1 引 言

　　在便携式及车载型电台中，多采用直接调频技术，应用以电压调控的变容二级管，使振荡器的频率产生偏移，由于锁相环环路误差传递函数的高通特性，被搭载的调制信号不能出现阻带内的低频或直流分量，数字调制即表现为长"0"或长"1"的状态，否则会使频偏降低或消失。这对数传电台不利，为此可对基带数据进行扰码，减小长"0"或长"1"的状态，但又会带来误码的传递，为了解决这个问题本文提出采用双调制锁相频率合成器的方法。

　　2 双调制电路工作原理

　　双调制锁相频率合成器构成如图1所示，fo一般用高精度和高稳定晶体产生，以达到锁相输出频率和晶振同等级别的性能。这种系统可以被用来直接调频，作为模拟调制或数字调制。一般锁相调制电路只调制vco，而双调制方法就是既调制vco，又调制晶体基准源，通过两者互相补偿来实现任意低频调制频偏。

　　　根据环路的线性相位模型[1]，可以分别计算双调制中uf1(t)和uf2(t)的调制作用，以下均以拉普拉斯变换表示。

　　式(2)为闭环传递函数，式(3)为误差传递函数。

　单独考虑uf1(t)的调制，产生的输出相位为：

　　单独考虑uf2(t)的调制时θ1(s)=0，产生的输出相位为：

　

　　由式(3)、式(6)可得

　
　　he(s)具有高通特性，所以必须使调制频率在他的通带之内才行，进入阻带后调制频偏很小，甚至消失。

　　　若选择g1(s)=g2(s)=1，则总输出相位为：

　　
　　当k1/m=k2/n=k时

　　由此可见双调制电路可以使两个调制的效果相互补偿，得到在很宽调制范围内频偏正比于调制信号的fsk调制器，同样也适合模拟的fm调制。

　　环路中配备了可预置分频器"n分频"和"m分频"，软件可控，通过单片机控制可实现任意频率的输出，即：

　　3 电路设计与实现

　　双调制的vco调制部分采用变容二极管组成的西勒振荡[2]，电路如图2所示。其中d4用于锁相环路自调节，d3用于fsk调制，q4及周边的元件构成振荡器的核心电路，产生实际所需的射频信号源，q5和q7是缓冲电路，其中q5输出信号提供给锁相环，作为频率(或相位)反馈信号，q7是一个反向放大器，输出信号提供给功率放大器。之所以要用q5，q7，缓冲，是为了隔离负载效应，避免功放的输入阻抗对压控振荡器的频率产生牵引，影响频率的精度。

　　另一调制部分采用vcxo实现，该器件为集成有源品振，可使能输出，且有一电压输入控制端，可使vcxo输出频率在±100 ppm左右的范围内调整，如nkg公司的vcxos1e050。采用此器件，晶振源和相应的调频器就可方便实现，电路简单，体积小。

　　可预置分频器和鉴相器采用集成电路lmx1602，spi接口控制，是一个双模锁相环，内部包含2个可独立设置的pll电路，工作频率可达1 ghz，在这只使用其中一路。

　　tx data为需调制的数据基带信号，一路直接调制vco，一路反相后通过运放组成的加法器调制vcxo，加法器的另一输入端fct用于微调载波频率，以保证载频的精度。具体电路如图3所示。

　　此电路通过单片机设置lmx1602相关寄存器，即可输出1 ghz以内任何载频的fsk调制射频信号，载波的精度和稳定度同晶体的相当。

　　4 实验结果

　　　在双调制环路中，由式(5)可知1比无调制时多一个

分量，由式(6)可知比无调制时多一个　

　　分量，当k1/m=k2/n=k和g1(s)=g2(s)=1同时成立时，两个分量的相减为零，即在环路锁定时，无调制和双调制的θe值是一样的，具体表现为lpf低通输出后的电压值保持不变，所以调试时可通过高精度万用表观察lpf低通输出后的电压来确定参数是否调好。

　　为了实验其效果，实际制作了一套无线收发器，通过对比直接锁相调频(只调制环路vco的变容二极管)调制解调的波形来观察双调制锁相调频的补偿效果。设计锁相环的环路带宽为600 hz左右，调节可调信源，分别用1.2 khz，600 hz，300 hz，150 hz和75 hz的方波作为调制信号来观察调制解调的效果，实际波形如图5和图6所示，横坐标为时间，纵坐标为解调信号的幅度，左