[發明專利]一種用于充電器主板信號測試的2FSK解調電路及方法

在審

• 申請號: 201911285887.2
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN110865217A
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發明（設計）人: 張吉明;劉孟輝;田慧敏;馮磊
• 申請（專利權）人: 珠海市運泰利自動化設備有限公司
• 主分類號: G01R1/28
• 分類號: G01R1/28;G01R31/28
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司 44214
• 代理人: 王賢義;何承鑫

本發明提供一種成本低、集成度高、穩定性好且測試精度高的用于充電器主板信號測試的2FSK解調電路及方法。該電路包括2FSK調制電路（1）、電感耦合線圈（2）、模擬可調負載（3）、信號濾波電路（4）、FPGA采樣單元（5）和MCU數據解調單元（6）；該方法包括以下步驟：2FSK調制電路對數據進行BMC編碼和調制；電感耦合線圈進行信號無線傳輸；模擬可調負載模擬無線充電的被充設備并模擬負載可調；FPGA采樣單元進行信號數據采樣并輸出電平值；MCU數據解調單元將信號還原成原始信號，完成對2FSK解調信號的解析，比較解調后的信號與原始的充電器主板的信號是否一致。本發明用于無線充電器測試領域。

技術領域

本發明涉及無線充電器測試領域，尤其涉及一種用于充電器主板信號測試的2FSK解調電路及方法。

背景技術

在QI標準的無線充電設備中，能量發射端發射到能量接收端的通信信號，是通過2FSK(頻移鍵控)的方式傳輸的，而與傳統FSK信號不同的是：依QI標準的通訊協議，同一系統的不同階段，通信載波頻率Fca與調制頻率Fmod并不固定，且Fca與Fmod之間的頻率差較小。QI標準的無線充電設備，其在正常工作過程中通過不同頻率的能量信號來傳輸不同的功率，而FSK信號通訊有可能發生在任何能量信號頻率點，且QI標準中為保證傳輸能量穩定性規定了載波頻率Fca與調制頻率Fmod的周期差——最大值為282ns、最小值僅為32ns。同時，由于無線充電系統中能量接收端所收到的信號為電感耦合過來的信號，從而導致其接收到的信號并非單頻正弦信號，而是可能摻雜有大量高頻噪聲。

傳統的2FSK解調方法主要是相干解調、濾波非相干解調與正交相乘非相干解調三種方式。由于QI標準通信協議的限制，其載波頻率Fca與調制頻率Fmod差異較小，對接收端解調電路要求非常高。

故傳統的2FSK解調方法難以滿足當前精度越來越高的無線充電領域通信測試要求，如相干解調2FSK系統的抗噪聲性能雖優于非相干的包絡檢測，但需要插入兩個相干載波電路，整體電路變得復雜。非相干的包絡檢測無需相干載波，因而電路較為簡單。但當輸入信號的信噪比r很大時，相干解調和濾波非相干解調兩者的相對差別并不明顯。此外，傳統的2FSK解調方法不夠靈活，2FSK信號通訊有可能發生在任何能量信號頻率點，就需要特定的解調電路。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足,提供一種成本低、集成度高、穩定性好且測試精度高的用于充電器主板信號測試的2FSK解調電路及測試方法。

本發明所述用于充電器主板信號測試的2FSK解調電路所采用的技術方案是：它包括2FSK調制電路、電感耦合線圈、模擬可調負載、信號濾波電路、FPGA采樣單元和MCU數據解調單元，

所述2FSK調制電路對模擬產生的充電器主板信號進行BMC編碼，并對經過BMC編碼的信號進行2FSK調制，并將經過調制后的信號傳輸到所述電感耦合線圈；

所述電感耦合線圈包括發送線圈和接收線圈，所述發送線圈將調制的信號耦合到所述接收線圈端；

所述模擬可調負載用于模擬無線充電的被充設備，并模擬調整所述接收線圈端的功率，以對被充設備在不同功率狀態下進行2FSK的通信測試；

所述信號濾波電路用于對2FSK信號進行去直流、濾波、電平匹配、分壓操作，再GPIO口輸入所述FPGA采樣單元；

所述FPGA采樣單元對經過濾波處理的2FSK信號進行信號采樣并傳輸到所述MCU數據解調單元；

所述MCU數據解調單元用于對所述FPGA采樣單元發送來的信號進行去噪處理、BMC恢復和BMC解碼，使BMC編碼的信號最終還原成原始信號，完成對2FSK信號的解調，比較解調后的信號與原始的充電器主板的信號是否一致，進而完成從發送線圈到接收線圈的2FSK傳輸信號的測試。