[发明专利]全数字直接上变频电路

说明书

技术领域

本发明涉及基带信号到射频信号的上变频技术领域，特别是一种全数字直接上变频电路。

背景技术

上变频电路是射频发射机电路的重要组成部分，它完成信号从基带到射频的变频过程。

无线通信系统射频前端发射机通常有两种上变频结构：超外差式结构和直接上变频结构。超外差式发射机分两步将基带变频到射频信号。第一步变频操作在数字域内进行，通过四相正交上变频结构变换到中频。该中频信号再经过数模转换到模拟域内，然后通过滤波器滤除由于数模转换带来的混叠信号，并将经过滤波后的信号混合成为一路信号，再与本振信号相乘进行第二次混频，混频后的射频信号再通过带通滤波器滤除镜像信号和高频谐波分量。超外差式发射机的结构复杂，涉及到数字域和模拟域的信号变频和转换，需要多个本地振荡器，镜像信号干扰的抑制比较困难，集成度受到镜像抑制滤波器的影响。

直接上变频发射机将基带信号直接正交上变频到载波频段，没有中频混频这一级，因此简化了系统的结构。在 I/Q 两路匹配良好的条件下，直接上变频发射机电路的镜像抑制效果很好。目前的直接上变频方案基本上都是采用了数模转换器，而数模转换器的引入增加了对基带信号源的信号要求，需要对基带信号源和数模转换器的信号接口参数做特殊的处理，比如数字信号的比特率、均峰比，数模转换器的转换速率等等，同时本振泄露较严重。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的问题，提供一种全数字直接上变频电路，该电路噪声干扰小，结构简单，易于实现，制造成本低。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种全数字直接上变频电路，包括：

基带处理模块，所述基带处理模块对输入系统的基带信号进行内插处理，提高数据速率，而后进行幅值缩减，然后将信号的多位并行数据调制成一位串行数据，并搬移噪声频谱；

RF处理模块，所述RF处理模块对经过基带处理模块处理后的输出数据进行N倍复用，转换成并行数据，然后将并行数据转换成串行数据输出。

进一步的，所述基带处理模块用于进行输入信号的数据转换和噪声成型，包括：

内插滤波器，所述内插滤波器用于对输入系统的I、Q两路基带信号进行内插处理，以提高输入信号的采样速率；

增益控制器，所述增益控制器用于对内插滤波器输出的信号进行幅值缩减处理，以使输出信号处在delta-sigma调制器的输入阈值范围内；

delta-sigma调制器，所述delta-sigma调制器用于将增益控制器输出的多位并行数据调制成一位串行数据，并将量化噪声搬移到高频处，以为后续的直接数字上变频做准备。

进一步的，所述RF处理模块用于进行数字上变频变换和串行数据输出，包括：

位操作，所述位操作用于对delta-sigma调制器输出的一位I、Q信号进行相应的操作，以满足字生成器的输入格式要求；

字生成器，所述字生成器用于对输入的I路、Q路、I路取反、Q路取反这四路信号进行排序，并进行N倍的复用，其中N的值根据所需上变频的射频频率确定，得到一个4*N位位宽的并行数据；

高速收发器，所述高速收发器用于将字生成器输出的4*N位位宽的并行数据转换成串行数据，并按照设定的数据速率进行高速串行输出。

进一步的，该直接上变频电路采用基于FPGA的数字逻辑硬件电路实现。

本发明的有益效果是提供了一种全数字直接上变频电路，该电路基于delta-sigma调制器（DSM），实现在数字域上把基带信号直接上变频到射频频段，整个处理过程都是在数字域完成，避免了传统上变频方法中模拟器件的噪声干扰。此外，本发明采用可编程逻辑器件实现，结构简单易行，可以与基带信号处理部分一起集成在同一片可编程逻辑器件上，节约成本，简化发射系统前端的电路复杂度。本发明可通过修改参数实现不同频率的变频，能够很好的满足软件无线电的应用要求，可应用于各种无线发射设备中。

附图说明

图1是本发明实施例的结构框图。

图2是本发明实施例中delta-sigma调制器的结构框图。

具体实施方式

本发明全数字直接上变频电路，包括基带处理模块和RF处理模块。所述基带处理模块对输入系统的基带信号进行内插处理，提高数据速率，而后进行幅值缩减，然后将信号的多位并行数据调制成一位串行数据，并搬移噪声频谱；所述RF处理模块对经过基带处理模块处理后的输出数据进行N倍复用，转换成并行数据，然后将并行数据转换成串行数据输出。