CN104717036B - 一种差分曼彻斯特解码电路及解码系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种差分曼彻斯特解码电路及解码系统，所述电路包括滤波单元、恢复时钟单元、恢复码元单元和解码单元，所述滤波单元用于过滤输入信号中的毛刺，并将过滤获得的无毛刺数据输出至所述恢复时钟单元和恢复码元单元；所述恢复时钟单元用于解码所述无毛刺数据，获取耦合时钟并输出至所述解码单元；所述恢复码元单元用于整形所述无毛刺数据，获得组合数据并输出至所述解码单元；所述解码单元用于根据所述耦合时钟采样所述组合数据，获得原始数据码元。本发明，解码过程简单，解码率高的解码电路，可适用于低频率下的无线通信产品中。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信领域，特别涉及一种差分曼彻斯特解码电路及解码系统。
背景技术
现有振荡－阻塞变换器(Ringing Choke Converter，RCC)限域通信和13.56MHz无线通信中，差分曼彻斯特编码由于效率高、耦合时钟编码信息等优点而大量采用。无线通信发送端通过脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)或脉冲密度调制(PulseDensity Modulation，PDM)方式，将原始数据按差分曼彻斯特编完码后发送出去，其中，图1示出了原始数据波形a，图1示出了编码后的原始数据波形d，图1示出了典型的发送波形c。
无线接收端收到发送的波形c时，通过ADC采样后比较或者通过固定电平比较器分别对波形上半部和下半部进行量化，得到数字信号d和e，如图1分别示出的波形d和波形e。现有技术通过复杂的软件算法对波形d和波形e对应的信号d和e进行解码，解码过程较为复杂，无线传输时信号周期随环境漂移变化导致采样窗口困难。
发明内容
本发明实施例提供了一种差分曼彻斯特解码电路及解码系统，旨在提供一种解码过程简单，解码率高的解码电路，可适用于低频率下的无线通信产品中。
一方面，提供一种差分曼彻斯特解码电路，所述电路包括：滤波单元、恢复时钟单元、恢复码元单元和解码单元，所述滤波单元用于过滤输入信号中的毛刺，并将过滤获得的无毛刺数据输出至所述恢复时钟单元和恢复码元单元；所述恢复时钟单元用于解码所述无毛刺数据，获取耦合时钟并输出至所述解码单元；所述恢复码元单元用于整形所述无毛刺数据，获得组合数据并输出至所述解码单元；所述解码单元用于根据所述耦合时钟采样所述组合数据，获得原始数据码元。
进一步地，所述滤波单元具体用于将输入信号通过N级D类型触发器进行处理，获得N个定义时钟周期；根据定义时钟周期和所述输入数据的毛刺宽度，获得无毛刺数据，所述N为大于2的正整数。
优选地，所述N具体为3。
进一步地，所述恢复时钟单元具体用于通过上升沿鉴沿模块解码所述无毛刺数据，获取耦合时钟。
进一步地，所述上升沿鉴沿模块用于检测到所述无毛刺数据时，输出一个定义时钟周期的高电平信号。
进一步地，所述解码单元具体用于根据所述耦合时钟对所述组合数据进行两次采样，将两次采样的数据经过异或处理，获得原始数据码元。
另一方面，提供一种解码系统，所述解码系统包括：所述发送端和接收端，所述接收端包括上述差分曼彻斯特解码电路。
在本发明实施例，通过滤波单元过滤输入信号中的毛刺，并将过滤获得的无毛刺数据输出至恢复时钟单元和恢复码元单元，恢复时钟单元解码所述无毛刺数据，获取耦合时钟并输出至所述解码单元，恢复码元单元整形所述无毛刺数据，获得组合数据并输出至所述解码单元，解码单元根据所述耦合时钟采样所述组合数据，获得原始数据码元。本发明，解码过程简单，解码率高的解码电路，可适用于低频率下的无线通信产品中。
附图说明
图1是本发明涉及的所有数据波形示意图；
图2是本发明一实施方式的差分曼彻斯特解码电路的模块示意图；
图3是本发明一实施方式的滤波单元的电路结构示意图；
图4是本发明一实施方式的上升沿鉴沿模块的电路结构示意图；
图5是本发明一实施方式的恢复时钟单元的电路结构示意图；
图6是本发明一实施方式的恢复码元单元和解码单元的电路结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的差分曼彻斯特解码电路及系统其具体实施方式、方法、步骤、结构、特征及功效，详细说明如后。
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚的呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
图2为本发明一实施方式的差分曼彻斯特解码电路的模块示意图。如图2所示，差分曼彻斯特解码电路包括滤波单元、恢复时钟单元、恢复码元单元和解码单元，所述滤波单元用于过滤输入信号中的毛刺，并将过滤获得的无毛刺数据输出至所述恢复时钟单元和恢复码元单元；所述恢复时钟单元用于解码所述无毛刺数据，获取耦合时钟并输出至所述解码单元；所述恢复码元单元用于整形所述无毛刺数据，获得组合数据并输出至所述解码单元；所述解码单元用于根据所述耦合时钟采样所述组合数据，获得原始数据码元。
在本发明一实施方式中，由于根据输入信号的上升沿和下降沿解码出耦合时钟，所以输入数据不能有毛刺，因为毛刺会导致后面的时钟恢复电路产生多余的时钟，进而影响解码电路，因此，必须进行滤波处理。如图3所示所述滤波单元具体输入信号d经过3级D类型触发器DFF1、DFF2、DFF3后，取得滤波窗口为3个定义时钟周期clk cycle，在这3个定义时钟周期窗口期，进行滤毛刺处理，其中根据clk的周期和d信号的毛刺宽度，合理选择滤毛刺时间窗口，输入信号d和e分别经过滤毛刺电路后，得到的波形分别为d`和e`，具体波形见图1。
在本发明一实施方式中，所述恢复时钟单元具体用于通过上升沿鉴沿模块解码所述无毛刺数据，获取耦合时钟，其中，图4为上升沿鉴沿模块的电路结构示意图，检测到输入信号的上升沿后，输出一个定义时钟周期的高电平信号。恢复时钟单元的电路如图5所示，最终输出耦合时钟f，波形见图1中波形f。优选的，电路中需要加入Delay模块，作用为将f与d`/e`的上升沿错开t时刻，见图1波形f中t标注，用于后面解码电路使用恢复时钟f准确采样到恢复数据。Delay模块延时为clk cycle的整数倍，具体时间根据接收电路RC参数和具体实现电路D触发器的建立时间和保持时间决定。
在本发明一实施方式中，如图6所示，恢复码元单元将滤波后的数据d`/e`整形后，得到组合的数据g，如图1中波形g。解码单元用时钟恢复电路恢复出的时钟f采样g，将两次采样的数据经过异或处理，可得到恢复的原始数据m，如图1中波形m。
本发明通过从原始码元中恢复的时钟处理码元数据，可解决无线传输时信号周期存在误差变化导致采样窗口困难的问题。本电路解码过程简单，准确率高，可以很方便的在可编程器件CPLD或FPGA或集成电路上实现，可以很好的满足无线通信的要求。
本发明一实施方式的差分曼彻斯特解码系统包括接收端，所述接收端包括上述实施例中的所述差分曼彻斯特解码电路。在无线通信中，发送端通过PWM或PDM调制方式，将原始数据按差分曼彻斯特编完码后发送出去，所述接收端接受到数据之后，通过对接收到的差分曼彻斯特码进行数字滤波、恢复时钟、恢复原始编码码元，最终实现差分曼彻斯特解码。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种差分曼彻斯特解码电路，其特征在于，包括：滤波单元、恢复时钟单元、恢复码元单元和解码单元，所述滤波单元用于过滤输入信号中的毛刺，并将过滤获得的无毛刺数据输出至所述恢复时钟单元和恢复码元单元；所述恢复时钟单元用于解码所述无毛刺数据，获取耦合时钟并输出至所述解码单元；所述恢复码元单元用于整形所述无毛刺数据，获得组合数据并输出至所述解码单元；所述解码单元用于根据所述耦合时钟采样所述组合数据，获得原始数据码元；
所述滤波单元具体用于：将输入信号经过3级D类型触发器后，取得滤波窗口为3个定义时钟周期clk cycle，在所述3个定义时钟周期的窗口期进行滤毛刺处理；
所述解码单元具体用于：根据所述耦合时钟对所述组合数据进行两次采样，将两次采样的数据经过异或处理，获得原始数据码元。
2.如权利要求1所述的差分曼彻斯特解码电路，其特征在于，所述滤波单元具体用于根据定义时钟周期和所述输入信号的毛刺宽度，获得无毛刺数据。
3.如权利要求1或2所述的差分曼彻斯特解码电路，其特征在于，所述恢复时钟单元具体用于通过上升沿鉴沿模块解码所述无毛刺数据，获取耦合时钟。
4.如权利要求3所述的差分曼彻斯特解码电路，其特征在于，所述上升沿鉴沿模块用于检测到所述无毛刺数据时，输出一个定义时钟周期的高电平信号。
5.一种解码系统，包括发送端和接收端，其特征在于，所述接收端包括如权利要求1至4任一项所述的差分曼彻斯特解码电路。
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