频器112连接于所述低噪声放大器111。如图1所示，在本实施例中，所述第一混频器112连接于所述第二滤波器115，接收所述第二滤波器115的输出信号，同时连接于所述锁相环电路13，所述第一混频器112为下变频混频器(Down Mixer)，将所述第二滤波器115输出的射频信号与所述锁相环电路13提供的本振信号进行混频，所述第一混频器112将射频信号搬移到中频，以供后续基带模块处理。
[0070]如图1所示，所述第一滤波器113连接于所述第一混频器112，将所述第一混频器112输出的中频信号进行滤波，滤除信号带宽以外的谐波和干扰信号，防止混叠和干扰。所述第一滤波器113可以是无源或有源结构，所述第一滤波器113的带宽可以调节。在本实施例中，所述第一滤波器113为有源、带宽可调的滤波器。
[0071]如图1所示，所述输出缓冲器114连接于所述第一滤波器113，在本实施例中，所述输出缓冲器114为可变增益放大器(Variable Gain Amplifier, VGA),用于驱动低阻抗负载，所述输出缓冲器114的增益是固定的或者可以调节的，在本实施例中，所述输出缓冲器114为增益可调的可变增益放大器。所述输出缓冲器114将中频输出信号IF_out输出至后续的基带模块。
[0072]所述发射通路包括第二放大器、第二混频器122以及第三放大器。
[0073]所述第二放大器接收中频输入信号IF_in，如图1所示，所述第二放大器为可变增益放大器121，用于调节中频输入信号IF_in的幅度。
[0074]如图1所示，在本实施例中，所述第一混频器112连接于所述第二放大器，接收所述第二放大器的输出信号，同时连接于所述锁相环电路13，所述第一混频器112为上变频混频器(Up Mixer)，将所述第二放大器输出的中频信号与所述锁相环电路13提供的本振信号进行混频，所述第二混频器122将中频信号搬移到射频，使发射信号的频率能达到在大气中传播的频率。
[0075]如图1所示，所述第三放大器连接于所述第二混频器122，用于将所述第二混频器122的输出信号放大并输出射频输出信号RF_out，所述射频输出信号RF_out的幅度足够大，不会因为远距离传输而衰减至无法识别。
[0076]如图1所示，所述宽带收发器还包括带隙基准电路14，所述带隙基准电路14为内部电路提供基准电压和基准电流，以确保内部电路工作稳定。
[0077]如图1所示，所述宽带收发器I还包括串行外围设备接口 15(Serial PeripheralInterface，SPI)，所述串行外围设备接口 15用于实现数据的传输。所述串行外围设备接口15，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便。
[0078]上述应用于有线同轴以太网的宽带收发器I的工作原理如下:
[0079]接收数据:
[0080]所述低噪声放大器111从线缆、天线或其他接收大气中射频信号的设备接收所述射频输入信号RF_in，所述射频输入信号RF_in经过长距离的传播而衰减，所述低噪声放大器111经过调整增益将所述射频输入信号RF_in放大到后续模块能识别处理的状态，同时所述低噪声放大器111抑制后级模块的噪声，以提高接收通路整体的灵敏度。在本实施例中，所述低噪声放大器111后还连接有一个外置的所述第二滤波器115，所述第二滤波器115用于对所述低噪声放大器111的输出信号进行滤波，滤除射频频谱以外的干扰信号，提高信噪比。所述第一混频器112是接收通路中最重要的模块，所述第一混频器112将经所述第二滤波器115滤波后的射频信号搬到中频频段，使得输入数据的频率在后续模块的工作频段。所述第一混频器112的输出信号再通过所述第一滤波器113进行滤波，所述第一滤波器113的带宽可调，可根据所述第一混频器112输出的中频信号带宽进行调节，以滤除中频信号带宽以外的谐波和干扰信号，防止混叠和干扰。所述第一滤波器113的输出信号输出至所述输出缓冲器114，在本实施例中，所述输出缓冲器114是一种中频可变增益放大器的特殊形式，对所述第一滤波器113的输出信号进行放大输出中频输出信号IF_out，以驱动低阻抗负载。所述中频输出信号IF_out再经后续识别、处理后表现为可直观感受的音频或视频信息。
[0081]发送数据:
[0082]所述可变增益放大器121对所述中频输入信号IF_in进行放大，调节所述中频输入信号IF_in的幅度，以确保发射信号经长距离传输衰减后仍能识别。所述第二混频器122是发送通路中最重要的模块，所述第二混频器122将经所述可变增益放大器121放大后的中频信号搬到射频频段，使得发送数据的频率工作在发射频段，以便于线缆传输。所述功率放大器123将所述第二混频器122输出的射频信号进行放大，得到射频输出信号RF_out，以驱动低阻抗负载，所述低阻抗负载包括线缆或天线。
[0083]本发明的应用于有线同轴以太网的宽带收发器，能处理的射频信号频率覆盖800M?2.7GHz，能兼容50M?200MHz中频信号带宽，兼容目前市场主流的EOC技术协议。本发明的应用于有线同轴以太网的宽带收发器，通过采用超宽带射频和中频的集成电路设计技术，覆盖目前所有EOC商用频段和信号带宽，具有极大的适应性和广阔的市场前景。
[0084]综上所述，本发明提供一种应用于有线同轴以太网的宽带收发器，包括接收通路、发射通路和内部时钟模块。接收通路包括低噪声放大器(LNA)、下变频混频器，滤波器以及输出缓冲单元；发射通路包括中频放大器，上变频混频器，和一个功率放大器；内部时钟有锁相环PLL产生，该时钟信号提供给上、下变频混频器，以实现频谱的上、下搬移；接收通路中的低噪声放大器用于放大输入信号，同时抑制后级模块的噪声，以提高接收通路整体的灵敏度；低噪声放大器增益可以调节；在低噪声放大器和下变频混频器之间可以插入一个外置滤波器用于滤除射频频谱以外的干扰信号；接收通路中的下变频混频器将射频信号搬移到中频，以供后续基带模块处理；接收通路中的滤波器用于滤除信号带宽以外的谐波和干扰信号，防止混叠和干扰；滤波器可以是无源或有源结构；滤波器带宽可以调节；接收通路中的输出缓冲单元是一种中频可变增益放大器(VGA)的特殊形式，主要目的在于驱动低阻抗负载；输出缓冲单元增益是固定的或者可以调节的；发射通路中的可变增益放大器用于调节输入中频基带信号幅度；发射通路中的上变频混频器将基带信号搬移到射频，以便于线缆传输；发射通路中的功率放大器123将射频信号进行放大，并能驱动低阻抗负载(线缆或天线)。本发明通过采用超宽带射频和中频集成电路设计技术，覆盖目前所有EOC商用频段和信号带宽，具有极大的适应性和广阔的市场前景。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0085]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
【主权项】
1.一种应用于有线同轴以太网的宽带收发器，其特征在于，所述宽带收发器至少包括: 接收通路、发射通路以及内部时钟模块； 所述接收通路包括第一放大器、第一混频器、第一滤波器以及输出缓冲器； 所述第一放大器接收射频输入信号，用于放大所述射频输入信号； 所述第一混频器连接于所述第一放大器，用于对所述第一放大器的输出信号与所述内部时钟电路产生的本振信号进行混频，将射频信号搬移到中频； 所述第一滤波器连接于所述第一混频器，用于对所述第一混频器的输出信号进行滤波； 所述输出缓冲器连接于所述第一滤波器，用于输出中频输出信号以驱动负载；所述发射通路包括第二放大器、第二混频器以及第三放大器； 所述第二放大器接收中频输入信号，用于调节所述中频输入信号的幅度； 所述第二混频器连接于所述第二放大器，用于将所述第二放大器的输出信号与所述内部时钟电路产生的本振信号进行混频，将中频信号搬移到射频； 所述第三放大器连接于所述第二混频器，用于将所述第二混频器的输出信号放大并输出射频输出信号。2.根据权利要求1所述的应用于有线同轴以太网的宽带收发器，其特征在于:所述内部时钟模块为锁相环电路。3.根据权利要求1所述的应用于有线同轴以太网的宽带收发器，其特征在于:所述第一放大器的增益可调。4.根据权利要求1所述的应用于有线同轴以太网的宽带收发器，其特征在于:所述第一放大器为低噪声放大器。5.根据权利要求1所述的应用于有线同轴以太网的宽带收发器，其特征在于:所述第一滤波器为无源或有源结构。6.根据权利要求1所述的应用于有线同轴以太网的宽带收发器，其特征在于:所述第一滤波器的带宽可调。7.根据权利要求1所述的应用于有线同轴以太网的宽带收发器，其特征在于:所述输出缓冲器为中频可变增益放大器。8.根据权利要求1所述的应用于有线同轴以太网的宽带收发器，其特征在于:所述第二放大器为可变增益放大器。9.根据权利要求1所述的应用于有线同轴以太网的宽带收发器，其特征在于:所述第三放大器为功率放大器。10.根据权利要求1所述的应用于有线同轴以太网的宽带收发器，其特征在于:还包括连接于所述第一放大器与所述第一混频器之间的外置第二滤波器。11.根据权利要求1所述的应用于有线同轴以太网的宽带收发器，其特征在于:还包括提供基准电压和基准电流的带隙基准电路。12.根据权利要求1所述的应用于有线同轴以太网的宽带收发器，其特征在于:还包括实现数据传输的串行外围设备接口。
【专利摘要】本发明提供一种应用于有线同轴以太网的宽带收发器，包括接收通路、发射通路和内部时钟模块。接收通路包括低噪声放大器、下变频混频器，滤波器以及输出缓冲单元；发射通路包括中频放大器，上变频混频器，和一个功率放大器；内部时钟由锁相环PLL产生，该时钟信号提供给上、下变频混频器，以实现频谱的上、下搬移。本发明通过采用超宽带射频和中频集成电路设计技术，覆盖目前所有EOC商用频段和信号带宽，具有极大的适应性和广阔的市场前景。
【IPC分类】H04B1/40
【公开号】CN105577219
【申请号】CN201410531527
【发明人】廖友春, 张钊锋, 李娟 , 黄兆磊
【申请人】中国科学院上海高等研究院
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2014年10月10日