一种数字鉴频器及其鉴频方法
【专利摘要】本发明涉及一种数字鉴频器及其鉴频方法，所述鉴频器为数字鉴频器，其以模拟的乘积型相位鉴频器为基础建立数字模型，所述鉴频器包括数据规整器、数字移相器、数字乘法器和数字低通滤波器，所述数据规整器、数字乘法器和数字低通滤波器顺次连接，所述数字移相器一端与数据规整器连接，另一端与数字乘法器连接。本发明的有益效果为：本发明的调频波形可以是任意形式的调频波，具有更广泛的适用性和更大的灵活性，而且如果采用稍高的采样频率，抗噪性能将明显优于现有数字鉴频方法；由于通过数字方式实现鉴频，与现有的模拟鉴频器相比，可以克服温度等因素带来的影响，实施更方便灵活，适用范围更广，具有更高的稳定性和抗噪性能。
【专利说明】一种数字鉴频器及其鉴频方法
【技术领域】
[0001]本发明属于数字通信领域调频信号的接收解调，具体涉及一种数字鉴频器及其鉴频方法。
【背景技术】
[0002]目前，接收机对调频信号的数字鉴频技术都是基于调频波形为正弦波为前提，对其进行适当的采样频率的采样以后，进行正交分解成I/Q两路正交信号，然后提取信号特征，通过相位信息来提取频率信息，从而达到数字鉴频的目的，此方法对信号波形要求较严格、单一，通用性不够，而且抗噪性能不佳。
[0003]而在实际应用过程中，调频波形除了正弦波之外，可还有三角波、方波等多种形式，因此上述方法在实际应用过程中具有很大的局限性。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了使接收信号不局限于正弦波，应用更广泛的对调频信号实现数字鉴频的一种数字鉴频器及其鉴频方法。
[0005]本发明所采用的技术方案为:
[0006]一种数字鉴频器，所述鉴频器为数字鉴频器，其以模拟的乘积型相位鉴频器为基础建立数字模型，所述数字鉴频器包括数据规整器、数字移相器、数字乘法器和数字低通滤波器，所述数据规整器、数字乘法器和数字低通滤波器顺次连接，所述数字移相器一端与数据规整器连接，另一端与数字乘法器连接。
[0007]进一步，所述数字移相器的模拟移相电路包括第一电容、第二电容、电感和电阻，所述第一电容和第二电容串联连接，所述电感和电阻并联连接在第二电容上，所述第一电容一端作为信号输入端，其另一端与第二电容连接处作为信号输出端。
[0008]上述数字鉴频器的鉴频方法包括以下步骤:
[0009]I)数据规整器接收模数转换器转换的数字信号，并将此数字信号进行规整，建模为方波信号，然后将方波信号分别传送至数字移相器和数字乘法器；
[0010]2)数字移相器将方波信号进行数字移相，变为调频调相信号，然后将调频调相信号传送至数字乘法器；
[0011]3)数字乘法器接收数据规整器传送的方波信号和数字移相器传送的调频调相信号，将数据规整器传送的方波信号与数字移相器传送的调频调相信号相乘，将相乘后的数据输出至数字低通滤波器；
[0012]4)数字低通滤波器对数字乘法器输出的相乘后的数据进行低通滤波，滤除高频成分，得到低频信号即完成数字鉴频。
[0013]进一步，所述步骤I)中数据规整器将数字信号规整建模为方波信号的具体方法为:
[0014]I)将数字信号作去直流处理，也就是调整直流分量为O ;[0015]2)对去直流后的数据，大于等于O的数据归一化高电平(直接置为常数，如:+1)，小于O的数据归一化为低电平(直接置为同前异号常数，如:_1)。
[0016]进一步，所述步骤I)之前，基于模拟移相电路建立所述数字移相器的数字模型:通过调整模拟移相电路参数值,使模拟移相电路的谐振频率为调频载波的中心频率,并调整到适当的Q值，满足需要的鉴频灵敏度；确定参数以后，可以通过相关理论建模成数字模型，得到相应的数字移相器参数，以供第2)步实现对数据规整器传送的方波信号进行数字移相。
[0017]进一步，所述数字移相器基于模拟移相电路建立的数字模型为:
[0018]模拟移相电路的传输函数为:
I
【权利要求】
1.一种数字鉴频器，其特征在于:其以模拟的乘积型相位鉴频器为基础建立数字模型，所述数字鉴频器包括数据规整器、数字移相器、数字乘法器和数字低通滤波器，所述数据规整器、数字乘法器和数字低通滤波器顺次连接，所述数字移相器一端与数据规整器连接，另一端与数字乘法器连接。
2.根据权利要求1所述的一种数字鉴频器，其特征在于:所述数字移相器以模拟移相电路为基础进行数字建模，所述模拟移相电路包括第一电容、第二电容、电感和电阻，所述第一电容和第二电容串联连接，所述电感和电阻并联连接在第二电容上，所述第一电容一端作为信号输入端，其另一端与第二电容连接处作为信号输出端。
3.根据权利要求1或2所述的一种数字鉴频器，其特征在于:其鉴频方法包括以下步骤: 1)数据规整器接收模数转换器转换的数字信号，并将此数字信号进行规整，建模为方波信号，然后将方波信号分别传送至数字移相器和数字乘法器； 2)数字移相器将方波信号进行数字移相，变为调频调相信号，然后将调频调相信号传送至数字乘法器； 3)数字乘法器接 收数据规整器传送的方波信号和数字移相器传送的调频调相信号，将数据规整器传送的方波信号与数字移相器传送的调频调相信号相乘，将相乘后的数据输出至数字低通滤波器； 4)数字低通滤波器对数字乘法器输出的相乘后的数据进行低通滤波，滤除高频成分，得到低频信号即完成数字鉴频。
4.根据权利要求3所述的一种数字鉴频器，其特征在于:所述步骤I)中数据规整器将数字信号规整建模为方波信号的具体方法为: 1)将数字信号作去直流处理，即调整直流分量为O; 2)对去直流后的数据,大于等于O的数据归一化为高电平，小于O的数据归一化为低电平。
5.根据权利要求3所述的一种数字鉴频器，其特征在于:所述步骤I)之前，基于模拟移相电路建立所述数字移相器的数字模型:通过调整模拟移相电路参数值，使模拟移相电路的谐振频率为调频载波的中心频率，并调整到适当的Q值，满足需要的鉴频灵敏度；确定参数以后，可以通过相关理论建模成数字模型，得到相应的数字移相器参数，以供第2)步实现对数据规整器传送的方波信号进行数字移相。
6.根据权利要求5所述的一种数字鉴频器，其特征在于:所述数字移相器基于模拟移相电路建立的数字模型为: 模拟移相电路的传输函数为:
I
I:~ 1--l.j ω C 2 + - η ,.、R3(0 L H { J ①)=——1-P--(I)
Jeoc^ — + j ω C 2 + ~l-——
Rj ω L 式(I)对应S域的系统函数为:
【文档编号】H03D3/00GK103986418SQ201410225074
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月22日 优先权日:2014年5月22日
【发明者】杨树纲 申请人:杨树纲