[發明專利]一種基于模擬開關的相移鍵控解調電路

有效

• 申請號: 201710602353.2
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN107517174B
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發明（設計）人: 吳建德;朱越;錢中南;閆睿;王志鹍;何湘寧
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H04L27/22
• 分類號: H04L27/22
• 代理公司: 33224 杭州天勤知識產權代理有限公司
• 代理人: 王琛<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發明公開了一種基于模擬開關的相移鍵控解調電路，包括兩個雙路模擬開關芯片、兩個差分放大電路、兩個低通濾波器和一個數字控制器；本發明通過數字控制器為模擬開關提供與信號載波同頻、占空比為50％的方波驅動信號，差分信號通過模擬開關后相當于與一個±1V、頻率、占空比、相位與驅動信號相同的方波，實現乘法器的功能；通過差分放大器、低通濾波器后，輸出包含相位信息的三角函數量sinθ和cosθ；通過數字控制器對sinθ和cosθ采樣后進行反三角函數運算得到θ，從而實現PSK解調。本發明解調電路使用模擬開關來代替傳統的乘法器芯片或乘法器電路，實現簡單，成本低，解調效果好。

技術領域

本發明屬于通信電路技術領域，具體涉及一種基于模擬開關的相移鍵控解調電路。

背景技術

數字通信中數據通信的基本形式可分為兩種：基帶通信和頻帶通信。基帶傳輸是按照數字信號原有的波形(以脈沖形式)在信道上直接傳輸，基帶傳輸不需要調制、解調，設備花費少，適用于較小范圍的數據傳輸；基帶通信所占據的頻譜是從零頻或很低頻率開始，而絕大多數信道因為具有帶通特性，因此在很多通信場合采用頻帶通信的方法。

頻帶傳輸是一種采用調制、解調技術的傳輸形式，在發送端采用調制手段對數字信號進行某種變換，將代表數據的二進制“1”和“0”，變換成具有一定頻帶范圍的模擬信號，以適應在模擬信道上傳輸；在接收端通過解調手段進行相反變換，把模擬的調制信號復原為“1”或“0”。常用的調制方法有：振幅鍵控調制(ASK Modulation)、頻移鍵控調制(FSKModulation)和相移鍵控調制(PSKModulation)，其中相移鍵控調制由于具有良好的抗噪聲能力而被廣泛使用。

相移鍵控分為絕對相移和相對相移，以未調載波的相位作為基準的相位調制稱作絕對相移。以二進制調相為例，取碼元為“1”時，調制后載波與未調載波同相；取碼元為“0”時，調制后載波與未調載波反相；“1”和“0”時調制后載波相位差180°。利用調制信號前后碼元之間載波相對相位的變化來傳遞信息的方法稱為相對相移鍵控，也稱差分相移鍵控(DPSK)。

PSK常用相干解調法，相干解調可以通過模擬電路或數字控制器實現，以二進制PSK的解調為例：模擬電路解調是將信號載波通過帶通濾波器后與相干波(同頻載波)相乘后，通過低通濾波器和抽樣判決器來得到數字脈沖信號，如圖1所示；模擬解調電路中，乘法器電路實現較為復雜，集成的乘法器芯片的成本較高；數字解調是數字控制器對信號進行采樣，在芯片內部進行離散傅里葉變換(DFT)后，通過判決門限來判斷數字信號，數字解調需要控制器有較高的采樣頻率，較好的浮點運算能力，同時運算過程需要占用一定的CPU資源。

發明內容

鑒于上述，本發明提供了一種基于模擬開關的相移鍵控解調電路，其使用模擬開關來代替傳統的乘法器芯片或乘法器電路，實現簡單，成本低，解調效果好。

一種基于模擬開關的相移鍵控解調電路，包括兩個雙路模擬開關芯片、兩個差分放大電路、兩個低通濾波器以及一個數字控制器；其中：

所述雙路模擬開關芯片用于實現乘法器的功能，當觸發信號為高電平時使兩路差分信號乘以+1后輸出，當觸發信號為低電平時使兩路差分信號乘以-1后輸出，兩個雙路模擬開關芯片的觸發信號相位差90^°；

所述差分放大電路用于將對應雙路模擬開關芯片輸出的兩路差分信號轉換為單端信號；

所述低通濾波器用于使對應差分放大電路輸出的單端信號進行低通濾波；

所述數字控制器用于采樣兩個低通濾波器輸出濾波后的單端信號，通過三角函數運算得到兩路單端信號的相位，進而使該相位與判決門限進行比較得到數字信號。

進一步地，所述觸發信號是與差分信號載波頻率相同的方波，占空比為50％，其由數字控制器或方波發生電路提供。