本發(fā)明通常涉及無線充電系統(tǒng)，更具體的，涉及解調(diào)頻移鍵控調(diào)制的輸入信號。

背景技術(shù)：

頻移鍵控(FSK)是通過離散的信號頻率變化進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的技術(shù)。最簡單的FSK方案是二進(jìn)制FSK，其中頻率在兩個(gè)頻率之間變化以傳遞二進(jìn)制數(shù)據(jù)，但是多于兩個(gè)頻率也可用于FSK調(diào)制。

FSK用于多種應(yīng)用，例如用于控制門鎖的無接觸鑰匙卡、可以附在書本上和提供用于自助式銷售的其它產(chǎn)品上的智能ID標(biāo)記和智能標(biāo)簽、植入式設(shè)備(例如植入耳蝸和其它助聽設(shè)備)、植入式可編程起搏器、以及用于無線充電系統(tǒng)的控制信號。

FSK信號解調(diào)器的成本和解調(diào)消耗的電力通常是主要設(shè)計(jì)因素，尤其是如果接收器和FSK解調(diào)器處于電池供電設(shè)備中。

附圖說明

通過參考以下附圖中所示的實(shí)施例的說明將最好地理解本發(fā)明以及其目的和優(yōu)點(diǎn)。為了清楚和簡明例示附圖中的元件，不必按比例畫出附圖中的單元。

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無線通信裝置中接收器的示意框圖，所述無線通信裝置中的接收器包括用于解調(diào)FSK調(diào)制的輸入信號的解調(diào)器；

圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的解調(diào)FSK調(diào)制的輸入信號的方法的流程圖；

圖3是圖1中的解調(diào)器運(yùn)行中和圖2中的方法中出現(xiàn)的信號相對時(shí)間的圖；

圖4是用于提供圖1中的解調(diào)器的選通信號的模塊的示意框圖；以及

圖5是圖4中的模塊運(yùn)行時(shí)呈現(xiàn)的信號相對時(shí)間的圖。

具體實(shí)施方式

圖1和2各自例示了無線接收器中的解調(diào)器100和方法200，用于解調(diào)頻移鍵控(FSK)調(diào)制的輸入信號FSK_IN，所述輸入信號FSK_IN的頻率在至少第一頻率和第二頻率F_OP和F_MOD之間變化。在202接收輸入信號FSK_IN。在204提供第一信號和第二信號OFSK和DFSK，所述第一信號和第二信號OFSK和DFSK具有比輸入信號FSK_IN的第一頻率和第二頻率F_OP和F_MOD中的較小者的多個(gè)周期更大的相對延遲T_DELAY。在206提供連續(xù)的相位參考信號FSK_PH0到FSK_PH3，所述連續(xù)的相位參考信號FSK_PH0到FSK_PH3具有各自遞增地大于相對于第一信號OFSK的最大相位延遲0和ΔT1到ΔT3。在208以第二信號DFSK確定的間隔提供相位參考信號FSK_PH0到FSK_PH3的樣本。當(dāng)信號FSK_PH0到FSK_PH3的樣本的相對值在多個(gè)間隔期間變化，然后在多個(gè)間隔期間保持不變時(shí)，在210檢測第一頻率和第二頻率F_OP和F_MOD之間的轉(zhuǎn)換。在212可以解析檢測到的FSK數(shù)據(jù)供接收器使用。

第二信號用于相位參考信號FSK_PH0到FSK_PH3的采樣的定時(shí)。在方法200的實(shí)現(xiàn)示例中，例如100kHz到200kHz頻率的FSK信號可以無需使用運(yùn)行于20MHz或以上的任何高頻時(shí)鐘而解調(diào)。高頻時(shí)鐘的成本和電力消耗可以節(jié)約下來。方法200的響應(yīng)時(shí)間可以比使用分組時(shí)段解調(diào)(group period demodulation)的方法更快。

解調(diào)器100可以包括：延遲模塊102，用于提供第一信號和第二信號OFSK和DFSK之間的相對延遲T_DELAY；用于提供連續(xù)的相位參考信號FSK_PH0到FSK_PH3的相移模塊104；用于提供相位參考信號的樣本的采樣模塊106；以及用于檢測第一頻率和第二頻率之間的轉(zhuǎn)換的檢測器108。

相對于第一信號OFSK的最大相位延遲(ΔT1到ΔT3)可以至少是第一信號的半個(gè)周期(T_OP/2)。解調(diào)器100可以具有濾波器110，所述濾波器110從相位參考信號樣本FSK_PH0到FSK_PH3中排除其延遲(ΔT1到ΔT3)大于第一信號的半個(gè)周期(T_OP/2)的信號。

第一信號和第二信號OFSK和DFSK之間的延遲T_DELAY可以包括信號OFSK和DFSK的多個(gè)周期N，所述信號OFSK和DFSK的多個(gè)周期N足夠用于多個(gè)相位參考信號FSK_PH0到FSK_PH3反轉(zhuǎn)其相對于第二信號DFSK的相位。

相移模塊104可以包括串聯(lián)連接的多個(gè)延遲相位元件(諸如D_PH1到D_PH3)和多個(gè)采樣元件(諸如S_PH1到S_PH3)，所述串聯(lián)連接的多個(gè)延遲相位元件各自的輸出相對于第一信號OFSK具有遞增地更大的相位ΔT1到ΔT3，所述多個(gè)采樣元件用于以第二信號DFSK確定的間隔對延遲相位元件D_PH1到D_PH3各自的輸出進(jìn)行采樣。

延遲模塊102可以提供相對于第一信號OFSK的第二信號DFSK的延遲T_DELAY作為定義的經(jīng)過時(shí)間。

更具體的，在圖1所例示的示例中，F(xiàn)SK調(diào)制的輸入信號FSK_IN在本示例中是正弦波信號，由過零檢測器112轉(zhuǎn)換為方波以提供第一信號OFSK。延遲模塊102將第一信號OFSK延遲時(shí)間延遲T_DELAY以提供第二信號DFSK。

第一信號OFSK被提供給相移模塊104中的延遲相位元件序列(諸如D_PH1到D_PH3)，所述延遲相位元件可以是由例如控制模塊116控制的定時(shí)激活的緩沖放大器，每個(gè)緩沖放大器相對于之前元件引入相同增量的相位延遲，以產(chǎn)生相位參考信號FSK_PH0到FSK_PH3。采樣元件(諸如S_PH1到S_PH3)是D觸發(fā)器，所述D觸發(fā)器具有連接的數(shù)據(jù)輸入以各自接收相位參考信號FSK_PH0(第一信號OFSK)到FSK_PH3，并且具有連接到延遲模塊102的輸出的時(shí)鐘輸入，以使得D觸發(fā)器S_PH0到S_PH3在第二信號DFSK的上升沿采樣相位參考信號FSK_PH0到FSK_PH3。信號的樣本在多比特總線114上編碼為采樣數(shù)據(jù)，并提供給濾波器110，其濾除冗余樣本。

在運(yùn)行時(shí)，如圖3所示，總線114上的采樣數(shù)據(jù)的值保持不變，而相位參考信號FSK_PH0到FSK_PH3具有相同的第一頻率F_OP和相同相位。當(dāng)相位參考信號FSK_PH0到FSK_PH3的頻率改變?yōu)榈诙l率F_MOD時(shí)，采樣數(shù)據(jù)的相對值開始在連續(xù)周期中改變。隨著連續(xù)的相位參考信號FSK_PH0到FSK_PH3與用第二信號DFSK的上升沿所形成的時(shí)鐘同相地?cái)嘌?，采樣?shù)據(jù)的相對值連續(xù)改變。然而，當(dāng)?shù)诙盘朌FSK的頻率也改變?yōu)榈诙l率F_MOD時(shí)，采樣數(shù)據(jù)的相對值停止在連續(xù)周期中改變。

這個(gè)運(yùn)行由以下公式表示：

T_DELAY＝N＊T_OP+ΔT_OP

T_DELAY＝N＊T_MOD+ΔT_MOD

ΔT＝ΔT_OP-ΔT_MOD＝N＊(T_MOD-T_OP)

其中T_DELAY是第二信號DFSK相對于第一信號OFSK的延遲，N是第二信號DFSK或第一信號OFSK在延遲T_DELAY中的完整周期的數(shù)量，T_OP是第一頻率F_OP的時(shí)段，T_MOD是第二頻率F_MOD的時(shí)段，以及ΔT_OP和ΔT_MOD是除了N個(gè)周期之外的，各自在第一頻率和第二頻率F_OP和F_MOD的第二信號DFSK的邊沿和第一信號OFSK的對應(yīng)邊沿之間的剩余相位延遲。

在簡化示例中，T_DELAY是50.2ns，T_OP是10ns，T_MOD是9.4ns，N是5個(gè)完整周期。在第一頻率F_OP和第二頻率F_MOD之間的時(shí)段的差值(T_OP-T_MOD)是0.6ns。然而，剩余相位延遲ΔT_OP和ΔT_MOD是0.2ns和3.2ns(分別為50.2mod10和50.2mod 9.4)。ΔT_OP和ΔT_MOD之間的差值(ΔT_OP-ΔT_MOD)是-3ns，與時(shí)段的差值(T_OP-T_MOD)相比放大了5倍而且更易于檢測到。將理解第一信號和第二信號OFSK和DFSK之間的時(shí)間延遲T_DELAY的值可以選擇為適合特定實(shí)施例，甚至可以是可編程的以在較大范圍頻率內(nèi)調(diào)整。

相移模塊104中的延遲相位元件序列(諸如D_PH1到D_PH3)的累積延遲至少是第一F_OP和第二頻率F_MOD的時(shí)段T_OP和T_MOD中較大的一個(gè)的半個(gè)周期max(T_OP，T_MOD)/2，以檢測最大的剩余相位延遲ΔT_OP和ΔT_MOD。如果延遲相位元件序列的累積延遲大于周期T_OP和T_MOD中較大的一個(gè)的半個(gè)周期max(T_OP，T_MOD)/2，多比特總線114上的采樣數(shù)據(jù)的比特將是冗余的。冗余比特由過濾器110濾除，由選通控制模塊116控制。

頻移檢測器108可以包含簡單邏輯，所述簡單邏輯檢測采樣數(shù)據(jù)連續(xù)改變時(shí)的時(shí)段，采樣的數(shù)據(jù)然后可以在連續(xù)周期中停止改變，不需要高速系統(tǒng)時(shí)鐘。得到的數(shù)據(jù)可以在包解析模塊118中解析，從檢測器108傳遞連續(xù)比特的消息供接收器使用。

圖4和5例示了選通控制模塊116和其操作的示例。選通控制模塊116接收第一信號OFSK和相位參考信號，在這種情況下是FSK_PH1到FSK_PH5和FSK_PHn。將第一信號OFSK輸入到反相器400，所述反相器400輸出是OFSKb。將相位參考信號FSK_PH1到FSK_PHn輸入到具有連接到反相器400的輸出的時(shí)鐘輸入的各自D觸發(fā)器402的數(shù)據(jù)輸入，以在反轉(zhuǎn)的信號OFSKb的上升沿(第一信號OFSK的下降沿)對D觸發(fā)器402的輸出采樣。相位參考信號FSK_PH1到FSK_PHn中的只有在反轉(zhuǎn)的信號OFSKb斷言時(shí)也斷言的那 些信號會出現(xiàn)在多比特總線404上選通控制模塊116的選通信號輸出中。在濾波器110中，邏輯元件(諸如與(AND)門)在多比特總線114的數(shù)據(jù)和多比特總線404的選通信號沒有接合的情況下對冗余數(shù)據(jù)進(jìn)行掩碼。在圖5所例示的示例中，相位參考信號FSK_PH1到FSK_PH4在反轉(zhuǎn)的信號OFSKb的正邊沿(斷言)被斷言，并且從D觸發(fā)器402輸出的對應(yīng)的采樣數(shù)據(jù)信號通過總線404到達(dá)頻移檢測器108。然而，相位參考信號FSK_PH5到FSK_PHn在反轉(zhuǎn)的信號OFSKb的正邊沿解除斷言，并且從D觸發(fā)器402的對應(yīng)的輸出的采樣數(shù)據(jù)信號被濾除。

本發(fā)明至少可以部分地在包含在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序的永久性機(jī)器可讀介質(zhì)中實(shí)現(xiàn)，程序至少包括用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明運(yùn)行于可編程裝置(諸如計(jì)算機(jī)系統(tǒng))上的方法步驟的代碼部分，或者使得可編程裝置能夠執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備或系統(tǒng)的功能。

計(jì)算機(jī)程序是一系列指令，諸如特定應(yīng)用程序和/或操作系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)程序可以例如包括以下中的一個(gè)或者多個(gè)：子例程、函數(shù)、過程、對象方法、對象實(shí)現(xiàn)、可執(zhí)行應(yīng)用、小程序、小服務(wù)程序、源代碼、對象代碼、共享庫/動態(tài)加載庫和/或設(shè)計(jì)用于在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上執(zhí)行的其它指令序列。

計(jì)算機(jī)程序可以內(nèi)部存儲在計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)上，或者通過計(jì)算機(jī)可讀傳輸介質(zhì)發(fā)送給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。所有或者一部分計(jì)算機(jī)程序可以在永久地、可移動地、或者遠(yuǎn)程地耦合到信息處理系統(tǒng)的永久性機(jī)器可讀介質(zhì)上提供。在前述說明中，已經(jīng)參考本發(fā)明特定實(shí)施例的具體示例說明了本發(fā)明。然而，很明顯可以對其做出不同修改和變化，而不脫離附加的權(quán)利要求中提出的本發(fā)明更寬泛的精神和范圍。

在此所述的連接可以是適合從各自節(jié)點(diǎn)、元件或者設(shè)備接收信號或者發(fā)送信號至各自節(jié)點(diǎn)、元件或者設(shè)備的任意類型的連接，例如通過中間設(shè)備。因此，除非暗示或者明確提出，連接可以是直接連接或者間接連接。連接可以參考單個(gè)連接、多個(gè)連接、單向連接或雙向連接來例示或說明。然而，不同實(shí)施例可以改變連接的實(shí)現(xiàn)。例如可以使用單獨(dú)的單向連接而不是雙向連接，反之亦然。還有，多個(gè)連接可以由順序地或者時(shí)分復(fù)用方式傳輸多個(gè)信號的單個(gè)連接替代。類似的，承載多個(gè)信號的單個(gè)連接可以分離成承載這些信號的子集的各個(gè)不同連接。因此，很多選項(xiàng)存在于信號傳輸中。

在此所述的每個(gè)信號可以設(shè)計(jì)為正或負(fù)邏輯。在負(fù)邏輯信號的情況下，信號是低態(tài)有效，其中邏輯真狀態(tài)對應(yīng)于邏輯電平0。在正邏輯信號的情況下，信號是高態(tài)有效，其中邏輯真狀態(tài)對應(yīng)于邏輯電平1。注意到在此所述的任意信號可以設(shè)計(jì)為或者負(fù)或者正的邏輯信號。因此在可選實(shí)施例中，那些說明為正邏輯信號的信號可以實(shí)現(xiàn)為負(fù)邏輯信號，那些說明為負(fù)邏輯信號的信號可以實(shí)現(xiàn)為正邏輯信號。

術(shù)語“斷言”或者“置位”和“無效”(或者“解除斷言”或“清除”)在此用于提到信號、狀態(tài)比特、或者類似裝置呈現(xiàn)自己分別為邏輯真或邏輯假狀態(tài)時(shí)。如果邏輯真狀態(tài)是邏輯電平一，邏輯假狀態(tài)就是邏輯電平零。如果邏輯真狀態(tài)是邏輯電平零，邏輯假狀態(tài)就是邏輯電平一。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到邏輯塊之間的邊界僅僅是例示性的，并且可選實(shí)施例可以合并邏輯塊或者電路元件或者對邏輯塊或者電路元件的功能可選地進(jìn)行分解。因此，應(yīng)當(dāng)理解在此所述的結(jié)構(gòu)僅僅是示例性的，實(shí)際上也可以實(shí)現(xiàn)很多達(dá)到相同功能的其它結(jié)構(gòu)。類似的，達(dá)到相同功能的元件的任何設(shè)置是有效“相關(guān)的”，以完成期望的功能。因此，合并任意兩個(gè)元件完成特定功能可以視為相互“關(guān)聯(lián)”以完成期望的功能，與結(jié)構(gòu)或者中間元件無關(guān)。類似的，如此關(guān)聯(lián)的任意兩個(gè)元件還可以被視為相互“可操作地連接”、或者“可操作地耦合”以完成期望的功能。

而且，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到上述說明的操作之間的邊界僅僅是例示性的。多個(gè)操作可以合并到單個(gè)操作中，單個(gè)操作可以分布于其它多個(gè)操作中，操作可以時(shí)間上至少部分重疊地執(zhí)行。而且，可選實(shí)施例可以包括特定操作的多個(gè)實(shí)例，操作的順序可以在多種不同實(shí)施例中改變。

在權(quán)利要求中，術(shù)語“包括”或“具有”不排除存在權(quán)利要求中列出之外的其它元件或步驟。而且，在此使用的術(shù)語“一”或“一個(gè)”定義為一個(gè)或者多個(gè)。還有，在權(quán)利要求中使用介紹性短語例如“至少一個(gè)”和“一個(gè)或多個(gè)”不應(yīng)當(dāng)被解釋為暗示由不定冠詞“一”或“一個(gè)”引入的另一個(gè)權(quán)利要求元件將包含這種引入的權(quán)利要求元件的特定權(quán)利要求限制為只包括一個(gè)這種元件的發(fā)明，即使相同權(quán)利要求包括介紹性短語“一個(gè)或多個(gè)”或“至少一個(gè)”和不定冠詞“一”或“一個(gè)”。對于使用定冠詞的情況也是如此。除非明確說明，術(shù)語例如“第一”和“第二”用于這種術(shù)語描述的元件之間的任意區(qū)分。因此，這些術(shù)語不必要解釋為指 示這些元件的時(shí)間或者其它優(yōu)先級順序。在相互不同的權(quán)利要求中陳述某些手段的簡單事實(shí)并不指示著不能有利地使用這些手段的組合。