一种调频接收器及其解调方法技术

本发明专利技术涉及一种调频接收器及其解调方法，其中：调频接收器是由Ｈａｒｔｅｌｙ结构混频器、镜像抑制滤波器、限幅器和调频解调电路组成，其特征在于，所述调频解调电路包括两路依次连接的延迟电路、混频电路和加法电路，以及分别通过微分电路和除法电路连接积分电路，其中，两路中的混频电路相互交叉连接。本发明专利技术实现了对调频信号基带信号的解调，克服了传统调频信号解调电路结构中对延迟电路的苛刻要求，同时也克服了正弦信号近似值的误差问题，解调出的基带信号更加精确。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于调频接收器，尤其指能够通过其解调电路精确分离出基带信号的调频接收器。
技术介绍
超外差射频接收器目前仍是射频接收器的主流方案。尽管对零中频(Zero IF)技术进行了广泛的研究，零中频结构的射频接收器依然只是用在低档的射频接收器中，如BP机(Paging)。为了提高射频接收器的集成度，把芯片外的一些器件，如滤波器，集成到芯片内部。超外差射频接收器中，高中频结构的中频频率太高，限制了中频滤波器必须放在芯片的外部，用分离器件实现。而在低中频结构中，中频的频率很低，可以用集成电路实现中频滤波器，集成在芯片的内部。所以低中频接收器结构成为射频接收器的一种最佳方案选择。低中频射频接收器最大的问题是如何抑制镜像(image)信号。为了抑制镜像信号，混频器普遍采用哈特利(Hartely)结构或唯我(Weaver)结构的混频器。混频器输出的是两路正交信号，该信号经过镜像抑制滤波器把镜像信号滤除。中频放大器是一种线性放大器，输出I(t)和Q(t)信号。I(t)和Q(t)都包含中频信号，最后解调器的任务就是把基带信号从I(t)和Q(t)信号中分离出来。图1是目前普遍采用的低中频射频接收器的结构。包括Hartely结构的混频器100、镜像抑制滤波器200、限幅器300和解调电路400′。输入信号是天线接收的射频(RF)信号，射频信号经过阻抗匹配网络送到低噪声放大器(LNA)电路。LNA输出一对差分信号，输入到Hartely结构的混频器100，信号的频率降到中频(IF)。经过镜像抑制滤波器200和限幅器300(中频放大器)后，输出的I(t)和Q(t)进入解调电路400′。输入的RF信号经过混频和低通滤波器后，输出的信号为(镜像信号处于低端) 在I’信道RF信号@IF12Sin(ωRF-ωLO)t=12Sin(ωIFt)---(1)]]>Image信号@IF12Sin(ωimage-ωLO)t=-12Sin(ωIFt)---(2)]]>在Q’信道RF信号@IF12Cos(ωRF-ωLO)t=12Cos(ωIFt)---(3)]]>Image信号@IF12Cos(ωimage-ωLO)t=12Cos(-ωIFt)---(4)]]>假设基带信号是一种频率调制的信号，经过中频放大器后的信号分别为I(t)＝Sin(ωIFt+(t))(5)Q(t)＝Cos(ωIFt+(t))(6)解调器的任务是把(t)信号分离出来。在图1中输出的基带信号是 得到的m(t)就是立体声的基带信号。但是(7)的成立要满足以下几个条件条件一延迟τ要足够小，满足ι≤0.01π*fmax]]>，对于FM(频率调制)音频，一般取fmax＝20KHz；条件二延迟要产生90°的相移，即ωcτ＝90°；条件三BB(t)=12*Sin≈12Kτm(t)]]>在实际的应用中要求群延迟(group delay)等于90°是很困难的。为了实现90°的相移附加一系列调节电路，或用分离器件实现。如果“条件二”不成立，则“条件三”会产生很大的误差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够更精确解调出包含在射频信号相位中基带信号的调频接收器及其解调方法，并克服普通解调器对延迟的苛刻要求。本专利技术所提供的一种调频接收器的解调方法，包括延迟步骤将两路正交输入的中频方大器的信号分别经过一路直通，一路延时电路延迟，得到四路信号；混频步骤延迟电路得到的延迟信号与自身直通的非延迟信号混频，及与对方正交非延迟直通的信号混频，分别输出两路信号；加法步骤延迟混频输出的延迟信号分别与其对应的自身直通的非延迟信号相加得到中频余弦信号；延迟混频输出的延迟信号分别与对方的非延迟信号相减得到中频的正弦信号，输出两路信号；微分步骤加法电路输出的中频正弦信号，输入到微分电路；除法步骤微分电路输出的信号输入到除法电路作为被除数，而加法电路输出的中频余弦信号作为除数；积分步骤除法电路输出的信号经过积分电路输出一个与基带信号成正比的信号。在上述的调频接收器的解调方法中，输入信号是两路正交的中频信号，各自经过延迟后与自身混频以及延迟后的信号与对方不经过延迟的信号混频得到四路混频信号。在上述的调频接收器的解调方法中，四路混频信号，延迟后与自身信号混频的两路信号相加获得中频的余弦信号，延迟后与对方不经过延迟的信号混频获得的两路信号相减，获得中频的正弦信号。在上述的调频接收器的解调方法中，两路中频信号，其中正弦中频信号的微分与余弦中频信号相比，获得相位信号的二次微分信号。在上述的调频接收器的解调方法中，相位二次微分信号，经过一个积分电路得到与相位一次微分成正比的信号，该信号是与调制频率的基带信号成正比的信号。本专利技术还提供一种调频接收器，由Hartely结构混频器、镜像抑制滤波器、限幅器和调频解调电路组成，其特征在于，所述调频解调电路包括两路依次连接的延迟电路、混频电路和加法电路，以及分别通过微分电路和除法电路连接积分电路，其中，两路中的混频电路相互交叉连接。采用了上述的技术解决方案，本专利技术的电路实现了对调频信号基带信号的解调，克服了传统调频信号解调电路结构中对延迟电路的苛刻要求，同时也克服了正弦信号近似值的误差问题，解调出的基带信号更加精确。附图说明图1是普通的低中频射频接收器的电路框图； 图2是本专利技术调频接收器的电路框图；图3是图2中Hartely混频器的原理图。具体实施例方式如图2所示，本专利技术，即一种调频接收器，由Hartely结构的混频器100、镜像抑制滤波器200、限幅器300和解调电路400组成。如图3所示，假设LNA放大输出的信号角频率为ωRF，镜像信号的角频率为ωimage。为了去除镜像信号，即前述(2)和(4)式表示的信号，最常用的方法是采用多相滤波器(Polyphase filter)消去(2)和(4)式镜像信号。也可以采用复数滤波器，通过频率变换抑制镜像信号。也就是图中的200电路。300是两路中频放大器，或限幅器。中频放大器300输出两路信号I(t)和Q(t)。I(t)信号一路经过延迟电路408，延迟时间τ很小。另一路I(t)没有延迟，经过混频器401中混频，输出信号A Q(t)和I(t-τ)在混频器402中混频，输出信号B I(t)信号与Q(t)经过延迟电路409的信号Q(t-τ)经过混频器403中混频，输出信号C Q(t)信号与本身经过延迟电路409延迟的信号在混频器404中混频，输出信号D A、B、C、D这些信号都要经过各自混频器401、402、403、404中的低通滤波器把信号中的倍频信号滤除，也就是式(7)、(8)、(9)、(10)各式中的第一项。信号C减信号B得到信号EE＝C-B＝Sin≈Sin(12)信号A与信号D求和得到信号FF＝A+D＝Cos≈Cos(13)对(12)信号经过微分和(13本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种调频接收器的解调方法，包括：延迟步骤：将两路正交输入的中频方大器的信号分别经过一路直通，一路延时电路延迟，得到四路信号；混频步骤：延迟电路得到的延迟信号与自身直通的非延迟信号混频，及与对方正交非延迟直通的信号混频，分别输出两路信号；加法步骤：延迟混频输出的延迟信号分别与其对应的自身直通的非延迟信号相加得到中频余弦信号；延迟混频输出的延迟信号分别与对方的非延迟信号相减得到中频的正弦信号，输出两路信号；微分步骤：加法电路输出的中频正弦信号，输入到微分电路；除法步骤：微分电路输出的信号输入到除法电路作为被除数，而加法电路输出的中频余弦信号作为除数；积分步骤：除法电路输出的信号经过积分电路输出一个与基带信号成正比的信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈后鹏，
申请(专利权)人：上海贝岭股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[]