[发明专利]一种小数分频锁相环电路及直流调频方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种小数分频锁相环电路，还涉及一种直流调频方法。

背景技术

随着电子技术的发展，调频信号作为基本调制格式信号在现代通讯、广播和雷达领域得到广泛应用。人们对调频信号发生技术也进行了大量的研究，目前应用最为广泛的是直接锁相调频方式，如图1所示，锁相环路包括参考时钟60、鉴相器40、积分器30、压控振荡器VCO 20和分频器50，调制信号10直接加在压控振荡器20的输入端，使压控振荡器20的输出频率随着调制信号的变化而变化。但是，由于环路对调制信号呈高通特性，所以调制信号最低频率要高于环路截止频率，低于环路截止频率的调制信号经过环路作用后将被抑制掉。通常把低于环路截止频率的信号调制称为直流调制，其调制率从DC到数千赫兹。因此，如何进行低频信号的频率调制是亟待解决的问题。

目前的锁相环绝大多数没有直流调频功能，如果要实现直流调频，目前采取的主要方法是将锁相环开环进行频率调制。如图2所示，锁相环路包括参考时钟60、鉴相器40、积分器30、压控振荡器20和预置DAC 70，由于环路是开环的，因此没有锁相环闭环的环路影响，可以直接在压控振荡器上加低频调制信号进行直流调频。锁相环开环状态下进行频率调制，由于锁相环开环，导致振荡器频率漂移，因此频率调制质量不高，频率调制没有实际作用与意义。

发明内容

本发明提出一种小数分频锁相环电路及直流调频的方法，以解决锁相状态不能进行低调制率信号频率调制的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种小数分频锁相环电路，包括：参考时钟、鉴相器、积分器、压控振荡器、前置分频器和Σ-Δ小数分频器；压控振荡器的输出信号，一路直接输出，另一路由前置分频器和Σ-Δ小数分频器实现分频，鉴相器对分频后的信号与参考时钟输出的参考信号进行鉴相，积分器对鉴相器输出的鉴相误差信号进行积分滤波，生成压控振荡器调谐误差控制信号，控制压控振荡器的输出信号并使其锁定在参考时钟频率上。

可选地，所述Σ-Δ小数分频器为FPGA电路。

可选地，还包括模数转换器和增益、偏置控制模块，由增益、偏置控制模块控制调制信号增益，并经过模数转换器实现模数转换，输出16位数字信号到所述Σ-Δ小数分频器。

可选地，所述增益、偏置控制模块为12位数模转换器。

可选地，所述Σ-Δ小数分频器还包括寄存器，存储118位小数分频比。

本发明还提供了一种通过上述小数分频锁相环电路进行直流调频的方法，包括以下步骤：

步骤1，以最大调制频偏为基准进行参数调节，输入的调制信号幅度为2V峰峰值，且整个调制过程中该输入信号幅度固定不变，调制信号增益控制数模转换器进行置数，输出信号经过16位模数转换器转换后通过16位数据线加载到寄存器的相应位置上，用接收机观察调频频偏，并根据调频频偏调节所述16位数据线加载到所述寄存器的位置或者增益控制数模转换器的置数；

步骤2，根据所述最大调制频偏时的增益控制数模转换器的置数及所述16位数据线加载在所述寄存器的相应位置，对其他调频频偏参数进行调节，计算得出与该调频频偏相对应的增益控制数模转换器的置数及所述16位数据线加载在所述寄存器的位置。

本发明的有益效果是：实现了锁相状态的直流调频，调制精度高、调制失真小、调试方便，调制频偏可以极细步进连续变化、控制精确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的直接锁相调频电路控制框图；

图2为现有的开环状态下直流调频电路控制框图；

图3为本发明小数分频锁相环电路的控制框图；

图4为本发明小数分频锁相环电路的调频频偏与小数分频比寄存器的位数关系图；

图5为本发明直流调频方法一个实施例的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。