实现锁定频率变化的调频信号的解调方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种实现锁定频率变化的调频信号的解调方法及系统，包括以下步骤：(1)采集数据并处理周期点数；(2)根据周期点数和的变化提取频率变化，并对调频信号进行解调；(3)对调频信号进行解码并输出数据。采用该实现锁定频率变化的调频信号的解调方法及系统，在解调部分不需要复杂的模拟电路，其数字部分可以用较低的时钟频率进行信号的初步采样与简单处理，继而在更低的频率下进行较为复杂的运算，相比于现有的FSK解码方法，本方法的实现更加契合Qi标准的FSK信号的同时，能够更准确的锁定频率变化，大大简化了信号解调部分的工作，成本低，解调速度快，对Fop是否固定没有要求，且精度较高，具有广泛的应用范围。

【技术实现步骤摘要】
实现锁定频率变化的调频信号的解调方法及系统
本专利技术涉及无线充电
，尤其涉及调频信号解调
，具体是指一种实现锁定频率变化的调频信号的解调方法及系统。
技术介绍
在Qi标准的无线充电设备中，能量发射端发射到的能量接收端的通信信号，是通过2FSK(二进制频移键控)的方式传输的，而与传统2FSK信号不同的是：依Qi标准的通讯协议，同一系统的不同阶段，通信载波频率Fop与调制频率Fmod并不固定，且Fop与Fmod之间的频率差较小。其在正常工作过程中通过不同频率的能量信号来传输不同的功率，而2FSK信号通讯有可能发生在任何能量信号频率点，且Qi标准中为保证传输能量稳定性规定了载波频率Fop与调制频率Fmod的周期差的最大值为282ns，最小值仅为32ns。同时，由于无线充电系统中能量接收端所收到的信号为电感耦合过来的信号，从而导致其接收到的信号并非单频正弦信号，而是可能掺杂有大量高频噪声，传统的2FSK解调方法主要是相干解调、滤波非相干解调与正交相乘非相干解调三种方式。由于Qi标准通信协议的限制，其载波频率Fop与调制频率Fmod差异较小，如果使用传统方法进行解调，整个系统就需要非常高的精度来分辨不同的频率，无论用模拟或者数字方式时间都将增加整个电路的开销。同时，在同一系统的不同通信阶段载波频率Fop有可能是110～205KHz之间的任意值，更大大增加了整个解调系统的开销。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够实现锁定频率变化的调频信号的解调方法及系统。为了实现上述目的，本专利技术具有如下构成：该实现锁定频率变化的调频信号的解调方法，包括以下步骤：(1)以频率Fs1采集数据并处理周期点数；(2)根据周期点数和的变化提取频率变化，并对调频信号进行解调；(3)对解调得到的信号进行解码并输出数据。较佳地，所述的步骤(1)包括：(1-1)接收输入信号；(1-2)将所述的输入信号通过比较器与零电平进行比较；(1-3)以频率Fs1读取比较器的输出值，并对输出值进行计数。更佳地，所述的步骤(1-3)包括：(1-3-1)通过第一低通滤波器对所述的比较器的输出值进行滤波；(1-3-2)以频率Fs1读取比较器的输出值，并通过周期计数器对输出值进行计数。较佳地，所述的步骤(2)包括：(2-1)接收并存储最后输出的N个周期的输出值，其中，N为预设周期数；(2-2)计算所述的最后输出的N个周期的输出值之和，并存储所述的输出值之和；(2-3)通过去直流滤波器滤除所述的输出值之和的正向直流分量；(2-4)向所述的输出值之和添加负直流，并通过乘以一预设增益常量将信号放大；(2-5)通过第二低通滤波器对所述的输出值之和的上下波动部分进行平滑处理；(2-6)通过所述的去直流滤波器滤除负向直流分量；(2-7)去除频率抖动。更佳地，所述的步骤(2-7)包括：(2-7-1)判断所述的输出值之和的绝对值是否小于或等于一预设常数，如果是，则继续步骤(2-7-2)，否则，继续步骤(2-7-3)；(2-7-2)将所述的输出值之和清零；(2-7-3)输出所述的输出值之和。较佳地，所述的步骤(3)包括：(3-1)按bit输出数据；(3-2)对输出的数据进行拼接并校验；(3-3)输出校验后的数据。还包括一种实现锁定频率变化的调频信号的解调系统，包括：数据采集模块，用于采集数据并处理周期点数；解调模块，用于根据周期点数和的变化提取频率变化，并对调频信号进行解调，所述的解调模块的输入端与所述的数据采集模块的输出端相连接；解码模块，用于对调频信号进行解码并输出数据，所述的解码模块的输入端与所述的解调模块的输出端相连接。较佳地，所述的数据采集模块包括：线圈，用于接收输入信号；比较器，用于将所述的输入信号与零电平进行比较，所述的比较器与所述的线圈相连接；周期计数器，用于对输出值进行计数，所述的周期计数器与所述的比较器相连接；第一低通滤波器，用于对比较器的输出值进行滤波，所述的第一低通滤波器与所述的比较器相连接。较佳地，所述的解调模块包括：直流滤波器，用于滤除输出值之和的正向直流分量或负向直流分量；第二低通滤波器，用于对所述的输出值之和的上下波动部分进行平滑处理，所述的第二低通滤波器与所述的直流滤波器相连接。采用了该专利技术中的实现锁定频率变化的调频信号的解调方法及系统，在解调部分不需要复杂的模拟电路，其数字电路部分所要的最高频率也仅有Fs1，且在该频率下只有简单的加法操作，主要工作频率在系统输入信号的最大频率以下，相比于现有的FSK解码方法，本方法的实现更加契合Qi标准的FSK信号的同时，能够更准确的锁定频率变化，大大简化了信号解调部分的工作，成本低，解调速度快，对Fop是否固定没有要求，且精度较高，具有广泛的应用范围。附图说明图1为本专利技术的实现锁定频率变化的调频信号的解调方法及系统的示意图。图2为本专利技术的实现锁定频率变化的调频信号的解调方法及系统的数据采集过程的示意图。图3为本专利技术的实现锁定频率变化的调频信号的解调方法及系统的解调和解码过程的示意图。图4为本专利技术的实现锁定频率变化的调频信号的解调方法及系统的消除频率抖动的示意图。具体实施方式为了能够更清楚地描述本专利技术的
技术实现思路
，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。该实现锁定频率变化的调频信号的解调方法，包括以下步骤：(1)以频率Fs1采集数据并处理周期点数；(2)根据周期点数和的变化提取频率变化，并对调频信号进行解调；(3)对解调得到的信号进行解码并输出数据。在一种较佳的实施方式中，所述的步骤(1)包括：(1-1)接收输入信号；(1-2)将所述的输入信号通过比较器与零电平进行比较；(1-3)以频率Fs1读取比较器的输出值，并对输出值进行计数。在一种更佳的实施方式中，所述的步骤(1-3)包括：(1-3-1)通过第一低通滤波器对所述的比较器的输出值进行滤波；(1-3-2)以频率Fs1读取比较器的输出值，并通过周期计数器对输出值进行计数。在一种较佳的实施方式中，所述的步骤(2)包括：(2-1)接收并存储最后输出的N个周期的输出值，其中，N为预设周期数；(2-2)计算所述的最后输出的N个周期的输出值之和，并存储所述的输出值之和；(2-3)通过去直流滤波器滤除所述的输出值之和的正向直流分量；(2-4)向所述的输出值之和添加负直流，并通过乘以一预设增益常量将信号放大；(2-5)通过第二低通滤波器对所述的输出值之和的上下波动部分进行平滑处理；(2-6)通过所述的去直流滤波器滤除负向直流分量；(2-7)去除频率抖动。在一种更佳的实施方式中，所述的步骤(2-7)包括：(2-7-1)判断所述的输出值之和的绝对值是否小于或等于一预设常数，如果是，则继续步骤(2-7-2)，否则，继续步骤(2-7-3)；(2-7-2)将所述的输出值之和清零；(2-7-3)输出所述的输出值之和。在一种较佳的实施方式中，所述的步骤(3)包括：(3-1)按bit输出数据；(3-2)对输出的数据进行拼接并校验；(3-3)输出校验后的数据。还包括一种实现锁定频率变化的调频信号的解调系统，包括：数据采集模块，用于采集数据并处理周期点数；解调模块，用于根据周期点数和的变化提取频率变化，并对调频信号进行解调，所述的解调模块的输入端与所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实现锁定频率变化的调频信号的解调方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：(1)以频率Fs1采集数据并处理周期点数，其中，Fs1为预设频率；(2)根据周期点数和的变化提取频率变化，并对调频信号进行解调；(3)对解调得到的信号进行解码并输出数据。

【技术特征摘要】
1.一种实现锁定频率变化的调频信号的解调方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：(1)以频率Fs1采集数据并处理周期点数，其中，Fs1为预设频率；(2)根据周期点数和的变化提取频率变化，并对调频信号进行解调；(3)对解调得到的信号进行解码并输出数据。2.根据权利要求1所述的实现锁定频率变化的调频信号的解调方法，其特征在于，所述的步骤(1)包括：(1-1)接收输入信号；(1-2)将所述的输入信号通过比较器与零电平进行比较；(1-3)以频率Fs1读取比较器的输出值，并对输出值进行计数。3.根据权利要求2所述的实现锁定频率变化的调频信号的解调方法，其特征在于，所述的步骤(1-3)包括：(1-3-1)通过第一低通滤波器对所述的比较器的输出值进行滤波；(1-3-2)以频率Fs1读取比较器的输出值，并通过周期计数器对输出值进行计数。4.根据权利要求1所述的实现锁定频率变化的调频信号的解调方法，其特征在于，所述的步骤(2)包括：(2-1)接收并存储最后输出的N个周期的输出值，其中，N为预设周期数；(2-2)计算所述的最后输出的N个周期的输出值之和，并存储所述的输出值之和；(2-3)通过去直流滤波器滤除所述的输出值之和的正向直流分量；(2-4)向所述的输出值之和添加负直流，并通过乘以一预设增益常量将信号放大；(2-5)通过第二低通滤波器对所述的输出值之和的上下波动部分进行平滑处理；(2-6)通过所述的去直流滤波器滤除负向直流分量；(2-7)去除频率抖动。5.根据权利要求4所述的实现锁定频率变化的调频信号的解调方法，其特征在于，所述的步骤(2-7)包括：(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王聪颖，陈远明，舒文丽，
申请(专利权)人：无锡华润矽科微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32