用於信號幅度檢測的方法和設備的製作方法
2023-10-09 01:07:44 1
專利名稱：用於信號幅度檢測的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於信號幅度檢測的方法和設備。更加具體地說，本發明涉及用於確定具有第一信號電平和第二信號電平的信號(如二進位信號)的幅度的方法和設備。
背景技術：
這種類型的信號一般具有一個平均信號電平，這個平均信號電平在所說的第一和第二信號電平之間的一半處。當第一和第二信號電平相對於0伏電平對稱分布時，即，它們是+V和-V時，這個平均信號電平具體來說可能是0伏。上述的信號的幅度確定為第一和第二信號電平之間的差值的一半。
在許多應用中，期望確定或者必須以簡單的方式確定信號幅度。進而還期望控制相對於平均信號電平的信號電平，使其與處理信號的電路的任何電源電壓兼容。平均信號電平確定了信號的直流分量。
發明內容
因此，本發明的一個目的是提供一種用於確定具有第一信號電平和第二信號電平的信號的幅度的方法，所說的方法包括如下步驟從所說的信號清除任何直流分量以便產生一個中間信號，中間信號的平均信號電平等於參考電平；將中間信號移位(shifting)一個移位量(shift amount)，以便產生一個移位信號(shifted signal)，移位信號的第一信號電平等於參考電平；和提供所說的移位量，以此作為信號幅度的指示。
通過移位所說的信號以使第一信號電平等於參考電平，其中所說的參考電平最好是預先確定的，使平均信號電平的移位量等於幅度。結果，信號的移位量就代表了信號的幅度。
此外，移位平均信號電平，就可以控制所有的信號電平，因此就有可能將信號電平保持在適當的限值內。
優選地，根據移位信號和參考電平來確定移位量。即，從移位信號本身和參考電平獲得信號移位量。這在一般情況下涉及反饋的使用。
有益地，移位量是連續確定的。於是，信號電平可移位正確的數量，與外部環境的任何改變無關，並且可獲得可靠的幅度測量。
應該理解，在原始信號的直流電平等於0的情況下，可以省去清除信號的直流分量的步驟。
本發明還提供一種用於確定具有第一信號電平和第二信號電平的信號的幅度的設備，所說的設備包括一個去耦合電路，用於從所說的信號清除任何直流分量以便產生一個中間信號，中間信號的平均電平等於參考電平；一個移位電路(shift circuit)，用於將中間信號移位一個移位量，以便產生一個移位信號，移位信號的第一信號電平等於參考電平；和一個輸出終端，用於提供所說的移位量，以此作為信號幅度的指示。
這樣一種設備使用了與上述方法相同的創造性的構思通過移位所說的信號電平以使移位量等於它的幅度，從而獲得幅度的本身。
優選地，移位電路耦合到一個差分放大器的輸出端，耦合所說的差分放大器是為了接收參考電平和移位信號功率的指示。
有益地，在移位電路和差分放大器之間耦合一個信號功率確定電路。
應該理解，在原始信號的直流電平等於0的情況下，可以省略去耦合電路。
在優選實施例中，參考電平等於電源電壓，如正的電源電壓。然而，還可以使用其它的參考電平，如通過專用電路產生的那些參考電平。
下面參照在附圖中說明的實施例進一步說明本發明，其中圖1示意地表示按照本發明的幅度檢測器的一個電路圖；圖2示意地表示可以加到圖1的電路上的輸入信號；
圖3示意地表示由圖1的電路實現的圖2的信號；圖4示意地表示本發明的幅度檢測器的一個實施例。
具體實施例方式
在圖1中只藉助於非限制性實例表示幅度檢測器1，幅度檢測器1包括去耦合電路2、移位電路3、輸出終端4、差分放大器5、信號功率確定電路6、輸入終端7、和耦合電路8。
去耦合電路2由兩個電容器組成，它們可以清除在提供給輸入終端7的信號中存在的任何直流分量。然而，移位電路3本身是公知的，下面參照附圖4討論一個有益的實施例。輸出終端4連接到差分放大器5的輸出端。差分放大器5的輸入終端分別連接到信號功率確定電路6和參考電壓Vref。參考電壓按照常規的方式可以是電路的電源電壓，或者是接地。
然而，信號功率確定電路6本身是已知的，下面參照附圖4討論一個有益的實施例。信號功率確定電路6對於所說的信號進行整流，並且最好確定這個信號的所謂的均方根值，這個均方根值是對於所說的信號中包含的能量的一個眾所周知度量值。由兩個電阻器構成的耦合電路8向差分放大器5的非反向輸入端耦合這個中間信號，即，已經清除了直流分量的輸入信號。
下面參照附表示典型信號的圖2和3來說明圖1的幅度檢測器1的操作。
圖2表示提供給第一輸入端7的(如上邊的)第一信號A和提供給第二輸入端7的(如下邊的)第二信號B。這兩個信號在一起構成了輸入信號Vin。如從圖2可以看到的，第二信號B是第一信號A的反向信號，即，對於第一信號A來說相互反相。為了避免任何不必要的複雜性，假定互補的信號A和B的平均信號電平(直流分量)是0。
在這個特定的實施例中，對於移位電路3進行安排，以便當輸入到移位電路的控制信號Vcon為0時不實現任何信號移位。如可以看到的，在這個實施例中，控制信號Vcon是差分放大器5的輸出電壓。因此，當信號功率確定電路6的輸出信號Vrms等於參考電壓Vref時不存在任何信號移位。
圖3表示當初始中斷後將控制信號Vcon加到移位電路3上時信號電平的進展情況。在這個特定的實施例中，假定Vref的值小於Vrms。例如，Vref可以等於0伏(地)。在此例中，平均信號值初始時等於Vref。
因為Vrms大於Vrcf，所以差分放大器5產生負的控制信號Vcon。如圖3所示，這個負的控制信號Vcon在輸入信號Vin的一個周期以後傳送到移位電路3(還要參照圖2)。這在輸入信號中也將產生一個負的信號移位，因此降低了它的平均值。這種情況示於圖3中。在幾個循環後，平均值穩定在控制信號Vcon的電平，它的絕對值恰好就是輸入信號Vin的幅度。因此，在輸出終端4(見圖1)的信號是信號幅度的一個可靠的指示。
如可以看到的，本發明的設備是相當簡單的，同時它的反饋迴路提供連續的調節，因此可以跟隨幅度的任何變化，或者可以補償任何不利的環境效應，如溫度變化。
圖4的實施例包含圖1中所有的電路。去耦合電路2還是由兩個電容器C1、C2組成，電阻器R1、R2構成耦合電路8。移位電路3包含電晶體T3和T4，電晶體T3和T4影響電晶體T1和T2的基極電壓，電晶體T1和T2還用於整流輸入信號。信號的均方根值(RMS)是藉助於耦合到這個電路的差分放大器(「增益」)部分的一個電容器C3和兩個電阻器R3、R4實現的。所示的在本領域中公知的電流源用於提供合適的電流I。輸出電阻器R5在輸出終端4提供輸出信號Vamp。
如以上所述，圖1和4的幅度檢測器實現了本發明的方法。
本發明基於如下的構思使信號的平均信號電平(直流電平)發生移位，所說移位的量應使最大或最小信號值等於參考電平(例如0伏)，從而產生信號幅度的一個優秀的指示。本發明還基於如下的構思實現平均信號電平的這種移位的極其有效的方式是利用反饋迴路。
本領域的普通技術人員應該理解，本發明不限於上述的實施例，在不偏離由所附的權利要求書限定的本發明的範圍的情況下還可以進行許多修改和填加。
權利要求
1.一種用於確定具有第一信號電平和第二信號電平的信號的幅度的方法，所說的方法包括如下步驟從所說的信號清除任何直流分量以便產生一個中間信號，中間信號的平均信號電平等於參考電平；中間信號移位一個移位量，以便產生一個移位信號，移位信號的第一信號電平等於參考電平；和提供所說的移位量作為信號幅度的指示。
2.根據權利要求1所述的方法，其中移位信號和參考電平確定了移位量。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其中移位量是連續確定的。
4.一種用於確定具有第一信號電平和第二信號電平的信號的幅度的設備，所說的設備包括一個去耦合電路，用於從所說的信號清除任何直流分量以便產生一個中間信號，中間信號的平均信號電平等於參考電平；一個移位電路，用於將中間信號移位一個移位量，以便產生一個移位信號，移位信號的第一信號電平等於參考電平；和一個輸出終端，用於提供所說的移位量作為信號幅度的指示。
5.根據權利要求4所述的設備，其中移位電路耦合到差分放大器的輸出端，耦合所說的差分放大器來接收參考電平和一個信號，這個信號是移位信號功率的指示值。
6.根據權利要求5所述的設備，其中信號功率確定電路耦合在移位電路和差分放大器之間。
7.根據權利要求4、5、或6所述的設備，其中參考電平等於電源電壓。
全文摘要
一種用於確定信號的幅度的方法和設備(1)，為此要從所說的信號清除任何直流分量並且將信號移位一個移位量，以便產生一個移位信號，移位信號的第一信號電平等於參考電平(V
文檔編號H04L25/06GK1689294SQ03824277
公開日2005年10月26日 申請日期2003年9月22日 優先權日2002年10月17日
發明者R·J·海納 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司