CN105871409B - 收发信机 - Google Patents

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Abstract

一种收发信机，属于通信技术领域。收发信机至少包括本地频率生成模块和频率源，本地频率生成模块根据频率源提供的固定频率信号产生多个不同频率的信号。本发明提供的收发信机，可减少功率损耗。

Description

收发信机
技术领域
本发明涉及一种收发信机，属于通信技术领域。
背景技术
现有技术中的收发信机中的混频器和检波器分别采用不同的频率源，如此，增加了成本和消耗功率，且集成度不高，体积较大。
发明内容
为克服现有技术中存在的技术问题，本发明的发明目的是提供一种收发信机，其集成度高，体积可小型化，并可减少功率损耗。
为实现所述发明目的，本发明提供一种收发信机，特征在于，至少包括本地频率生成模块和频率源，本地频率生成模块根据频率源提供的固定频率信号产生多个不同频率的信号。
优选地，本地生成模块至少包括第一倍频器、第二倍频器、第一移相器、第二移相器、第一乘法器、第二乘法器和第一加法器，其中，第一倍频器用于对频率源提供的信号进行倍频得到第一信号；第一移相器用于对第一信号进行移相得到与第一信号相互正交的第二信号；第二倍频器用于对频率源提供的信号进行倍频得到第三信号；第二移相器用于对第三信号进行移相得到与第三信号相互正交的第四信号；第一乘法器用于对第一信号和第四信号进行相乘，并提供给第一加法器；第二乘法器用于对第二信号和第三信号进行相乘，并提供给第一加法器；第一加法器对第一乘法器和第二乘法器提供的信号进行加法运算。
优选地，本地频率生成模块至少包括第三移相器，其用于对第一加法器产生的信号进行移相。
优选地，本地频率生成模块至少包括第一分频器，其用于对固定频率信号进行分频。
优选地，收发信机还包括AGC电路。
与现有技术相比，本发明提供的收发信机，其集成度高，体积可小型化，并可减少功率损耗。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的收发信机的组成框图；
图2是本发明第二实施例提供的收发信机的组成框图；
图3是本发明第三实施例提供的收发信机的组成框图；
图4是本发明第四实施例提供的收发信机的组成框图；
图5是本发明提供的收发信机的频率源的组成框图；
图6是本发明提供的收发信机的压控振荡器(VCO)的电路图；
图7是本发明提供的收发信机的带通滤波器的电路图；
图8是本发明提供的收发信机的AGC的电路图。
具体实施方式
图1是本发明第一实施例提供的收发信机的组成框图，如图1所示，本发明提供的收发信机包括发信单元、本地频率生成单元11、频率源10和天线1，其中，频率源10用于产生固定频率信号；本地频率生成单元11根据频率源1产生的信号生成多个频率信号，包括提供给调制器的高频率载波信号、提供给混频器的高频信号和提供给检波器的中频信号；发信单元，将数据处理器1要发送的数据信息进行编码并调制到高频载波上，而后通过天线转换为电磁波发到空中。发信单元包括编码器16、调制器15、功率放大器14和带通滤波器(BPF)13，其中，编码器16用于将数据处理器待发送的数据信息进行信源和信道编码，以形成待发送的基带信号；调制器15用于将待发送的基带信号调制到高频载波上形成调制信号，并提供给功率放大器14，功率放大器14对调制信号进行功率放大并经带通滤波器13进行滤波，而后经双工器16和天线1发送出去。
收发信机还包括收信单元，收信单元包括带通滤波器(BPF)2、小信号放大器(AMP)3、带通滤波器(BPF)4、乘法混频器5，中频滤波器(MPF)6、中频放大器(AMP)7、乘法检波器8、低通滤波器(LPF)9和解码器17，其中，带通滤波器2用于对接收天线1接收的电信号进行滤波；小信号放大器3用于对带通滤波器2提供的信号进行放大，并提供给带通滤波器4以进一步的滤波；混频器5用于对带通滤波器4提供的信号与本发频率生成单元11产生的高频信号进行混频，并经中频滤波器6取出中频信号；中频放大器7用于对中频滤波器6提供的信号进行中频放大，并提供给乘法检波器8；乘法检波器8使本地频率生成单元11产生的中频信号与中频放大器7提供的信号进行相乘，并经低通滤波器9取出基带信号，基带信号经解码器17解码取出发端发送的数据信息而后提供给数据处理器。
本地频率生成单元11用于产生提供给乘法混频器5的高频信号，其至少包括倍频数为W的倍频器119和倍频数为H的倍频器111，其中，倍频器119用于对频率源10产生的信号的v0＝V0cos 2πf0t进行W倍频得到信号：
v1＝V1cos 2πWf0t；
倍频器111对倍频器119产生的信号的v1＝V1cos 2πWf0t进行H倍频得到信号：v2＝V2cos 2πWHf0t，该信号提供给乘法混频器5。
本地频率生成单元11还至少包括移相器118，其对倍频器119产生的信号进行移相，得到v3＝V1sin 2πWf0t，将该信号提供给调制器作为高频载波信号。
本地频率生成单元11还用于产生提供给乘法检波器8的中频信号，其至少包括分频比为R的分频器112，分频器112于对频率源10产生的信号v0＝V0cos 2πf0t进行R分频得到提供给乘法检波器8的中频信号，即
本发明第一实施例中的分频比R以及倍频数H、W的数值可利用数据处理器根据用户设定而控制。
图2是本发明第二实施例提供的收发信机的组成框图，如图2所示，本发明第二实施例提供的收发信机与第一实施例提供的收发信机所不同的仅是本地频率生成单元11的组成不同。
第二实施例中，地频率生成单元11用于产生提供给乘法混频器5的高频信号，其至少包括倍频数为W的倍频器119和倍频数为H的倍频器111，其中，倍频器119用于对频率源10产生的信号的v0＝V0cos 2πf0t进行W倍频得到信号：
v1＝V1cos 2πWf0t；
倍频器111对倍频器119产生的信号的v1＝V1cos 2πWf0t进行H倍频得到信号：v2＝V2cos 2πWHf0t，该信号提供给乘法混频器5。
本地频率生成单元11还至少包括移相器118，其对倍频器111产生的信号进行移相，得到v3＝V2sin 2πWHf0t，将该信号提供给调制器作为高频载波信号。
本地频率生成单元11还用于产生提供给乘法检波器8的中频信号，其至少包括分频比为R的分频器112，分频器112于对频率源10产生的信号v0＝V0cos 2πf0t进行R分频得到提供给乘法检波器8的中频信号，即
本发明第二实施例中的分频比R以及倍频数H、W的数值可利用数据处理器根据用户设定而控制。
图3是本发明第三实施例提供的收发信机的组成框图，如图3所示，本发明第三实施例提供的收发信机与第一实施例提供的收发信机所不同的仅是本地频率生成单元11的组成不同。
第三实施例中，本地频率生成单元11用于产生提供给乘法混频器5的高频信号，其至少包括倍频数为P的倍频器135、移相器120、倍频为W的倍频器134、移相器122、乘法器113、乘法器114、加法器125和具有倍频数为H的倍频器111，倍频器135用于对频率源10产生的信号的v0＝V0cos 2πf0t进行P倍频得到信号：
v1＝V1cos 2πPf0t
移相器120对v1＝V1cos 2πPf0t移相，移相得到v2＝V1sin 2πPf0t。
倍频器134用于对频率源10产生的信号v0＝V0cos 2πf0t进行W倍频得到信号：v3＝V3cos 2πWf0t；
移相器122对v3＝V3cos 2πWf0t移相，移相得到v4＝V3sin 2πWf0t；
乘法器113使v3＝V3cos 2πWf0t和v2＝V1sin 2πPf0t相乘；乘法器114使v4＝V3sin 2πWf0t和v1＝V1cos 2πPf0t相乘，并经加法器125相加，得到：
V3sin 2πWf0t·V1cos 2πPf0t+V3cos 2πWf0t·V1sin 2πPf0t
＝V3V1sin 2π(Wf0+Pf0)t
而后将该信号提供给倍频器111，经H倍数的倍频得到：
v5＝V5sin 2π[H(W+P)·f0]t，
本地频率生成单元11还用于产生提供给调制器15的高频载波信号，其至少包括移相器118，对加法器125产生的信号进行移相，得到v6＝V6cos 2π[(W+P)·f0]t，将该信号提供给调制器作为高频载波信号
本地频率生成单元11还用于产生提供给乘法检波器8的中频信号，其至少包括分频比为R的分频器112，分频器112于对频率源10产生的信号v0＝V0cos 2πf0t进行R分频得到提供给乘法检波器8的中频信号，即
本发明第三实施例中的分频比R以及倍频数H、P、W的数值可利用数据处理器根据用户设定而控制。
图4是本发明第四实施例提供的收发信机的组成框图；如图4所示，本发明第四实施例提供的收发信机与第三实施例提供的收发信机所不同的仅是移相器117的设置不同。
第四实施例中，本地频率生成单元11用于产生提供给乘法混频器5的高频信号，其至少包括倍频数为P的倍频器135、移相器120、倍频为W的倍频器134、移相器122、乘法器113、乘法器114、加法器125和具有倍频数为H的倍频器111，倍频器135用于对频率源10产生的信号的v0＝V0cos 2πf0t进行P倍频得到信号：
v1＝V1cos 2πPf0t
移相器120对v1＝V1cos 2πPf0t移相，移相得到v2＝V1sin 2πPf0t。
倍频器134用于对频率源10产生的信号v0＝V0cos 2πf0t进行W倍频得到信号：v3＝V3cos 2πWf0t；
移相器122对v3＝V3cos 2πWf0t移相，移相得到v4＝V3sin 2πWf0t；
乘法器113使v3＝V3cos 2πWf0t和v1＝V1cos 2πPf0t相乘；乘法器114使v4＝V3sin 2πWf0t和v2＝V1sin 2πPf0t相乘，并经加法器125相加，得到：
V3cos 2πWf0t·V1cos 2πPf0t+V3sin 2πWf0t·V1sin 2πPf0t
＝V3V1cos 2π(Wf0-Pf0)t
而后将该信号提供给倍频器111，经H倍数的倍频得到：
v5＝V5cos 2π[H(W-P)·f0]t，
本地频率生成单元11还用于产生提供给调制器15的高频载波信号，其至少包括移相器118，对加法器125产生的信号进行移相，得到v6＝V6sin 2π[(W-P)·f0]t，将该信号提供给调制器作为高频载波信号
本地频率生成单元11还用于产生提供给乘法检波器8的中频信号，其至少包括分频比为R的分频器112，分频器112于对频率源10产生的信号v0＝V0cos 2πf0t进行R分频得到提供给乘法检波器8的中频信号，即
本发明第四实施例中的分频比R以及倍频数H、P、W的数值可利用数据处理器根据用户设定而控制。
本发明虽然例举了以上这四种形式的收发信机，但并不限于这两种形式，只要是通过一个频率源经分频、倍频的方案得到多个频率源的技术方案均在本发明公开的范围内。
图5是本发明提供的收发信机的频率源的组成框图，如图5所示，本发明提供的频率源包括：晶体振荡器101、分别比为K的分频器102、鉴相器103、低通滤波器104、压控振荡器VCO和分别比为N的分频器106，其中，晶体振荡器101用于产生固定频率信号并提供给分频器102，分频器102对晶体振荡器101进行分频并提供给鉴相器103；VCO根据参考Vf和低通滤波器提供的电压产生压控振荡信号，并经分频器106分频而后提供的鉴相器103，鉴相器103比较分频器103和分频器106提供的信号的相位并经低通滤波器LPF滤除高频从而产生电压信号，该电压信号与Vf叠加以进一步控制VCO产生的频率信号。
图6是本发明提供的收发信机的压控振荡器(VCO)的电路图，如图6所示，本发明提供的压控振荡器(VCO)压控振荡器包括薄膜体声波振荡器BAWF1、薄膜体声波振荡器BAWF2、场效应管T3、场效应管T4、场效应管T7、场效应管T5、场效应管T6、场效应管T8和恒流源，其中，场效应管T3的源极连接于场效应管T4的漏极，场效应管T3的漏极和栅极均接于电源EC；场效应管T7的栅极连接于场效管T3的源极，漏极连接于电源EC，源极连接于恒流源；场效应管T5的源极连接于效应管T6的漏极，场效应管T5的漏极和栅极均接于电源EC；场效管T8的漏极连接于电源EC，栅极接于场效管T5的源极，源极连接于恒电源；场效应管的栅极T4和场效应管T5的栅极相连，并为信号输入端，场效应管T4的源极和场效应管T6的源极为信号输出端。场效应管T4的漏极连接于薄膜体声波谐振BAWF1的第一端；场效应管T6的漏极连接于薄膜体声波谐振器BAWF2的第一端；薄膜体声波谐振器BAWF1的第二端和薄膜体声波谐振器BAWF2的第二端相连接，并为电压控制端。控制电压Vf通过电阻R10连接于控制端。
压控振荡器(VCO)还包括场效应管T9、场效应管T10、场效应管T11和恒流源CS，恒流源CS的一端连接于电源EC，另一端连接于场效应管T11的漏极，场效应管T11的源极接地，栅极连接于其漏极，并连接于场效应管T9的栅极和场效应管T10的栅极，场效应管T9的源极接地，漏极连接于场效应管T7的源极以给其提供恒定电流；场效应管T10的源极接地，漏极连接于场效应管T8的源极以给其提供恒定电流。
图7是本发明提供的收发信机的带通滤波器的电路图，如图7所示，本发明提供的带通滤波器包括电感L、电容C、变容二极管D1和电阻R1，其中，电容C和变容二极管D1相串联组成串联支路，串联支路与电感L相并联，如此可组成由电压控制的带通滤波器，电阻R1的第一端连接于电容C和变容二极管D1相串联的中间节点上，电阻R1的第二端连接控制电压。
图8是本发明提供的收发信机的AGC的电路图。如图8所示，本发明提供的AGC控制电压包括比例放大器，其包括运算放大器IC、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8和稳压二极管D3，其中，电阻R7的第一端连接于运算放大器IC的反相输入端，第二端连接于检波器的低通滤波器9的输出端以提供自动增益控制电压VAGC；电阻R5连接于运算放大器IC的输出端和反相输入端之间；电阻R6和电阻R8相串联并连接于电源ECC和地之间，电阻R6和电阻R8相串联的中间节点连接于运算放大器的同项输入端，以给运算放大器IC提供参考电压：稳压二极管D3的负极连接于电源，正极给运算放大器IC的电源端提供电压。
AGC控制电路还包括PNP型晶体管T1，其发射极连接于稳压二极管的正极，集电极经电阻R4连接于运算放大器的输出端，集电极经电阻R3连接于晶体管T2的基极。AGC控制电路还包括NPN型晶体管T2，其发射极接地，集电极依次经电阻R9、二极管D2连接于参考电压Vf，同时连接于滤波器的电阻R1的第二端。
本发明中的参考电压Vf值由数据处理器根据程序进行控制。
虽然以上已结合附图对按照本发明目的构思和实例作了详尽说明，但本领域技术人员应当认识到，在没有脱离本发明构思的前提下，任何基于本发明作出的改进和变换仍然属于本发明保护范围内的内容。
虽然以上已结合附图对按照本发明目的构思和实例作了详尽说明，但本领域技术人员应当认识到，在没有脱离本发明构思的前提下，任何基于本发明作出的改进和变换仍然属于本发明保护范围内的内容。

Claims (1)

1.一种收发信机，特征在于，至少包括本地频率生成模块、频率源和AGC电路，本地频率生成模块至少包括第一倍频器(119)、第二倍频器(111)、移相器(118)以及分频比为R的分频器(112)；其中，第一倍频器(119)用于对频率源(10)产生的信号进行倍频并提供给第二倍频器(111)，第二倍频器(111)对第一倍频器(119)产生的信号进行倍频而后提供给乘法混频器(5)；移相器(118)对第二倍频器(119)产生的信号进行90度移相而后提供给调制器(15)作为高频载波信号；分频器(112)对频率源产生的信号进行R分频得到提供给乘法检波器(8)的中频信号；AGC电路包括比例放大器，比例放大器包括运算放大器(IC)、第一电阻(R5)、第二电阻(R6)、第三电阻(R7)、第四电阻(R8)和稳压二极管(D3)，其中，第三电阻(R7)的第一端连接于运算放大器(IC)的反相输入端，第二端连接于用于对检波器输出的信号进行滤波的低通滤波器(9)的输出端以提供自动增益控制电压VAGC；第一电阻(R5)连接于运算放大器(IC)的输出端和反相输入端之间；第二电阻(R6)和第四电阻(R8)相串联并连接于电源和地之间，第二电阻(R6)和第四电阻(R8)相串联的中间节点连接于运算放大器(IC)的同项输入端，以给运算放大器(IC)提供参考电压：稳压二极管(D3)的负极连接于电源，正极给运算放大器(IC)的电源端提供电压，AGC电路还包括PNP型晶体管(T1)，PNP型晶体管(T1)的发射极连接于稳压二极管(D3)的正极，集电极经第五电阻(R4)连接于运算放大器(IC)的输出端，集电极经第六电阻(R3)连接于NPN型晶体管(T2)的基极；AGC电路还包括NPN型晶体管(T2)，NPN型晶体管(T2)的发射极接地，集电极依次经第七电阻(R9)、第一二极管(D2)连接于参考电压，同时连接于滤波器的电阻(R1)的第二端。
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