一種數(shù)字式調(diào)諧接收裝置及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種數(shù)字式調(diào)諧接收裝置，包括：用于進行量化的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，進行濾波和變頻的實時數(shù)字處理邏輯，用于將處理后的實時數(shù)字中頻信號轉(zhuǎn)換成模擬中頻信號的數(shù)模轉(zhuǎn)換器和用于濾除鏡頻分量的低通濾波器。本發(fā)明采用數(shù)字方式實現(xiàn)，穩(wěn)定性好，采用數(shù)字調(diào)諧和數(shù)字濾波方式，不僅可以實現(xiàn)任意中頻輸出，避免了假信號產(chǎn)生，還可以實現(xiàn)輸出中頻帶寬的任意可變，提高了中頻濾波的選擇性和帶外抑制能力。
【專利說明】一種數(shù)字式調(diào)諧接收裝置及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種數(shù)字式調(diào)諧接收裝置，還涉及一種數(shù)字式調(diào)諧接收裝置的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]調(diào)諧器主要用于將射頻信號變頻到所需的中頻上，包括放大、變頻、濾波等功能。調(diào)諧器在雷達、通信、電子偵察、環(huán)境監(jiān)測、測試測量等領(lǐng)域應用廣泛。
[0003]將射頻/微波信號變?yōu)橹蓄l信號輸出是調(diào)諧接收機的重要功能之一，常用的典型的輸出中頻頻率有10.7MHz,21.4MHz、70MHz、140MHz、160MHz等。典型的調(diào)諧接收方案原理圖如圖1所示，該方案中通常第一本振為可調(diào)諧振蕩器LO1,經(jīng)過第一變頻器將輸入信號變頻固定中頻上，該中頻頻率稱為第一中頻Fifi。第二本振為固定振蕩器LO2,經(jīng)過第二變頻器將第一中頻(Fifi)信號再次變頻到某一固定中頻頻率上，然后對外輸出該中頻信號FIFwt。為了得到較好的調(diào)諧接收性能，該方案通常采用多次變頻方式。這種接收機的中頻輸出是固定的，無法實現(xiàn)任意中頻頻率輸出，更無法實現(xiàn)輸出中頻的可變帶寬濾波。
[0004]為了實現(xiàn)任意中頻輸出，現(xiàn)有的常用技術(shù)方案是將圖1所示的技術(shù)方案改進成圖2所示的技術(shù)方案，將第二本振設(shè)計成可調(diào)諧振蕩器Fuk'，第二本振的調(diào)諧頻率為Fuk'=FIFwt±FIF1。為了實現(xiàn)FIF()Ut信號的濾波，還可以在第二中頻放大器后增加一個可調(diào)諧帶通濾波器，該濾波器的中心頻率隨著Fipwt的不同而改變，濾波器帶寬為中頻輸出帶寬Bif。圖2所示的技術(shù)方案采用模擬電路實現(xiàn)，電路結(jié)構(gòu)復雜，穩(wěn)定性差，會產(chǎn)生大量的假信號，另外可調(diào)諧濾波器通常選擇性和帶外抑制能力較差，并且無法實現(xiàn)中頻帶寬的任意可變。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明公開了一種數(shù)字式調(diào)諧接收裝置及其控制方法，解決了接收機中頻輸出頻率無法任意調(diào)整，輸出中頻帶寬無法靈活改變的問題。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0007]—種數(shù)字式調(diào)諧接收裝置，包括:用于進行量化的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，進行濾波和變頻的實時數(shù)字處理邏輯，用于將處理后的實時數(shù)字中頻信號轉(zhuǎn)換成模擬中頻信號的數(shù)模轉(zhuǎn)換器和用于濾除鏡頻分量的低通濾波器；所述實時數(shù)字處理邏輯中的第一數(shù)字復本振、第一混頻器和第二混頻器將接收信號變頻為零中頻信號，第一帶寬可變多速率數(shù)字濾波器和第二帶寬可變多速率數(shù)字濾波器對零中頻信號進行濾波，第一增益調(diào)節(jié)器和第二增益調(diào)節(jié)器對零中頻信號進行增益調(diào)節(jié)；第二數(shù)字復本振、第三混頻器和第四混頻器將零中頻信號上變頻成輸出的數(shù)字中頻信號；加法器將第三混頻器和第四混頻器混頻后生成的兩路信號相加運算；控制單元控制第一數(shù)字復本振和第二數(shù)字復本振的兩個復本振信號輸出頻率，控制第一可變帶寬數(shù)字低通濾波器和第二可變帶寬數(shù)字低通濾波器的帶寬，控制第一增益調(diào)節(jié)器和第二增益調(diào)節(jié)器的增益量。
[0008]可選地，所述第一混頻器和第二混頻器混頻后生成兩路正交信號。[0009]可選地，所述第一可變帶寬多速率數(shù)字低通濾波器和第二可變帶寬多速率數(shù)字低通濾波器是兩路相同的數(shù)字濾波器。
[0010]可選地，所述第一可變帶寬多速率數(shù)字低通濾波器和第二可變帶寬多速率數(shù)字低通濾波器采用抽取濾波結(jié)構(gòu)。
[0011]可選地，所述第一可變帶寬多速率數(shù)字低通濾波器和第二可變帶寬多速率數(shù)字低通濾波器采用內(nèi)插濾波結(jié)構(gòu)。
[0012]可選地，所述第一可變帶寬多速率數(shù)字低通濾波器和第二可變帶寬多速率數(shù)字低通濾波器采用可變系數(shù)濾波結(jié)構(gòu)。
[0013]本發(fā)明還提供了一種控制方法，適用于上述的數(shù)字式調(diào)諧接收裝置，包括以下步驟:
[0014]步驟(a)，根據(jù)調(diào)諧的輸入信號頻率，將第一數(shù)字復本振的輸出信號頻率設(shè)置成與輸入信號頻率相同；
[0015]步驟(b)，根據(jù)所需的輸出中頻帶寬配置第一可變帶寬多速率數(shù)字濾波器和第二可變帶寬多速率數(shù)字濾波器的參數(shù)，第一可變帶寬多速率數(shù)字濾波器和第二可變帶寬多速率數(shù)字濾波器設(shè)置的參數(shù)相同；
[0016]步驟(C)，根據(jù)調(diào)諧濾波的增益要求，設(shè)置第一增益調(diào)節(jié)器和第二增益調(diào)節(jié)器；
[0017]步驟(d)，根據(jù)需要調(diào)諧輸出的中頻頻率值，將第二數(shù)字復本振的輸出信號頻率設(shè)置成與輸出中頻頻率相同；
[0018]步驟(e)，啟動處理，完成將輸入信號頻率調(diào)諧到中頻頻率的輸出。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:采用數(shù)字方式實現(xiàn)，穩(wěn)定性好，采用數(shù)字調(diào)諧和數(shù)字濾波方式，不僅可以實現(xiàn)任意中頻輸出，避免了假信號產(chǎn)生，還可以實現(xiàn)輸出中頻帶寬的任意可變，提高了中頻濾波的選擇性和帶外抑制能力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1為現(xiàn)有的調(diào)諧接收裝置的控制框圖；
[0022]圖2為現(xiàn)有的任意中頻輸出的調(diào)諧接收裝置的控制框圖；
[0023]圖3為本發(fā)明的數(shù)字式調(diào)諧接收裝置的控制框圖。
[0024]【具體實施方式】
[0025]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0026]如圖3所示，本發(fā)明提出的數(shù)字式調(diào)諧接收裝置包括:用于將超外差接收測量儀器內(nèi)部某一級中頻信號匕進行量化的模數(shù)轉(zhuǎn)換器2，進行濾波和上下變頻的實時數(shù)字處理邏輯15，用于將處理后的實時數(shù)字中頻信號轉(zhuǎn)換成模擬中頻信號的數(shù)模轉(zhuǎn)換器12和用于濾除鏡頻分量的低通濾波器13。其中實時數(shù)字處理邏輯15中的第一數(shù)字復本振4、第一混頻器51和第二混頻器52用于將接收信號變頻為零中頻信號，第一帶寬可變多速率數(shù)字濾波器61和第二帶寬可變多速率數(shù)字濾波器62對零中頻信號進行濾波，第一增益調(diào)節(jié)器71和第二增益調(diào)節(jié)器72用于對零中頻信號進行增益調(diào)節(jié)。第二數(shù)字復本振8、第三混頻器91和第四混頻器92用于將零中頻信號上變頻成輸出的數(shù)字中頻信號4?？刂茊卧?0用于對第一數(shù)字復本振4和第二數(shù)字復本振8的兩個復本振信號輸出頻率的控制，同時也用于控制第一可變帶寬數(shù)字低通濾波器61和第二可變帶寬數(shù)字低通濾波器62的帶寬，還用于控制第一增益調(diào)節(jié)器71和第二增益調(diào)節(jié)器72的增益量。
[0027]該裝置的輸入I可以為超外差變頻系統(tǒng)中的某一固定中頻信號，通過ADC轉(zhuǎn)換器2進行采集，變成零中頻信號3。該零中頻信號3分成兩路進入第一混頻器51和第二混頻器52，與頻率受控的第一數(shù)字復本振4的信號進行混頻，第一數(shù)字復本振4稱為NCOl。第一數(shù)字復本振4通過控制可產(chǎn)生頻率為fm的復正弦信號序列41和復正弦信號序列42，分別為cos (2 fmn)和-jsin(2 n fmn)?；祛l后得到的兩路正交的/[目號，稱為I路信號和Q路信號。第一可變帶寬數(shù)字低通濾波器61和第二可變帶寬數(shù)字低通濾波器62對第一混頻器51和第二混頻器52輸出的兩路信號進行濾波，完成需要的中頻帶寬濾波。第一增益調(diào)節(jié)器71和第二增益調(diào)節(jié)器72分別對濾波后的信號611和信號612進行增益調(diào)整。增益調(diào)整后的兩路信號與頻率受控的第二數(shù)字復本振8的信號進行混頻。第二數(shù)字復本振8稱為NC02，其通過控制可產(chǎn)生頻率為&的復正弦信號序列81和復正弦信號序列82，分別為cos (2 f0n)和-jsin(2 f0n)。其中，頻率&即為需要輸出的中頻信號頻率。混頻后生成的兩路信號分別為信號911和信號912。加法器11用于對信號911和信號912進行相加運算，得到的信號序列通過DAC轉(zhuǎn)換器12變成模擬中頻信號。低通濾波器13用于對轉(zhuǎn)換成的模擬中頻信號進行濾波，濾除鏡頻信號，得到最終輸出的模擬中頻信號14?？刂茊卧?0用于控制第一數(shù)字復本振4和第二數(shù)字復本振8的輸出頻率值，也用于控制第一可變帶寬數(shù)字低通濾波器61和第二可變帶寬數(shù)字低通濾波器62的帶寬，還用于控制第一增益調(diào)節(jié)器71和第二增益調(diào)節(jié)器72的增益量。其中第一可變帶寬多速率數(shù)字低通濾波器61和第二可變帶寬多速率數(shù)字低通濾波器62是兩路相同的數(shù)字濾波器，作用之一是實現(xiàn)所需的中頻帶寬濾波，作用之二是輸出數(shù)據(jù)速率，從而使輸出數(shù)據(jù)速率與DAC轉(zhuǎn)換的速率相匹配，即與DAC轉(zhuǎn)換的速率相同。該濾波器不局限于一級濾波器，可依據(jù)中頻帶寬要求和輸入輸出速率要求選擇抽取濾波、內(nèi)插濾波或可變系數(shù)濾波等結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。本發(fā)明數(shù)字式調(diào)諧濾波裝置的數(shù)字處理部分可以采用通用可編程芯片實現(xiàn)。
[0028]本發(fā)明還給出了上述數(shù)字式調(diào)諧濾波裝置的控制方法，包括以下步驟:
[0029]步驟(a)，根據(jù)調(diào)諧的輸入信號頻率fm，將第一數(shù)字復本振4的輸出信號頻率設(shè)置成乙，即與輸入信號頻率相同；
[0030]步驟(b)，根據(jù)所需的輸出中頻帶寬配置第一可變帶寬多速率數(shù)字濾波器61和第二可變帶寬多速率數(shù)字濾波器62的參數(shù)，第一可變帶寬多速率數(shù)字濾波器61和第二可變帶寬多速率數(shù)字濾波器62設(shè)置的參數(shù)相同；
[0031]步驟(C)，根據(jù)調(diào)諧濾波的增益要求，設(shè)置第一增益調(diào)節(jié)器71和第二增益調(diào)節(jié)器72 ；
[0032]步驟(d)，根據(jù)需要調(diào)諧輸出的中頻頻率值f0，將第二數(shù)字復本振8的輸出信號頻率設(shè)置成fo，即與輸出中頻頻率相同；
[0033]步驟(e)，啟動處理，即可完成將輸入信號頻率fm調(diào)諧到中頻頻率為&的輸出；
[0034]步驟(f)，當輸出中頻頻率改變時，按照步驟(a)到(e)重新設(shè)置。
[0035]本發(fā)明的數(shù)字式調(diào)諧接收裝置及控制方法采用數(shù)字方式實現(xiàn)，穩(wěn)定性好，采用數(shù)字調(diào)諧和數(shù)字濾波方式，不僅可以實現(xiàn)任意中頻輸出，避免了假信號產(chǎn)生，還可以實現(xiàn)輸出中頻帶寬的任意可變，提高了中頻濾波的選擇性和帶外抑制能力。
[0036]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)字式調(diào)諧接收裝置，其特征在于，包括:用于進行量化的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，進行濾波和變頻的實時數(shù)字處理邏輯，用于將處理后的實時數(shù)字中頻信號轉(zhuǎn)換成模擬中頻信號的數(shù)模轉(zhuǎn)換器和用于濾除鏡頻分量的低通濾波器； 所述實時數(shù)字處理邏輯包括:第一數(shù)字復本振、第一混頻器和第二混頻器，將接收信號變頻為零中頻信號；第一帶寬可變多速率數(shù)字濾波器和第二帶寬可變多速率數(shù)字濾波器對零中頻信號進行濾波；第一增益調(diào)節(jié)器和第二增益調(diào)節(jié)器對零中頻信號進行增益調(diào)節(jié)；第二數(shù)字復本振、第三混頻器和第四混頻器將零中頻信號上變頻成輸出的數(shù)字中頻信號；力口法器將第三混頻器和第四混頻器混頻后生成的兩路信號相加運算；控制單元控制第一數(shù)字復本振和第二數(shù)字復本振的兩個復本振信號輸出頻率，控制第一可變帶寬數(shù)字低通濾波器和第二可變帶寬數(shù)字低通濾波器的帶寬，控制第一增益調(diào)節(jié)器和第二增益調(diào)節(jié)器的增益量。
2.如權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字式調(diào)諧接收裝置，其特征在于，所述第一混頻器和第二混頻器混頻后生成兩路正交信號。
3.如權(quán)利要求2所述的一種數(shù)字式調(diào)諧接收裝置，其特征在于，所述第一可變帶寬多速率數(shù)字低通濾波器和第二可變帶寬多速率數(shù)字低通濾波器是兩路相同的數(shù)字濾波器。
4.如權(quán)利要求3所述的一種數(shù)字式調(diào)諧接收裝置，其特征在于，所述第一可變帶寬多速率數(shù)字低通濾波器和第二可變帶寬多速率數(shù)字低通濾波器采用抽取濾波結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求3所述的一種數(shù)字式調(diào)諧接收裝置，其特征在于，所述第一可變帶寬多速率數(shù)字低通濾波器和第二可變帶寬多速率數(shù)字低通濾波器采用內(nèi)插濾波結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求3所述的一種數(shù)字式調(diào)諧接收裝置，其特征在于，所述第一可變帶寬多速率數(shù)字低通濾波器和第二可變帶寬多速率數(shù)字低通濾波器采用可變系數(shù)濾波結(jié)構(gòu)。
7.—種控制方法，適用于權(quán)利要求1至6任一項所述的數(shù)字式調(diào)諧接收裝置，其特征在于，包括以下步驟: 步驟(a)，根據(jù)調(diào)諧的輸入信號頻率，將第一數(shù)字復本振的輸出信號頻率設(shè)置成與輸入信號頻率相同； 步驟(b)，根據(jù)所需的輸出中頻帶寬配置第一可變帶寬多速率數(shù)字濾波器和第二可變帶寬多速率數(shù)字濾波器的參數(shù)，第一可變帶寬多速率數(shù)字濾波器和第二可變帶寬多速率數(shù)字濾波器設(shè)置的參數(shù)相同； 步驟(C)，根據(jù)調(diào)諧濾波的增益要求，設(shè)置第一增益調(diào)節(jié)器和第二增益調(diào)節(jié)器； 步驟(d)，根據(jù)需要調(diào)諧輸出的中頻頻率值，將第二數(shù)字復本振的輸出信號頻率設(shè)置成與輸出中頻頻率相同； 步驟(e)，啟動處理，完成將輸入信號頻率調(diào)諧到中頻頻率的輸出。
【文檔編號】H04B1/16GK103457619SQ201310309384
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月16日
【發(fā)明者】張超, 詹永衛(wèi), 孟慶立, 戰(zhàn)云, 杜會文 申請人:中國電子科技集團公司第四十一研究所