CN207603625U - 宽带变频模块电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种宽带变频模块电路，包括：信号输入端、信号输出端、多通路开关滤波单元和本振电路；其中，所述信号输入端连接所述多通路开关滤波单元的第一输入端，所述信号输出端连接所述多通路开关滤波单元的输出端；所述本振电路的输出端连接所述多通路开关滤波单元的第二输入端；所述本振电路包括宽带本振源模块和滤波器组件模块，所述宽带本振源模块连接所述滤波器组件模块的输入端，所述滤波器组件模块的输出端作为所述本振电路的输出端，所述宽带本振源模块包括宽带锁相芯片。本实用新型的电路结构简单、体积小且价格便宜。

Description

宽带变频模块电路
技术领域
本实用新型涉及无线通信领域，尤其涉及一种宽带变频模块电路。
背景技术
近年来无线通信取得很快的发展，高性能、超宽带的无线通信接收机在民用和军事领域都有很大的应用。宽带变频器作为接收机的前端核心部件也得到了广泛的应用。但是，由于宽带变频器的信号频率范围宽，对应的本振输出频率范围宽，在实际设计中如何通过有效的技术措施，简化本振电路、减小体积、降低成本是必须考虑的重要环节。
目前宽带变频器通信领域应用比较普遍，但是随着通信的发展对性能和体积提出了更高的要求。在设计宽带变频模块时，本振电路多采用在恒温环境下工作的YIG(钇铁石榴石)本振源。
由于YIG振荡器是通过YIG小球在谐振腔内通过改变磁场而产生不同的振荡频率，并且需要在恒温环境下工作，导致该器件电路复杂、体积大，价格昂贵。
发明内容
本实用新型实施例的目的是提供一种宽带变频模块电路，电路结构简单、体积小且价格便宜。
为实现上述目的，本实用新型实施例提供一种宽带变频模块电路，包括：信号输入端、信号输出端、多通路开关滤波单元和本振电路；其中，
所述信号输入端连接所述多通路开关滤波单元的第一输入端，所述信号输出端连接所述多通路开关滤波单元的输出端；
所述本振电路的输出端连接所述多通路开关滤波单元的第二输入端；
所述本振电路包括宽带本振源模块和滤波器组件模块，所述宽带本振源模块连接所述滤波器组件模块的输入端，所述滤波器组件模块的输出端作为所述本振电路的输出端，所述宽带本振源模块包括宽带锁相芯片。
进一步的，所述宽带锁相芯片为ADF5355芯片，所述本振电路还包括一LDO芯片，所述ADF5355芯片的供电端连接所述LDO芯片。
进一步的，所述多通路开关滤波单元包括第一开关、第二开关、第一通路、第二通路和第三通路；其中，
所述第一开关的公共端连接所述信号输入端，所述第一开关的第一选择端所连接述第一通路的第一输入端，所述第一开关的第二选择端连接所述第二通路的第一输入端，所述第一开关的第三选择端连接所述第三通路的输入端；
所述第二开关的公共端连接所述信号输出端；所述第二开关的公共端连接所述信号输出端，所述第二开关的第一选择端连接所述第一通路的输出端，所述第二开关的第二选择端连接所述第二通路的输出端，所述第二开关的第三选择端连接所述第三通路的输出端。
进一步的，所述第一通路包括第一放大器、第一滤波器、第二放大器和第一混频器；所述第一放大器的输入端作为所述第一通路的第一输入端，所述第一放大器的输出端连接所述第一滤波器的输入端，所述第一滤波器的输出端连接所述第二放大器的输入端，所述第二放大器的输出端连接所述第一混频器的第一输入端，所述第一混频器的第二输入端连接的所述本振电路的第一输入端，所述第一混频器的输出端作为所述第一开关的输出端；
所述第二通路包括第二滤波器、第三放大器、第二混频器；所述第二滤波器输入端作为所述第二通路的第一输入端，所述第二滤波器的输出端连接所述第三放大器的输入端，所述第三放大器的输出端连接第二混频器的第一输入端，第二混频器的输出端作为所述第二通路的输出端；
所述第三通路的输入端直接连接所述第三通路的输出端；
其中，所述第一混频器为微波宽带混频器，所述第二混频器为L波段混频器；所述多通路开关滤波单元的第二输入端包括所述第一混频器的第二输入端和所述混频器的第二输入端。
进一步的，所述宽带变频模块电路还包括第二多通路开关单元，所述本振电路的输出端通过所述多通路开关单元连接所述多通路开关滤波单元的第二输入端；
所述滤波器组件模块的输出端包括第一输出端和第二输出端，所述多通路开关单元包括第四通路和第五通路；
则，所述本振电路的输出端通过所述多通路开关单元连接所述多通路开关滤波单元的第二输入端包括：
所述滤波器组件模块的第一输出端通过所述第四通路连接所述第一混频器的第二输入端，所述滤波器组件模块的第二输出端通过所述第五通路连接所述第二混频器的第二输入端。
进一步的，第二多通路开关单元还包括第三开关和第四开关；
所述第三开关的公共端连接所述本振电路的第一输出端，所述第三开关的第一选择端连接所述第四通路，所述第三开关的第二选择端连接所述第四开关的第一选择端；
所述第四开关的第二选择端连接所述本振电路的第一输出端，所述第四开关的公共端连接所述第五通路；
所述第四通路包括第三滤波器和第四放大器，所述第三滤波器的输入端连接所述第三开关的第一选择端，所述第三滤波器的输出端连接所述第四放大器的输入端，所述第四放大器的输出端连接所述第二混频器的第二输入端；
所述第五通路包括第五放大器和第六放大器，所述第五放大器的输入端连接所述第四开关的公共端，所述第五放大器的输出端连接所述第六放大器的输入端，所述第六放大器的输出端连接所述第一混频器的第二输入端。
进一步的，所述本振电路还包括放大器模块，所述宽带本振源模块通过所述放大器模块连接滤波器组件模块；
所述放大器模块包括第七放大器和第八放大器，所述滤波器组件模块的输入端包括第一输入端和第二输入端，所述宽带本振源模块通过所述放大器模块连接滤波器组件模块包括：
所述第七放大器的输入端连接所述宽带本振源模块的第一输出端，所述第七放大器的输出端连接所述滤波器组件模块的第一输入端；
所述第八放大器的输入端连接所述宽带本振源模块的第二输出端，所述第八放大器的输出端连接所述滤波器组件模块的第二输入端；
所述滤波器组件模块包括第一滤波元件和第二滤波元件；其中，所述第一滤波元件的输入端作为所述滤波器组件模块的第一输入端，所述第一滤波元件的输出端作为所述滤波器组件模块的第一输出端；所述第二滤波元件的输入端作为所述滤波器组件模块的第二输入端，所述第二滤波元件的输出端作为所述滤波器组件模块的第二输出端。
进一步的，所述宽带变频模块电路还包括控制电路，所述控制电路分别连接所述第一开关的控制端、所述第二开关的控制端、所述第三开关的控制端和第四开关的控制端。
进一步的，第一开关和第二开关均为单刀三掷开关，所述第三开关和第四开关均为单刀双掷开关。
进一步的，所述宽带变频模块电路还包括第九放大器、第四滤波器和温度补偿衰减器，所述第二开关的公共端通过依次连接第九放大器、第四滤波器和温度补偿衰减器以连接所述信号输出端。
与现有技术相比，本实用新型公开的宽带变频模块电路通过采用宽带锁相芯片和滤波组件的方式实现了宽带本振源的输出，进一步提高了模块的集成度，减少体积，降低成本。
附图说明
图1是本实用新型实施例中一种宽带变频模块电路的结构示意图；
图2是本实用新型实施例中一种宽带变频模块电路中所包括的本振电路的一种可实现方式的结构示意图；
图3是本实用新型实施例中一种宽带变频模块电路中所采用的ADF5355芯片的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
参见图1，是本实用新型实施例提供的一种宽带变频模块电路的结构示意图，本实用新型实施例包括：信号输入端In、信号输出端OUT、多通路开关滤波单元2和本振电路1；其中，
所述信号输入端In连接所述多通路开关滤波单元2的第一输入端，所述信号输出端OUT连接所述多通路开关滤波单元2的输出端；所述信号输入端In用于输入宽带信号；
所述本振电路1的输出端连接所述多通路开关滤波单元2的第二输入端；
所述本振电路1包括宽带本振源模块11和滤波器组件模块12，所述宽带本振源模块11连接所述滤波器组件模块12的输入端，所述滤波器组件模块12的输出端作为所述本振电路1的输出端，所述宽带本振源模块11包括宽带锁相芯片。
进一步的，所述宽带锁相芯片为ADF5355芯片，所述本振电路1还包括一低杂散的LDO芯片，所述ADF5355芯片的供电端连接所述LDO芯片。本实施例要采用低杂散的LDO芯片为ADF5355芯片时供电，保证了本实施例提高本振的杂散抑制和相位噪声的实现。
进一步的，通过LDO芯片(LDO即low dropout regulator，是一种低压差线性稳压器)为ADF5355芯片供电，是提高本振的杂散抑制和相位噪声的关键。
进一步的，所述多通路开关滤波单元2包括第一开关K1、第二开关K2、第一通路、第二通路和第三通路；其中，
所述第一开关K1的公共端连接所述信号输入端In，所述第一开关K1的第一选择端所连接述第一通路的第一输入端，所述第一开关K1的第二选择端连接所述第二通路的第一输入端，所述第一开关K1的第三选择端连接所述第三通路的输入端；
所述第二开关K2的公共端连接所述信号输出端OUT；所述第二开关K2的公共端连接所述信号输出端OUT，所述第二开关K2的第一选择端连接所述第一通路的输出端，所述第二开关K2的第二选择端连接所述第二通路的输出端，所述第二开关K2的第三选择端连接所述第三通路的输出端。
进一步的，所述第一通路包括第一放大器A1、第一滤波器F1、第二放大器A2和第一混频器M1；所述第一放大器A1的输入端作为所述第一通路的第一输入端，所述第一放大器A1的输出端连接所述第一滤波器F1的输入端，所述第一滤波器F1的输出端连接所述第二放大器A2的输入端，所述第二放大器A2的输出端连接所述第一混频器M1的第一输入端，所述第一混频器M1的第二输入端连接的所述本振电路1的第一输入端，所述第一混频器M1的输出端作为所述第一开关K1的输出端；
所述第二通路包括第二滤波器F2、第三放大器A3、第二混频器M2；所述第二滤波器F2输入端作为所述第二通路的第一输入端，所述第二滤波器F2的输出端连接所述第三放大器A3的输入端，所述第三放大器A3的输出端连接第二混频器M2的第一输入端，第二混频器M2的输出端作为所述第二通路的输出端；
所述第三通路的输入端直接连接所述第三通路的输出端；
其中，所述第一混频器M1为微波宽带混频器，所述第二混频器M2为L波段混频器；所述多通路开关滤波单元2的第二输入端包括所述第一混频器M1的第二输入端和所述混频器的第二输入端。
进一步的，所述宽带变频模块电路还包括第二多通路开关单元3，所述本振电路1的输出端通过所述多通路开关单元连接所述多通路开关滤波单元2的第二输入端；
所述滤波器组件模块12的输出端包括第一输出端和第二输出端，所述多通路开关单元包括第四通路和第五通路；
则，所述本振电路1的输出端通过所述多通路开关单元连接所述多通路开关滤波单元2的第二输入端包括：
所述滤波器组件模块12的第一输出端通过所述第四通路连接所述第一混频器M1的第二输入端，所述滤波器组件模块12的第二输出端通过所述第五通路连接所述第二混频器M2的第二输入端。
进一步的，第二多通路开关单元3还包括第三开关K3和第四开关K4；
所述第三开关K3的公共端连接所述本振电路1的第一输出端，所述第三开关K3的第一选择端连接所述第四通路，所述第三开关K3的第二选择端连接所述第四开关K4的第一选择端；
所述第四开关K4的第二选择端连接所述本振电路1的第一输出端，所述第四开关K4的公共端连接所述第五通路；
所述第四通路包括第三滤波器F3和第四放大器A4，所述第三滤波器F3的输入端连接所述第三开关K3的第一选择端，所述第三滤波器F3的输出端连接所述第四放大器A4的输入端，所述第四放大器A4的输出端连接所述第二混频器M2的第二输入端；
所述第五通路包括第五放大器A5和第六放大器A6，所述第五放大器A5的输入端连接所述第四开关K4的公共端，所述第五放大器A5的输出端连接所述第六放大器A6的输入端，所述第六放大器A6的输出端连接所述第一混频器M1的第二输入端。
进一步的，所述本振电路1还包括放大器模块13，所述宽带本振源模块11通过所述放大器模块13连接滤波器组件模块12；
所述放大器模块13包括第七放大器A7和第八放大器A8，所述滤波器组件模块12的输入端包括第一输入端和第二输入端，所述宽带本振源模块11通过所述放大器模块13连接滤波器组件模块12包括：
所述第七放大器A7的输入端连接所述宽带本振源模块11的第一输出端，所述第七放大器A7的输出端连接所述滤波器组件模块12的第一输入端；
所述第八放大器A8的输入端连接所述宽带本振源模块11的第二输出端，所述第八放大器A8的输出端连接所述滤波器组件模块12的第二输入端；
所述滤波器组件模块12包括第一滤波元件F11和第二滤波元件F12；其中，所述第一滤波元件F11的输入端作为所述滤波器组件模块12的第一输入端，所述第一滤波元件F11的输出端作为所述滤波器组件模块12的第一输出端；所述第二滤波元件F12的输入端作为所述滤波器组件模块12的第二输入端，所述第二滤波元件F12的输出端作为所述滤波器组件模块12的第二输出端。
参见图2所示，图2为本实施例中本振电路1的一种可实现方式，ADF5355芯片内部集成了一个3.4～6.8GHz的VCO(VCO即压控振荡器，是射频电路的重要组成部分)，通过RFOUTA口可以输出54MHz～6.8GHz的信号，通过RFOUTB口可以输出6.8GHz～13.6HGz范围的倍频信号。在本设计中实际输出频率范围为2.25GHz～8.55GHz，通过后级的滤波器组件模块12抑制输出本振信号的谐波及倍频后的基波信号，提高模块性能。
通过实际电路设计，将ADF5355芯片的输出端加滤波器组件模块12实现电路设计要求，指标达到了杂散抑制优于-80dBc，相位噪声优于-85dBc/Hz@±10KHz的性能，满足了体积小、杂散抑制高，相位噪声优的特点。
参见图3，图3为本实施例所采用的ADF5355芯片的内部电路结构示意图，ADF5355芯片为ADI公司2014年最新推出的目前业界最宽的频率覆盖范围和最低的压控振荡器(VCO)相位噪声。本实施例通过在ADF5355芯片通过外加环路滤波，来构成完整的锁相本振源，芯片外围电路简单，控制方便，输出信号再经放大、滤波后输出。
其中，ADF5355芯片具有如下特性：输出频率范围：54MHz至13600MHz；小数N分频频率合成和整数N分频频率合成器；参考频率范围600MHz；具有低相位噪声VCO；可编程的1/2/4/5/16/32/64分频输出；电源电压：3.0V至3.6V；1.8V逻辑兼容；可编程双模预分频器：4/5或8/9；可编程的输出功率；RF输出静音功能；三线式串行接口；模拟和数字锁定检测。
进一步的，本实施例还包括控制电路4，所述控制电路4分别连接所述第一开关K1的控制端、所述第二开关K2的控制端、所述第三开关K3的控制端和第四开关K4的控制端。本实施例通过控制电路4实现对所述第一开关K1、所述第二开关K2、所述第三开关K3和第四开关K4各个开关对应的选择端的选择控制。
进一步的，第一开关K1和第二开关K2均为单刀三掷开关，所述第三开关K3和第四开关K4均为单刀双掷开关。
进一步的，所述宽带变频模块电路还包括第九放大器A9、第四滤波器F4和温度补偿衰减器TCA，所述第二开关K2的公共端通过依次连接第九放大器A9、第四滤波器F4和温度补偿衰减器TCA以连接所述信号输出端OUT。
本实施例公开的宽带变频模块电路通过采用宽带锁相芯片ADF5355和滤波组件的方式实现了宽带本振源的输出，提高了宽带变频模块的性能，达到了电路简单化、模块小型化的目标，节约了成本。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种宽带变频模块电路，其特征在于，包括：信号输入端、信号输出端、多通路开关滤波单元和本振电路；其中，
所述信号输入端连接所述多通路开关滤波单元的第一输入端，所述信号输出端连接所述多通路开关滤波单元的输出端；
所述本振电路的输出端连接所述多通路开关滤波单元的第二输入端；
所述本振电路包括宽带本振源模块和滤波器组件模块，所述宽带本振源模块连接所述滤波器组件模块的输入端，所述滤波器组件模块的输出端作为所述本振电路的输出端，所述宽带本振源模块包括宽带锁相芯片。
2.如权利要求1所述的一种宽带变频模块电路，其特征在于，所述宽带锁相芯片为ADF5355芯片，所述本振电路还包括一LDO芯片，所述ADF5355芯片的供电端连接所述LDO芯片。
3.如权利要求1所述的一种宽带变频模块电路，其特征在于，所述多通路开关滤波单元包括第一开关、第二开关、第一通路、第二通路和第三通路；其中，
所述第一开关的公共端连接所述信号输入端，所述第一开关的第一选择端所连接述第一通路的第一输入端，所述第一开关的第二选择端连接所述第二通路的第一输入端，所述第一开关的第三选择端连接所述第三通路的输入端；
所述第二开关的公共端连接所述信号输出端；所述第二开关的公共端连接所述信号输出端，所述第二开关的第一选择端连接所述第一通路的输出端，所述第二开关的第二选择端连接所述第二通路的输出端，所述第二开关的第三选择端连接所述第三通路的输出端。
4.如权利要求3所述的一种宽带变频模块电路，其特征在于，所述第一通路包括第一放大器、第一滤波器、第二放大器和第一混频器；所述第一放大器的输入端作为所述第一通路的第一输入端，所述第一放大器的输出端连接所述第一滤波器的输入端，所述第一滤波器的输出端连接所述第二放大器的输入端，所述第二放大器的输出端连接所述第一混频器的第一输入端，所述第一混频器的第二输入端连接的所述本振电路的第一输入端，所述第一混频器的输出端作为所述第一开关的输出端；
所述第二通路包括第二滤波器、第三放大器、第二混频器；所述第二滤波器输入端作为所述第二通路的第一输入端，所述第二滤波器的输出端连接所述第三放大器的输入端，所述第三放大器的输出端连接第二混频器的第一输入端，第二混频器的输出端作为所述第二通路的输出端；
所述第三通路的输入端直接连接所述第三通路的输出端；
其中，所述第一混频器为微波宽带混频器，所述第二混频器为L波段混频器；所述多通路开关滤波单元的第二输入端包括所述第一混频器的第二输入端和所述混频器的第二输入端。
5.如权利要求4所述的一种宽带变频模块电路，其特征在于，所述宽带变频模块电路还包括第二多通路开关单元，所述本振电路的输出端通过所述多通路开关单元连接所述多通路开关滤波单元的第二输入端；
所述滤波器组件模块的输出端包括第一输出端和第二输出端，所述多通路开关单元包括第四通路和第五通路；
则，所述本振电路的输出端通过所述多通路开关单元连接所述多通路开关滤波单元的第二输入端包括：
所述滤波器组件模块的第一输出端通过所述第四通路连接所述第一混频器的第二输入端，所述滤波器组件模块的第二输出端通过所述第五通路连接所述第二混频器的第二输入端。
6.如权利要求5所述的一种宽带变频模块电路，其特征在于，第二多通路开关单元还包括第三开关和第四开关；
所述第三开关的公共端连接所述本振电路的第一输出端，所述第三开关的第一选择端连接所述第四通路，所述第三开关的第二选择端连接所述第四开关的第一选择端；
所述第四开关的第二选择端连接所述本振电路的第一输出端，所述第四开关的公共端连接所述第五通路；
所述第四通路包括第三滤波器和第四放大器，所述第三滤波器的输入端连接所述第三开关的第一选择端，所述第三滤波器的输出端连接所述第四放大器的输入端，所述第四放大器的输出端连接所述第二混频器的第二输入端；
所述第五通路包括第五放大器和第六放大器，所述第五放大器的输入端连接所述第四开关的公共端，所述第五放大器的输出端连接所述第六放大器的输入端，所述第六放大器的输出端连接所述第一混频器的第二输入端。
7.如权利要求6所述的一种宽带变频模块电路，其特征在于，所述本振电路还包括放大器模块，所述宽带本振源模块通过所述放大器模块连接滤波器组件模块；
所述放大器模块包括第七放大器和第八放大器，所述滤波器组件模块的输入端包括第一输入端和第二输入端，所述宽带本振源模块通过所述放大器模块连接滤波器组件模块包括：
所述第七放大器的输入端连接所述宽带本振源模块的第一输出端，所述第七放大器的输出端连接所述滤波器组件模块的第一输入端；
所述第八放大器的输入端连接所述宽带本振源模块的第二输出端，所述第八放大器的输出端连接所述滤波器组件模块的第二输入端；
所述滤波器组件模块包括第一滤波元件和第二滤波元件；其中，所述第一滤波元件的输入端作为所述滤波器组件模块的第一输入端，所述第一滤波元件的输出端作为所述滤波器组件模块的第一输出端；所述第二滤波元件的输入端作为所述滤波器组件模块的第二输入端，所述第二滤波元件的输出端作为所述滤波器组件模块的第二输出端。
8.如权利要求7所述的一种宽带变频模块电路，其特征在于，所述宽带变频模块电路还包括控制电路，所述控制电路分别连接所述第一开关的控制端、所述第二开关的控制端、所述第三开关的控制端和所述第四开关的控制端。
9.如权利要求6所述的一种宽带变频模块电路，其特征在于，所述第一开关和所述第二开关均为单刀三掷开关，所述第三开关和所述第四开关均为单刀双掷开关。
10.如权利要求1所述的一种宽带变频模块电路，其特征在于，所述宽带变频模块电路还包括第九放大器、第四滤波器和温度补偿衰减器，所述第二开关的公共端通过依次连接第九放大器、第四滤波器和温度补偿衰减器以连接所述信号输出端。
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CN109004906A (zh) * 2018-08-22 2018-12-14 北京遥感设备研究所 一种可选带宽的变频装置

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