[发明专利]一种利用直接数字合成技术实现频率微调的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及多普勒效应中的频率微调技术，尤其涉及一种利用直接数字合成 技术(DDS，Digital Direct Synthesis)实现频率微调的方法及装置。

背景技术

在移动通信和广播电视等领域中，信源与通信终端之间常常存在一定的相对 运动速度，此时由于多普勒效应(多普勒效应是波源和观察者有相对运动时，观 察者接受到波的频率与波源发出的频率并不相同的现象)，终端设备接收到的信 号频率与信源发出的信号频率存在一定偏差(称为多普勒频偏)；相对运动速度 越大，传输信号的频率越高，多普勒频偏越大。如相对运动速度为300km/h、信 号频率为945MHz时，多普勒频偏最大约262Hz。信号的频偏越大，通信的误码 率越大，对通信质量的影响越大，如语音和图像不清晰等。此时就需要在通信终 端处检测频率偏移并相应微调信号频率。

目前，在已知频率偏移量的前提下，常采用数字方式对信号频率进行微调： 首先对模拟信号AD采样得到数字信号，然后进行数字下变频，经数字滤波等处 理后，再进行数字上变频，最后通过DA转化得到模拟信号，其中使数字下变频 和数字上变频的参考信号频率不同从而达到频率微调的目的。另外，由于目前成 熟的AD及DA应用技术还不能直接处理较高频率的信号，或者出于降低成本的考 虑，对于较高频率的传输信号，通常还需要用模拟方式将信号先下变频至中频， 待频率调整完后再用模拟方式上变频回到原有频率范围。数字实现方式的准确度 高，频率调整的步进小，可达0.1Hz级，但缺点是实现电路复杂且成本较高。

采用常规模拟方式实现频率调整，即不对待处理信号进行AD与DA变化，只 包括下变频、中频滤波处理等与上变频三个部分，其中下变频与上变频的本振信 号由两个不同的本振电路提供，两个本振电路共用一个外部参考源。若本振电路 使用锁相环合成(PLL，Phase Locked Loop)技术，由于需综合考虑锁定时间、 相位噪声和杂散等指标，PLL本振的频率步进最小在10kHz级，故频率调整的步 进最小也是10kHz级；若本振电路使用DDS技术，那么频率调整步进最小可达 0.1Hz级，但由于DDS技术局限和成本要求，目前DDS技术的本振输出信号频率 一般不大于200MHz，不能将传输信号的频率搬移到中频，且频谱上混频产生的 杂散信号离有用信号很近，容易对正常的通信造成影响。

综上所述，提供一种相对简单、成本较低的模拟方式实现频率调整的方法和 装置还是很有必要的。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种利用直接数 字合成技术实现频率调整的方法及装置。

本发明的目的是这样实现的：

采用结构简单、成本较低的模拟方式，利用DDS技术，不用对传输信号进行 AD和DA变化，实现最小步进为0.1Hz的频率调整。

具体地说，本发明采用四级混频方式，包括两级下混频和两级上混频，其中 一对下混频和上混频共用一个PLL高本振信号，用于待调信号在高频与中频之间 相互倒换，另一对下混频和上混频分别使用两个频率不同的DDS中频本振信号， 通过在变频过程中微调DDS本振信号频率来实现高频信号频率的微调。

一、一种利用直接数字合成技术实现频率微调的方法

①采用四级混频，其中包括两级下变频与两级上变频；

②第一级混频为下变频，第四级混频为上变频，共用一个PLL本振电路提 供的高本振，本振信号的频率在200MHz～2000MHz内，其作用是将高频信号搬移 到中频频段以便于后级频率微调，以及将微调后的中频信号搬移回原频段范围；

③第二级混频为下变频，第三级混频为上变频，各由一个DDS本振电路提 供中频本振信号，两个DDS本振电路共用一个外部参考源，中频本振信号频率都 在20MHz～200MHz内，两个本振信号的频率可以不同，频率之差即为频率调整的 幅度，最小可达0.1Hz。

二、一种利用直接数字合成技术实现频率微调的装置

本装置包括现有的第一级混频器、滤波及其它功能单元、第四级混频器、PLL 本振电路单元和控制单元；

设置有第二级混频器、第三级混频器和DDS本振电路单元；

第一级混频器、第二级混频器、滤波及其它功能单元、第三级混频器、第四 级混频器依次连接；

PLL本振电路单元分别与第一级混频器和第四级混频器连接；