CN104242951A - 低速bpsk信号的异步解码器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低速BPSK信号的异步解码器，包括：一第一计数器，一第二计数器，一数据编码周期计数器，一数据解码电路；通过检测BPSK信号中保持将近1个周期长度的相位作为相位变化的边沿，并以此作参考定数据编码的边界，然后用数据编码边界信号复位数据编码周期计数器；该数据编码周期计数器按编码周期计数，数据解码电路根据数据编码周期计数器的值，在数据解码周期内的一个固定时间，采样接收到的副载波BPSK信号相位，并利用该相位信息进行解码。本发明能够改善对抗相位转换时模拟电路产生的波形畸变。
Description
技术领域
本发明涉及一种低速BPSK（Binary Phase Shift Keying二相相移键控）信号的异步解码器。
背景技术
BPSK编码波形一般如图1所示，首先发帧头波形，帧头波形如图1中的a到c间的波形所示。其中b到c段的波形与a到b段的波形在b点有一个相位上的180度突变。图1中数据编码周期为4个BPSK信号波形，帧头波形只有2个数据编码周期长，但实际上帧头可以有许多个数据编码周期长，并且期间一定有相位上的180度突变。帧头的一个作用是为了确定相位所对应的编码值，比如可以规定180度突变后的一个数据编码周期长的波形(图1中b到c段波形)为比特0，而它之前的一个数据编码周期长的波形(图1中a到b段波形)为比特1。这样，之后的比特周期内的波形就可按此解码，如图1中的c到d段，它与180度突变后的一个数据编码周期长的波形相同，所以代表数据0；如图1中的b到c段和c到d段，它与180度突变后的一个数据编码周期长的波形的相位相反，所以代表数据1。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种低速BPSK信号的异步解码器，在对抗相位转换时，能改善模拟电路产生的波形畸变。
为解决上述技术问题，本发明的低速BPSK信号的异步解码器，包括：
一第一计数器，用于计二相相移键控BPSK信号低电平长度，产生并输出第一相位跳变标志信号；
一第二计数器，用于计二相相移键控BPSK信号高电平长度，产生并输出第二相位跳变标志信号；
所述第一计数器和第二计数器通过计二相相移键控BPSK信号低电平长度和计二相相移键控BPSK信号高电平长度，来检测接收的二相相移键控BPSK信号相位上的180度突变，并以此作参考确定数据编码的边界，产生由所述第一相位跳变标志信号和第二相位跳变标志信号构成的数据编码边界信号；
一数据编码周期计数器，与所述第一计数器和第二计数器相连接，按数据编码周期计数，输出计数值；
一数据解码电路，与所述数据编码周期计数器相连接，根据该数据编码周期计数器输出的计数值，在数据解码周期内的一个固定时间，采样接收的二相相移键控BPSK信号的相位，并利用该相位信息进行解码。
本发明通过采样的方法来判断信号相位是否改变，而采样点取在相位突变之后的某点，由于模拟解调电路在相位突变时解调信号会有畸变，而一般的解调方式都是在相位突变时来判断BPSK信号相位是否发生突变的，这样就会受模拟解调电路畸变的干扰；而本发明用采样的方法避开了突变时刻，而是在它之后去判断信号相位是否经历过突变，从而避免受模拟解调电路畸变的干扰。在对抗相位转换时，能改善模拟电路产生的波形畸变。
另外，本发明通过实时判断过长的高电平或低电平来实时检测收到的数据编码边界，更新数据编码周期计数器，从而避免了发送与接收端时钟不同源导致的计时误差累积效应；该效应会造成编码周期计数出错，从而导致解码错误。
最后，本发明整体结构简单，实现方便。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是BPSK信号波形示意图；
图2是所述低速BPSK信号的异步解码器的结构框图。
具体实施方式
参见图2所示，所述低速BPSK信号的异步解码器，包括：一第一计数器，一第二计数器，一编码时间长度计时器，一数据解码电路。
所述解码器有2个输入信号，分别是：
1、时钟信号clk。2、BPSK信号dec_din。
所述解码器有1个输出信号解码值dec_dout，即解码数据信号dec_dout。
所述第一计数器，用于计BPSK信号低电平长度，即在输入的BPSK信号dec_din为低电平时，对输入的时钟信号clk进行计数；当BPSK信号dec_din不是低电平时清0；当计数到设定阈值THD0时，输出第一相位跳变标志信号chg_det0信号。
所述第二计数器，用于计BPSK信号高电平长度，即在输入的BPSK信号dec_din为高电平时，对输入的时钟信号clk进行计数；当BPSK信号dec_din不是高电平时清0；当计数到设定值THD1时，输出第二相位跳变标志信号chg_det1信号。
所述第一计数器和第二计数器通过计BPSK信号低电平长度和计BPSK信号高电平长度，来检测接收BPSK信号相位上的180度突变，检测BPSK信号中保持将近1个周期长度的相位作为相位变化的边沿，并以此作参考确定数据编码的边界，产生数据编码边界信号，即所述第一相位跳变标志信号chg_det0和第二相位跳变标志信号chg_det1。所述设定阈值THD0用于区分正常的低电平与180度相位突变时的低电平，所述设定阈值THD1用于区分正常的高电平与180度相位突变时的高电平。由于正常的电平是相位突变时的电平长度的1/2，所以设定阈值THD0的值大于待检测BPSK信号的一个周期内的低电平段能计到的clk个数，小于等于此个数的2倍。设定阈值THD1的值大于待检测BPSK信号的一个周期内的高电平段能计到的clk个数，小于等于此个数的2倍。
所述数据解码周期计数器，与所述第一计数器和第二计数器相连接，对解码周期计数。当检测到第一相位跳变标志信号chg_det0后，计数值置为所述设定阈值THD0；当检测到第二相位跳变标志信号chg_det1后，计数值置为所述设定阈值THD1。这样所述第一相位跳变标志信号chg_det0和第二相位跳变标志信号chg_det1，作为数据编码边界信号相当于对所述数据解码周期计数器进行复位。之后所述数据解码周期计数器就一直以T为周期计数，输出计数值cnt。其中T为数据编码周期内含所述时钟信号clk的个数。这样就等效于该计时器是在相位跳变前的那个边沿开始时刻计数的，如图1中的f,g标出的时刻。
所述数据解码电路，与所述数据解码周期计数器相连接，检测该数据解码周期计数器输出的计数值cnt。当计数值cnt计到设定参数值SAMP_NUM时，采样BPSK信号dec_din的相位，如果第一个采样值与事先确定好的第一个跳变代表的编码值相同，那么后续输出的解码数据dec_dout就是该采样值，否则后续输出的解码数据dec_dout就是该采样值取反后的值。
由于2个相差180度相位的编码波形在周期内的固定时间点的值正好相反，所以可以利用这一点，并且结合第一个跳变代表的编码值是事先确定好的这一点，得到输出的解码数据dec_dout。如图1所示，在每个数据编码周期内固定的f,g,h时刻，它们的采样值分别是0,0,1。由于第一个跳变代表的编码值是事先确定好的，那么如果第一个采样值与事先确定好的第一个跳变代表的编码值相同，那么后续的解码数据就是采样值，否则解码数据就是采样值取反后的值。即如果编码规则约定好第一个跳变表示0，那么解码数据就是0,1；如果编码规则约定好第一个跳变表示1，那么解码数据就是1,0。
以上通过具体实施方式对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种低速二相相移键控BPSK信号的异步解码器，其特征在于，包括：
一第一计数器，用于计二相相移键控BPSK信号低电平长度，产生并输出第一相位跳变标志信号；
一第二计数器，用于计二相相移键控BPSK信号高电平长度，产生并输出第二相位跳变标志信号；
所述第一计数器和第二计数器通过计二相相移键控BPSK信号低电平长度和计二相相移键控BPSK信号高电平长度，来检测接收的二相相移键控BPSK信号相位上的180度突变，并以此作参考确定数据编码的边界，产生由所述第一相位跳变标志信号和第二相位跳变标志信号构成的数据编码边界信号；
一数据编码周期计数器，与所述第一计数器和第二计数器相连接，对编码周期计数，输出计数值；
一数据解码电路，与所述数据解码周期计数器相连接，根据该数据编码周期计数器输出的计数值，在数据解码周期内的一个固定时间，采样接收的二相相移键控BPSK信号的相位，并利用该相位信息进行解码。
2.如权利要求1所述的异步解码器，其特征在于：所述低速是指数据速率小于二相相移键控BPSK信号频率，所述异步是指解码器采用的时钟信号与接收到的二相相移键控BPSK信号不是同源时钟产生的。
3.如权利要求1所述的异步解码器，其特征在于：所述第一计数器在输入的二相相移键控BPSK信号为低电平时，对输入的时钟信号进行计数；当二相相移键控BPSK信号不是低电平时清0；当计数到第一设定阈值THD0时，输出第一相位跳变标志信号。
4.如权利要求3所述的异步解码器，其特征在于：所述第一设定阈值THD0，大于待检测二相相移键控BPSK信号的一个周期内的低电平段能计到的时钟信号个数，小于等于该时钟信号个数的2倍。
5.如权利要求1所述的异步解码器，其特征在于：所述第二计数器在输入的二相相移键控BPSK信号为高电平时，对输入的时钟信号进行计数；当二相相移键控BPSK信号不是高电平时清0；当计数到第二设定阈值THD1时，输出第二相位跳变标志信号信号。
6.如权利要求5所述的异步解码器，其特征在于：所述第二设定阈值THD1，大于待检测二相相移键控BPSK信号的一个周期内的高电平段能计到的时钟信号个数，小于等于该时钟信号个数的2倍。
7.如权利要求1-6任一所述的异步解码器，其特征在于：所述数据解码周期计数器，当检测到第一相位跳变标志信号后，计数值置为第一设定阈值THD0；当检测到第二相位跳变标志信号后，计数值置为第二设定阈值THD1；之后，以T为周期计数；其中T为数据解码周期内含所述时钟信号的个数。
8.如权利要求1所述的异步解码器，其特征在于：所述数据解码电路，检测所述数据解码周期计数器输出的计数值；当该计数值计到设定参数值SAMP_NUM时，采样二相相移键控BPSK信号的相位，如果第一个采样值与事先确定好的第一个跳变代表的编码值相同，那么后续输出的解码数据就是该采样值，否则后续输出的解码数据就是该采样值取反后的值。
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