一種帶自校準(zhǔn)的頻率調(diào)制解調(diào)器電路的制作方法

本發(fā)明涉及一種帶自校準(zhǔn)的頻率調(diào)制解調(diào)器電路。

背景技術(shù)：

當(dāng)前頻率調(diào)制解調(diào)器電路種類多種多樣，如有過零檢測、鎖相環(huán)解調(diào)、延遲鎖相環(huán)延遲采樣、相移解調(diào)等技術(shù)。當(dāng)這些電路中需要使用到很多模擬電路模塊，而造成較大功耗。因此，本專利提出一種基于電容充放電的頻率調(diào)制解調(diào)器電路。由于只使用較少模擬電路模塊，因而具有低功耗的優(yōu)點(diǎn)。由于輸入載波頻率偏差會極大地影響解調(diào)結(jié)果。為了提高解調(diào)器電路抗載波頻率偏差的能力，還提出了一種自校準(zhǔn)電路。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種帶自校準(zhǔn)的頻率調(diào)制解調(diào)器電路，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在缺陷。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種帶自校準(zhǔn)的頻率調(diào)制解調(diào)器電路，包括：控制電路、壓控電流源、第一電容、放電開關(guān)、采樣電路、第二電容、遲滯比較器、判斷電路、電荷泵和第三電容；所述控制電路分別與所述壓控電流源、所述判斷電路、所述采樣電路以及所述放電開關(guān)第一端相連；所述壓控電流源還分別與所述第三電容一端、所述電荷泵、所述判斷電路、所述采樣電路、所述第一電容一端以及所述放電開關(guān)第二端相連；所述第三電容的另一端接地；所述電荷泵與所述判斷電路相連；所述放電開關(guān)第三端與所述第一電容另一端相連，并接地；所述采樣電路還經(jīng)所述第二電容一端連接至所述遲滯比較器；所述第二電容另一端接地。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，在信號解調(diào)過程中，所述控制電路根據(jù)輸入的調(diào)頻信號，循環(huán)地產(chǎn)生一控制信號組；單次循環(huán)的控制信號組包括一第一充電脈沖、一采樣脈沖、一第一放電脈沖和一判斷脈沖。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，在單次循環(huán)控制信號中：

產(chǎn)生所述第一放電脈沖；當(dāng)所述第一放電脈沖有效時，所述放電開關(guān)閉合，所述第一電容短接至地，而消除其上的電荷；；

在所述第一放電脈沖結(jié)束后，產(chǎn)生所述第一充電脈沖，當(dāng)所述第一充電脈沖有效時，所述壓控電流源向所述第一電容進(jìn)行充電；

在所述第一充電脈沖結(jié)束后，產(chǎn)生所述采樣脈沖；當(dāng)所述采樣脈沖有效時，所述采樣電路對所述第一電容上的電壓或電荷量進(jìn)行采樣，并使所述第二電容的電壓或電荷量與所述第一電容上的電壓或電荷量成正比，進(jìn)而形成采樣信號；

將所述采樣信號輸入至所述遲滯比較器中與其電壓閾值作比較，并根據(jù)比較結(jié)果生成最終的解調(diào)信號。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述第一充電脈沖的有效持續(xù)時間長度為當(dāng)前1個或連續(xù)多個調(diào)頻信號的周期之和。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，在所述采樣脈沖結(jié)束后，產(chǎn)生所述判斷脈沖；當(dāng)所述判斷脈沖有效時，所述判斷電路將根據(jù)一預(yù)設(shè)的上閾值電壓和一預(yù)設(shè)的下閾值電壓對所述第一電容上的電壓進(jìn)行判斷；

記所述壓控電流源的電流大小與其輸入的電流控制信號電壓成正比；

如果所述第一電容上的電壓高于所述上閾值電壓，則所述判斷電路產(chǎn)生一第二放電信號；且當(dāng)所述第二放電信號變?yōu)橛行r，所述電荷泵對所述第三電容進(jìn)行放電，從而降低所述電流控制信號的電壓，所述壓控電流源的電流變??；

如果所述第一電容上的電壓低于所述下閾值電壓，則所述判斷電路產(chǎn)生一第二充電信號；當(dāng)該第二充電信號變?yōu)橛行r，所述電荷泵對所述第三電容進(jìn)行充電，從而升高所述電流控制信號的電壓，所述壓控電流源的電流變大。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述第二放電信號與所述第二充電信號按照如下方式變?yōu)橛行В?/p>

當(dāng)所述判斷電路在所述判斷脈沖的激勵下檢測到所述第一電容上的電壓低于所述下閾值電壓時，所述判斷電路置所述第二充電信號為有效電平，否則置為無效電平；如果檢測到所述第一電容上的電壓高于所述上閾值電壓時，所述判斷電路置所述第二放電信號為有效電平，否則置為無效電平。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述第二放電信號與所述第二充電信號按照如下方式變?yōu)橛行В?/p>

當(dāng)所述判斷電路在所述判斷脈沖的激勵下檢測到所述第一電容上的電壓低于所述下閾值電壓時，所述判斷電路將在所述第二充電信號上產(chǎn)生脈沖；如果檢測到所述第一電容上的電壓高于所述上閾值電壓時，所述判斷電路將在所述第二放電信號上產(chǎn)生脈沖。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，在所述采樣脈沖結(jié)束后，產(chǎn)生所述判斷脈沖；當(dāng)所述判斷脈沖有效時，所述判斷電路將根據(jù)一預(yù)設(shè)的上閾值電壓和一預(yù)設(shè)的下閾值電壓對所述第一電容上的電壓進(jìn)行判斷；

記所述壓控電流源的電流大小與其輸入的電流控制信號電壓成反比；

如果所述第一電容上的電壓高于所述上閾值電壓，則所述判斷電路產(chǎn)生一第二充電信號；且當(dāng)所述第二充電信號變?yōu)橛行r，所述電荷泵對所述第三電容進(jìn)行充電，從而提高所述電流控制信號的電壓，所述壓控電流源的電流變小；

如果所述第一電容上的電壓低于所述下閾值電壓，則所述判斷電路產(chǎn)生一第二放電信號；當(dāng)該第二放電信號變?yōu)橛行r，所述電荷泵對所述第三電容進(jìn)行放電，從而降低所述電流控制信號的電壓，所述壓控電流源的電流變大。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述第二放電信號與所述第二充電信號按照如下方式變?yōu)橛行В?/p>

當(dāng)所述判斷電路在所述判斷脈沖的激勵下檢測到所述第一電容上的電壓低于所述下閾值電壓時，所述判斷電路置所述第二放電信號為有效電平，否則置為無效電平；如果檢測到所述第一電容上的電壓高于所述上閾值電壓時，所述判斷電路置所述第二充電信號為有效電平，否則置為無效電平。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述第二放電信號與所述第二充電信號按照如下方式變?yōu)橛行В?/p>

當(dāng)所述判斷電路在所述判斷脈沖的激勵下檢測到所述第一電容上的電壓低于所述下閾值電壓時，所述判斷電路將在所述第二放電信號上產(chǎn)生脈沖；如果檢測到所述第一電容上的電壓高于所述上閾值電壓時，所述判斷電路將在所述第二充電信號上產(chǎn)生脈沖。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明所提出的一種帶自校準(zhǔn)的頻率調(diào)制解調(diào)器電路能夠在載波存在較大的頻率偏差和漂移時實(shí)現(xiàn)調(diào)頻信號的解調(diào)，并具有較低電路功耗。該自校準(zhǔn)電路可以自動檢測載波頻率偏差并對解調(diào)器電路進(jìn)行校準(zhǔn)，以減少頻率偏差對解調(diào)器電路的影響。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中一種帶自校準(zhǔn)的頻率調(diào)制解調(diào)器電路的電路原理圖。

圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中帶自校準(zhǔn)的頻率調(diào)制解調(diào)器采用解調(diào)方式工作的信號時序圖。

圖3為本發(fā)明一實(shí)施例中帶自校準(zhǔn)的頻率調(diào)制解調(diào)器采用自校準(zhǔn)方式工作的信號時序圖。

圖4為本發(fā)明另一實(shí)施例中帶自校準(zhǔn)的頻率調(diào)制解調(diào)器采用自校準(zhǔn)方式工作的信號時序圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行具體說明。

本發(fā)明提供一種帶自校準(zhǔn)的頻率調(diào)制解調(diào)器電路，如圖1所示，包括：控制電路、壓控電流源、第一電容、放電開關(guān)、采樣電路、第二電容、遲滯比較器、判斷電路、電荷泵和第三電容；控制電路分別與壓控電流源、判斷電路、采樣電路以及放電開關(guān)第一端相連；壓控電流源還分別與第三電容一端、電荷泵、判斷電路、采樣電路、第一電容一端以及放電開關(guān)第二端相連；第三電容的另一端接地；電荷泵與判斷電路相連；放電開關(guān)第三端與第一電容另一端相連，并接地；采樣電路還經(jīng)第二電容一端連接至遲滯比較器；第二電容另一端接地。

進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中，在頻率調(diào)制過程中，控制電路根據(jù)輸入的調(diào)頻信號，循環(huán)地產(chǎn)生一控制信號組；單次循環(huán)的控制信號組包括一第一充電脈沖、一采樣脈沖、一第一放電脈沖和一判斷脈沖。

進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中，在單周期控制信號中：

圖2所示為解調(diào)器工作時的信號時序圖，其中ODA為原始頻率調(diào)制數(shù)據(jù)信號，Vin為輸入的頻率調(diào)制信號，CKC為第一充電脈沖，CKS為采樣脈沖，CKR為第一放電脈沖，VFC為第一電容上的電壓，VSC為第二電容上的電壓即采樣信號，DAO為解調(diào)信號。

進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中，由于控制信號具有周期循環(huán)產(chǎn)生，無法區(qū)分信號產(chǎn)生先后，為了便于解釋說明，假設(shè)首先產(chǎn)生所述第一放電脈沖：

首先產(chǎn)生第一充電脈沖；在本實(shí)施例中，第一充電脈沖CKC的有效持續(xù)時間長度為當(dāng)前連續(xù)2個調(diào)頻信號Vin的周期之和。當(dāng)?shù)谝怀潆娒}沖CKC有效時，壓控電流源向第一電容進(jìn)行充電，第一電容電壓VFC升高；

在第一充電脈沖結(jié)束后，產(chǎn)生采樣脈沖CKS；當(dāng)采樣脈沖CKS有效時，采樣電路對第一電容上的電壓VFC進(jìn)行電壓采樣，并使第二電容的電壓等于第一電容上的電壓VFC，進(jìn)而形成采樣信號VSC；

在采樣脈沖CKS結(jié)束后，產(chǎn)生第一放電脈沖CKR；在第一放電脈沖CKR有效高電平下，放電開關(guān)閉合，將第一電容上的電荷進(jìn)行清零而其電壓VFC歸零

采樣信號VSC經(jīng)過遲滯比較器后，生成最終的解調(diào)信號DAO。

在本實(shí)施例中，該解調(diào)器按照以上方式輪替的產(chǎn)生控制信號組，第一充電脈沖、采樣脈沖和第一放電脈沖理論上不相互交疊。

進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中，如圖3所示，為解調(diào)器采用自校準(zhǔn)電平方式工作時的信號時序圖。其中，VTU為上閾值電壓，VTB為下閾值電壓，VFC為第一電容上的電壓，CKD為判斷脈沖，CKW為第二放電信號電壓，CKU為第二充電信號電壓，VIC為電流控制信號電壓。

進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中，如圖4所示，為解調(diào)器采用自校準(zhǔn)脈沖方式工作時的信號時序圖。其中，VTU為上閾值電壓，VTB為下閾值電壓，VFC為第一電容上的電壓，CKD為判斷脈沖，CKW為第二放電信號電壓，CKU為第二充電信號電壓，VIC為電流控制信號電壓。

進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中，壓控電流源的充電電流大小由電流控制信號決定；較佳地，電流控制信號電壓越大則壓控電流源電流越大，也即壓控電流源的電流大小與其輸入的電流控制信號電壓成正比。在采樣脈沖CKS結(jié)束后，產(chǎn)生判斷脈沖CKD；當(dāng)判斷脈沖CKD高有效時，判斷電路將根據(jù)一預(yù)設(shè)的上閾值電壓VTU和一預(yù)設(shè)的下閾值電壓VTB對第一電容上的電壓VFC進(jìn)行判斷；

如果第一電容上的電壓VFC高于上閾值電壓VTU，則判斷電路將第二放電信號CKW設(shè)置為有效高電平，電荷泵對第三電容進(jìn)行放電，使電流控制信號電壓VIC降低，從而壓控電流源電流變??；

如果第一電容上的電壓VFC低于下閾值電壓VTB，則判斷電路產(chǎn)生將第二充電信號CKU設(shè)置為有效高電平，電荷泵對第三電容進(jìn)行充電，使電流控制信號電壓VIC升高，從而壓控電流源電流變大。

在本實(shí)施例中，通過上述過程完成自校準(zhǔn)，解調(diào)器將保證第一電容每次充電后的電壓處于上閾值電壓和下閾值電壓之間。

進(jìn)一步的，當(dāng)壓控電流源的電流大小與其輸入的電流控制信號電壓成正比，第二放電信號與第二充電信號亦可以通過采用脈沖方式變?yōu)橛行В?/p>

當(dāng)判斷電路在判斷脈沖CKD的激勵下檢測到第一電容上的電壓VFC低于下閾值電壓VTB時，判斷電路將在第二充電信號CKU上產(chǎn)生脈沖；如果檢測到第一電容上的電壓VFC高于上閾值電壓VTU時，判斷電路將在所述第二放電信號CKW上產(chǎn)生脈沖。

進(jìn)一步的，當(dāng)壓控電流源的電流大小與其輸入的電流控制信號電壓成反比時，在采樣脈沖CKS結(jié)束后，產(chǎn)生判斷脈沖CKD；當(dāng)判斷脈沖CKD有效時，判斷電路將根據(jù)一預(yù)設(shè)的上閾值電壓VTU和一預(yù)設(shè)的下閾值電壓VTB對第一電容上的電壓VFC進(jìn)行判斷；

如果第一電容上的電壓VFC高于所述上閾值電壓VTU，則判斷電路產(chǎn)生一第二充電信號CKU；且當(dāng)?shù)诙潆娦盘朇KU變?yōu)橛行r，電荷泵對第三電容進(jìn)行充電，從而提高電流控制信號的電壓VIC，壓控電流源的電流變??；

如果第一電容上的電壓VFC低于下閾值電壓VTB，則判斷電路產(chǎn)生一第二放電信號CKW；當(dāng)該第二放電信號CKW變?yōu)橛行r，電荷泵對第三電容進(jìn)行放電，從而降低電流控制信號VIC的電壓，壓控電流源的電流變大。

進(jìn)一步的，當(dāng)壓控電流源的電流大小與其輸入的電流控制信號電壓成反比時，第二放電信號與第二充電信號按照如下方式變?yōu)橛行В?/p>

當(dāng)判斷電路在判斷脈沖的激勵下檢測到第一電容上的電壓VFC低于下閾值電壓VTB時，判斷電路置第二放電信號CKW為有效電平，否則置為無效電平；如果檢測到第一電容上的電壓VFC高于上閾值電壓VTU時，判斷電路置第二充電信號CKU為有效電平，否則置為無效電平。

第二放電信號與第二充電信號也可按照如下方式變?yōu)橛行В?/p>

當(dāng)判斷電路在判斷脈沖的激勵下檢測到所述第一電容上的電壓VFC低于下閾值電壓VTB時，判斷電路將在第二放電信號CKW上產(chǎn)生脈沖；如果檢測到第一電容上的電壓VFC高于上閾值電壓VTU時，判斷電路將在第二充電信號CKU上產(chǎn)生脈沖。

以上是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明技術(shù)方案所作的改變，所產(chǎn)生的功能作用未超出本發(fā)明技術(shù)方案的范圍時，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。