CN107437969B - 一种低噪放频点检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低噪放频点检测装置，属于通信技术领域，包括RF天线、第一滤波模块、放大模块、第二滤波模块、电调模块、主控芯片、本振模块、混频模块、RF电子开关、上变频模块和检波模块，采用RF电子开关来切换上变频系统和下变频系统，解决了在接收无线通信信号的时候对空中干扰信号进行检测的问题，本发明的可变频宽范围137.5MHZ～4400MHZ，稳频和杂散抑制好，频点检测灵敏度高达‑100dB。

Description

一种低噪放频点检测装置

技术领域

本发明属于通信技术领域。

背景技术

在无线通信系统中，无线信道的干扰会给用户带来很多问题，它会降低指定信号的接收率。干扰可能来自有意、无意或偶然辐射体，并在已获授权或未获授权频谱中出现。随着无线电频谱资源的日渐匮乏，制造商始终坚持提高频谱利用率以便获得最高的容量和性能(例如，共享或重复使用)。由此，无线通信系统必须在有限的无线电干扰下工作。然而，随着频谱需求的增加，无线系统干扰也会增加。因此，为使所有无线系统正常工作，干扰的识别和降低显得格外重要。在无线环境中执行干扰检测绝非易事，它要求采用新的测量技术并对现有的测量仪器提出更高要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种低噪放频点检测装置，解决了在接收无线通信信号的时候对空中干扰信号进行检测的问题，本发明的可变频宽范围137.5MHZ～4400MHZ，稳频和杂散抑制好，频点检测灵敏度高达-100dB。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种低噪放频点检测装置，包括RF天线、第一滤波模块、放大模块、第二滤波模块、电调模块、主控芯片、本振模块、混频模块、RF电子开关、上变频模块和检波模块，RF天线连接第一滤波模块的输入端，第一滤波模块的输出端连接放大模块的输入端，放大模块的输出端连接第二滤波模块的输入端，第二滤波模块的输出端连接混频模块的输入端，混频模块的输出端连接RF电子开关的输入端，RF电子开关的输出端连接上变频模块的输入端，RF电子开关的输出端还连接检波模块的输入端，电调模块的输出端连接第一滤波模块的调节端，电调模块的输出端还连接第二滤波模块的调节端，本振模块的输出端连接混频模块的输入端，主控芯片设有第一组IO口、第二组IO口和第三组IO口，所述第一组IO口连接电调模块的输入端，所述第二组IO口连接本振模块的输入端，第三组IO口连接所述RF电子开关的控制端；

第一滤波模块包括电感L11、电容C4、电感L13、电感L14、电容C11、电感L18、二极管D5、二极管D6、电感L15、电阻R23、电感L21、电感L22、电感L24、电感L25、电感L26、电感L23、电阻R27、二极管D7、二极管D8和电容C17，电容C4的1脚为第一滤波模块的输入端，电容C4的2脚通过串联在一起的电感L11、电感L14、电感L18、电感L22和电感L24连接电感L26的1脚，L26的2脚为第一滤波模块的输出端，电感L14的1脚通过电感L13连接地线，电感L14的2脚通过电容C11连接地线，电感L14的2脚还连接二极管D5的正极，二极管D5的负极还通过电感L15连接电阻R23的1脚，电阻R23的2脚和电阻R27的2脚组成了第一滤波模块的调节端，电感L18的2脚通过L21连接地线，电感L24的1脚通过电容C17连接地线，电感L24的2脚通过电感L25连接地线，电感L24的1脚还连接二极管D8的正极，二极管D8的负极通过电感L23连接电阻R27的1脚，电感L23的1脚连接二极管D7的负极，二极管D7的正极连接地线，电感L15的1脚连接二极管D6的负极，二极管D6的正极连接地线；

放大模块包括电容C13、电容C14和放大器U4，电容C13的1脚为放大模块的输入端，电容C14的2脚为放大模块的输出端，放大器U4的1脚连接电容C13的2脚，放大器U4的2脚连接电容C14的1脚；

第二滤波模块包括电感L2、电容C6、电感L3、电感L4、电感L5、电感L6、二极管D1、二极管D2、电感L7、电阻R25、电感L8、电感L10、电感L17、电感L19、电感L9、电阻R26、二极管D3、二极管D4和电容C7，电感L2的1脚为第二滤波模块的输入端，电感L2的2脚通过电感L3、电感L4、电感L5和电感L6连接电感L7的1脚，电感L7的2脚为第二滤波模块的输出端，电感L3的1脚通过电感L9连接地线，电感L3的2脚通过电容C6连接地线，电感L3的2脚还连接二极管D1的正极，二极管D1的负极通过电感L17连接电阻R25的1脚，电阻R25的2脚和电阻R26的2脚组成了第二滤波模块的调节端，电感L17的1脚连接二极管D3的负极，二极管D3的正极连接地线，电感L5的1脚通过电感L8连接地线，电感L5的2脚通过电容C7连接地线，电感L5的2脚还连接二极管D2的正极，二极管D2的负极通过电感L19连接电阻R26的1脚，电感L19的1脚连接二极管D4的负极，二极管D4的正极连接地线，电感L6的2脚通过电感L10连接地线；

电调模块包括四双极运算放大器U1、电阻R9、电阻R11和数模转换器U2，数模转换器U2的2脚和4脚分别连接四双极运算放大器U1的3脚和5脚，数模转换器U2的3脚通过电阻R9连接四双极运算放大器U1的12脚，数模转换器U2的6脚通过电阻R11连接四双极运算放大器U1的10脚，四双极运算放大器U1的1脚、7脚、14脚和8脚组成了所述电调模块的输出端，数模转换器U2的8脚、9脚和10脚组成了电调模块的输入端；

混频模块包括混频器U10和电容C38，混频器U10的2脚连接电容C38的1脚，电容C38的2脚和混频器U10的6脚组成了混频模块的输入端，混频器U10的3脚为混频模块的输出端；

本振模块包括频率合成器U22和三端滤波器U20，三端滤波器U20的1脚、2脚和3脚分别连接频率合成器U22的3脚、2脚和1脚，三端滤波器U20的7脚、8脚和9脚为本振模块的输入端，频率合成器U22的27脚为本振模块的输出端；

RF电子开关包括单路反相器U8和电子开关U12，单路反相器U8的4脚和2脚分别连接电子开关U12的6脚和4脚，单路反相器U8的2脚和电子开关U12的4脚组成了RF电子开关的控制端，电子开关U12的3脚和1脚为RF电子开关的输出端，电子开关U12的5脚为RF电子开关的输入端；

上变频模块包括稳压器U9和稳压器U6，稳压器U9的5脚连接稳压器U6的2脚，稳压器U9的2脚为上变频模块的输入端，稳压器U6的5脚为上变频模块的输出端；

检波模块包括数模转换器U7，数模转换器U7的5脚为检波模块的输入端，数模转换器U7的8脚为检波模块的输出端。

所述数模转换器U7的型号为AD8313。

所述混频器U10的型号为无源JMS-2LH。

所述四双极运算放大器U1的型号为MC33174，所述电子开关U12的型号为HMC595E，所述放大器U4的型号为ATF54143，单路反相器U8的型号为74HC1G04,稳压器U6的型号为NDF5056，稳压器U9的型号为NDF5056。

本发明所述的一种低噪放频点检测装置，采用RF电子开关来切换上变频系统和下变频系统，解决了在接收无线通信信号的时候对空中干扰信号进行检测的问题，本发明可变频宽范围137.5MHZ～4400MHZ，稳频和杂散抑制好，频点检测灵敏度高达-100dB。

附图说明

图1是本发明的硬件原理图框图；

图2是本发明的第一滤波模块的硬件示意图；

图3是本发明的放大模块的硬件示意图；

图4是本发明的第二滤波模块的硬件示意图；

图5是本发明的电调模块的硬件示意图；

图6是本发明的混频模块的硬件示意图；

图7是本发明的本振模块的硬件示意图；

图8是本发明的RF电子开关的硬件示意图；

图9是本发明的上变频模块的硬件示意图；

图10是本发明的检波模块的硬件示意图；

具体实施方式

如图1所示的一种低噪放频点检测装置，包括RF天线、第一滤波模块、放大模块、第二滤波模块、电调模块、主控芯片、本振模块、混频模块、RF电子开关、上变频模块和检波模块，RF天线连接第一滤波模块的输入端，第一滤波模块的输出端连接放大模块的输入端，放大模块的输出端连接第二滤波模块的输入端，第二滤波模块的输出端连接混频模块的输入端，混频模块的输出端连接RF电子开关的输入端，RF电子开关的输出端连接上变频模块的输入端，RF电子开关的输出端还连接检波模块的输入端，电调模块的输出端连接第一滤波模块的调节端，电调模块的输出端还连接第二滤波模块的调节端，本振模块的输出端连接混频模块的输入端，主控芯片设有第一组IO口、第二组IO口和第三组IO口，所述第一组IO口连接电调模块的输入端，所述第二组IO口连接本振模块的输入端，第三组IO口连接所述RF电子开关的控制端；

如图2所示的第一滤波模块包括电感L11、电容C4、电感L13、电感L14、电容C11、电感L18、二极管D5、二极管D6、电感L15、电阻R23、电感L21、电感L22、电感L24、电感L25、电感L26、电感L23、电阻R27、二极管D7、二极管D8和电容C17，电容C4的1脚为第一滤波模块的输入端，电容C4的2脚通过串联在一起的电感L11、电感L14、电感L18、电感L22和电感L24连接电感L26的1脚，L26的2脚为第一滤波模块的输出端，电感L14的1脚通过电感L13连接地线，电感L14的2脚通过电容C11连接地线，电感L14的2脚还连接二极管D5的正极，二极管D5的负极还通过电感L15连接电阻R23的1脚，电阻R23的2脚和电阻R27的2脚组成了第一滤波模块的调节端，电感L18的2脚通过L21连接地线，电感L24的1脚通过电容C17连接地线，电感L24的2脚通过电感L25连接地线，电感L24的1脚还连接二极管D8的正极，二极管D8的负极通过电感L23连接电阻R27的1脚，电感L23的1脚连接二极管D7的负极，二极管D7的正极连接地线，电感L15的1脚连接二极管D6的负极，二极管D6的正极连接地线；

如图3所示的放大模块包括电容C13、电容C14和放大器U4，电容C13的1脚为放大模块的输入端，电容C14的2脚为放大模块的输出端，放大器U4的1脚连接电容C13的2脚，放大器U4的2脚连接电容C14的1脚；

如图4所示的第二滤波模块包括电感L2、电容C6、电感L3、电感L4、电感L5、电感L6、二极管D1、二极管D2、电感L7、电阻R25、电感L8、电感L10、电感L17、电感L19、电感L9、电阻R26、二极管D3、二极管D4和电容C7，电感L2的1脚为第二滤波模块的输入端，电感L2的2脚通过电感L3、电感L4、电感L5和电感L6连接电感L7的1脚，电感L7的2脚为第二滤波模块的输出端，电感L3的1脚通过电感L9连接地线，电感L3的2脚通过电容C6连接地线，电感L3的2脚还连接二极管D1的正极，二极管D1的负极通过电感L17连接电阻R25的1脚，电阻R25的2脚和电阻R26的2脚组成了第二滤波模块的调节端，电感L17的1脚连接二极管D3的负极，二极管D3的正极连接地线，电感L5的1脚通过电感L8连接地线，电感L5的2脚通过电容C7连接地线，电感L5的2脚还连接二极管D2的正极，二极管D2的负极通过电感L19连接电阻R26的1脚，电感L19的1脚连接二极管D4的负极，二极管D4的正极连接地线，电感L6的2脚通过电感L10连接地线；

如图5所示的电调模块包括四双极运算放大器U1、电阻R9、电阻R11和数模转换器U2，数模转换器U2的2脚和4脚分别连接四双极运算放大器U1的3脚和5脚，数模转换器U2的3脚通过电阻R9连接四双极运算放大器U1的12脚，数模转换器U2的6脚通过电阻R11连接四双极运算放大器U1的10脚，四双极运算放大器U1的1脚、7脚、14脚和8脚组成了所述电调模块的输出端，数模转换器U2的8脚、9脚和10脚组成了电调模块的输入端；

如图6所示的混频模块包括混频器U10和电容C38，混频器U10的2脚连接电容C38的1脚，电容C38的2脚和混频器U10的6脚组成了混频模块的输入端，混频器U10的3脚为混频模块的输出端；

如图7所示的本振模块包括频率合成器U22和三端滤波器U20，三端滤波器U20的1脚、2脚和3脚分别连接频率合成器U22的3脚、2脚和1脚，三端滤波器U20的7脚、8脚和9脚为本振模块的输入端，频率合成器U22的27脚为本振模块的输出端；

如图8所示的RF电子开关包括单路反相器U8和电子开关U12，单路反相器U8的4脚和2脚分别连接电子开关U12的6脚和4脚，单路反相器U8的2脚和电子开关U12的4脚组成了RF电子开关的控制端，电子开关U12的3脚和1脚为RF电子开关的输出端，电子开关U12的5脚为RF电子开关的输入端；

如图9所示的上变频模块包括稳压器U9和稳压器U6，稳压器U9的5脚连接稳压器U6的2脚，稳压器U9的2脚为上变频模块的输入端，稳压器U6的5脚为上变频模块的输出端；

如图10所示的检波模块包括数模转换器U7，数模转换器U7的5脚为检波模块的输入端，数模转换器U7的8脚为检波模块的输出端。

所述数模转换器U7的型号为AD8313。

所述混频器U10的型号为无源JMS-2LH。

所述四双极运算放大器U1的型号为MC33174，所述电子开关U12的型号为HMC595E，所述放大器U4的型号为ATF54143，单路反相器U8的型号为74HC1G04,稳压器U6的型号为NDF5056，稳压器U9的型号为NDF5056。

本发明工作时，RF天线接收300-400M的无线通信信号，然后在通过第一滤波模块、放大模块、第二滤波模块、混频模块对信号进行一级滤波、放大、二级滤波、混频后，在经由RF电子开关切换，将无线通信信号切换到上变频模块输出或检波模块输出(及下变频输出)，当选择上变频输出时：本发明将输出信号发送给外部接收板，外部接收板对信号进行解码，并传输数据和图像；当选择上变频输出时：本发明将信号通过检波模块检波后输出，用户可测量本发明输出的信号检测频点，检测干扰信号。

本发明采用较快速度的电调模块，并且本发明的第一滤波模块和第二滤波模块均采用数控跳频滤波器,提高了动态范围和接收机灵敏度，本发明的放大模块采用低噪声放大器(LNA)作中频前置放大器，放大效果和抗干扰能力好；本发明混频模块和本振模块采将原始信号和本地振荡信号同时加到非线性元件上，从而获得两个频率之和的更高频率信号，输出中频信号，混频模块主要包括内置片上低噪声压控振荡器(VCO)的锁相环(PLL)和集成了VCO的宽带时钟合成器，混频模块支持整数N分频与小数N分频工作模式,允许用户通过软件控制方法确定最佳杂散与相位噪声性能,从而实现最佳的性能。本发明的混频模块具有1/2/4/8或16分频电路，使用户能够生成低至137.5MHz的射频输出频率，输出频率范围为137.5MHZ-4400MHZ。本发明的混频模块通过PLL锁相倍频可获得低噪声、低杂散、高频谱纯度和高捷变频波形，稳频和杂散抑制好。

本发明所述的一种低噪放频点检测装置，采用RF电子开关来切换上变频系统和下变频系统，解决了在接收无线通信信号的时候对空中干扰信号进行检测的问题，本发明可变频宽范围137.5MHZ～4400MHZ，稳频和杂散抑制好，频点检测灵敏度高达-100dB。

Claims (4)

1.一种低噪放频点检测装置，其特征在于：包括RF天线、第一滤波模块、放大模块、第二滤波模块、电调模块、主控芯片、本振模块、混频模块、RF电子开关、上变频模块和检波模块，RF天线连接第一滤波模块的输入端，第一滤波模块的输出端连接放大模块的输入端，放大模块的输出端连接第二滤波模块的输入端，第二滤波模块的输出端连接混频模块的输入端，混频模块的输出端连接RF电子开关的输入端，RF电子开关的输出端连接上变频模块的输入端，RF电子开关的输出端还连接检波模块的输入端，电调模块的输出端连接第一滤波模块的调节端，电调模块的输出端还连接第二滤波模块的调节端，本振模块的输出端连接混频模块的输入端，主控芯片设有第一组IO口、第二组IO口和第三组IO口，所述第一组IO口连接电调模块的输入端，所述第二组IO口连接本振模块的输入端，第三组IO口连接所述RF电子开关的控制端；

第一滤波模块包括电感L11、电容C4、电感L13、电感L14、电容C11、电感L18、二极管D5、二极管D6、电感L15、电阻R23、电感L21、电感L22、电感L24、电感L25、电感L26、电感L23、电阻R27、二极管D7、二极管D8和电容C17，电容C4的1脚为第一滤波模块的输入端，电容C4的2脚通过串联在一起的电感L11、电感L14、电感L18、电感L22和电感L24连接电感L26的1脚，L26的2脚为第一滤波模块的输出端，电感L14的1脚通过电感L13连接地线，电感L14的2脚通过电容C11连接地线，电感L14的2脚还连接二极管D5的正极，二极管D5的负极还通过电感L15连接电阻R23的1脚，电阻R23的2脚和电阻R27的2脚组成了第一滤波模块的调节端，电感L18的2脚通过L21连接地线，电感L24的1脚通过电容C17连接地线，电感L24的2脚通过电感L25连接地线，电感L24的1脚还连接二极管D8的正极，二极管D8的负极通过电感L23连接电阻R27的1脚，电感L23的1脚连接二极管D7的负极，二极管D7的正极连接地线，电感L15的1脚连接二极管D6的负极，二极管D6的正极连接地线；

放大模块包括电容C13、电容C14和放大器U4，电容C13的1脚为放大模块的输入端，电容C14的2脚为放大模块的输出端，放大器U4的1脚连接电容C13的2脚，放大器U4的2脚连接电容C14的1脚；

第二滤波模块包括电感L2、电容C6、电感L3、电感L4、电感L5、电感L6、二极管D1、二极管D2、电感L7、电阻R25、电感L8、电感L10、电感L17、电感L19、电感L9、电阻R26、二极管D3、二极管D4和电容C7，电感L2的1脚为第二滤波模块的输入端，电感L2的2脚通过电感L3、电感L4、电感L5和电感L6连接电感L7的1脚，电感L7的2脚为第二滤波模块的输出端，电感L3的1脚通过电感L9连接地线，电感L3的2脚通过电容C6连接地线，电感L3的2脚还连接二极管D1的正极，二极管D1的负极通过电感L17连接电阻R25的1脚，电阻R25的2脚和电阻R26的2脚组成了第二滤波模块的调节端，电感L17的1脚连接二极管D3的负极，二极管D3的正极连接地线，电感L5的1脚通过电感L8连接地线，电感L5的2脚通过电容C7连接地线，电感L5的2脚还连接二极管D2的正极，二极管D2的负极通过电感L19连接电阻R26的1脚，电感L19的1脚连接二极管D4的负极，二极管D4的正极连接地线，电感L6的2脚通过电感L10连接地线；

电调模块包括四双极运算放大器U1、电阻R9、电阻R11和数模转换器U2，数模转换器U2的2脚和4脚分别连接四双极运算放大器U1的3脚和5脚，数模转换器U2的3脚通过电阻R9连接四双极运算放大器U1的12脚，数模转换器U2的6脚通过电阻R11连接四双极运算放大器U1的10脚，四双极运算放大器U1的1脚、7脚、14脚和8脚组成了所述电调模块的输出端，数模转换器U2的8脚、9脚和10脚组成了电调模块的输入端；

混频模块包括混频器U10和电容C38，混频器U10的2脚连接电容C38的1脚，电容C38的2脚和混频器U10的6脚组成了混频模块的输入端，混频器U10的3脚为混频模块的输出端；

本振模块包括频率合成器U22和三端滤波器U20，三端滤波器U20的1脚、2脚和3脚分别连接频率合成器U22的3脚、2脚和1脚，三端滤波器U20的7脚、8脚和9脚为本振模块的输入端，频率合成器U22的27脚为本振模块的输出端；

RF电子开关包括单路反相器U8和电子开关U12，单路反相器U8的4脚和2脚分别连接电子开关U12的6脚和4脚，单路反相器U8的2脚和电子开关U12的4脚组成了RF电子开关的控制端，电子开关U12的3脚和1脚为RF电子开关的输出端，电子开关U12的5脚为RF电子开关的输入端；

上变频模块包括稳压器U9和稳压器U6，稳压器U9的5脚连接稳压器U6的2脚，稳压器U9的2脚为上变频模块的输入端，稳压器U6的5脚为上变频模块的输出端；

检波模块包括数模转换器U7，数模转换器U7的5脚为检波模块的输入端，数模转换器U7的8脚为检波模块的输出端。

2.如权利要求1所述的一种低噪放频点检测装置，其特征在于：所述数模转换器U7的型号为AD8313。

3.如权利要求1所述的一种低噪放频点检测装置，其特征在于：所述混频器U10的型号为无源JMS-2LH。

4.如权利要求1所述的一种低噪放频点检测装置，其特征在于：所述四双极运算放大器U1的型号为MC33174，所述电子开关U12的型号为HMC595E，所述放大器U4的型号为ATF54143，单路反相器U8的型号为74HC1G04,稳压器U6的型号为NDF5056，稳压器U9的型号为NDF5056。