无线充电设备中实现FSK信号高效解调的电路结构制造技术

本发明专利技术涉及一种无线充电设备中实现FSK信号高效解调的电路结构，其中包括数据采样模块、周期点数计数模块、直流滤波模块和周期点数处理模块，所述的周期点数计数模块的输入端与所述的数据采样模块的输出端相连接，所述的直流滤波模块的输入端与所述的周期点数计数模块的输出端相连接，所述的周期点数处理模块的输入端与所述的直流滤波模块的输出端相连接。采用该电路结构，使得解调电路中仅采用2M的时钟处理数据，在输入信号很差时也可实现高效的解调，大大提高了解包率，同时在直流滤波模块中采用加负直流电路，将原有的加负直流电路的乘法器用两个移位寄存器和一个加法器代替，大大地节省了硬件资源，使FSK信号的解调更高效，具有广泛的应用范围。

【技术实现步骤摘要】
无线充电设备中实现FSK信号高效解调的电路结构
本专利技术涉及无线充电
，尤其涉及无线充电的通讯
，具体是指一种无线充电设备中实现FSK信号高效解调的电路结构。
技术介绍
使用Qi标准的无线充电设备是通过2FSK(二进制频移键控)的方式传输功率的，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。目前，由于无线充电技术正处于起步阶段，所以针对Qi标准的无线充电设备的FSK信号解调电路不是很多，已有的FSK解调电路都是针对普通FSK信号的，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。在Qi标准通信协议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——最大值为282ns、最小值仅为32ns。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电路的开销。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服了至少一个上述现有技术的缺点，提供了一种能够在无线充电设备中实现FSK信号高效解调的电路结构。为了实现上述目的，本专利技术的无线充电设备中实现FSK信号高效解调的电路结构具有如下构成：该无线充电设备中实现FSK信号高效解调的电路结构，包括：数据采样模块，用于接收来自线圈的原始数据，将原始数据做平滑处理，并采样数据中的周期点数；周期点数计数模块，用于计算周期点数之和，该周期点数计算模块的输入端与所述的数据采样模块的输出端相连接；直流滤波模块，用于滤除正向直流分量，该直流滤波模块的输入端与所述的周期点数计数模块的输出端相连接；周期点数处理模块，用于对数据再次进行平滑处理，进行数据位判断，并输出解调后的FSK信号，该周期点数处理模块的输入端与所述的直流滤波模块的输出端相连接。该无线充电设备中实现FSK信号高效解调算法的电路结构的数据采样模块包括：接收线圈，用于接收来自发射器的信号；第一比较器，用于接收来自接收线圈的原始数据，并将所述的原始数据与参考电位比较，所述的接收线圈的输出信号经2MHz频率采样后输入至所述的第一比较器的第一输入端，所述的第一比较器的第二输入端与参考电位连接；第一低通滤波器，用于对数据进行平滑处理，所述的第一低通滤波器的输入端与所述的第一比较器的输出端相连接，所述的第一低通滤波器的输出端将滤波后的数据发送至高频采样单元；高频采样单元，用于根据上升沿检测并采样周期点数，所述的高频采样单元的输入端与所述的第一低通滤波器相连接，所述的高频采样单元的输出端与所述的周期点数计数模块的输入端相连接。该无线充电设备中实现FSK信号高效解调的电路结构的第一低通滤波器为2阶IIR低通滤波器，该低通滤波器的截止频率为5KHz，且采样频率为2MHz。该无线充电设备中实现FSK信号高效解调的电路结构的周期点数计数模块包括第一反相器、第一与门电路、第一减法器、第一选择器、第一加法器和第二加法器，所述的第一与门电路的第一输入端输入一上升沿信号，所述的第一与门电路的第二输入端与所述的第一反相器的输出端相连接，所述的第一与门电路的输出端和所述的第一选择器的使能端相连接，所述的第一选择器的使能端还连接一选通控制信号的输出端，所述的第一减法器的输出端与所述的第一加法器的第一输入端相连接，所述的第一选择器的反馈控制端与所述的第一加法器的第二输入端相连接，所述的第一选择器的第一输入端与所述的第一加法器的输出端相连接，所述的第一选择器的第二输入端与所述的第二加法器的输出端相连接，所述的第一加法器用以计算当所述的数据采样模块输出数据的次数大于256时的所述的数据采样模块所输出的所有数据的和，所述的第二加法器用以计算当所述的数据采样模块输出数据的次数小于等于256时的所述的数据采样模块所输出的所有数据的和，所述的第一选择器的输出端根据所述的第一选择器的使能端的输入信号选择性输出所述的第一加法器的输出结果或所述的第二加法器的输出结果。该无线充电设备中实现FSK信号高效解调的电路结构的直流滤波模块包括第一去直流滤波电路和加负直流电路，所述的第一去直流滤波电路包括第一数据缓存器、第二数据缓存器、第二减法器、第一移位寄存器、第三加法器、第三减法器、第二移位寄存器、第三移位寄存器和第二比较器，所述的第一数据缓存器输出第m时刻的缓存数据和第n时刻的缓存数据，且所述的m和n为不同取值，所述的第二数据缓存器输出第一缓存数据，所述的第二减法器的第一输入端输入所述的第m时刻的缓存数据，所述的第二减法器的第二输入端输入所述的第n时刻的缓存数据，所述的第一移位寄存器的输入端与所述的第二减法器的输出端相连接，所述的第三移位寄存器的输入端输入所述的第一缓存数据，所述的第三加法器的第一输入端与所述的第一移位寄存器的输出端相连接，所述的第三加法器的第二输入端输入所述的第一缓存数据，所述的第三减法器的第一输入端与所述的第三加法器的输出端相连接，所述的第三减法器的第二输入端与所述的第三移位寄存器的输出端相连接，所述的第二移位寄存器的输入端与所述的第三减法器的输出端相连接，所述的第二比较器用于输出比较结果，并与所述的第二移位寄存器的输出端相连接。该无线充电设备中实现FSK信号高效解调的电路结构的加负直流电路包括第四加法器、第四移位寄存器、第五移位寄存器和第五加法器，所述的第四加法器的第一输入端与所述的第一低通滤波器的输出端相连接，所述的第四加法器的第二输入端输入第一常数值-200，所述的第四加法器的第一输出端与所述的第四移位寄存器的输入端相连接，所述的第四加法器的第二输出端与所述的第五移位寄存器的输入端相连接，所述的第五加法器的第一输入端与所述的第四移位寄存器的输出端相连接，所述的第五加法器的第二输入端与所述的第五移位寄存器的输出端相连接。该无线充电设备中实现FSK信号高效解调的电路结构的第一移位寄存器为10位左移移位寄存器，所述的第二移位寄存器和第三移位寄存器均为10位右移移位寄存器。该无线充电设备中实现FSK信号高效解调的电路结构的第四移位寄存器为1位左移移位寄存器，所述的第五移位寄存器为3位左移移位寄存器。该无线充电设备中实现FSK信号高效解调的电路结构的周期点数处理模块包括：第二低通滤波器，用于对经过加负直流电路后的数据进行平滑处理，所述的第二低通滤波器的输入端与所述的直流滤波模块的输出端相连接；第二去直流滤波电路，用于滤除经过所述的第二低通滤波器的数据的直流分量，所述的第二去直流滤波电路的输入端与所述的第二低通滤波器的输出端相连接；频率消抖单元，用于消除经过所述的第二去直流滤波电路的数据的抖动部分，所述的频率消抖单元的输入端与所述的第二去直流滤波电路的输出端相连接；波形修饰单元，用于在一定数值范围内修饰输出波形，所述的频率消抖单元的输出端与所述的波形修饰单元的控制端相连接，所述的波形修饰单元的输出端为所述的解调电路的输出端。该无线充电设备中实现FSK信号高效解调的电路结构的第二低通滤波器为2阶IIR低通滤波器。该无线充电设备中实现FSK信号高效解调的电路结构的频率消抖本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线充电设备中实现FSK信号高效解调算法的电路结构，其特征在于，所述的电路结构包括：数据采样模块，用于接收来自线圈的原始数据，将原始数据做平滑处理，并采样数据中的周期点数；周期点数计数模块，用于计算周期点数之和，该周期点数计算模块的输入端与所述的数据采样模块的输出端相连接；直流滤波模块，用于滤除正向直流分量，该直流滤波模块的输入端与所述的周期点数计数模块的输出端相连接；周期点数处理模块，用于对数据再次进行平滑处理，进行数据位判断，并输出解调后的FSK信号，该周期点数处理模块的输入端与所述的直流滤波模块的输出端相连接。

【技术特征摘要】
1.一种无线充电设备中实现FSK信号高效解调算法的电路结构，其特征在于，所述的电路结构包括：数据采样模块，用于接收来自线圈的原始数据，将原始数据做平滑处理，并采样数据中的周期点数；周期点数计数模块，用于计算周期点数之和，该周期点数计算模块的输入端与所述的数据采样模块的输出端相连接；直流滤波模块，用于滤除正向直流分量，该直流滤波模块的输入端与所述的周期点数计数模块的输出端相连接；周期点数处理模块，用于对数据再次进行平滑处理，进行数据位判断，并输出解调后的FSK信号，该周期点数处理模块的输入端与所述的直流滤波模块的输出端相连接。2.根据权利要求1所述的无线充电设备中实现FSK信号高效解调算法的电路结构，其特征在于，所述的数据采样模块包括：接收线圈，用于接收来自发射器的信号；第一比较器，用于接收来自接收线圈的原始数据，并将所述的原始数据与参考电位比较，所述的接收线圈的输出信号经2MHz频率采样后输入至所述的第一比较器的第一输入端，所述的第一比较器的第二输入端与参考电位连接；第一低通滤波器，用于对数据进行平滑处理，所述的第一低通滤波器的输入端与所述的第一比较器的输出端相连接，所述的第一低通滤波器的输出端将滤波后的数据发送至高频采样单元；高频采样单元，用于根据上升沿检测并采样周期点数，所述的高频采样单元的输入端与所述的第一低通滤波器相连接，所述的高频采样单元的输出端与所述的周期点数计数模块的输入端相连接。3.根据权利要求2所述的无线充电设备中实现FSK信号高效解调的电路结构，其特征在于，所述的第一低通滤波器为2阶IIR低通滤波器，该低通滤波器的截止频率为5KHz，且采样频率为2MHz。4.根据权利要求1所述的无线充电设备中实现FSK信号高效解调的电路结构，其特征在于，所述的周期点数计数模块包括第一反相器、第一与门电路、第一减法器、第一选择器、第一加法器和第二加法器，所述的第一与门电路的第一输入端输入一上升沿信号，所述的第一与门电路的第二输入端与所述的第一反相器的输出端相连接，所述的第一与门电路的输出端和所述的第一选择器的使能端相连接，所述的第一选择器的使能端还连接一选通控制信号的输出端，所述的第一减法器的输出端与所述的第一加法器的第一输入端相连接，所述的第一选择器的反馈控制端与所述的第一加法器的第二输入端相连接，所述的第一选择器的第一输入端与所述的第一加法器的输出端相连接，所述的第一选择器的第二输入端与所述的第二加法器的输出端相连接，所述的第一加法器用以计算当所述的数据采样模块输出数据的次数大于256时的所述的数据采样模块所输出的所有数据的和，所述的第二加法器用以计算当所述的数据采样模块输出数据的次数小于等于256时的所述的数据采样模块所输出的所有数据的和，所述的第一选择器的输出端根据所述的第一选择器的使能端的输入信号选择性输出所述的第一加法器的输出结果或所述的第二加法器的输出结果。5.根据权利要求1所述的无线充电设备中实现FSK信号高效解调的电路结构，其特征在于，所述的直流滤波模块包括第一去直流滤波电路和加负直流电路，所述的第一去直流滤波电路包括第一数据缓存器、第二数据缓存器、第二减法器、第一移位寄存器、第三加法器、第三减法器、第二移位寄存器、第三移位寄存器和第二比较器，所述的第一数据缓存器输出第m时刻的缓存数据和第n时刻的缓存数据，且所述的m和n为不同取值，所述的第二数据缓存器输出第一缓存数据，所述的第二减法器...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒文丽，陈远明，王聪颖，
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