專利名稱：一種cpfsk信號調(diào)制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于信號處理領(lǐng)域，尤其涉及一種CPFSK信號調(diào)制裝置。
技術(shù)背景在數(shù)據(jù)通信的過程中，信號之間經(jīng)常需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換，如模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù) 字信號，或者數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號。目前，數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號一般 通過連續(xù)相位頻移4建控(Continuous-Phase Frequency Shift Keying, CPFSK)調(diào) 制解調(diào)器完成，轉(zhuǎn)換過程需要用調(diào)制解調(diào)器芯片(MODEM IC)完成。雖然這 種方式簡單，方便，但實現(xiàn)成本過高。同時，由于調(diào)制解調(diào)標(biāo)準(zhǔn)有多種，而每 種MODEM IC芯片只針對一種標(biāo)準(zhǔn)， 一旦選定MODEM IC芯片，完成印刷電 路板(Printed Circuit Board, PCB )制作后則不易改動，并且由于需要安裝 MODEMIC芯片，占用了不少寶貴的PCB板的面積。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種CPFSK信號調(diào)制的裝置，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中 數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號通過MODEMIC芯片實現(xiàn)，導(dǎo)致實現(xiàn)成本高，PCB板 的占用面積大，實現(xiàn)不靈活的問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種CPFSK信號調(diào)制裝置，所述裝置包括數(shù)據(jù)緩沖器，用于輸入的數(shù)字信號流進(jìn)行緩沖，輸出勻速數(shù)字信號流； 直接數(shù)字頻率合成器，用于對所述勻速數(shù)字信號流進(jìn)行直接數(shù)字頻率合成， 輸出正弦波數(shù)字信號；數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，用于將正弦波數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為正弦波模擬信號； 晶體振蕩器，用于提供參考時鐘同步所述直接數(shù)字頻率合成器的直接數(shù)字
頻率合成過禾呈；以及低通濾波器，用于對所述正弦波模擬信號進(jìn)行濾波，輸出濾波后更為純凈 的正弦波模擬信號。所述直接數(shù)字頻率合成器包括相位增量選擇器，用于每隔AT對輸入的數(shù)字信號流進(jìn)行一次相位增量選 擇，輸出相位增量；累加器，用于每隔△ T將相位增量選擇器輸出的相位增量與上一 △ T的相位 值，以及所述定時器的定時值分別進(jìn)行累加；當(dāng)相位累加值達(dá)到或超過N時， 將相位累加值減去N，保留余數(shù)繼續(xù)與下一個△ T時相位增量選擇器輸出的相位 增量進(jìn)行累加；當(dāng)所述定時器的定時值累加值達(dá)到L值時，將定時值累加值減 去L，保留余數(shù)繼續(xù)與下一個AT時所述定時器的定時值進(jìn)行累加；累加寄存器，用于保存所述累加器的相位值以及定時值的累加結(jié)果；相位/幅度轉(zhuǎn)換器，用于每隔A T對所述累加器輸出的相位值進(jìn)行相位/幅度 線性轉(zhuǎn)換，輸出三角波數(shù)字信號；以及數(shù)字低通濾波器，用于對所述三角波數(shù)字信號進(jìn)行濾波，輸出正弦波數(shù)字'二. 口其中，AT是抽樣間隔。./。是本裝置所能輸出的最小頻率，即分辨率。/。的 周期是T「1/./。，是最大周期。N-T。/AT, N為在一個最大周期內(nèi)抽樣的幅度 值數(shù)量。L為輸入1比特數(shù)據(jù)所包含的抽樣次數(shù)，相當(dāng)于1比特數(shù)據(jù)占用的時間。本發(fā)明在對數(shù)字信號流進(jìn)行直接數(shù)字頻率合成時先把數(shù)字信號流轉(zhuǎn)換成三 角波數(shù)字信號，再把三角波數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成正弦波數(shù)字信號，省去了直接轉(zhuǎn)換 成正弦波數(shù)字信號時所需的幅度表格，在一般的單片機(jī)中都可實現(xiàn)，不需要專 用的MODEM IC,降低了實現(xiàn)成本，節(jié)省了 PCB電路板的占用面積，可適應(yīng)多 種調(diào)制解調(diào)標(biāo)準(zhǔn)。同時，三角波數(shù)字信號在輸出前經(jīng)過數(shù)字低通濾波消除三角 波數(shù)字信號的尖頂，形成正弦波數(shù)字信號。


圖1是本發(fā)明提供的CPFSK信號調(diào)制裝置的結(jié)構(gòu)圖； 圖2是本發(fā)明提供的直接頻率合成器的控制圖。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實 施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅 僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明直接在單片機(jī)微處理機(jī)控制單元(Microprocessor Control Unit, MCU) 中完成數(shù)字信號到^^莫擬信號的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的CPFSK調(diào)制，可以省去MCU 外部的MODEM IC芯片，既降低了成本，又節(jié)省了PCB面積，同時提高了信 號轉(zhuǎn)換的靈活性，能夠適應(yīng)多種調(diào)制解調(diào)標(biāo)準(zhǔn)。圖1示出了本發(fā)明提供的CPFSK信號調(diào)制裝置的結(jié)構(gòu)，MCU11在晶體振蕩器 12的控制下對輸入的數(shù)字信號流進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理，輸出正弦波模擬信號，經(jīng)低通 濾波器(Low Pass Filter, LPF ) 13平滑濾波，輸出濾波后的更為純凈的正弦波 模擬信號。由于數(shù)字信號流進(jìn)入MCU11時的瞬時速率并不是相同的，可能在一段時間 內(nèi)有很多數(shù)字信號流進(jìn)入MCUll,同樣也可能在另一段時間內(nèi)沒有數(shù)字信號流 進(jìn)入MCUll,而直接頻率合成器(Direct Digital Frequency Synthesis, DDFS)112 要求進(jìn)入其中的數(shù)字信號流的速度必須勻速。因此，數(shù)字信號流輸入直接頻率 合成器112前先經(jīng)數(shù)據(jù)緩沖器111進(jìn)行緩沖，輸出勻速的數(shù)字信號流。直接頻率 合成器112將數(shù)據(jù)緩沖器111輸出的勻速數(shù)字信號流進(jìn)行直接數(shù)字頻率合成得到 正弦波數(shù)字信號。在直接頻率合成器112將輸入的數(shù)字信號流進(jìn)行直接數(shù)字頻率 合成的過程中，晶體振蕩器12提供參考時鐘來同步整個直接數(shù)字頻率合成器112 各個組成部分的直接數(shù)字頻率合成過程。數(shù)/模轉(zhuǎn)換器113對直接頻率合成器112輸出的正弦波數(shù)字信號進(jìn)行數(shù)/模轉(zhuǎn) 換，輸出正弦波模擬信號，由低通濾波器13對此正弦波模擬信號進(jìn)行濾波，輸
出濾波后的更為純凈的正弦波^^莫擬信號。由于三角波的相位與幅度呈線性關(guān)系，只要知道相位，就可計算出幅度， 無需保存任何幅度表格，本發(fā)明在對直接數(shù)字頻率合成過程中先把數(shù)字信號流 調(diào)制成三角波數(shù)字信號，再把三角波信號轉(zhuǎn)換成正弦波數(shù)字信號。如圖2所示，定時器26根據(jù)晶體振蕩器12提供的脈沖信號來確定AT， AT =T*K， T為MCU晶體振蕩器的一個時鐘周期，K為MCU內(nèi)部定時器值。相 位增量選擇器21每隔AT對輸入的數(shù)字信號流進(jìn)行一次相位增量選擇，輸出相 位增量。如果輸入數(shù)據(jù)是l，則相位增量為m,如果輸入數(shù)據(jù)是O,則相位增量 為s。以V.23標(biāo)準(zhǔn)為例，./;,表示CPFSK信號中代表1的頻率，/, =/ /。； /,表 示CPFSK信號中代表O的頻率，= /。是頻率分辨率， 一般/。=1他，/, 頻率的相位增量為5=/y/ =27W ， 厶頻率的相位增量為^=/ ^=7卯0 。累加器22每隔AT將相位增量選擇器21輸出的相位增量與累加寄存器23 寄存的相位值進(jìn)行累加，累加后的結(jié)果送至累加寄存器23保存，同時輸出至相 位/幅度轉(zhuǎn)換器24。到下一個AT時，累加寄存器23將保存的累加器22在上一 個AT作用后所產(chǎn)生的相位值反饋到累加器22的輸入端，以使累加器22在下一 個AT作用下繼續(xù)累加。這樣，累加器22在AT的作用下將相位值進(jìn)行線性累 加，每當(dāng)相位累加值達(dá)到或超過N時，說明相位值超過2兀，則累加器22把相 位累加值減去N，保留余數(shù)并把所得余數(shù)送至累加寄存器23進(jìn)行保存，繼續(xù)累 加，以保證三角波數(shù)字信號的波形呈現(xiàn)周期性。累加器22在累加相位的同時，也對時間進(jìn)行累加。j艮設(shè)輸入lbit數(shù)據(jù)所占 用的時間為L，就是比特率B的倒數(shù)，即L=l/B。折算成定時器值，則 L=::[(1/B)/AT]*K=K/(BAT),其中K為MCU內(nèi)部定時器值。每隔一個AT,累加 器22就累加一個AT時間值，并把累加后的時間值保存在累加寄存器23。在下 一 AT時間內(nèi)，累加寄存器23把時間值返回給累加器22進(jìn)行下一次累加。當(dāng)時 間累加值達(dá)到L值時，說明lbit數(shù)據(jù)發(fā)送完成。此時，累加器22把時間累加值 減去L，保留余數(shù)，并把余數(shù)保存入累加寄存器23,進(jìn)入下一個bit位的發(fā)送。 因此，上個數(shù)據(jù)結(jié)束時的相位累加值代表的就是當(dāng)前頻率的相位值，下個數(shù)據(jù) 在相位累加值的基礎(chǔ)上繼續(xù)累加，從而保證了相位的連續(xù)性。由于AT和L完全由定時器26確定，則比特率的準(zhǔn)確性也由定時器26確定。 而定時器26的準(zhǔn)確性由MCU的時鐘晶振確定。因此，只要選擇足夠精確和穩(wěn) 定的時鐘晶振，就可保證符合要求的比特率。V.23標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定比特率誤差 330ppm,故選擇的MCU晶體的頻率穩(wěn)定度和精確度也要小于該值。由于三角波的相位與幅度呈線性關(guān)系，相位/幅度轉(zhuǎn)換器24每隔AT對累加 器22輸出的相位值進(jìn)行相位/幅度線性轉(zhuǎn)換計算，輸出三角波數(shù)字信號。數(shù)字低 通濾波器25每隔AT對相位/幅度轉(zhuǎn)換器24輸出的三角波數(shù)字信號進(jìn)行濾波， 消除它的尖頂，輸出正弦波數(shù)字信號。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā) 明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明 的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種CPFSK信號調(diào)制裝置，其特征在于，所述裝置包括數(shù)據(jù)緩沖器，用于輸入的數(shù)字信號流進(jìn)行緩沖，輸出勻速數(shù)字信號流；直接數(shù)字頻率合成器，用于對所述勻速數(shù)字信號流進(jìn)行直接數(shù)字頻率合成，輸出正弦波數(shù)字信號；數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，用于將正弦波數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為正弦波模擬信號；晶體振蕩器，用于提供參考時鐘同步所述直接數(shù)字頻率合成器的直接數(shù)字頻率合成過程；以及低通濾波器，用于對所述正弦波模擬信號進(jìn)行濾波，輸出濾波后更為純凈的正弦波模擬信號。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的CPFSK信號調(diào)制裝置，其特征在于所述直接數(shù) 字頻率合成器包括相位增量選擇器，用于每隔AT對輸入的數(shù)字信號流進(jìn)行一次相位增量選擇， 輸出相位增量；累加器，用于每隔AT將相位增量選擇器輸出的相位增量與上一AT的相位 值，以及所述定時器的定時值分別進(jìn)行累加；當(dāng)相位累加值達(dá)到或超過N時，將 相位累加值減去N,保留余數(shù)繼續(xù)與下一個AT時相位增量選擇器輸出的相位增 量進(jìn)行累加；當(dāng)所述定時器的定時值累加值達(dá)到L值時，將定時值累加值減去L, 保留余數(shù)繼續(xù)與下 一 個AT時所述定時器的定時值進(jìn)行累加；累加寄存器，用于保存所述累加器的相位值以及定時值的累加結(jié)果；相位/幅度轉(zhuǎn)換器，用于每隔AT對所述累加器輸出的相位值進(jìn)行相位/幅度線 性轉(zhuǎn)換，輸出三角波數(shù)字信號；以及數(shù)字低通濾波器，用于對所述三角波數(shù)字信號進(jìn)行濾波，輸出正弦波數(shù)字信號。其中，AT是抽樣間隔。/。是本裝置所能輸出的最小頻率，即分辨率。/。的 周期是T。-1//。，是最大周期。N = To/AT, N為在一個最大周期內(nèi)抽樣的幅度值 數(shù)量。L為輸入l比特數(shù)據(jù)所包含的抽樣次數(shù)，相當(dāng)于l比特數(shù)據(jù)占用的時間。
全文摘要
本發(fā)明適用于信號處理領(lǐng)域，提供了一種CPFSK信號調(diào)制裝置，所述裝置包括數(shù)據(jù)緩沖器，用于輸入的數(shù)字信號流進(jìn)行緩沖，輸出勻速數(shù)字信號流；直接數(shù)字頻率合成器，用于對所述勻速數(shù)字信號流進(jìn)行直接數(shù)字頻率合成，輸出正弦波數(shù)字信號；數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，用于將正弦波數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為正弦波模擬信號；晶體振蕩器，用于提供參考時鐘同步所述直接數(shù)字頻率合成器的直接數(shù)字頻率合成過程；以及低通濾波器，用于對所述正弦波模擬信號進(jìn)行濾波，輸出濾波后更為純凈的正弦波模擬信號。本發(fā)明在對數(shù)字信號流進(jìn)行直接數(shù)字頻率合成時先把數(shù)字信號流轉(zhuǎn)換成三角波數(shù)字信號，再把三角波數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成正弦波數(shù)字信號，省去了直接轉(zhuǎn)換成正弦波數(shù)字信號時所需的幅度表格，在一般的單片機(jī)中都可實現(xiàn)，不需要專用的MODEM IC，降低了實現(xiàn)成本，節(jié)省了PCB電路板的占用面積，可適應(yīng)多種調(diào)制解調(diào)標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號H04L27/32GK101163125SQ20061006312
公開日2008年4月16日 申請日期2006年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月13日
發(fā)明者彭建平 申請人:深圳市好易通科技有限公司