[发明专利]一种实现宽范围调制深度补偿的频率调制系统

说明书

技术领域

本发明主要涉及频率调制设计领域，特别是涉及使用频率合成器进行频率调制，实现多码率多信道、单一频率调制深度的频率调制系统结构。

背景技术

随着无线通讯技术的日益发展，无线射频系统通信的频率范围不断扩大，通信信道数量的不断增加，导致同一码率、同一通信协议条件下如何实现频率调制深度一致成为了收发系统设计中主要面临的问题。

传统的频率调制功能主要采用PLL结构进行实现。首先，根据信道选择信号确定载波信号频率，并通过PLL产生对应频率的高频载波信号；然后，基于数字处理模块进行初始数据调制，产生对应的数字调制信号，并通过数模转换器将数字调制信号转换为模拟调制电压信号，然后将模拟调制电压信号施加到PLL环路的压控振荡器的频率控制端。通常，在数字通信应用中，调制信号跨越从低频到高频的范围时必须具有良好的平坦特性，保证通信过程中传输数据不失真。

对于传统频率调制结构，难以实现调制深度比PLL环路带宽低的频率调制功能。在这种情况下，虽然变窄PLL的环路带宽能够实现较低调制深度的频率调制，但是低环路带宽往往会减弱PLL的环路响应速度，增大数据传输延迟。

另外，当在较宽的载波范围内实现多信道、单一调制深度时，对于传统频率调制结构而言，随着信道不断改变其对应的载波频率也在变化，但是用于频率调制的调制电容或者调制电压的变化量却没有变化，即而导致信道越多，调制深度变化越大，数字信号处理带宽要求越大，加大了数字处理环节的设计难度。例如，当在全通信带宽内，调制深度为△f，数字调制信号从全“0”到全“1”对应的调制电容为△C，C₀为各信道对应载波的有效电容。因此，调制深度△f关于调制电容△C和载波有效容值C₀之间的关系可以表示为：

Δf=12πLC0-12πL(C0+ΔC)---(1)]]>

随着通信信道的不断增加，载波频率不断提高，使得载波频率对应的有效容值C₀也逐渐减小，但是实现频率调制的调制容值△C却始终不变，根据公式(1)可知调制深度会越来越大，导致数字处理模块工作带宽提高，设计难度增大。

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种实现宽范围调制深度补偿的频率调制系统，包括一个频率合成器100和模拟调制电压产生模块200；

所述频率合成器100由顺序连接的鉴频鉴相器1、电荷泵2、可配置环路滤波器3、LC振荡器4、后置固定预分频器5和可编程小数分频器6组成；

所述模拟调制电压产生模块200由顺序连接的查找表11、偏置电压产生模块9、数模转换器8、低通滤波器7和调制电容组成；

频率调制之前，频率合成器负责为频率调制系统提供正确频率的载波信号；

频率调制之前，模拟调制电压模块产生其输出电压范围的中间值；

频率调制时，频率合成器通过编程可配置环路滤波器实现环路断开，并由数模转换器将数字模块产生的数字调制信号转换为模拟信号，施加到控制LC振荡器振荡频率的调谐电容上，实现在载波上进行频率调制；

发明内容

本发明要解决的问题在于：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种实现宽范围调制深度补偿的频率调制系统，该频率调制系统能够实现多码率、多信道单一调制深度通信，提高了频率调制系统的复用率，同时用于提供载波信号的频率合成器环路带宽不受调制深度影响，降低了频率合成器的带宽设计约束。