一種基于現(xiàn)場可編程門陣列的射頻收發(fā)器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種通信裝置，更具體地說涉及一種基于現(xiàn)場可編程門陣列的射頻收發(fā)器，用于射頻信號的收發(fā)轉(zhuǎn)換，且傳輸?shù)念l率頻帶寬，信號干擾性小，且信號傳輸穩(wěn)定。頻率綜合器的輸入端與控制模塊相連，頻率綜合器的一個輸出端與緩沖器Ⅰ的輸入端相連，緩沖器Ⅰ的輸出端與接收模塊相連，控制模塊的輸出端與接收模塊相連，頻率綜合器用于對發(fā)射模塊和接收模塊進行選頻控制，緩沖器Ⅰ用于緩存頻率綜合器輸出至接收模塊的選頻信號。頻率綜合器的一個輸出端與緩沖器Ⅱ的輸入端相連，緩沖器Ⅱ的輸出端與發(fā)射模塊相連，控制模塊的輸出端與發(fā)射模塊相連，緩沖器Ⅱ用于緩存頻率綜合器輸出至發(fā)射模塊的調(diào)制信號。
【專利說明】
一種基于現(xiàn)場可編程門陣列的射頻收發(fā)器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種通信裝置，更具體地說涉及一種基于現(xiàn)場可編程門陣列的射頻收發(fā)器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著射頻集成電路的發(fā)展，短距離無線通信在商用市場中得到了越來越廣泛的應用。目前，在短距離通行系統(tǒng)中，藍牙技術(shù)在商用市場得到了最廣泛的應用。然而，藍牙的數(shù)據(jù)傳輸速率在IMb/S左右，難以滿足類似高清晰數(shù)碼電視需要高速率傳輸?shù)膽脠龊?。當設計未來的短距離無線通信系統(tǒng)時，我們要考慮通信的普遍特性和后3G(B3G)中提到的“任何人，任何時間，任何地點”的連接性。特別是在無線個域網(wǎng)(WPANS)方面，需要連接各種不同的設備，包括計算機和各種娛樂設備，需要大量的數(shù)據(jù)傳輸，對數(shù)據(jù)傳輸率和傳輸帶寬提出了更高的要求。而如何保證射頻信號在寬帶內(nèi)保持性能一致的調(diào)制發(fā)射與接收解調(diào)是電路設計的難點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型主要解決的技術(shù)問題是:提供一種基于現(xiàn)場可編程門陣列的射頻收發(fā)器，用于射頻信號的收發(fā)轉(zhuǎn)換，且傳輸?shù)念l率頻帶寬，信號干擾性小，且信號傳輸穩(wěn)定。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型涉及一種通信裝置，更具體地說涉及一種基于現(xiàn)場可編程門陣列的射頻收發(fā)器，包括天線、雙工器、接收模塊、發(fā)射模塊、頻率綜合器、緩沖器1、緩沖器Π和控制模塊，用于射頻信號的收發(fā)轉(zhuǎn)換，且傳輸?shù)念l率頻帶寬，信號干擾性小，且信號傳輸穩(wěn)定。
[0005]天線與雙工器相連，雙工器的一個輸入端與發(fā)射模塊相連，雙工器的一個輸出端與接收模塊相連。天線用于射頻信號的放大，雙工器用于隔離發(fā)射模塊與接收模塊的信號傳輸。頻率綜合器的輸入端與控制模塊相連，頻率綜合器的一個輸出端與緩沖器I的輸入端相連，緩沖器I的輸出端與接收模塊相連，控制模塊的輸出端與接收模塊相連，頻率綜合器用于對發(fā)射模塊和接收模塊進行選頻控制，緩沖器I用于緩存頻率綜合器輸出至接收模塊的選頻信號。頻率綜合器的一個輸出端與緩沖器Π的輸入端相連，緩沖器Π的輸出端與發(fā)射模塊相連，控制模塊的輸出端與發(fā)射模塊相連，緩沖器Π用于緩存頻率綜合器輸出至發(fā)射模塊的調(diào)制信號。
[0006]所述接收模塊包括單轉(zhuǎn)雙巴倫、低噪聲音頻放大器、混頻器、低通濾波器1、低通濾波器Π、差分放大器1、差分放大器Π和模數(shù)轉(zhuǎn)換器。低噪聲音頻放大器的輸入端與單轉(zhuǎn)雙巴倫的輸出端相連，低噪聲音頻放大器的輸出端與混頻器的輸入端相連，混頻器的輸出端上連接有低通濾波器I和低通濾波器Π，單轉(zhuǎn)雙巴倫將輸入端信號轉(zhuǎn)化為兩路差分信號I路差分信號和Q路差分信號，混頻器對差分信號進行選頻，低通濾波器I用于濾去I路信號的高頻噪聲干擾，低通濾波器π用于濾去Q路差分信號中的高頻噪聲干擾。差分放大器I的輸入端與低通濾波器I相連，差分放大器I的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連，差分放大器π的輸入端與低通濾波器π相連，差分放大器Π的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連，差分放大器I用于放大輸入端信號，差分放大器Π用于放大輸入端信號。
[0007]所述發(fā)射模塊包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器、運算放大器1、運算放大器Π、調(diào)制器、放大器1、放大器Π和雙轉(zhuǎn)單巴倫。運算放大器I的輸入端和運算放大器Π的輸入端都與數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出端相連，運算放大器I的輸出端與調(diào)制器的輸入端相連，運算放大器Π的輸出端與調(diào)制器的輸入端相連，運算放大器I和運算放大器Π用于將各自輸入端信號放大后輸出至調(diào)制器，調(diào)制器對輸入信號的頻率進行調(diào)制后輸出。放大器I的輸入端和放大器π的輸入端都與調(diào)制器相連，放大器I和放大器Π的輸出端與雙轉(zhuǎn)單巴倫相連，放大器I和放大器Π用于調(diào)節(jié)輸入信號的增益并輸出，雙轉(zhuǎn)單巴倫將差分信號轉(zhuǎn)化為一路信號后輸出。
[0008]所述控制模塊包括現(xiàn)場可編程門陣列、按鍵、按鍵電路、顯示屏和晶振芯片。按鍵電路的輸入端與按鍵相連，按鍵電路的輸出端與現(xiàn)場可編程門陣列相連，按鍵用于輸入控制信號，現(xiàn)場可編程門陣列用于識別控制信號并輸出邏輯信號。晶振芯片與現(xiàn)場可編程門陣列相連，晶振芯片用于提供時鐘信號。
[0009]作為本方案的進一步優(yōu)化，本實用新型一種基于現(xiàn)場可編程門陣列的射頻收發(fā)器所述的緩沖器I與混頻器的一個輸入端相連，緩沖器I將I路基準頻率信號和Q路基準頻率信號輸出至混頻器，混頻器將I路基準頻率信號與I路差分信號相混合進行選頻，混頻器將Q路基準頻率信號與Q路差分信號相混合進行選頻。
[0010]作為本方案的進一步優(yōu)化，本實用新型一種基于現(xiàn)場可編程門陣列的射頻收發(fā)器所述的差分放大器I和差分放大器Π都是增益可調(diào)型差分放大器。
[0011]作為本方案的進一步優(yōu)化，本實用新型一種基于現(xiàn)場可編程門陣列的射頻收發(fā)器所述的差分放大器I和差分放大器Π都與現(xiàn)場可編程門陣列相連，差分放大器I接收現(xiàn)場可編程門陣列的增益調(diào)節(jié)控制信號進而改變放大增益，差分放大器π接收現(xiàn)場可編程門陣列的增益調(diào)節(jié)控制信號進而改變放大增益。
[0012]作為本方案的進一步優(yōu)化，本實用新型一種基于現(xiàn)場可編程門陣列的射頻收發(fā)器所述的放大器I和放大器Π都是可編程增益放大器。
[0013]作為本方案的進一步優(yōu)化，本實用新型一種基于現(xiàn)場可編程門陣列的射頻收發(fā)器所述的放大器I和放大器Π都與現(xiàn)場可編程門陣列相連，放大器I接收現(xiàn)場可編程門陣列的增益調(diào)節(jié)控制信號進而改變放大增益，放大器π接收現(xiàn)場可編程門陣列的增益調(diào)節(jié)控制信號進而改變放大增益。
[0014]作為本方案的進一步優(yōu)化，本實用新型一種基于現(xiàn)場可編程門陣列的射頻收發(fā)器所述的現(xiàn)場可編程門陣列與頻率綜合器相連，現(xiàn)場可編程門陣列向頻率綜合器輸出相位可變的基準脈沖信號。
[0015]本實用新型一種基于現(xiàn)場可編程門陣列的射頻收發(fā)器的有益效果為:
[0016]a.信號傳輸穩(wěn)定；
[0017]b.信號帶寬大；
[0018]c.信號干擾性小。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型一種基于現(xiàn)場可編程門陣列的射頻收發(fā)器的系統(tǒng)框圖。
[0020]圖2為本實用新型一種基于現(xiàn)場可編程門陣列的射頻收發(fā)器的接收模塊的結(jié)構(gòu)框圖。
[0021]圖3為本實用新型一種基于現(xiàn)場可編程門陣列的射頻收發(fā)器的發(fā)射模塊的結(jié)構(gòu)框圖。
[0022]圖4為本實用新型一種基于現(xiàn)場可編程門陣列的射頻收發(fā)器的控制模塊的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0023]在圖1、2、3、4中，本實用新型涉及一種通信裝置，更具體地說涉及一種基于現(xiàn)場可編程門陣列的射頻收發(fā)器，包括天線、雙工器、接收模塊、發(fā)射模塊、頻率綜合器、緩沖器1、緩沖器Π和控制模塊，用于射頻信號的收發(fā)轉(zhuǎn)換，且傳輸?shù)念l率頻帶寬，信號干擾性小，且信號傳輸穩(wěn)定。
[0024]天線與雙工器相連，雙工器的一個輸入端與發(fā)射模塊相連，雙工器的一個輸出端與接收模塊相連。天線用于射頻信號的放大，雙工器用于隔離發(fā)射模塊與接收模塊的信號傳輸。雙工器避免了發(fā)射信號與接收信號之間信號傳輸?shù)母蓴_，降低了錯誤率，提升信號傳輸質(zhì)量。
[0025]頻率綜合器的輸入端與控制模塊相連，頻率綜合器的一個輸出端與緩沖器I的輸入端相連，緩沖器I的輸出端與接收模塊相連，控制模塊的輸出端與接收模塊相連，頻率綜合器用于對發(fā)射模塊和接收模塊進行選頻控制，緩沖器I用于緩存頻率綜合器輸出至接收模塊的選頻信號。頻率綜合器的一個輸出端與緩沖器Π的輸入端相連，緩沖器Π的輸出端與發(fā)射模塊相連，控制模塊的輸出端與發(fā)射模塊相連，緩沖器Π用于緩存頻率綜合器輸出至發(fā)射模塊的調(diào)制信號。頻率綜合器輸出的是LC選頻網(wǎng)絡信號，由于頻率綜合器的輸出信號距離F調(diào)制器和混頻器的距離較遠，因此為了提高LC信號質(zhì)量，需增加緩沖器I和緩沖器Π O
[0026]所述接收模塊包括單轉(zhuǎn)雙巴倫、低噪聲音頻放大器、混頻器、低通濾波器1、低通濾波器Π、差分放大器1、差分放大器Π和模數(shù)轉(zhuǎn)換器。低噪聲音頻放大器的輸入端與單轉(zhuǎn)雙巴倫的輸出端相連，低噪聲音頻放大器的輸出端與混頻器的輸入端相連，混頻器的輸出端上連接有低通濾波器I和低通濾波器Π，單轉(zhuǎn)雙巴倫將輸入端信號轉(zhuǎn)化為兩路差分信號I路差分信號和Q路差分信號，混頻器對差分信號進行選頻，低通濾波器I用于濾去I路信號的高頻噪聲干擾，低通濾波器Π用于濾去Q路差分信號中的高頻噪聲干擾。差分放大器I的輸入端與低通濾波器I相連，差分放大器I的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連，差分放大器π的輸入端與低通濾波器π相連，差分放大器Π的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連，差分放大器I用于放大輸入端信號，差分放大器Π用于放大輸入端信號。從天線接收到的射頻信號經(jīng)過雙工器傳輸至單轉(zhuǎn)雙巴倫，單轉(zhuǎn)雙巴倫將單邊信號轉(zhuǎn)化為差分信號進行傳輸以提高信號的信噪比，提升信號傳輸質(zhì)量。差分信號進入混頻器進行選頻后輸出特定頻率的中頻信號，中頻信號再經(jīng)差分放大器I和差分放大器π進行放大和調(diào)節(jié)后輸出解調(diào)信號至模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，再輸出至現(xiàn)場可編程門陣列進行處理。
[0027]所述發(fā)射模塊包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器、運算放大器1、運算放大器Π、調(diào)制器、放大器1、放大器Π和雙轉(zhuǎn)單巴倫。運算放大器I的輸入端和運算放大器Π的輸入端都與數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出端相連，運算放大器I的輸出端與調(diào)制器的輸入端相連，運算放大器Π的輸出端與調(diào)制器的輸入端相連，運算放大器I和運算放大器Π用于將各自輸入端信號放大后輸出至調(diào)制器，調(diào)制器對輸入信號的頻率進行調(diào)制后輸出。放大器I的輸入端和放大器π的輸入端都與調(diào)制器相連，放大器I和放大器Π的輸出端與雙轉(zhuǎn)單巴倫相連，放大器I和放大器Π用于調(diào)節(jié)輸入信號的增益并輸出，雙轉(zhuǎn)單巴倫將差分信號轉(zhuǎn)化為一路信號后輸出。數(shù)模轉(zhuǎn)換器接收現(xiàn)場可編程門陣列的基帶信號，再經(jīng)調(diào)制器進行調(diào)制后高頻信號，利用大器I和放大器Π對高頻信號進行發(fā)射功率的控制。利用雙轉(zhuǎn)單巴倫將差分信號轉(zhuǎn)化為一路信號后輸出至雙工器。
[0028]所述控制模塊包括現(xiàn)場可編程門陣列、按鍵、按鍵電路、顯示屏和晶振芯片。按鍵電路的輸入端與按鍵相連，按鍵電路的輸出端與現(xiàn)場可編程門陣列相連，按鍵用于輸入控制信號，現(xiàn)場可編程門陣列用于識別控制信號并輸出邏輯信號。晶振芯片與現(xiàn)場可編程門陣列相連，晶振芯片用于提供時鐘信號。
[0029]緩沖器I與混頻器的一個輸入端相連，緩沖器I將I路基準頻率信號和Q路基準頻率信號輸出至混頻器，混頻器將I路基準頻率信號與I路差分信號相混合進行選頻，混頻器將Q路基準頻率信號與Q路差分信號相混合進行選頻。
[0030]差分放大器I和差分放大器Π都是增益可調(diào)型差分放大器。差分放大器I和差分放大器Π都與現(xiàn)場可編程門陣列相連，差分放大器I接收現(xiàn)場可編程門陣列的增益調(diào)節(jié)控制信號進而改變放大增益，差分放大器Π接收現(xiàn)場可編程門陣列的增益調(diào)節(jié)控制信號進而改變放大增益。差分放大器I的增益變化后進而影響低通濾波器I的頻率響應特性，差分放大器Π的增益變化后進而影響低通濾波器Π的頻率響應特性。混頻器、低通濾波器1、低通濾波器Π、差分放大器1、差分放大器Π共同對接收信號的頻率進行選擇，且頻率范圍可調(diào)，接收的信號帶寬大。
[0031 ] 放大器I和放大器Π都是可編程增益放大器。放大器I和放大器Π都與現(xiàn)場可編程門陣列相連，放大器I接收現(xiàn)場可編程門陣列的增益調(diào)節(jié)控制信號進而改變放大增益，放大器Π接收現(xiàn)場可編程門陣列的增益調(diào)節(jié)控制信號進而改變放大增益?，F(xiàn)場可編程門陣列與頻率綜合器相連，現(xiàn)場可編程門陣列向頻率綜合器輸出相位可變的基準脈沖信號。增益可調(diào)的放大器I和放大器π控制著輸出信號的功率，且頻率綜合器根據(jù)現(xiàn)場可編程門陣列的控制信號控制著輸出端信號的頻率變化范圍以調(diào)節(jié)信號帶寬。
[0032]當然上述說明并非對本實用新型的限制，本實用新型也不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也屬于本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種基于現(xiàn)場可編程門陣列的射頻收發(fā)器，包括天線、雙工器、接收模塊、發(fā)射模塊、頻率綜合器、緩沖器1、緩沖器Π和控制模塊，其特征在于:天線與雙工器相連，雙工器的一個輸入端與發(fā)射模塊相連，雙工器的一個輸出端與接收模塊相連;天線用于射頻信號的放大，雙工器用于隔離發(fā)射模塊與接收模塊的信號傳輸;頻率綜合器的輸入端與控制模塊相連，頻率綜合器的一個輸出端與緩沖器I的輸入端相連，緩沖器I的輸出端與接收模塊相連，控制模塊的輸出端與接收模塊相連，頻率綜合器用于對發(fā)射模塊和接收模塊進行選頻控制，緩沖器I用于緩存頻率綜合器輸出至接收模塊的選頻信號;頻率綜合器的一個輸出端與緩沖器Π的輸入端相連，緩沖器Π的輸出端與發(fā)射模塊相連，控制模塊的輸出端與發(fā)射模塊相連，緩沖器Π用于緩存頻率綜合器輸出至發(fā)射模塊的調(diào)制信號； 所述接收模塊包括單轉(zhuǎn)雙巴倫、低噪聲音頻放大器、混頻器、低通濾波器1、低通濾波器Π、差分放大器1、差分放大器Π和模數(shù)轉(zhuǎn)換器;低噪聲音頻放大器的輸入端與單轉(zhuǎn)雙巴倫的輸出端相連，低噪聲音頻放大器的輸出端與混頻器的輸入端相連，混頻器的輸出端上連接有低通濾波器I和低通濾波器Π，單轉(zhuǎn)雙巴倫將輸入端信號轉(zhuǎn)化為兩路差分信號I路差分信號和Q路差分信號，混頻器對差分信號進行選頻，低通濾波器I用于濾去I路信號的高頻噪聲干擾，低通濾波器Π用于濾去Q路差分信號中的高頻噪聲干擾;差分放大器I的輸入端與低通濾波器I相連，差分放大器I的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連，差分放大器π的輸入端與低通濾波器π相連，差分放大器Π的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連，差分放大器I用于放大輸入端信號，差分放大器π用于放大輸入端信號； 所述發(fā)射模塊包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器、運算放大器1、運算放大器Π、調(diào)制器、放大器1、放大器Π和雙轉(zhuǎn)單巴倫;運算放大器I的輸入端和運算放大器Π的輸入端都與數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出端相連，運算放大器I的輸出端與調(diào)制器的輸入端相連，運算放大器π的輸出端與調(diào)制器的輸入端相連，運算放大器I和運算放大器Π用于將各自輸入端信號放大后輸出至調(diào)制器，調(diào)制器對輸入信號的頻率進行調(diào)制后輸出；放大器I的輸入端和放大器Π的輸入端都與調(diào)制器相連，放大器I和放大器Π的輸出端與雙轉(zhuǎn)單巴倫相連，放大器I和放大器Π用于調(diào)節(jié)輸入信號的增益并輸出，雙轉(zhuǎn)單巴倫將差分信號轉(zhuǎn)化為一路信號后輸出； 所述控制模塊包括現(xiàn)場可編程門陣列、按鍵、按鍵電路、顯示屏和晶振芯片；按鍵電路的輸入端與按鍵相連，按鍵電路的輸出端與現(xiàn)場可編程門陣列相連，按鍵用于輸入控制信號，現(xiàn)場可編程門陣列用于識別控制信號并輸出邏輯信號；晶振芯片與現(xiàn)場可編程門陣列相連，晶振芯片用于提供時鐘信號。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于現(xiàn)場可編程門陣列的射頻收發(fā)器，其特征在于:所述緩沖器I與混頻器的一個輸入端相連，緩沖器I將I路基準頻率信號和Q路基準頻率信號輸出至混頻器，混頻器將I路基準頻率信號與I路差分信號相混合進行選頻，混頻器將Q路基準頻率信號與Q路差分信號相混合進行選頻。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于現(xiàn)場可編程門陣列的射頻收發(fā)器，其特征在于:所述差分放大器I和差分放大器Π都是增益可調(diào)型差分放大器。4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種基于現(xiàn)場可編程門陣列的射頻收發(fā)器，其特征在于:所述差分放大器I和差分放大器Π都與現(xiàn)場可編程門陣列相連，差分放大器I接收現(xiàn)場可編程門陣列的增益調(diào)節(jié)控制信號進而改變放大增益，差分放大器Π接收現(xiàn)場可編程門陣列的增益調(diào)節(jié)控制信號進而改變放大增益。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于現(xiàn)場可編程門陣列的射頻收發(fā)器，其特征在于:所述放大器I和放大器Π都是可編程增益放大器。6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種基于現(xiàn)場可編程門陣列的射頻收發(fā)器，其特征在于:所述放大器I和放大器Π都與現(xiàn)場可編程門陣列相連，放大器I接收現(xiàn)場可編程門陣列的增益調(diào)節(jié)控制信號進而改變放大增益，放大器Π接收現(xiàn)場可編程門陣列的增益調(diào)節(jié)控制信號進而改變放大增益。7.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于現(xiàn)場可編程門陣列的射頻收發(fā)器，其特征在于:所述現(xiàn)場可編程門陣列與頻率綜合器相連，現(xiàn)場可編程門陣列向頻率綜合器輸出相位可變的基準脈沖信號。
【文檔編號】H04B1/10GK205490501SQ201620229452
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月24日
【發(fā)明人】趙石磊, 申作林, 宮喜
【申請人】哈爾濱理工大學