解调器、解调ASK信号的方法和车载单元技术

本发明专利技术公开了一种解调器，其具有低功耗、高增益，且与CMOS集成工艺兼容。本解调器利用了设置在共源状态的MOS晶体管，以获得理想的增益。本发明专利技术还公开了一种解调ASK信号的方法以及电子收费系统的车载单元。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种振幅偏移键控信号的解调，尤其涉及一种解调器和解调振幅偏移键控信号的方法，以及包含该解调器的车载单元。
技术介绍
振幅偏移键控(简称ASK)调制被广泛地用在通讯系统中，例如，在电子收费系统 (ETC)中，由路边单元发出的唤醒信号通常由振幅偏移键控法进行调制。通常，为了保存电力，ASK信号通过肖特基势垒二极管SBD或源极跟随器的方式来解调。然而，肖特基势垒二极管与CMOS集成工艺不兼容，而源极跟随器仅能获得非常有限的增益。因此，急需一种有着低功耗和高的增益，同时适合与CMOS集成工艺的新的解调ο
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种解调器，其能与CMOS集成工艺兼容。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种解调器，其包括整流电路，所述整流电路包括隔直组件、第一电阻、MOS晶体管、电流源和第二电阻；所述隔直组件的一端用于接收ASK信号，另一端连接至所述第一电阻的一端和所述MOS 晶体管的栅极，所述第一电阻的另一端用于接收偏置电压；所述电流源和所述第二电阻并联后连接至所述MOS晶体管的漏极，形成串联电路，所形成的串联电路设置在正电源和地之间；滤波器，所述滤波器连接至所述电流源、所述第二电阻和所述MOS晶体管的漏极形成的公共端，用于接收产生在所述公共端的漏极信号，从漏极信号中移除载波以产生滤波后信号；判定电路，连接至所述滤波器的输出端，用于接收滤波后信号，并根据滤波后信号来产生基带信号。本专利技术还提供了一种解调ASK信号的方法，其包括用解调器接收ASK信号，所述解调器包括整流电路，所述整流电路包括隔直组件、 第一电阻、MOS晶体管、电流源和第二电阻；所述隔直组件的一端用于接收ASK信号，另一端连接至所述第一电阻的一端和所述MOS晶体管的栅极，所述第一电阻的另一端用于接收偏置电压；所述电流源和所述第二电阻并联后连接至所述MOS晶体管的漏极，形成串联电路， 所形成的串联电路设置在正电源和地之间；滤波器，所述滤波器连接至所述电流源、所述第二电阻和所述MOS晶体管的漏极形成的公共端，用于接收产生在所述公共端的漏极信号， 从漏极信号中移除载波以产生滤波后信号；判定电路，连接至所述滤波器的输出端，用于接收滤波后信号，并根据滤波后信号来产生基带信号；用所述解调器解调所述ASK信号。本专利技术还提供一种电子收费系统的车载单元，其包括解调器，用于解调ASK信号以获得基带信号；唤醒电路，连接至解调器，用于接收所述基带信号；主要电路，连接至所述唤醒电路；所述解调器包括整流电路，所述整流电路包括隔直组件、第一电阻、MOS晶体管、 电流源和第二电阻；所述隔直组件的一端用于接收ASK信号，另一端连接至所述第一电阻的一端和所述MOS晶体管的栅极，所述第一电阻的另一端用于接收偏置电压；所述电流源和所述第二电阻并联后连接至所述MOS晶体管的漏极，形成串联电路，所形成的串联电路设置在正电源和地之间；滤波器，所述滤波器连接至所述电流源、所述第二电阻和所述MOS 晶体管的漏极形成的公共端，用于接收产生在所述公共端的漏极信号，从漏极信号中移除载波以产生滤波后信号；判定电路，连接至所述滤波器的输出端，用于接收滤波后信号，并根据滤波后信号来产生基带信号。本专利技术的解调器，其利用MOS晶体管实现整流功能，与CMOS集成工艺兼容。本专利技术的解调器同时具有低功耗，高增益的优点。附图说明下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明图1为使用中的ETC系统的示意图；图2为本专利技术实施例的ETC系统的示意框图；图3为本专利技术实施例的解调器的电路示意图；图4为本专利技术实施例中的信号波形示意图；图5为本专利技术另一实施例的解调器的电路示意图；图6为本专利技术的ASK信号的解调方法的流程图。具体实施例方式如图1所示，ETC系统包括路边单元(简称RSU) 2和车载单元(OBU) 3。在实际应用中，车载单元3通常安装在车辆1的挡风玻璃或其他适合的位置上。车载单元3包括解调器30、唤醒电路31和主要电路32(见图幻。解调器30解调ASK信号(振幅偏移键控信号)，并获得一个基带信号。唤醒电路31探测基带信号的频率。当该频率符合至少一个预先设置的条件，例如频率落入一个限定的频率范围，而后唤醒主要电路32。之后主要电路32与路边单元2建立联系来完成付款。图2中的解调器30包括整流电路300、滤波器301和判定电路302。参考图3和图4将对解调器30作可仿效的详细结构说明。整流电路300a对ASK信号进行整流，并产生一适合于滤波器301的整流后信号。 隔直组件310，例如隔直电容，被设置为用正极端接收ASK信号。隔直组件310能阻挡直流信号，使得由偏置电压源31 提供的偏置电压能通过第一电阻311将NMOS晶体管313a设置在亚阈值状态。根据本专利技术的实施例，亚阈值状态指栅极到源极之间的电压低于NMOS晶体管 313a的阈值电压的一个工作状态，并有漏极到源极的电流。当NMOS晶体管313a工作在亚阈值状态时，漏极到源极电流Ids与栅极到源极之间的电压呈指数关系。这种MOS晶体管的非线性特征常被用于整流。根据图3中本专利技术的实施例，NMOS晶体管313a的源极接地，栅极到源极的电压 VGS等于栅极的电势。漏极到源极电流Ids为电流源31 的电流和电阻315上电流的之和。 既然电流源为常电流，电阻315上电流的变化相当于Ids电流的变化。NMOS晶体管313a的漏极上的电压变化可由以下等式确定Δ Vd = - Δ IdsR ⑴其中八％代表漏极电压的变化，R为电阻315的阻值。参考图1至图4，将对ETC系统中的解调器300、滤波器301和判定电路302的应用作详细的说明。在图4的顶端，图解表示调制之前的基带信号，例如在14KHZ的唤醒信号。路边单元2使用基带信号来改变载波信号的振幅，并发送合成ASK信号330给车载单元3，其中载波信号的频率在5. 83-5. 84GHz之间。在车载单元3的解调器30中，ASK信号330被整流。为响应NMOS晶体管313a栅极的输入，NMOS晶体管313a的漏极产生漏极信号331，在图中标为信号333。查看在图4中的信号331和信号332，以及等式(1)，当信号331下降时，信号332 上升。由于NMOS晶体管313a在亚阈值状态下的非线性特征，Ids急剧下降使得Ids最终很难影响漏极信号。如图4所见，当信号330在波谷附近时，信号331几乎为水平线。当信号 331开始从波谷上升时，作为反应信号332下降的非常快。根据本专利技术的一个实施例，在信号331的作用下，NMOS晶体管313a可能不工作在亚阈值状态下。根据本专利技术的另一个实施例，在信号331的作用下，NMOS晶体管313a可能临时地、周期性地进入线性状态，当信号 331达到波峰时，信号332将在波谷。这其中的差异存在于信号331的振幅中。因此，如图4所示，当基带信号为“1”，由于NMOS晶体管313a的非线性特征，信号 332的上面部分被切掉而信号332的较低部分为放大。滤波器301得到漏极信号332，该滤波器为典型的具有去除漏极信号中的高频载波的低通滤波器，生成滤波后信号333滤波后信号333在第一电压和第二电压之间交替变化，其中第一电压比第二电压要高。万一第一电压和第二电压之间的差异不适当，如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种解调器，其特征在于，包括整流电路，所述整流电路包括隔直组件、第一电阻、MOS晶体管、电流源和第二电阻；所述隔直组件的一端用于接收ASK信号，另一端连接至所述第一电阻的一端和所述MOS晶体管的栅极，所述第一电阻的另一端用于接收偏置电压；所述电流源和所述第二电阻并联后连接至所述MOS晶体管的漏极，形成串联电路，所形成的串联电路设置在正电源和地之间；滤波器，所述滤波器连接至所述电流源、所述第二电阻和所述MOS晶体管的漏极形成的公共端，用于接收产生在所述公共端的漏极信号，从漏极信号中移除载波以产生滤波后信号；判定电路，连接至所述滤波器的输出端，用于接收滤波后信号，并根据滤波后信号来产生基带信号。2.按照权利要求1所述的解调器，其特征在于所述MOS晶体管为NMOS晶体管，所述 NMOS晶体管的源极接地，所述电流源的负极连接至所述第二电阻的一端和所述NMOS晶体管的漏极来形成所述公共端，所述电流源的正极连接至所述第二电阻的另一端和所述正电源。3.按照权利要求1所述的解调器，其特征在于所述MOS晶体管为PMOS晶体管，所述 PMOS晶体管的源极接正电源，所述电流源的正极连接至所述第二电阻的一端和所述PMOS 晶体管的漏极来形成所述公共端，所述电流源的负极连接至所述第二电阻的另一端并接地。4.按照权利要求1所述的解调器，其特征在于所述判定电路包括放大器和比较器；所述放大器连接至所述滤波器的输出端，用于接收和放大滤波后信号，以产生放大后信号；所述比较器的输入端连接至所述滤波器的输出端，用于接收滤波后信号，所述比较器的另一输入端连接至所述放大器的输出端，用于接收放大后信号；所述比较器用于比较滤波后信号和放大后信号后，产生基带信号。5.一种解调ASK信号的方法，其特征在于，包括用解调器接收ASK信号，所述解调器包括整流电路，所述整流电路包括隔直组件、第一电阻、MOS晶体管、电流源和第二电阻；所述隔直组件的一端用于接收ASK信号，另一端连接至所述第一电阻的一端和所述MOS晶体管的栅极，所述第一电阻的另一端用于接收偏置电压；所述电流源和所述第二电阻并联后连接至所述MOS晶体管的漏极，形成串联电路，所形成的串联电路设置在正电源和地之间；滤波器，所述滤波器连接至所述电流源、所述第二电阻和所述MOS晶体管的漏极形成的公共端，用于接收产生在所述公共端的漏极信号，从漏极信号中移除载波以产生滤波后信号；判定电路，连接至所述滤波器的输出端，用于接收滤波后信号，并根据滤波后信号来产生基带信号；用所述解调器解调所述ASK信号。6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于所述MOS晶体管为NMOS晶体管，所述NMOS 晶体管的源极接地，所述电流源的负极连接至所述第二电阻的一端和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘家洲，郭大为，
申请(专利权)人：博通集成电路上海有限公司，
类型：发明
国别省市：