[發明專利]一種低速數字信號調制方法和裝置

有效

• 申請號: 201610837061.2
• 申請日: 2016-09-21
• 公開（公告）號: CN106534012B
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發明（設計）人: 楊永友;陳文軒;王自力;底青云;孫云濤;張文秀;鄭健
• 申請（專利權）人: 中國科學院地質與地球物理研究所
• 主分類號: H04L27/04
• 分類號: H04L27/04;H04L27/08;H04L27/12;H04L27/16;H04L27/20
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司11401
• 代理人: 巴曉艷

1.一種低速數字信號調制方法，所述方法應用于傳輸速度低、功耗低的場合，對多種調制方式均適用，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟1）：生成一個周期的正弦數據點表，所述數據點表保存在掉電存儲器中；

步驟2）：數據預處理單元讀取所述步驟1）中的數據點并將其發射至建立的數據緩沖區單元，發射時能根據發射方式對數據位進行調制，再逐位進行，每發射1位，發射數據時計算數據數值大小和配置直接內存訪問器的源數據的起始位置指針P_start及數據長度并保存進所述數據緩沖單元區，以備直接內存訪問控制器自動將數據發射給數模轉換器；所述數據緩沖區單元用于臨時保存該數據點；其中數據位的發射由第1路定時器控制，具體方法為：確定一個定時時間長度為發射1個基波數據位時間，定時時間到會觸發中斷服務程序，在該中斷服務程序中準備發射下一個基波數據位；調制方式為：

ASK方式下，設待發射數據位為1和0時，電壓幅值分別是f₁*V_REF 和f₀*V_REF， V_REF參考電壓值，則發射1和0時，準備數據緩沖區時分別對正弦數據點表分別乘上系數f₁和f₀ ，相位自0開始；

FSK方式下，發射時電壓幅值是f_fsk* V_REF， V_REF參考電壓值，則準備數據緩沖區時對正弦數據點表乘上系數f_fsk，相位自0開始，發射位1和0時之前，設置定時器的數值依據頻率不同而不同；

PSK方式下，發射時電壓幅值是f_psk* V_REF， V_REF參考電壓值，則準備數據緩沖區時對正弦數據點表乘上系數f_psk,依據發射位為1和0時的相位，分別自不同的起點開始讀取正弦數據點表；

步驟3）：直接內存訪問控制器用于將所述數據緩沖區單元中的數據按照載波周期的長度發射給數模轉換器；其中所述時間間隔由第2路定時器控制；

步驟4）數模轉換器用于將數字量轉換成模擬電壓值輸出；

步驟5） 濾波器用于對模擬電壓值進行濾波。

2.根據權利要求1所述低速數字信號調制方法，其特征在于，其中，發射完1位后，觸發定時器中斷服務，進入定時器中斷服務后，判斷所有數據是否發射完成，如果發射完成，則結束；如果沒有發射完成則進行下一步；即：

產生1位數據位的發射所需數據緩沖單元區，觸發定時器中斷服務，退出定時器中斷服務程序。

3.根據權利要求1所述的調制方法，其特征在于，所述正弦數據表的生成公式如下所示：

式中，為第i（i=1,2,…,）數據位數值，為一個周期內數據位總數，且N≥100，為數模轉換器的位數；

其中所述數據位的最小值是0，最大值是數模轉換器能接收的最大值，取值范圍為2^M-1。

4.根據權利要求1所述的調制方法，其特征在于，步驟3）中第2路定時器用于控制將緩沖區中的數據按照載波周期的長度發射給數模轉換器。

5.一種低速數字信號調制裝置,其特征在于，該裝置包括掉電存儲器、數據預處理單元、數據緩沖區單元、直接內存訪問控制器、定時器、模數轉換器及濾波器；

所述掉電存儲器，用于存儲生成的正弦數據表，以供數據預處理單元讀取，發生掉電數據仍保留；

所述數據預處理單元，用于讀取所述掉電存儲器中數據，所述數據預處理單元分別與所述定時器和數據緩沖區單元連接；

所述定時器，分為第1路定時器和第2路定時器，其中第1路定時器控制發射1個基波數據位時間，該基波數據位時間會觸發中斷服務程序，在該中斷服務程序中準備發射下一個基波數據位時間；第2路定時器則控制直接內存訪問控制器，用于控制將數據緩沖單元中的數據按照載波周期的長度發射給數模轉換器；

所述數據緩沖區單元，用于存儲過程中的臨時數據；所述數據緩沖區單元一端與所述數據預處理單元連接，另一端與所述直接內存訪問器連接；

所述直接內存訪問控制器，用于將所述數據緩沖區單元中的數據按照載波周期的長度間隔送給所述數模轉換器；

所述數模轉換器，用于將接收到數字量轉換成模擬電壓值輸出；

所述濾波器用于對所述模擬電壓值進行濾波；該裝置的調制方式為：

ASK方式下，設待發射數據位為1和0時，電壓幅值分別是f₁*V_REF 和 f₀*V_REF， V_REF參考電壓值，則發射1和0時，準備數據緩沖區時分別對正弦數據點表分別乘上系數和，相位自0開始；

FSK方式下，發射時電壓幅值是f_fsk* V_REF， V_REF參考電壓值，則準備數據緩沖區時對正弦數據點表乘上系數f_fsk，相位自0開始，發射位1和0時之前，設置定時器的數值依據頻率不同而不同；

PSK方式下，發射時電壓幅值是f_psk* V_REF， V_REF參考電壓值，則準備數據緩沖區時對正弦數據點表乘上系數f_psk，依據發射位為1和0時的相位，分別自不同的起點開始讀取正弦數據點表。