[发明专利]DDS驱动的锁相环的数字连续调相

说明书

本发明一般涉及无线电发射机领域，具体地涉及供与直接数字合成器驱动的锁相环一起使用的数字连续调相器。

开发新的无线电发射机的目的在于将它们制造得更小更廉价，同时提供比现有发射机更好或至少相同的性能。达到这一目标的一种方法是将数字域移动到更靠近发射机的输出并借此消除模拟分量的数量。已研制出达到这一目标的采用直接数字合成器(DDS)的发射机。然而，在现有发射机中使用DDS所存在的问题在于用于将调制的中频DDS信号上变频到射频(RF)发射带的传统调制技术由于DDS中的数模转换器(DAC)所施加的限制而对在宽频带上工作的发射机不实用。

在现有发射机中采用DDS驱动的锁相环(PLL)所存在的另一问题在于尚未为这种器件研制出有效的调制技术。例如，美国专利号4,963,533公开了DDS驱动的PLL，但带有未调制的合成器。在美国专利号5,452,055中公开了带高斯滤波最小频移键控(GMSK)调制的DDS，但未公开DDS驱动的PLL。然而，如果要在采用快速跳频且在较宽的频带上工作的通信系统(如蜂窝式系统)中使用DDS技术，为了使发射机能满足加在这种系统上的严格性能需求，需要采用DDS驱动的PLL拓扑。

本发明的目的是提供带有调相的DDS驱动的PLL的发射机系统，从而使DDS输出的频带明显地窄于传统发射机中使用的上变换级的频带。PLL既作为窄带通滤波器又作为DDS信号的倍频器工作。

本发明的另一目的是提供无线电发射机，其中的发射信号中的杂散发射明显地少于传统发射机。该PLL作为窄带通滤波器工作。

本发明的又另一目的为提供能在较宽的频带上发射的无线电发射机。该PLL放大DDS输出带宽。

本发明的又另一目的是提供带有DDS驱动的PLL的发射机，其中有可能调制来自DDS的基准信号，同时在PLL的输出上获得想要的调制指数。

本发明的另一目的是提供能进行快速跳频的无线电发射机，其中跳频的锁定时间取决于PLL中的环路带宽。

本发明的又另一目的是提供较小与生产费用低的无线电发射机，同时提供比先有发射机更好的性能。

按照本发明，上述及其它目的是由用于调制DDS的输出信号的调相发生器达到的。调相的DDS输出驱动PLL，它是以调制的DDS信号作为PLL的基准的无线电发射机的上变换级。由于PLL作为倍频器工作，DDS输出的频带明显地窄于传统发射机中所用的上变换级的频带，并且在发射的信号中杂散发射明显地较少(PLL也作为窄带通滤波器工作)。然而，采用本调相DDS驱动的PLL拓扑的发射机仍能在相对地宽的频带上发射。

参照下面结合附图所作的详细描述，可得到对本发明的方法与装置的更完整的理解。

图1为展示带有DDS驱动的PLL的CPM发生器的用途及能用于实现本发明的装置与方法的系统的示意性方框图；

图2为能用于实现本发明的装置与方法的示范性DDS的示意性方框图；

图3为能用于实现本发明的装置与方法的示范性PLL的示意性方框图；

图4为能用于实现本发明的装置与方法的示范性CPM发生器的示意性方框图；

图5为能用于实现本发明的装置与方法的示范性地址计算器的示意性方框图；

图6A为展示不带倍频上变换级的传统GMSK DDS发射机的存储器部分的存储器内容的图；

图6B为展示用于按照本发明的DDS驱动的PLL发射机的图4中的存储器部分54的存储器内容的图；

图6C为展示图6A的发射机的相位状态的图；

图6D为展示图6B的DDS驱动的PLL发射机的相位状态的图；

图7为能用于实现本发明的装置与方法的示范性发射机级的示意性方框图；以及

图8为展示图1与7中所示的连续调相的DDS驱动的PLL系统中的分立部件所生成的某些信号的图。

参照附图1-8便能很好地理解本发明的最佳实施例及其优点，其中将相同的标号用于各图中相同和对应的部件。

按照本发明，主要利用连续调相(CPM)发生器来调制DDS的输出信号。调相的DDS输出驱动作为射频发射机的上变换级工作的PLL，以调制的DDS信号作为该PLL的基准。结果DDS的输出频带明显地窄于用在传统发射机(如无DDS驱动的PLL)中的上变换级的频带，因此发射信号中明显地较少杂散发射。然而，采用本调相DDS驱动的PLL拓扑仍能在相对地宽的频带上发射。此外，通过在发射机中使用带DDS驱动的PLL的CPM发生器，有可能以较小的调制指数h/N调制(DDS)基准信号，而仍在PLL的输出上获得所要求的调制指数。