高速寬帶FSK解調電路制造技術

本發明專利技術公開了一種簡單高速寬帶FSK解調電路，包括：一個時鐘再生器，時鐘再生器將接收到的模擬FSK載波信號轉換為數字FSK載波信號；上升沿延時單A，其于時鐘再生器相連接，產生一個上升沿延時后輸出；鎖存器，其與延時單元A和時鐘再生器相連接，利用時鐘再生器的輸出信號控制鎖存器時鐘，上升沿延時單元A的輸出信號作為輸入；反相器，其與鎖存器相連接，將鎖存器輸出進行反相；上升沿延時單元B，其與反相器相連接，將反相器輸出信號進行延時，得到FSK解調信號。本發明專利技術提供了一種簡單高速寬帶FSK解調電路，有效減小芯片面積和功耗，達到高速寬帶要求。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術主要涉及到無線通訊系統FSK解調電路設計領域，特指一種簡單高速寬帶的FSK解調電路。
技術介紹
頻移鍵控(Frequency-Shift Keying，FSK)是利用載波頻率變化來傳遞數字信息，是一種數字調制技術。它的主要優點在于實現起來比較容易，抗噪聲與抗衰減的性能較好。在無線通訊系統中得到了廣泛的應用。最常見的是用兩個頻率承載二進制I和O的雙頻FSK系統。在二進制FSK中，幅度恒定不變的載波信號的頻率隨著輸入碼流的變化而切換。對于FSK信號的解調方式很多:模擬解調方式有全差分FSK解調和參考差分FSK解調。全差分FSK解調是利用不同偏置電流對不同的電容進行充電，根據電容上充電電壓差值的大小通過比較器判決數據是I還是O。參考差分FSK解調是將FSK載波信號控制偏置電流對電容充電，根據電容上充電電壓與參考電壓通過比較器判決數據是I還是O。由于模擬解調方式需要高階濾波器來獲得陡峭的截止頻率，因而帶寬較低，且其傳輸速率也較低。數字解調方式通常有過零點檢測、正交相乘等，過零點檢測解調方式適用于非常低速率的應用，性能相對較差。正交相乘解調方式需要面積較大的乘法器以及高階數字濾波器，成本較高，電路也較復雜。另外FSK解調電路還可以采用鎖相環PLL的方式實現，包括模擬PLL和數字PLL0這類解調電路同樣有諸多缺點，比如不適合高速率應用，功耗較大，電路復雜，成本較聞。近幾年來，植入式電子系統已經成為生物醫學電子學中一個極為重要的組成部分。而作為植入式系統的一個最重要的指標就是要求體積能做到盡可能小，不影響生命體的正常生理活動，且功耗要盡可能小。在這個系統中通常會采用FSK調制的收發方式實現數據的傳輸。這就也要求FSK解調電路具有簡單、高速、寬帶應用的特點。
技術實現思路
本專利技術解決現有植入式電子系統結構復雜、功耗大、體積大的缺點，提供了一種結構簡單、功耗小、體積小的高速寬帶的FSK解調電路。它只采用簡單的鎖存器、延時單元和反相器電路，適用于寬帶高速率數據傳輸，有效減小芯片面積和功耗，降低成本，特別適用于植入式電子系統應用中。高速寬帶FSK解調電路:其特征在于，包括依次連接的時鐘再生器、上升沿延時單元A、鎖存器、反相器、上升沿延時單元B，所述的時鐘再生器，時鐘再生器將模擬FSK載波信號轉化為數字FSK載波信號；上升沿延時單元A，其與時鐘再生器相連接，通過控制偏置電流大小控制延時單元的延時，使數字FSK載波信號的上升沿產生一定的延時；延時時間Td與FSK載波信號的兩個頻率之間有這樣的關系=IAfciCTcKlAf1,以便將數字FSK載波信號就轉變為高頻處變為低電平，低頻處變為周期為，脈沖寬度為IAf1-Td的波形；鎖存器，其與時鐘再生器和上升沿延時單元A相連接，數字FSK載波信號作為鎖存器的時鐘，上升沿延時單元A的輸出信號作為鎖存器的輸入信號；用以處理上升沿延時單元A輸出信號的脈沖寬度，得到的脈沖寬度與原始數據相比有Td的差距；反相器，其與鎖存器相連接，將鎖存器的輸出信號進行反相；上升沿延時單元B，其與反相器相連接，將反相器的輸出信號的上升沿進行延時，延時大小與上升沿延時單元A相同，輸出為FSK解調信號。進一步，采用上升沿延時單元A，檢測數字FSK載波信號中較低的頻率，利用鎖存器，產生一定的脈沖寬度，利用反相器反相后，再采用上升沿延時單元B，補償脈沖寬度，得到完整的FSK解調信號，實現FSK解調。延時時間Td與FSK載波信號的兩個頻率之間有這樣的關系:IAfciCTcKlZ^f1，這樣較高頻率的脈沖就淹沒在延時中，而較低頻率的脈沖寬度減少了 Td，于是數字FSK載波信號就轉變為高頻處變為低電平，低頻處變為周期為，脈沖寬度為IAf1-Td的波形與現有技術相比，本專利技術的優點就在于:本專利技術的簡單高速寬帶FSK解調電路，結構簡單，不需要額外的時鐘信號，僅利用延時和所存，即可實現FSK信號的解調，且能通過調整延時單元的偏置電流，實現FSK解調電路較寬的應用范圍，其傳輸數據速率最高可達FSK低載波頻率的一半。附圖說明圖1是本專利技術的FSK解調電路示意圖；圖2是本專利技術電路的解調過程波形示意圖。具體實施例方式以下將結合附圖和具體實施例對本專利技術做進一步詳細說明。參照附圖:高速寬帶FSK解調電路:其特征在于，包括依次連接的時鐘再生器、上升沿延時單元A、鎖存器、反相器、上升沿延時單元B，所述的時鐘再生器，時鐘再生器將模擬FSK載波信號轉化為數字FSK載波信號；上升沿延時單元A，其與時鐘再生器相連接，通過控制偏置電流大小控制延時單元的延時，使數字FSK載波信號的上升沿產生一定的延時；延時時間Td與FSK載波信號的兩個頻率之間有這樣的關系=IAfciCTcKlAf1,以便將數字FSK載波信號就轉變為高頻處變為低電平，低頻處變為周期為，脈沖寬度為IAf1-Td的波形； 鎖存器，其與時鐘再生器和上升沿延時單元A相連接，數字FSK載波信號作為鎖存器的時鐘，上升沿延時單元A的輸出信號作為鎖存器的輸入信號；用以處理上升沿延時單元A輸出信號的脈沖寬度，得到的脈沖寬度與原始數據相比有Td的差距；反相器，其與鎖存器相連接，將鎖存器的輸出信號進行反相；上升沿延時單元B，其與反相器相連接，將反相器的輸出信號的上升沿進行延時，延時大小與上升沿延時單元A相同，輸出為FSK解調信號。采用上升沿延時 單元A，檢測數字FSK載波信號中較低的頻率，利用鎖存器，產生一定的脈沖寬度，利用反相器反相后，再采用上升沿延時單元B，補償脈沖寬度，得到完整的FSK解調信號，實現FSK解調。延時時間Td與FSK載波信號的兩個頻率之間有這樣的關系:IAfciCTcKlZ^f1，這樣較高頻率的脈沖就淹沒在延時中，而較低頻率的脈沖寬度減少了 Td，于是數字FSK載波信號就轉變為高頻處變為低電平，低頻處變為周期為，脈沖寬度為IAf1-Td的波形本專利技術提供了一種簡單高速寬帶的FSK解調電路，該解調電路無需額外時鐘，也無需在內部產生固定時鐘信號，僅采用延時單元和鎖存器即可實現FSK載波信號的檢測、解調。電路結構簡單，占用芯片面積較小，功耗也較低。并且本專利技術的延時單元可通過偏置電流進行改變，可適用于不同載波頻率的FSK接收機系統中，應用頻率范圍較寬。同時，其最大傳輸速率可達FSK較低載波頻率的一半，可應用于高速率數據傳輸應用中。如圖1所示，本專利技術的一種簡單高速寬帶FSK解調電路，它包括時鐘再生器、上升沿延時單元A、鎖存器、反相器、上升沿延時單元B15Cl和C2為接收機接收到的模擬FSK載波信號，經過時鐘再生器電路后，輸出數字FSK載波信號。可以發現，有用信息的O和I表現為不同頻率的數字脈沖，設較高頻&的兩個周期代表1，較低頻的一個周期代表0，&=2&。上升沿延時單元A產生一個上升沿延時Td的作用，且，這樣數字FSK載波信號的高頻脈沖就淹沒在延時T d中，而低頻部分的脈沖寬度減少了 Td。于是數字FSK載波信號的兩個頻率就被檢測出來了。接著的鎖存器用數字FSK載波信號控制，用來調整上升沿延時單元A的輸出脈沖寬度，但相比原始數據脈沖而言有Td的差距。反相器將鎖存器的輸出反相。上升沿延時單元B同樣產生一個上升沿延時略大于Td的作用，補償脈沖寬度和鎖存器延時誤差，從而得到完本文檔來自技高網...

【技術保護點】
高速寬帶FSK解調電路：其特征在于，包括依次連接的時鐘再生器、上升沿延時單元A、鎖存器、反相器、上升沿延時單元B，所述的時鐘再生器，時鐘再生器將模擬FSK載波信號轉化為數字FSK載波信號；上升沿延時單元A，其與時鐘再生器相連接，通過控制偏置電流大小控制延時單元的延時，使數字FSK載波信號的上升沿產生一定的延時；延時時間Td與FSK載波信號的兩個頻率之間有這樣的關系：1/2f0

【技術特征摘要】
1.速寬帶FSK解調電路:其特征在于，包括依次連接的時鐘再生器、上升沿延時單元A、鎖存器、反相器、上升沿延時單元B， 所述的時鐘再生器，時鐘再生器將模擬FSK載波信號轉化為數字FSK載波信號； 上升沿延時單元A，其與時鐘再生器相連接，通過控制偏置電流大小控制延時單元的延時，使數字FSK載波信號的上升沿產生一定的延時；延時時間Td與FSK載波信號的兩個頻率之間有這樣的關系=IAfciCTcKlAf1,以便將數字FSK載波信號就轉變為高頻處變為低電平，低頻處變為周期為，脈沖寬度為IAf1-Td的波形； 鎖存器，其與時鐘再生器和上升沿延時單元A相連接，數字FSK載波信號作為鎖存...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周海峰，李秀梅，董文，崔華健，
申請(專利權)人：杭州師范大學，
類型：發明
國別省市：