本發(fā)明涉及電子通信的中頻信號(hào)處理領(lǐng)域，特別是一種具有自適應(yīng)輸入時(shí)鐘功率的寬帶、低雜散下變頻電路。

背景技術(shù)：

1、在射頻、微波通信系統(tǒng)中，接收到寬帶射頻信號(hào)需要通過(guò)下變頻電路處理，將射頻信號(hào)頻率變頻到中頻進(jìn)行數(shù)字處理。一般地，混頻器是廣泛應(yīng)用于頻率變換的電子部件，利用混頻器的非線性特性，在本振信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下，可以對(duì)信號(hào)頻率進(jìn)行上變頻或下變頻變換，得到我們需要信號(hào)頻率。在下變頻過(guò)程中，由于混頻器的非線性，輸出信號(hào)的頻率成分非常豐富，假設(shè)輸入射頻信號(hào)頻率frf、本振信號(hào)頻率flo，輸出下變頻中頻信號(hào)頻率為fif，那么中頻輸出頻率fif可能包含有如下頻率產(chǎn)物：

2、n*flo-m*frf，(n*flo≥m*frf?m≥1，n≥1，m、n為整數(shù))；

3、m*frf-n*flo，(m*frf≥n*flo)。

4、一般地，下變頻需要的是flo-frf，或者frf-flo，因此需要采用帶通濾波器將所需要的射頻頻率過(guò)濾出來(lái)，其他的頻率產(chǎn)物都是雜散頻率，需要抑制得越干凈越好。圖2是中頻fif下變頻產(chǎn)生的頻率產(chǎn)物，假設(shè)下變頻所需要的信號(hào)頻率是frf-flo，兩邊頻率較近的頻率產(chǎn)物是flo和2flo-frf，對(duì)于混頻頻率產(chǎn)物的分析，用以指導(dǎo)確定帶通濾波器性能指標(biāo)的選取，有效地抑制雜散頻率。但是通信系統(tǒng)中信號(hào)總是具有一定帶寬，當(dāng)中頻信號(hào)帶寬變寬，那么所需要的下變頻信號(hào)頻帶frf-flo，就會(huì)在頻譜上與三階產(chǎn)物2flo-frf頻帶靠近，甚至交疊，因此帶通濾波器就無(wú)法將雜散濾除了。

5、同時(shí)，本振源信號(hào)相位噪聲及其雜散也會(huì)影響混頻電路輸出信號(hào)雜散。外部輸入時(shí)鐘信號(hào)傳輸至本振源，各類頻率源對(duì)輸入?yún)⒖夹盘?hào)要求較高，參考信號(hào)功率、雜散均會(huì)影響混頻電路輸出信號(hào)質(zhì)量。外部輸入?yún)⒖夹盘?hào)通常需經(jīng)過(guò)電纜和各類轉(zhuǎn)接連接器傳輸至本振源，當(dāng)傳輸鏈路屏蔽效果較差或其他原因引入雜散，或影響參考信號(hào)功率穩(wěn)定性時(shí)，本振源輸出本振信號(hào)相應(yīng)會(huì)受到影響。

6、通過(guò)上述的分析，如果能夠有效地抑制三階產(chǎn)物2flo-frf、提升本振信號(hào)質(zhì)量及輸出中頻信號(hào)交調(diào)能力，那么就可以將帶寬設(shè)為跨倍頻程，甚至更寬的中頻信號(hào)進(jìn)行下變頻處理。

7、除此之外，有源變頻電路的可靠性受供電電路影響明顯，當(dāng)外部供電接口輸入反向電壓時(shí)，后端電路常常會(huì)發(fā)生故障，甚至被燒毀，因此，防誤加電設(shè)計(jì)可提高對(duì)應(yīng)電路的可靠性。同時(shí)，供電電路內(nèi)部穩(wěn)壓器輸出端為后端各功能電路供電，當(dāng)后端電路正、負(fù)電壓供電，且供電點(diǎn)不是高阻態(tài)時(shí)，當(dāng)一種電壓先傳輸至對(duì)應(yīng)供電點(diǎn)，該電壓會(huì)影響其反向電壓供電點(diǎn)，并反向影響對(duì)應(yīng)穩(wěn)壓器進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，不輸出對(duì)應(yīng)電壓。例如，附圖1中，-5v電平先于+5v電平加載于頻率源電路內(nèi)某型+5v、-5v雙電壓供電芯片，該芯片兩供電管腳間非開(kāi)路狀態(tài)，-5v電平串至+5v管腳，使其為負(fù)電平，反向影響-5v穩(wěn)壓器，使其進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，不能正常輸出-5v，導(dǎo)致此下變頻電路-5v支路均不能正常工作，影響電路可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種具有自適應(yīng)輸入時(shí)鐘功率的寬帶、低雜散下變頻電路，在寬帶下變頻過(guò)程中，有效抑制信號(hào)傳輸中的雜散信號(hào)，改善本振源輸出信號(hào)質(zhì)量，提高供電電路可靠性。

2、實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種具有自適應(yīng)輸入時(shí)鐘功率的寬帶、低雜散下變頻電路，包括本振電路、混頻電路、中頻放大電路和供電電路，其中：

3、所述本振電路接收外部輸入100mhz時(shí)鐘信號(hào)，經(jīng)耦合器耦合支路檢測(cè)，直通端輸出至本振源，并自適應(yīng)調(diào)整輸出至本振源的時(shí)鐘信號(hào)功率；

4、混頻電路輸入射頻輸入信號(hào)為frf，本振輸入信號(hào)為flo，其中本振輸入信號(hào)flo經(jīng)放大器2和90°電橋后功分為正交的兩路本振信號(hào)，射頻輸入信號(hào)接入0°功分器的輸入端，經(jīng)0°功分器分成兩路，兩組本振信號(hào)和射頻信號(hào)分別提供給兩個(gè)性能相同的混頻電路，產(chǎn)生兩路下變頻中頻信號(hào)，包括所需要的中頻信號(hào)frf-flo、三階雜散信號(hào)2flo-frf，再通過(guò)同相0°功分器，兩路中頻信號(hào)frf-flo合路輸出，兩路三階雜散信號(hào)2flo-frf，相位相反，相互抵消；

5、中頻放大電路對(duì)合路輸出的中頻信號(hào)進(jìn)行濾波、放大；

6、供電電路為本振電路、混頻電路、中頻放大電路提供電源信號(hào)。

7、進(jìn)一步的，本振電路包括帶通濾波器、可變?cè)鲆娣糯笃?、耦合器、檢波電路、門限比較電路、數(shù)字控制器，其中本振電路接收外部輸入100mhz時(shí)鐘信號(hào)，經(jīng)高抑制度100mhz帶通濾波器濾除100mhz帶外信號(hào)；時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)可變?cè)鲆娣糯笃?、耦合器，耦合器直通端連接至本振源，耦合端連接至順次設(shè)置的檢波電路、門限比較電路、數(shù)字控制器反饋至可變?cè)鲆娣糯笃鳎ㄟ^(guò)可變?cè)鲆娣糯笃髡{(diào)整輸入至本振源100mhz參考信號(hào)功率。

8、進(jìn)一步的，中頻放大電路包括中頻濾波器和放大器3，其中放大器3選用hgc462放大器，輸出功率1db壓縮點(diǎn)+23.5dbm，輸出ip3為+34dbm。

9、進(jìn)一步的，供電電路輸入端串聯(lián)二極管，當(dāng)輸入為負(fù)電平時(shí)，輸入電壓正常通過(guò)串聯(lián)的二極管，否則串聯(lián)的二極管截止，保護(hù)后端電路；供電電路輸出端對(duì)地并聯(lián)二極管，當(dāng)輸出端被拉高為正電平時(shí)，并聯(lián)的二極管工作，對(duì)地短路，將該位置電平拉為對(duì)地短路，使供電電路穩(wěn)壓器正常工作。

10、進(jìn)一步的，供電電路包括兩個(gè)電壓支路，第一電壓支路中穩(wěn)壓器u1為xc3091dba型負(fù)壓線性穩(wěn)壓器，其輸入端串聯(lián)二極管d1，型號(hào)為1n5819，當(dāng)輸入為負(fù)電平時(shí)，輸入電壓正常通過(guò)二極管d1，若輸入為正電平時(shí)，則二極管d1截止，保護(hù)后端電路；穩(wěn)壓器u1輸出端對(duì)地并聯(lián)二極管d2，型號(hào)為1n5819，當(dāng)輸出端被拉高為正電平時(shí)，二極管d2工作，對(duì)地短路，將電平拉為對(duì)地短路，使穩(wěn)壓器u1正常工作；

11、第二電壓支路中穩(wěn)壓器u2為xc5322fca型線性穩(wěn)壓器，輸入端串聯(lián)二極管d3，輸出端并聯(lián)二極管d4，二極管d3型號(hào)為1n5819，二極管d4型號(hào)為1n5819。

12、進(jìn)一步的，射頻輸入信號(hào)頻率范圍30～40ghz，本振輸入信號(hào)頻率24ghz，所需輸出下變頻中頻信號(hào)頻率范圍為6～16ghz，三階雜散信號(hào)flo*2-frf的頻率范圍為8～18ghz。

13、進(jìn)一步的，所述混頻電路中兩路混頻器的性能參數(shù)要求一致，優(yōu)選為同批次同晶圓相鄰的單片混頻器。

14、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)在于：

15、1、由于在接收外部輸入100mhz時(shí)鐘信號(hào)后設(shè)置高抑制度100mhz帶通濾波器濾除100mhz帶外信號(hào)，可有效抑制外部輸入信號(hào)在傳輸過(guò)程中帶入的其他低頻雜散信號(hào)，降低100mhz信號(hào)附近雜散信號(hào)對(duì)后端本振源的影響；

16、2、由于輸入時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)可變?cè)鲆娣糯笃?、耦合器，耦合器直通端連接至本振源，耦合端連接至順次設(shè)置的檢波電路、門限比較電路、數(shù)字控制器反饋至可變?cè)鲆娣糯笃?。通過(guò)可變?cè)鲆娣糯笃髡{(diào)整輸入至本振源的100mhz參考信號(hào)功率，可自適應(yīng)傳輸至本振源的參考信號(hào)功率，不會(huì)因?yàn)檫^(guò)小而失鎖，或過(guò)大而影響相位噪聲，提高本振源相位噪聲及可靠性；

17、3、由于本振源輸出本振信號(hào)通過(guò)90°電橋，分兩路變頻，并通過(guò)同相0°功分器合路，在寬帶下變頻的過(guò)程中，有效抑制信號(hào)傳輸中的三階雜散信號(hào)，降低混頻電路產(chǎn)生的雜散；同時(shí)，下變頻輸出中頻帶寬可以達(dá)到1～2個(gè)倍頻程，下變頻輸出帶通濾波器帶寬設(shè)置可以達(dá)到1～2個(gè)中頻帶寬；

18、4、由于中頻放大器選用高輸出功率1db壓縮點(diǎn)和高輸出ip3放大器(可選用中科海高h(yuǎn)gc462放大器，輸出功率1db壓縮點(diǎn)+23.5dbm，輸出ip3為+34dbm)，抑制諧波及其他交調(diào)信號(hào)，可以提高該下變頻電路的雜散抑制性能；

19、5、由于各電壓支路輸入端串聯(lián)二極管d1、d3(可選用振華永光公司肖特基二極管1n5819，反向工作峰值電壓40v，反向不易擊穿)防止反向電壓輸入保護(hù)后端電路；輸出端并聯(lián)二極管d2、d4(1n5819)防止穩(wěn)壓電路因輸出端有反向電壓導(dǎo)致穩(wěn)壓器不能正常工作，提高電路可靠性。