专利名称：一种数字对讲机信号解调装置和芯片的制作方法
技术领域：
本发明涉及信号解调领域，具体涉及一种数字对讲机信号解调装置和芯片。
背景技术：
对于地面专业无线对讲系统，在未来的三年将迎来模拟转为数字的变更期。在这一阶段大部分市场将会转向低成本的数字对讲，而数字无线通信协议DPMR是当今公认的商业对讲最佳解决方案。由于DPMR采用了 4FSK(Frequency_shift keying,频移键控)数字调制解调来取代传统的FM调制解调，但射频电路的本地振荡信号会随着时间和温度等客观条件的变化而发生相应改变，造成解调后的信号直流电平不稳定，同时一般基带芯片采用差分输入，因此解调后的信号需要通过单端转差分电路得到差分信号，所以当解调信号直流电平发生变化时，单端转差分信号也同时发生变化，造成基带芯片的差分输入信号直流电平发生偏移，在极限条件下会造成单端转差分电路饱和，进而使解调信号失真，增高了误码率。现有的普遍处理方式是:参考晶体振荡器采用温补压控晶体振荡器，此晶体可以补偿一部分因温度造成的频率变化，但补偿范围有限。提供给参考晶体振荡器的基准电平约为1.5V，从而参考晶体振荡器产生相应的频点，此频点输入给锁相环电路(或者锁相环芯片)，作为锁相环的参考频点，此参考频点与压控振荡器反馈频点进行比较，两者之间产生相位差，从而使锁相环中的鉴相器产生了相应的泵电流电压，泵电流电压经过环路低通滤波器改变压控振荡器频点，从而形成反馈回路，得到所需要的第一本地振荡频点。此本地振荡频点与天线接收到的射频信号进行混频，得到中频信号，中频信号经过鉴频器解调，解调后的信号经过单端转差分电路，最终差分信号输出给软件解码所需要的解调信号。由于参考晶体采用温补压控晶体振荡器，当温度在-30°C到75°C之间变化时，晶体振荡器频率变化为5ppm，而且每老化一年时间，晶体振荡器频率变化为2ppm。如果长时间使用，又在不同的环境中，可能造成频点变化7ppm。由于参考晶体振荡器频点发生变化，所以本地振荡频点就相应变化7ppm，解调后的信号直流电平发生变化，则单端转差分电路的输入直流分量发生变化，在极限条件下，可能造成单端转差分输入信号饱和，从而导致输出信号严重失真，最终增加了误码率。当个人数字对讲机处于接收状态时，温度变化和器件老化等环境因素的变化会造成本地振荡频点发生变化，或者接收到的射频信号的频点发生偏移时。则本地振荡信号与接收到的射频信号进行混频后，得到的中频信号也会发生偏移，中频信号经过鉴频器解调输出的解调信号的直流电平就发生相应变化，解调信号的直流分量会发生变化，经过单端转差分电路，得到的差分信号从而也发生变化，则基带芯片的采集到的解调信号的直流分量发生相应变化。温度的变化和器件的老化，属于客观事实，是无法避免的。而且长时间在不同温度下使用，又会造成上述问题。所以补偿由于器件老化和温度变化产生的参考晶体频率变化，就显得格外重要。
发明内容
为了处理本地振荡的频点偏移的问题，提高解调信号的稳定性、降低解调信号的失真度，本发明提出一种数字对讲机信号解调装置和芯片。为了解决上述技术问题，本发明提供了一种数字对讲机信号解调装置，包括基带芯片、锁相环、混频器、鉴频器和单端转差分模块，所述锁相环，用于产生本地振荡信号；所述混频器，用于将本地振荡信号与天线接收到的射频信号进行混频，得到中频信号;所述鉴频器，用于对所述中频信号经过鉴频解调，输出解调信号；所述单端转差分模块，用于根据基带芯片输出的基准电平对解调信号进行差分转换，得到两路中频信号差分信号；所述基带芯片，用于根据所述的两路中频信号差分信号计算所述解调信号中的直流分量，将计算结果与参考直流分量进行比较，如果直流分量与参考直流分量的偏差大于直流阈值，则改变输出到所述单端转差分模块的基准电平，直到计算得到的解调信号的直流分量与参考直流分量的偏差小于直流阈值。进一步地，所述基带芯片包括直流分量计算模块和电压控制模块，所述直流分量计算模块，用于计算所述解调信号中的直流分量；所述电压控制模块，用于将直流分量计算模块输出的直流分量与参考直流分量进行比较，如果直流分量与参考直流分量的偏差大于直流阈值，则根据该偏差与通过所述的两路中频信号差分信号的关系，向减小输入直流分量和参考直流分量偏差的方向调节输出到所述单端转差分模块的电平，直到接收到的解调信号的直流分量与参考直流分量的偏差小于或等于直流阈值，将此时的输出电平作为基准电平输入到单端转差分模块；如果所述偏差小于或等于直流阈值，则保持输入到单端转差分模块的电平不变。进一步地，单端转差分模块为运算放大器芯片。为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种数字对讲机信号基带芯片，所述基带芯片，根据接收到的两路差分信号计算直流分量，将计算结果与参考直流分量进行比较，如果直流分量与参考直流分量的偏差大于直流阈值，则改变输出的基准电平，直到计算的直流分量与参考直流分量的偏差小于直流阈值。进一步地，所述基带芯片包括直流分量计算模块和电压控制模块，所述直流分量计算模块计算接收到的两路差分信号的直流分量；所述电压控制模块将直流分量计算模块输出的直流分量与参考直流分量进行比较，如果直流分量与参考直流分量的偏差大于直流阈值，则根据该偏差与通过所述的两路差分信号的关系，向减小输入直流分量和参考直流分量偏差的方向调节输出的基准电平，直到接收到的直流分量与参考直流分量的偏差小于或等于直流阈值，如果所述偏差小于或等于直流阈值，则保持输出的电平不变。与现有技术相比，本发明通过实时检测解调后的信号的直流电平，根据直流电平变化与中频信号差分信号的关系，调整输出到单端转差分模块的电平，补偿单端转差分模块因为环境变化产生的偏移，最终得到稳定的解调信号的直流电平，同时降低解调信号的失真度。
图1为本发明实施例的数字对讲机信号解调装置的结构示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。本发明实施例通过检测接收到的解调信号的变化，动态实时调节单端转差分模块7的基准电平值，从而得到稳定的差分信号输入基带芯片I。具体方式如下:如图1所示，本发明实施例的数字对讲机信号解调装置包括基带芯片1、锁相环4、混频器5、鉴频器6和单端转差分模块7，所述锁相环4，用于产生本地振荡信号；所述混频器5，用于将本地振荡信号与天线接收到的射频信号进行混频，得到中频信号;所述鉴频器6，用于对所述中频信号经过鉴频解调，输出解调信号；所述单端转差分模块7，用于根据基带芯片I输出的基准电平对解调信号进行差分转换，得到两路中频信号差分信号；所述基带芯片1，用于根据所述的两路中频信号差分信号计算所述解调信号中的直流分量，将计算结果与参考直流分量进行比较，如果偏差大于直流阈值，则改变输出到所述单端转差分模块7的基准电平，直到接收到的解调信号的直流分量与参考直流分量的偏差小于直流阈值。其中，所述基带芯片I包括直流分量计算模块2和电压控制模块3，所述直流分量计算模块2，用于计算所述解调信号中的直流分量；所述电压控制模块3，用于将直流分量计算模块2输出的直流分量与参考直流分量进行比较，如果偏差大于直流阈值，根据直流分量与参考直流分量偏差与通过所述的两路中频信号差分信号的关系，向参考直流分量的方向调节输出到所述单端转差分模块7的电平，直到接收到的解调信号的直流分量与参考直流分量的偏差小于直流阈值，将此时的输出电平作为基准电平输入到单端转差分模块7 ;如果所述偏差小于直流阈值，则保持输入到单端转差分模块7的电平不变。当直流分量减去参考直流分量的差大于阈值时，向减小直流分量的方向调节输出到所述单端转差分模块7的电平；当参考直流分量减去直流分量的差大于阈值时，向增大直流分量的方向调节输出到所述单端转差分模块7的电平，步长的设定取决于输出到单端转差分模块7的A/D转换器的位数，如果A/D为10位，调节幅度为3V，则步长为3mV。其他实施例中，A/D转换器的位数可以采用其他的值，相应的调节步长可以根据需要设定为其他值。其中，单端转差分模块7为运算放大器芯片。假设基带芯片I差分输入的范围为1V-2V，首先通过调节单端转差分模块7输入端的基准电平，得到直流分量都为1.5V的差分信号，将差分信号输入基带芯片1，测量此时基带信号采集到的解调信号的直流分量对应的值，将此值设定为参考直流分量a。本发明实施例调整输入到单端转差分模块7的输入电压的过程为:根据个人数字对讲机协议中规定，每次通信会发送9个600Hz的正弦波作为每次建立通信的帧头，所以在接收端，接收到的最初信号为9个600Hz的正弦波，可以通过接收到9个600Hz的正弦波，计算当前解调信号的直流分量为P，调节直流阈值为△。当接收到第一正弦波的时候，计算此时的直流分量P与参考直流分量a进行比较，如果│ α-β│
> A，则基带芯片1通过调节单端转差分模块7的基准电平，调节本地振荡频率，一直到接收到的解调信号与参考直流分量a的偏差在设定的范围之内，调节结束。此时整个接收机电路就形成负反馈回路，每次通话都可以补偿本地振荡信号和接收射频信号的变化。最终得到稳定的解调信号。其中，直流阈值A的设定取决于基带芯片A/D转换器的精度，如果采用10位的A/D转换器，输入范围为IV，则容差设置为Ibit时，对应的直流阈值为A约为lmV，则解调信号电平调整精度约为lmV。其他实施例中，A/D转换器的位数可以采用其他的值，相应的直流阈值可以根据需要设定为其他值。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种数字对讲机信号解调装置，其特征在于:所述解调装置包括基带芯片(I)、锁相环(4)、混频器(5)、鉴频器(6)和单端转差分模块(7)， 所述锁相环(4)，用于产生本地振荡信号； 所述混频器(5)，用于将本地振荡信号与天线接收到的射频信号进行混频，得到中频信号; 所述鉴频器￠)，用于对所述中频信号经过鉴频解调，输出解调信号； 所述单端转差分模块(7)，用于根据基带芯片(I)输出的基准电平对解调信号进行差分转换，得到两路中频信号差分信号； 所述基带芯片(I)，用于根据所述的两路中频信号差分信号计算所述解调信号中的直流分量，将计算结果与参考直流分量进行比较，如果直流分量与参考直流分量的偏差大于直流阈值，则改变输出到所述单端转差分模块(7)的基准电平，直到计算得到的解调信号的直流分量与参考直流分量的偏差小于直流阈值。
2.如权利要求1所述的解调装置，其特征在于:所述基带芯片(I)包括直流分量计算模块⑵和电压控制模块(3)， 所述直流分量计算模块(2)，用于计算所述解调信号中的直流分量； 所述电压控制模块(3)，用于将直流分量计算模块(2)输出的直流分量与参考直流分量进行比较，如果直流分量与参考直流分量的偏差大于直流阈值，则根据该偏差与通过所述的两路中频信号差分信号的关系，向减小输入直流分量和参考直流分量偏差的方向调节输出到所述单端转 差分模块(7)的电平，直到接收到的解调信号的直流分量与参考直流分量的偏差小于或等于直流阈值，将此时的输出电平作为基准电平输入到单端转差分模块(7);如果所述偏差小于或等于直流阈值，则保持输入到单端转差分模块(7)的电平不变。
3.如权利要求1所述的解调装置，其特征在于:单端转差分模块(7)为运算放大器芯片。
4.一种数字对讲机信号基带芯片，其特征在于:所述基带芯片，根据接收到的两路差分信号计算直流分量，将计算结果与参考直流分量进行比较，如果直流分量与参考直流分量的偏差大于直流阈值，则改变输出的基准电平，直到计算的直流分量与参考直流分量的偏差小于直流阈值。
5.根据权利要求4所述的基带芯片，其特征在于:所述基带芯片包括直流分量计算模块)和电压控制模块， 所述直流分量计算模块计算接收到的两路差分信号的直流分量； 所述电压控制模块将直流分量计算模块输出的直流分量与参考直流分量进行比较，如果直流分量与参考直流分量的偏差大于直流阈值，则根据该偏差与通过所述的两路差分信号的关系，向减小输入直流分量和参考直流分量偏差的方向调节输出的基准电平，直到接收到的直流分量与参考直流分量的偏差小于或等于直流阈值，如果所述偏差小于或等于直流阈值，则保持输出的电平不变。
全文摘要
一种数字对讲机信号解调装置和芯片，涉及信号解调领域，为了处理本地振荡的频点偏移的问题，提高解调信号的稳定性、降低解调信号的失真度，所述解调装置，包括基带芯片、锁相环、混频器、鉴频器和单端转差分模块，将产生的本地振荡信号与天线接收到的射频信号进行混频，得到中频信号；在经过鉴频解调，输出解调信号；在进行差分转换，得到两路中频信号差分信号；所述基带芯片，根据所述的两路中频信号差分信号计算所述解调信号中的直流分量，将计算结果与参考直流分量进行比较，如果直流分量与参考直流分量的偏差大于直流阈值，则改变输出到所述单端转差分模块的基准电平，直到计算得到的解调信号的直流分量与参考直流分量的偏差小于直流阈值。
文档编号H04Q5/24GK103166889SQ201310097148
公开日2013年6月19日 申请日期2013年3月25日 优先权日2013年3月25日
发明者程跃, 杨亮, 王立平, 王京阳, 焦华清 申请人:大唐微电子技术有限公司