專(zhuān)利名稱(chēng)：2dpsk解調(diào)電路及無(wú)線信號(hào)接收機(jī)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及植入式生物電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于無(wú)線數(shù)字通信技術(shù)的低復(fù)雜度、低功耗的一種2DPSK解調(diào)電路及無(wú)線信號(hào)接收機(jī)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代無(wú)線通信系統(tǒng)中，調(diào)制與解調(diào)技術(shù)是必不可少的重要環(huán)節(jié)，其性能關(guān)系到整個(gè)通信系統(tǒng)性能的好壞。數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)以其良好的抗噪聲性能及優(yōu)秀的誤比特率性能，在現(xiàn)代無(wú)線通信系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。伴隨著現(xiàn)代通信系統(tǒng)小型化、數(shù)字化、大規(guī)模集成化的發(fā)展趨勢(shì)，市場(chǎng)對(duì)低復(fù)雜度、低功耗、低成本及良好誤比特率性能的通信系統(tǒng)的需求日益增長(zhǎng)，如全國(guó)廣電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、衛(wèi)星通信、民用低費(fèi)用通信、數(shù)字家庭小型醫(yī)療檢測(cè)通信設(shè)備以及無(wú)線植入式生物信號(hào)檢測(cè)等新興研究領(lǐng)域存在巨大的應(yīng)用潛力。近年來(lái)，植入式醫(yī)用檢測(cè)手段由于精度高、抗干擾性好等特點(diǎn)被越來(lái)越多地用于生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的檢測(cè)中。傳統(tǒng)的植入式生物醫(yī)學(xué)用檢測(cè)設(shè)備將有線檢測(cè)探頭植入病人體內(nèi)進(jìn)行信號(hào)的傳遞，此類(lèi)方法會(huì)給病人帶來(lái)恐懼，造成痛苦，而且被測(cè)人體的活動(dòng)受限制。而新興的無(wú)線植入式生物醫(yī)學(xué)用檢測(cè)設(shè)備則可以將檢測(cè)探頭及檢測(cè)控制電路完全植入病人體內(nèi)，由醫(yī)生無(wú)線遙控體內(nèi)檢測(cè)裝置完成各項(xiàng)檢測(cè)操作。這種方式消除了病人的恐懼心里， 同時(shí)病人的活動(dòng)限制也會(huì)得到很大的改善。然而，由于電源供給技術(shù)以及生物相容性的限制，要求植入病人體內(nèi)的檢測(cè)裝置既要高效率地完成無(wú)線控制信號(hào)的接收功能，又要盡可能地低功耗及占用體積小。因此，小型化、低能耗、低復(fù)雜度、低成本的無(wú)線通信系統(tǒng)和芯片的研究正在興起。本實(shí)用新型主要針對(duì)植入式醫(yī)用芯片、移動(dòng)通信終端、電子儀器設(shè)備間通信互聯(lián)、 民用消費(fèi)電子、家庭小型醫(yī)療無(wú)線檢測(cè)等需要小型化、集成化、低復(fù)雜度、低功耗、低成本通信的應(yīng)用研究場(chǎng)合。相移鍵控(PSK)技術(shù)具有傳輸效率高、抗干擾能力強(qiáng)、誤比特率性能優(yōu)良等應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。但目前已有的PSK信號(hào)解調(diào)技術(shù)以相干解調(diào)為主，包括平方環(huán)鎖相環(huán)解調(diào)方法與科斯塔斯環(huán)(C0STAQ解調(diào)方法。這兩種相關(guān)解調(diào)方法都需要獲得用于相干解調(diào)的同步時(shí)鐘， 造成了結(jié)構(gòu)復(fù)雜、能耗提高，從而導(dǎo)致系統(tǒng)集成后芯片面積、功耗、成本較大，且需解調(diào)芯片承受較高的工作頻率。因此，傳統(tǒng)的PSK相干解調(diào)方法不適合應(yīng)用于以低能耗、低復(fù)雜度、 集成化為發(fā)展趨勢(shì)的植入式醫(yī)用集成芯片、民用消費(fèi)電子通訊領(lǐng)域、家庭小型化醫(yī)療無(wú)線設(shè)備等。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供2DPSK解調(diào)電路及無(wú)線信號(hào)接收機(jī)系統(tǒng)，具體技術(shù)方案如下。本實(shí)用新型的2DPSK解調(diào)電路，包括自動(dòng)門(mén)限產(chǎn)生電路、異步整形電路、時(shí)鐘產(chǎn)生電路、N位移位寄存器、數(shù)學(xué)閾值判決器、觸發(fā)翻轉(zhuǎn)電路、同步調(diào)整觸發(fā)器和相對(duì)碼轉(zhuǎn)絕對(duì)碼電路，所述異步整形電路和自動(dòng)門(mén)限產(chǎn)生電路均接收2DPSK信號(hào)，異步整形電路、N位移位寄存器、數(shù)學(xué)閾值判決器、觸發(fā)翻轉(zhuǎn)電路、同步調(diào)整觸發(fā)器和相對(duì)碼轉(zhuǎn)絕對(duì)碼電路順次連接，自動(dòng)門(mén)限產(chǎn)生電路與異步整形電路連接，時(shí)鐘產(chǎn)生電路分別與N位移位寄存器、同步調(diào)整觸發(fā)器和相對(duì)碼轉(zhuǎn)絕對(duì)碼電路連接。上述的2DPSK解調(diào)電路，所述異步整形電路用于將2DPSK信號(hào)由模擬電平轉(zhuǎn)換到數(shù)字電平，所述自動(dòng)門(mén)限產(chǎn)生電路接收2DPSK信號(hào)并為異步整形電路提供整形判決門(mén)限， 使所述異步整形電路輸出2DPSK數(shù)字信號(hào)；所述時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生頻率為所述2DPSK數(shù)字信號(hào)的載波頻率N倍的時(shí)鐘信號(hào)CLKl并輸出給N位移位寄存器，同時(shí)為同步調(diào)整觸發(fā)器和相對(duì)碼轉(zhuǎn)絕對(duì)碼電路產(chǎn)生本地基帶同頻異步時(shí)鐘CLK2 ；所述N位移位寄存器在一個(gè)所述 2DPSK數(shù)字信號(hào)的載波周期內(nèi)產(chǎn)生N位二進(jìn)制數(shù)并輸出給數(shù)學(xué)閾值判決器；所述數(shù)學(xué)閾值判決器用于產(chǎn)生一個(gè)攜帶所述2DPSK數(shù)字信號(hào)相位變化信息的標(biāo)志信號(hào)flag ；所述觸發(fā)翻轉(zhuǎn)電路用于根據(jù)所述標(biāo)志信號(hào)flag產(chǎn)生基帶相對(duì)碼；所述同步調(diào)整觸發(fā)器用于實(shí)現(xiàn)觸發(fā)翻轉(zhuǎn)單元輸出的基帶相對(duì)碼與時(shí)鐘產(chǎn)生電路產(chǎn)生的本地基帶同頻異步時(shí)鐘的同步；所述相對(duì)碼轉(zhuǎn)絕對(duì)碼電路將相對(duì)碼轉(zhuǎn)換為絕對(duì)碼。本實(shí)用新型的2DPSK無(wú)線信號(hào)接收機(jī)系統(tǒng)，包括順次連接的低噪聲放大器、二次下混頻單元、自動(dòng)增益控制器和數(shù)字解調(diào)單元，數(shù)字解調(diào)單元為所述的2DPSK解調(diào)電路。上述的2DPSK無(wú)線信號(hào)接收機(jī)系統(tǒng)中，經(jīng)低噪聲放大器放大后的2DPSK信號(hào)先通過(guò)所述二次下混頻單元降頻后輸出到所述自動(dòng)增益控制器的輸入端，所述自動(dòng)增益控制器輸出電壓幅度穩(wěn)定的2DPSK信號(hào)，送入所述數(shù)字解調(diào)單元的輸入端，所述數(shù)字解調(diào)單元將 2DPSK信號(hào)先異步整形為數(shù)字電平的2DPSK數(shù)字信號(hào)，之后進(jìn)行數(shù)字解調(diào)，輸出基帶時(shí)鐘及基帶時(shí)鐘同步信號(hào)。上述的2DPSK無(wú)線信號(hào)接收機(jī)系統(tǒng)中，所述低噪聲放大器包括一個(gè)緩沖器，用于隔離后級(jí)電路、實(shí)現(xiàn)與后級(jí)電路的噪聲匹配、阻抗匹配。上述的2DPSK無(wú)線信號(hào)接收機(jī)系統(tǒng)中，所述二次下混頻單元，包括順次連接的第一混頻器、第一選頻器、中間放大器、第二混頻器、第二選頻器、輸出緩沖器；所述第一混頻器和第一選頻器，將接收到的射頻信號(hào)降頻為第一中頻信號(hào)；所述中間放大器用于提高信號(hào)功率；所述第二混頻器和第二選頻器，將第一中頻信號(hào)降頻為第二中頻信號(hào)；所述輸出緩沖器用于隔離后級(jí)電路的影響，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行功率放大。本實(shí)用新型的2DPSK解調(diào)方法，包括以下步驟步驟1，對(duì)接收到的2DPSK模擬信號(hào)進(jìn)行異步整形，實(shí)現(xiàn)2DPSK信號(hào)模擬電平到數(shù)字電平的轉(zhuǎn)換，獲得占空比穩(wěn)定的2DPSK數(shù)字信號(hào)；步驟2，以N倍于2DPSK信號(hào)載波頻率fc的數(shù)字時(shí)鐘，將數(shù)字化后的2DPSK數(shù)字信號(hào)送入N位移位寄存器，在2DPSK數(shù)字信號(hào)的每個(gè)載波周期Ι/fc內(nèi)產(chǎn)生N位2進(jìn)制數(shù)M ；步驟3，當(dāng)M大于等于設(shè)定數(shù)學(xué)閾值D1、或小于等于另一設(shè)定數(shù)學(xué)閾值D2時(shí)，令標(biāo)志信號(hào)flag為1，否則flag為0，該標(biāo)志信號(hào)攜帶了 2DPSK數(shù)字信號(hào)的相位變化信息；步驟4，當(dāng)flag為1時(shí)，發(fā)生電平翻轉(zhuǎn)，解調(diào)產(chǎn)生基帶相對(duì)碼bn ；步驟5，將相對(duì)碼bn進(jìn)行碼轉(zhuǎn)換，輸出絕對(duì)碼an，2DPSK解調(diào)完成。上述的解調(diào)方法，步驟2中，N的取值范圍為
權(quán)利要求1.2DPSK解調(diào)電路，其特征在于包括自動(dòng)門(mén)限產(chǎn)生電路、異步整形電路、時(shí)鐘產(chǎn)生電路、 N位移位寄存器、數(shù)學(xué)閾值判決器、觸發(fā)翻轉(zhuǎn)電路、同步調(diào)整觸發(fā)器和相對(duì)碼轉(zhuǎn)絕對(duì)碼電路， 所述異步整形電路和自動(dòng)門(mén)限產(chǎn)生電路均接收2DPSK信號(hào)，異步整形電路、N位移位寄存器、數(shù)學(xué)閾值判決器、觸發(fā)翻轉(zhuǎn)電路、同步調(diào)整觸發(fā)器和相對(duì)碼轉(zhuǎn)絕對(duì)碼電路順次連接，自動(dòng)門(mén)限產(chǎn)生電路與異步整形電路連接，時(shí)鐘產(chǎn)生電路分別與N位移位寄存器、同步調(diào)整觸發(fā)器和相對(duì)碼轉(zhuǎn)絕對(duì)碼電路連接。
2.2DPSK無(wú)線信號(hào)接收機(jī)系統(tǒng)，包括順次連接的低噪聲放大器、二次下混頻單元、自動(dòng)增益控制器和數(shù)字解調(diào)單元，其特征在于所述數(shù)字解調(diào)單元為權(quán)利要求1所述的2DPSK解調(diào)電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的2DPSK無(wú)線信號(hào)接收機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述低噪聲放大器包括一個(gè)用于隔離后級(jí)電路、實(shí)現(xiàn)與后級(jí)電路的噪聲匹配、阻抗匹配的緩沖器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2 3任一項(xiàng)所述的2DPSK無(wú)線信號(hào)接收機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述二次下混頻單元包括順次連接的第一混頻器、第一選頻器、中間放大器、第二混頻器、第二選頻器、輸出緩沖器。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供了2DPSK解調(diào)電路及無(wú)線信號(hào)接收機(jī)系統(tǒng)，2DPSK解調(diào)電路包括順次連接的異步整形電路、N位移位寄存器、數(shù)學(xué)閾值判決器、觸發(fā)翻轉(zhuǎn)電路、同步調(diào)整觸發(fā)器和相對(duì)碼轉(zhuǎn)絕對(duì)碼電路。本實(shí)用新型2DPSK無(wú)線信號(hào)接收機(jī)系統(tǒng)采用二次下混頻結(jié)合本實(shí)用新型所述簡(jiǎn)單高效的數(shù)字解調(diào)方法，解調(diào)方法利用所述電路進(jìn)行解調(diào)，降低了解調(diào)電路的工作頻率，不需要高難度、復(fù)雜的倍頻載波同步跟蹤電路或科斯塔斯環(huán)電路，使得系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)上能以低復(fù)雜度、低功耗、高效的優(yōu)點(diǎn)換來(lái)接收系統(tǒng)的單位比特能耗的顯著降低。
文檔編號(hào)H04L27/22GK202094923SQ20112020841
公開(kāi)日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月20日
發(fā)明者吳朝暉, 李斌, 王博, 趙明劍 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)