[發明專利]一種用于短波接收機射頻模塊的高精度本振輸出方法

有效

• 申請號: 201210515696.2
• 申請日: 2012-12-05
• 公開（公告）號: CN102970034A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 李柬;張鵬泉;褚孝鵬;馬彪;李羚梅;夏爽;范玉進;曹曉冬;王文亮
• 申請（專利權）人: 天津光電通信技術有限公司
• 主分類號: H03L7/24
• 分類號: H03L7/24;H04B1/06;G05B19/042
• 代理公司: 天津中環專利商標代理有限公司 12105
• 代理人: 莫琪

技術領域

本發明涉及通信電子技術領域，特別涉及一種用于短波接收機射頻模塊的高精度本振輸出方法。?

背景技術

直接數字頻率合成技術(DDS)?研究與發展，有效地解決了信號頻率的控制和穩定。DDS?是從相位概念出發，直接合成所需波形的一種新的頻率合成技術。短波接收機射頻模塊主要通過數字控制方法從一個參考頻率源產生多種頻率，實現高速頻率轉換、高分辨率、高穩定度、低相位噪聲以及輸出信號易數字式調制的特點。?

發明內容

本發明的目的是提供一種用于短波接收機射頻模塊的高精度本振輸出方法，通過直接數字頻率合成技術，使短波接收機射頻模塊實現高速頻率轉換、高分辨率、高穩定度、低相位噪聲以及輸出信號易數字式調制的特點。?

????為實現上述目的，本發明所采取的技術方案是：用于短波接收機射頻模塊的高精度本振輸出方法，其特征在于，實現方法的硬件包括上位機、單片機、頻率計數器、DDS輸出模塊、溫補晶振和混頻器；?

上位機中預裝用于頻率設定和參數設定的控制軟件，?單片機采用C8051F121，頻率計數器采用HEWLEET?53131A，溫補晶振采用25MHz、精度15PPM溫補晶振；上位機連接單片機C8051F121，單片機C8051F121通過SPI總線與DDS輸出模塊的輸入端連接，DDS輸出模塊的輸出端與混頻器連接，DDS輸出模塊分別頻率計數器、溫補晶振連接；通過上位機設定頻率值和參數值并傳送給單片機C8051F121，單片機C8051F121程序根據給定頻率值和參數值來設定DDS芯片輸出頻率；通過對頻率糾正參數標定，達到DDS輸出模塊在正常工作時，其輸出頻率精度小于0.1PPM的技術指標，頻率糾正參數標定的具體步驟包括：

1)????????在上位機軟件可以設定10個頻率值，保證此頻率值在DDS芯片正常輸出范圍之內，在15~90MHz范圍內選取十個測試點，分別并將這些設定值依次通過串口發送給單片機C8051F121，單片機C8051F121程序根據給定頻率值和參數值來設定DDS芯片輸出頻率；

2)????????利用頻率計數器測量每個設定值對應的DDS的實際輸出頻率，計算得出每一個設定頻率點頻率偏移值，通過糾正系數公式計算出頻率糾正系數，糾正系數公式：

其中：

S為糾正系數；

S_i為每一個設定值求出的頻偏系數；

f_i為實際測試頻率，單位為MHz；

F_i為設定頻率，單位為MHz；

n為頻率采集數量；

3)????????通過上位機軟件將計算出的頻率糾正系數寫入C8051F121內部FLASH中，通過程序計算函數：

其中：

f是單片機C8051F121對DDS芯片的實際設定頻率，即糾正后頻率，單位為Hz；

Freq為單片機C8051F121對DDS芯片的預設定頻率，單位為Hz；

S為糾正系數；

???計算獲最終設定頻率，完成頻率糾正參數標定，實現頻偏糾正，短波接收機射頻模塊的DDS正常工作下的輸出頻率精度小于0.1PPM。

本發明的有益效果是：結構簡單、節省硬件資源；輸出信號穩定，抖動小，性能良好，可靠性高；利用普通器件實現高精度DDS本振輸出，頻率精度小于0.1PPM。?

附圖說明

圖1為本發明原理圖。?

具體實施方式

本發明設計的實現方案如圖1所示，包括上位機軟件、射頻模塊CPU（C8051F121）、頻率計數器、DDS輸出模塊、溫補晶振等。?

本振輸出采用DDS芯片控制輸出的方式，采用普通溫補晶振（精度小于15PPM）為DDS芯片提供晶振，C8051F121為負責DDS頻率輸出設定的CPU。為了達到DDS正常工作下的輸出頻率精度小于0.1PPM的技術指標，需要一個頻率糾正參數標定的過程。具體過程是，在上位機軟件可以設定10頻率值（保證此頻率值在DDS正常輸出范圍之內，本設計在15~90MHz范圍內選取十個測試點），分別并將這些設定值依次通過串口發送給C8051F121設定DDS頻率輸出，利用頻率計數器測量每個設定值的DDS的實際輸出頻率，計算出得出每一個設定頻率點頻率偏移值，通過糾正系數公式：?