CN201509191U

CN201509191U - 用于无线通信系统的发射机

Info

Publication number: CN201509191U
Application number: CN2009201697898U
Authority: CN
Inventors: 胡小娟
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2009-09-01
Filing date: 2009-09-01
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2019-09-01

Abstract

本实用新型提供了一种用于无线通信系统的发射机，包括：数模转换模块；滤波模块，其输入端与数模转换模块的输出端电连接，滤波模块包括串联连接的差模干扰信号滤波单元和共模干扰信号滤波单元；调制模块，其输入端与滤波模块的输出端电连接；射频滤波放大模块，其输入端与调制模块的输出端电连接。本实用新型能良好地抑制DAC输出的高频共模杂散信号，从而改善落在发射机带内的杂散信号以及发射带外的高频杂散信号。

Description

用于无线通信系统的发射机

技术领域

本实用新型涉及通信领域，具体而言，涉及一种用于无线通信系统的发射机。

背景技术

随着零中频及数字中频的兴起，IQ调制器在现代通讯领域得到了日渐广泛的应用。随之而来的是发射机中数模转换器101′、102′和IQ调制器30′之间的链路设计问题，为了减少发射机输出的无用杂散信号，就要从发射机的“源头”数模转换器输出的无用杂散信号进行抑制或者滤除。无用杂散信号包括：数模转换器的采样时钟信号，采样时钟信号的谐波信号，数模转换器输出的有用信号的镜像信号。为了滤除数模转换器输出的无用杂散信号，需要在DAC(数模转换器)和调制器之间使用差分低通滤波器2011′、2012′进行滤除。采用差分低通滤波器的现有技术的零中频及数字中频发射机如图1的电路框图所示，图中301′为本振源、401′为射频滤波器、402′为射频放大器。

发明人发现现有技术至少存在以下问题：当差分线对上出现的各自干扰信号不是同时同位置等幅，即出现了共模干扰信号时，低通滤波器无法良好地抑制共模干扰信号，导致数模转换器输出的杂散增加，经发射通道后会被逐级放大，对于带外的杂散信号需要增加发射通道的射频滤波器来滤波，或者增加腔体滤波器的抑制能力来滤除；而对于落入发射通道工作频带内的杂散，传统的差分滤波器无法滤除，只能在系统设计时严格的频率规划，单板设计时慎之又慎的PCB布局布线，导致PCB的尺寸无法小型化设计，腔体滤波器的抑制要求很高，导致尺寸和成本增加。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种用于无线通信系统的发射机，以解决现有技术存在的不能有效滤除共模干扰的问题。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于无线通信系统的发射机，包括：数模转换模块；滤波模块，其输入端与数模转换模块的输出端电连接，滤波模块包括串联连接的差模干扰信号滤波单元和共模干扰信号滤波单元；调制模块，其输入端与滤波模块的输出端电连接；射频滤波放大模块，其输入端与调制模块的输出端电连接。

优选地，数模转换模块包括第一数模转换器和第二数模转换器。

优选地，差模干扰信号滤波单元包括：第一差分低通滤波器，其输入端与第一数模转换器的输出端电连接；第二差分低通滤波器，其输入端与第二数模转换器的输出端电连接。

优选地，共模干扰信号滤波单元包括：第一单端陷波器，其输入端与第一差分低通滤波器的第一输出端电连接，其第一输出端电连接至调制模块的第一输入端，第二输出端电连接至地；第二单端陷波器，其输入端与第一差分低通滤波器的第二输出端电连接，其第一输出端电连接至调制模块的第二输入端，第二输出端电连接至地；第三单端陷波器，其输入端与第二差分低通滤波器的第一输出端电连接，其第一输出端电连接至调制模块的第三输入端，第二输出端电连接至地；第四单端陷波器，其输入端与第二差分低通滤波器的第二输出端电连接，其第一输出端电连接至调制模块的第四输入端，第二输出端电连接至地。

优选地，调制模块为IQ调制器。

优选地，射频滤波放大模块包括：射频滤波器，其输入端与IQ调制器的输出端电连接；射频放大器，其输入端与射频滤波器的输出端电连接。

优选地，单端陷波器为电容。

由于在差分低通滤波器的I+、I-、Q+、Q-四条通路上增加对地的单端陷波器，对于差分基带低通滤波器不能抑制的高频共模干扰信号进行有效地抑制，解决现有技术存在的不能有效滤除共模干扰的问题。对地的单端陷波器不影响有用信号，而且能良好地抑制DAC输出的高频共模杂散信号，从而改善落在发射机带内的杂散信号以及发射带外的高频杂散信号。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了现有技术的发射机的电路框图；

图2示出了根据本实用新型实施例的用于无线通信系统的发射机的示意图；

图3示出了根据本实用新型优选实施例一的发射机的电路框图；

图4示出了根据本实用新型优选实施例二的发射机的具体电路图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本实用新型。

图2示出了根据本实用新型实施例的用于无线通信系统的发射机的示意图，该发射机包括：数模转换模块10；滤波模块20，其输入端与数模转换模块10的输出端电连接，滤波模块20包括串联连接的差模干扰信号滤波单元201和共模干扰信号滤波单元202；调制模块30，其输入端与滤波模块20的输出端电连接；射频滤波放大模块40，其输入端与调制模块30的输出端电连接。

该优选实施例由于增加了能够有效滤除共模干扰信号的共模干扰信号滤波单元202，对于差模干扰信号滤波单元201不能抑制的高频共模干扰信号进行有效地抑制，解决现有技术存在的不能有效滤除共模干扰的问题。

优选地，如图3所示，在上述的发射机中，数模转换模块10包括两个数模转换器：第一数模转换器101和第二数模转换器102。

差模干扰信号滤波单元201包括两个差分低通滤波器：第一差分低通滤波器2011，其输入端与第一数模转换器101的输出端I+、I-电连接；第二差分低通滤波器2012，其输入端与第二数模转换器102的输出端Q+、Q-电连接。

共模干扰信号滤波单元202包括四个单端陷波器：第一单端陷波器2021，其输入端与第一差分低通滤波器2011的第一输出端电连接，其第一输出端电连接至调制模块的第一输入端，第二输出端电连接至地；第二单端陷波器2022，其输入端与第一差分低通滤波器2011的第二输出端电连接，其第一输出端电连接至调制模块的第二输入端，第二输出端电连接至地；第三单端陷波器2023，其输入端与第二差分低通滤波器2012的第一输出端电连接，其第一输出端电连接至调制模块的第三输入端，第二输出端电连接至地；第四单端陷波器2024，其输入端与第二差分低通滤波器2012的第二输出端电连接，其第一输出端电连接至调制模块的第四输入端，第二输出端电连接至地。

调制模块30为IQ调制器。

射频滤波放大模块40包括：射频滤波器401，其输入端与IQ调制器的输出端电连接；射频放大器402，其输入端与射频滤波器401的输出端电连接。

该优选实施例的电路框图如图3所示，通过在差分低通滤波器的I+、I-、Q+、Q-四条通路上再增加对地的单端陷波器，对于差分基带低通滤波器不能抑制的高频共模干扰信号进行有效地抑制。对地的单端陷波器不影响有用信号，而且能良好地抑制DAC输出的高频共模杂散信号，从而改善落在发射带内的杂散信号以及发射带外的高频杂散信号。

优选地，单端陷波器为电容，即可以用电容C₁、C₂、C₃、C₄作为第一单端陷波器2021、第二单端陷波器2022、第三单端陷波器2023、第四单端陷波器2024(如图4所示)。在实际的电路板设计中，用一个电容作为单端陷波器在起到有效抑制共模干扰信号的同时可以有效提高单板的集成度。

图3示出了根据本实用新型优选实施例一的发射机的电路框图，包括：数模转换器、差分低通滤波器、单端陷波器、IQ调制器、射频滤波器以及射频放大器。其中，数模转换器将信息数字信号转换为模拟信号，差分低通滤波器抑制IQ差分线上的差模干扰信号，单端陷波器抑制IQ差分线上的共模干扰信号，IQ调制器完成IQ模拟信号与本振信号(由本振源301提供)的混频，混频后的载波信号输出给放大管，通过放大后输出。

下面结合图3说明该优选实施例一的发射机的工作原理：数模转换器将信息数字信号转换为信息模拟信号，数模转换器输出为IQ差分信号，IQ信号的有用频率是包括零中频的中频信号IF，DAC输出的信号包含有用的模拟IQ信号，同时还输出无用的杂散信号，杂散信号包括数模转换器的采样时钟信号Fs以及数模转器采用时钟信号的谐波信号(n+1)*Fs，从干扰途径上这些杂散信号可以分为共模杂散信号和差模杂散信号。数模转换器输出的有用信号和杂散信号通过差分低通滤波器，差分低通滤波器的截止频率建议为模拟有用中频信号频率加3倍的信号带宽，可以采用任何合适的截止频率使有用的模拟中频IQ信号能够通过的同时有效地抑制无用的差模杂散信号。通过差分低通滤波器，差模的数模转换器的采样时钟杂散信号Fs以及差模的数模转器采样时钟信号的谐波信号(n+1)*Fs被良好地抑制。但是，共模的数模转换器的采样时钟杂散信号Fs以及共模的数模转换器采样时钟信号的谐波信号(n+1)*Fs无法被滤除。因为数模转换器到IQ调制器的差分低通滤波器的差分线路径在实际的电路板制作中又不可能完全的等长，尤其是相对于IF的高频信号，由于信号的波长小对差分线的要求更高，导致高频共模杂散信号很容易出现在差分线。共模杂散信号，假如频率x*Fs，为发射射频通道内的频点，通过IQ调制器不做混频可以直接落入发射通道的有用带内，这样的杂散信号由于在发射通道带内，在射频通道上无法抑制，为抑制这种带内杂散信号，需要在IQ调制器IF输入端的4条差分线上添加对地的单端陷波器，陷波器的谐振频率为x*Fs，陷波器用于抑制差分低通滤波器输出的频率为x*Fs的共模杂散信号，该共模杂散信号被抑制到比较小的杂散电平，就不会经过IQ调制器后输出比较高的杂散。共模的数模转换器的采样时钟杂散信号Fs以及共模的数模转换器的采样时钟信号的谐波信号(n+1)*Fs输入到IQ调制器后，会和本振信号Flo混频后，输出±m*LO±n*Fs的信号，其中n和m为≥0的整数，输出信号只考虑正频信号，m＝0，n＝1时，即Fs为采样时钟泄露杂散，m＝1，0时，即LO为本振泄露杂散信号，m＝1，1，即LO+IF为有用的射频信号，LO-IF为射频信号的镜像信号，这些杂散信号可以通过现有技术进行抑制。±m*LO±n*Fs杂散信号中，当m，n＞1时，假如a*LO-b*Fs落入发射通道带内的杂散信号，其中b*Fs要大于差分低通滤波器的截止频率，由于杂散信号在发射通道带内，在IQ调制器后无法滤除。为抑制这种带内的杂散信号，需要在IQ调制器的IF输入端的4条差分线上添加对地的单端陷波器，陷波器的谐振频率为b*Fs，陷波器用于抑制差分低通滤波器输出的频率为b*Fs的共模杂散信号，该共模杂散信号被抑制到比较小的杂散电平，就不会和IQ调制器混频后输出比较高的杂散。±m*LO±n*Fs杂散信号中当m，n＞1时，假如c*LO-d*Fs的杂散信号落入发射通道的带外，其中d*Fs要大于差分低通滤波器的截止频率，在IQ调制器后现有技术的发射机需要增加射频低通或者带通滤波器来滤除，本优选实施例需要在IQ调制器输入的4条差分线上增加对地单端陷波器，陷波器的谐振频率为d*Fs，陷波器用于抑制差分低通滤波器输出的频率为d*Fs的共模杂散信号，该共模杂散信号被抑制到比较小的杂散电平，就不会和IQ调制器混频后输出比较高的杂散，从而减小射频滤波器的指标要求或者不需要增加射频滤波器。本振源提供用于混频的本振信号。IQ调制器完成IQ模拟信号与本振信号的混频，混频后的有用发射信号输出经过射频滤波器进行发射通道带外杂散信号的进一步抑制，载波信号经过滤波后输出给放大管，通过放大后输出。

该优选实施例可以有效地滤除数模转换器之后的高于中频以上的某些频率(数模转换器采样频率的谐波)的共模杂散信号，从而有效抑制了经过IQ调制器之后射频发射通道的某些杂散信号，对于落入发射带内的杂散信号。在实际的应用中，可以使用一个电容作为陷波器使杂散信号抑制至少20dB，如图4所示。对于带外的杂散信号，使用一个电容作为陷波器抑制杂散信号，根据杂散频率的位置有关。使用本优选实施例，可以良好地抑制发射通道的带内和带外的杂散，可以有效地提高单板的集成度。

此外，使用上述优选实施例还能够解决现有技术存在的使用时钟干扰信号进入发射通道工作频带，造成发射通道输出带内杂散以及临道功率不满足指标要求的问题。使用上述的优选实施例能够有效抑制发射带内输出的无用杂散信号，减小了发射机的输出杂散，有效改善了发射通道的带内以及带外的杂散。

从以上的描述中可以看出，本实用新型实现了如下技术效果：通过在差分低通滤波器的I+、I-、Q+、Q-四条通路上再增加对地的单端陷波器，对于差分基带低通滤波器不能抑制的高频共模干扰信号进行有效地抑制。对地的单端陷波器不影响有用信号，而且能良好地抑制DAC输出的高频共模杂散信号，从而改善落在发射带内的杂散信号以及发射带外的高频杂散信号。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种用于无线通信系统的发射机，其特征在于，包括：

数模转换模块；

滤波模块，其输入端与所述数模转换模块的输出端电连接，所述滤波模块包括串联连接的差模干扰信号滤波单元和共模干扰信号滤波单元；

调制模块，其输入端与所述滤波模块的输出端电连接；

射频滤波放大模块，其输入端与所述调制模块的输出端电连接。

2.根据权利要求1所述的发射机，其特征在于，所述数模转换模块包括第一数模转换器和第二数模转换器。

3.根据权利要求2所述的发射机，其特征在于，所述差模干扰信号滤波单元包括：

第一差分低通滤波器，其输入端与所述第一数模转换器的输出端电连接；

第二差分低通滤波器，其输入端与所述第二数模转换器的输出端电连接。

4.根据权利要求3所述的发射机，其特征在于，所述共模干扰信号滤波单元包括：

第一单端陷波器，其输入端与所述第一差分低通滤波器的第一输出端电连接，其第一输出端电连接至所述调制模块的第一输入端，第二输出端电连接至地；

第二单端陷波器，其输入端与所述第一差分低通滤波器的第二输出端电连接，其第一输出端电连接至所述调制模块的第二输入端，第二输出端电连接至地；

第三单端陷波器，其输入端与所述第二差分低通滤波器的第一输出端电连接，其第一输出端电连接至所述调制模块的第三输入端，第二输出端电连接至地；

第四单端陷波器，其输入端与所述第二差分低通滤波器的第二输出端电连接，其第一输出端电连接至所述调制模块的第四输入端，第二输出端电连接至地。

5.根据权利要求4所述的发射机，其特征在于，所述调制模块为IQ调制器。

6.根据权利要求5所述的发射机，其特征在于，所述射频滤波放大模块包括：

射频滤波器，其输入端与所述IQ调制器的输出端电连接；

射频放大器，其输入端与所述射频滤波器的输出端电连接。

7.根据权利要求6所述的发射机，其特征在于，所述单端陷波器为电容。