CN1136243A

CN1136243A - 一种反馈式频率压缩卫星接收调谐器

Info

Publication number: CN1136243A
Application number: CN 95105238
Authority: CN
Inventors: 郑永裕
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-05-17
Filing date: 1995-05-17
Publication date: 1996-11-20

Abstract

一种反馈式频率压缩卫星接收调谐器。它由射频输入装置、放大与变频装置、中频放大装置、解调电路组成，其特征在于：解调电路后有一复合信号基带放大和相位校正电路，复合信号基带放大和相位校正电路把复合信号频率偏移量反馈调制变频装置中压控振荡电路的基准振动频率，使混频后中频中的复合信号频偏减小，改善了定带宽滤波的性能，可以提高信噪比，抑制噪声，提高灵敏度。

Description

一种反馈式频率压缩卫星接收调谐器

一种反馈式频率压缩卫星接收调谐器，用于卫星信号的地面接收，特别适用于电视卫星的接收装置。

现在的卫星信号，如象卫星电视信号，都是采用调制的方法，先把基频信号进行复合，如把图象信号、声音信号、同步信号等进行复合，然后用复合信号对载波进行调制，形成高频(或射频)信号，通过放大和无线发送到地面接收站。在地面接收站中，天线把该信号(还包括各种干扰和噪声信号)接收后，由卫星接收调谐器把信号放大、变频、滤波，然后解调，恢复出复合信号或再通过解码器恢复出各种基频信号。由于天线接收的信号中含有大量的其它射频干扰和噪声，为检出所需信号，必须进行带通滤波，把其它信号抑制掉。现在的滤波形式，都是采用超外差形式，通过把接收信号与一基准频率信号混频，产生固定差频，使用一固定频率的带通滤波器(如梳状滤波器)进行带通滤波，通过中频带通滤波达到只接收所需信号的目的。现在的中频带通滤波器，都是固定频率和固定带宽的，它的带宽由元器件本身所决定。而滤波器的带宽对接收机的性能影响较大。带宽过大时，信噪比降低，干扰增加，而且也降低了接收灵敏度。而带宽过小时，又不能适应由于各种原因引起的频率偏移所产生的失真。对于卫星信号，随卫星的状态与参数不同，接收站的地点和时间不同，接收机负载不同，其最佳滤波带宽是不同的，因此一般的卫星接收调谐器不能工作在最佳接收质量状态，信噪比较低，失真较大，灵敏度也较低。

本发明的目的是发明一种反馈式频率压缩卫星接收调谐器，它可以控制工作在最佳滤波带宽状态，在保证信号失真较小的同时提高信噪比，提高接收灵敏度。

本发明的电路逻辑框图如附图1所示。它包括有用于把接收信号低通滤波及放大的射频输入装置1，用于对射频输入装置放大后的信号进行进一步放大和变频的放大变频装置2，具有16或12MHZ带宽的中频滤波及放大的中频放大装置3和用于得到复合信号的解调电路41，其特征在于：解调电路41后接有基带放大电路42和相位校正电路43，相位较正电路43的输出端与通过电阻R101和电容C103隔离的振荡控制电压输入端并联、接于振荡变容二极管VC101的控制端，并通过电容C102与放大变频装置2中的压控振荡控制输入端相连。

附图1为本发明的电路逻辑框图。图中，射频输入装置1为包含两个输入端口的实施例框图，有低通滤波器11和11’，射频放大器12和12’，以及选择开关13。放大变频装置2为包含跟踪滤波、增益控制、射频放大、自振及混频电路的一个实施例框图，有追踪滤波器21，增益控制电路22，包含射频放大器231，压控振荡器233和混频器232的集成电路23。中频放大装置3为包含有第一级中放、梳状滤波及两个第二级中放的实施例框图，有第一中放电路31，(16或12MHZ)双频梳状滤波器32，用于16MHz的第二级中频放大器33，用于12MHz的第二级中频放大器34。

附图2为本发明中射频输入装置1包含两个输入端口实施例的一个具体电路示意图。

附图3为本发明中，放大变频装置2，中频放大装置3和解调电路41的一个实施例具体电路示意图。

附图4为本发明中，基带放大电路42和相位校正电路43的一个实施例具体电路示意图。

本发明的工作原理如下：

反馈式频率压缩卫星接收调谐器，它包括有用于把接收信号低通滤波放大的射频输入装置1、用于对射频输入装置放大后的信号进行进一步放大和变频的放大变频装置2，具有16或12MHz带宽的中频滤波放大的中频放大装置3和用于得到复合信号的解调电路41，解调电路41后接有基带放大电路42和相位校正电路43，相位校正电路43的输出端与通过电阻R101和电容C103隔离的振荡控制电压输入端并联，接于振荡变容二极管VC101的控制端，并通过电容C102与放大变频装置2中的压控振荡控制输入端相连。

卫星射频信号由天线接收后，由射频输入装置1低通滤波和放大，去除部分高频噪声干扰，并初步放大，然后在放大变频装置2中进一步放大，与由电压控制的基准振荡频率混频，得到一固定频率的中频信号。在中频放大电路中，中频信号以16MHz或12MHz的带宽进行滤波和放大，进一步抑制了噪声和其它射频信号的干扰。滤波和放大后的中频信号由解调电路去除载波，得到无调制的复合信号。复合信号分两路，一路作为输出，供其它信号处理电路，另一路接入本发明所特制加有的基带放大电路42。基带放大电路42把复合信号放大后，通过相位校正电路43后，得到复合信号的基本频率信号，该信号叠加于压控振荡器233的控制输入端，使压控值有一个复合信号的基本频率变化，从而使压控振荡器233的振荡频率有一个复合信号的基准频率调制，当因负载等原因造成射频信号上的复合信号调制产生频率偏移时(如设其频率偏移器为ΔRF)，在无频率压缩时，混频后产生的中频信号有一个同样的频率偏移ΔRF。由于ΔRF引起基带放大和相位校正电路对压控振荡器233的基准频率进行调制，其频偏为ΔLF，混频后产生的中频信号的复合信号偏移变为IF

IF＝ΔRF-ΔLF

因此，中频信号中的复合信号频率偏移得到有效的压缩，改善了定带宽滤波的性能，可有效提高信噪比，抑制噪声，提高灵敏度。

本发明采用在解调电路之后加一获取复合信号基频的基频放大电路和相位修正电路，把复合信号基频放大整形后对混频电路中的压控振荡器的控制端进行控制，在原基准频率的基础上调制一个与射频信号中复合信号频偏成正比的反向频率信号，使基准频率发生反向偏移，混频后，有效压缩了在中频中复合信号的频偏，改善了定带宽滤波的性能，可有效提高信噪比，抑制噪声，提高灵敏度。

在本发明中，射频输入装置1可以为有两个输入端的，分别包括低通滤波器11和低通滤波器11’、射频放大器12和射频放大器12’，以及选择第一路输入还是第二路输入的开关电路13。低通滤波器11和11’的滤波通带为950MHz到2050MHz。射频输入装置1的具体电路可以由附图2所示。低通滤波器11和11’由A/B输入端的选择开关SW1、三极管Q2、Q3，二极管D3、D4，以及电阻R44、R53、R45，电容C70、C71等所组成的开关电路13控制，当开关电路的A/B控制端的SW1为高电位时，使三极管Q2和二极管D4保并通状态，而三极管Q3和二极管D3则为载上状态。此时，由电容C60、C61、C62、C63、C64、C65、电感L1及微带电路(MICROSTQIPLINE CIRCUIT)SL3，SL5所组成的低通滤波器11对接收的射频信号高于2050MHz和低于950MHz的部份予以滤出，且使阻抗得以匹配。滤波后的信号输入到由耦合电容C66，三极管Q1、二极管D1、偏压电阻R49、R50、R51，接地电容C67，去耦电路R52、C69及微带电路SL7等元件所组成的射频放大器12，经射频放大器12放大后的射频信号输出，经电容C70及二极管D4送入放大变频电路2。电路中去耦电路R52和C69是为阻止高频信号由电阻R53进入二极管D4。

同理，在开关电路13的A/B选择开关SW1为低电位时，使三极管Q3与二极管D3保持导通，而三极管Q2和二极管D4则截止。此时，由电容C43、C45、C46、C47、C48、C49、电感L2及微带电路SL4、SL6所组成的低通滤波器11’工作，对射频信号进行通带为850～2050MHz的信号进行滤波，然后送入由耦合电容C52，三极管Q4，二极管D2、偏压电阻R39、R41、R43，滤波电容C53，去耦电路R42、C54及微带电路SL8所组成的射频放大器12’。在射频放大器12’中得到放大。放大后的射频信号由电容C71和二极管D3输送到放大变频装置2。其中的去耦电路R42、C54用于阻止高频信号由电阻R44进入二极管D3。

本发明中，放大变频装置2可以由追踪滤波器21，增益控制电路22和包括了射频放大器231、混频器232与压控振荡器233的微波集成电路组成。经射频输入装置1放大滤波后的射频信号送入放大变频装置2中。由放大变频装置2中的追踪滤波器21进一步滤波，衰减其它的干扰信号和噪声，然后经增益控制电路22控制衰减，增益控制电路22由后面的解调电路根据输出幅度进行控制。减小由接收信号源场强大小和涨落引起的信号波动。使输出信号幅度稳定。衰减后的射频信号经射频放大器231放大后进入混频器232，同时由压控振荡器233产生的基准振荡电压也进入混频器232中，与射频信号差频，产生一个频率为射频减基准振荡频率之差的中频。

如附图3所示，追踪滤波器21由电感L3，电阻R70、R24，电容C13、C14、C15、C73、C12、变容二极管D8、D9及微带电路SL9、SL10、SL11、SL12等元件所组成。

增益控制电路由耦合电容C17，二极管D10，电阻R27、28、电容C19、C32、C22和匹配电路所组成。其中，匹配电路由C20、C21、SL13所组成，用于抑制低频信号增益。

由放大，混频和压控振荡器组成的微波集成电路23包括有集成电路芯片IC1和外围电路。外围电路包括电阻R58、R59、电容C81、C96、C112、微带电路SL16、SL14、变容二极管D6、D7等元件。其中徽带电路SL16与变容二极管D6相连，D6的另一端与D7相连，经电阻R58与电压控制端VT相接。通过改变VT端电压值，就可以改变振荡频率。D7的另一端分别通过电阻R59及电容C96与集成电路芯片IC1相连。而IC1的输出端与中频放大装置3的输入端相连。IC1的输入端与增益控制电路22的电容C21相连。

如附图3所示，中频放大装置3中由第一级中放电路31、梳状滤波器32、第二级中放电路33和34组成。由变频产生的中频信号在中频放大装置3中的第一级中放电路31中放大后送入梳状滤波器32。梳状滤波器32有两个滤波带宽，12MHz和16MHz。经两种带宽滤波后的中频信号分别由第二级中放34和第二级中放33，选择一路送入解调电路。

第一级中放电路31由双栅场效应管(MOS FET)Q6，偏压电阻R32，R33，R34，R35，R36，R69，旁路电容C25，C38，匹配电路等组成。其中，匹配电路由电感L4，电容C35、C36、C41、C42，电阻R37组成，它将混频产生的中频信号放大，而双栅场效应管的第二栅与自动增益控制端相接，控制第一中放的增益。

梳状滤波器32通过与第一级中放31连接，以带宽为16MHz或12MHz对中频信号滤波，滤波之后，16MHz滤波信号送入由集成电路IC3和旁路电容C105、耦合电容C104、C108组成的第二级中放电路33输入端，由中放33放大。12MHz滤波中放送入由IC2和旁路电容C101、耦合电容C107、C110组成的第二级中放电路34，由中放34放大。中放33的输出端通过三极管Q7和电阻R64与16/12MHz选择开关SW2端相连。而另一中放34则通过三极管Q8，二极管D12也与16/12MHz选择开关SW2端相连。

妆SW2为高电位时，三极管Q7保持导通，而三极管Q5、二极管D12则保持在截止状态。此时集成电路IC3工作，而IC2不工作。反之，SW2为低电位时，Q8、D12导通，Q7截止，IC2工作，IC3不工作。

如附图3所示，解调电路由集成电路IC4、电容C1、C3、C5、C8、C9、C10、C11、C111、电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R13、R14、R17、R18、R21、R22、R71、可变电阻VR1、电感L6组成，它可以得到解调后的复合信号输出和与载波信号大小成正比的自动增益控制信号量输出。

如附图4所示，基带放大电路42由三极管Q201和202、电阻R210、202、203、204、205、206、电容C201、202组成，它将解调后的复合信号放大，并与由电阻R102和电容C101组成的相位校正电路43相连，使该信号所产生的偏移相位加以校正，把校正后的复合信号基频加于压控振荡控制端。

在本发明中，放大变频装置中2中可有的增益控制电路22的增益控制端A可以与解调电路41中的自动增益控制端相连，以控制追踪滤波器输出信号的大小。如附图3所示。

在本发明中，第一级中放电路31中的双栅场效应管的第二栅极与解调电路41中的自动增益控制端相连，以控制中频信号放大增益，如附图3所示。

Claims

1、一种反馈式频率压缩卫星接收调谐器，它包括有用于把接收信号低通滤波放大的射频输入装置(1)、用于对射频输入装置放大后的信号进行进一步放大和变频的放大变频装置(2)，具有16或12MHz带宽的中频滤波放大的中频放大装置(3)和用于得到复合信号的解调电路(41)，其特征在于：解调电路(41)后接有基带放大电路(42)和相位校正电路(43)，相位校正电路(43)的输出端与通过电阻R101和电容C103隔离的振荡控制电压输入端并联，接于振荡变容二极管VC101的控制端，并通过电容C102与放大变频装置(2)中的压控振荡控制输入端相连。

2、如权利要求1所述的反馈式频率压缩卫星接收调谐器，其特征在于：射频输入装置(1)为有两个输入端的分别包括低通滤波器(11)和低通滤波器(11’)、射频放大器(12)和射频放大器(12’)，以及选择第一路输入还是第二路输入的开关电路(13)，低通滤波器(11)和(11’)的滤波通带为950MHz到2050MHz。

3、如权利要求1所述的反馈式频率压缩卫星接收调谐器，其特征在于：放大变频装置(2)由追踪滤波器(21)，增益控制电路(22)和包括了射频放大器(231)、混频器(232)与压控振荡器(233)的微波集成电路组成。

4、如权利要求1所述的反馈式频率压缩卫星接收调谐器，其特征在于：中频放大装置(3)包括第一级中放电路(31)、梳状滤波器(32)，梳状滤波器(32)有两个滤波带宽：12MHz与和16MHz，有两个第二级中放电路(33)和(34)与梳状滤波器(32)的16MHz带宽输出端和12MHz带宽输出端相连。

5、如权利要求3所述的反馈式频率压缩卫星接收调谐器，其特征在于：放大变频装置2中的增益控制电路(22)的增益控制端与解调电路(41)中的自动增益控制端相连。

6、如权利要求4所述的反馈式频率压缩卫星接收调谐器，其特征在于：中频放大装置(3)中的另一级中放电路(31)中的双栅场效应管的第二栅极与解调电路(41)中的自动增益控制端相连。