專利名稱：一種調(diào)制電路及通信設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無線電通信領域，特別是涉及一種調(diào)制電路，還涉及一種采用該調(diào)制電路的通信設備。
背景技術：
目前，在衛(wèi)星、導航、移動等無線電通信設備中的調(diào)制電路通常包括數(shù)字電路部分和模擬電路部分，數(shù)字電路部分和模擬電路部分之間通過數(shù)字/模擬(D/A)轉(zhuǎn)換電路進行信號連接。其中，數(shù)字電路部分主要由可編程的電子元器件組成，如現(xiàn)場可編程邏輯門陣列(FPGA)，用于完成對待發(fā)送數(shù)據(jù)的組幀、編碼等功能，形成數(shù)字基帶信號并輸出。從數(shù)字電路部分輸出的數(shù)字基帶信號，通常都需要經(jīng)過數(shù)字/模擬(D/A)轉(zhuǎn)換電 路，D/A轉(zhuǎn)換電路的作用在于將離散的信號轉(zhuǎn)換為連續(xù)的信號，再進入到下一級的模擬電路部分。模擬電路部分主要包括頻率合成器、混頻器、濾波器、放大器等電路。頻率合成器用于產(chǎn)生第一模擬載波信號，利用第一模擬載波信號可以對經(jīng)過D/A的數(shù)字基帶信號進行載波調(diào)制，生成模擬載波已調(diào)信號。如果第一載波信號的頻率較低時，還要經(jīng)過兩次或多次變頻才能到達所需的射頻頻率。例如，當需要進行兩次變頻時，該模擬載波已調(diào)信號，以及由頻率合成器產(chǎn)生的第二模擬載波信號，分別輸入到混頻器中進行混頻，完成向更高載波頻率的頻譜搬移，濾波器主要包括帶通濾波器，在混頻器之后選擇有效的頻譜成分通過，然后再經(jīng)過放大器對信號進一步放大。由此可見，在調(diào)制電路的現(xiàn)有技術中，數(shù)字電路部分輸出的數(shù)字基帶信號需要經(jīng)過D/A之后，對模擬載波進行調(diào)制，例如BPSK、QPSK調(diào)制等，這種對模擬載波的調(diào)制方法在實現(xiàn)過程中會出現(xiàn)模擬載波泄露、環(huán)境溫度等外部條件對電子元器件影響造成的載波調(diào)制偏差等問題，通常需要對調(diào)制電路進行測試調(diào)整，才能保證調(diào)制電路工作的有效性和一致性。因此，由于載波泄露問題，對調(diào)制電路進行載波泄露測試調(diào)整是一項必不可少的工序。另外，調(diào)制電路中通常包括的D/A轉(zhuǎn)換電路、頻率合成器、混頻器、濾波器等，當這些電路設置在一個電路板時，電路板尺寸必須要能夠滿足設置這些電路的需求。若在一些通信設備中，特別是小型化通信設備中，對電路板的尺寸、功耗以及成本有較高要求時，對上述電路的組成就需要進行調(diào)整優(yōu)化，同時還要保證各項功能及技術指標都在應有的范圍之內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決的技術問題是提供一種調(diào)制電路，使得該調(diào)制電路在滿足技術指標的如提下，能夠減少生廣工序，提聞生廣效率，節(jié)省電路資源、降低功耗、減少成本、利于小型化。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的一個技術方案是提供一種調(diào)制電路，該調(diào)制電路包括數(shù)字電路部分和模擬電路部分，該模擬電路部分包括混頻器、頻率合成器、至少一個帶通濾波器和至少一個放大器，該帶通濾波器濾除該混頻器輸出的混頻信號中的無用信號分量，再經(jīng)過該放大器進行放大輸出，在該數(shù)字電路部分中，基帶信號對方波進行數(shù)字調(diào)制，產(chǎn)生基于方波調(diào)制的低中頻信號；該低中頻信號輸入到該混頻器中，與該頻率合成器產(chǎn)生的本振信號進行混頻，產(chǎn)生并輸出該混頻信號。在本發(fā)明調(diào)制電路的一個實施例中，該數(shù)字調(diào)制是BPSK調(diào)制。在本發(fā)明調(diào)制電路的另一個實施例中，該數(shù)字電路部分包括方波產(chǎn)生器、選擇器和基帶信號產(chǎn)生器，該方波產(chǎn)生器接收外部參考時鐘，產(chǎn)生該參考時鐘頻率整數(shù)倍的頻率、波形相反的兩路方波信號，該基帶信號產(chǎn)生器輸出的基帶信號序列控制該選擇器實時選擇該兩路方波信號輸出，實現(xiàn)對該方波信號的BPSK調(diào)制。在本發(fā)明調(diào)制電路的另一個實施例中，該數(shù)字電路部分與該混頻器之間還包括電阻網(wǎng)絡。在本發(fā)明調(diào)制電路的另一個實施例中，該頻率合成器接收該外部參考時鐘并鎖相產(chǎn)生該本振信號。在本發(fā)明調(diào)制電路的另一個實施例中，該混頻器與該頻率合成器為一體式集成結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明調(diào)制電路的另一個實施例中，該一體式集成結(jié)構(gòu)包括芯片RF2051、RF2052 或 RF2053。在本發(fā)明調(diào)制電路的另一個實施例中，該數(shù)字電路部分還包括差分器，用于對該基于方波調(diào)制的低中頻信號以兩路差分形式輸出；該混頻器為差分輸入結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明調(diào)制電路的另一個實施例中，該參考時鐘的頻率是26MHz，該方波信號的頻率是104MHz，該頻率合成器輸出的該本振信號的頻率是1719. 68MHz，該混頻器輸出的和頻信號的中心頻率是1823. 68MHz，該混頻器輸出的差頻信號的中心頻率是1615. 68MHz。在本發(fā)明調(diào)制電路的另一個實施例中，該帶通濾波器的中心頻率為1615.68MHz，帶寬大于IOMHz。在本發(fā)明調(diào)制電路的另一個實施例中，該模擬電路部分占用電路板的面積小于或等于1. 5平方厘米，功耗小于或等于300毫瓦。本發(fā)明還提供一種通信設備，該設備包括前述的調(diào)制電路。本發(fā)明的有益效果是在調(diào)制電路中的數(shù)字電路部分中對方波進行數(shù)字調(diào)制，在數(shù)字電路部分和模擬電路部分之間省去了 D/A轉(zhuǎn)換電路，這些技術手段使得該調(diào)制電路在數(shù)字電路部分實現(xiàn)了調(diào)制，避免了現(xiàn)有技術中對模擬載波調(diào)制出現(xiàn)的載波泄露問題，需要進行測試調(diào)整工序，并節(jié)省了硬件資源，模擬電路部分尺寸更小、功耗更低，節(jié)省了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率，利于產(chǎn)品小型化。


圖1是根據(jù)本發(fā)明調(diào)制電路一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明調(diào)制電路一實施例中BPSK調(diào)制實例的示意波形圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明調(diào)制電路另一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明調(diào)制電路另一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細說明。圖1顯示了本發(fā)明調(diào)制電路的一個優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，該調(diào)制電路主要包括數(shù)字電路部分101和模擬電路部分，模擬電路部分包括混頻器102、頻率合成器103、帶通濾波器104和放大器105。數(shù)字電路部分101輸出基于方波調(diào)制的低中頻信號，該低中頻信號輸入到混頻器102中，混頻器102同時也接收頻率合成器103提供的本振信號，進而在混頻器102中實現(xiàn)低中頻信號與本振信號的混頻，得到混頻信號，該混頻信號包括該低中頻信號與該本振信號的差頻信號與和頻信號，帶通濾波器104選擇該和頻信號或該差頻信號通過，再經(jīng)過放大器105進行放大。圖1中示意顯示的的混頻器102和帶通濾波器104均只有一個，在實際應用中，存在一次混頻還不能把調(diào)制信號的頻譜搬移到射頻的情況時，這就需要兩次混頻、濾波或者多次混頻、濾波才能實現(xiàn)。 進一步地，數(shù)字電路部分101通常為可編程的數(shù)字電路，如FPGA等。在數(shù)字電路部分101中除了完成對待發(fā)送數(shù)據(jù)的組幀，以及信源編碼和信道編碼外，還可以有一些特殊應用功能，如進行直接序列擴頻時，利用偽隨機碼序列進行擴頻編碼。這些過程都屬于對待發(fā)送數(shù)據(jù)的基帶處理過程，得到的信號序列是二進制的I和O組成的基帶信號序列。然后，在數(shù)字電路部分101中用該基帶信號序列對載波進行數(shù)字調(diào)制，如BPSK、QPSK調(diào)制等，此處載波是方波，并對方波進行BPSK調(diào)制，圖2顯示了對方波調(diào)制的波形示意圖。圖2中SI是基帶信號序列中的4個連續(xù)二進制碼元“1011”，當對該二進制序列進行BPSK調(diào)制時，S2是對方波進行BPSK調(diào)制的波形示意圖。從圖中可以看出SI中的一個碼元周期與S2中的一個方波周期正好相等，此處只是示意說明，實際應用中通常一個碼元周期會包括多個方波周期，即方波頻率要大于基帶信號的碼元速率。并且，從圖2中還可以看到SI中的“I”碼元周期所對應的S2中方波的波形，與SI中的“O”碼元周期所對應的S2中方波的波形，是兩個相反的波形結(jié)構(gòu)，正好相差180度，因此，經(jīng)過BPSK調(diào)制后的方波正是通過兩個不同形狀的方波波形，或者說是兩個不同相位的方波波形來分別表示“ I”和“O，，的。在圖1中的數(shù)字電路部分101中，產(chǎn)生圖2中所示的BPSK調(diào)制的S2方波波形。這種在數(shù)字電路中實現(xiàn)對方波載波的調(diào)制，可以避免通過模擬載波進行調(diào)制出現(xiàn)的載波泄露問題，由此進一步省去了由于載波泄露問題需要對模擬載波調(diào)制電路進行調(diào)整測試等工作流程，節(jié)省了人力物力，提高了生產(chǎn)效率。再就是由數(shù)字電路產(chǎn)生方波信號實現(xiàn)起來非常方便，僅需兩個正、負電平值就可以表示波形，這是數(shù)字電路的特點所決定，并且通過倍頻、分頻等方法可以得到多種所需頻率的方波信號，表現(xiàn)出較強的靈活性，另外，由數(shù)字電路產(chǎn)生的方波波形也具有很好的穩(wěn)定性。圖1中的數(shù)字電路部分101輸出的是基于方波的BPSK調(diào)制信號，該調(diào)制信號直接輸入到混頻器102中與更高頻率的本振信號進行混頻，與現(xiàn)有技術相比，該實施例省去了在數(shù)字電路部分101與混頻器102之間的D/A轉(zhuǎn)換電路。D/A轉(zhuǎn)換電路的主要作用是將數(shù)字電路輸出的多位二進制數(shù)值轉(zhuǎn)換為具體的模擬電壓值，特別是在二進制位數(shù)較多且取值較多時，經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換后的模擬電壓值之間的最小間隔較小，因此轉(zhuǎn)換后的波形較為平滑，相應的頻譜帶寬較窄，頻譜成分也較為集中，若再經(jīng)過低通濾波器或成型濾波器后，會進一步優(yōu)化信號波形及其頻譜結(jié)構(gòu)，這也是現(xiàn)有技術中，調(diào)制電路的數(shù)字電路部分與模擬電路部分之間存在D/A電路的主要原因。在圖1所示的實施例中省去了 D/A電路，盡管方波的頻譜結(jié)構(gòu)中旁瓣成分較多，但是經(jīng)過混頻102之后，帶通濾波器104能夠?qū)⑵渲械呐园瓿煞譃V除，也起到對方波調(diào)制信號的平滑作用。在圖1中省去D/A電路，還能夠帶來減少電子元器件、節(jié)省成本、降低功耗、減小電路板尺寸等優(yōu)勢，同時對完成調(diào)制功能沒有影響。圖3顯示了本發(fā)明調(diào)制電路的另一實施例，其中包括數(shù)字電路部分31，混頻器32，頻率合成器33，帶通濾波器34和放大器35。數(shù)字電路部分31是由可編程的數(shù)字電路實現(xiàn)的，其中包括了方波產(chǎn)生器311、選擇器312和基帶信號產(chǎn)生器313。方波產(chǎn)生器311接收輸入的參考時鐘，將該參考時鐘通過方波產(chǎn)生器311內(nèi)部的 數(shù)字時鐘管理單元(DCM)，該單元可以實現(xiàn)倍頻、移相等功能，在此產(chǎn)生輸出該參考時鐘整數(shù)倍頻率的方波。例如，參考時鐘的頻率是26MHz，DCM倍頻單元以對參考時鐘4倍頻的速率產(chǎn)生輸出104MHz的方波信號。方波產(chǎn)生器311同時輸出兩路波形相反或者稱為波形相位相差180度的方波信號到選擇器312，由選擇器312實時選擇其中的一路輸出，而選擇器312的選擇控制是由基帶信號產(chǎn)生器313輸出的基帶信號序列決定的，例如，當基帶信號序列的一個碼元是“I”時，在該“I”碼元周期內(nèi)選擇器312選擇方波產(chǎn)生器311產(chǎn)生的一路方波輸出，而當基帶信號序列的一個碼元是“O”時，在該“O”碼元周期內(nèi)選擇器312則選擇方波產(chǎn)生器311產(chǎn)生的另外一路方波輸出。這種電路結(jié)構(gòu)充分利用了數(shù)字電路的特點，實現(xiàn)了對方波的BPSK調(diào)制。頻率合成器33也是接收外部的參考時鐘，并且是與數(shù)字電路部分31共用同一個參考時鐘,頻率合成器33以該參考時鐘鎖相產(chǎn)生更高頻率的本振信號。例如,頻率合成器33對26MHz的參考時鐘鎖相產(chǎn)生1719. 68MHz的本振信號，然后通過混頻器32，將數(shù)字電路部分31輸出的經(jīng)過BPSK調(diào)制的104MHz的低中頻信號進行混頻，分別得到中心頻率為1719. 68-104=1615. 68MHz的差頻信號，以及中心頻率為1719. 68+104=1823. 68MHz的和頻信號，另外還會有頻率合成器33泄露的1719. 68MHz本振信號。在數(shù)字電路部分31與混頻器32之間還可以插入電阻網(wǎng)絡，用以調(diào)整混頻器32的輸出電平。另外，混頻器32與頻率合成器33可以是一體式的集成結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)提高了電路的集成度，有利于減小調(diào)制電路的尺寸結(jié)構(gòu)。作為這種集成結(jié)構(gòu)的一個實例，可以選用RF Micro Devices公司(RFMD公司)的內(nèi)置頻率合成器的變頻芯片，如芯片RF2051、RF2052或RF2053。此處，帶通濾波器34用于提取混頻器32輸出的有用的差頻信號，抑制無用的和頻信號和本振泄露信號，因此，帶通濾波器34的中心頻率為1615. 68MHz，帶寬大于IOMHzjg夠抑制和頻信號和本振泄露信號。放大器35與圖1中所示的放大器105具有類似的功能，在此不再贅述。圖4顯示了本發(fā)明調(diào)制電路的另一實施例，與圖3所示實施例相比主要區(qū)別在于數(shù)字電路部分41進一步包括了差分器414，差分器414的作用是能夠?qū)⒎讲ㄕ{(diào)制信號以兩路差分形式輸出，用以匹配混頻器42的差分輸入的要求，前述的芯片RF2051、RF2052、RF2053就具有差分輸入結(jié)構(gòu)。兩路差分同時輸入可以抑制共模干擾，提高電信號傳輸?shù)目垢蓴_能力，在數(shù)字電路部分41中差分器414可以通過設置可編程邏輯電路的管腳為差分輸出對來實現(xiàn)。另外，在數(shù)字電路部分41與混頻器42之間還可以插入電阻網(wǎng)絡，用以調(diào)整混頻器42的輸出電平。圖4中數(shù)字電路部分41中的方波產(chǎn)生器411、選擇器412和基帶信號產(chǎn)生器413，混頻器42和頻率合成器43，以及帶通濾波器44、放大器45與圖3所示的相應組成電路具有相似功能，此處不再贅述。在圖4所示的調(diào)制電路中，混頻器42、頻率合成器43、帶通濾波器44、放大器45構(gòu)成了該調(diào)制電路實施例的模擬電路部分，該模擬電路部分可以選用通用芯片，例如混頻器42選用前述的RF2051、RF2052、RF2053，這樣可以使得該模擬電路部分所占用電路板的面積小于或等于1. 5平方厘米，功耗可以小于或等于300毫瓦，帶來了調(diào)制電路在尺寸和功耗方面的技術優(yōu)勢。本發(fā)明進一步提供了一種包括上述調(diào)制電路的通信設備。通過上述方式，本發(fā)明調(diào)制電路與現(xiàn)有技術中調(diào)制電路相比，其中的數(shù)字電路部分通過對方波進行調(diào)制，避免在模擬載波調(diào)制中需要進行載波泄露的測試調(diào)整工作程序，省去了 D/A轉(zhuǎn)換電路，模擬電路部分尺寸更小、功耗更低，節(jié)省了生產(chǎn)成本，利于設備小型化。 以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種調(diào)制電路，包括數(shù)字電路部分和模擬電路部分，所述模擬電路部分包括混頻器、頻率合成器、至少一個帶通濾波器和至少一個放大器，所述帶通濾波器濾除所述混頻器輸出的混頻信號中的無用信號分量，再經(jīng)過所述放大器進行放大輸出，其特征在于， 在所述數(shù)字電路部分中，基帶信號對方波進行數(shù)字調(diào)制，產(chǎn)生基于方波調(diào)制的低中頻信號; 所述低中頻信號輸入到所述混頻器中，與所述頻率合成器產(chǎn)生的本振信號進行混頻，產(chǎn)生并輸出所述混頻信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)制電路，其特征在于，所述數(shù)字調(diào)制是BPSK調(diào)制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的調(diào)制電路，其特征在于，所述數(shù)字電路部分包括方波產(chǎn)生器、選擇器和基帶信號產(chǎn)生器，所述方波產(chǎn)生器接收外部參考時鐘，產(chǎn)生所述參考時鐘頻率整數(shù)倍的頻率、波形相反的兩路方波信號，所述基帶信號產(chǎn)生器輸出的基帶信號序列控制所述選擇器實時選擇所述兩路方波信號輸出，實現(xiàn)對所述方波信號的BPSK調(diào)制。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的調(diào)制電路，其特征在于，所述數(shù)字電路部分與所述混頻器之間還包括電阻網(wǎng)絡。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的調(diào)制電路，其特征在于，所述頻率合成器接收所述外部參考時鐘并鎖相產(chǎn)生所述本振信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的調(diào)制電路，其特征在于，所述混頻器與所述頻率合成器為一體式集成結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的調(diào)制電路，其特征在于，所述一體式集成結(jié)構(gòu)包括芯片RF2051、RF2052 或 RF2053。
8.根據(jù)權(quán)利要求3至7任一項所述的調(diào)制電路，其特征在于，所述數(shù)字電路部分還包括差分器，用于對所述基于方波調(diào)制的低中頻信號以兩路差分形式輸出；所述混頻器為差分輸入結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求3至7任一項所述的調(diào)制電路，其特征在于，所述參考時鐘的頻率是26MHz，所述方波信號的頻率是104MHz，所述頻率合成器輸出的所述本振信號的頻率是1719. 68MHz，所述混頻器輸出的和頻信號的中心頻率是1823. 68MHz，所述混頻器輸出的差頻信號的中心頻率是1615. 68MHzο
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的調(diào)制電路，其特征在于，所述帶通濾波器的中心頻率為1615. 68MHz，帶寬大于 10MHz。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的調(diào)制電路，其特征在于，所述模擬電路部分占用電路板的面積小于或等于1. 5平方厘米，功耗小于或等于300毫瓦。
12.一種通信設備，其特征在于，所述通信設備包括權(quán)利要求1-11中任一項所述的調(diào)制電路。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種調(diào)制電路。該調(diào)制電路包括數(shù)字電路部分和模擬電路部分，在該數(shù)字電路部分中，基帶信號對方波進行數(shù)字調(diào)制，輸出基于方波調(diào)制的低中頻信號，該低中頻信號不經(jīng)過D/A就輸入到混頻器中，與頻率合成器產(chǎn)生的本振信號進行混頻，再經(jīng)過帶通濾波器及放大器輸出。通過上述方式，本發(fā)明的調(diào)制電路可以減少對載波泄露進行測試調(diào)整的工序，省去了D/A電路，能夠有效縮小該調(diào)制電路的結(jié)構(gòu)尺寸，降低成本，降低功耗，提高生產(chǎn)效率，利于小型化應用。本發(fā)明還公開了一種包括該調(diào)制電路的通信設備。
文檔編號H04L27/20GK103023843SQ20121055221
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月18日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請人:江蘇指南針導航通信技術有限公司