CN108011647B - 信号接收电路及无线充电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种信号接收电路及无线充电装置，其中该信号接收电路包括超窄带滤波电路、天线、及信号处理单元；所述天线的输出端与所述超窄带滤波电路的信号输入端连接，所述超窄带滤波电路的信号输出端与所述信号处理单元连接；其中，所述天线，接收发射端发出的基带信号；所述超窄带滤波电路，对输入端的基带信号进行滤波，筛选出预设频率的信号；所述信号处理单元，对预设频率的信号进行处理。本发明技术方案具有方案简单、成本较低的优点。

Description

信号接收电路及无线充电装置
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域，特别涉及一种信号接收电路及无线充电装置。
背景技术
目前汽车充电主要是采样有线充电和无线充电两种方式。无线充电省去了电动汽车与充电电源的频繁接触、减少人工操作环节，简化了充电步骤和降低了充电成本，因而得到更广泛的应用。
电动汽车无线充电装置中，车载侧与基建侧没有物理连接的通信链路，只能通过无线通讯的方式实现信息交换，而目前常规大功率的汽车无线充电装置中，需要单独的设置发射设备和接收设备，其成本较高。在汽车无线通讯系统中，一般采用低频载波方式的通讯。
但是，低频载波方式的通讯需要将经过模数转换后的模拟信号环路数字化，数字信息量较大，低频载波调制只能传输很少的部分，要实现高速数字化传输模拟信号的难度大，因而其技术方案复杂，成本较高。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种信号接收电路，旨在提供一种技术方案简单、成本较低的信号接收电路。
为实现上述目的，本发明提出了一种信号接收电路，所述信号接收电路包括超窄带滤波电路、天线、及信号处理单元；所述天线的输出端与所述超窄带滤波电路的信号输入端连接，所述超窄带滤波电路的信号输出端与所述信号处理单元连接；其中，
所述天线，接收发射端发出的基带信号；
所述超窄带滤波电路，对输入端的基带信号进行滤波，筛选出预设频率的信号；
所述信号处理单元，对预设频率的信号进行处理。
优选地，所述超窄带滤波电路包括第一无源器件、第一无源器件、第二无源器件、第三无源器件、第四无源器件、及第五无源器件；所述第一无源器件的第一端与信号输入端连接，第一无源器件的第二端与所述第二无源器件的第一端连接；所述第二无源器件的第二端与所述第三无源器件的第一端连接，所述第三无源器件的第二端接地；所述第二无源器件的第二端还与第四无源器件的第一端连接，所述第四无源器件的第二端与所述第五无源器件的第一端连接，所述第五无源器件的第二端为信号输出端。
优选地，所述第三无源器件为电容，该电容为可调电容器。
优选地，所述超窄带滤波电路还包括前级滤波整形电路，前级滤波整形电路的输入端与信号输入端连接，所述前级滤波整形电路的输出端与所述第一无源器件的第一端连接。
优选地，所述超窄带滤波电路还包括自动增益控制电路，所述自动增益控制电路的输入端与所述第五无源器件的第二端连接，所述自动增益控制电路的输出端信号处理单元连接。
优选地，所述信号接收电路还包括低噪声放大器及隔直电容；其中所述低噪声放大器的输入端与所述超窄带滤波电路的信号输出端连接，低噪声放大器的输出端经所述隔直电容与所述信号处理单元连接。
优选地，所述超窄带滤波电路、低噪声放大器、及隔直电容组成信号接收支路，所述信号接收电路包括多个信号接收支路，所述信号接收支路的一端均与所述天线连接，所述信号接收支路的另一端与所述信号处理单元连接。
优选地，所述超窄带滤波电路包括N个第二无源器件及N个第三无源器件，其中N＞1且N为正整数；N个第二无源器件依次串联且连接于第一无源器件的第二端和第四无源器件的第一端之间；(N-1)个第三无源器件的第一端分别连接于任意两个第二无源器件相连接的公共端点，(N-1)个第三无源器件的第二端均接地，剩余一个第三无源器件的第一端连接于第二无源器件和第四无源器件相连接的公共端点，剩余一个第三无源器件的第二端接地。
优选地，所述超窄带滤波电路包括N个第二无源器件及N个第三无源器件，其中N＞1且N为正整数；N个第二无源器件的第一端均与所述第一无源器件的第二端连接，N个第二无源器件的第二端均与第四无源器件的第一端连接；N个第三无源器件的第一端分别与N个第二无源器件的第二端连接，N个第三无源器件的第二端均接地。
本发明还提出一种无线充电装置，所述无线充电装置包括如上所述的信号接收电路，所述信号接收电路包括超窄带滤波电路、天线、及信号处理单元；所述天线的输出端与所述超窄带滤波电路的信号输入端连接，所述超窄带滤波电路的信号输出端与所述信号处理单元连接；其中，所述天线，接收发射端发出的基带信号；所述超窄带滤波电路，对输入端的基带信号进行滤波，筛选出预设频率的信号；所述信号处理单元，对预设频率的信号进行处理；该无线充电系统还包括位于基建侧的原边整流电路、调压电路、逆变电路、原边线圈、及原边控制电路，所述汽车无线充电系统还包括位于车载侧的副边线圈、副边整流电路、及副边控制电路；
其中，所述原边控制电路，控制所述原边整流电路将输入的交流电整流成直流电，所述调压电路对直流电的电压进行变换，所述逆变电路将直流电逆变成交流电，通过所述原边线圈、副边线圈，传输至所述原边整流电路；所述副边控制电路，控制所述副边整流电路，将交流电整流成直流电后，输出至汽车的电池；所述信号接收电路与副边控制电路电连接。
本发明技术方案通过设置超窄带滤波电路、天线、及信号处理单元，形成了一种信号接收电路。通过超窄带滤波电路，获得较窄带通范围的信号，尽可能的避开外界的较宽频带范围的干扰信号，实现了超窄带通信，本发明技术方案较为简单，成本较低，且抗干扰能力强。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明信号接收电路一实施例的功能模块图；
图2为本发明信号接收电路另一实施例的功能模块图；
图3为本发明超窄带滤波电路第一实施例的结构示意图；
图4为本发明超窄带滤波电路第二实施例的结构示意图；
图5为本发明超窄带滤波电路第三实施例的结构示意图；
图6为图3中超窄带滤波电路连接有滤波整形电路的结构示意图；
图7为图3中超窄带滤波电路设有自动增益控制电路的结构示意图；
图8为图3中超窄带滤波电路的第一具体电路的结构示意图；
图9为图3中超窄带滤波电路的第二具体电路的结构示意图；
图10为图3中超窄带滤波电路的第三具体电路的结构示意图；
图11为图4中超窄带滤波电路的第一具体电路的结构示意图；
图12为图4中超窄带滤波电路的第五具体电路的结构示意图；
图13为图4中超窄带滤波电路的第六具体电路的结构示意图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
100 超窄带滤波电路 40 第四无源器件
200 天线 50 第五无源器件
300 信号处理单元 60 前级滤波整形电路
10 第一无源器件 70 自动增益控制电路
20 第二无源器件 LAN1 低噪声放大器
30 第三无源器件 Cr 隔直电容
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种信号接收电路。
参照图1，在本发明实施例中，该信号接收电路包括超窄带滤波电路100、天线200、及信号处理单元300；所述天线200的输出端与所述超窄带滤波电路100的信号输入端连接，所述超窄带滤波电路100的信号输出端与所述信号处理单元300连接。
所述天线200，接收发射端发出的基带信号；所述超窄带滤波电路100，对输入端的基带信号进行滤波，筛选出预设频率的信号；所述信号处理单元300，对预设频率的信号进行处理，例如对信号进行放大、解调等，获得发射端发出的信息。
本实施例中该信号接收电路应用于一种汽车无线充电装置中。汽车无线充电装置具有大功率、强干扰的特点，汽车无线充电装置的原边与副边的短距通讯极易受到干扰。本发明中采用超窄带通信来实现原边与副边之间的数据传输，避开较宽范围带通的干扰。
需要说明的是，该信号接收电路为一种单向通信系统，数据从发射装置传输至信号接收电路，接收装置包括所述天线200，超窄带滤波电路100及信号处理单元300。发射装置可设置于原边的基建侧部分或副边的车载侧部分，对应的接收装置则设置于副边的车载侧部分或基建侧部分。
本发明技术方案通过设置超窄带滤波电路100、天线200、及信号处理单元300，形成了一种信号接收电路。通过超窄带滤波电路100，获得较窄带通范围的信号，尽可能的避开外界的较宽频带范围的干扰信号，实现了超窄带通信，本发明技术方案较为简单，成本较低，且抗干扰能力强。
参照图3，具体地，所述超窄带滤波电路100包括第一无源器件10、第二无源器件20、第三无源器件30、第四无源器件40、及第五无源器件50；所述第一无源器件10的第一端与信号输入端连接，第一无源器件10的第二端与所述第二无源器件20的第一端连接；所述第二无源器件20的第二端与所述第三无源器件30的第一端连接，所述第三无源器件30的第二端接地；所述第二无源器件20的第二端还与第四无源器件40的第一端连接，所述第四无源器件40的第二端与所述第五无源器件50的第一端连接，所述第五无源器件50的第二端为信号输出端。
第一无源器件10至第五无源器件50采用损耗极低、高Q值的无源元器件，例如但不限于各种普通石英晶振、恒温晶体振荡器、温度补偿晶体振荡器、压控晶体振荡器、声表面滤波器、陶瓷滤波器等。
通常第一无源器件10、第三无源器件30、及第五无源器件50均为电容，第二无源器件20、及第第四无源器件40可以是石英晶振、恒温晶体振荡器、温度补偿晶体振荡器、压控晶体振荡器、声表面滤波器、陶瓷滤波器等。
进一步地，所述第三无源器件30为电容，该电容为可调电容器。通过调节电容的电容值，实现对滤波频带范围的调节。
参照图6，进一步地，所述超窄带滤波电路100还包括前级滤波整形电路60，前级滤波整形电路60的输入端与信号输入端连接，所述前级滤波整形电路60的输出端与所述第一无源器件10的第一端连接。
该前级滤波整形电路60用于对输入的信号进行初步的滤波和限幅整形。
参照图7，进一步地，所述超窄带滤波电路100还包括自动增益控制电路70，所述自动增益控制电路70的输入端与所述第五无源器件50的第二端连接，所述自动增益控制电路70的输出端信号处理单元300连接。
自动增益控制电路70用于将接收的信号进行放大或者缩小、整形等，调整到合适的幅度大小，便于为后级电路作进一步处理。
继续参照图1，进一步地，所述信号接收电路还包括低噪声放大器LNA1及隔直电容Cr；其中所述低噪声放大器LNA1的输入端与所述超窄带滤波电路100的信号输出端连接，低噪声放大器LNA1的输出端经所述隔直电容Cr与所述信号处理单元300连接。
需要说明的是，低噪声放大器LNA1用于对输入信号进行功率放大，提高输出信噪比。隔直电容Cr用于电气隔离，进一步消除输入信号中的直流成分。
参照图2，进一步地，所述超窄带滤波电路100、低噪声放大器LNA1、及隔直电容Cr组成信号接收支路，所述信号接收电路包括多个信号接收支路，信号接收支路的一端均与所述天线200连接，信号接收支路的另一端与所述信号处理单元300连接。
通过设置多个信号接收支路，该无线充电装置短距通讯的高频通讯无线发射装置，可发送单一超窄带的频率，也可以发送两种或更多的超窄带的频率。高频通讯无线发射装置发出的基带信息采用ASK(Amplitude-Shift Keying幅移键控)方式调制，也可用FSK(Frequency-Shift Keying，频移键控)调制，也可以单边带SSB(Single Side Band，单边带)方式调制、VWDK(very minimum wave form difference-keying，甚小波形差键控)调制等，可单相或者多相调制，根据需求和实际情况选择调制方式。
进一步地，为进一步的增强滤波效果，可设置多个第二无源器件20及第三无源器件30。根据连接方式的不同，包括以下两个实施例：
参照图4，实施例一，所述超窄带滤波电路100包括N个第二无源器件20及N个第三无源器件30，其中N＞1且N为正整数；N个第二无源器件20依次串联且连接于第一无源器件10的第二端和第四无源器件40的第一端之间；(N-1)个第三无源器件30的第一端分别连接于任意两个第二无源器件20相连接的公共端点，(N-1)个第三无源器件30的第二端均接地，剩余一个第三无源器件30的第一端连接于第二无源器件20和第四无源器件40相连接的公共端点，剩余一个第三无源器件30的第二端接地。
参照图5，实施例二，所述超窄带滤波电路100包括N个第二无源器件20及N个第三无源器件30，其中N＞1且N为正整数；N个第二无源器件20的第一端均与所述第一无源器件10的第二端连接，N个第二无源器件20的第二端均与第四无源器件40的第一端连接；N个第三无源器件30的第一端分别与N个第二无源器件20的第二端连接，N个第三无源器件30的第二端均接地。
根据具体的无源器件的类型不同以及无源器件的数量，包括以下6个具体实施例：
参照图8，该实施例中，第一无源器件10至第五无源器件50的数量均为1个，且第一无源器件10、第三无源器件30、及第五无源器件50均为电容，分别电容C1、电容C2、及电容C3；第二无源器件20及第四无源器件40均为陶瓷滤波器，分别为陶瓷滤波器G1和陶瓷滤波器G2。
参照图9，该实施例中，第一无源器件10至第五无源器件50的数量均为1个，且第一无源器件10、第三无源器件30、及第五无源器件50均为电容，分别电容C1、电容C2、及电容C3；第二无源器件20及第四无源器件40均为晶体振荡器，分别为晶体振荡器G1和晶体振荡器G2。
参照图10，该实施例中，第一无源器件10至第五无源器件50的数量均为1个，且第一无源器件10、第三无源器件30、及第五无源器件50均为电容，分别电容C1、电容C2、及电容C3；第二无源器件20及第四无源器件40均为声表面滤波器，分别为声表面滤波器G1和声表面滤波器G2。
参照图11，该实施例中，第一无源器件10、第四无源器件40、及第五无源器件50的数量均为1个，第二无源器件20的数量为3个，第三无源器件30的数量为3个；第一无源器件10、第三无源器件30、及第五无源器件50均为电容，分别电容C1、电容C2、电容C3、电容C4及电容C5；第二无源器件20及第四无源器件40均为声表面滤波器，分别为声表面滤波器G1、声表面滤波器G2、声表面滤波器G3、声表面滤波器G4。
参照图12，该实施例中，第一无源器件10、第四无源器件40、及第五无源器件50的数量均为1个，第二无源器件20的数量为3个，第三无源器件30的数量为3个；第一无源器件10、第三无源器件30、及第五无源器件50均为电容，分别电容C1、电容C2、电容C3、电容C4及电容C5；第二无源器件20及第四无源器件40均为陶瓷滤波器，分别为陶瓷滤波器G1、陶瓷滤波器G2、陶瓷滤波器G3、陶瓷滤波器G4。
参照图13，该实施例中，第一无源器件10、第四无源器件40、及第五无源器件50的数量均为1个，第二无源器件20的数量为3个，第三无源器件30的数量为3个；第一无源器件10、第三无源器件30、及第五无源器件50均为电容，分别电容C1、电容C2、电容C3、电容C4及电容C5；第二无源器件20及第四无源器件40均为晶体振荡器，分别为晶体振荡器G1、晶体振荡器G2、晶体振荡器G3、晶体振荡器G4。
本发明技术方案采用超窄带无线通信系统，高速实时的进行短距通信，该方案具有电路简单、成本低、抗扰性强的优点。
本发明还提出一种无线充电装置，该无线充电装置上述包括信号接收电路，该信号接收电路的具体结构参照上述实施例，由于无线充电装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
该无线充电系统包括位于基建侧的原边整流电路、调压电路、逆变电路、原边线圈、及原边控制电路，所述汽车无线充电系统还包括位于车载侧的副边线圈、副边整流电路、及副边控制电路；
其中，所述原边控制电路，控制所述原边整流电路将输入的交流电整流成直流电，所述调压电路对直流电的电压进行变换，所述逆变电路将直流电逆变成交流电，通过所述原边线圈、副边线圈，传输至所述原边整流电路；所述副边控制电路，控制所述副边整流电路，将交流电整流成直流电后，输出至汽车的电池。信号发射装置与所述原边控制电路电连接，信号接收电路与副边控制电路电连接。
需要说明的是，该无线充电系统的基建侧部分设置地表下，而车载侧部分则设置于汽车上,在进行充电时，将汽车驾驶到指定位置上，开启该无线充电系统便可进行充电。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种信号接收电路，其特征在于，应用于汽车无线充电装置，所述汽车无线充电装置包括发射装置和接收装置，所述发射装置与所述接收装置之间短距离通信，所述信号接收电路设置于所述接收装置中，所述信号接收电路包括超窄带滤波电路、天线、及信号处理单元；所述天线的输出端与所述超窄带滤波电路的信号输入端连接，所述超窄带滤波电路的信号输出端与所述信号处理单元连接；其中，
所述天线，接收所述发射装置发出的基带信号，所述基带信号包括超窄带频率的信号，所述基带信号包含基带信息；
所述超窄带滤波电路，对所述信号输入端接收到的基带信号进行滤波，筛选出预设频率的信号；
所述信号处理单元，对预设频率的信号进行处理，获得所述基带信号中的基带信息，以实现所述发射装置与所述接收装置之间的超窄带通信数据传输；
所述超窄带滤波电路包括第一无源器件、第二无源器件、第三无源器件、第四无源器件及第五无源器件；
所述第一无源器件的第一端与信号输入端连接，第一无源器件的第二端与所述第二无源器件的第一端连接；所述第二无源器件的第二端与所述第三无源器件的第一端连接，所述第三无源器件的第二端接地，所述第二无源器件的第二端还与第四无源器件的第一端连接，所述第四无源器件的第二端与所述第五无源器件的第一端连接，所述第五无源器件的第二端为信号输出端。
2.如权利要求1所述的信号接收电路，其特征在于，所述第三无源器件为电容，该电容为可调电容器；
通过调节所述可调电容器的电容值，实现对滤波频带范围的调节。
3.如权利要求2所述的信号接收电路，其特征在于，所述超窄带滤波电路还包括前级滤波整形电路，前级滤波整形电路的输入端与信号输入端连接，所述前级滤波整形电路的输出端与所述第一无源器件的第一端连接；
所述前级滤波整形电路用于对所述信号输入端接收到的基带信号进行初步滤波和限幅整形后，发送给所述第一无源器件。
4.如权利要求3所述的信号接收电路，其特征在于，所述超窄带滤波电路还包括自动增益控制电路，所述自动增益控制电路的输入端与所述第五无源器件的第二端连接，所述自动增益控制电路的输出端与信号处理单元连接；
所述自动增益控制电路用于将接收到的信号进行放大或缩小，并整形，以调整为所述预设频率的信号。
5.如权利要求1所述的信号接收电路，其特征在于，所述信号接收电路还包括低噪声放大器及隔直电容；其中所述低噪声放大器的输入端与所述超窄带滤波电路的信号输出端连接，低噪声放大器的输出端经所述隔直电容与所述信号处理单元连接。
6.如权利要求5所述的信号接收电路，其特征在于，所述超窄带滤波电路、低噪声放大器、及隔直电容组成信号接收支路，所述信号接收电路包括多个信号接收支路，多个所述信号接收支路的一端均与所述天线连接，多个所述信号接收支路的另一端均与所述信号处理单元连接。
7.如权利要求1所述的信号接收电路，其特征在于，所述超窄带滤波电路包括N个第二无源器件及N个第三无源器件，其中N＞1且N为正整数；N个第二无源器件依次串联且连接于第一无源器件的第二端和第四无源器件的第一端之间；N-1个第三无源器件的第一端分别连接于任意两个第二无源器件相连接的公共端点，N-1个第三无源器件的第二端均接地，剩余一个第三无源器件的第一端连接于第二无源器件和第四无源器件相连接的公共端点，剩余一个第三无源器件的第二端接地。
8.如权利要求1所述的信号接收电路，其特征在于，所述超窄带滤波电路包括N个第二无源器件及N个第三无源器件，其中N＞1且N为正整数；N个第二无源器件的第一端均与所述第一无源器件的第二端连接，N个第二无源器件的第二端均与第四无源器件的第一端连接；N个第三无源器件的第一端分别与N个第二无源器件的第二端连接，N个第三无源器件的第二端均接地。
9.如权利要求1所述的信号接收电路，其特征在于，所述天线，还用于接收所述发射装置发出的调制信号，所述调制信号基于所述基带信号进行调制处理得到。
10.一种无线充电装置，其特征在于，所述无线充电装置包括如权利要求1-9任意一项所述的信号接收电路；
所述无线充电装置还包括位于基建侧的原边整流电路、调压电路、逆变电路、原边线圈、及原边控制电路，所述无线充电装置还包括位于车载侧的副边线圈、副边整流电路、及副边控制电路；
其中，所述原边控制电路，控制所述原边整流电路将输入的交流电整流成直流电，所述调压电路对直流电的电压进行变换，所述逆变电路将直流电逆变成交流电，通过所述原边线圈、副边线圈，传输至所述副边整流电路；所述副边控制电路，控制所述副边整流电路将交流电整流成直流电后，输出至汽车的电池；所述信号接收电路与副边控制电路电连接。
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