小型且无缝的载波检测器制造技术

载波检测器包括脉冲计时器和参考控制模块(235)，当两个以上的连续切换信号在1.5个波特周期内时，该参考控制模块输出逻辑高(H)，并且其保持逻辑高(H)直到其在两个波特周期内失去切换信号为止。载波检测器具有错误检测的容限，该错误检测发生在频率从较低移位到较高以及输入幅度电平未达到可检测电平时。通过该转换，由于滤波器(222)的瞬态响应，滤波器输出(227)处的幅度电平变为更高，其最终仅在一个波特周期内触发比较器(230)。

Small and seamless carrier detector

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】小型且无缝的载波检测器
技术介绍
传统的载波检测方法通常基于标准能量检测或RMS检测，并且它们需要高质量滤波器、整流器和变频器，所有这些都会导致高功耗和大的实现面积，而这些都是不希望的。另一种常规方法是从涉及简单比较器或峰值检测器的幅度监控技术中得出的。图1示出了基于幅度检测的常规载波检测器。信号105经过前置滤波器102，并且滤波器输出107传递到具有比较器参考(COMP_REF)112的比较器110中。比较器输出114传递到脉冲发生器115，然后传递到锁存器117一定时期，并然后最终，信号在CD_OUT120处输出。脉冲发生器115用来延长脉冲的长度，以使去毛刺(deglitch)模块有足够的时间动作。该架构是简单的，但是对于前置滤波器102的瞬态响应是弱的。如果通过频移键控(FSK)来调制信号105，则载波的频率在跟随数据的多个频率之间改变。这会在数据转换时生成不连续的导数，从而导致前置滤波器输出107处的幅度电平发生波动。该波动电平取决于滤波器102的传递函数，(在传统方法中)其通常需要大的保护带以用于在“检测到的”和“拒绝的”幅度之间的幅度阈值，以补偿各种类型的滤波器的幅度电平波动，从而减小了可用的幅度范围。对于诸如工厂自动化之类的应用，高速公路可寻址远程换能器(HART)协议根据频移键控(FSK)方法调制直流(dc)信号，以允许在dc线路上进行通信。HART通讯协议是一种混合模拟/数字工业自动化协议，其对于在其他笨拙的装置上覆盖智能是有用的。HART协议的优点是允许通过传统的4-20mA模拟仪器电流回路进行通信，并共享由仅模拟主机系统使用的成对导线。根据HART，数字信号可能具有两个频率，即分别代表位1和0的1200Hz和2200Hz。例如，可以通过在第一频率1200Hz(“Mark”)下根据正弦波调制数字一并在第二频率2200Hz(“Space”)下根据正弦波调制数字零，来传输数字字。特别代表逻辑低(“0”)，例如2200Hz(“Space”)转换到逻辑高(“1”)，例如1200Hz(“Mark”)的数据转换引起前置滤波器输出由于滤波器的传递函数而幅度减小，因为滤波器增益是频率的函数。这种幅度减小可能导致比较器110无法正确检测到载波。对于从逻辑高(1200Hz，“Mark”)到逻辑低(2200Hz-“Space”)的转换，可能发生类似但较不严重的问题。在这种情况下，瞬态效应可能导致前置滤波器输出实际上高于预期的阈值电平。图1A示出了图1的载波检测器的时序图。图1示出了逻辑低(“0”)和逻辑高(“1”)的代表性数据序列；逻辑低(2200Hz-“Space”)和逻辑高(1200Hz-“Mark”)的频移调制表示；滤波器102的代表性滤波器输出；以及载波检测器输出。比较器110可能无法检测到从逻辑低到逻辑高的数据转换，这是由于在与对滤波器102的输入的调制改变有关的此类转换(诸如2200Hz转换到1200Hz)期间由前置滤波器瞬态响应反映的低幅度电平输出。这种困难由示出失去的载波检测的圆形脉冲反映。在建立将正确地检测信号的系统中，诸如与HART协议系统连接，发送低频信号(例如，一系列的一)以调整载波检测阈值电平。然而，在载波检测器建立期间，基于那些低频率信号所需的检测的幅度电平，系统可能不正确地响应寄生信号和噪声。
技术实现思路
在所描述的示例中，载波检测器具有带有信号输入和滤波器输出的滤波器。比较器具有第一输入和第二输入。比较器的第一输入连接到滤波器的输出。脉冲计时器和参考控制模块具有输入和输出。脉冲计时器和参考控制模块输入耦合到比较器的输出。脉冲计时器和参考控制模块包括边沿检测器、计时器和有限状态机。脉冲计时器和参考控制模块输出连接到比较器的第二输入。附图说明图1是基于幅度检测的常规载波检测器的视图。图1A是图1的载波检测器的时序图。图2是根据实施例的载波检测器的功能图。图2A是图2的载波检测器的时序图，图3是根据实施例的操作载波检测器的过程的流程图。图4示出了无线通信收发器的一般架构。具体实施方式在附图中，相同的附图标记指代相同的元件。示例实施例包括小型数字电路和反馈架构，以建立小型且无缝的载波检测器，以减小前置滤波器输出处的幅度电平的波动。图2示出了一种架构，其中用实现了包括去毛刺电路功能的功能的脉冲计时器和参考控制模块235代替图1的简单锁存器117。信号220传递到前置滤波器222中，并从前置滤波器输出227传递到比较器230。比较器230具有比较器参考232。比较器输出被馈送到脉冲发生器224，并然后从脉冲发生器224进入脉冲计时器和参考控制模块235中。脉冲计时器和参考控制模块235的输出作为系统输出传递到CD_OUT236，并且还向比较器参考232提供反馈。脉冲计时器和参考控制模块235出现在常规锁存器117的位置(图1)。在本说明中，弱点(由于数据转换处的不连续导数导致前置滤波器输出处的幅度电平的波动)可以通过小型数字电路和反馈架构来克服，以建立小型且无缝的载波检测器。脉冲计时器和参考控制模块235具有错误检测的容限，错误检测通常会发生在频率从较低移位到较高并且输入幅度电平未达到可检测电平时。脉冲计时器和参考控制模块235用作边沿检测器、计时器和有限状态机。在此转换处，由于滤波器的瞬态响应，滤波器输出处的幅度电平变得更高，并且最终这将仅在一个波特周期内触发比较器。然而，控制模块235的去毛刺功能忽略了该时钟边沿。在确定“Mark”和“Space”频率时，可以使用至少两种方法。利用已知的时钟频率，可以根据诸如零交叉之类的已知事件之间的参考时钟对时钟周期的数量进行计数。可替代地，可以对时钟周期之间的事件(诸如零交叉)进行计数。后一种方法固有地准确性较低，因为它提供了更多的量化误差，尤其是随着时钟频率增加。图2A示出了图2的载波检测器的时序图。参考图2和图2A，在实施例中，脉冲计时器和参考控制模块235关于在比较器230的输出处检测切换的脉冲输出转换(表示对载波的检测)来将计时器设置为持续1.5个波特周期。当两个切换信号在1.5个波特周期内到达时，脉冲计时器和参考控制模块235输出逻辑高(H)。来自脉冲计时器和参考控制模块235的输出使比较器参考电平切换以关于接收两个切换信号而降低比较器参考阈值。例如，参考电平可以最初设置为120毫伏(mV)。关于在1.5个波特周期内检测到两个切换信号，将比较器参考232的阈值参考设置为较低阈值，诸如80毫伏。这有助于确保由载波检测器检测到“Mark”。脉冲计时器和参考控制模块235设置新的计时器，以在2个波特周期内未发生切换信号时使输出在该2个波特周期保持为高。在2个波特周期的计时器到期后，关于在该2个波特周期内未收到切换信号，比较器参考阈值从降低的阈值(诸如80mV)返回到较高的比较器电平电压(诸如120mV)。重复前述过程以关于用于本文中载波检测器的正确地检测信号电平来正确地建立载波检测。由于脉冲计本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于载波检测的方法，其包括：/n根据频移键控即FSK的方法将调制数据提供给滤波器的输入；/n将比较器的参考电平设置为第一参考电平；/n使用所述比较器将所述调制数据的幅度电平与所述第一参考电平进行比较；/n关于所述调制数据的所述幅度电平等于或大于所述第一参考电平，生成脉冲响应；所述脉冲响应反映了数据载波的存在；/n关于检测到预定数量的脉冲响应，在第一预定时期内设置第一计时器；/n关于在所述第一预定时期内检测到所述预定数量的脉冲响应，将所述比较器的参考电平降低到第二参考电平；/n使用所述比较器将所述调制数据与所述第二参考电平进行比较；以及/n在第二预定时期内没有检测到载波信号的情况下，将所述比较器的所述参考电平返回到所述第一参考电平。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170822 US 62/548,963;20171026 US 15/794,9331.一种用于载波检测的方法，其包括：
根据频移键控即FSK的方法将调制数据提供给滤波器的输入；
将比较器的参考电平设置为第一参考电平；
使用所述比较器将所述调制数据的幅度电平与所述第一参考电平进行比较；
关于所述调制数据的所述幅度电平等于或大于所述第一参考电平，生成脉冲响应；所述脉冲响应反映了数据载波的存在；
关于检测到预定数量的脉冲响应，在第一预定时期内设置第一计时器；
关于在所述第一预定时期内检测到所述预定数量的脉冲响应，将所述比较器的参考电平降低到第二参考电平；
使用所述比较器将所述调制数据与所述第二参考电平进行比较；以及
在第二预定时期内没有检测到载波信号的情况下，将所述比较器的所述参考电平返回到所述第一参考电平。


2.根据权利要求1所述的用于载波检测的方法，其中所述第一预定时期是1.5个波特周期。


3.根据权利要求1所述的用于载波检测的方法，其中所述第二预定时期是2个波特周期。


4.根据权利要求1所述的用于载波检测的方法，其中所述预定数量的脉冲响应是两个。


5.根据权利要求1所述的用于载波检测的方法，其中所述调制数据包括以大约1200Hz和大约2200Hz传输的数字频率信息。


6.一种载波检测器，其包括：
具有信号输入和滤波器输出的滤波器；
具有第一输入和第二输入的比较器，所述比较器的所述第一输入连接到所述滤波器的所述输出；
具有输入和输出的脉冲计时器和参考控制模块，所述脉冲计时器和参考控制模块输入耦合到所述比较器的所述输出，所述脉冲计时器和参考控制模块包括边沿检测器、计时器和有限状态机；所述脉冲计时器和参考控制模块输出连接到所述比较器的所述第二输入。


7.根据权利要求6所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·吉冈，M·斯内德克，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US