CN205249145U - 一种高稳定本振频率lo生成电路 - Google Patents

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查明泰
潘雄广
罗得辉
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Abstract

本实用新型公开了一种高稳定本振频率LO生成电路，包括：射频放大模块，用于放大输入的射频信号，为后续电路提供适合的栅极偏压；滤波模块，用于将接收到的射频信号滤波成产品所工作需要的频率R范围内；频率变换模块，用于将经过滤波的射频信号进行频率变换，输出所需的中频IF；电路切换模块，用于产品13/18V？H/L四路信号的切换。

Description

一种高稳定本振频率LO生成电路
技术领域
本实用新型涉及卫星信号接收技术领域，尤其涉及一种高稳定本振振荡频率LO生成电路。
背景技术
卫星广播电视接收系统的室外单元是由接收天线、馈源、微波变频器和传输馈线组成。微波变频器是在整个卫星广播电视接收系统中的最前端设备。它由低噪声微波放大器、本振电路和混频器及中放电路组成。微波变频器是室外单元唯一的一个有源器件，它和天馈系统一起安装在户外(或阳台内)并通过同轴电缆与卫星接收机相连。系统的灵敏度或信噪比很大程度上取决于微波变频器的性能指标。微波变频器的性能指标一旦选定，在接收系统里再采取什么措施，对于系统的性能的提高都将是十分困难的，都不如选用高质量的微波变频器来的立竿见影。在选用微波变频器时首当其冲的最基本问题是选对微波变频器的本振频率。
本振频率(LocalOscillator，LO)由LO生成电路产生，振荡频率的选取原则首先要不妨碍其它无线电台的工作频率。频率稳定度在25℃时应在：正负1MHz(这是典型参数)以内，要求本振频率稳定是非常重要的，否则会产生本振频率漂移造成无法收视的后果。
一种现有的LO生成电路由场效应管5508(LOW-BANDQ4、HIGH-BANDQ5)与陶瓷振荡器(DR)核振产生产品所需要的本振频率，(LOW-BAND频率为9.75GHZ，HIGH-BAND频率为10.6GHZ)，该LO生成电路在常温条件下LO到达±1.5MHZ频宽范围，而在高温或低温条件下，LO则扩大至±3MHZ频宽范围。该LO生成电路的工作流程如图1所示，由天线接收卫星信号，再将馈源传输送到产品导波管内，由导波管接收H、V两组相互垂直的极化振子输入的卫星信号(水平H和垂直V之射频(RF)信号，经L-PIN和I-PIN传输至RF信号放大电路第一级放大(NEC3503)，再经第二级放大(NEC3503)，经过镜像抑制带通滤波BPF滤波，由场效应管5508(LOW-BANDQ4、HIGH-BANDQ5)与陶瓷振荡器(DR)核振产生产品所需要的本振频率，(LOW-BAND频率为9.75GHZ,HIGH-BAND频率为10.6GHZ)DRO产品常温本振频率(LO)能达到±1.5MHZ频宽范围，高低温本振频率(LO)能达到±3MHZ频宽范围。这样的LO生成电路生成的LO变化范围大，稳定性不好，且电路实现时所占用的PCB板面积较大，制作成本高。
实用新型内容
为解决现有存在的技术问题，本实用新型实施例期望提供本振振荡频率LO生成电路，能提供稳定性高的LO，且电路实现的成本小。
本实用新型实施例的技术方案是这样实现的：
本实用新型实施例一种高稳定本振振荡频率LO生成电路，所述电路包括：射频放大模块、滤波模块、降频混频模块和电路切换模块；其中，
射频放大模块，用于放大输入的射频信号；
滤波模块，用于将接收到的射频信号滤波成产品所工作需要的频率R范围内；
频率变换模块，用于将经过滤波的射频信号进行频率变换，输出所需的中频IF；
电路切换模块，用于产品13/18VH/L四路信号的切换。
上述方案中，所述射频放大模块包括：放大器Q1、放大器Q2、放大器Q3及其周边电路；其中，
放大器Q1和放大器Q2并联组成第一级放大电路，分别用于放大两组相互垂直的射频信号H、V；
放大器Q3接收所述第一级放大电路的输出，组成第二级放大电路；
上述方案中，所述放大器Q1、放大器Q2、放大器Q3为高放场效应管。
上述方案中，所述滤波模块包括：镜像抑制带通滤波BPF。
上述方案中，所述频率变换模块包括：集成混合器振荡器U1、起振电路石英晶体谐振器U3及其周边电路；其中，
起振电路石英晶体谐振器U3与集成混合器振荡器U1对滤波后的射频信号进行倍频，倍频出所需的LO；
集成混合器振荡器U1将所述频率R与LO进行混频后降频，得到IF中频信号。
上述方案中，所述电路切换模块包括：四运算器U2及其周边电路；其中，
四运算器U2，用于接收13/18VH/L切换，根据U1引脚8、9、10、16来进行13/18VH/L四路信号切换。
本实用新型技术方案的有益效果，通过使用集成混合器振荡器和起振电路石英晶体谐振器进行混频，使得输出的LO更稳定，在常温条件下的LO能达到±300KHZ频宽范围，高/低温条件下，LO能达到±500KHZ频宽范围，且电路实现所占用的PCB板面积大大缩减，制造成本降低。
附图说明
图1为现有的一种LO生成电路的示意图；
图2为本实用新型实施例提供的LO生成电路的示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本实用新型实施例和技术方案，下面将结合附图及实施例对本实用新型的技术方案进行更详细的说明，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
图2为本实用新型实施例提供的LO生成电路的示意图，如图1所示，该电路包括：射频放大模块201、滤波模块202、降频混频模块203和电路切换模块204；其中，
射频放大模块201，用于放大输入的射频信号，为后续电路提供适合的栅极偏压；
滤波模块202，用于将接收到的射频信号滤波成产品所工作需要的频率R范围内；
频率变换模块203，用于将经过滤波的射频信号进行频率变换，输出所需的LO范围；
电路切换模块204，用于产品13/18VH/L四路信号的切换。
参考图2，所述射频放大模块201包括：放大器Q1、放大器Q2、放大器Q3及其周边电路，这里，如图2所示，周边电路中主要包括的辅助元件有：电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6；其中，
放大器Q1和放大器Q2并联组成第一级放大电路，分别用于放大两组相互垂直的射频信号H、V；
放大器Q3接收所述第一级放大电路的输出，组成第二级放大电路，用于为后续电路提供适合的栅极偏压。
优选的，所述放大器Q1、放大器Q2、放大器Q3为高放场效应管。Q1、Q2、Q3三只高放场效应管提供适合的栅极偏压，保证高放管工作点的稳定，也是噪声最低、最佳的工作状态的放大管。
继续参考图2，所述滤波模块202包括：镜像抑制带通滤波BPF。该BPF将射频信号滤波成产品所工作需要的频率范围内，为方便描述，将该频率范围记为R。在一个实施例中，所述R为10.7GHZ-12.75GHZ，即LOW-BAND为10.7GHZ-11.7GHZ,HIGH-BAND为11.7GHZ-12.75GHZ。
继续参考图2，所述频率变换模块203包括：集成混合器振荡器U1、起振电路石英晶体谐振器U3及其周边电路；其中，
起振电路石英晶体谐振器U3与集成混合器振荡器U1对滤波后的射频信号进行倍频，倍频出所需的LO；在一个实施例中，起振电路石英晶体谐振器U3的谐振频率为25MHZ，所述集成混合器振荡器U1的型号为NXP1017，它们倍频出的LO为9.75GHZ-10.6GHZ，即LOW-BAND频率为9.75GHZ，HIGH-BAND频率为10.6GHZ；
集成混合器振荡器U1将所述频率R与LO进行降频后混频，得到所需的中频信号IF，输入至接收机。这里，IF中频信号是接收机锁需要的信号。其中，IF＝R-LO；例如：在上述实施例中，R为10.7GHZ-12.75GHZ，LO为9.75GHZ-10.6GHZ，则
IFL-BAND频率为：
10.7GHZ-9.75GHZ＝0.95GHZ
11.7GHZ-9.75GHZ＝1.95GHZ
IFH-BAND频率为：
11.7GHZ-10.6GHZ＝1.1GHZ
12.75GHZ-10.6GHZ＝2.15GHZIF
这里，所述周边电路包括的主要辅助元件有电容C18、C19。
对于双极化双本振产品而言,两个不同频率的本机振荡电路和二个不同极化的高频放大电路是不允许同时工作的，必须用电路切换模块来执行切换，如图2所示，所述电路切换模块204包括：四运算器U2及其周边电路，所述周边电路包括电容C11、C15，电阻R8、R7；其中，
四运算器U2，用于接收所述频率变换模块输出的LO，根据U1引脚8、9、10、16来进行13/18VH/L四路信号切换。
在一个实施例中，所述四运算器U2的型号为ZXNB4200。微波变频器的13/18V工作电压上迭加有22KHz脉冲信号“包络”,通过ZXNB4202产生22KHz脉冲信号,输入给接收机，接收机输出的O/22kHz脉冲来分别选择其低、高本振，同时还可用卫星电视接收机的13/18V电压切换水平或垂直极化的卫星信号，实现Ku波段节目全频带接收。
此外，接收机馈送到产品的13/18V直流电压经由输出接头传输给稳压IC&SWICH(ZXNB4200)稳压出+5V输送至集成混合器振荡器(NXP1017)及放大器Q1、放大器Q2、放大器Q3供电。
产品工作原理：由天线接收卫星信号，再将馈源传输送到产品导波管内，由导波管接收H、V两组相互垂直的极化振子输入的卫星信号(水平H和垂直V之射频(RF)信号，经L-PIN和I-PIN传输至RF信号放大电路，经相对应第一级将信号放大，至耦合再经第二级，再次将信号放大输送至降频电路，由镜像抑制带通滤波(BPF)滤波(将RF信号滤波成产品所工作需要的频率范围(10.7GHZ-12.75GHZ，LOW-BAND为10.7GHZ-11.7GHZ,HIGH-BAND为11.7GHZ-12.75GHZ)，此时由起振电路石英晶体谐振器(25M)与集成混合器振荡器(NXP1017)倍频，振出产品所需要的本振频率LO，LOW-BAND频率为9.75GHZ,HIGH-BAND频率为10.6GHZ。由集成混合器振荡器(NXP1017)将产品工作接收的RF信号(LOW-BAND为10.7GHZ-11.7GHZ,HIGH-BAND为11.7GHZ-12.75GHZ)信号与本振频率LO(9.75GHZ/10.6GHZ)进行降频混频，产生产品需求的中频信号(IF)输入至接收机。
IFL-BAND频率为：
10.7GHZ-9.75GHZ＝0.95GHZ
11.7GHZ-9.75GHZ＝1.95GHZ
IFH-BAND频率为：
11.7GHZ-10.6GHZ＝1.1GHZ
12.75GHZ-10.6GHZ＝2.15GHZ
公式：IF＝RF-LO
接收机馈送到产品的13/18V直流电压经由输出接头传输给稳压IC&SWICH(ZXNB4200)稳压输出+6V给到Integratedmixeroscillator(集成混合器振荡器NXP1017)再由集成混合器振荡器与Quartzcrystalresonatorqcr(石英晶体谐调器)产生变频电路造就出产品所需要的本振频率LO，(L-B频率为9.75GHZ,H-B频率为10.6GHZ)其常温本振频率(LO)能达到±300KHZ频宽范围，高低温本振频率(LO)能达到±500KHZ频宽范围。
本实用新型相对于常规产品的优势如下：
常规产品常温本振频率(LO)能达到±1.5MHZ频宽范围，高低温本振频率(LO)能达到±3MHZ频宽范围。
本实用新型常温本振频率(LO)能达到±300KHZ频宽范围，高低温本振频率(LO)能达到±500KHZ频宽范围。
本实用新型由于对一些线路进行了简化，部分元件用集成IC而减少了PCB板材面积，使得PCB板面积与之前的DRO的PCB板面积约减小40％。
本实用新型无需使用螺丝、蓝胶，从而节省了采买和装配螺丝、蓝胶的工序，从而减少制造成本约20％。
再次说明，以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种高稳定本振频率LO生成电路，其特征在于，所述电路包括：射频放大模块、滤波模块、降频混频模块和电路切换模块；其中，
射频放大模块，用于放大输入的射频信号；
滤波模块，用于将接收到的射频信号滤波成产品所工作需要的频率R范围内；
频率变换模块，用于将经过滤波的射频信号进行频率变换，输出所需的中频IF；
电路切换模块，用于产品13/18VH/L四路信号的切换。
2.根据权利要求1所述的LO生成电路，其特征在于，所述射频放大模块包括：放大器Q1、放大器Q2、放大器Q3及其周边电路；其中，
放大器Q1和放大器Q2并联组成第一级放大电路，分别用于放大两组相互垂直的射频信号H、V；
放大器Q3接收所述第一级放大电路的输出，组成第二级放大电路。
3.根据权利要求2所述的LO生成电路，其特征在于，所述放大器Q1、放大器Q2、放大器Q3为高放场效应管。
4.根据权利要求1所述的LO生成电路，其特征在于，所述滤波模块包括：镜像抑制带通滤波BPF。
5.根据权利要求1所述的LO生成电路，其特征在于，所述频率变换模块包括：集成混合器振荡器U1、起振电路石英晶体谐振器U3及其周边电路；其中，
起振电路石英晶体谐振器U3与集成混合器振荡器U1对滤波后的射频信号进行倍频，倍频出所需的LO；
集成混合器振荡器U1将所述频率R与LO进行混频后降频，得到IF中频信号。
6.根据权利要求1所述的LO生成电路，其特征在于，所述电路切换模块包括：四运算器U2及其周边电路；其中，
四运算器U2，用于接收13/18VH/L切换，根据U1引脚8、9、10、16来进行13/18VH/L四路信号切换。
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