CN201577071U

CN201577071U - 宽带调制信号移相器

Info

Publication number: CN201577071U
Application number: CN2009201650533U
Authority: CN
Inventors: 田克纯; 周武中; 谭峻松; 首照宇; 王吉平; 覃远年; 陈皓
Original assignee: Guilin University of Electronic Technology
Current assignee: Guilin University of Electronic Technology
Priority date: 2009-12-31
Filing date: 2009-12-31
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2019-12-31

Abstract

本实用新型公开了一种宽带调制信号移相器，它包括RC电路，在一个单端转双端的差分信号产生器后，顺序连接着三级级联的一级RC环形网络、二级RC环形网络和三级RC环形网络，差分信号产生器、一级RC环形网络以及二级RC环形网络各设置分别输出正交信号和差分信号的两个输出端，其中，最后的三级RC环形网络设置四个输出端。本实用新型可以消除两个谐振频率的几何均值处的最大增益误差点，且输出信号的匹配性更好，达到良好的等幅输出波形，还可以通过改变电路中的RC值来改变频带范围来实现调制信号的移相输出，电路结构简单、器件易得、成本低等优点。

Description

宽带调制信号移相器

技术领域

本实用新型涉及电子设备，具体是应用于宽带信号的移相器，更具体地是用于现代通信的接收机系统。

背景技术

移相器经历了早期的模拟移相技术和现代电子技术的发展出现的数字移相器。且移相器应用非常广泛，可以应用在雷达、通信和仪表仪器等设备中。目前，通信系统中应用的移相电路大部分都是利用RC的高通-低通效应来实现，但这种移相器只能在一个单频上实现移相。当输入宽带信号时，输出的信号就不能同时进行相应的移位操作，且输出的信号幅度也不匹配，输出波形的衰减不一致故不能等幅输出。因此这种移相电路对相位的移位精确度和幅度的匹配性受电路器件的误差影响很大。因此现在也有一些采用频率除法和正交LC振荡器的方法来产生正交移相信号。但这些电路结构复杂，实现难度较大。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种宽带调制信号移相器，解决目前现代通信接收机系统遇到的移相网络的相位误差导致输出信号幅度不匹配的问题。本实用新型的移相器，是一种结构简单，器件易得，高效易实现的宽带调制信号移相器。

本实用新型的宽带调制信号移相器包括RC电路，在一个单端转双端的差分信号产生器后，顺序连接着三级级联的一级RC环形网络、二级RC环形网络和三级RC环形网络。差分信号产生器、一级RC环形网络以及二级RC环形网络各设置分别输出正交信号和差分信号的两个输出端。其中，最后的三级RC环形网络有四个输出端。

在本实用新型中，当输入差分信号时，对于第一级RC环形网络电路，可以产生0度、90度、180度和270度的相应移位输出信号，但相邻的正交输出信号只能在谐振频率

f_{1} = \frac{1}{R_{1} C_{1}}

时信号才能达到很好的信号匹配。0度和180度、90度和270度是差分信号输出，幅度保持一致。相邻的正交输出信号的增益比为：

\frac{V_{Q} (s)}{V_{I} (s)} = {SR}_{1} C_{1}

因此在偏移这个谐振频率时，输出增益误差与频率成一正比例关系。故在宽带范围内，输出信号的幅度误差较大，匹配性不好。而我们可以采用两级级联的结构，利用第一级级联RC环形网络的差分输出信号作为下一级RC环形网络的输入信号，这时级联网络又会出现一个谐振频率点

f_{2} = \frac{1}{R_{2} C_{2}}

这时输出的正交信号有两个谐振频率点，因此只要宽带信号的输入频率在这两个谐振频率之间的输出信号都能达到很好的性能匹配。正交输出信号的增益比为：

\frac{V_{Q} (s)}{V_{I} (s)} = \frac{s R_{1} C_{1} + s R_{2} C_{2}}{1 - s^{2} (R_{1} C_{1} R_{2} C_{2})} .

在实际制作中发现两级级联网络在两个谐振频率的几何均值处还是会产生一个增益误差最大点；为了消除这个增益误差最大点，本实用新型移相器又增加了第三级RC环形网络即最大增益误差消除电路，增加这一级网络后就可以消除两个谐振频率的几何均值处的最大增益误差点，且输出信号的匹配性更好，达到良好的等幅输出波形。

在最后的三级RC环形网络设置四个输出端，实现0度、90度、180度和270度的相应移位信号输出。

本实用新型还可以通过改变电路中的RC值来改变频带范围来实现调制信号的移相输出，电路结构简单、器件易得、成本低等优点。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图；

图2是本实用新型的电原理图；

图3是本实用新型移相器的电路匹配曲线图。

具体实施方式

现结合附图对本实用新型的宽带调制信号移相器的具体实施方式作进一步的详细说明。

见图1。在一个单端转双端的差分信号产生器后，有两个输出端进入一级RC环形网络，一级RC环形网络有两个输出端进入二级RC环形网络，二级RC环形网络也有两个输出端进入三级RC环形网络。一级RC环形网络、二级RC环形网络、三级RC环形网络顺序连接着形成三级级联。最后的三级RC环形网络有四个输出端。

差分信号产生器、一级RC环形网络以及二级RC环形网络的各自的两个输出端分别输出正交信号和差分信号，输出的差分信号是完全匹配的，相邻的输出信号是相差90度的正交信号，采用一级网络时，正交信号在一个频率点幅度是匹配的，在宽带范围内存在一定的误差。采用三级级联很好地达到移相信号的匹配度。在最后的三级RC环形网络设置的四个输出端，实现0度、90度、180度和270度的相应移位信号输出。

图2的电原理图更加清楚地表示出了本实用新型的结构。

从图3可以看出，采用一级级联的移相网络，输出信号只能在一个特定的频率点3GHz匹配输出，在偏移频率点越大时，输出的增益误差越大；当采用两级级联的结构时，移相器设置的频带宽度为1GHz～4GHz这时可以看出，移相器的增益匹配点为两个点1GHz和4GHz，在频带内的输出信号还是存在较大的增益误差，且在两个频点的几何均值处2GHz的增益误差最大。因此为了解决两级级联网络增益匹配性能的缺点，本实用新型采用的三级级联的网络，该级联网络设计在前两级级联网络的频点为1GHz、4GHz，第三级级联的网络的频点在2GHz，可以很好的解决两级级联网络在几何均值处存在的最大增益误差，且三级级联的移相器的增益匹配性能较两级级联结构具有更优的增益匹配性能，因此本实用新型的三级级联结构中频率与增益的匹配效果最好。

Claims

1.一种宽带调制信号移相器，包括RC电路，其特征是：在一个单端转双端的差分信号产生器后，顺序连接着三级级联的一级RC环形网络、二级RC环形网络和三级RC环形网络，差分信号产生器、一级RC环形网络以及二级RC环形网络各设置分别输出正交信号和差分信号的两个输出端，最后的三级RC环形网络设置四个输出端。