集頻合/調諧中放/功放和低通于一體的無線信道模件的制作方法與工藝

本發明涉及一種無線信道模件，特別是一種集頻合/調諧中放/功放和低通于一體的無線信道模件。

背景技術：
隨著現有無線通信設備市場需求的日益增大，系列產品的多樣性和配套性顯得越來越重要，便攜式通信設備存在不足，通信設備需要朝著小型化方向發展。目前話音通信、數據通信設備的信道模件，通常由頻合、調諧中放、功放和低通多個模件組成，劃分的模件較多，相應電路板多，接口復雜，導致體積和耗流較大，制約著便攜式通信設備的發展，并且影響互換性和可靠性，這是便攜式通信設備面臨的難題。如何實現便于互換、性能穩定、使用可靠、功能完備、環境適應性好、適用于便攜式通信設備的功耗低、體積小的無線信道模件成為亟待解決的一個重要課題。

技術實現要素：
本發明的目的就是為了克服上述已有技術的不足，而提供一種設計合理，結構簡單，集頻合/調諧中放/功放和低通于一體的無線信道模件。為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種集頻合/調諧中放/功放和低通于一體的無線信道模件，包括有頻合電路1、調諧中放電路2、功放電路3、低通電路4和監測電路5相結合構成一個整體，其中：所述頻合電路1，又包括有J4基準時鐘接口11，U1鑒相器模塊12，U7本振電路模塊13，U8基準時鐘模塊14以及輸入輸出接口J1；用以產生無線信道頻率變換所需的一本振信號、二本振信號，給出頻合失鎖指示信號，并對外提供基準時鐘信號。所述調諧中放電路2，又包括有U2調諧中放模塊21以及輸入輸出接口J1；其中調諧中放模塊U2提供接收通路、發射通路和自檢通路，對收信號、發信號和自檢信號進行調諧、放大、變頻、濾波處理，并提供接收信號場強信息，在跳頻發射換頻期間，關閉發信號輸出。所述功放電路3，又包括有U3功放模塊31，U9衰減模塊32以及輸入輸出接口J1；其中U3功放模塊31放大射頻信號，放大量有大功率、小功率兩檔可選，使功率輸出滿足要求；衰減控制改變U9衰減模塊32的衰減量，調整輸出功率的波動范圍，使輸出功率更加平坦。所述低通電路4，又包括有U4低通模塊41以及輸入輸出接口J1；在發射狀態抑制U3功放模塊31輸出信號PA的諧波，濾波后的信號送至IN_OUT；在接收狀態提供接收信號IN_OUT和RX_RF的直流通路。所述監測電路5，又包括有J2天線接口51，U5監測模塊52，U6信息交互模塊53以及輸入輸出接口J1；其中U5監測模塊52監測設備溫度、發射狀態天線端的功率及是否有開路、短路故障；U6信息交互模塊53將監測到的信號進行AD轉換即轉換成監測碼，用以交互狀態信息，保障設備安全運行。本發明的基本設計思想包括兩個方面；電路設計、PCB設計。電路設計又包括：頻合電路、調諧中放電路、功放電路、低通電路和監測電路的設計。1.頻合電路設計：采用帶ΔΣ調制的小數分頻PLL來實現頻率合成。U1鑒相器模塊12選用LMX2485ESQ，由頻合控制碼的串行數據改變內部寄存器信息而產生相應的電平輸出，并提供頻合失鎖指示信號，指示頻合電路工作是否正常，有無失鎖；U1鑒相器模塊12的電平輸出經U7本振電路模塊13處理，產生頻率變換所需的一本振信號和二本振信號；U8基準時鐘模塊14對外產生基準時鐘信號；不論收狀態、發狀態，自檢狀態，頻合電路始終保持工作，發送出一本振信號、二本振信號、頻合失鎖指示信號和基準時鐘信號。2.調諧中放電路設計：收狀態、發狀態、自檢狀態都經此通路，由收發控制、自檢控制信號切換收狀態、發狀態和自檢狀態，不同的頻率點，因有調諧碼不同，可使電路調諧在工作頻率點上，有用信號順利通過，并抑制雜波，改善信號質量，調諧碼存儲在U2調諧中放模塊21中，保障了模件的互換性；接收狀態：天線接收的射頻信號經U2調諧中放模塊21調諧、放大、混頻、濾波處理，轉換成收中頻(平衡)信號，并可提取場強檢測信息，方便使用者了解當前信號強度；發射狀態：來自輸入輸出接口J1的發中頻信號經U2調諧中放模塊21濾波、混頻、放大、調諧處理，轉換成與當前工作頻率相同的射頻信號TX_RF輸出，作為U3功放模塊31的輸入，在跳頻工作的換頻期間，換頻消隱控制信號切斷TX_RF輸出，抑制雜散發射；自檢狀態：處理來自輸入輸出接口J1的自檢信號，將此信號經過調諧、放大、混頻、濾波電路，以此檢查電路通路是否正常；3.功率放大電路設計：放大射頻功率，滿足功率輸出要求；在發射狀態，U3功放模塊31對輸入信號TX_RF進行放大，由于功率等級控制信號的作用，使得輸出功率PA有大功率和小功率兩檔可選；衰減控制信號改變U9衰減模塊32的衰減量，不論在大功率或小功率發射狀態，其輸出功率對應一定的指標范圍，當功率波動超出指標范圍時，例：當監測到功率偏大，超出指標上限范圍時，衰減控制碼控制增加U9衰減模塊32的衰減量，以此降低U3功放模塊31的功率輸出；當監測到功率偏小，低于指標下限范圍時，衰減控制碼控制減少U9衰減模塊32的衰減量，以此增加U3功放模塊31的功率輸出；使輸出功率在其指標的規定范圍內波動，確保輸出功率更加平坦，U9衰減模塊32選用PE43702MLI。4.低通濾波電路設計：作為整件安裝合理，在發射狀態抑制U3功放模塊31輸出信號PA的諧波，由分段控制將濾波器分為高頻段和低頻段兩段進行濾波，濾波后的信號送至IN_OUT，使之滿足整機發射諧波指標要求；在接收狀態提供接收信號IN_OUT和RX_RF的直流通路。5.監測電路設計：監測電路監測設備狀態，保障設備運行安全。U5監測模塊52監測設備的溫度、天線端口的發射功率以及發射狀態天線端口是否有開路、短路故障，提供監測的狀態信息；U6將此信息進行AD轉換，轉換成監測碼，用以交互狀態信息；U6信息交互模塊53選用AD7811YRU。6.PCB設計本發明的顯著特點是分層、分區、隔離、抗干擾、方便調試及維修。考慮信號頻率、功率、各電源走線上的電流大小、散熱等因素，周密、合理、巧妙進行PCB設計，本發明PCB印制板布局示意圖見圖2；PCB采用8層印制板，元器件、部件布局合理，走線巧妙避開干擾，多處使用間距很小的測試缺口，正常工作時，這些缺口只需焊錫連接，而調試或查找問題時焊開缺口即可，即方便調試、維修，又不會影響可靠性，也無需增加成本；在整體設計上本發明僅以單模件形式對外連接，只有4個接口——輸入輸出接口J1、天線接口J2、電源接線柱J3和基準時鐘接口J4；結構簡單、電磁干擾小，有良好的互換性和可靠性。總之，本發明具有體積小、功能全、接口簡單、互換性好、可靠性高等特點。附圖說明圖1本發明整體電原理圖；圖2本發明PCB印制板布局示意圖。圖中符號說明：1是頻合電路；2是調諧中放電路；3是功放電路；4是低通電路；5是監測電路；11是J4基準時鐘接口；12是U1鑒相器模塊；13是U7本振電路模塊；14是U8基準時鐘模塊；21是U2調諧中放模塊；31是U3功放模塊；32是U9衰減模塊；41是U4低通模塊；51是J2天線接口；52是U5監測模塊；53是U6信息交互模塊；J1是輸入輸出接口；J3是電源接線柱。具體實施方式請參閱圖1和圖2所示，為本發明具體實施例。結合圖1和圖2可見：本發明包括有頻合電路1、調諧中放電路2、功放電路3、低通電路4和監測電路5相結合構成一個整體，其中：所述頻合電路1，又包括有J4基準時鐘接口11，U1鑒相器模塊12，U7本振電路模塊13，U8基準時鐘模塊14以及輸入輸出接口J1；且：所述U1鑒相器模塊12的第6腳至8腳頻合控制碼依次分別與輸入輸出接口J1的第38腳至40腳對應相連接，U1鑒相器模塊12的第12腳頻合失鎖指示與輸入輸出接口J1的第44腳連接，U1鑒相器模塊12的第1腳LO_1和第16腳LO_2依次分別與U7本振電路模塊13的第3腳和第5腳對應相連接；所述U7本振電路模塊13的第1腳一本振信號和第16腳二本振信號依次分別與U2調諧中放模塊21的第13腳和第14腳對應相連接，U7本振電路模塊13的第7腳至9腳頻合控制碼依次分別與輸入輸出接口J1的第41腳至43腳對應相連接；所述U8基準時鐘電路14的第1腳與J4基準時鐘接口11連接。所述調諧中放電路2，又包括有U2調諧中放模塊21以及輸入輸出接口J1；U2調諧中放模塊21的第3腳至5腳收中頻(平衡)信號依次分別與輸入輸出接口J1的第12腳至14腳對應相連接，U2調諧中放模塊21的第11腳和第12腳換頻消隱控制依次分別與輸入輸出接口J1的第49腳和第52腳對應相連接，U2調諧中放模塊21的第6腳至9腳調諧碼依次分別與輸入輸出接口J1的第26腳至29腳對應相連接，U2調諧中放模塊21的第18腳發中頻、第19腳場強檢測、第16腳收、檢切換和第21腳自檢信號依次分別與輸入輸出接口J1的第11腳、第9腳、第25腳和第24腳對應相連接，U2調諧中放模塊21的第1腳至2腳收發控制依次分別與輸入輸出接口J1的第21腳至22腳對應相連接，U2調諧中放模塊21的第10腳TX_RF和第15腳RX_RF依次分別與U3功放模塊31的第1腳和U4低通模塊41的第8腳對應相連接。所述功放電路3，又包括有U3功放模塊31，U9衰減模塊32以及輸入輸出接口J1；且：所述U3功放模塊31的第2腳PA1和第3腳PA2依次分別與U9衰減模塊32的第5腳和第14腳對應相連接，U3功放模塊31的第5腳功率等級控制和第7腳PA依次分別與輸入輸出接口J1的第45腳和U4低通模塊41的第12腳對應相連接；所述U9衰減模塊32的第16腳至18腳衰減控制依次分別與輸入輸出接口J1的第53腳至55腳對應相連接。所述低通電路4，又包括有U4低通模塊41以及輸入輸出接口J1；U4低通模塊41的第5腳收發控制與輸入輸出接口J1的第22腳相連接，U4低通模塊41的第1腳和第3腳分段控制依次分別與輸入輸出接口J1的第16腳和第51腳對應相連接，U4低通模塊41的第4腳IN_OUT與U5監測模塊52的第6腳相連接。所述監測電路5，又包括有J2天線接口51，U5監測模塊52，U6信息交互模塊53以及輸入輸出接口J1；且：所述U5監測模塊52的第1腳至3腳狀態信號依次分別與U6信息交互模塊53的第5腳至7腳對應相連接，U5監測模塊52的第4腳ANT與J2天線接口51連接；所述U6信息交互模塊53的第12腳至15腳監測碼依次分別與輸入輸出接口J1的第56腳至59腳對應相連接。值得說明的是，本發明主要器件型號依次為：U1鑒相器模塊12選用LMX2485ESQ芯片；U9衰減模塊32選用PE43702MLI芯片；U6信息交互模塊53選用AD7811YRU芯片；其余為工業級元器件和精加工的自制線圈和結構件。以上實施例，僅為本發明的較佳實施例，用以說明本發明的技術特征和可實施性；同時以上的描述，對于熟知本技術領域的專業人士應可明了并加以實施，因此其他在未脫離本發明所揭示的前提下所完成的等效的改變或修飾，均應包含在本發明的權利要求范圍之內。