本實(shí)用新型涉及人體介質(zhì)通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種OOK脈沖信號(hào)發(fā)射裝置及其通信裝置。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有的通信系統(tǒng)中，發(fā)射機(jī)普遍采用非脈沖式的FSK(Frequency-shift keying，頻移鍵控)、BPSK(Binary Phase Shift Keying，二進(jìn)制相移鍵控)等信號(hào)調(diào)制方式。FSK、BPSK等方式電路結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，不利于整個(gè)系統(tǒng)全集成設(shè)計(jì)，而且功耗較大，上述缺陷限制了FSK、BPSK等方式在實(shí)際場(chǎng)景中的應(yīng)用。

以人體通信等體域網(wǎng)應(yīng)用環(huán)境為例，人體介質(zhì)通信技術(shù)通俗地說(shuō)是一種將人體作為線纜進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)男滦屯ㄐ欧绞?，通過(guò)該技術(shù)，人體將成為網(wǎng)絡(luò)的一部分，人們只需要通過(guò)觸摸便可進(jìn)行信息的收發(fā)。在體域網(wǎng)應(yīng)用環(huán)境下，對(duì)穿戴式特別是植入式設(shè)備的體積和功耗都有嚴(yán)格的限制，F(xiàn)SK、BPSK等通信方式的這些缺陷很大的局限了人體介質(zhì)通信系統(tǒng)的實(shí)用性和產(chǎn)品化。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)功耗大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)功耗大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問(wèn)題，提供一種信號(hào)發(fā)射裝置及通信裝置。

一種信號(hào)發(fā)射裝置，包括：

調(diào)制電路，脈沖發(fā)生電路和輸出阻抗可調(diào)的功率驅(qū)動(dòng)電路；

所述調(diào)制電路的輸入端和所述脈沖發(fā)生電路的電平判斷輸入端分別連接信號(hào)發(fā)生裝置的輸出端，所述調(diào)制電路的輸出端連接所述脈沖發(fā)生電路的信號(hào)輸入端，所述脈沖發(fā)生電路的輸出端連接所述功率驅(qū)動(dòng)電路的輸入端，所述功率驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接信號(hào)接收裝置；

所述調(diào)制電路將信號(hào)發(fā)生裝置產(chǎn)生的所述原始信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，并輸出調(diào)制 信號(hào)至脈沖發(fā)生電路，所述脈沖發(fā)生電路將所述調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字脈沖信號(hào)輸出至功率驅(qū)動(dòng)電路，所述功率驅(qū)動(dòng)電路調(diào)節(jié)所述數(shù)字脈沖信號(hào)的有效輸出功率并輸出。

一種通信裝置，包括：

信號(hào)發(fā)射裝置，第一傳感器，第二傳感器，以及信號(hào)接收裝置；

所述信號(hào)發(fā)射裝置的功率驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與所述第一傳感器的輸入端相連接，所述第一傳感器的輸出端通過(guò)傳輸信道與所述第二傳感器的輸入端相連接，所述第二傳感器的輸出端與所述信號(hào)接收裝置相連接。

上述信號(hào)發(fā)射裝置及其通信裝置，通過(guò)所述調(diào)制電路對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，得到調(diào)制信號(hào)，通過(guò)所述脈沖發(fā)生電路將所述調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字脈沖信號(hào)，并通過(guò)所述功率驅(qū)動(dòng)電路用于將所述數(shù)字脈沖信號(hào)的功率調(diào)整到預(yù)設(shè)功率值并輸出，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。

附圖說(shuō)明

圖1為一個(gè)實(shí)施例的信號(hào)發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為一個(gè)實(shí)施例的脈沖發(fā)生電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為一個(gè)實(shí)施例的功率驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為一個(gè)實(shí)施例的推挽功率放大電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為一個(gè)實(shí)施例的通信裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的信號(hào)發(fā)射裝置及通信裝置的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。

圖1為一個(gè)實(shí)施例的信號(hào)發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，所述信號(hào)發(fā)射裝置可包括：

調(diào)制電路10，脈沖發(fā)生電路20和輸出阻抗可調(diào)的功率驅(qū)動(dòng)電路30；

所述調(diào)制電路10的輸入端和所述脈沖發(fā)生電路20的電平判斷輸入端分別連接信號(hào)發(fā)生裝置40的輸出端，所述調(diào)制電路10的輸出端連接所述脈沖發(fā)生 電路20的信號(hào)輸入端，所述脈沖發(fā)生電路20的輸出端連接所述功率驅(qū)動(dòng)電路30的輸入端，所述功率驅(qū)動(dòng)電路30的輸出端連接信號(hào)接收裝置300；

所述調(diào)制電路10將信號(hào)發(fā)生裝置40產(chǎn)生的所述原始信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，并輸出調(diào)制信號(hào)至脈沖發(fā)生電路20，所述脈沖發(fā)生電路20將所述調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字脈沖信號(hào)輸出至功率驅(qū)動(dòng)電路30，所述功率驅(qū)動(dòng)電路30可通過(guò)改變輸出阻抗從而調(diào)節(jié)所述數(shù)字脈沖信號(hào)的有效輸出功率并輸出。

所述調(diào)制電路10可接收信號(hào)發(fā)生裝置40產(chǎn)生的歸零碼數(shù)據(jù)D2。在一個(gè)實(shí)施例中，所述信號(hào)發(fā)生裝置40產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可能是非歸零碼數(shù)據(jù)D2，此時(shí)，可在所述信號(hào)發(fā)生裝置與所述脈沖發(fā)生電路之間設(shè)置一個(gè)歸零碼產(chǎn)生電路60，將信號(hào)發(fā)生裝置40產(chǎn)生的非歸零碼數(shù)據(jù)D1轉(zhuǎn)換為歸零碼數(shù)據(jù)D2并輸出到所述調(diào)制電路10和脈沖發(fā)生電路20。由于系統(tǒng)后續(xù)進(jìn)行開關(guān)鍵控(On-Off Keying，OOK)，進(jìn)行歸零碼轉(zhuǎn)換，避免了數(shù)據(jù)出現(xiàn)“連1串”情況時(shí)，后續(xù)OOK調(diào)制只會(huì)完成對(duì)“連1串”中“第一個(gè)數(shù)據(jù)1”的調(diào)制，防止造成數(shù)據(jù)丟失。所述歸零碼產(chǎn)生電路60的輸入端可連接到所述信號(hào)發(fā)生裝置40，所述歸零碼產(chǎn)生電路60的輸出端可連接到所述調(diào)制電路10和所述脈沖發(fā)生電路20的電平判斷輸入端。

在一個(gè)實(shí)施例中，還可以設(shè)置一個(gè)同步電路；所述同步電路的輸入端連接到所述信號(hào)發(fā)生裝置40的輸出端，所述同步電路的輸出端連接到所述歸零碼產(chǎn)生電路60的輸入端；所述同步電路可用于獲取與所述非歸零碼數(shù)據(jù)D1同步的時(shí)鐘信號(hào)，并根據(jù)所述時(shí)鐘信號(hào)對(duì)所述非歸零碼數(shù)據(jù)D1進(jìn)行邊沿校準(zhǔn)。

如圖2所示，所述脈沖發(fā)生電路20可包括電平檢測(cè)電路201、計(jì)數(shù)電路202和脈沖發(fā)生子電路203；所述電平檢測(cè)電路201的輸入端連接所述信號(hào)發(fā)生裝置40的輸出端，所述電平檢測(cè)電路201的輸出端連接所述計(jì)數(shù)電路202的狀態(tài)輸入端及所述脈沖發(fā)生子電路203的使能控制端；所述計(jì)數(shù)電路202的計(jì)數(shù)輸入端連接所述調(diào)制電路10的輸出端，所述計(jì)數(shù)電路202的輸出端連接所述脈沖發(fā)生子電路203的計(jì)數(shù)控制端；所述脈沖發(fā)生子電路203的輸出端連接所述功率驅(qū)動(dòng)電路30的輸入端?？刹捎蒙鲜鲭娐方Y(jié)構(gòu)生成所述數(shù)字脈沖信號(hào)D4。具體地，所述電平檢測(cè)電路201可對(duì)所述歸零碼數(shù)據(jù)D2進(jìn)行電平判斷，當(dāng)所述歸零 碼數(shù)據(jù)D2為低電平時(shí)，可控制所述脈沖發(fā)生子電路203進(jìn)入待機(jī)非工作狀態(tài)，并使所述脈沖發(fā)生子電路203輸出的數(shù)字脈沖信號(hào)D4保持低電平，并繼續(xù)電平判斷，當(dāng)所述歸零碼數(shù)據(jù)D2為高電平時(shí)，可通知計(jì)數(shù)電路202對(duì)所述調(diào)制信號(hào)D3的上升沿進(jìn)行計(jì)數(shù)，若計(jì)數(shù)值cnt＝1，則將所述脈沖發(fā)生電路20輸出的數(shù)字脈沖信號(hào)D4置為高電平，若計(jì)數(shù)值cnt＝2，則將所述脈沖發(fā)生子電路203輸出的數(shù)字脈沖信號(hào)D4置為低電平，停止計(jì)數(shù)，同時(shí)將計(jì)數(shù)值cnt清零。

如圖3所示，在一個(gè)實(shí)施例中，所述功率驅(qū)動(dòng)電路30可包括推挽功率放大電路301和偏置調(diào)節(jié)電路302；所述推挽功率放大電路301的信號(hào)輸入端與所述脈沖發(fā)生電路20的輸出端相連接，所述推挽功率放大電路301的偏置輸入端與所述偏置調(diào)節(jié)電路302的輸出端相連接，所述推挽功率放大電路301的輸出端與所述信號(hào)接收裝置300相連接。其中，所述推挽功率放大電路301可將所述數(shù)字脈沖信號(hào)D4的有效功率調(diào)整到預(yù)設(shè)功率值，并輸出到所述信號(hào)接收裝置300；所述偏置調(diào)節(jié)電路302可將輸出節(jié)點(diǎn)的等效輸出阻抗調(diào)節(jié)至與所述信號(hào)接收裝置300相匹配，并通過(guò)所述推挽功率放大電路301將所述數(shù)字脈沖信號(hào)D4發(fā)射到所述信號(hào)接收裝置300，進(jìn)行輸出阻抗可調(diào)的功率驅(qū)動(dòng)并最終輸出，可以保證與信號(hào)接收裝置300的阻抗匹配。

如圖4所示，所述推挽功率放大電路301可包括第一電阻301a、第一MOS晶體管301b、第二MOS晶體管c、第三MOS晶體管301d和第四MOS晶體管301e；所述第一電阻301a的一端和所述第一MOS晶體管301b的柵極連接所述脈沖發(fā)生電路20的輸出端，所述第一電阻301a的另一端連接所述第二MOS晶體管301c的漏極和所述信號(hào)接收裝置300；所述第一MOS晶體管301b的源極連接外部電源，所述第一MOS晶體管301b的漏極連接所述第二MOS晶體管301c的源極；所述第二MOS晶體管301c的柵極和所述第三MOS晶體管301d的柵極連接所述偏置調(diào)節(jié)電路302，所述第二MOS晶體管301c的漏極連接所述第三MOS晶體管301d的漏極以及所述信號(hào)接收裝置300；所述第三MOS晶體管301d的源極連接所述第四MOS晶體管301e的漏極，所述第四MOS晶體管301e的柵極連接所述脈沖發(fā)生電路，所述第四MOS晶體管301e的源極接地。通過(guò)改變第二MOS晶體管301c和第三MOS晶體管301d的柵極電壓，可以改 變輸出結(jié)點(diǎn)的等效輸出阻抗，從而起到輸出阻抗調(diào)節(jié)的作用。所述功率驅(qū)動(dòng)電路30的輸出阻抗可以調(diào)整為等于或者逼近所述信號(hào)接收裝置300的輸入阻抗的值，從而實(shí)現(xiàn)功率匹配輸出。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述的信號(hào)發(fā)射裝置100還可包括連接至所述脈沖發(fā)生電路20和功率驅(qū)動(dòng)電路30之間的微分電路50；所述微分電路50對(duì)所述數(shù)字脈沖信號(hào)D4進(jìn)行微分處理后輸出微分信號(hào)D5到所述功率驅(qū)動(dòng)電路30。所述微分單元的作用是去掉所述數(shù)字脈沖信號(hào)D4中含有的直流成分，并將適于傳輸?shù)念l段的信號(hào)成分輸送給后級(jí)的功率驅(qū)動(dòng)電路30，進(jìn)行功率放大與輸出。

圖5為一個(gè)實(shí)施例的通信裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。所述通信裝置可包括：

信號(hào)發(fā)射裝置100，第一傳感器200A，第二傳感器200B，以及信號(hào)接收裝置300；

所述信號(hào)發(fā)射裝置100的功率驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與所述第一傳感器200A的輸入端相連接，所述第一傳感器200A的輸出端通過(guò)傳輸信道與所述第二傳感器200B的輸入端相連接，所述第二傳感器200B的輸出端與所述信號(hào)接收裝置300相連接。

其中，信號(hào)發(fā)生裝置40可以產(chǎn)生原始基帶信號(hào)S1，并輸出到信號(hào)發(fā)射裝置100，所述信號(hào)發(fā)射裝置100可生成數(shù)字脈沖信號(hào)D4，并最終輸出用于通信的OOK窄脈沖信號(hào)S2。所述第一傳感器200A可將信號(hào)S2耦合到信道，信號(hào)S2經(jīng)過(guò)信道傳輸后，再經(jīng)過(guò)第二傳感器200B檢測(cè)得到信號(hào)S2’，所述信號(hào)接收裝置300可將S2’接收處理后還原出原始基帶信號(hào)。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一傳感器200A和第二傳感器200B可以安裝在可穿戴設(shè)備或植入設(shè)備中，例如穿戴于指尖的血氧傳感器、腕表型血糖傳感器、植入式心電監(jiān)測(cè)傳感器、植入式腦電信號(hào)采集傳感器等。所述可穿戴設(shè)備或植入設(shè)備可以由用戶攜帶，從而可以將用戶作為通信媒介，在信號(hào)發(fā)射裝置100和信號(hào)接收裝置300之間實(shí)現(xiàn)通信。

所述信號(hào)發(fā)射裝置的實(shí)施例與上述信號(hào)發(fā)射裝置相同，此處不再贅述。

本實(shí)用新型提高了人體信道的頻帶利用率和數(shù)據(jù)發(fā)送速率，系統(tǒng)工作在全數(shù)字觸發(fā)式狀態(tài)，在實(shí)現(xiàn)上能以低功耗、低復(fù)雜度、高速的優(yōu)點(diǎn)換來(lái)系統(tǒng)的單 位比特能耗顯著降低，并可完全采用CMOS集成電路工藝實(shí)現(xiàn)，且不存在大面積的集成電阻及電容整形電路，適合集成于SOC芯片，易于推廣。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說(shuō)明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。