[其他]數字式零中頻選擇性裝置

無效

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• 申請日: 1986-03-19
• 公開（公告）號: CN1003694B
• 公開（公告）日: 1989-03-22
• 發(fā)明（設計）人: 扎斯普·史蒂芬·C;朗利·萊斯特·A;拉姆伯特·卡瑟尼·H
• 申請（專利權）人: 莫托羅拉公司
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 李勇

數字零中頻選擇性裝置公開了一種發(fā)射機和接收機中都易于實現的方法。在所用的低速裝置中。數字濾波器由級連的濾被器帶組成，并使用去除裝置以降低數據速率。在所用的高速裝置中。數字濾波器更為復雜。因至少第一濾波器節(jié)被加以分解以使其能高速工作。在高速裝置中也使用去除裝置，以允許以后電路能以較低數據速率工作，以消耗較少的功率。在另一種裝置中，無論是低速還是高速裝置，數字低通濾波器節(jié)在時間上是多路復用的。以節(jié)省費用減少尺寸。

本發(fā)明主要涉及中頻電路，具體敘述了中頻為零赫芝數字式中頻電路。

因為要在發(fā)射或接收頻率上研制具有足夠選擇性的濾波器，可能在技術上相當困難或者費用很高，所以從歷史看，在發(fā)射機和接收機中，一直使用中頻（IF）裝置以完成無線電選擇性功能中的較大部分，無線電收發(fā)兩用機可具有不止一個中頻裝置。例如，某些接收機使用兩個中頻裝置來恢復發(fā)送的信息。

這些接收機一般稱作為雙變頻接收機，而可把單個中頻的接收機稱為單變頻接收機。通常把任何帶有零赫芝中頻的接收機稱為直接變頻接收機。

模擬方法制作的直接變頻接收機有許多不利之處，包括由于混頻器的不完善的反向隔離而引起的本振（LO）的輻射，從而會降低近處的接收機的接收能力。此外，混頻器的非線性效應引起通道內和通道外信號的自混頻，產生直流偏移和音頻失真，這樣就降低了無線電靈敏度性能。另外，在接收調頻信號時，直接變頻的模擬接收機沒有辦法把零中頻信號進行限幅。這將造成在衰落和其它不利條件下的不可預測的性能。

前述的雙變頻接收機多少能解決一些直接變頻中存在的問題。雙變頻接收機中的附加隔離解決了本振輻射的問題。然而，這一解決是以增加一套附加的混頻器和本振以及為達到所需要的隔離采用的窄帶濾波器（通常是晶體濾波器）作為代價的。此外，在直流中頻裝置之前使用的傳統中頻裝置的通帶把來的信號限制在一個通道內。因此，由混頻器非線性效應引起的自混頻產生的信號一般不落在雙變頻接收機濾波器的通帶內。

盡管雙變頻接收機可解決直接變頻接收機中的許多問題（雖然需要增加費用和尺寸）但是雙變頻接收機也有其它不足之處。如上所述，直接變頻的FM接收機不能對零中頻信號進行限幅。所以需要使用非常規(guī)的檢波方法。此問題的典型解決方法是把零中頻信號上變頻到第三中頻，這時此中頻信號可被限幅，并可采用常規(guī)電路進行檢波。上變頻需要另一個本振，附加的混頻器和一個加法電路。此外，上變頻也產生另一個問題。由于模擬接收機中混頻器和濾波器性能的非精確性，接收機中的正交路徑對于幅度和相位特性并不能完全平衡。因此，由于加法器中不完全的抵消，就會產生差拍音，它將降低接收機的交流聲和噪聲性能并導致音頻失真。建議的解決此問題的方法是把本振鎖相到一個進入的導頻信號。這樣，發(fā)射機需要有附加的電路，以發(fā)射導頻信號，而且接收機中也需要附加的電路，以制成鎖相環(huán)和導頻濾波器。最后，鎖相環(huán)的鎖定時間和同步范圍成為關鍵性的接收機參數。

雖然以上討論只涉及到接收機，類似的問題也會出現在發(fā)射機的中頻裝置中，盡管發(fā)射機的中頻結構一般不同于接收機中使用的中頻電路，一般來說，任何模擬式的中頻裝置都會遭受溫度變化以及替換零件而帶來的變化，這些都會使中頻裝置的性能變壞。因此就需要對零件變化和溫度變化不靈敏感的中頻裝置，并解決模擬式中頻裝置中存在的上述問題。

在本發(fā)明的實際中，使用了數字式正交本地振蕩器，以產生數字化離散時間的正弦和余弦波形的幅度脈沖，然后在數字式正交混頻器中它們與輸入信號相結合。在接收機中，數字式正交混頻器把輸入信號下變頻到中心頻率為零赫芝左右的頻帶。接著的數字濾波器濾去了任何不需要的混頻分量，最后僅剩下中心頻率約為零赫的信號送到接收機的任何恢復電路。在發(fā)射機中，數字式正交混頻器把經數字濾波后的輸入信號上變頻到中心頻率為本振信號所選擇的頻率的頻帶。

因此，本發(fā)明的目的就是提供一個數字式零中頻選擇性裝置，它可緩和模擬裝置存在的上述問題。

數字式零中頻方法避免了上述的所有問題。混頻器具有完善的線性，以及兩條正交通路可完全匹配。在數字式裝置中，常用的第一中頻裝置并不需要，并可選擇適當的數據字長度數字式零中頻裝置的動態(tài)范圍大到所需要的那樣。數字式FM檢波可在直流情況下直接進行，而不需要將信號上變頻到第三中頻，也不需要鎖定到導頻信號的鎖相裝置。