CN101039110B

CN101039110B - 方波调制电路及调制方法

Info

Publication number: CN101039110B
Application number: CN 200710026959
Authority: CN
Inventors: 何积军
Original assignee: Actions Semiconductor Co Ltd
Current assignee: Actions Technology Co Ltd
Priority date: 2007-02-09
Filing date: 2007-02-09
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2027-02-09
Also published as: CN101039110A

Abstract

本发明涉及方波调制电路及调制方法，所述的方波调制电路包括包括选通器和方波发生装置；所述方波调制方法是使用方波发生装置所产生的方波控制选通器对输入信号进行直通或者倒相，本发明提供的方波调制电路及调制方法不需要使用乘法器等电路，降低了电路的成本，提高了信号调制的精度。

Description

方波调制电路及调制方法

技术领域

本发明涉及信号调制领域，尤其涉及一种采用方波对信号进行调制的电路及其调制方法。

背景技术

在通讯系统和便携式音视频播放系统中，出于省电或者充分利用有限的频带资源等原因考虑，系统和大多外设处于不同的工作频率下，这样双方之间的数据交流就需要调制和解调这两个非常重要的中间处理过程。信号调制是指将输入信号(较低频信号)通过与调制信号(较高频信号，即载波)相乘而变成采样频率为载波且原有信号频率成分不变的新信号。对信号进行调制的目的是在不改变输入信号的幅频特性的前提下，将其以更高的采样频率送达后级，使后级能更容易处理信号，从而获得较高的性能和较低的系统资源损耗。

在现有的调制电路中，一般采用高频正弦波的连续形式或者离散形式作为调制信号与输入信号相乘后再滤波得到所需要的输出信号。例如图1中所示的现有的模拟信号调制电路，其将输入信号IN与调制信号Vt在乘法器X中相乘后得到新信号Y，这种调制电路需要采用乘法器来完成调制功能。图2中则揭示了现有的数字信号调制电路：N-bit的输入信号IN在高频采样频率下与调制信号Clk在该采样频率下通过查表法获得的值相乘得到新信号Y，而完成调制功能，这种情况下，电路中不但需要设置乘法器，还需要设置载波的查值表。图1、图2中的调制电路属公知技术领域，在此不作赘述。

由于图1、图2中所揭示的调制电路均需采用乘法器，因此乘法器的运算精度和速度则成为了影响整个电路性能的关键因素，所以为保证系统的性能，乘法器的设计需要花费相当大的投入，并同时占有比较大的系统资源，成本较高；同时，如果乘法器的精确度不够，则调制的误差会较大，电路性能将降低；而且，在数字电路的乘法运算中，乘数的产生也要耗用一定的资源，而在模拟电路中，乘法器会不可避免的产生噪声，这些都会提高电路的成本或影响调制的精度。

综上所述，提供一种高精度、低成本的调制电路和调制方法实属必要。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种高精度、低成本的方波调制电路。

本发明的第二目的是提供一种高精度、低成本的方波调制方法。

为实现上述第一发明目的，本发明提供的方波调制电路包括：

选通器，其包括信号输入端、信号输出端和方波信号控制端；

产生方波控制信号的方波发生装置；

所述选通器根据上述方波控制信号将信号输入端所输入的信号从信号输出端直接输出或取反后输出。

本发明所提供的方波调制电路使用方波控制选通器对输入信号进行直通或者倒相，不需要使用乘法器等电路，降低了电路的成本，提高了信号调制的精度。

为实现上述第二发明目的，本发明提供的方波调制方法包括以下步骤：

选通器通过信号输入端接收输入信号；

方波发生装置发出高频方波控制信号，通过方波信号控制端控制选通器将上述输入信号从信号输出端直接输出或取反后输出。

本发明所提供的方波调制方法使用方波控制选通器对输入信号进行直通或者倒相，不需要使用乘法器等电路，降低了电路的成本，提高了信号调制的精度。

详细的内容将在具体实施例中作更清楚的介绍。

附图说明

图1是一种现有的模拟信号调制电路结构示意图；

图2是一种现有的数字信号调制电路结构示意图；

图3是本发明所涉及方波调制电路的第一实施例的电路结构示意图；

图4是图3中所示的方波调制电路应用在模拟信号调制电路中时的具体电路结构；

图5是图3中所示的方波调制电路应用在数字信号调制电路中时的具体电路结构；

图6是本发明所涉及方波调制电路的另一实施例的电路结构示意图；

以下结合实施例及其附图作进一步的详细说明。

具体实施方式

参见图3，图3中是发明所涉及方波调制电路的第一实施例的电路结构示意图，其包括选通器1和方波发生装置2。本发明所述的方波调制电路即是使用方波作为调制信号对输入信号进行调制。

方波发生装置2产生作为调制信号的方波，最典型的方波发生装置可以是波形整形元件，如缓冲器或倒相器。方波发生装置2属于本领域内一般技术人员所熟知的元件，在此不作赘述。

选通器1包括信号输入端Sin、信号输出端Sout、方波信号控制端St。选通器1根据方波发生装置2所输出的方波控制信号(此方波从方波信号控制端St输入至选通器1)对输入信号IN(从信号输入端Sin输入)进行直通/取反运算，此过程即使得输入信号IN被调制信号(即方波，方波本身的频率即为采样频率)所调制，并从信号输出端Sout输出新信号。直通/取反运算的过程可以是这样：

选通器1所接收到的方波控制信号为一个方波，则当方波为高电平时，选通器1对输入信号IN做直通运算，即输入信号IN直通输出；当方波为低电平时，选通器1对输入信号IN做取反运算，即输入信号IN取反后输出。这样，输出的新信号Y就已经经过了该方波的调制。当然，上述直通/取反时的电平也可以互换，这是一种显而易见的等效变化。

由第一实施例的工作过程可知，本发明给出的方波调制电路具有以下优点：

1、使用方波调制模拟信号时，由方波控制选通器1对输入信号进行直通或者倒相，不需要使用模拟乘法器，避免了采用模拟乘法器时带来的不可避免的噪声，同时降低了成本，提高了调制的精度。

2、使用方波调制数字信号时，用方波对输入信号进行直通或者倒相，而不需要使用乘法器和载波的查值表，同样降低了电路的成本，提高了调制的精度。

3、采用方波进行调制的过程中，由于方波只包含0和1两种情况，所以乘法运算非常简单，大大简化了设计难度，使得电路简单化。

由于方波的产生过程比较简单，事实上，对输入高频信号用倒相器之类的整形元件就可以将其整形成适合的方波信号，本专利不再赘述。以下结合图4、图5，描述图3中所示的方波调制电路应用在模拟信号调制电路和数字信号调制电路中时的具体电路结构。实质上图4、图5是对选通器1做了进一步的具体细化，针对不同的情况列举了选通器1的具体实施方式。

参见图4，在模拟信号的调制电路中，选通器1包括并联在信号输入端Sin和信号输出端Sout之间的两个传输门43、44，设置在信号输入端Sin和其中一个传输门44之间的反相器41，以及设置在方波信号控制端St与两个传输门的连接点45之间的另一反相器42。传输门43、44包括正端和负端，在图4示的实施例中，传输门43的负端连接传输门44的正端，当传输门43、44的正端电压高于负端电压时，其信号传输通路导通(即信号可以通过)，否则关闭。传输门43、44的特性是本领域一般技术人员数熟知的公知技术，在此不作赘述。

当方波信号Vt为高电平时，从方波信号控制端St的方波信号被反相器42取反，变成低电平，因此连接点45的电平为低电平，此时传输门43导通而传输门44关闭，输入信号IN直接通过传输门43从信号输出端Sout输出；当方波信号Vt为低电平时，连接点45的电平为高电平，此时传输门44导通而传输门43关闭，输入信号IN经过反相器41取反后输出。

通过上述描述可见，图4中的电路成功地实现了对模拟信号的调制。以下结合图5，描述本发明对数字信号的调制过程。

参见图5，在数字信号的调制电路中，选通器1包括连接在信号输入端Sin和信号输出端Sout之间的选择开关51以及反相器51，本实施例中的选择开关51包括两个输入选择端口(“0”和“1”)，其受方波发生装置2所产生的方波的控制，当方波为高电平时，数据从“1”输入选择端口通过，当方波为低电平时，数据从“0”输入选择端口通过，而且，在信号输入端Sin与“0”端口之间串联一个反相器52，即，当信号从“0”输入选择端口通过时，需要先经过反相器52的取反操作。具体工作过程于上述描述类似，即当方波为高电平时，输入信号IN直通输出；当方波为低电平时，输入信号IN取反后输出。

结合图3中所述的电路结构，本发明所提供的方波调制方法包括以下步骤：

选通器1接收输入信号IN；

方波发生装置2发出高频方波控制信号，通过方波信号控制端St控制选通器将上述输入信号IN直接输出或取反后输出。

当然本发明并不限于上述实施例，如图6所示，本发明所述的方波调制电路还可以在选通器1的前后两端分别设置低通滤波器61、62，降低电路中的噪声，使得电路的性能更佳优化。而且，在针对离散数字调制的情况下，可以采用方波集代替方波，其主要原理不变，这些都是本领域内的一般技术人员根据上述描述能够轻易思及的。诸如此类的等效变换都应该包含在权利要求限定的范围内。

Claims

1.方波调制电路，其特征在于：

产生作为载波的高频方波控制信号的方波发生装置；

2.根据权利要求1所述的方波调制电路，其特征在于：

所述选通器的信号输入端和信号输出端分别设置低通滤波器。

3.根据权利要求1所述的方波调制电路，其特征在于：

所述选通器包括

并联在信号输入端和信号输出端之间的两个传输门；

设置在信号输入端和上述其中一个传输门之间的反相器；

设置在方波信号控制端与上述两个传输门的连接点之间的另一反相器。

4.根据权利要求1所述的方波调制电路，其特征在于：

所述选通器包括

连接在信号输入端和信号输出端之间的选择开关，此选择开关包括两个输入选择端口；

串联在信号输入端和上述其中一个输入选择端口之间的反相器。

5.根据权利要求1所述的方波调制电路，其特征在于：

所述方波发生装置为波形整形元件。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方波调制电路的方波调制方法，其包括以下步骤：

选通器通过信号输入端接收输入信号；

7.根据权利要求6所述的方波调制方法，其特征在于：

所述选通器通过低通滤波器接收输入信号。

8.根据权利要求6所述的方波调制方法，其特征在于：

所述选通器通过低通滤波器输出信号。