一種幅度調製信號解調方法及其電路的製作方法
2023-10-09 01:14:09 1
專利名稱：一種幅度調製信號解調方法及其電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種幅度調製信號解調方法及其電路。
背景技術：
在無線通訊中，經常需要對一個幅度受調製的高頻載波信號進行解調。其解調過程一般分為兩個階段，第一個階段通過包絡檢波從接收到的載波上獲取載波的包絡信號，也稱為幅度信號或基帶信號；第二個階段要對包絡信號進行判別，也就是要分辨出信號中哪一段為高電平(代表數據「1」)，哪一段為低電平(代表數據「0」)，高電平和低電平分別對應接收載波的高振幅和低振幅。
如圖1所示，傳統的方法一般是設定一個幅值固定的基準電壓V0，當包絡信號高於該基準電壓時，認為該段數據為「1」，當包絡信號低於該基準電壓時，即認為當前數據為「0」，由此得到解調信號。
但上述解調方法存在的缺陷是由於發射方發射功率的微弱變化或者接收裝置天線位置以及接收器天線限幅電路作用的影響，可能導致實際接收到的載波信號(未調製載波)幅值發生微弱變化，這時不僅得到的包絡信號的絕對值可能有所升高或者降低，而且代表數據變化的上跳或下跳幅度也會發生變化。這種情況下，如果仍然用一個固定的電平V0來進行解調，很容易產生誤判，如圖2所示，顯然解調電路將後半段的「1」誤判為「0」。而如果採用固定跳變幅度檢測的方法，如圖3所示，也會發生誤判的情況，如圖中漏掉了後半段的高電平。
發明內容
針對上述簡單的解調方法存在的問題，本發明提出一種高可靠性的幅度調製信號解調方法及其電路，且具有抗幹擾能力強，靈敏度高的優點。
本發明所提供的一種幅度調製信號解調電路，包括一輸出第一信號曲線的包絡檢波器，其特徵在於，它還包括兩個增設的第二、第三包絡檢波器、分別通過電晶體開關連接於各包絡檢波器的兩路分支電路，以及通過電晶體開關分別與各分支電路相連的結果判決電路，其中第二包絡檢波器用於輸出低於第一信號曲線5％的第二信號曲線；第三包絡檢波器用於輸出高於第一信號曲線5％的第三信號曲線；分支電路，包括依次相連的抽樣保持電路和比較器，用於對第二信號曲線和第三曲線進行採樣保持，並以此為基準來判斷信號是否發生下跳和上跳；結果判決電路，用於進行結果判決，輸出解調數據。
在上述的幅度調製信號解調電路中，連接在兩路分支電路各路前端/後端的兩電晶體開關，用於分別加載正、反抽樣時鐘控制信號。
在上述的幅度調製信號解調電路中，各路比較器到結果判決電路的輸出採用了反相時鐘進行控制。
本發明還提供了一種幅度調製信號解調方法，包括設定步驟該包絡信號曲線為第一信號曲線，並設定低於該曲線5％為第二信號曲線和高於該曲線5％為第三信號曲線；採樣保持步驟在設定時間間隔內對第二信號曲線和第三曲線進行採樣保持，並以此為基準電壓；電壓比較步驟將信號電壓與基準電壓進行比較判斷是否發生下跳和上跳；結果判決步驟進行結果判決，輸出解調數據。
在上述的幅度調製信號解調方法中，在採樣保持之前和在電壓比較之後分別加載兩反相時鐘控制信號。
採用了上述的技術解決方案，即本發明採用雙基準信號對幅度調製信號包絡進行判斷，具有高可靠性、抗幹擾能力強、靈敏度高和自適應等優點。
圖1是一般的幅度調製信號解調方法的示意圖；圖2是固定電平解調電路的誤判示意圖；圖3是固定調製幅度解調電路的誤判示意圖；圖4是本發明三個包絡檢波器輸出以及解調過程的示意圖；圖5是本發明雙基準解調電路的示意圖。
具體實施例方式
如圖5所示，本發明在原有包絡檢波器1的基礎上，增加兩個包絡檢波器2、3，設原有檢波器輸出信號曲線為A，那麼使增加的兩個檢波器一個輸出低於曲線A5％的曲線D，一個輸出高於曲線A 5％的曲線E，然後對D和E進行採樣保持，並用它們作為基準來判斷信號是否發生下跳和上跳，三個信號如圖4所示。虛線表示前一時間段信號的採樣保持信號。
圖4中的T是對D和E的採樣信號周期，其大小受兩個因素制約一是在抽樣信號的半個周期即T/2內，非跳變處包絡的波動幅度不得大於5％；二是在跳變時，包絡的變化幅度必須大於5％。由於設計時一般取包絡檢波器的RC時間常數為6個載波周期，那麼抽樣時鐘的周期應取6到8個載波周期。從圖中可以看到，在信號A的t1到t6各段內，基準D、E的幅值分別為d1～d6和e1～e6，於是在t3時間段內，信號A向下穿越了D的採樣保持電壓d3，由此可以判斷信號發生了下跳；而在t4時間段，信號A又向上穿越了E的採樣保持電壓e4，由此判斷信號發生了上跳。
圖5給出了一種採用該解調方法的解調電路原理圖。取決於各自的元件參數，包絡檢波器1將信號的包絡的幅度提取出來，設為V0；包絡檢波器2輸出95％的V0值；包絡檢波器3輸出105％的V0值。這三個包絡檢波器的輸出就相當於圖4中的信號包絡及兩個基準信號。兩個基準的包絡檢波器的輸出各跟兩個抽樣保持電路，兩個抽樣保持電路由抽樣時鐘ΦA以及抽樣時鐘的反相信號～ΦA控制，分別對包絡信號的前半周期和後半周期的信號幅度進行採樣保持，並作為基準與包絡信號V0的值一起送入比較放大電路進行放大輸出。
這樣當載波幅值出現突然下降時，檢波器1的輸出V0迅速降低，而和檢波器2連接的抽樣保持電路的輸出仍然保持稍前的抽樣值，如果V0低於檢波器2的任何一個抽樣值，那麼比較器11或12將輸出高電平，從而檢出數據由「1」到「0」，的轉變；同樣當信號V0的幅值出現突然的上升時，檢波器1的輸出也隨之迅速上升，當高於檢波器3的任一路抽樣值時，比較器13或14中對應的一路會輸出高電平，這樣也能將數據由「0」向「1」的變化檢出。而在沒有數據變化時，由於兩次基準採樣之間包絡信號的變化幅度很小，所以比較器11～14的輸出都為低電平，從而保持原來的狀態。最後將以上4路比較結果送到結果判決器進行處理，即可得到解調的數據。
為了防止各路在對基準信號採樣開始的相當短的時間內，由於電容的充放電而出現短時低過衝對比較器的影響，在抽樣時，必須將該路的比較結果與判決電路斷開，所以各路比較器到結果判決電路的輸出採用了反相時鐘進行控制。
儘管本發明對電路結構特徵和/或方法功用是以具體語言作說明的，但應理解，所附權利要求書所限定的本發明並非一定得限於所說明的具體特徵或功用。相反，這些具體特徵和功用只是作為所要求保護的本發明的示範性實施方式加以披露的。
權利要求
1.一種幅度調製信號解調電路，包括一輸出第一信號曲線的包絡檢波器，其特徵在於，它還包括兩個增設的第二、第三包絡檢波器、分別通過電晶體開關連接於各包絡檢波器的兩路分支電路，以及通過電晶體開關分別與各分支電路相連的結果判決電路，其中第二包絡檢波器用於輸出低於第一信號曲線5％的第二信號曲線；第三包絡檢波器用於輸出高於第一信號曲線5％的第三信號曲線；分支電路，包括依次相連的抽樣保持電路和比較器，用於對第二信號曲線和第三曲線進行採樣保持，並以此為基準來判斷信號是否發生下跳和上跳；結果判決電路，用於進行結果判決，輸出解調數據。
2.根據權利要求1所述的幅度調製信號解調電路，其特徵在於所述連接在兩路分支電路各路前端/後端的兩電晶體開關，用於分別加載正、反抽樣時鐘控制信號。
3.根據權利要求1所述的幅度調製信號解調電路，其特徵在於所述各路比較器到結果判決電路的輸出採用了反相時鐘進行控制。
4.一種幅度調製信號解調方法，包括設定步驟該包絡信號曲線為第一信號曲線，並設定低於該曲線5％為第二信號曲線和高於該曲線5％為第三信號曲線；採樣保持步驟在設定時間間隔內對第二信號曲線和第三曲線進行採樣保持，並以此為基準電壓；電壓比較步驟將信號電壓與基準電壓進行比較判斷是否發生下跳和上跳；結果判決步驟進行結果判決，輸出解調數據。
5.根據權利要求4所述的幅度調製信號解調方法，其特徵在於在所述採樣保持之前和在所述電壓比較之後分別加載兩反相時鐘控制信號。
全文摘要
一種幅度調製信號解調電路，包括一輸出第一信號曲線的包絡檢波器，其特徵在於，它還包括兩個增設的第二、第三包絡檢波器、分別通過電晶體開關連接於各包絡檢波器的兩路分支電路，以及通過電晶體開關分別與各分支電路相連的結果判決電路，其中第二包絡檢波器用於輸出低於第一信號曲線5％的第二信號曲線；第三包絡檢波器用於輸出高於第一信號曲線5％的第三信號曲線；分支電路，包括依次相連的抽樣保持電路和比較器，用於對第二信號曲線和第三信號曲線進行採樣保持，並以此為基準來判斷信號是否發生下跳和上跳；結果判決電路，用於進行結果判決，輸出解調數據。本發明採用雙基準信號對幅度調製信號包絡進行判斷，具有高可靠性、抗幹擾能力強、靈敏度高和自適應等優點。
文檔編號H04L27/06GK1988523SQ20051011175
公開日2007年6月27日 申請日期2005年12月21日 優先權日2005年12月21日
發明者王光春 申請人:上海貝嶺股份有限公司