一种超低功耗的带通鉴频器及其鉴频方法技术

本发明专利技术公开一种超低功耗的带通鉴频方法包括：带通鉴频器配置鉴频参数配置字；启动对输入信号的检测和计数；检测到非正常信号通过复位重新计数，滤除带外干扰和带内噪声；检测到正常信号的上升沿计数值和时钟计数值与相应设置值作比较判断，在设定时钟周期内，满足参数设置值范围，产生高电平使能信号，使能选通门允许输入信号输出，实现唤醒功能。一种超低功耗的带通鉴频器，包括数字频率比较器和状态机，数字频率比较器由状态机为其配置鉴频参数值，根据输入信号检测计数值以及时钟计数值，与相应配置值作比较，生成使能信号，滤除带外干扰和带内噪声信号，判决并选通输入信号。超低功耗带通鉴频器作为唤醒接收机广泛应用于物联网和无线传感网。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无线通信和CMOS集成电路设计领域，特别涉及低功耗鉴频器领域，具体为一种超低功耗的带通鉴频器及方法。
技术介绍
无线通信接收机在目前主流的接收机结构中，都是采取下变频方案，射频信号经低噪声放大器放大后，与本振信号一起送至混频器，进行下混频，得到低中频或零中频信号，再经过复数滤波器后，抑制镜像信号，再经过自动增益控制后，经A/D输出给基带处理器处理。这种方案接收灵敏度好，信噪比高，抑制镜像干扰强，但是这种结构需要频率合成器提供本振信号，根据应用情况电路功耗从IOmA到IOOmA以上不等，存在电路功耗大的缺陷。在应用非常广泛的物联网或者无线传感网中，很多节点或者设备都是靠电池供电，一块电池需要维持设备5 10年的使用时间，在这种超低功耗的应用中，需要保证设备大部分时间是关闭的，只有在被唤醒的时候，主电路才打开进行收发数据，其它时候只有唤醒接收机一直工作。采用唤醒技术的唤醒接收机的功能跟普通接收机类似，从数GHz的无线射频信号中，解调出调制信号或者数据，判断是否包含唤醒信号，用于确定是否打开主电路，进行数据收发工作。唤醒接收机具有节能特点，但是对唤醒接收机的功耗要求却非常苛亥IJ，电路功耗应在IOuA以下。显而易见，采用上面下变频方案的无线通信接收机根本不能满足采用唤醒接收机的超低功耗要求。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种超低功耗的带通鉴频方法，以设置的鉴频参数配置值为对输入数字信号的带通鉴频条件，通过条件比较，产生唤醒使能信号，控制输出输入数字信号，否则关闭输出输入数字信号，实现唤醒接收机的节能控制，达到超低功耗的目的。另一个目的是公开一种超低功耗的带通鉴频器，它包括数字频率比较器和状态机，采用超低功耗的带通鉴频方法，实现唤醒接收机的唤醒功能，能抑制带外干扰或外部接收到带内的噪声以及由于低功耗电路本身的噪声干扰，并满足接收灵敏度要求，使接收机能在IOuA以下的功耗，从GHz无线射频信号中解调出调制数据或者信号。专利技术的目的和上述技术问题是通过下面的技术方案来实现。一种超低功耗的带通鉴频器，其在于，模块结构的超低功耗的带通鉴频器简称带通鉴频器包括数字频率比较器和状态机；其中 数字频率比较器的输入端连接前一级射频前端处理比较器的输出端，数字频率比较器的输出端连接后一级数字基带处理器的输入端，用于选通输出来自前一级输出端的输入数据；状态机的使能控制端和复位控制端分别连接后一级数字基带处理器的使能控制线和复位控制线，状态机的计数与复位控制线连接数字频率比较器的计数与复位控制端，状态机的鉴频参数配置线连接数字频率比较器的鉴频参数配置端；带通鉴频器输出端为唤醒控制端，用于输出一个唤醒控制信号Y。所述的带通鉴频器，其在于所述数字频率比较器包括上升沿检测器、上升沿计数器、复位单元、时钟计数器、比较器、设置参数配置单元、使能选通门；其中 经过射频前端处理的输入数据连接上升沿检测器输入端，上升沿检测器的一个输出端连接状态机，该上升沿检测输出端用于使状态机进入计数状态，并开启相应的上升沿计数器和时钟计数器计数，上升沿检测器的另一输出端连接上升沿计数器的输入端，上升沿检测器的配置端连接状态机的数字控制配置字P，上升沿检测器还有一输出端连接复位单元的输入端，复位单元的输出端连接状态机的复位端，用于当上升沿检测器检测到上升沿非均匀连续时，控制复位单元给状态机输出复位信号，使状态机软复位，时钟计数器的时钟输入端连接参考时钟信号，时钟计数器的开始端、停止端和复位端连接状态机的开始计数、停止计数和复位的控制信号端，设置参数配置单元的配置字端连接状态机配置字ER、DUP、DDN，用于完成带通鉴频器的设置参数配置控制，设置参数配置单元的一个输出端连接时钟计数器，用于设置时钟计数器计数预设值，设置参数配置单元的另一个输出端连接比较器的一个输入端，用于设置比较器预设值；时钟计数器的输出端和设置参数配置单元参数配置端分别连接比较器的二个输入端，用于时钟计数器的计数值与设置的预设值送至比较器进行比较，比较器输出连接使能选通门一个输入端，输入数据也连接至使能选通门另一输入端，比较器的输出高电位作为使能信号，用于控制使能选通门，将输入数据选通输出；同时比较器的输出还作为鉴频指示信号，用于输出唤醒信号。所述的带通鉴频器，其在于所述时钟计数器包括依次串联连接的分频器、倍频器和计数器；参考时钟接入分频器，分频和倍频参数控制端连接设置参数配置单元的ER配置端，计数器控制端连接状态机的开始计数、停止计数和复位端，计数器输出端连接比较器；时钟计数器的分频和倍频参数设置端连接设置参数配置单元，时钟计数器的分频和倍频参数由设置参数配置单元ER配置字作配置，确定参考时钟进行分频的分频比和倍频比，用于确定鉴频误差精度。所述的带通鉴频器，其在于所述状态机为集成于带通鉴频器片内的微处理器，状态机连接来自片外数字基带处理器的使能信号EN和复位信号RES，同时连接来自数字频率比较器的上升沿检测器、上升沿计数器、复位单元的输出信号，状态机输出开始计数、停止计数和复位的控制信号线连接数字频率比较器的上升沿计数器和时钟计数器的控制端；状态机的工作状态包括空闲IDLE态、计数COUNTER态、结束FINISH态，状态机按照鉴频工作需求实现三种工作状态的转换。一种超低功耗的带通鉴频方法，包括以下步骤: (I)由带通鉴频器的状态机配置鉴频参数； 由带通鉴频器的状态机为数字频率比较器配置鉴频参数，状态机的存储器内存有鉴频参数配置表，状态机按照射频接收机的的鉴频要求，通过查表输出一组鉴频参数配置字；当芯片上电或接收到复位信号，将一组鉴频参数配置字配置给数字频率比较器； 当射频前端芯片上电或接收到来自数字基带处理器的复位信号时，由状态机启动带通鉴频器的鉴频参数配置，状态机通过查表方式从鉴频参数配置表中调出一组鉴频参数配置字发送给数字频率比较器，完成带通鉴频器的鉴频参数配置；鉴频参数配置表是按工作频段范围、鉴频数据长度和鉴频误差精度的鉴频需求与对应计数的鉴频参数设置值编制而成，一组鉴频参数包括参考时钟计数上、下限值，一个时钟周期的参考时钟最大计数值和上升沿计数设置值； (2)检测输入数据的上升沿； 检测来自射频前端电路的输入数据的上升沿，当检测到第一上升沿时，开始对上升沿个数计数，检测输入数据的每个上升沿，计数值加I ;同时开始对参考时钟信号计数； 由上升沿检测器对来自射频前端电路的输入数据检测其上升沿，当检测到第一个上升沿时，上升沿检测器检测输出到状态机，状态机进入计数状态，上升沿计数器和时钟计数器各自开始计数，上升沿检测器按照设定的鉴频误差精度，对输入数据实现相应精度的检测，满足不同需求射频接收机的鉴频要求；检测输入数据的每个上升沿并对输入数据作判断； (3)检测输入数据的每个上升沿并对输入数据作判断； 检测输入数据的每个上升沿并对输入数据作判断，若上升沿检测器输出的上升沿个数不连续，检测判断到方波信号不连续或方波占空比不对则送一个重新计数信号，状态机作滤波复位，转步骤(2)重新检测输入数据上升沿；若否则转步骤(4)； 若检测到起始的方波信号不连续或方波占空比不对，状态机作滤波复位处理，使方波信号不连续或方波不对的输入信号，不能从带通鉴相器输出，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超低功耗的带通鉴频器，其特征在于，模块结构的超低功耗的带通鉴频器简称带通鉴频器包括数字频率比较器和状态机；其中数字频率比较器的输入端连接前一级输出端，数字频率比较器的输出端连接后一级数字基带处理器的输入端，用于选通输出来自前一级输出端的输入数据；状态机的使能控制端和复位控制端分别连接后一级数字基带处理器的使能控制线和复位控制线，状态机的计数与复位控制线连接数字频率比较器的计数与复位控制端，状态机的鉴频参数配置线连接数字频率比较器的鉴频参数配置端；带通鉴频器输出端为唤醒控制端，用于输出一个唤醒控制信号Y。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尹喜珍，黄璐，钱敏，马成炎，
申请(专利权)人：嘉兴联星微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33