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、数据分流模块和周期点数处理模块，所述的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，所述的数据分流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数据分流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，就可以实现高效的解调，即使输入信号很差，也可以进行准确地解调，大大提高了解包率，同时左右两路处理的过程一样，所以电路是分时复用的，节省了电路开销，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】

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(Frequency-ShiftKeying，频移键控)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大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；数据分流模块，用于产生左通道和右通道，并将周期点数之和的数据分为两路，实现电路的分时复用，该数据分流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数据分流模块的输出端相连接。较佳地，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。更佳地，所述的第一低通滤波器为2阶IIR低通滤波器，其截止频率为5KHz，采样频率为2MHz。较佳地，所述的周期点数计数模块包括第一选择器、第一加法器和第二加法器，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。较佳地，所述的数据分流模块包括第四D触发器、第五D触发器、第五选择器、第六选择器、第八比较器和第五加法器，所述的第四D触发器的输入端接标志信号，所述的第四D触发器的输出端与所述的第五选择器的使能端相连接，所述的第五选择器的第一输入端与所述的第八比较器的输出端相连接，所述的第五选择器的第二输入端与所述的第五加法器的输出端相连接，所述的第五选择器的输出端与所述的第六选择器的第二输入端相连接，所述的第六选择器的第一输入端接第二阈值信号，所述的第六选择器的使能端与所述的第五D触发器的输出端相连接，所述的第五D触发器的输入端与输入信号的上升沿信号相连接，所述的第六选择器的输出端分别与所述的第八比较器的第二输入端和所述的第五加法器的第二输入端相连接，所述的第八比较器的第一输入端接第一阈值信号，所述的第五加法器的第一输入端接逻辑1。较佳地，所述的周期点数处理模块包括：第二低通滤波器，用于对分流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数据分流模块的输出端相连接，所述的第二低通滤波器的第一输出端与所述的周期点数计数模块的反馈端相连接；载波频率Fop单元，用于消除Fop对周期点数的和值的影响，所述的载波频率Fop单元的输入端与所述的第二低通滤波器的第二输出端相连接；频率消抖单元，用于消除周期点数的和值中的抖动和偏置使得数据中只剩下周期变化值，所述的载波频率Fop单元的第一输出端与所述的频率消抖单元的输入端相连接；波形修饰单元，用于在一定数值范围内修饰输出波形，所述的载波频率Fop单元的第二输出端与所述的波形修饰单元的输入端相连接，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。更佳地，所述的第二低通滤波器为2阶IIR低通滤波器，其截止频率为5KHz，采样频率为210KHz。更佳地，所述的载波频率Fop单元包括第一减法器、第二减法器、第一D触发器、第二D触发器、第三D触发器、第一比较器、第二比较器、第五比较器、第六比较器、第七比较器、第三加法器、第四加法器、第二选择器、第三选择器、第一与门、第二与门、移位寄存器和第二取绝对值子单元，所述的第二低通滤波器的输出端分别与所述的第一减法器的第一输入端和所述的第一D触发器的输入端相连接，所述的第一D触发器的输出端与所述的第一减法器的第二输入端相连接，所述的第一减法器的输出端与所述的第一比较器的第一输入端相连接，所述的第一比较器的第二输入端接逻辑信号0，所述的第一比较器的输出端与所述的第三加法器的使能端相连接，所述的第三加法器的输出端与所述的第二选择器的第一输入端相连接，所述的第二选择器的第二输入端接逻辑0，所述的第二选择器的输出端分别与所述的第三加法器的输入端和所述的第二比较器的第一输入端相连接，所述的第二选择器的第一使能信号端与所述的第一与门的输出端相连接，所述的第二选择器的第二使能端接输入信号的上升沿信号，所述的第二选择器的第三使能端接所述的解调电路的使能信号，所述的第二选择器的第四使能端接所述的解调电路的复位信号，所述的第二选择器的第五使能端接所述的解调电路的时钟信号；所述的第二比较器的第二输入端接第五阈值信号，所述的第二比较器的输出端与所述的第一与门的第一输入端相连接，所述的第一与门的第二输入端接输入信号的上升沿信号，所述的第一与门的输出端还与所述的第二D触发器的第一使能端相连接，所述的第二D触发器的输出端与所述的第二低通滤波器的输出端相连接，所述的第二D触发器的输出端与所述的第二减法器的第二输入端相连接，所述的第二减法器的第一输入端与所述的第二低通滤波器的输出端相连接，所述的第二减法器的时钟端与所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种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；数据分流模块，用于产生左通道和右通道，并将周期点数之和的数据分为两路，实现电路的分时复用，该数据分流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数据分流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；数据分流模块，用于产生左通道和右通道，并将周期点数之和的数据分为两路，实现电路的分时复用，该数据分流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数据分流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，其截止频率为5KHz，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选择器、第一加法器和第二加法器，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，所述的数据分流模块包括第四D触发器、第五D触发器、第五选择器、第六选择器、第八比较器和第五加法器，所述的第四D触发器的输入端接标志信号，所述的第四D触发器的输出端与所述的第五选择器的使能端相连接，所述的第五选择器的第一输入端与所述的第八比较器的输出端相连接，所述的第五选择器的第二输入端与所述的第五加法器的输出端相连接，所述的第五选择器的输出端与所述的第六选择器的第二输入端相连接，所述的第六选择器的第一输入端接第二阈值信号，所述的第六选择器的使能端与所述的第五D触发器的输出端相连接，所述的第五D触发器的输入端与输入信号的上升沿信号相连接，所述的第六选择器的输出端分别与所述的第八比较器的第二输入端和所述的第五加法器的第二输入端相连接，所述的第八比较器的第一输入端接第一阈值信号，所述的第五加法器的第一输入端接逻辑1。6.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，所述的周期点数处理模块包括：第二低通滤波器，用于对分流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数据分流模块的输出端相连接，所述的第二低通滤波器的第一输出端与所述的周期点数计数模块的反馈端相连接；载波频率Fop单元，用于消除Fop对周期点数的和值的影响，所述的载波频率Fop单元的输入端与所述的第二低通滤波器的第二输出端相连接；频率消抖单元，用于消除周期点数的和值中的抖动和偏置使得数据中只剩下周期变化值，所述的载波频率Fop单元的第一输出端与所述的频率消抖单元的输入端相连接；波形修饰单元，用于在一定数值范围内修饰输出波形，所述的载波频率Fop单元的第二输出端与所述的波形修饰单元的输入端相连接，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。7.根据权利要求6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，所述的第二低通滤波器为2阶IIR低通滤波器，其截止频率为5KHz，采样频率为210KHz。8.根据权利要求6所述的无线充电设备中实现FSK信号高效解调的电路结构，...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒文丽，王聪颖，赵启义，
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