单总线通信调制解调电路及芯片制造技术

本发明专利技术提供一种单总线通信调制解调电路及芯片，涉及通信技术领域，包括：滤波模块，用于在允许对目标总线的数据信号进行解调的情况下，根据数据信号，获取目标PWM信号；半双工收发状态判别模块，用于判断目标PWM信号是否处于上升沿，并将判断结果发送给信号处理模块；信号处理模块，用于对目标PWM信号的电压和第一PWM信号的电压进行叠加，获取叠加结果；按位解调处理模块，用于根据叠加结果，确定输出电压；异步串行收发输出接收模块，用于根据输出电压，对数据信号进行解调。本发明专利技术通过电路搭建即可完成对不同频率PWM信号的解调，实现目标总线的通信，减少电子元器件数量及电路功耗，降低设计难度，提高系统的稳定性和可靠性。提高系统的稳定性和可靠性。提高系统的稳定性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
单总线通信调制解调电路及芯片


[0001]本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种单总线通信调制解调电路及芯片。

技术介绍

[0002]旋转导向工具工作环境恶劣，且可靠性要求高，指令下发及上传任务一般采用单总线通信，该通信方法原理为电力线载波通信原理，目前常用技术手段为现场可编程逻辑门阵列（Field Programmable Gate Array，FPGA）+阻容器件+通用集成电路等元器件焊接，组装在高玻璃态转化温度（Glass Transition Temperature，TG）值的印刷电路板（Printed Circuit Board，PCB）上。通过阻容及通用集成电路完成载波信号的处理，即将信号转换为FPGA可识别的信号或者将FPGA给出的信号调制到总线上。通过FPGA进行数字运算，将载波信号与通用串行信号进行转换，实现单总线通信。
[0003]上述单总线通信实现方式上，由于电子元器件较多，在高温强震动环境下，连线和焊点较多容易断开，而且元器件失效率迅速上升，使得整个系统可靠性降低。并且较多的元器件也会导致电路功耗上升，对系统的稳定性造成不利影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供的单总线通信调制解调电路及芯片，用于克服现有技术中存在的单总线通信实现所需的电子元器件较多带来的设计难度大及电路功耗大，在高温强震动环境下，整个系统稳定性和可靠性差的问题，减少了电子元器件数量及电路功耗，降低了设计难度，提高了系统的稳定性和可靠性。
[0005]本专利技术提供的一种单总线通信调制解调电路，包括：滤波模块，用于在允许对目标总线的数据信号进行解调的情况下，根据所述数据信号，获取目标脉冲宽度调制PWM信号，目标PWM信号包括多种不同频率的PWM信号；半双工收发状态判别模块，与所述滤波模块连接，用于判断所述滤波模块输入的所述目标PWM信号是否处于上升沿，并将判断结果发送给信号处理模块；所述信号处理模块，与所述半双工收发状态判别模块以及所述滤波模块连接，用于对所述目标PWM信号的电压和第一PWM信号的电压进行叠加，获取叠加结果，所述第一PWM信号为在接收到的所述判断结果表征所述目标PWM信号处于所述上升沿的情况下，根据基准时钟信号生成的PWM信号；按位解调处理模块，与所述信号处理模块连接，用于根据所述信号处理模块输入的所述叠加结果，确定输出电压；异步串行收发输出接收模块，与所述按位解调处理模块连接，用于根据所述按位解调处理模块输入的所述输出电压，对所述数据信号进行解调。
[0006]根据本专利技术提供的一种单总线通信调制解调电路，所述滤波模块，包括：第一滤波器，用于在允许对所述数据信号进行解调的情况下，对所述数据信号进行带通滤波处理，得到第一信号；
第一滞回比较器，与所述第一滤波器连接，用于根据所述第一滤波器输入的所述第一信号，得到第二PWM信号；第二滤波器，与所述第一滞回比较器连接，用于对所述第一滞回比较器输入的所述第二PWM信号进行带通滤波处理，获取所述目标PWM信号。
[0007]根据本专利技术提供的一种单总线通信调制解调电路，所述半双工收发状态判别模块，包括：脉冲触发器，与所述滤波模块连接，用于判断所述目标PWM信号是否处于所述上升沿，并将所述判断结果发送给主控模块；所述主控模块，与所述脉冲触发器连接，用于根据所述判断结果，确定所述目标PWM信号是否处于所述上升沿。
[0008]根据本专利技术提供的一种单总线通信调制解调电路，所述信号处理模块，包括：主控模块，与所述半双工收发状态判别模块，还用于在确定接收到的所述判断结果表征所述目标PWM信号处于所述上升沿的情况下，触发内部的PWM输出模块输出所述第一PWM信号；电压叠加模块，与所述PWM输出模块连接以及所述滤波模块连接，用于对所述目标PWM信号的电压和所述第一PWM信号的电压进行叠加，获取所述叠加结果。
[0009]根据本专利技术提供的一种单总线通信调制解调电路，所述按位解调处理模块为第二滞回比较器，所述第二滞回比较器包括：比较器，包括第一端至第五端，所述第一端通过串联的第一电阻与所述信号处理模块连接，第二端通过串联的第二电阻与第一电源模块连接，第三端与第二电源模块连接，第四端与接地端连接，所述第五端通过串联的第三电阻与所述第二端连接，所述第五端用于输出所述输出电压，所述第一电源模块用于提供第一电源信号，所述第二电源模块用于提供第二电源信号。
[0010]根据本专利技术提供的一种单总线通信调制解调电路，所述异步串行收发输出接收模块，包括：串行数据接口，与所述按位解调处理模块连接，用于在所述输出电压为恒定值的情况下，将所述数据信号解调为第一数据，以及在所述输出电压为非恒定值的情况下，将所述数据信号解调为第二数据；其中，所述恒定值为所述目标PWM信号和所述第一PWM信号的频率均为第一频率的情况下，所述按位解调处理模块的所述输出电压；所述非恒定值为所述第一PWM信号的频率为所述第一频率，且所述目标PWM信号的频率为第二频率的情况下，所述按位解调处理模块的所述输出电压。
[0011]根据本专利技术提供的一种单总线通信调制解调电路，还包括：主控模块，还用于在所述异步串行收发输出接收模块输入第一数据的情况下，根据所述基准时钟信号，生成第一频率的第一PWM信号，以及在所述异步串行收发输出接收模块输入第二数据的情况下，根据所述基准时钟信号，生成第二频率的第一PWM信号；频移键控调制与驱动模块，与所述主控模块连接，用于根据所述第一频率的第一PWM信号或所述第二频率的第一PWM信号，确定调制到所述目标总线上的目标信号。
[0012]本专利技术还提供一种单总线通信调制解调电路，所述频移键控调制与驱动模块，包
括：频移键控信号调制模块，与所述主控模块连接，用于对所述第一频率的第一PWM信号或第二频率的第一PWM信号进行功率增强，得到第二信号；第三滤波器，与所述频移键控信号调制模块，用于对所述频移键控信号调制模块输入的所述第二信号进行带通滤波处理，得到第三信号；功率增强模块，与所述第三滤波器连接，用于对所述第三滤波器输入的所述第三信号进行功率增强，得到所述目标信号。
[0013]根据本专利技术提供的一种单总线通信调制解调电路，还包括：时钟发生与分配网络，与所述主控模块连接，用于输出所述基准时钟信号。
[0014]本专利技术还提供一种芯片，包括上述任一种单总线通信调制解调电路。
[0015]本专利技术提供的单总线通信调制解调电路及芯片，控制方案简单，无需通过定时器去捕获区分不同频率的目标PWM信号，直接通过电路搭建即可完成对不同频率的PWM信号的解调，实现目标总线的通信，相较于传统单总线通信实现方式，减少了电子元器件数量以及单总线通信调制解调电路功耗，降低了设计难度，提高了系统的稳定性和可靠性。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单总线通信调制解调电路，其特征在于，包括：滤波模块，用于在允许对目标总线的数据信号进行解调的情况下，根据所述数据信号，获取目标脉冲宽度调制PWM信号，目标PWM信号包括多种不同频率的PWM信号；半双工收发状态判别模块，与所述滤波模块连接，用于判断所述滤波模块输入的所述目标PWM信号是否处于上升沿，并将判断结果发送给信号处理模块；所述信号处理模块，与所述半双工收发状态判别模块以及所述滤波模块连接，用于对所述目标PWM信号的电压和第一PWM信号的电压进行叠加，获取叠加结果，所述第一PWM信号为在接收到的所述判断结果表征所述目标PWM信号处于所述上升沿的情况下，根据基准时钟信号生成的PWM信号；按位解调处理模块，与所述信号处理模块连接，用于根据所述信号处理模块输入的所述叠加结果，确定输出电压；异步串行收发输出接收模块，与所述按位解调处理模块连接，用于根据所述按位解调处理模块输入的所述输出电压，对所述数据信号进行解调。2.根据权利要求1所述的单总线通信调制解调电路，其特征在于，所述滤波模块，包括：第一滤波器，用于在允许对所述数据信号进行解调的情况下，对所述数据信号进行带通滤波处理，得到第一信号；第一滞回比较器，与所述第一滤波器连接，用于根据所述第一滤波器输入的所述第一信号，得到第二PWM信号；第二滤波器，与所述第一滞回比较器连接，用于对所述第一滞回比较器输入的所述第二PWM信号进行带通滤波处理，获取所述目标PWM信号。3.根据权利要求1所述的单总线通信调制解调电路，其特征在于，所述半双工收发状态判别模块，包括：脉冲触发器，与所述滤波模块连接，用于判断所述目标PWM信号是否处于所述上升沿，并将所述判断结果发送给主控模块；所述主控模块，与所述脉冲触发器连接，用于根据所述判断结果，确定所述目标PWM信号是否处于所述上升沿。4.根据权利要求1所述的单总线通信调制解调电路，其特征在于，所述信号处理模块，包括：主控模块，与所述半双工收发状态判别模块，还用于在确定接收到的所述判断结果表征所述目标PWM信号处于所述上升沿的情况下，触发内部的PWM输出模块输出所述第一PWM信号；电压叠加模块，与所述PWM输出模块连接以及所述滤波模块连接，用于对所述目标PWM信号的电压和所述第一PWM信号的电压进行叠加，获取所述叠加结果。5.根据权利要求1所述的单总线通信调制解调电路，其特征在于，所述按位解调处理模块为第二滞回比较器，所述第二滞回比较器包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫恒宇，李雪，王贵刚，王恒，张希玉，高利鑫，苏晨晨，白玉新，韩颖平，高雪，
申请(专利权)人：航天深拓北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：