CN1165438A - 输出稳定频率的频率转换器 - Google Patents

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Abstract

借助利用锁相环电路的频率反馈而提供高稳定频率的频率转换器包括：本机振荡器；将本机振荡器的输出和反馈频率混合而产生混频的频率转换器；将该混频滤波的第一滤波器；产生对应于频率转换器的输入频率和第一滤波器输出频率之间相位差的电压信号的相位比较器；将该相位比较器的电压信号转换为直流电压并消除其中任何噪声成分的第二滤波器；和压控振荡器，它接收第二滤波器的输出作为控制电压，通过产生对该控制电压敏感的反馈频率而提供稳定的输出频率。

Description

输出稳定频率的频率转换器
本发明涉及一种频率转换器，更具体地说是一种通过其输出频率反馈而得到更加稳定的频率的频率转换器。
参看图1所显示的一种先有技术的频率转换器的电路结构，其中混频器14接收输入频率fi和由本机振荡器12所提供的振荡频率fosc，因此该电路提供一个输出|fi±fosc|，这里由于本机振荡器的输出频率fosc为输入频率fi与输出频率fo的总和，即(fi+fo)，所以混频器14的输出频率等于(2fi+fo)或fo。带通滤波器(BPF)16只能使输入频率中的fo频带的成分通过，该滤波器被连接到放大器18，并输出输出频率fo。在上述电路布置中，由于输入了输入频率fi和本机振荡频率fosc的混频器14的输出一般被转换为输出频率fo，所以通常需要利用性能极好，能够消除施加在混频器14上的频率中的任何谐波成分的BPF。因此，由于输入频率fi和本机振荡频率fosc中存在的相当大的谐波成分，所以该电路经常导致产生不稳定的输出频率fo。
于是，在获得理想的输出频率时，常常引起误差，因此，在提供稳定的数据频率或为用户提供声音信号的服务中，增加了不利的困难。
因此，本发明的目的是提供一种能够提供高稳定性频率的频率转换器，该转换器利用锁相环电路反馈技术。
按照本发明的上述目的可以通过一种频率转换器来实现，该频率转换器包括：本机振荡器；用来将本机振荡器的输出和反馈频率混合以产生混频的频率转换器；用来对该混频滤波的第一滤波器；产生电压信号的相位比较器，该电压信号与频率转换器的输入频率和第一滤波器的输出频率之间的相位差相对应；第二滤波器，该滤波器将相位比较器的所述电压信号转换为直流(DC)电压并消除被转换电压信号中的任何噪声成分；和压控振荡器，它接收第二滤波器的输出作为控制电压以便通过产生响应该控制电压的反馈频率来提供稳定的输出频率。
本发明的第二个方面可以通过一种频率转换器来实现，该转换器包括：锁相环电路，用来将第一反馈频率与由一组通道选择信号提供的参考信号相比较并产生响应比较结果的DC电压信号，所述通道选择信号包括数字信号，时钟信号和启动信号；与锁相环电路的输出可操作地连接的第一压控振荡器，用来在所述输出的控制下输出振荡频率；除法器，用来将第一压控振荡器的输出频率分频，产生送到锁相环电路的第一反馈频率；频率转换器，该转换器将第一压控振荡器本机振荡器的输出和第二反馈频率混合产生混合频率；对所述混合频率进行滤波的第一滤波器；相位比较器，该比较器产生对应于频率转换器的输入频率和第一滤波器的输出频率之间相位差的电压信号；第二滤波器，该滤波器将相位比较器的电压信号转换成为DC电压，并消除被转换电压中的任何噪声成分；第二压控振荡器，该振荡器接收第二滤波器的输出来作为控制电压，以便通过产生响应该控制电压的第二反馈频率来提供最终的输出频率；与第二压控振荡器相连接的放大电路，该放大电路将所述最终输出频率放大到规定的电平。
当通过参考以下结合附图的详细的描述而更好地理解本发明时，必然对本发明及其附带的很多优点有更全面的理解，附图中相同的标号表示相同或相似的元件，其中：
图1是说明先有技术的频率转换器电路结构的方框图；
图2是说明根据本发明的频率转换器最佳实施例的电路结构的方框图；
图3是说明根据本发明的频率转换器另外一个最佳实施例的电路结构的方框图。
在所有附图中，应注意到，同样的标号用来确定具有同样功能的相同或等价的元件。对于已知功能和结构的详细解释将不必要地使本发用于根据本发明的锁相环(PLL)的压控振荡器24而接收稳定的10MHz的参考时钟，并提供给TSU一个10.0125MHz频率的射频(RF)输出。也把上述稳定的10MHz参考时钟提供给TSU。
图3的电路结构除了由标号33表示的虚线部分以外，与图2相似，也就是说，本机振荡器33对于发射器的发射质量起着重要的作用。现参看本机振荡器33，接收来自频率调制板(FMB)的10MHz参考时钟的PLL电路34含有相位比较器和环路滤波器，其中相位比较器将第一反馈频率与10MHz的参考频率相比较，根据比较结果提供一个电压，以便通过环路滤波器将电压输出转换成为DC电压并消除该电压的噪声成分。然后该DC电压被加到本机振荡器36上并被锁定在最佳频率上从而产生本机振荡频率，其中，被锁定频率是917.9875-949.9875Mhz，该频率比最佳频率928-960MHz分别低10.0125MHz。这样，本机振荡频率通过放大器38施加在混频器28上，并通过放大器40施加在除法器42上。该除法器42将一路本机振荡频率分频，并把分频后的信号提供给PLL34的相位比较器。另外，来自主控制单元(图中未画出)的一组包括DATA，CLOCK和ENABLE信号的通道选择信号也施加在PLL34的相位比较器上以便能够调整同步范围，以改变压控振荡器36的锁定频率，从而改变所需的频率。
来自FMB的调制后的10.0124MHz的RF信号被加在相位比较器20上，然后具有928-960MHz振荡频率的压控振荡器24的输出通过放大器26被加到混频器28。因此，混频器28产生一个本机振荡器36的输出信号和压控振荡器24的输出信号的混频信号。LPF30只能通过10.0125MHz的频率成分，并将其滤波输出提供给相位比较器20。结果，在相位比较器20中产生一个电压，该电压对应于FMB所提供的第一个10.0125MHz频率信号和由压控振荡器24和本机振荡器33混合产生的第二个10.0125MHz频率信号之间的差值，然后将该电压送至环路滤波器22中，该滤波器将相位比较器的输出转换成为DC电压，作为压控振荡器24的控制电压，该振荡器在所述控制电压的控制下产生最终输出频率。结果，一旦混频器28的输出频率和FMB的频率相等，则压控振荡器24将被锁定，使得电路稳定，这样压控振荡器24所提供的振荡频率加在紧随其后的放大器46上并在其中被放大到规定的电平，例如，放大到5W。LPF48抑制放大器46的输出中的任何的噪声成分，然后提供稳定的输出频率作为图3电路的输出。
同时，当一个有效的UNLOCK FAIL信号加在PLL34的相位比较器和连接在LPF30的相位比较器20上时，则TSU将不提供任何的同步输出频率。
通过以上所述显而易见，通过一个利用锁相环的环状电路，本发明能够输出高稳定的频率。而且，即使在电路的输入频率fi和LPF30的输出频率fs中均包含有任何明显的谐波成分，但通过相位比较器20，环路滤波器22和压控振荡器24，也将有效地抑制这些谐波成分的通过，使得最终结果的输出频率被锁定在稳定状态，因此产生这种稳定的频率。
通过对什么是本发明的最佳实施例所做的说明和解释，本专业的技术人员将明白可对本发明做各种变化和修改，并对其中的元件做等价的代换，而并不脱离本发明的真正的范围。另外，在不脱离本发明的中心范围的情况下，可做出很多种的修改以适合于本发明宗旨的某种特殊情况。因此，本发明将不限于作为预期实现本发明的最佳模式所公开的特定的实施例，而是将包括所附的权利要求书范围之内的所有实施例。

Claims (5)

1.一种频率转换器，包括：
本机振荡器；
频率转换器，该频率转换器将本机振荡器的输出和一个反馈频率相混合产生混频；
对混频进行滤波的第一滤波器；
产生电压信号的相位比较器，其电压信号与所述频率转换器的输入频率和所述第一滤波器的输出频率之间的相位差相对应；
第二滤波器，该滤波器将所述相位比较器的电压信号转换成DC电压并消除被转换电压信号中的任何的噪声成分；
压控振荡器，该振荡器接收所述第二滤波器的输出作为控制电压，以便通过产生对所述控制电压作敏感的所述反馈频率而提供稳定的输出频率。
2.根据权利要求1的频率转换器，其特征还在于还包括与所述压控振荡器相连的放大器电路，该放大器将所述压控振荡器的输出放大到所需电平。
3.根据权利要求1的频率转换器，其特点在于，当第一滤波器的输出频率与所述输入频率基本相同时，该频率转换器电路将被锁定在锁相环路。
4.一种频率转换器包括：
锁相环电路，该电路将第一反馈频率与一组通道选择信号所提供的参考信号相比较并产生对所述比较结果敏感的直流电压，所述通道选择信号包括数据信号，时钟信号，和启动信号；
与所述锁相环电路连接的第一压控振荡器，该振荡器在所述输出的控制下输出振荡频率；
将所述第一压控振荡器的输出分开的除法器，它产生所述第一反馈频率送到所述锁相环电路中；
频率转换器，该转换器将所述压控振荡器的本机振荡器的输出与第二反馈频率相混合，从而产生混频；
对该混频滤波的第一滤波器；
产生对应于所述频率转换器的输入频率和所述第一滤波器的输出频率之间相位差的电压信号的相位比较器；
将所述相位比较器的电压信号转换为直流电压信号并消除转换后的电压信号中的任何噪声成分的第二滤波器；
第二压控振荡器，该振荡器接收所述第二滤波器的输出作为控制电压，以便通过产生对所述控制电压敏感的所述第二反馈频率而提供最终的输出频率；以及
连接到所述第二压控振荡器的放大器电路，该电路将最终输出频率放大到规定的电平。
5.所述频率转换器，其特征在于所述参考频率具有大约为10兆赫兹的频率，所述第一压控振荡器具有范围基本上为917到950兆赫兹的频率，所述输入频率大约为10.0125兆赫兹，所述第二反馈频率的范围大致为928到960兆赫兹。
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