一种通用数字对讲机射频SOC芯片制造技术

本实用新型专利技术公开了一种通用数字对讲机射频SOC芯片，包括采用一次变频低中频镜像抑制结构的接收通道，采用直接调制结构的发射通道，与接收通道和发射通道均连接的数字信号处理模块DSP，与数字信号处理模块DSP连接的语音编解码器CODEC，均与语音编解码器CODEC连接的话音输入通道和语音输出通道，以及与数字信号模块DSP连接并与外部微处理器MCU进行数据交换的数字接口模块。本实用新型专利技术将复杂、零乱、体积大的器件和通用基带数据处理模块DSP有效集成在芯片内部，实现高性能的数字信号处理和收发，只需外部搭载通用微处理器MCU实现数字对讲机通信协议和键盘显示控制即可完成数字对讲机完整功能，使对讲机外部设计更为简单，并能方便实现数模兼容通信。

【技术实现步骤摘要】
一种通用数字对讲机射频SOC芯片
本技术涉及对讲机
，具体地讲，是涉及一种通用数字对讲机射频SOC芯片。
技术介绍
对讲机作为专业移动通信系统的重要设备之一，在工业企业，政府，公共安全和其他组织部门的内部指挥调度，抢险救灾应急通信和指挥，处理紧急突发事件中发挥着不可替代的作用，已成为国家安全、公安警察、交通管理、石油化工、建筑施工、机械制造、物业保安等部门重要的无线通信装备。随着电子、计算机技术和数字化技术的不断发展，无线电对讲机也发生了日新月异的变化，模拟常规和模拟集群对讲机都开启了数字化的时代。数字对讲机与传统模拟对讲机相比具有无可比拟的性能优势，但是数字对讲机的成本相对高出许多。在传统数字对讲机方案中，采用数百个分离器件和通用数字处理芯片，集成度低，功耗高，PCB尺寸大，布局困难，射频、数字模块之间干扰大，开发难度大，而且一致性差，需要大量的调试工作，导致数字对讲机成本居高不下。对讲机的射频模拟部分如低噪放大、两次混频、窄带滤波，音频处理等电路需要占用较大的PCB面积，且调试复杂，给生产与品质控制带来极大困难；因此在数字对讲机芯片中，射频收发机同时集成基带处理的SOC芯片的设计和实现是关键技术之一，射频专用SOC芯片的性能、成本、集成度等因素都直接影响着整个数字对讲机系统的成本和性能。锐迪科微电子有限公司的AT1847芯片集成了模拟FM对讲机的全部功能，但是用于数字对讲机时该芯片只能完成基本的模拟信号上下变频功能，没有对数字基带信号的4FSK调制解调处理，没有对收发数据帧的处理，也没有完成对语音信号的编码和解码(CODEC)，因此该芯片还需搭载通用的数字信号处理器(DSP)完成基带处理和音频编解码才能实现完整的数字对讲机功能。为了克服现有技术的不足，本技术通过先进的射频SOC芯片制造技术把复杂、零乱、体积大的器件和通用基带数据处理芯片(DSP)有效集成在芯片内部，实现高性能的数字信号处理和收发，只需外部搭载通用微处理器(MCU)实现数字对讲机通信协议和键盘显示控制即可完成数字对讲机完整功能，让对讲机设计越来越简单可靠，并能方便实现数模兼容通信。
技术实现思路
为克服现有技术中的上述问题，本技术提供一种外围元器件少、功耗低、集成度高、性能强、成本低、小型化的通用数字对讲机射频SOC芯片。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：一种通用数字对讲机射频SOC芯片，包括采用一次变频低中频镜像抑制结构的接收通道，采用直接调制结构的发射通道，与接收通道和发射通道均连接的数字信号处理模块DSP，与数字信号处理模块DSP连接的语音编解码器CODEC，均与语音编解码器CODEC连接的话音输入通道和语音输出通道，以及与数字信号模块DSP连接并与外部微处理器MCU进行数据交换的数字接口模块，其中，话音输入通道接入麦克风信号，语音输出通道发出语音信号，接收通道和发射通道通过外接天线输入和输出射频信号。进一步地，所述接收通道包括接入射频信号的低噪声放大器LNA，接收低噪声放大器LNA输出的正交射频信号的正交下变频混频器Mixer，与正交下变频混频器Mixer连接的镜像抑制带通滤波器IR，对经过镜像抑制带通滤波器IR的正交信号处理的可变增益放大器VGA，以及将可变增益放大器VGA输出的射频模拟信号转换为向数字信号处理模块输出的数字信号的接收通道模数变换器ADC1。接收过程中先将射频信号进行低噪声放大，然后经过正交下变频转换为低中频信号，下变频所需的本振信号来自发射通道中的小数频率综合器PLL，中频信号再通过镜像抑制带通滤波器滤除干扰信号以后由可变增益放大器采用自动增益控制机制AGC进行放大，然后通过模数变换器转换为数字中频信号，送到数字信号处理模块DSP进行基带信号的解调处理。进一步地，所述发射通道包括依次连接的FM/FSK/4FSK调制器、小数频率综合器PLL和功率放大器驱动级PAdriver，其中，FM/FSK/4FSK调制器接收并调制来自数字信号处理模块DSP的待发送信号，功率放大器驱动级PAdriver将待发送信号放大后输出到外部；所述小数频率综合器PLL还接收外部晶振信号并向接收通道输出差分本振信号。具体地，所述小数频率综合器PLL包括由压控振荡器VCO、前置分频器Prescaler、可编程分频器PScounter、鉴频鉴相器PFD、电荷泵CP和CP2以及环路滤波器构成的小数分配锁相环结构，与可编程分频器PScounter连接的∑-Δ调制器，以及与压控振荡器VCO连接的晶振有源电路，其中，鉴频鉴相器PFD还接收参考信号Fref，∑-Δ调制器接收小数分频信号。发射工作时，基带信号通过FM/FSK/4FSK调制器对小数频率综合器PLL的∑-Δ调制器进行频率调制，得到的射频调制信号由VCO输出，然后通过功率放大器驱动级进行放大后输出到芯片外部。更进一步地，所述数字信号处理模块DSP包括相互连接的数字中频信号滤波模块、信号功率检测模块RSSI、自动增益控制模块AGC、自动频偏控制模块AFC、FM/FSK4FSK解调器和包处理模块PacketHandler，其中，来自接收通道的数字中频信号经数字中频信号滤波模块滤波后，由FM/FSK4FSK解调器解调并输出至语音编解码器CODEC；信号功率检测模块对解调后的信号进行检测，结果作用于AGC和AFC，自动增益控制模块AGC对接收通道中LNA、Mixer和VGA均产生作用，自动频偏控制模块AFC作用于接收通道。在接收工作时，通过相应模块进行数字中频信号的信道滤波和解调，再送到CODEC进行音频处理，而FSK/4FSK解调信号则进行时钟和数据恢复产生二进制码流，然后经过包处理模块进行前导码Preamble检测、同步字检测和CRC校验等操作产生相应的中断信号，并将有效数据送入接收缓存器RXFIFO进行存储；DSP在完成信号解调的同时还需要检测信号功率RSSI和中心频率便宜，检测结果作用于自动增益控制模块AGC和自动频偏控制模块AFC，自动增益控制模块通过控制接收通道各个模块(如LNA、Mixer和VGA)的增益实现，自动频偏控制模块通过控制小数频率综合器PLL的∑-Δ调制器实现。发射工作时，带发送的数据包由包处理模块从发射缓存器TXFIFO中读取，然后添加前导码Preamble、同步字和CRC校验字后送到DSP中进行整形滤波，最后送到发射通道的FM/FSK/4FSK调制器中进行调制发射。具体地，所述话音输入通道包括接入麦克风信号的输入放大器AMP1，与输入放大器AMP1连接并与语音编解码器CODEC连接的模数变换器ADC2，以及从输入放大器AMP1输出端采集信号的语音激活检测电路VOX。并且，所述语音输出通道包括与语音编解码器CODEC连接的数模变换器DAC，以及与数模变换器DAC连接并向外部喇叭输出语音信号的输出放大器AMP2。数字对讲机在接收工作时，外部微处理器MCU根据通信协议将芯片的接收数据包中恢复出的语音信号通过数字接口DI(DigitalInterface)送到芯片内部的语音编解码器CODEC进行音频解码，解码后的信号经过数模变换器DAC转换为模拟信号由输出放大器AMP2进行放大后送到喇叭重放；数字对讲机发射工作时，麦克风信号由输入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通用数字对讲机射频SOC芯片，其特征在于，包括采用一次变频低中频镜像抑制结构的接收通道，采用直接调制结构的发射通道，与接收通道和发射通道均连接的数字信号处理模块DSP，与数字信号处理模块DSP连接的语音编解码器CODEC，均与语音编解码器CODEC连接的话音输入通道和语音输出通道，以及与数字信号模块DSP连接并与外部微处理器MCU进行数据交换的数字接口模块，其中，话音输入通道接入麦克风信号，语音输出通道发出语音信号，接收通道和发射通道通过外接天线输入和输出射频信号。

【技术特征摘要】
1.一种通用数字对讲机射频SOC芯片，其特征在于，包括采用一次变频低中频镜像抑制结构的接收通道，采用直接调制结构的发射通道，与接收通道和发射通道均连接的数字信号处理模块DSP，与数字信号处理模块DSP连接的语音编解码器CODEC，均与语音编解码器CODEC连接的话音输入通道和语音输出通道，以及与数字信号模块DSP连接并与外部微处理器MCU进行数据交换的数字接口模块，其中，话音输入通道接入麦克风信号，语音输出通道发出语音信号，接收通道和发射通道通过外接天线输入和输出射频信号。2.根据权利要求1所述的一种通用数字对讲机射频SOC芯片，其特征在于，所述接收通道包括接入射频信号的低噪声放大器LNA，接收低噪声放大器LNA输出的正交射频信号的正交下变频混频器Mixer，与正交下变频混频器Mixer连接的镜像抑制带通滤波器IR，对经过镜像抑制带通滤波器IR的正交信号处理的可变增益放大器VGA，以及将可变增益放大器VGA输出的射频模拟信号转换为向数字信号处理模块输出的数字信号的接收通道模数变换器ADC1。3.根据权利要求1所述的一种通用数字对讲机射频SOC芯片，其特征在于，所述发射通道包括依次连接的FM/FSK/4FSK调制器、小数频率综合器PLL和功率放大器驱动级PAdriver，其中，FM/FSK/4FSK调制器接收并调制来自数字信号处理模块DSP的待发送信号，功率放大器驱动级PAdriver将待发送信号放大后输出到外部；所述小数频率综合器PLL还接收外部晶振信号并向接收通道输出差分本振信号。4.根据权利要求3所述的一种通用数字对讲机射频SOC芯片，其特征在于，所述小数频率综合器PLL包括由压控振荡器VCO、前置分频器Prescaler、可编程分频器PScounter、鉴频鉴相器PFD、电荷泵CP和CP2以及环路滤波器构成的小数分配锁相环结构，与可编程分...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵新强，万佳，谢军伟，谢李萍，吴凯敏，
申请(专利权)人：成都旋极星源信息技术有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51