中點電平自適應跟蹤電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種中點電平自適應跟蹤電路，對提供給AD芯片的參考電平進行粗調(diào)和細調(diào)，以跟蹤中點電平，無論中點電平如何漂移，使參考電平與中點電平之間的差值總是保持在門限值以下，從而AD芯片輸出的解調(diào)數(shù)據(jù)是正確的。其中，粗調(diào)的方式是預先測量不同溫度下的中點電平值與溫度電壓值，建立二者之間的對應關(guān)系，查找該對應關(guān)系將當前溫度電壓值對應的中點電平值作為粗調(diào)值；細調(diào)的方式則是根據(jù)AD芯片采樣數(shù)據(jù)中相關(guān)碼0和1的多少確定細調(diào)的方向，細調(diào)的步進則與所采用器件的處理能力相適應。綜上，本電路采用自適應跟蹤的方式，消除中點電平與參考電平之間的差異，避免了中點電平漂移對解調(diào)數(shù)據(jù)的影響，保證了惡劣環(huán)境溫度下的可靠通信。
【專利說明】中點電平自適應跟蹤電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及無線通信【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種中點電平自適應跟蹤電路。
【背景技術(shù)】
[0002]無線通信系統(tǒng)接收信號經(jīng)常采用超外差接收機，其工作原理如圖1所示。超外差接收機的鑒頻一般在經(jīng)過幾次變頻放大濾波處理后的低中頻進行處理，常見的鑒頻方式有直接鑒頻(如脈沖計數(shù)式鑒頻法)和間接鑒頻(如波形變換法、鎖相環(huán)解調(diào)法及調(diào)頻負反饋解調(diào)法、正交鑒頻法等)。
[0003]目前正交鑒頻法是最常見的一種鑒頻方式，其工作原理如圖2所示。該方式主要通過對中頻信號的90°相移，然后與自身的中頻信號進行乘積來恢復調(diào)制信號，最后通過低通濾波器來濾除帶外信號，送給AD芯片采樣信號進行數(shù)字處理或經(jīng)過音頻驅(qū)動濾波直接輸出音頻信號。
[0004]正交鑒頻方式的移相網(wǎng)絡(luò)由電感和電容組成，在實現(xiàn)對低中頻(如常見的超外差接收機中的中頻455kHz信號)的移相時需要參與諧振的電感和電容的電抗增加，電感一般選用由線圈繞制磁芯方式來提升感抗，通過改變磁芯位置來適當調(diào)整感抗的電感也稱為中周。因中周內(nèi)部有鐵氧體磁性材料，在高低溫環(huán)境下磁導率會發(fā)生變化，中周的電感值隨之發(fā)生變化，因此中周是一個溫度敏感的器件，會引起諧振頻率中心偏移導致輸出的中點電平偏移(輸出特性如圖3所示)，與AD芯片提供的參考電平不一致，當它們的差值超過門限，導致AD輸出的解調(diào)數(shù)據(jù)異常，無線通信設(shè)備無法接收正確數(shù)據(jù)。
[0005]一般采用隔直或比較器跟蹤方式來消除這種中點電平偏移，但是這兩種方式更適用于語音通信。因為在跳頻通信系統(tǒng)中由于數(shù)據(jù)的突發(fā)，且數(shù)據(jù)流可能存在較長的連O或連1，如果采用隔直電容或比較器跟蹤方式，會導致數(shù)據(jù)丟失，在惡劣的環(huán)境溫度下無法正常通信，且隔直方式和比較器跟蹤方式因為存在較長的充放電時間，所以響應速度慢，導致突發(fā)數(shù)據(jù)出錯，因而不適用于跳頻通信系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]基于上述情況，本發(fā)明提出了一種中點電平自適應跟蹤電路，以解決模擬鑒頻帶來中點電平偏移的問題，實現(xiàn)自適應跟蹤中點電平偏移，在惡劣環(huán)境溫度下保證可靠通信。為此，采用的技術(shù)方案如下。
[0007]一種中點電平自適應跟蹤電路，包括AD芯片、可編程邏輯器件和參考電平調(diào)整單元，所述參考電平調(diào)整單元包括溫度傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、電平調(diào)整模塊；
[0008]在所述參考電平調(diào)整單元中，所述溫度傳感器將環(huán)境溫度轉(zhuǎn)換為模擬電壓，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將該模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓值，所述電平調(diào)整模塊讀取當前溫度對應的數(shù)字電壓值，查找預先測量并記錄的不同溫度下超外差接收機解調(diào)的中點電平值與所述溫度傳感器測得的數(shù)字電壓值之間的對應關(guān)系，得到與當前溫度對應的中點電平值，將該值作為參考電平經(jīng)所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后輸出給所述AD芯片；
[0009]所述AD芯片接收超外差接收機輸出的解調(diào)模擬信號，根據(jù)所述參考電平調(diào)整單元輸出的參考電平對該解調(diào)模擬信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換采樣，采樣后發(fā)送至所述可編程邏輯器件，所述可編程邏輯器件對采樣后的解調(diào)數(shù)字信號進行數(shù)據(jù)處理后輸出給對應的設(shè)備，同時對解調(diào)數(shù)字信號進行相關(guān)碼檢測，若相關(guān)碼O比I多，則通知所述參考電平調(diào)整單元的電平調(diào)整模塊調(diào)小參考電平，若相關(guān)碼I比O多，則通知所述電平調(diào)整模塊調(diào)大參考電平，所述電平調(diào)整模塊接收通知并調(diào)整參考電平。
[0010]本發(fā)明中點電平自適應跟蹤電路，對提供給AD芯片的參考電平完成模擬到數(shù)字的采樣并進行粗調(diào)和細調(diào)，以跟蹤中點電平，無論中點電平如何漂移，使參考電平與中點電平之間的差值總是保持在門限值以下，從而AD芯片輸出的解調(diào)數(shù)據(jù)是正確的。其中，粗調(diào)的方式是預先測量不同溫度下的中點電平值與溫度電壓值，建立二者之間的對應關(guān)系，查找該對應關(guān)系將當前溫度電壓值對應的中點電平值作為粗調(diào)值；細調(diào)的方式則是根據(jù)AD芯片采樣數(shù)據(jù)中相關(guān)碼O和I的多少確定細調(diào)的方向，細調(diào)的步進則與所采用器件的處理能力相適應。綜上，本電路采用自適應跟蹤的方式，消除中點電平與參考電平之間的差異，避免了中點電平漂移對解調(diào)數(shù)據(jù)的影響，保證了惡劣環(huán)境溫度下的可靠通信。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為超外差接收機原理框圖；
[0012]圖2為正交鑒頻原理示意圖；
[0013]圖3為正交鑒頻輸出特性示意圖；
[0014]圖4為本發(fā)明中點電平自適應跟蹤電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖5為參考電平比中點電平低的波形示意圖；
[0016]圖6為參考電平比中點電平高的波形示意圖。
【具體實施方式】
[0017]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步的詳細說明。應當理解，此處所描述的【具體實施方式】僅僅用以解釋本發(fā)明，并不限定本發(fā)明的保護范圍。
[0018]由于正交鑒頻方式下器件的溫度敏感特性導致不同溫度下解調(diào)的中點電平發(fā)生偏移，當偏移后的中點電平與AD(模數(shù)轉(zhuǎn)換)芯片提供的參考電平之間的差值超過門限時，AD芯片輸出的解調(diào)數(shù)據(jù)異常。但只要提供給AD芯片的參考電平能夠跟蹤上解調(diào)的中點電平，AD芯片輸出的解調(diào)數(shù)據(jù)就是正確的。本著這個思想，發(fā)明人設(shè)計了以下自適應跟蹤電路。
[0019]本發(fā)明的中點電平自適應跟蹤電路，如圖4所示，包括AD芯片、可編程邏輯器件和參考電平調(diào)整單元，所述參考電平調(diào)整單元包括溫度傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(ADC)、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊(DAC)、電平調(diào)整模塊。
[0020]各單元與模塊的工作過程如下:
[0021]在所述參考電平調(diào)整單元中，所述溫度傳感器將環(huán)境溫度轉(zhuǎn)換為模擬電壓，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將該模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓值，所述電平調(diào)整模塊讀取當前溫度對應的數(shù)字電壓值，查找預先測量并記錄的不同溫度下超外差接收機解調(diào)的中點電平值與所述溫度傳感器測得的數(shù)字電壓值之間的對應關(guān)系，得到與當前溫度對應的中點電平值，將該值作為參考電平的粗調(diào)值經(jīng)所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后輸出給所述AD芯片；
[0022]所述AD芯片接收超外差接收機輸出的解調(diào)模擬信號，根據(jù)所述參考電平調(diào)整單元輸出的參考電平的粗調(diào)值對該解調(diào)模擬信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換采樣，采樣后發(fā)送至所述可編程邏輯器件，所述可編程邏輯器件對采樣后的解調(diào)數(shù)字信號進行相應的數(shù)據(jù)處理后輸出給對應的設(shè)備，同時對解調(diào)數(shù)字信號進行相關(guān)碼檢測，若相關(guān)碼O比I多，則通知所述參考電平調(diào)整單元的電平調(diào)整模塊調(diào)小參考電平，若相關(guān)碼I比O多，則通知所述電平調(diào)整模塊調(diào)大參考電平，所述電平調(diào)整模塊接收通知并對參考電平進行細調(diào)，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊細調(diào)后的參考電平轉(zhuǎn)換為模擬信號后輸出給所述AD芯片；
[0023]所述AD芯片根據(jù)調(diào)整后的參考電平繼續(xù)對超外差接收機輸出的解調(diào)模擬信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換采樣。
[0024]從以上描述可知，本方案的實現(xiàn)需要事先測量各種環(huán)境溫度下的中點電平值與溫度電壓值，形成一張對應表，并存入?yún)⒖茧娖秸{(diào)整單元的電平調(diào)整模塊中，以供查詢。電路通電后，可編程邏輯器件接收AD采樣數(shù)據(jù)，檢查是否收到相關(guān)碼，并判斷相關(guān)碼O多還是I多。若I多，說明參考電平調(diào)整單元給AD芯片的參考電平比解調(diào)模擬信號的中點電平低，見圖5，需要增加參考電平值，則可編程邏輯器件輸出參考電平增加的通知信號，優(yōu)選地采用中斷信號的形式。若O多，說明參考電平調(diào)整單元輸出給AD芯片的參考電平比解調(diào)模擬信號的中點電平高，見6，需要減小參考電平值，則可編程邏輯器件輸出參考電平減小的通知信號，優(yōu)選地采用中斷信號的形式。如此，確定了參考電平細調(diào)的方向，而參考電平細調(diào)的大小與參考電平調(diào)整單元的處理數(shù)據(jù)的能力有關(guān)，如采用不同位數(shù)的單片機，位數(shù)越高，細調(diào)的步進可以越小，細調(diào)的精度越高，但耗費的時間越長，工程師可以根據(jù)實際需要去權(quán)衡。
[0025]本電路中的參考電平調(diào)整單元可以是帶有溫度傳感器的單片機或微處理器(ARM、POWERPC)等等，也可以是IC溫度傳感器和微處理器?？删幊踢壿嬈骷唧w可以是FPGA單
J Li ο
[0026]綜上，本方案記錄不同溫度下的解調(diào)中點電平值和溫度電壓值，形成溫度與中點電平對應表，確定AD采樣的參考電平粗調(diào)值，相關(guān)碼檢測確定參考電平細調(diào)，實現(xiàn)AD采樣的參考電平自適應跟蹤解調(diào)中點電平。這種自適應的方法，同樣也適用于解決其他模擬鑒頻方式(如波形變換法、鎖相環(huán)解調(diào)法及調(diào)頻負反饋解調(diào)法等方式)帶來的中點電平偏移問題。
[0027]以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權(quán)利要求為準。
【權(quán)利要求】
1.一種中點電平自適應跟蹤電路，其特征在于， 包括AD芯片、可編程邏輯器件和參考電平調(diào)整單元，所述參考電平調(diào)整單元包括溫度傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、電平調(diào)整模塊； 在所述參考電平調(diào)整單元中，所述溫度傳感器將環(huán)境溫度轉(zhuǎn)換為模擬電壓，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將該模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓值，所述電平調(diào)整模塊讀取當前溫度對應的數(shù)字電壓值，查找預先測量并記錄的不同溫度下超外差接收機解調(diào)的中點電平值與所述溫度傳感器測得的數(shù)字電壓值之間的對應關(guān)系，得到與當前溫度對應的中點電平值，將該值作為參考電平經(jīng)所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后輸出給所述AD芯片； 所述AD芯片接收超外差接收機輸出的解調(diào)模擬信號，根據(jù)所述參考電平調(diào)整單元輸出的參考電平對該解調(diào)模擬信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換采樣，采樣后發(fā)送至所述可編程邏輯器件，所述可編程邏輯器件對采樣后的解調(diào)數(shù)字信號進行數(shù)據(jù)處理后輸出給對應的設(shè)備，同時對解調(diào)數(shù)字信號進行相關(guān)碼檢測，若相關(guān)碼O比I多，則通知所述參考電平調(diào)整單元的電平調(diào)整模塊調(diào)小參考電平，若相關(guān)碼I比O多，則通知所述電平調(diào)整模塊調(diào)大參考電平，所述電平調(diào)整模塊接收通知并調(diào)整參考電平。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中點電平自適應跟蹤電路，其特征在于， 所述參考電平調(diào)整單元為帶有溫度傳感器的單片機或微處理器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的中點電平自適應跟蹤電路，其特征在于， 所述可編程邏輯器件為FPGA單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的中點電平自適應跟蹤電路，其特征在于， 所述電平調(diào)整模塊輸出參考電平的精度與單片機或微處理的處理位數(shù)相匹配。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的中點電平自適應跟蹤電路，其特征在于， 所述FPGA單元采用中斷的方式通知所述電平調(diào)整模塊。
【文檔編號】G05F1/563GK103984384SQ201410196817
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月9日
【發(fā)明者】徐紅霞, 鄭澍鵬 申請人:中國電子科技集團公司第七研究所