一種基于移位峰值檢測(cè)方法的ook接收機(jī)數(shù)據(jù)分離器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于移位峰值檢測(cè)方法的OOK接收機(jī)數(shù)據(jù)分離器，首先使濾波之后的模擬基帶信號(hào)通過移位器以實(shí)現(xiàn)電壓的負(fù)向移位，然后檢測(cè)出移位后的信號(hào)的正向峰值，作為判決電平，最后將該判決電平信號(hào)與模擬基帶信號(hào)通過比較器相比較，得到數(shù)字基帶信號(hào)，完成了數(shù)字基帶信號(hào)的提取，具體結(jié)構(gòu)包括位移器、第一軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器A1、第一P型金屬氧化物晶體管M1、第一電容C1、第一電阻R1、第二軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器A2和第二電阻R2。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了直接從模擬信號(hào)分離出數(shù)字信號(hào)的特點(diǎn)，響應(yīng)速度快，可以根據(jù)設(shè)計(jì)的需要調(diào)節(jié)移位的電壓值而調(diào)節(jié)判決電平，從而能夠得到精確的解調(diào)信號(hào)，靈敏度高。
【專利說明】—種基于移位峰值檢測(cè)方法的OOK接收機(jī)數(shù)據(jù)分離器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于移位峰值檢測(cè)方法的OOK接收機(jī)數(shù)據(jù)分離器，屬于信號(hào)調(diào)制技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]開關(guān)鍵控調(diào)幅體制(OOK)信號(hào)為開關(guān)鍵控的調(diào)幅信號(hào)，利用在不同位置上的通斷傳遞不同的信息，對(duì)脈沖位置的精確度將決定最終的解調(diào)誤碼率。無線通信的信息解調(diào)可以采用模擬電路或者數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)。對(duì)于復(fù)雜的信息調(diào)制方式，一般在數(shù)字電路中實(shí)現(xiàn)解調(diào)；而對(duì)于OOK等簡(jiǎn)單調(diào)制方式而言，模擬解調(diào)具有簡(jiǎn)潔、可靠的優(yōu)點(diǎn)，但是初步解調(diào)得到的信息仍然是模擬信號(hào)，需要從其中恢復(fù)出數(shù)字信號(hào)以供后級(jí)數(shù)字模塊進(jìn)行處理。由于信號(hào)的信息體現(xiàn)在包絡(luò)不同的位置里，當(dāng)位置發(fā)生變化，其所含的信息發(fā)生變化，需要找到一種有效的方法精確提取包絡(luò)位置并輸出‘O’、‘I’信號(hào)。
[0003]數(shù)據(jù)分離器便是一種將檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的信號(hào)處理模塊。數(shù)據(jù)分離器的核心是高速比較器，將檢測(cè)到的信號(hào)與判決電平進(jìn)行比較，從而得到數(shù)字信號(hào)用于數(shù)字的處理。比較器的關(guān)鍵是如何得到精確有效的判決電平。判決電平的產(chǎn)生一般有兩種方法，即平均電壓的方法和檢測(cè)峰值的方法。平均電壓檢測(cè)的方式是通過在一個(gè)大電容上積分得到檢測(cè)信號(hào)的平均值作為判決電平，性能可靠、抗干擾能力強(qiáng)，但是響應(yīng)速度慢，當(dāng)信號(hào)突然發(fā)生變化時(shí)，檢測(cè)到的平均值作出響應(yīng)而改變的時(shí)間較長(zhǎng)；而檢測(cè)峰值的方式通過峰值檢測(cè)和電阻電容網(wǎng)絡(luò)來確定判決電平，響應(yīng)速度快，但是可靠性差、比較器存在判決的模糊地帶。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種基于移位峰值檢測(cè)方法的OOK接收機(jī)數(shù)據(jù)分離器，采取一種基于電平移位的峰值檢測(cè)技術(shù)來提供判決電平，通過模擬電路將接收機(jī)中的數(shù)字基帶信號(hào)從模擬基帶信號(hào)中分離出來(即從檢測(cè)信號(hào)中恢復(fù)出數(shù)字信號(hào))，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、響應(yīng)速度快、靈敏度高的特點(diǎn)。
[0005]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0006]一種基于移位峰值檢測(cè)方法的OOK接收機(jī)數(shù)據(jù)分離器，包括位移器、第一軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器Al、第一 P型金屬氧化物晶體管Ml、第一電容Cl、第一電阻R1、第二軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器A2和第二電阻R2 ；
[0007]基帶輸入信號(hào)Vin連接到位移器的輸入端，首先使濾波之后的模擬基帶信號(hào)通過移位器以實(shí)現(xiàn)電壓的負(fù)向移位，然后檢測(cè)出移位后的信號(hào)的正向峰值，作為判決電平，最后將該判決電平信號(hào)與模擬基帶信號(hào)通過比較器相比較，得到數(shù)字基帶信號(hào)，完成了數(shù)字基帶信號(hào)的提取，具體結(jié)構(gòu)包括位移器的輸出端Vf連接到第一軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器Al的負(fù)輸入端，第一電容Cl的一端和第一電阻Rl的一端均接地，第一電容Cl的另一端、第一電阻Rl的另一端和第一 P型金屬氧化物晶體管Ml的漏極均接第一軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器Al的正輸入端，第一軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器Al的輸出端連接到第一 P型金屬氧化物晶體管Ml的柵極，第一 P型金屬氧化物晶體管Ml的源極接電源電壓，這樣第一 P型金屬氧化物晶體管Ml、第一電容Cl和第一電阻Rl構(gòu)成反饋的充電回路；第二軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器A2的正輸入端連接到基帶輸入信號(hào)Vin，第二軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器A2的負(fù)輸入端連接到第一 P型金屬氧化物晶體管Ml的漏極，第二電阻R2跨接在第二軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器A2的正負(fù)輸入端之間，第二軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器A2的輸出端即為分離出來的數(shù)字基帶信號(hào)Vout，第二電阻R2跨接在第二軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器A2的正負(fù)輸入端之間，構(gòu)成比較電路。
[0008]具體的，所述位移器包括第三軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器A3、第二 P型金屬氧化物晶體管M2、第三電阻R3和第一電流源II，基帶輸入信號(hào)Vin連接到第三軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器A3的負(fù)輸入端，第三軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器A3的輸出端連接到第二 P型金屬氧化物晶體管M2的柵極，第二 P型金屬氧化物晶體管M2的源極接電源電壓，第二 P型金屬氧化物晶體管M2的漏極接第三電阻R3的一端、并反饋到第三軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器A3的正輸入端，第三電阻R3的另一端連接到第一電流源I1、同時(shí)作為位移器的輸出端Vf。
[0009]第一電流源Il的電流值一定，通過選取合適的第三電阻R3的阻值可以得到所需的移位電壓值。輸出信號(hào)Vf與輸入信號(hào)Vin相差一個(gè)位移電壓值,從而實(shí)現(xiàn)了電壓移位的功能，在本發(fā)明的電路中移位的電壓量為150mV。
[0010]有益效果:本發(fā)明提供的基于移位峰值檢測(cè)方法的OOK接收機(jī)數(shù)據(jù)分離器，改進(jìn)了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分離器的峰值檢測(cè)產(chǎn)生判決電平的方法，首先對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行電平移位操作，然后再進(jìn)行峰值檢測(cè)，峰值檢測(cè)的結(jié)果作為比較器的判決電平；移位器的使用使得電路可以根據(jù)實(shí)際的需要調(diào)節(jié)移位的電壓值，最終可以分離出較精確的數(shù)字基帶信號(hào)；與傳統(tǒng)的二極管移位器相比移位的電壓值小且可以調(diào)整大小，提高了檢測(cè)的靈敏度和精確度；并且由于沒有采用二極管，在CMOS電路中更易集成，對(duì)電源電壓的要求低，能夠?qū)崿F(xiàn)較高的集成度
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的移位數(shù)據(jù)分離器的電路原理圖；
[0012]圖2為接收_65dBm信號(hào)時(shí)，本發(fā)明電路中主要的信號(hào)波形；其中2(a)為發(fā)明電路中的輸入信號(hào)與判決電平，2(b)比較器輸出的數(shù)字基帶信號(hào)Vout。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0014]如圖1所示為一種基于移位峰值檢測(cè)方法的OOK接收機(jī)數(shù)據(jù)分離器，首先使濾波之后的模擬基帶信號(hào)通過移位器以實(shí)現(xiàn)電壓的負(fù)向移位，然后檢測(cè)出移位后的信號(hào)的正向峰值，作為判決電平，最后將該判決電平信號(hào)與模擬基帶信號(hào)通過比較器相比較，得到數(shù)字基帶信號(hào)，完成了數(shù)字基帶信號(hào)的提取，具體結(jié)構(gòu)包括位移器、第一軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器Al、第一 P型金屬氧化物晶體管Ml、第一電容Cl、第一電阻R1、第二軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器A2和第二電阻R2。
[0015]所述位移器包括第三軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器A3、第二 P型金屬氧化物晶體管M2、第三電阻R3和第一電流源II，基帶輸入信號(hào)Vin連接到第三軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器A3的負(fù)輸入端，第三軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器A3的輸出端連接到第二 P型金屬氧化物晶體管M2的柵極，第二 P型金屬氧化物晶體管M2的源極接電源電壓，第二 P型金屬氧化物晶體管M2的漏極接第三電阻R3的一端、并反饋到第三軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器A3的正輸入端，第三電阻R3的另一端連接到第一電流源I1、同時(shí)作為位移器的輸出端Vf。
[0016]位移器的輸出端Vf連接到第一軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器Al的負(fù)輸入端，第一電容Cl的一端和第一電阻Rl的一端均接地，第一電容Cl的另一端、第一電阻Rl的另一端和第一 P型金屬氧化物晶體管Ml的漏極均接第一軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器Al的正輸入端，第一軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器Al的輸出端連接到第一 P型金屬氧化物晶體管Ml的柵極，第一 P型金屬氧化物晶體管Ml的源極接電源電壓；第二軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器A2的正輸入端連接到基帶輸入信號(hào)Vin，第二軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器A2的負(fù)輸入端連接到第一 P型金屬氧化物晶體管Ml的漏極，第二電阻R2跨接在第二軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器A2的正負(fù)輸入端之間，第二軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器A2的輸出端即為分離出來的數(shù)字基帶信號(hào)Vout，第二電阻R2跨接在第二軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器A2的正負(fù)輸入端之間，構(gòu)成比較電路。
[0017]第一電流源Il的電流值一定，通過選取合適的第三電阻R3的阻值可以得到所需的移位電壓值。輸出信號(hào)Vf與輸入信號(hào)Vin相差一個(gè)位移電壓值,從而實(shí)現(xiàn)了電壓移位的功能，在本發(fā)明的電路中移位的電壓量為150mV。
[0018]第一 P型金屬氧化物晶體管Ml、第一電容Cl和第一電阻Rl構(gòu)成反饋的充電回路，當(dāng)?shù)谝浑娙軨l上的電壓值小于移位器的輸出端信號(hào)的電壓值時(shí)，通過第一 P型金屬氧化物晶體管Ml給第一電容Cl充電；當(dāng)?shù)谝浑娙軨l上的電壓大于移位器的輸出端信號(hào)的電壓值時(shí)，第一電容Cl需要放電，但是由于與第一電容Cl并聯(lián)的第一電阻Rl的阻值較大，放電非常緩慢。這樣，在一定的時(shí)間后，第一電容Cl兩端的電壓值就穩(wěn)定為一個(gè)恒定的值,即為移位后的信號(hào)的峰值，該峰值作為本發(fā)明中用于比較器的判決電平Vc。在圖2 (a)中可以清楚的看出本發(fā)明的峰值檢測(cè)的基本工作原理，其中任意占空比的方波為移位數(shù)據(jù)分離器的輸入波形，另一條波形為電容兩端的電壓值，最終該波形穩(wěn)定即為移位后信號(hào)的峰值電平，即為判決電平。將一開始的輸入信號(hào)與該判決電平分別連接到第二軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器A2的正、負(fù)輸入端，構(gòu)成比較器電路，進(jìn)行比較。當(dāng)輸入信號(hào)大于判決電平時(shí)，輸出為高電平，即為數(shù)字信號(hào)中的I ;當(dāng)輸入信號(hào)小于判決電平時(shí)，輸出為低電平，即為數(shù)字信號(hào)中的
O。最終，第二軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器A2的輸出即為分離出來的數(shù)字基帶信號(hào)Vout。
[0019]圖2所示為用接收_65dBm的任意占空比方波信號(hào)表示接收到的數(shù)字信號(hào)序列，圖中圖2 (a)為發(fā)明中移位數(shù)據(jù)分離器的輸入信號(hào)Vin和第一電容Cl兩端的電壓Vc，即為本發(fā)明電路中的判決電平。圖2(b)為比較器輸出的數(shù)字基帶信號(hào)Vout。從該圖中可以清楚的看到本發(fā)明的峰值檢測(cè)的工作過程，判決電平為輸入信號(hào)的峰值移位150mV后的電平，可以看到對(duì)于信號(hào)幅度較小的信號(hào)本發(fā)明也能很精確得檢測(cè)出來，體現(xiàn)了本發(fā)明高靈敏度的特點(diǎn)。
[0020]本發(fā)明改進(jìn)了判決電平的產(chǎn)生方法；另外，本發(fā)明是通過檢測(cè)移位后的信號(hào)來得到判決電平的，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的電平移位是通過一個(gè)二極管實(shí)現(xiàn)電壓值為二極管的導(dǎo)通壓降的電壓量，該值通常為0.6?0.7V，移位的電壓值較大，不利于得到有效的判決電平。且二極管在CMOS工藝中不易實(shí)現(xiàn)，若采用二極管的集成度較低，對(duì)電源電壓的要求也比較大。在本發(fā)明中，通過移位器的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了 150mV的電壓量的移位，該電壓值得大小在實(shí)際的應(yīng)用中可以任意調(diào)整，因此適用范圍較為廣泛。本發(fā)明改進(jìn)了峰值檢測(cè)產(chǎn)生判決電平的方法，首先對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行電平移位操作，然后再進(jìn)行峰值檢測(cè)，峰值檢測(cè)的結(jié)果作為比較器的判決電平，這樣使得比較器靈敏度和解調(diào)信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍之間可以折中設(shè)計(jì)。
[0021]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于移位峰值檢測(cè)方法的OOK接收機(jī)數(shù)據(jù)分離器，其特征在于:首先使濾波之后的模擬基帶信號(hào)通過移位器以實(shí)現(xiàn)電壓的負(fù)向移位，然后檢測(cè)出移位后的信號(hào)的正向峰值，作為判決電平，最后將該判決電平信號(hào)與模擬基帶信號(hào)通過比較器相比較，得到數(shù)字基帶信號(hào)，完成了數(shù)字基帶信號(hào)的提取，具體結(jié)構(gòu)包括位移器、第一軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器Al、第一 P型金屬氧化物晶體管Ml、第一電容Cl、第一電阻R1、第二軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器A2和第二電阻R2 ； 基帶輸入信號(hào)Vin連接到位移器的輸入端，位移器的輸出端Vf連接到第一軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器Al的負(fù)輸入端,第一電容Cl的一端和第一電阻Rl的一端均接地，第一電容Cl的另一端、第一電阻Rl的另一端和第一 P型金屬氧化物晶體管Ml的漏極均接第一軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器Al的正輸入端，第一軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器Al的輸出端連接到第一 P型金屬氧化物晶體管Ml的柵極，第一 P型金屬氧化物晶體管Ml的源極接電源電壓；第二軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器A2的正輸入端連接到基帶輸入信號(hào)Vin，第二軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器A2的負(fù)輸入端連接到第一 P型金屬氧化物晶體管Ml的漏極，第二電阻R2跨接在第二軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器A2的正負(fù)輸入端之間，第二軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器A2的輸出端即為分離出來的數(shù)字基帶信號(hào)Vout。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于移位峰值檢測(cè)方法的OOK接收機(jī)數(shù)據(jù)分離器，其特征在于:所述位移器包括第三軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器A3、第二 P型金屬氧化物晶體管M2、第三電阻R3和第一電流源II，基帶輸入信號(hào)Vin連接到第三軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器A3的負(fù)輸入端，第三軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器A3的輸出端連接到第二 P型金屬氧化物晶體管M2的柵極，第二 P型金屬氧化物晶體管M2的源極接電源電壓，第二 P型金屬氧化物晶體管M2的漏極接第三電阻R3的一端、并反饋到第三軌到軌運(yùn)算跨導(dǎo)放大器A3的正輸入端，第三電阻R3的另一端連接到第一電流源I1、同時(shí)作為位移器的輸出端Vf。
【文檔編號(hào)】H04L27/06GK103856430SQ201410117068
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2014年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月26日
【發(fā)明者】吳建輝, 姚紅燕, 陳超, 李紅, 趙超, 田茜 申請(qǐng)人:東南大學(xué)