一种双路信号同传的FM调制发射系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种双路信号同传的FM调制发射系统，包括依次串联的模数转换模块、双路信号频分复用模块、FM数字调制模块、数模转换模块、10.7M陶瓷滤波器模块、无源混频器、无源带通滤波器模块、高频功率放大器模块和天线模块；通过将采集到的双路语音信号进行数字处理，将两个子信道合并为新的基带信号，实现频分复用，并经FM数字调制后，通过上变频模块提高载波频率，经过功率放大后通过天线发射出去；FM信号的载波频率和发射功率通过按键输入进行调节。本实用新型专利技术结构简单、稳定性好、抗干扰强，实现了双路信号同传的功能。

A FM modulation transmitting system for two-way signal simultaneous interpreting

【技术实现步骤摘要】
一种双路信号同传的FM调制发射系统
本技术属于高频仪器
，具体涉及一种双路信号同传的FM调制发射系统。
技术介绍
调频(FM)信号，是通过基带信号控制载波的频率变化而得到的一种易于传输和发射的信号，其被广泛应用在无线广播、卫星通讯、短距离传呼机和蜂窝移动电话系统中。FM信号可通过软件调制和硬件调制进行，硬件方法成本低廉，但是要实现更高级的调制手段，所需电路过于复杂；而软件方法则更为灵活方便，其适用环境更为宽泛。调制FM信号的方法包括直接调频和间接调频。直接调频可以方便地实现调频，但是缺点在于频率稳定度不高，频偏较大，传输中容易因为频率漂变，使得接收端信号失真；间接调频经过多次混频和倍频，频率稳定度好，但结构较复杂。目前，市场对高质量语音传输的需求在不断提高，立体声正逐步取代传统的单声道语音信号。解决立体声传输问题的关键在于实现双路语音同传，即实现语音信号的复用传输；实现复用主要有两类方法，时分复用和频分复用。虽然时分复用较为节电，能够最大化使用带宽，但是其发射端和接收端需要周期性校时；而频分复用信道复用率高，且所有子信道以并行的方式传输信号，因而频分复用应用更广泛。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：提供一种双路信号同传的FM调制发射系统，用于实现稳定传输双路语音信号的功能。本技术为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种双路信号同传的FM调制发射系统，包括分别用于将两路语音电压信号转换为数字信号的模数转换模块1和模数转换模块2，用于输出FM载波频率和发射功率的控制模块，用于将FM数字信号转换为FM模拟信号的数模转换模块，用于滤除包括数字噪声的干扰的滤波器模块1，用于将中频段的FM模拟信号上变频至高频段的FM模拟信号的上变频模块，用于滤除包括寄生通道干扰和镜像频率的干扰的滤波器模块2，用于放大信号功率的放大器模块，和用于发射信号的天线模块；模数转换模块1和模数转换模块2的信号输出端分别与控制模块的信号输入端连接，控制模块、数模转换模块、滤波器模块1、上变频模块、滤波器模块2、放大器模块和天线模块依次串联；控制模块的控制端分别与上变频模块和放大器模块的受控端连接，控制模块的时钟输出端分别与模数转换模块1、模数转换模块2和数模转换模块的时钟输入端连接；模数转换模块1包括依次串联的单端-差分电路和差分-数字电路；单端-差分电路由第一差分放大器U2、反馈电阻、增益设置电阻和终端电阻经过配置放大倍数、配置输入阻抗、采用直流耦合构成；差分-数字电路由第一模数转换器U8经过限制输入带宽和配置时钟后构成；模数转换模块2包括依次串联的单端-差分电路和差分-数字电路；单端-差分电路由第二差分放大器U2-2、反馈电阻、增益设置电阻和终端电阻经过配置放大倍数、配置输入阻抗、采用直流耦合构成；差分-数字电路由第二模数转换器U8-2经过限制输入带宽和配置时钟后构成；控制模块包括FPGA芯片U7及其外围元件构成的电路，FPGA芯片U7的内部固化有依次串联的用于对一路语音信号做AM数字调制并与另一路语音信号相加得到基带信号的频分复用模块，和用于通过基带信号控制正弦查找表的相位控制字生成FM数字信号的FM数字调制模块；数模转换模块包括依次串联的数字-差分电路和差分-单端电路，数字-差分电路包括数模转换器U3，差分-单端电路包括巴伦变压器T1；滤波器模块1包括10.7M陶瓷滤波器U4构成的滤波电路；上变频模块包括用于变换信号频率的、经过阻抗匹配的无源混频器U5和用于根据收到的信息生成信号频率的直接数字式频率合成器U9，直接数字式频率合成器U9的频率输出端与无源混频器U5的频率接收端连接；滤波器模块2包括17阶切比雪夫I型滤波器经高低通级联构成的、经过配置输入阻抗和输出阻抗的无源带通滤波器电路；放大器模块包括射频功率放大器U6经过配置输入阻抗和输出阻抗构成的高频功率放大电路。按上述方案，模数转换模块1还包括用作反馈电阻的第一电阻R1和第八电阻R8、用于增益设置的第四电阻R4和第七电阻R7、用于阻抗匹配的第二电阻R2，以及用于一阶低通滤波的第五电阻R5、第六电阻R6、第三电容C3和第五电容C5；第一电阻R1并联在第一差分放大器U2的引脚1和引脚4之间，第八电阻R8并联在第一差分放大器U2的引脚5和引脚8之间；第一差分放大器U2的引脚1通过串联第四电阻R4连接输入信号INPUT；第二电阻R2的一端连接输入信号INPUT，另一端连接信号地GND；第七电阻R7的一端连接第一差分放大器U2的引脚8，另一端连接信号地GND；第一差分放大器U2的引脚4通过串联第五电阻R5连接第一模数转换器U8的IN引脚；第三电容C3的一端连接第一模数转换器U8的IN引脚，另一端连接信号地GND；第一差分放大器U2的引脚5通过串联第六电阻R6连接第一模数转换器U8的/IN引脚；第五电容C5的一端连接第一模数转换器U8的/IN引脚，另一端连接信号地GND；第一模数转换器U8还包括分别用于输出12位数字信号的引脚B1、引脚B2、引脚B3、引脚B4、引脚B5、引脚B6、引脚B7、引脚B8、引脚B9、引脚B10、引脚B11和引脚B12。进一步的，模数转换模块2还包括用作反馈电阻的第一-二电阻R1-2和第八-二电阻R8-2、用于增益设置的第四-二电阻R4-2和第七-二电阻R7-2、用于阻抗匹配的第二-二电阻R2-2，以及用于一阶低通滤波的第五-二电阻R5-2、第六-二电阻R6-2、第三-二电容C3-2和第五-二电容C5-2；第一-二电阻R1-2并联在第二差分放大器U2-2的引脚1和引脚4之间，第八-二电阻R8-2并联在第二差分放大器U2-2的引脚5和引脚8之间；第二差分放大器U2-2的引脚1通过串联第四-二电阻R4-2连接输入信号INPUT2；第二-二电阻R2-2的一端连接输入信号INPUT2，另一端连接信号地GND；第七-二电阻R7-2的一端连接第二差分放大器U2-2的引脚8，另一端连接信号地GND；第二差分放大器U2-2的引脚4通过串联第五-二电阻R5-2连接第二模数转换器U8-2的IN引脚；第三-二电容C3-2的一端连接第二模数转换器U8-2的IN引脚，另一端连接信号地GND；第二差分放大器U2-2的引脚5通过串联第六-二电阻R6-2连接第二模数转换器U8-2的/IN引脚；第五-二电容C5-2的一端连接第二模数转换器U8-2的/IN引脚，另一端连接信号地GND；第二模数转换器U8-2还包括分别用于输出12位数字信号的引脚B1～引脚B12。进一步的，FPGA芯片U7的IO2口～IO13口依次与第一模数转换器U8的B1口～B12口连接，FPGA芯片U7的IO14口～IO25口依次与第二模数转换器U8-2的B1口～B12口连接；FPGA芯片U7的IO1口分别与第一模数转换器U8的CLK口和第二模数转换器U8-2的CLK口连接；FPGA芯片U7还包括用于依次输出FM调制信号的IO51口～IO38口，IO51口～IO38口的端口序号为倒序自然数排列。进一步的，数模转换器U3的BIT1引脚～BIT14引脚依次与FPGA芯片U7的I本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双路信号同传的FM调制发射系统，其特征在于：包括/n分别用于将两路语音电压信号转换为数字信号的模数转换模块1和模数转换模块2，/n用于输出FM载波频率和发射功率的控制模块，/n用于将FM数字信号转换为FM模拟信号的数模转换模块，/n用于滤除包括数字噪声的干扰的滤波器模块1，/n用于将中频段的FM模拟信号上变频至高频段的FM模拟信号的上变频模块，/n用于滤除包括寄生通道干扰和镜像频率的干扰的滤波器模块2，/n用于放大信号功率的放大器模块，/n和用于发射信号的天线模块；/n模数转换模块1和模数转换模块2的信号输出端分别与控制模块的信号输入端连接，控制模块、数模转换模块、滤波器模块1、上变频模块、滤波器模块2、放大器模块和天线模块依次串联；控制模块的控制端分别与上变频模块和放大器模块的受控端连接，控制模块的时钟输出端分别与模数转换模块1、模数转换模块2和数模转换模块的时钟输入端连接；/n模数转换模块1包括依次串联的单端-差分电路和差分-数字电路；单端-差分电路由第一差分放大器U2、反馈电阻、增益设置电阻和终端电阻经过配置放大倍数、配置输入阻抗、采用直流耦合构成；差分-数字电路由第一模数转换器U8经过限制输入带宽和配置时钟后构成；/n模数转换模块2包括依次串联的单端-差分电路和差分-数字电路；单端-差分电路由第二差分放大器U2-2、反馈电阻、增益设置电阻和终端电阻经过配置放大倍数、配置输入阻抗、采用直流耦合构成；差分-数字电路由第二模数转换器U8-2经过限制输入带宽和配置时钟后构成；/n控制模块包括FPGA芯片U7及其外围元件构成的电路，FPGA芯片U7的内部固化有依次串联的用于对一路语音信号做AM数字调制并与另一路语音信号相加得到基带信号的频分复用模块，和用于通过基带信号控制正弦查找表的相位控制字生成FM数字信号的FM数字调制模块；/n数模转换模块包括依次串联的数字-差分电路和差分-单端电路，数字-差分电路包括数模转换器U3，差分-单端电路包括巴伦变压器T1；/n滤波器模块1包括10.7M陶瓷滤波器U4构成的滤波电路；/n上变频模块包括用于变换信号频率的、经过阻抗匹配的无源混频器U5和用于根据收到的信息生成信号频率的直接数字式频率合成器U9，直接数字式频率合成器U9的频率输出端与无源混频器U5的频率接收端连接；/n滤波器模块2包括17阶切比雪夫I型滤波器经高低通级联构成的、经过配置输入阻抗和输出阻抗的无源带通滤波器电路；/n放大器模块包括射频功率放大器U6经过配置输入阻抗和输出阻抗构成的高频功率放大电路。/n...

【技术特征摘要】
1.一种双路信号同传的FM调制发射系统，其特征在于：包括
分别用于将两路语音电压信号转换为数字信号的模数转换模块1和模数转换模块2，
用于输出FM载波频率和发射功率的控制模块，
用于将FM数字信号转换为FM模拟信号的数模转换模块，
用于滤除包括数字噪声的干扰的滤波器模块1，
用于将中频段的FM模拟信号上变频至高频段的FM模拟信号的上变频模块，
用于滤除包括寄生通道干扰和镜像频率的干扰的滤波器模块2，
用于放大信号功率的放大器模块，
和用于发射信号的天线模块；
模数转换模块1和模数转换模块2的信号输出端分别与控制模块的信号输入端连接，控制模块、数模转换模块、滤波器模块1、上变频模块、滤波器模块2、放大器模块和天线模块依次串联；控制模块的控制端分别与上变频模块和放大器模块的受控端连接，控制模块的时钟输出端分别与模数转换模块1、模数转换模块2和数模转换模块的时钟输入端连接；
模数转换模块1包括依次串联的单端-差分电路和差分-数字电路；单端-差分电路由第一差分放大器U2、反馈电阻、增益设置电阻和终端电阻经过配置放大倍数、配置输入阻抗、采用直流耦合构成；差分-数字电路由第一模数转换器U8经过限制输入带宽和配置时钟后构成；
模数转换模块2包括依次串联的单端-差分电路和差分-数字电路；单端-差分电路由第二差分放大器U2-2、反馈电阻、增益设置电阻和终端电阻经过配置放大倍数、配置输入阻抗、采用直流耦合构成；差分-数字电路由第二模数转换器U8-2经过限制输入带宽和配置时钟后构成；
控制模块包括FPGA芯片U7及其外围元件构成的电路，FPGA芯片U7的内部固化有依次串联的用于对一路语音信号做AM数字调制并与另一路语音信号相加得到基带信号的频分复用模块，和用于通过基带信号控制正弦查找表的相位控制字生成FM数字信号的FM数字调制模块；
数模转换模块包括依次串联的数字-差分电路和差分-单端电路，数字-差分电路包括数模转换器U3，差分-单端电路包括巴伦变压器T1；
滤波器模块1包括10.7M陶瓷滤波器U4构成的滤波电路；
上变频模块包括用于变换信号频率的、经过阻抗匹配的无源混频器U5和用于根据收到的信息生成信号频率的直接数字式频率合成器U9，直接数字式频率合成器U9的频率输出端与无源混频器U5的频率接收端连接；
滤波器模块2包括17阶切比雪夫I型滤波器经高低通级联构成的、经过配置输入阻抗和输出阻抗的无源带通滤波器电路；
放大器模块包括射频功率放大器U6经过配置输入阻抗和输出阻抗构成的高频功率放大电路。


2.根据权利要求1所述的一种双路信号同传的FM调制发射系统，其特征在于：模数转换模块1还包括用作反馈电阻的第一电阻R1和第八电阻R8、用于增益设置的第四电阻R4和第七电阻R7、用于阻抗匹配的第二电阻R2，以及用于一阶低通滤波的第五电阻R5、第六电阻R6、第三电容C3和第五电容C5；第一电阻R1并联在第一差分放大器U2的引脚1和引脚4之间，第八电阻R8并联在第一差分放大器U2的引脚5和引脚8之间；第一差分放大器U2的引脚1通过串联第四电阻R4连接输入信号INPUT；第二电阻R2的一端连接输入信号INPUT，另一端连接信号地GND；第七电阻R7的一端连接第一差分放大器U2的引脚8，另一端连接信号地GND；第一差分放大器U2的引脚4通过串联第五电阻R5连接第一模数转换器U8的IN引脚；第三电容C3的一端连接第一模数转换器U8的IN引脚，另一端连接信号地GND；第一差分放大器U2的引脚5通过串联第六电阻R6连接第一模数转换器U8的/IN引脚；第五电容C5的一端连接第一模数转换器U8的/IN引脚，另一端连接信号地GND；第一模数转换器U8还包括分别用于输出12位数字信号的引脚B1、引脚B2、引脚B3、引脚B4、引脚B5、引脚B6、引脚B7、引脚B8、引脚B9、引脚B10、引脚B11和引脚B12。


3.根据权利要求2所述的一种双路信号同传的FM调制发射系统，其特征在于：模数转换模块2还包括用作反馈电阻的第一-二电阻R1-2和第八-二电阻R8-2、用于增益设置的第四-二电阻R4-2和第七-二电阻R7-2、用于阻抗匹配的第二-二电阻R2-2，以及用于一阶低通滤波的第五-二电阻R5-2、第六-二电阻R6-2、第三-二电容C3-2和第五-二电容C5-2；第一-二电阻R1-2并联在第二差分放大器U2-2的引脚1和引脚4之间，第八-二电阻R8-2并联在第二差分放大器U2-2的引脚5和引脚8之间；第二差分放大器U2-2的引脚1通过串联第四-二电阻R4-2连接输入信号INPUT2；第二-二电阻R2-2的一端连接输入信号INPUT2，另一端连接信号地GND；第七-二电阻R7-2的一端连接第二差分放大器U2-2的引脚8，另一端连接信号地GND；第二差分放大器U2-2的引脚4通过串联第五-二电阻R5-2连接第二模数转换器U8-2的IN引脚；第三-二电容C3-2的一端连接第二模数转换器U8-2的IN引脚，另一端连接信号地GND；第二差分放大器U2-2的引脚5通过串联第六-二电阻R6-2连接第二模数转换器U8-2的/IN引...

【专利技术属性】
技术研发人员：李新阳，李文博，羊硕雄，杨光义，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42