号逐渐锁定至预设频点；当所述锁定检测单元检测到锁相环锁定后，通知所述模式切换单元进行模式切换，进而改变锁相环参数，调整闭环环路的区间（闭环环路带宽），使其不与基带信号区间（带宽）重叠，即可将基带信号加载于压控振荡器，完成频率调制。
其二：所述被控单元为压控振荡器，所述被控单元的输入信号为基带信号，所述控制单元为锁相环，所述检测单元为延时单元，即本发明的可实现连续调制的锁相环频率调制电路，包括锁相环、压控振荡器、模式切换单元以及延时单元，该电路工作原理如下：
开始工作时，所述模式切换单元配置所述锁相环参数为正常值，使之工作于正常闭环状态，此时锁相环通过闭环控制，使压控振荡器输出的射频载波信号逐渐锁定至预设频点；当达到所述延时单元设置的预定延时时间后，通知所述模式切换单元进行模式切换，进而改变锁相环参数，调整闭环环路的区间（闭环环路带宽），使其不与基带信号区间（带宽）重叠，即可将基带信号加载于压控振荡器，完成频率调制。
本发明电路具有如下优点：
1）本发明采用结构简单、功耗低的电路实现了连续射频频率调制；
2）本发明中，射频频率调制理论上无载波中心频点漂移现象产生；
用途：本发明电路可用于各种射频收发机中，实现载波频率调制，具有结构简单、功耗低、无载波频率漂移等优点。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种可实现连续调制的锁相环频率调制电路，其特征在于：包括一被控单元、一控制单元、一检测单元及一模式切换单元；所述控制单元用于控制所述被控单元使之处于正常工作状态，并通过所述检测单元进行检测，若所述被控单元处于正常工作状态，检测单元将通知所述模式切换单元进行相应的模式切换，改变所述控制单元的属性，减少其控制区间与所述被控单元的输入信号频谱区间的重叠。
2.根据权利要求1所述的一种可实现连续调制的锁相环频率调制电路，其特征在于：所述被控单元为压控振荡器，所述被控单元的输入信号为基带信号，所述控制单元为锁相环，所述检测单元为锁定检测单元。
3.根据权利要求1所述的一种可实现连续调制的锁相环频率调制电路，其特征在于：所述被控单元为压控振荡器，所述被控单元的输入信号为基带信号，所述控制单元为锁相环，所述检测单元为延时单元。
4.根据权利要求2所述的一种可实现连续调制的锁相环频率调制电路，其特征在于：该电路的工作原理为：开始工作时，所述模式切换单元配置所述锁相环的参数为正常值，使之工作于正常闭环状态，此时锁相环通过闭环控制，使压控振荡器输出的射频载波信号逐渐锁定至预设频点；当所述锁定检测单元检测到锁相环锁定后，通知所述模式切换单元进行模式切换，进而改变锁相环参数，调整闭环环路的区间，使其不与基带信号区间重叠，即可将基带信号加载于压控振荡器，完成频率调制。
5.根据权利要求3所述的一种可实现连续调制的锁相环频率调制电路，其特征在于：该电路的工作原理为：开始工作时，所述模式切换单元配置所述锁相环参数为正常值，使之工作于正常闭环状态，此时锁相环通过闭环控制，使压控振荡器输出的射频载波信号逐渐锁定至预设频点；当达到所述延时单元设置的预定延时时间后，通知所述模式切换单元进行模式切换，进而改变锁相环参数，调整闭环环路的区间，使其不与基带信号区间重叠，即可将基带信号加载于压控振荡器，完成频率调制。
6.根据权利要求4或5所述的一种可实现连续调制的锁相环频率调制电路，其特征在于：所述闭环环路的区间即闭环环路带宽，所述基带信号区间即基带信号频谱。
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