專利名稱：一種超低功耗的帶通鑒頻器及其鑒頻方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無(wú)線通信和CMOS集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別涉及低功耗鑒頻器領(lǐng)域，具體為一種超低功耗的帶通鑒頻器及方法。
背景技術(shù)：
無(wú)線通信接收機(jī)在目前主流的接收機(jī)結(jié)構(gòu)中，都是采取下變頻方案，射頻信號(hào)經(jīng)低噪聲放大器放大后，與本振信號(hào)一起送至混頻器，進(jìn)行下混頻，得到低中頻或零中頻信號(hào)，再經(jīng)過(guò)復(fù)數(shù)濾波器后，抑制鏡像信號(hào)，再經(jīng)過(guò)自動(dòng)增益控制后，經(jīng)A/D輸出給基帶處理器處理。這種方案接收靈敏度好，信噪比高，抑制鏡像干擾強(qiáng)，但是這種結(jié)構(gòu)需要頻率合成器提供本振信號(hào)，根據(jù)應(yīng)用情況電路功耗從IOmA到IOOmA以上不等，存在電路功耗大的缺陷。在應(yīng)用非常廣泛的物聯(lián)網(wǎng)或者無(wú)線傳感網(wǎng)中，很多節(jié)點(diǎn)或者設(shè)備都是靠電池供電，一塊電池需要維持設(shè)備5 10年的使用時(shí)間，在這種超低功耗的應(yīng)用中，需要保證設(shè)備大部分時(shí)間是關(guān)閉的，只有在被喚醒的時(shí)候，主電路才打開(kāi)進(jìn)行收發(fā)數(shù)據(jù)，其它時(shí)候只有喚醒接收機(jī)一直工作。采用喚醒技術(shù)的喚醒接收機(jī)的功能跟普通接收機(jī)類似，從數(shù)GHz的無(wú)線射頻信號(hào)中，解調(diào)出調(diào)制信號(hào)或者數(shù)據(jù)，判斷是否包含喚醒信號(hào)，用于確定是否打開(kāi)主電路，進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)工作。喚醒接收機(jī)具有節(jié)能特點(diǎn)，但是對(duì)喚醒接收機(jī)的功耗要求卻非常苛亥IJ，電路功耗應(yīng)在IOuA以下。顯而易見(jiàn)，采用上面下變頻方案的無(wú)線通信接收機(jī)根本不能滿足采用喚醒接收機(jī)的超低功耗要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種超低功耗的帶通鑒頻方法，以設(shè)置的鑒頻參數(shù)配置值為對(duì)輸入數(shù)字信號(hào)的帶通鑒頻條件，通過(guò)條件比較，產(chǎn)生喚醒使能信號(hào)，控制輸出輸入數(shù)字信號(hào)，否則關(guān)閉輸出輸入數(shù)字信號(hào)，實(shí)現(xiàn)喚醒接收機(jī)的節(jié)能控制，達(dá)到超低功耗的目的。另一個(gè)目的是公開(kāi)一種超低功耗的帶通鑒頻器，它包括數(shù)字頻率比較器和狀態(tài)機(jī)，采用超低功耗的帶通鑒頻方法，實(shí)現(xiàn)喚醒接收機(jī)的喚醒功能，能抑制帶外干擾或外部接收到帶內(nèi)的噪聲以及由于低功耗電路本身的噪聲干擾，并滿足接收靈敏度要求，使接收機(jī)能在IOuA以下的功耗，從GHz無(wú)線射頻信號(hào)中解調(diào)出調(diào)制數(shù)據(jù)或者信號(hào)。發(fā)明的目的和上述技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)下面的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。一種超低功耗的帶通鑒頻器，其在于，模塊結(jié)構(gòu)的超低功耗的帶通鑒頻器簡(jiǎn)稱帶通鑒頻器包括數(shù)字頻率比較器和狀態(tài)機(jī)；其中
數(shù)字頻率比較器的輸入端連接前一級(jí)射頻前端處理比較器的輸出端，數(shù)字頻率比較器的輸出端連接后一級(jí)數(shù)字基帶處理器的輸入端，用于選通輸出來(lái)自前一級(jí)輸出端的輸入數(shù)據(jù)；狀態(tài)機(jī)的使能控制端和復(fù)位控制端分別連接后一級(jí)數(shù)字基帶處理器的使能控制線和復(fù)位控制線，狀態(tài)機(jī)的計(jì)數(shù)與復(fù)位控制線連接數(shù)字頻率比較器的計(jì)數(shù)與復(fù)位控制端，狀態(tài)機(jī)的鑒頻參數(shù)配置線連接數(shù)字頻率比較器的鑒頻參數(shù)配置端；帶通鑒頻器輸出端為喚醒控制端，用于輸出一個(gè)喚醒控制信號(hào)Y。所述的帶通鑒頻器，其在于所述數(shù)字頻率比較器包括上升沿檢測(cè)器、上升沿計(jì)數(shù)器、復(fù)位單元、時(shí)鐘計(jì)數(shù)器、比較器、設(shè)置參數(shù)配置單元、使能選通門(mén)；其中
經(jīng)過(guò)射頻前端處理的輸入數(shù)據(jù)連接上升沿檢測(cè)器輸入端，上升沿檢測(cè)器的一個(gè)輸出端連接狀態(tài)機(jī)，該上升沿檢測(cè)輸出端用于使?fàn)顟B(tài)機(jī)進(jìn)入計(jì)數(shù)狀態(tài)，并開(kāi)啟相應(yīng)的上升沿計(jì)數(shù)器和時(shí)鐘計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，上升沿檢測(cè)器的另一輸出端連接上升沿計(jì)數(shù)器的輸入端，上升沿檢測(cè)器的配置端連接狀態(tài)機(jī)的數(shù)字控制配置字P，上升沿檢測(cè)器還有一輸出端連接復(fù)位單元的輸入端，復(fù)位單元的輸出端連接狀態(tài)機(jī)的復(fù)位端，用于當(dāng)上升沿檢測(cè)器檢測(cè)到上升沿非均勻連續(xù)時(shí)，控制復(fù)位單元給狀態(tài)機(jī)輸出復(fù)位信號(hào)，使?fàn)顟B(tài)機(jī)軟復(fù)位，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入端連接參考時(shí)鐘信號(hào)，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的開(kāi)始端、停止端和復(fù)位端連接狀態(tài)機(jī)的開(kāi)始計(jì)數(shù)、停止計(jì)數(shù)和復(fù)位的控制信號(hào)端，設(shè)置參數(shù)配置單元的配置字端連接狀態(tài)機(jī)配置字ER、DUP、DDN，用于完成帶通鑒頻器的設(shè)置參數(shù)配置控制，設(shè)置參數(shù)配置單元的一個(gè)輸出端連接時(shí)鐘計(jì)數(shù)器，用于設(shè)置時(shí)鐘計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)預(yù)設(shè)值，設(shè)置參數(shù)配置單元的另一個(gè)輸出端連接比較器的一個(gè)輸入端，用于設(shè)置比較器預(yù)設(shè)值；時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的輸出端和設(shè)置參數(shù)配置單元參數(shù)配置端分別連接比較器的二個(gè)輸入端，用于時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值與設(shè)置的預(yù)設(shè)值送至比較器進(jìn)行比較，比較器輸出連接使能選通門(mén)一個(gè)輸入端，輸入數(shù)據(jù)也連接至使能選通門(mén)另一輸入端，比較器的輸出高電位作為使能信號(hào)，用于控制使能選通門(mén)，將輸入數(shù)據(jù)選通輸出；同時(shí)比較器的輸出還作為鑒頻指示信號(hào)，用于輸出喚醒信號(hào)。所述的帶通鑒頻器，其在于所述時(shí)鐘計(jì)數(shù)器包括依次串聯(lián)連接的分頻器、倍頻器和計(jì)數(shù)器；參考時(shí)鐘接入分頻器，分頻和倍頻參數(shù)控制端連接設(shè)置參數(shù)配置單元的ER配置端，計(jì)數(shù)器控制端連接狀態(tài)機(jī)的開(kāi)始計(jì)數(shù)、停止計(jì)數(shù)和復(fù)位端，計(jì)數(shù)器輸出端連接比較器；時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的分頻和倍頻參數(shù)設(shè)置端連接設(shè)置參數(shù)配置單元，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的分頻和倍頻參數(shù)由設(shè)置參數(shù)配置單元ER配置字作配置，確定參考時(shí)鐘進(jìn)行分頻的分頻比和倍頻比，用于確定鑒頻誤差精度。所述的帶通鑒頻器，其在于所述狀態(tài)機(jī)為集成于帶通鑒頻器片內(nèi)的微處理器，狀態(tài)機(jī)連接來(lái)自片外數(shù)字基帶處理器的使能信號(hào)EN和復(fù)位信號(hào)RES，同時(shí)連接來(lái)自數(shù)字頻率比較器的上升沿檢測(cè)器、上升沿計(jì)數(shù)器、復(fù)位單元的輸出信號(hào)，狀態(tài)機(jī)輸出開(kāi)始計(jì)數(shù)、停止計(jì)數(shù)和復(fù)位的控制信號(hào)線連接數(shù)字頻率比較器的上升沿計(jì)數(shù)器和時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的控制端；狀態(tài)機(jī)的工作狀態(tài)包括空閑IDLE態(tài)、計(jì)數(shù)COUNTER態(tài)、結(jié)束FINISH態(tài)，狀態(tài)機(jī)按照鑒頻工作需求實(shí)現(xiàn)三種工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。一種超低功耗的帶通鑒頻方法，包括以下步驟:
(I)由帶通鑒頻器的狀態(tài)機(jī)配置鑒頻參數(shù)；
由帶通鑒頻器的狀態(tài)機(jī)為數(shù)字頻率比較器配置鑒頻參數(shù)，狀態(tài)機(jī)的存儲(chǔ)器內(nèi)存有鑒頻參數(shù)配置表，狀態(tài)機(jī)按照射頻接收機(jī)的的鑒頻要求，通過(guò)查表輸出一組鑒頻參數(shù)配置字；當(dāng)芯片上電或接收到復(fù)位信號(hào)，將一組鑒頻參數(shù)配置字配置給數(shù)字頻率比較器；
當(dāng)射頻前端芯片上電或接收到來(lái)自數(shù)字基帶處理器的復(fù)位信號(hào)時(shí)，由狀態(tài)機(jī)啟動(dòng)帶通鑒頻器的鑒頻參數(shù)配置，狀態(tài)機(jī)通過(guò)查表方式從鑒頻參數(shù)配置表中調(diào)出一組鑒頻參數(shù)配置字發(fā)送給數(shù)字頻率比較器，完成帶通鑒頻器的鑒頻參數(shù)配置；鑒頻參數(shù)配置表是按工作頻段范圍、鑒頻數(shù)據(jù)長(zhǎng)度和鑒頻誤差精度的鑒頻需求與對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)的鑒頻參數(shù)設(shè)置值編制而成，一組鑒頻參數(shù)包括參考時(shí)鐘計(jì)數(shù)上、下限值，一個(gè)時(shí)鐘周期的參考時(shí)鐘最大計(jì)數(shù)值和上升沿計(jì)數(shù)設(shè)置值；
(2)檢測(cè)輸入數(shù)據(jù)的上升沿；
檢測(cè)來(lái)自射頻前端電路的輸入數(shù)據(jù)的上升沿，當(dāng)檢測(cè)到第一上升沿時(shí)，開(kāi)始對(duì)上升沿個(gè)數(shù)計(jì)數(shù)，檢測(cè)輸入數(shù)據(jù)的每個(gè)上升沿，計(jì)數(shù)值加I ;同時(shí)開(kāi)始對(duì)參考時(shí)鐘信號(hào)計(jì)數(shù)；
由上升沿檢測(cè)器對(duì)來(lái)自射頻前端電路的輸入數(shù)據(jù)檢測(cè)其上升沿，當(dāng)檢測(cè)到第一個(gè)上升沿時(shí)，上升沿檢測(cè)器檢測(cè)輸出到狀態(tài)機(jī)，狀態(tài)機(jī)進(jìn)入計(jì)數(shù)狀態(tài)，上升沿計(jì)數(shù)器和時(shí)鐘計(jì)數(shù)器各自開(kāi)始計(jì)數(shù)，上升沿檢測(cè)器按照設(shè)定的鑒頻誤差精度，對(duì)輸入數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)精度的檢測(cè)，滿足不同需求射頻接收機(jī)的鑒頻要求；檢測(cè)輸入數(shù)據(jù)的每個(gè)上升沿并對(duì)輸入數(shù)據(jù)作判斷；
(3)檢測(cè)輸入數(shù)據(jù)的每個(gè)上升沿并對(duì)輸入數(shù)據(jù)作判斷；
檢測(cè)輸入數(shù)據(jù)的每個(gè)上升沿并對(duì)輸入數(shù)據(jù)作判斷，若上升沿檢測(cè)器輸出的上升沿個(gè)數(shù)不連續(xù)，檢測(cè)判斷到方波信號(hào)不連續(xù)或方波占空比不對(duì)則送一個(gè)重新計(jì)數(shù)信號(hào)，狀態(tài)機(jī)作濾波復(fù)位，轉(zhuǎn)步驟(2)重新檢測(cè)輸入數(shù)據(jù)上升沿；若否則轉(zhuǎn)步驟(4)；
若檢測(cè)到起始的方波信號(hào)不連續(xù)或方波占空比不對(duì)，狀態(tài)機(jī)作濾波復(fù)位處理，使方波信號(hào)不連續(xù)或方波不對(duì)的輸入信號(hào)，不能從帶通鑒相器輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)帶外的干擾信號(hào)和帶內(nèi)的噪聲信號(hào)的帶通濾波；
(4)判斷上升沿計(jì)數(shù)值是否達(dá)到設(shè)置值；
上升沿計(jì)數(shù)值加1，并判斷上升沿計(jì)數(shù)值是否達(dá)到設(shè)置值；若是，狀態(tài)機(jī)輸出停止計(jì)數(shù)控制信號(hào)，參考時(shí)鐘計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)；否則轉(zhuǎn)步驟(2)；
當(dāng)上升沿計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值達(dá)到帶通鑒頻參數(shù)設(shè)置值，上升沿計(jì)數(shù)器也停止計(jì)數(shù)。(5)判斷參考時(shí)鐘計(jì)數(shù)值是否在工作頻段上、下限對(duì)應(yīng)值范圍之內(nèi)；
參考時(shí)鐘計(jì)數(shù)值送比較器，與相應(yīng)鑒頻參數(shù)配置值作比較判斷；若在設(shè)定的時(shí)鐘周期內(nèi)，參考時(shí)鐘計(jì)數(shù)值在工作頻段上、下限對(duì)應(yīng)值范圍之內(nèi)，比較器輸出高電平；否則輸出低電平，返回步驟(2)；
在設(shè)定的時(shí)鐘周期內(nèi)，上升沿計(jì)數(shù)值不滿足參數(shù)設(shè)置值，則輸出低電平，喚醒接收機(jī)不具備喚醒條件；
(6)輸出高電平作使能選通控制和實(shí)現(xiàn)喚醒功能；
由使能單元對(duì)比較器輸出電平和輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行使能控制處理，當(dāng)比較器輸出高電平時(shí)，選通輸入數(shù)據(jù)，并輸出喚醒信號(hào)，實(shí)現(xiàn)喚醒功能；否則封鎖輸入數(shù)據(jù)不輸出，實(shí)現(xiàn)帶外干擾和帶內(nèi)噪聲濾除功能。帶通鑒頻器作為喚醒模塊能出色完成喚醒控制功能，在執(zhí)行不喚醒功能時(shí)，接收機(jī)的其它耗能模塊處于休眠狀態(tài)，從而獲得超低功耗的節(jié)能效果。數(shù)據(jù)調(diào)制到高頻的載波發(fā)射，經(jīng)天線接收后，經(jīng)射頻包絡(luò)檢波器解調(diào)出包含噪聲在內(nèi)的包絡(luò)信號(hào)，包絡(luò)信號(hào)經(jīng)放大器放大后，經(jīng)過(guò)比較器轉(zhuǎn)換為含有噪聲在內(nèi)的數(shù)據(jù)信號(hào)，再經(jīng)過(guò)帶通鑒頻器鑒頻后，濾除帶外的干擾噪聲，輸出基帶信號(hào)給數(shù)字基帶處理器處理。所述帶通鑒頻方法，其在于步驟(I)所述狀態(tài)機(jī)配置鑒頻參數(shù)包括以下內(nèi)容:
1)工作頻段范圍配置；根據(jù)具體的喚醒調(diào)制數(shù)據(jù)工作頻率，配置鑒頻器的工作頻率上、下限值；
2)配置鑒頻的輸入數(shù)據(jù)長(zhǎng)度；根據(jù)輸入數(shù)字調(diào)制數(shù)據(jù)的喚醒調(diào)制數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)幀格式，配置帶通鑒頻器接收數(shù)字調(diào)制信號(hào)的輸入數(shù)據(jù)長(zhǎng)度；
3)配置最大允許誤差的參考時(shí)鐘個(gè)數(shù)ER;在不影響接收靈敏度的前提下，根據(jù)系統(tǒng)的誤碼率要求作鑒頻誤差精度配置；
4)配置上升沿計(jì)數(shù)設(shè)置值P;在保證喚醒接收機(jī)誤碼率的前提下，對(duì)工作速度即接收到輸入數(shù)據(jù)判決長(zhǎng)度進(jìn)行配置；
5)配置時(shí)鐘計(jì)數(shù)設(shè)置值的范圍；根據(jù)I)工作頻段范圍配置時(shí)鐘計(jì)數(shù)設(shè)置值。所述帶通鑒頻方法，其在于步驟(2)和(3)所述檢測(cè)輸入數(shù)據(jù)的第一上升沿和每個(gè)上升沿包括以下控制內(nèi)容:
1)上升沿檢測(cè)器未檢測(cè)第一個(gè)輸入數(shù)據(jù)的上升沿，狀態(tài)機(jī)處于空閑IDLE態(tài)；
2)上升沿檢測(cè)器檢測(cè)第一個(gè)輸入數(shù)據(jù)的上升沿，輸出開(kāi)始檢測(cè)信號(hào)，狀態(tài)機(jī)處于計(jì)數(shù)COUNTER 態(tài)；
3)上升沿檢測(cè)器檢測(cè)每個(gè)輸入數(shù)據(jù)的上升沿；
a.上升沿檢測(cè)器輸出送上升沿計(jì)數(shù)器對(duì)上升沿個(gè)數(shù)計(jì)數(shù):
b.參考時(shí)鐘送時(shí)鐘計(jì)數(shù)器對(duì)時(shí)鐘個(gè)數(shù)計(jì)數(shù):
4)若上升沿檢測(cè)器檢測(cè)到起始的方波信號(hào)不連續(xù)或方波不對(duì)，
a.上升沿檢測(cè)器給復(fù)位單元輸出一個(gè)信號(hào):
b.復(fù)位單元輸出復(fù)位請(qǐng)求信號(hào)給狀態(tài)機(jī)；
c.狀態(tài)機(jī)輸出復(fù)位信號(hào)，控制上升沿計(jì)數(shù)器和時(shí)鐘計(jì)數(shù)器清零，上升沿檢測(cè)器重新開(kāi)始對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)；
4)完成配置的鑒頻數(shù)據(jù)長(zhǎng)度檢測(cè)，狀態(tài)機(jī)處于結(jié)束FINISH態(tài)。所述帶通鑒頻方法，其在于步驟(4)所述判斷上升沿計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值是否達(dá)到設(shè)置值包括以下控制內(nèi)容:
1)狀態(tài)機(jī)未接收到上升沿計(jì)數(shù)器輸出計(jì)數(shù)完成信號(hào)，判定上升沿計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值<設(shè)置值，狀態(tài)機(jī)繼續(xù)等待上升沿計(jì)數(shù)器輸出計(jì)數(shù)完成信號(hào)，上升沿計(jì)數(shù)器繼續(xù)計(jì)數(shù)，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器繼續(xù)計(jì)數(shù)；
2)狀態(tài)機(jī)接收到上升沿計(jì)數(shù)器輸出計(jì)數(shù)完成信號(hào)，判定上升沿計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值>設(shè)置
值；
3)狀態(tài)機(jī)輸出停止計(jì)數(shù)信號(hào)，上升沿計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)；
4)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值送至比較器與設(shè)定的工作頻段上、下限對(duì)應(yīng)的參考時(shí)鐘個(gè)數(shù)設(shè)置值作比較判斷，若計(jì)數(shù)值在工作頻段范圍內(nèi)，則輸出高電平指示信號(hào)，并使能輸出數(shù)據(jù)；否則維持低電平輸出指示信號(hào)，并將計(jì)數(shù)器復(fù)位，重新開(kāi)始上升沿檢測(cè)器，若上升沿計(jì)數(shù)器沒(méi)有達(dá)到預(yù)設(shè)值，則轉(zhuǎn)步驟(2)繼續(xù)計(jì)數(shù)。所述帶通鑒頻方法，其在于步驟(5)所述判斷參考時(shí)鐘計(jì)數(shù)值是否在工作頻段上、下限對(duì)應(yīng)值范圍之內(nèi)包括以下內(nèi)容:
O比較器對(duì)參考時(shí)鐘計(jì)數(shù)值與相應(yīng)鑒頻參數(shù)配置值作比較判斷；
2)若在設(shè)定的時(shí)鐘周期內(nèi)，參考時(shí)鐘計(jì)數(shù)值在工作頻段上、下限對(duì)應(yīng)值范圍之內(nèi)，比較器輸出為高電平；
3)在設(shè)定的時(shí)鐘周期內(nèi)，上升沿計(jì)數(shù)值不滿足參數(shù)設(shè)置值，參考時(shí)鐘計(jì)數(shù)值不在工作頻段上、下限對(duì)應(yīng)值范圍之內(nèi)，比較器輸出為低電平，則不具備喚醒條件。
所述帶通鑒頻方法，其在于步驟(6)所述輸出高電平作使能選通控制和實(shí)現(xiàn)喚醒功能包括以下內(nèi)容:
1)當(dāng)比較器輸出為高電平時(shí)，作為使能選通信號(hào)控制使能選通門(mén)實(shí)現(xiàn)帶通鑒頻器選通數(shù)據(jù)輸出，選通數(shù)據(jù)傳輸給下一級(jí)的數(shù)字基帶處理器，選通數(shù)據(jù)一次傳輸完；
2)同時(shí)，比較器輸出為高電平，具備喚醒條件，輸出喚醒信號(hào)給接收機(jī)，喚醒功能用于實(shí)現(xiàn)低功耗；
3)下一級(jí)數(shù)字基帶處理器接收到帶通鑒頻器一次傳輸?shù)倪x通數(shù)據(jù)，反饋送出復(fù)位信號(hào)給鑒頻器，開(kāi)始新的一次輸入數(shù)據(jù)的鑒頻與判斷。本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性效果為:
1、解決了物聯(lián)網(wǎng)或無(wú)線傳感網(wǎng)中對(duì)喚醒接收機(jī)超低功耗的非常苛刻要求，使喚醒接收機(jī)的功耗小于5uA。2、對(duì)接收到的輸入信號(hào)或數(shù)據(jù)進(jìn)行鑒頻判決時(shí)，能抑制帶外干擾和帶內(nèi)噪聲信號(hào)，克服低功耗帶來(lái)的干擾抑制性能變差的問(wèn)題。3、超低功耗帶通鑒頻器的帶通鑒頻和噪聲干擾抑制，有利于最大程度保證前級(jí)電路的性能，使接收機(jī)獲得較高的接收靈敏度和較低的誤碼率。4、電路采用標(biāo)準(zhǔn)CMOS實(shí)現(xiàn)，便于集成制造，成本低，可靠性高。5、超低功耗帶通鑒頻方法和鑒頻器可廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)和無(wú)線傳感網(wǎng)中不同要求的通信系統(tǒng)，為超低功耗接收提供可行的技術(shù)途徑。


圖1a是一種帶有本發(fā)明帶通鑒頻器的超低功耗調(diào)幅接收機(jī)組成框 圖1b另一種帶有本發(fā)明帶通鑒頻器的超低功耗調(diào)幅接收機(jī)組成框圖:
圖1a和圖1b中:11 一接收天線，12—射頻如端電路，120—微分器，121—射頻包絡(luò)檢波器，122—放大器，123—比較器，13—帶通鑒頻器，131—數(shù)字頻率比較器，132—狀態(tài)機(jī)，
14一數(shù)字基帶處理器。圖2a是本發(fā)明第一實(shí)施例的帶通鑒頻器的構(gòu)成電路框 圖2b是本發(fā)明第二實(shí)施例的帶通鑒頻器的構(gòu)成電路框 圖2a和圖2b中:21—數(shù)字頻率比較器，22—狀態(tài)機(jī)，211—上升沿檢測(cè)器，212—上升沿計(jì)數(shù)器，213—復(fù)位單元，214 —時(shí)鐘計(jì)數(shù)器，215—比較器，216—設(shè)置參數(shù)配置單元，217—使能選通門(mén)，EN—使能信號(hào)，RST—來(lái)自基帶處理器的復(fù)位信號(hào)，ER—誤差精度配置字，DUP—頻率上限配置字，DDN—頻率下限配置字，P—上升沿計(jì)數(shù)器配置字，Y—鑒頻判決輸出的喚醒信號(hào)。圖3是本發(fā)明實(shí)施例的帶通鑒頻器的狀態(tài)機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖
圖 3 中:31—空閑態(tài)(IDLE)，32—計(jì)數(shù)態(tài)(COUNTER)，33—結(jié)束態(tài)(FINISH)
圖4是本發(fā)明實(shí)施例的工作流程圖。圖5a是本發(fā)明實(shí)施例的帶通鑒頻器輸入數(shù)據(jù)13KHz的仿真波形圖。圖5b是本發(fā)明實(shí)施例的帶通鑒頻器輸入數(shù)據(jù)SKHz的仿真波形圖。
具體實(shí)施方式
下面按照實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行詳細(xì)闡述，使本發(fā)明的技術(shù)方案、有益效果得到進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明第I實(shí)施例的超低功耗調(diào)幅接收機(jī)構(gòu)成框圖如圖1a所示，接收天線11接收已調(diào)制調(diào)幅射頻信號(hào)，射頻包絡(luò)檢波器12從已調(diào)幅載波信號(hào)中解調(diào)出低頻的包絡(luò)調(diào)制信號(hào)或數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)放大器13增益放大后，送至比較器14量化為數(shù)字信號(hào)。射頻和模擬前端包括射頻包絡(luò)檢波器12、放大器13和比較器14都采用超低功耗的結(jié)構(gòu)和電路實(shí)現(xiàn)，總功耗為3uA以內(nèi)。在比較器14輸出的數(shù)字信號(hào)中，還包含有帶外的干擾信號(hào)和噪聲，也包括由于射頻和模擬前端采用超低功耗設(shè)計(jì)，內(nèi)部噪聲引起的經(jīng)比較器14輸出的數(shù)字噪聲信號(hào)，數(shù)字信號(hào)和數(shù)字噪聲信號(hào)送至帶通鑒頻器15進(jìn)行鑒頻和濾波處理，濾除帶外干擾和數(shù)字噪聲信號(hào)，再輸出給數(shù)字基帶處理器16，在保證整機(jī)的接收靈敏度性能的同時(shí)，控制接收數(shù)據(jù)誤碼率在低的范圍內(nèi)。本發(fā)明第2實(shí)施例的超低功耗調(diào)頻接收機(jī)構(gòu)成框圖如圖1b所示，為了達(dá)到超低功耗的接收機(jī)，在圖1a調(diào)幅接收機(jī)構(gòu)成的基礎(chǔ)上，在天線11與射頻包絡(luò)檢波器12之間接入一級(jí)微分器10，微分器10將已調(diào)頻載波信號(hào)變?yōu)橐颜{(diào)頻調(diào)幅載波信號(hào)，后面的接收處理按調(diào)幅接收機(jī)來(lái)接收。后面的工作過(guò)程與圖1a的調(diào)幅接收機(jī)類似，不再詳述。本發(fā)明第一實(shí)施例的帶通鑒頻器構(gòu)成框圖如圖2a所示，它包括數(shù)字頻率比較器21和狀態(tài)機(jī)22。數(shù)字頻率比較器21包括上升沿檢測(cè)器211、上升沿計(jì)數(shù)器212、復(fù)位單元213、時(shí)鐘計(jì)數(shù)器214、比較器215、設(shè)置參數(shù)配置單元216和輸出數(shù)據(jù)的使能選通門(mén)217。輸入數(shù)據(jù)DATA IN連接上升沿檢測(cè)器211，上升沿檢測(cè)器211的輸出送給上升沿計(jì)數(shù)器212、同時(shí)輸出送給復(fù)位單元213進(jìn)行信號(hào)判斷，同時(shí)上升沿檢測(cè)器211輸出還送給狀態(tài)機(jī)22，狀態(tài)機(jī)將211輸出的第一個(gè)上升沿作為開(kāi)始檢測(cè)信號(hào)，輸出啟動(dòng)鑒頻控制信號(hào)。上升沿計(jì)數(shù)器212的輸出反饋給狀態(tài)機(jī)，復(fù)位單元也將輸出及結(jié)果送至狀態(tài)機(jī)，參考時(shí)鐘送至?xí)r鐘計(jì)數(shù)器，其輸出與設(shè)置參數(shù)配置的設(shè)置值一起送至比較器，作為輸出數(shù)據(jù)的使能選通信號(hào)送到使能選通門(mén)217，輸入數(shù)據(jù)DATA IN同時(shí)連接到使能選通門(mén)217信號(hào)輸入端，當(dāng)使能選通信號(hào)為高電平，使能選通門(mén)217輸出端讓輸入數(shù)據(jù)通過(guò)，使能選通門(mén)217輸出的帶通鑒頻器輸出數(shù)據(jù)DATA OUT，是濾除帶外干擾和帶內(nèi)噪聲的輸入數(shù)據(jù)。狀態(tài)機(jī)22使能端和復(fù)位端接收來(lái)自數(shù)字基帶處理器的使能信號(hào)EN和復(fù)位信號(hào)RES，狀態(tài)機(jī)22還接收來(lái)自數(shù)字頻率比較器21的上升沿檢測(cè)器211輸出的檢測(cè)信號(hào)、上升沿計(jì)數(shù)器212輸出的計(jì)數(shù)完成信號(hào)、復(fù)位單元213輸出的復(fù)位信號(hào)，對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行處理判決，狀態(tài)機(jī)22輸出信號(hào)包括開(kāi)始計(jì)數(shù)和停止計(jì)數(shù)的控制信號(hào)給時(shí)鐘計(jì)數(shù)器214，以及對(duì)帶通鑒頻器的復(fù)位信號(hào)。同時(shí)比較器的輸出為鑒頻判決輸出信號(hào)Y，用于作為喚醒輸出信號(hào)。結(jié)合圖2a和實(shí)施例1對(duì)帶通鑒頻器技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。圖1a或圖1b中比較器123輸出的數(shù)字信號(hào)，作為輸入數(shù)據(jù)DATA IN送至帶通鑒頻器，若數(shù)字頻率比較器21的上升沿檢測(cè)器211檢測(cè)到輸入數(shù)據(jù)的第一個(gè)上升沿，則輸出一個(gè)“開(kāi)始檢測(cè)”的啟動(dòng)信號(hào)給狀態(tài)機(jī)22，狀態(tài)機(jī)22處理輸出“開(kāi)始計(jì)數(shù)”的控制信號(hào)，上升沿計(jì)數(shù)器212開(kāi)始對(duì)輸入數(shù)據(jù)上升沿進(jìn)行計(jì)數(shù)，同時(shí)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器214開(kāi)始對(duì)參考時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)。與此同時(shí)，輸入數(shù)據(jù)送至復(fù)位單元213進(jìn)行信號(hào)判決，如果輸入數(shù)據(jù)出現(xiàn)非連續(xù)信號(hào)，即前后脈沖的間隔超過(guò)預(yù)設(shè)的范圍，或者輸入數(shù)據(jù)的占空比不滿足要求時(shí)，復(fù)位單元213輸出高電平給狀態(tài)機(jī)，狀態(tài)機(jī)對(duì)整個(gè)帶通鑒頻器復(fù)位，重新開(kāi)始新一輪鑒頻判決。如果判決輸入數(shù)據(jù)信號(hào)連續(xù)，復(fù)位單元213輸出低電平，則上升沿計(jì)數(shù)器212加1，復(fù)位單元依次作信號(hào)判決，若上升沿計(jì)數(shù)器212的計(jì)數(shù)值沒(méi)有到達(dá)上升沿計(jì)數(shù)器配置字P預(yù)設(shè)值，復(fù)位單元213輸出維持低電平，上升沿計(jì)數(shù)器212不斷加I。當(dāng)上升沿計(jì)數(shù)器212的計(jì)數(shù)值到達(dá)上升沿計(jì)數(shù)器配置字P預(yù)設(shè)值，則復(fù)位單元213輸出高電平信號(hào)給狀態(tài)機(jī)22，狀態(tài)機(jī)22輸出停止計(jì)數(shù)的信號(hào)給時(shí)鐘計(jì)數(shù)器214，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器214送出的時(shí)鐘計(jì)數(shù)值與設(shè)置參數(shù)配置單元216送出的工作頻率上、下限值對(duì)應(yīng)的二個(gè)預(yù)設(shè)值，一起送至比較器215進(jìn)行比較，如計(jì)數(shù)值在二個(gè)預(yù)設(shè)值范圍內(nèi)，則輸出高電平的鑒頻判決信號(hào)Y，Y作為使能信號(hào)送至使能控制門(mén)217輸入端，控制使能選通門(mén)217選通輸出數(shù)據(jù)DATA OUT送至基帶處理器，如果計(jì)數(shù)值不在預(yù)設(shè)值范圍內(nèi)，則計(jì)數(shù)器復(fù)位，鑒頻器開(kāi)始重新判決。本發(fā)明實(shí)施例的設(shè)置參數(shù)配置單元216根據(jù)工作頻段范圍、鑒頻的誤差精度、工作速度，由狀態(tài)機(jī)對(duì)鑒頻參數(shù):誤差精度配置字ER、頻率下限配置字DUP、頻率上限配置字DDN和上升沿計(jì)數(shù)限值配置字P進(jìn)行配置。為便于對(duì)實(shí)施例工作過(guò)程的描述，假設(shè)鑒頻參數(shù)配置如下:輸入的參考時(shí)鐘為20KHz并經(jīng)4倍頻配置為80KHz ;帶通鑒頻器的帶通特性為8 22KHz之間，通過(guò)工作頻段范圍可調(diào)；工作速度為在Γ15個(gè)輸入數(shù)據(jù)的上升沿之間可調(diào)，誤差精度配置字在31個(gè)參考時(shí)鐘個(gè)數(shù)之間可調(diào)。狀態(tài)機(jī)22對(duì)鑒頻參數(shù)配置是根據(jù)接收機(jī)的性能需求來(lái)設(shè)置，并通過(guò)查表給出誤差精度配置字ER，頻率上限配置字DUP，頻率上限配置字DDN和上升沿計(jì)數(shù)器配置字P。表I為鑒頻的速度和帶通特性配置表。如表I所示，表的左邊第一列帶通頻率F，表示鑒頻的帶通頻率，而上邊第一行C表示上升沿計(jì)數(shù)設(shè)置值。表I中給出不同的鑒頻帶通頻率值和不同上升沿計(jì)數(shù)設(shè)置值下的參考時(shí)鐘計(jì)數(shù)設(shè)置值，時(shí)鐘計(jì)數(shù)設(shè)置值與鑒頻速度相對(duì)應(yīng)，從中可見(jiàn)。以鑒頻器的帶通頻率范圍為13 15kHz為例，如果選擇上升沿計(jì)數(shù)設(shè)置值P為6，則鑒頻器的下限頻率13kHz對(duì)應(yīng)的參考時(shí)鐘80kHz的參考時(shí)鐘計(jì)數(shù)設(shè)置值為31，而上限頻率15kHz對(duì)應(yīng)的參考時(shí)鐘計(jì)數(shù)設(shè)置值為27，當(dāng)上升沿計(jì)數(shù)器212對(duì)輸入數(shù)據(jù)上升沿計(jì)數(shù)值達(dá)到6時(shí)，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器214停止計(jì)數(shù)，如果送到比較器215的參考時(shí)鐘計(jì)數(shù)值在27^31范圍內(nèi)，則比較器215輸出高電平，帶通鑒頻器輸出喚醒控制信號(hào)Y，開(kāi)啟接收機(jī)上的收發(fā)電路，同時(shí)使能選通門(mén)217打開(kāi)，`輸入數(shù)據(jù)輸出，反之，比較器輸出低電平，使能選通門(mén)217關(guān)閉，輸入數(shù)據(jù)不輸出，從輸入數(shù)據(jù)中濾除了帶外干擾和帶內(nèi)噪聲的數(shù)據(jù)，同時(shí)帶通鑒頻器不輸出喚醒控制信號(hào)，關(guān)閉接收機(jī)上的收發(fā)電路，實(shí)現(xiàn)節(jié)能低功耗。表2復(fù)位的連續(xù)性判決條件配置表。如表2所示，第一行Fmin表示為帶通鑒頻器配置的下限頻率值，而第2行Cs表示為一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)誤差允許的參考時(shí)鐘個(gè)數(shù)值，它由誤差精度配置字確定，即時(shí)鐘周期內(nèi)一組連續(xù)數(shù)據(jù)輸入時(shí)允許誤差的參考時(shí)鐘最大個(gè)數(shù)值。復(fù)位單元213主要是對(duì)輸入數(shù)據(jù)的連續(xù)性和占空比進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和判決，復(fù)位單元213對(duì)上升沿檢測(cè)器211輸出的上升沿個(gè)數(shù)的連續(xù)性進(jìn)行判決。根據(jù)表I和表2說(shuō)明鑒頻參數(shù)配置值與判斷關(guān)系。在一個(gè)時(shí)鐘周期(以所配置頻率下限值為時(shí)鐘周期)內(nèi)，當(dāng)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器214計(jì)數(shù)到工作頻率下限對(duì)應(yīng)的最長(zhǎng)計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)31，上升沿檢測(cè)器還沒(méi)有檢測(cè)到上升沿時(shí)，表明輸入的數(shù)據(jù)是非連續(xù)，就發(fā)出復(fù)位信號(hào)。復(fù)位單元212對(duì)上升沿檢測(cè)器211送出的輸入數(shù)據(jù)的高電平和低電平個(gè)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和判斷，如果在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，而高、低電平的個(gè)數(shù)差超過(guò)限值，則為此時(shí)鐘周期內(nèi)輸入數(shù)據(jù)的占空比不滿足要求，復(fù)位單元212輸出復(fù)位信號(hào)。由表2所示，下限頻率13kHz對(duì)應(yīng)的允許誤差的參考時(shí)鐘最大個(gè)數(shù)值為6，若復(fù)位單元213對(duì)上升沿檢測(cè)器211輸出的上升沿個(gè)數(shù)的連續(xù)性進(jìn)行判決，若高、低電平的個(gè)數(shù)差超出6，則輸出復(fù)位信號(hào)。在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，上升沿計(jì)數(shù)器未達(dá)到上升沿計(jì)數(shù)設(shè)置值，復(fù)位將當(dāng)前上升沿計(jì)數(shù)值清零。表I
權(quán)利要求
1.一種超低功耗的帶通鑒頻器，其特征在于，模塊結(jié)構(gòu)的超低功耗的帶通鑒頻器簡(jiǎn)稱帶通鑒頻器包括數(shù)字頻率比較器和狀態(tài)機(jī)；其中 數(shù)字頻率比較器的輸入端連接前一級(jí)輸出端，數(shù)字頻率比較器的輸出端連接后一級(jí)數(shù)字基帶處理器的輸入端，用于選通輸出來(lái)自前一級(jí)輸出端的輸入數(shù)據(jù)；狀態(tài)機(jī)的使能控制端和復(fù)位控制端分別連接后一級(jí)數(shù)字基帶處理器的使能控制線和復(fù)位控制線，狀態(tài)機(jī)的計(jì)數(shù)與復(fù)位控制線連接數(shù)字頻率比較器的計(jì)數(shù)與復(fù)位控制端，狀態(tài)機(jī)的鑒頻參數(shù)配置線連接數(shù)字頻率比較器的鑒頻參數(shù)配置端；帶通鑒頻器輸出端為喚醒控制端，用于輸出一個(gè)喚醒控制信號(hào)Y。
2.如權(quán)利要求1所述的 帶通鑒頻器，其特征在于，所述數(shù)字頻率比較器包括上升沿檢測(cè)器、上升沿計(jì)數(shù)器、復(fù)位單元、時(shí)鐘計(jì)數(shù)器、比較器、設(shè)置參數(shù)配置單元、使能選通門(mén)；其中 輸入數(shù)據(jù)連接上升沿檢測(cè)器輸入端，上升沿檢測(cè)器的一個(gè)輸出端連接狀態(tài)機(jī)，該上升沿檢測(cè)輸出端用于使?fàn)顟B(tài)機(jī)進(jìn)入計(jì)數(shù)狀態(tài)，并開(kāi)啟相應(yīng)的上升沿計(jì)數(shù)器和時(shí)鐘計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，上升沿檢測(cè)器的另一輸出端連接上升沿計(jì)數(shù)器的輸入端，上升沿檢測(cè)器的配置端連接狀態(tài)機(jī)的數(shù)字控制配置字P，上升沿檢測(cè)器還有一輸出端連接復(fù)位單元的輸入端，復(fù)位單元的輸出端連接狀態(tài)機(jī)的復(fù)位端，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入端連接參考時(shí)鐘信號(hào)，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的開(kāi)始端、停止端和復(fù)位端連接狀態(tài)機(jī)的開(kāi)始計(jì)數(shù)、停止計(jì)數(shù)和復(fù)位的控制信號(hào)端，設(shè)置參數(shù)配置單元的配置字端連接狀態(tài)機(jī)配置字ER、DUP、DDN，用于完成帶通鑒頻器的設(shè)置參數(shù)配置控制，設(shè)置參數(shù)配置單元的一個(gè)輸出端連接時(shí)鐘計(jì)數(shù)器，用于設(shè)置時(shí)鐘計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)預(yù)設(shè)值，設(shè)置參數(shù)配置單元的另一個(gè)輸出端連接比較器的一個(gè)輸入端，用于設(shè)置比較器的預(yù)設(shè)值；時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的輸出端和設(shè)置參數(shù)配置單元參數(shù)配置端分別連接比較器的二個(gè)輸入端，用于時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值與設(shè)置的預(yù)設(shè)值送至比較器進(jìn)行比較，比較器輸出連接使能選通門(mén)一個(gè)輸入端，輸入數(shù)據(jù)也連接至使能選通門(mén)另一輸入端，比較器的輸出高電位作為使能信號(hào)，用于控制使能選通門(mén)，將輸入數(shù)據(jù)選通輸出；同時(shí)比較器的輸出還作為鑒頻指示信號(hào)，用于輸出喚醒信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的帶通鑒頻器，其特征在于:所述時(shí)鐘計(jì)數(shù)器包括依次串聯(lián)連接的分頻器、倍頻器和計(jì)數(shù)器；參考時(shí)鐘接入分頻器，分頻和倍頻參數(shù)控制端連接設(shè)置參數(shù)配置單元的ER配置端，計(jì)數(shù)器控制端連接狀態(tài)機(jī)的開(kāi)始計(jì)數(shù)、停止計(jì)數(shù)和復(fù)位端，計(jì)數(shù)器輸出端連接比較器；時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的分頻和倍頻參數(shù)設(shè)置端連接設(shè)置參數(shù)配置單元，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的分頻和倍頻參數(shù)由設(shè)置參數(shù)配置單元ER配置字作配置，確定參考時(shí)鐘進(jìn)行分頻的分頻比和倍頻比，用于確定鑒頻誤差精度。
4.如權(quán)利要求1-3所述的帶通鑒頻器，其特征在于:所述狀態(tài)機(jī)為集成于帶通鑒頻器片內(nèi)的微處理器，狀態(tài)機(jī)連接來(lái)自片外數(shù)字基帶處理器的使能信號(hào)EN和復(fù)位信號(hào)RES，同時(shí)連接來(lái)自數(shù)字頻率比較器的上升沿檢測(cè)器、上升沿計(jì)數(shù)器、復(fù)位單元的輸出信號(hào)，狀態(tài)機(jī)輸出開(kāi)始計(jì)數(shù)、停止計(jì)數(shù)和復(fù)位的控制信號(hào)線連接數(shù)字頻率比較器的上升沿計(jì)數(shù)器和時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的控制端；狀態(tài)機(jī)的工作狀態(tài)包括空閑IDLE態(tài)、計(jì)數(shù)COUNTER態(tài)、結(jié)束FINISH態(tài)，狀態(tài)機(jī)按照鑒頻工作需求實(shí)現(xiàn)三種工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。
5.一種超低功耗的帶通鑒頻方法，包括以下步驟: (I)由帶通鑒頻器的狀態(tài)機(jī)配置鑒頻參數(shù)； 由帶通鑒頻器的狀態(tài)機(jī)為數(shù)字頻率比較器配置鑒頻參數(shù)，狀態(tài)機(jī)的存儲(chǔ)器內(nèi)存有鑒頻參數(shù)配置表，狀態(tài)機(jī)按照射頻接收機(jī)的的鑒頻要求，通過(guò)查表輸出一組鑒頻參數(shù)配置字；當(dāng)芯片上電或接收到復(fù)位信號(hào)，將一組鑒頻參數(shù)配置字配置給數(shù)字頻率比較器； (2)檢測(cè)輸入數(shù)據(jù)的上升沿； 檢測(cè)來(lái)自射頻前端電路的輸入數(shù)據(jù)的上升沿，當(dāng)檢測(cè)到第一上升沿時(shí)，開(kāi)始對(duì)上升沿個(gè)數(shù)計(jì)數(shù)，檢測(cè)輸入數(shù)據(jù)的每個(gè)上升沿，計(jì)數(shù)值加I ;同時(shí)開(kāi)始對(duì)參考時(shí)鐘信號(hào)計(jì)數(shù)； (3)檢測(cè)輸入數(shù)據(jù)的每個(gè)上升沿并對(duì)輸入數(shù)據(jù)作判斷； 檢測(cè)輸入數(shù)據(jù)的每個(gè)上升沿并對(duì)輸入數(shù)據(jù)作判斷，若上升沿檢測(cè)器輸出的上升沿個(gè)數(shù)不連續(xù)，檢測(cè)判斷到方波信號(hào)不連續(xù)或方波占空比不對(duì)則送一個(gè)重新計(jì)數(shù)信號(hào)，狀態(tài)機(jī)作濾波復(fù)位，轉(zhuǎn)步驟(2)重新檢測(cè)輸入數(shù)據(jù)上升沿；若否則轉(zhuǎn)步驟(4)； 若檢測(cè)到起始的方波信號(hào)不連續(xù)或方波占空比不對(duì)，狀態(tài)機(jī)作濾波復(fù)位處理，使方波信號(hào)不連續(xù)或方波不對(duì)的輸入信號(hào)，不能從帶通鑒相器輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)帶外的干擾信號(hào)和帶內(nèi)的噪聲信號(hào)的帶通濾波； (4)判斷上升沿計(jì)數(shù)值是否達(dá)到設(shè)置值； 上升沿計(jì)數(shù)值加1，并判斷上升沿計(jì)數(shù)值是否達(dá)到設(shè)置值；若是，狀態(tài)機(jī)輸出停止計(jì)數(shù)控制信號(hào)，參考時(shí)鐘計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)；否則轉(zhuǎn)步驟(2)； (5)判斷參考時(shí)鐘計(jì)數(shù)值是否在工作頻段上、下限對(duì)應(yīng)值范圍之內(nèi)； 參考時(shí)鐘計(jì)數(shù)值送比較器，與相應(yīng)鑒頻參數(shù)配置值作比較判斷；若在設(shè)定的時(shí)鐘周期內(nèi)，參考時(shí)鐘計(jì)數(shù)值在工作頻段上、下限對(duì)應(yīng)值范圍之內(nèi)，比較器輸出高電平；否則輸出低電平，返回步驟(2)； 在設(shè)定的時(shí)鐘周期內(nèi)，上升沿計(jì)數(shù)值不滿足參數(shù)設(shè)置值，則輸出低電平，喚醒接收機(jī)不具備喚醒條件； (6)輸出高電平作使能選通控制和實(shí)現(xiàn)喚醒功能； 由使能單元對(duì)比較器輸出電平和輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行使能控制處理，當(dāng)比較器輸出高電平時(shí)，選通輸入數(shù)據(jù)，并輸出喚醒信號(hào)，實(shí)現(xiàn)喚醒功能；否則封鎖輸入數(shù)據(jù)不輸出，實(shí)現(xiàn)帶外干擾和帶內(nèi)噪聲濾除功能； 帶通鑒頻器作為喚醒模塊能出色完成喚醒控制功能，在執(zhí)行不喚醒功能時(shí)，接收機(jī)的其它耗能模塊處于休眠狀態(tài)，用于獲得超低功耗。
6.如權(quán)利要求5所述的帶通鑒頻方法，其特征在于，步驟(I)所述狀態(tài)機(jī)配置鑒頻參數(shù)包括以下內(nèi)容: 1)工作頻段范圍配置；根據(jù)具體的喚醒調(diào)制數(shù)據(jù)工作頻率，配置鑒頻器的工作頻率上、下限值； 2)配置鑒頻的輸入數(shù)據(jù)長(zhǎng)度；根據(jù)輸入數(shù)字調(diào)制數(shù)據(jù)的喚醒調(diào)制數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)幀格式，配置帶通鑒頻器接收數(shù)字調(diào)制信號(hào)的輸入數(shù)據(jù)長(zhǎng)度； 3)配置最大允許誤差的參考時(shí)鐘個(gè)數(shù)ER;在不影響接收靈敏度的前提下，根據(jù)系統(tǒng)的誤碼率要求作鑒頻誤差精度配置； 4)配置上升沿計(jì)數(shù)設(shè)置值P;在保證喚醒接收機(jī)誤碼率的前提下，對(duì)工作速度即接收到輸入數(shù)據(jù)判決長(zhǎng)度進(jìn)行配置； 5)配置時(shí)鐘計(jì)數(shù)設(shè)置值的范圍；根據(jù)1)工作頻段范圍配置時(shí)鐘計(jì)數(shù)設(shè)置值。
7.如權(quán)利要求5所述的帶通鑒頻方法，其特征在于，步驟(2)和(3 )所述檢測(cè)輸入數(shù)據(jù)的第一上升沿和每個(gè)上升沿包括以下控制內(nèi)容: 1)上升沿檢測(cè)器未檢測(cè)第一個(gè)輸入數(shù)據(jù)的上升沿，狀態(tài)機(jī)處于空閑IDLE態(tài)；計(jì)數(shù)COUNTER 態(tài)、結(jié)束 FINISH 態(tài)； 2)上升沿檢測(cè)器檢測(cè)第一個(gè)輸入數(shù)據(jù)的上升沿，輸出開(kāi)始計(jì)數(shù)信號(hào)； 3)上升沿檢測(cè)器檢測(cè)每個(gè)輸入數(shù)據(jù)的上升沿； a.上升沿檢測(cè)器輸出送上升沿計(jì)數(shù)器對(duì)上升沿個(gè)數(shù)計(jì)數(shù): b.參考時(shí)鐘送時(shí)鐘計(jì)數(shù)器對(duì)時(shí)鐘個(gè)數(shù)計(jì)數(shù): 4)若上升沿檢測(cè)器檢測(cè)到起始的方波信號(hào)不連續(xù)或方波不對(duì)， a.上升沿檢測(cè)器給復(fù)位單元輸出一個(gè)信號(hào): b.復(fù)位單元輸出復(fù)位請(qǐng)求信號(hào)給狀態(tài)機(jī)； c.狀態(tài)機(jī)輸出復(fù)位信號(hào)，控制上升沿計(jì)數(shù)器和時(shí)鐘計(jì)數(shù)器清零，上升沿檢測(cè)器重新開(kāi)始對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)。
8.如權(quán)利要求5所述的帶通鑒頻方法，其特征在于，步驟(4)所述判斷上升沿計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值是否達(dá)到設(shè)置值包括以下控制內(nèi)容: 1)狀態(tài)機(jī)未接收到上升沿計(jì)數(shù)器輸出計(jì)數(shù)完成信號(hào)，判定上升沿計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值<設(shè)置值，狀態(tài)機(jī)繼續(xù)等待上升沿計(jì)數(shù)器輸出計(jì)數(shù)完成信號(hào)，上升沿計(jì)數(shù)器繼續(xù)計(jì)數(shù)，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器繼續(xù)計(jì)數(shù)；` 2)狀態(tài)機(jī)接收到上升沿計(jì)數(shù)器輸出計(jì)數(shù)完成信號(hào)，判定上升沿計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值>設(shè)置值； 3)狀態(tài)機(jī)輸出停止計(jì)數(shù)信號(hào)，上升沿計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)； 4)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值送至比較器與設(shè)定的工作頻段上、下限對(duì)應(yīng)的參考時(shí)鐘個(gè)數(shù)設(shè)置值作比較判斷，若計(jì)數(shù)值在工作頻段范圍內(nèi)，則輸出高電平指示信號(hào)，并使能輸出數(shù)據(jù)；否則維持低電平輸出指示信號(hào)，并將計(jì)數(shù)器復(fù)位，重新開(kāi)始上升沿檢測(cè)器，若上升沿計(jì)數(shù)器沒(méi)有達(dá)到預(yù)設(shè)值，則轉(zhuǎn)步驟(2)繼續(xù)計(jì)數(shù)。
9.如權(quán)利要求5所述的方法帶通鑒頻方法，其特征在于，步驟(5)所述判斷參考時(shí)鐘計(jì)數(shù)值是否在工作頻段上、下限對(duì)應(yīng)值范圍之內(nèi)包括以下內(nèi)容: O比較器對(duì)參考時(shí)鐘計(jì)數(shù)值與相應(yīng)鑒頻參數(shù)配置值作比較判斷； 2)若在設(shè)定的時(shí)鐘周期內(nèi)，參考時(shí)鐘計(jì)數(shù)值在工作頻段上、下限對(duì)應(yīng)值范圍之內(nèi)，比較器輸出為高電平； 3)在設(shè)定的時(shí)鐘周期內(nèi)，上升沿計(jì)數(shù)值不滿足參數(shù)設(shè)置值，參考時(shí)鐘計(jì)數(shù)值不在工作頻段上、下限對(duì)應(yīng)值范圍之內(nèi)，比較器輸出為低電平，則不具備喚醒條件。
10.如權(quán)利要求5-9所述的帶通鑒頻方法，其特征在于，步驟(6)所述輸出高電平作使能選通控制和實(shí)現(xiàn)喚醒功能包括以下內(nèi)容: 1)當(dāng)比較器輸出為高電平時(shí)，作為使能選通信號(hào)控制使能選通門(mén)實(shí)現(xiàn)帶通鑒頻器選通數(shù)據(jù)輸出，選通數(shù)據(jù)傳輸給下一級(jí)的數(shù)字基帶處理器，選通數(shù)據(jù)一次傳輸完； 2)同時(shí)，比較器輸出為高電平，具備喚醒條件，輸出喚醒信號(hào)給接收機(jī)，喚醒功能用于實(shí)現(xiàn)低功耗； 3)下一級(jí)數(shù)字基帶處理器接收到帶通鑒頻器一次傳輸?shù)倪x通數(shù)據(jù)，反饋送出復(fù)位信號(hào)給鑒頻器，開(kāi)始新的一次輸入數(shù)據(jù)的鑒頻與判斷。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種超低功耗的帶通鑒頻方法包括帶通鑒頻器配置鑒頻參數(shù)配置字；啟動(dòng)對(duì)輸入信號(hào)的檢測(cè)和計(jì)數(shù)；檢測(cè)到非正常信號(hào)通過(guò)復(fù)位重新計(jì)數(shù)，濾除帶外干擾和帶內(nèi)噪聲；檢測(cè)到正常信號(hào)的上升沿計(jì)數(shù)值和時(shí)鐘計(jì)數(shù)值與相應(yīng)設(shè)置值作比較判斷，在設(shè)定時(shí)鐘周期內(nèi)，滿足參數(shù)設(shè)置值范圍，產(chǎn)生高電平使能信號(hào)，使能選通門(mén)允許輸入信號(hào)輸出，實(shí)現(xiàn)喚醒功能。一種超低功耗的帶通鑒頻器，包括數(shù)字頻率比較器和狀態(tài)機(jī)，數(shù)字頻率比較器由狀態(tài)機(jī)為其配置鑒頻參數(shù)值，根據(jù)輸入信號(hào)檢測(cè)計(jì)數(shù)值以及時(shí)鐘計(jì)數(shù)值，與相應(yīng)配置值作比較，生成使能信號(hào)，濾除帶外干擾和帶內(nèi)噪聲信號(hào)，判決并選通輸入信號(hào)。超低功耗帶通鑒頻器作為喚醒接收機(jī)廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)和無(wú)線傳感網(wǎng)。
文檔編號(hào)H03D7/16GK103107776SQ20111035856
公開(kāi)日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2011年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月14日
發(fā)明者尹喜珍, 黃璐, 錢(qián)敏, 馬成炎 申請(qǐng)人:嘉興聯(lián)星微電子有限公司