CN106330225B - Ais接收机低功耗锁相电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种AIS接收机低功耗锁相电路，它包括鉴相器，它还包括分立元件式VCO电路，鉴相器的压控电压输出端与VCO电路的压控电压输入端连接，VCO电路的反馈输出端与鉴相器的反馈输入端连接；所述的VCO电路包括正反馈振荡电路、放大电路和有源滤波电路，压控电压输入正反馈振荡电路产生射频信号，射频信号传输到放大电路进行放大，达到驱动混频器要求的本振功率，输入电源输入有源滤波电路进行滤波，滤波后的信号驱动放大电路进行射频信号放大，放大电路的一路输出回到鉴相器进行鉴相。电路功耗低，整个锁相环电路电流只有20mA/5V,输出功率+9dBm,可以驱动无源混频器，成本低，调试方便。

Description

AIS接收机低功耗锁相电路
技术领域
本发明涉及信号发射领域，特别是一种AIS接收机低功耗锁相电路。
背景技术
船舶自动识别系统（Automatic Identification System，简称AIS）是以自组织时分多址（Self Organized Time Division Multiple Access，简称SOTDMA）或者载波检测时分多址（Carrier Sense Time Division Multiple Access简称CSTDMA）为主要技术、可以用于水上交通联络和指挥的岸-船、船-岸以及船-船之间的通讯、导航系统。AIS接收采用超外差形式，锁相环电路提供的本振信号与接收到了射频信号混频为中频信号，目前VCO实现方式主要有两种,一种是用分立元件设计，这种方式实现的VCO性价比高、电路功耗低，主要用于对指标要求不太严格的场合；另外一种实现方式是采用专业VCO生产厂家设计生产的混合集成形式的VCO器件，这种VCO指标较高，但是成本高，电路功耗高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种AIS接收机低功耗锁相电路，电路功耗低，成本低，调试方便。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：AIS接收机低功耗锁相电路，它包括鉴相器，它还包括分立元件式VCO电路，鉴相器的压控电压输出端与VCO电路的压控电压输入端连接，VCO电路的反馈输出端与鉴相器的反馈输入端连接；所述的VCO电路包括正反馈振荡电路、放大电路和有源滤波电路，压控电压输入正反馈振荡电路产生射频信号，射频信号传输到放大电路进行放大，达到驱动混频器要求的本振功率，输入电源输入有源滤波电路进行滤波，滤波后的信号驱动放大电路进行射频信号放大，放大电路的一路输出回到鉴相器进行鉴相。
所述的正反馈振荡电路包括第一电感L27，鉴相器输出的压控电压分别与第一电感L27的一端以及第一电容C50的一端连接，第一电感L27的另一端分别与第二电容C44和二极管D11的负极连接，第二电容C44的另一端分别与第二电感L12的一端、第三电容C45的一端连接，第三电容C45的另一端分别与第一电阻R150的一端、第一三极管Q21的基极、第二电阻R61的一端以及第四电容C51的一端连接，第一电阻R150的另一端分别与第五电容C41的一端、第一三极管Q21的集电极连接，第四电容C51的另一端与第一三极管Q21的发射极连接，第一三极管Q21的发射极还与第六电容C47的一端、第七电容C52的一端、第三电感L13的一端连接，第三电感L13的另一端与第三电阻R159的一端连接，第一三极管Q21的集电极还与第四电阻R122的一端连接，第一电容C50的另一端、二极管D11的正极、第二电感L12的另一端、第二电阻R61的另一端、第五电容C41的另一端、第六电容C47的另一端、第三电阻R159的另一端分别接地；二极管D11与二极管D11组成LC谐振电路，压控电压通过第一电感L27控制二极管D11的偏置电压改变二极管D11的电容参数，以此来调节振荡器的频率。
所述的有源滤波电路包括第二三极管Q20，输入电源经第五电阻R153后输入到第二三极管Q20的集电极，第五电阻R153的一端与输入电源连接，另一端还分别与第九电容C37的一端、第六电阻R38的一端连接，第六电阻R38的另一端与第二三极管Q20的基极连接，第二三极管Q20的基极还与第十电容C229的一端连接，第二三极管Q20的发射极分别与第十一电容C228的一端、第十二电容C38的一端、第七电阻R123的一端以及第四电阻R122的另一端连接，第九电容C37的另一端、第十电容C229的另一端、第十一电容C228的另一端、第十二电容C38的另一端接地；第二三极管Q20组成有源滤波器对振荡器的输入电源进行滤波。
所述的放大电路包括第三三极管Q22，振荡器产生的信号经第七电容C52传输到第三三极管Q22的基极，第七电容C52的另一端还与第八电阻R60的一端连接，第三三极管Q22的集电极分别与第十三电容C48的一端、第四电感L11的一端连接，第十三电容C48的另一端分别与输出端、第十四电容C49的一端连接，第四电感L11的另一端分别与第八电阻R60的另一端、第七电阻R123的另一端以及第十五电容C42的一端连接，第三三极管Q22的发射极分别与第九电阻R124的一端、第十电阻R166的一端连接，第十电阻R166的另一端分别与第十一电阻R167的一端、第十六电容C58的一端连接，第九电阻R124的另一端与第十七电容C56的一端连接，第十七电容C56的另一端连接鉴相器的鉴相输入端，第十五电容C42的另一端、第十四电容C49的另一端、第十一电阻R167的另一端、第十六电容C58的另一端分别接地；第三三级接管Q22组成的放大电路对振荡器产生的信号进行放大，达到驱动混频器要求的本振功率，放大器的输出分了一路通过第十七电容C56回到鉴相器芯片进行鉴相。
所述的第五电阻R153与输入电源连接的一端上还连接有第八电容C36，第八电容C36的另一端接地。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种AIS接收机低功耗锁相电路，电路功耗低，整个锁相环电路电流只有20mA/5V,输出功率+9dBm,可以驱动无源混频器，成本低，电路选用常规器件，成本低便于采购，调试方便，电路阻容器件值定好以后不用调试，便于大批量生产。
附图说明
图1为VCO电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
AIS接收机低功耗锁相电路，它包括鉴相器，它还包括分立元件式VCO电路，鉴相器的压控电压输出端与VCO电路的压控电压输入端连接，VCO电路的反馈输出端与鉴相器的反馈输入端连接；如图1所示，所述的VCO电路包括正反馈振荡电路、放大电路和有源滤波电路，压控电压输入正反馈振荡电路产生射频信号，射频信号传输到放大电路进行放大，达到驱动混频器要求的本振功率，输入电源输入有源滤波电路进行滤波，滤波后的信号驱动放大电路进行射频信号放大，放大电路的一路输出回到鉴相器进行鉴相。
所述的正反馈振荡电路包括第一电感L27，鉴相器输出的压控电压分别与第一电感L27的一端以及第一电容C50的一端连接，第一电感L27的另一端分别与第二电容C44和二极管D11的负极连接，第二电容C44的另一端分别与第二电感L12的一端、第三电容C45的一端连接，第三电容C45的另一端分别与第一电阻R150的一端、第一三极管Q21的基极、第二电阻R61的一端以及第四电容C51的一端连接，第一电阻R150的另一端分别与第五电容C41的一端、第一三极管Q21的集电极连接，第四电容C51的另一端与第一三极管Q21的发射极连接，第一三极管Q21的发射极还与第六电容C47的一端、第七电容C52的一端、第三电感L13的一端连接，第三电感L13的另一端与第三电阻R159的一端连接，第一三极管Q21的集电极还与第四电阻R122的一端连接，第一电容C50的另一端、二极管D11的正极、第二电感L12的另一端、第二电阻R61的另一端、第五电容C41的另一端、第六电容C47的另一端、第三电阻R159的另一端分别接地；二极管D11与第一电感L27组成LC谐振电路，压控电压通过第一电感L27控制二极管D11的偏置电压改变二极管D11的电容参数，以此来调节振荡器的频率。
所述的有源滤波电路包括第二三极管Q20，输入电源经第五电阻R153后输入到第二三极管Q20的集电极，第五电阻R153的一端与输入电源连接，另一端还分别与第九电容C37的一端、第六电阻R38的一端连接，第六电阻R38的另一端与第二三极管Q20的基极连接，第二三极管Q20的基极还与第十电容C229的一端连接，第二三极管Q20的发射极分别与第十一电容C228的一端、第十二电容C38的一端、第七电阻R123的一端以及第四电阻R122的另一端连接，第九电容C37的另一端、第十电容C229的另一端、第十一电容C228的另一端、第十二电容C38的另一端接地；第二三极管Q20组成有源滤波器对振荡器的输入电源进行滤波。
所述的放大电路包括第三三极管Q22，振荡器产生的信号经第七电容C52传输到第三三极管Q22的基极，第七电容C52的另一端还与第八电阻R60的一端连接，第三三极管Q22的集电极分别与第十三电容C48的一端、第四电感L11的一端连接，第十三电容C48的另一端分别与输出端、第十四电容C49的一端连接，第四电感L11的另一端分别与第八电阻R60的另一端、第七电阻R123的另一端以及第十五电容C42的一端连接，第三三极管Q22的发射极分别与第九电阻R124的一端、第十电阻R166的一端连接，第十电阻R166的另一端分别与第十一电阻R167的一端、第十六电容C58的一端连接，第九电阻R124的另一端与第十七电容C56的一端连接，第十七电容C56的另一端连接鉴相器的鉴相输入端，第十五电容C42的另一端、第十四电容C49的另一端、第十一电阻R167的另一端、第十六电容C58的另一端分别接地；第三三级接管Q22组成的放大电路对振荡器产生的信号进行放大，达到驱动混频器要求的本振功率，放大器的输出分了一路通过第十七电容C56回到鉴相器芯片进行鉴相。
所述的第五电阻R153与输入电源连接的一端上还连接有第八电容C36，第八电容C36的另一端接地。
本发明的VCO电路振荡器电路采用克拉泼振荡器，其优点是输出波形较好，这是因为集电极和基极电流可通过对谐波为低阻抗的电容支路回到发射极，所以高次谐波的反馈减弱，输出的谐波分量减少，波形更加接近于正弦波。其次，该电路中的不稳定电容（分布电容、器件的结电容等）都是与该电路并联的，因此适当的加大回路电容量，就可以减弱不稳定因素对振荡器的影响，从而提高了频率稳定度。最后，当工作频率较高时，甚至可以只利用器件的输入和输出电容作为回路电容。

Claims (3)

1.AIS接收机低功耗锁相电路，它包括鉴相器，其特征在于：它还包括分立元件式VCO电路，鉴相器的压控电压输出端与VCO电路的压控电压输入端连接，VCO电路的反馈输出端与鉴相器的反馈输入端连接；所述的VCO电路包括正反馈振荡电路、放大电路和有源滤波电路，压控电压输入正反馈振荡电路产生射频信号，射频信号传输到放大电路进行放大，达到驱动混频器要求的本振功率，输入电源输入有源滤波电路进行滤波，滤波后的信号驱动放大电路进行射频信号放大，放大电路的一路输出回到鉴相器进行鉴相；所述的正反馈振荡电路包括第一电感L27，鉴相器输出的压控电压分别与第一电感L27的一端以及第一电容C50的一端连接，第一电感L27的另一端分别与第二电容C44和二极管D11的负极连接，第二电容C44的另一端分别与第二电感L12的一端、第三电容C45的一端连接，第三电容C45的另一端分别与第一电阻R150的一端、第一三极管Q21的基极、第二电阻R61的一端以及第四电容C51的一端连接，第一电阻R150的另一端分别与第五电容C41的一端、第一三极管Q21的集电极连接，第四电容C51的另一端与第一三极管Q21的发射极连接，第一三极管Q21的发射极还与第六电容C47的一端、第七电容C52的一端、第三电感L13的一端连接，第三电感L13的另一端与第三电阻R159的一端连接，第一三极管Q21的集电极还与第四电阻R122的一端连接，第一电容C50的另一端、二极管D11的正极、第二电感L12的另一端、第二电阻R61的另一端、第五电容C41的另一端、第六电容C47的另一端、第三电阻R159的另一端分别接地；二极管D11与第一电感L27组成LC谐振电路，压控电压通过第一电感L27控制二极管D11的偏置电压改变二极管D11的电容参数，以此来调节振荡器的频率；所述的有源滤波电路包括第二三极管Q20，输入电源经第五电阻R153后输入到第二三极管Q20的集电极，第五电阻R153的一端与输入电源连接，另一端还分别与第九电容C37的一端、第六电阻R38的一端连接，第六电阻R38的另一端与第二三极管Q20的基极连接，第二三极管Q20的基极还与第十电容C229的一端连接，第二三极管Q20的发射极分别与第十一电容C228的一端、第十二电容C38的一端、第七电阻R123的一端以及第四电阻R122的另一端连接，第九电容C37的另一端、第十电容C229的另一端、第十一电容C228的另一端、第十二电容C38的另一端接地；第二三极管Q20组成有源滤波器对振荡器的输入电源进行滤波。
2.根据权利要求1所述的AIS接收机低功耗锁相电路，其特征在于：所述的放大电路包括第三三极管Q22，振荡器产生的信号经第七电容C52传输到第三三极管Q22的基极，第七电容C52的另一端还与第八电阻R60的一端连接，第三三极管Q22的集电极分别与第十三电容C48的一端、第四电感L11的一端连接，第十三电容C48的另一端分别与输出端、第十四电容C49的一端连接，第四电感L11的另一端分别与第八电阻R60的另一端、第七电阻R123的另一端以及第十五电容C42的一端连接，第三三极管Q22的发射极分别与第九电阻R124的一端、第十电阻R166的一端连接，第十电阻R166的另一端分别与第十一电阻R167的一端、第十六电容C58的一端连接，第九电阻R124的另一端与第十七电容C56的一端连接，第十七电容C56的另一端连接鉴相器的鉴相输入端，第十五电容C42的另一端、第十四电容C49的另一端、第十一电阻R167的另一端、第十六电容C58的另一端分别接地；第三三级管Q22组成的放大电路对振荡器产生的信号进行放大，达到驱动混频器要求的本振功率，放大器的输出分了一路通过第十七电容C56回到鉴相器芯片进行鉴相。
3.根据根据权利要求1所述的AIS接收机低功耗锁相电路，其特征在于：所述的第五电阻R153与输入电源连接的一端上还连接有第八电容C36，第八电容C36的另一端接地。
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