[發明專利]一種基于DDS芯片移相的正交檢波電路

在審

• 申請號: 201410067370.7
• 申請日: 2014-02-26
• 公開（公告）號: CN103840795A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 張鑫;左年明;蔣田仔;李昌海
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: H03K3/02
• 分類號: H03K3/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術領域

本發明屬于信號解調技術領域，具體涉及一種基于DDS芯片移相的正交檢波電路。

背景技術

基于正交檢波的信號解調技術應用越來越多，如微弱信號檢測技術、通信技術和光譜技術，如何從大量噪聲中提取出有用信號，使正交檢波得到大量的重視。如中國發明專利CN103117973A所述，普通的正交檢波電路的核心是相敏檢波器，而相敏檢波器的性能主要由輸入信號和參考信號決定，輸入信號可以通過帶通濾波器和前置放大器調整，使之滿足系統的要求，而普通正交檢波電路的正交參考信號若由分立元件產生，其電阻電容難免受到應用環境的電磁干擾和溫度的影響，從而影響移相電路的移相精度和穩定性，本發明正是基于上述正交檢波電路的缺陷，提出一種應用新的移相電路的正交檢波電路。

移相電路是控制信號相位變化的控制電路，基于移相電路的應用技術越來越多，如雷達系統、通信、測量系統和信號解調。移相是指兩路同頻的信號，以其中的一路信號相位為參考，另一路相對于該參考作超前或滯后的相位移動，相差即指兩路同頻信號的相位不同。根據移相電路控制方式的不同，移相電路主要有傳統的模擬移相電路和數字移相電路。

模擬移相電路有阻容移相電路和變壓器移相電路。現有的模擬電路中，阻容移相電路較為簡單，但移相輸出信號容易受到輸入波形和溫度的影響，移相角度與負載的大小和性質有關，移相精度不高，穩定性不強，并且傳統的模擬移相電路不能實現多種波形的移相。

數字移相電路主要有兩大類：一類在單片機的控制下，把模擬信號數字化，形成數據表后存入ROM芯片中，通過兩片D/A轉換芯片連續循環輸出該數據表，即可獲得兩路模擬信號。當這兩片D/A轉換信號所獲得的數據序列不一樣時，則轉換得到的兩路模擬信號就存在相位差；否則，就得到兩路同相模擬信號。另一類先將參考信號整形為方波信號，以此方波信號為基準，延時生成另一個同頻的方波信號，再經過波形變化電路將方波信號還原成所需模擬信號。這是以延時的長短來決定兩路信號間的相位差，但是這種方式的電路結構復雜，不便于操作。

隨著數字電子技術的發展，直接數字頻率合成(DDS)技術將上述數字移相電路的第一種移相方式集成在一片DDS芯片內，DDS同D/A轉換器和低通濾波器一起就可以組成任意波形信號的發生器。本發明就是在DDS芯片的基礎上，通過單片機或DSP控制，編寫程序設置兩片DDS芯片的頻率和相位，即可產生兩路信號頻率相同，相位差可任意設置的電路，該移相電路的輸出信號波形好，信號頻率分辨率可以達到幾十毫赫茲，相位分辨率可達幾十毫度甚至幾毫度，運行可靠，操作方便。基于DDS芯片移相的正交檢波電路，其參考信號穩定性強，精確度高，電路結構簡單易于實現。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是通過兩片DDS芯片構成正交檢波電路的移相電路，克服了模擬移相電路移相精度不高，普通數字移相電路復雜的問題，實現輸出信號波形好，信號頻率分辨率可以達到幾十毫赫茲，相位分辨率可達到幾十毫度甚至幾毫度，運行可靠，操作方便的基于DDS芯片移相的正交檢波電路。

為解決正交檢波電路中移相電路輸出的參考信號不夠精確，受應用環境電磁干擾和溫度影響的問題，本發明提出了一種基于DDS芯片移相的正交檢波電路，其包括移相電路、兩個相敏檢波器和兩個低通濾波器，該正交檢波電路用于從復雜環境中提取有用的微弱信號。

本發明提出的一種基于DDS芯片移相的正交檢波電路的輸入信號為所需解調的混合電信號，該電路包括：移相電路、第一相敏檢波器、第一低通濾波器、第二相敏檢波器和第二低通濾波器，其中：

所述移相電路與所述第一相敏檢波器和第二相敏檢波器連接，用于輸出第一參考信號到所述第一相敏檢波器，輸出第二參考信號到所述第二相敏檢波器；

所述第一相敏檢波器與所述第一低通濾波器連接，用于將輸入信號和第一參考信號進行混頻，輸出第一和頻信號與第一差頻信號至所述第一低通濾波器；

所述第一低通濾波器用于濾除所述第一和頻信號，輸出所述第一差頻信號Q(t)；

所述第二相敏檢波器與所述第二低通濾波器連接，用于將輸入信號和第二參考信號進行混頻，輸出第二和頻信號與第二差頻信號至所述第二低通濾波器；

所述第二低通濾波器用于濾除所述第二和頻信號，輸出所述第二差頻信號I(t)。

本發明具有以下優點：

1、本發明提出的正交檢波電路，其移相電路只需要兩片DDS芯片，輸出波形好，運行可靠，操作方便；

2、本發明提出的正交檢波電路，其移相電路可以克服模擬移相電路移相精度不高，普通數字移相電路復雜的問題。