[發明專利]一種可編程的射頻下變頻裝置

無效

• 申請號: 200910090591.5
• 申請日: 2009-08-31
• 公開（公告）號: CN101640545A
• 公開（公告）日: 2010-02-03
• 發明（設計）人: 李署堅;王江浩;楊文慧;孫宇明
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04B1/16
• 分類號: H04B1/16;H03D7/00
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所
• 代理人: 周長琪

技術領域

本發明具體涉及一種可編程的射頻下變頻裝置，屬于通信領域。

背景技術

在無線通信中，經常要實現射頻信號到中頻信號的變換。傳統的下變頻裝置采用大量模 擬器件搭建而成，存在抗干擾能力差、可靠性低等缺點，且體積較大，能耗明顯，配置后只 能實現特定頻率的下變頻。這些都使其在進一步的應用中受到局限。

隨著科技的發展進步，射頻下變頻裝置的技術不斷得到更新并日趨成熟。現在，國內外 實現數字下變頻器主要有三種途徑：

(1)采用已有的專用芯片；

(2)自主研制專用芯片；

(3)用DSP或FPGA器件自建平臺實現。

在高采樣速率的系統中，這三種方法顯示出各自的弊端。商用專用芯片要求處理的數據 速率較低，且價格昂貴、靈活性不強；自主研制專用芯片，由于成本過高和國內技術條件的 限制，在小規模的研發生產中幾乎是不可能的；目前，隨著DSP器件和FPGA器件技術的 發展，自建平臺實現數字下變頻器成為了可能，但對于小規模的應用，這樣難免又增加了設 計的復雜度和成本，顯得大材小用。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術的不足，提出一種低成本、可編程的射頻下變頻裝置， 所述的變頻裝置利用可編程器件FPGA(Field-Programmable?Gate?Array)和TDM (Time?Division?Multiplex?and?Multiplexer)數字調諧器芯片來實現射頻到中頻的下變 頻操作。變頻裝置能夠實現51MHz-858MHz信號的下變頻，裝置內集成了高性能的本地振 蕩器、SAW(Surface?Acoustic?Wave)濾波器，輸出端通過濾波后差分輸出中頻信號， 并在輸出之外設置了AGC(Automatic?Generation?Control)補償裝置和外部濾波電路， 大大改善了信號性能。

一種可編程的射頻下變頻裝置，包括FPGA、PROM、TDM數字調諧器芯片、AGC模 塊和外部濾波模塊；外部時鐘為FPGA、PROM和TDM數字調諧器芯片提供其工作時需要 的時鐘；

PROM內部儲存設置好的為FPGA進行配置的程序，PROM與FPGA通過串行或總線 方式連接；上電后，PROM將內部儲存的配置程序下載到FPGA的SDRAM中，FPGA根 據SDRAM中的程序完成上電初始化、硬件資源分配、引腳定義，使FPGA實現對TDM數 字調諧器模塊進行控制的功能；在每次重新上電后PROM中的配置程序將重新下載到FPGA 的SDRAM中再次對FPGA進行配置；

FPGA與TDM數字調諧芯片通過I²C總線連接；經過配置完成的FPGA通過I²C總線 將產生的控制信號傳送給TDM數字調諧芯片，對其進行控制；

TDM數字調諧器芯片內部集成了本地振蕩器和低、中、高三個頻段的內部SAW濾波器； FPGA通過I²C總線配置TDM數字調諧器芯片，TDM數字調諧器芯片接收由FPGA傳輸過 來的控制信號，初始化內部的本地振蕩器，根據輸入射頻信號的頻率范圍，對低、中、高三 個頻段的內部SAW濾波器進行選擇，使其與輸入射頻信號的頻率范圍相適應；將需要轉換 的射頻信號輸入到TDM數字調諧器芯片，射頻輸入信號與高性能本地振蕩器產生的穩定的、 低相位噪聲的本振信號進行混頻，混頻后得到中頻信號；SAW濾波器將混頻后得到的中頻信 號中的有用成分選出，對無用信號進行衰減和濾除；從而完成了射頻輸入的下變頻變換，SAW 濾波器差分輸出濾波后的中頻信號，中頻信號輸出至AGC模塊和外部濾波模塊；

AGC模塊通過引腳與TDM調諧器模塊連接；在TDM調諧器的引腳處提供一個恒流源， AGC模塊接收到TDM數字調諧器芯片輸出的中頻信號反饋后，完成對射頻輸入信號及混頻 后中頻信號的限幅或者補償處理；經AGC模塊自動增益補償后將得到的信號經過TDM數字 調諧器芯片輸出給外部濾波模塊；

外部濾波模塊對TDM數字調諧芯片輸出的中頻信號進行有源濾波，最后得到中頻輸出。

本發明的優點在于：

(1)該裝置成本低。所選用的TDM數字調諧芯片型號為飛利浦TDM1316AL/IHP， 該芯片廣泛應用于電視機射頻接收，市場上容易尋找、價格便宜；