一种基于相位欠采样的接收机系统及相位解调方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于相位欠采样的接收机系统和基于相位欠采样的相位解调方法，其中，该接收机系统输入射频信号至射频放大模块进行信号放大，鉴相模块计算放大后的射频信号与反馈信号的相位差，环路滤波模块对相位差信号进行滤波及积分；滤波后的相位差信号进入振荡器生成反馈信号及待采样信号；通过欠采样模块对待采样信号进行欠采样，输出低频的调制信号至过零比较模块；通过过零比较模块将低频的调制信号转化为方波信号；方波信号进入鉴频模块进行数字解调，得到射频信号的信号解调结果。通过本发明专利技术实施例提供的基于相位欠采样的接收机系统和相位解调方法，只利用一路信号进行信号解调，节省功耗，整个系统结构简单，易于集成，解调效果好。解调效果好。解调效果好。

【技术实现步骤摘要】
一种基于相位欠采样的接收机系统及相位解调方法


[0001]本专利技术涉及信号相位调制与解调
，具体而言，涉及一种基于相位欠采样的接收机系统及相位解调方法。

技术介绍

[0002]目前，基于IQ正交解调的低中频接收机系统中，频率合成器生成的正交本振与经过放大处理后的射频信号做混频，获得低中频信号，再滤除高频分量得到两路对应的含有调制信息的低频模拟信号，最后将低频模拟信号被转化为数字信号从而完成接收机射频前端的数字解调。但是由于该接收机系统中存在IQ两路信号，两路信号不仅使功耗剧烈增加，而且由于两路信号存在不可避免的失配问题，导致两路信号的解调结果恶化。

技术实现思路

[0003]为解决上述问题，本专利技术实施例的目的在于提供一种基于相位欠采样的接收机系统及相位解调方法。
[0004]第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于相位欠采样的接收机系统，包括：射频放大模块、鉴相模块、环路滤波模块、振荡器模块、欠采样模块、过零比较模块及鉴频模块；输入射频信号至射频放大模块进行信号放大，将经放大的射频信号输入至鉴相模块；利用鉴相模块计算放大后的射频信号与反馈信号的相位差，并输出相位差信号至环路滤波模块；利用环路滤波模块对相位差信号进行滤波，并对滤波后的相位差信号进行积分；滤波后的相位差信号进入振荡器模块生成反馈信号，将所述反馈信号发送至鉴相模块，并将经振荡器模块的相位差信号输出至欠采样模块；通过欠采样模块对振荡器输出的相位差信号进行欠采样，输出低频的调制信号至过零比较模块；通过过零比较模块将低频的调制信号转化为方波信号；方波信号进入鉴频模块进行数字解调，得到所述射频信号的信号解调结果。
[0005]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种基于相位欠采样的相位解调方法，包括：对输入的射频信号进行信号放大；计算放大后的射频信号与反馈信号的相位差，输出相位差信号；对相位差信号进行滤波，并对滤波后的相位差信号进行积分，利用振荡器模块根据滤波后的相位差信号产生反馈信号；对将经振荡器模块的相位差信号进行欠采样，输出低频的调制信号；将低频的调制信号转化为方波信号，对方波信号进行数字解调，得到射频信号的解调结果。
[0006]本专利技术实施例上述第一方面和第二方面提供的方案中，基于相位欠采样的接收机系统中输入射频信号至射频放大模块进行信号放大，将经放大的射频信号输入至鉴相模块；利用鉴相模块计算放大后的射频信号与反馈信号的相位差，并输出相位差信号至环路滤波模块；利用环路滤波模块对相位差信号进行滤波，并对滤波后的相位差信号进行积分；滤波后的相位差信号进入振荡器生成反馈信号，将反馈信号发送至鉴相模块，并将经振荡器的相位差信号输出至欠采样模块；通过欠采样模块对振荡器输出的相位差信号进行欠采样，输出低频的调制信号至过零比较模块；通过过零比较模块将低频的调制信号转化为方
波信号；方波信号进入鉴频模块进行数字解调，得到射频信号的信号解调结果，相比于相关技术中采用IQ两路信号进行信号解调，采用本专利技术的接收机进行信号解调具有以下优点：首先，本专利技术中的接收机系统只利用了单路信号，节省功耗，不存在由于两路信号解调出现的解调失配问题，整个系统结构简单，易于集成；然后，该接收机通过欠采样模块、过零比较模块和鉴频模块实现信号解调，可使用较大的增益的振荡器以达到大的带宽的，消除了对大功率射频信号敏感的问题，解调效果好。
[0007]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0008]为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0009]图1示出了本专利技术实施例所提供的一种基于相位欠采样的接收机系统模块图；
[0010]图2示出了本专利技术实施例所提供的一种基于相位欠采样的信号解调方法的流程图。
具体实施方式
[0011]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0012]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0013]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0014]目前，一种用于信号解调的接收机为基于IQ正交解调的低中频接收机，如超外差接收机，低中频接收机，零中频接收机等。在这些结构中，该类型接收机通过频率合成器生成正交本振，正交本振与经过放大处理后的射频信号做混频，获得低中频信号，再经过信道选择模块滤除高频分量得到两路对应的含有调制信息的低频模拟信号，低频模拟信号最后经模拟数字转换模块转化为数字信号，从而完成接收机射频前端的数字解调。该类型的接收机基于IQ两路进行数据解调，对于Q路而言，其电路模块完全是对应I路的一个完整复制，
因此接收机系统中大部分电路模块均需两份，增大了系统功耗。且由于整个系统工作在开环状态，为了达到对带宽之外的阻塞信号较好的抑制效果，不可避免的需要把每个模块均设计在一个相对比较好的线性度上，以提高系统的三阶交调性能，而这种高线性度的模块通常是以大的功率消耗为代价的。此外，在实际电路实现中，IQ两路不可避免的会引入幅度和相位的失配进而恶化解调性能。
[0015]另一种是针对调频信号进行解调的相位追踪接收机，由于该类型接收机中调频信号为恒包络信号，信号幅度不携带调制信息，因此，可以利用混频器作为鉴相器而不是变频器，利用鉴相结果控制振荡器振荡频率，从而实现振荡器输出信号对射频输入信号相位的追踪。当系统正常解调时，I型环路滤波模块的输出即是对应的解调输出结果。相对于基于IQ正交解调的低中频接收机，该类型的接收机一方面只利用了I路或者Q路信号，相对基于IQ两路信号进行解调的系统而言，节省了一半的功耗；另一方面由于整个系统处在闭环状态，只有振荡器的调频曲线线性度影响接收机的解调性能。但该类型的接收机，为了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于相位欠采样的接收机系统，其特征在于，包括：射频放大模块、鉴相模块、环路滤波模块、振荡器模块、欠采样模块、过零比较模块及鉴频模块；输入射频信号至所述射频放大模块进行信号放大，将经放大的所述射频信号输入至所述鉴相模块；利用所述鉴相模块计算放大后的所述射频信号与反馈信号的相位差，并输出相位差信号至所述环路滤波模块；利用所述环路滤波模块对所述相位差信号进行滤波，并对滤波后的相位差信号进行积分；滤波后的相位差信号进入所述振荡器模块生成反馈信号及待采样信号，将所述反馈信号发送至所述鉴相模块，并将所述待采样信号输出至所述欠采样模块；通过所述欠采样模块对所述振荡器模块输出的待采样信号进行欠采样，输出低频的调制信号至过所述零比较模块；通过所述过零比较模块将所述低频的调制信号转化为方波信号；所述方波信号进入所述鉴频模块进行数字解调，得到所述射频信号的信号解调结果。2.根据权利要求1所述的基于相位欠采样的接收机系统，其特征在于，所述通过所述欠采样模块对所述振荡器模块输出的待采样信号进行欠采样，输出低频的调制信号至过零比较模块，包括：所述欠采样模块利用预设频率的采样时钟信号对所述振荡器模块输出的待采样信号进行欠采样；所述预设频率低于所述振荡器模块输出的待采样信号的频率，且至少高于二倍滤波后的所述相位差信号的频率。3.根据权利要求1所述的基于相位欠采样的接收机系统，其特征在于，所述环路滤波模块为Ⅱ型结构的带通滤波器；利用所述环路滤波模块对所述相位差信号进行滤波及积分，包括：利用所述Ⅱ型结构的带通滤波器对所述相位差信号进行滤波，滤除低于或高于预设频段的相位差信号，允许所述相位差信号中预设频段内的相位差信号通过，得到滤波后的相位差信号，并对所述滤波后的相位误差信号作积分操作。4.根据权利要求3所述的基于相位欠采样的接收机系统，其特征在于，通过环路滤波模块对输入的相位误差信号作积分操作后，使鉴相模块计算放大后的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宇根，赵嘉豪，王志华，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：