CN110086489B - 免中断式超再生接收机频率校准电路及工作方法 - Google Patents

免中断式超再生接收机频率校准电路及工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种免中断式超再生接收机频率校准电路及工作方法，其特征在于，包括：高频分频器、振荡幅度检测单元、第一延迟单元、第二延迟单元、第三延迟单元、第一周期计数单元、第二周期计数单元、第一采样保持单元、第二采样保持单元、第一周期计数单元、第二周期计数单元、鉴相器、控制单元和振荡调谐电路。其能够在不中断超再生接收机的接收状态下，实现对接收机中振荡器振荡频率的精确校准，以提升接收机的灵敏度和选择性。该方案可广泛使用到基于超再生接收机的无线电路系统中，以提高其性能指标。

Description

免中断式超再生接收机频率校准电路及工作方法
技术领域
本发明涉及电路控制领域，尤其涉及一种免中断式超再生接收机频率校准电路及工作方法。
背景技术
如何有效地对超再生接收机进行频率校准是提升超再生接收机性能的关键之一。目前现有技术中虽然能够实现对超再生接收机进行频率校准,但是都必须要求中断接收机正常的接收进程而切换至校准模式,完成校准后再切换回接收模式。因此当前超再生接收机频率校准技术无法及时检测频率偏移进而进行校准。
发明内容
有鉴于此，本专利提出了一种免中断式超再生接收机频率校准电路及其工作方法的方案，使超再生接收机无需中断其接收进程即可实现实时连续的频率偏移检测和校准。
本发明具体采用以下技术方案：
一种免中断式超再生接收机频率校准电路，其特征在于，包括：高频分频器、振荡幅度检测单元、第一延迟单元、第二延迟单元、第三延迟单元、第一周期计数单元、第二周期计数单元、第一采样保持单元、第二采样保持单元、第一周期计数单元、第二周期计数单元、鉴相器、控制单元和振荡调谐电路；
所述高频分频器和振荡幅度检测单元分别接入高频振荡输入信号；所述振荡幅度检测单元分别与第一延迟单元和高频分频器连接；所述高频分频器连接第二周期计数单元；所述第一延迟单元与第一采样保持单元连接；所述第一采样保持单元和第二延迟单元分别接收参考时钟输入信号；所述第一采样保持单元还分别与第一周期计数单元、第二周期计数单元和鉴相器连接；所述第一周期计数单元还分别与第二延迟单元、第三延迟单元和鉴相器连接；所述第二周期计数单元连接鉴相器；所述第三延迟单元和鉴相器分别连接第二采样保持单元；所述第二采样保持单元连接控制单元；所述控制单元连接振荡调谐电路。
进一步地，所述振荡调谐电路进行振荡调谐输出。
以及根据以上免中断式超再生接收机频率校准电路的工作方法，其特征在于：所述振荡幅度检测单元检测高频振荡输入信号的幅度并以此产生使能A信号，当高频振荡输入信号的幅度超过预设阈值时,使能A信号变为有效电平；当使能信号A变为有效电平时，开启高频分频器产生高频脉冲信号。
进一步地，使能信号A输入至第一延迟单元产生使能B信号；所述使能B信号输入至第一采样保持单元中；在参考时钟输入信号的驱动下，所述第一采样保持单元对使能B信号进行抽样保持操作，并产生使能C信号。
进一步地，所述使能C信号作为控制信号输入到第一周期计数单元、第二周期计数单元和鉴相器中，当使能C信号有效时，第一周期计数单元、第二周期计数单元和鉴相器处于开启状态，反之则处于复位状态。
进一步地，所述参考时钟输入信号经过第二延迟单元后产生参考时钟B信号，所述参考时钟B信号输入至第一周期计数单元中；
当第一周期计数单元处于开启状态时，对参考时钟B信号的周期进行计数，所述第一周期计数单元的计数值持续累加至预设值A后停止计数；当所述第一周期计数单元处于计数状态时，其输出的比对脉冲A信号被设置为有效电平，否则比对脉冲A信号设置为无效电平；
当所述第二周期计数单元处于开启状态时，对高频脉冲的周期进行计数；所述第二周期计数单元的计数值持续累加至预设值B后停止计数；当所述第二周期计数单元处于计数状态时，其输出的比对脉冲B信号将被设置为有效电平，否则将比对脉冲B信号设置为无效电平。
进一步地，所述对比脉冲A信号和对比脉冲B信号输入至鉴相器中进行鉴相操作：当使能信号C处于无效电平时，鉴相器输出的鉴相A信号和鉴相B信号设置为无效电平；当使能C信号处于有效电平时，鉴相器进行鉴相操作；当鉴相器判断对比脉冲A信号先于对比脉冲B信号由有效电平转变为无效电平时，将鉴相A信号设置为有效电平并禁止后续操作将鉴相B信号设置为有效电平；当鉴相器判断对比脉冲B信号先于对比脉冲A信号由有效电平转变为无效电平时，将鉴相B信号设置为有效电平并禁止后续操作将鉴相A信号设置为有效电平；否则，鉴相B信号和鉴相C信号保持不变。
进一步地，所述鉴相A信号和鉴相B信号输入至第二采样保持单元中；所述对比脉冲A信号经过第三延迟单元后产生对比脉冲C信号并输入至第二采样保持单元中；当对比脉冲C信号的有效时钟边沿到来时，第二采样保持单元对鉴相A信号和鉴相B信号进行采样保持操作，并将鉴相A信号的采样结果输出至鉴相C信号，将鉴相B信号的采样结果输出至鉴相D信号。
进一步地，所述鉴相C信号和鉴相D信号输入至控制单元中，当控制单元检测到鉴相C信号或鉴相D信号由无效电平转变为有效电平时，对鉴相C信号和鉴相D信号进行判断；若检测到鉴相C信号变为有效电平，则将控制单元输出的调整量A增大；若检测到鉴相D信号变为有效电平，则减少调整量A。
进一步地，所述控制单元输出的调整量A输入至振荡调谐电路中，振荡调谐电路将调整量A的值转化为振荡调谐输出；所述振荡调谐输出为超再生接收机振荡器的谐振电容和/或谐振电压和/或谐振电阻；当调整量A变大时，所述振荡调谐输出控制谐振电容和/或谐振电压和/或谐振电阻以使之变小；当调整量A变小时，所述振荡调谐输出控制谐振电容和/或谐振电压和/或谐振电阻以使之变大。
本发明及其优选方案能够在不中断超再生接收机的接收状态下，实现对接收机中振荡器振荡频率的精确校准，以提升接收机的灵敏度和选择性。该方案可广泛使用到基于超再生接收机的无线电路系统中，以提高其性能指标。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：
图1是本发明实施例整体电路原理示意图；
图2是现有常规频率校准技术的超再生接收机结构示意图；
图3是现有常规频率校准技术的超再生接收机工作流程示意图；
图4是采用本发明实施例的超再生接收机结构示意图；
图5是采用本发明实施例的超再生接收机工作流程示意图。
具体实施方式
为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下：
如图1所示，本实施例包括：高频分频器、振荡幅度检测单元、第一延迟单元、第二延迟单元、第三延迟单元、第一周期计数单元、第二周期计数单元、第一采样保持单元、第二采样保持单元、第一周期计数单元、第二周期计数单元、鉴相器、控制单元和振荡调谐电路。
其中，高频分频器和振荡幅度检测单元分别接入高频振荡输入信号；振荡幅度检测单元分别与第一延迟单元和高频分频器连接；高频分频器连接第二周期计数单元；第一延迟单元与第一采样保持单元连接；第一采样保持单元和第二延迟单元分别接收参考时钟输入信号；第一采样保持单元还分别与第一周期计数单元、第二周期计数单元和鉴相器连接；第一周期计数单元还分别与第二延迟单元、第三延迟单元和鉴相器连接；第二周期计数单元连接鉴相器；第三延迟单元和鉴相器分别连接第二采样保持单元；第二采样保持单元连接控制单元；控制单元连接振荡调谐电路，振荡调谐电路进行振荡调谐输出。
其工作方法和原理为：振荡幅度检测单元检测高频振荡输入信号的幅度并以此产生使能A信号，当高频振荡输入信号的幅度超过预设阈值时,使能A信号变为有效电平；当使能信号A变为有效电平时，开启高频分频器产生高频脉冲信号，驱动其对高频振荡输入信号进行分频操作从而产生高频脉冲信号。
使能信号A输入至第一延迟单元产生使能B信号；使能B信号输入至第一采样保持单元中；在参考时钟输入有效时钟边沿的驱动下，第一采样保持单元对使能B信号进行抽样保持操作，并产生使能C信号。
使能C信号作为控制信号输入到第一周期计数单元、第二周期计数单元和鉴相器中，当使能C信号有效时，第一周期计数单元、第二周期计数单元和鉴相器处于开启状态，反之则处于复位状态。
参考时钟输入信号经过第二延迟单元后产生参考时钟B信号，参考时钟B信号输入至第一周期计数单元中；
当第一周期计数单元处于开启状态时，对参考时钟B信号的周期进行计数，第一周期计数单元的计数值持续累加至预设值A后停止计数；当第一周期计数单元处于计数状态时，其输出的比对脉冲A信号被设置为有效电平，否则比对脉冲A信号设置为无效电平；
当第二周期计数单元处于开启状态时，对高频脉冲的周期进行计数；第二周期计数单元的计数值持续累加至预设值B后停止计数；当第二周期计数单元处于计数状态时，其输出的比对脉冲B信号将被设置为有效电平，否则将比对脉冲B信号设置为无效电平。
对比脉冲A信号和对比脉冲B信号输入至鉴相器中进行鉴相操作：当使能信号C处于无效电平时，鉴相器输出的鉴相A信号和鉴相B信号设置为无效电平；当使能C信号处于有效电平时，鉴相器进行鉴相操作；当鉴相器判断对比脉冲A信号先于对比脉冲B信号由有效电平转变为无效电平时，将鉴相A信号设置为有效电平并禁止后续操作将鉴相B信号设置为有效电平；当鉴相器判断对比脉冲B信号先于对比脉冲A信号由有效电平转变为无效电平时，将鉴相B信号设置为有效电平并禁止后续操作将鉴相A信号设置为有效电平；否则，鉴相B信号和鉴相C信号保持不变。
鉴相A信号和鉴相B信号输入至第二采样保持单元中；对比脉冲A信号经过第三延迟单元后产生对比脉冲C信号并输入至第二采样保持单元中；当对比脉冲C信号的有效时钟边沿到来时，第二采样保持单元对鉴相A信号和鉴相B信号进行采样保持操作，并将鉴相A信号的采样结果输出至鉴相C信号，将鉴相B信号的采样结果输出至鉴相D信号。
鉴相C信号和鉴相D信号输入至控制单元中，当控制单元检测到鉴相C信号或鉴相D信号由无效电平转变为有效电平时，对鉴相C信号和鉴相D信号进行判断；若检测到鉴相C信号变为有效电平，则将控制单元输出的调整量A增大；若检测到鉴相D信号变为有效电平，则减少调整量A。
控制单元输出的调整量A输入至振荡调谐电路中，振荡调谐电路将调整量A的值转化为振荡调谐输出；振荡调谐输出可以为超再生接收机振荡器的谐振电容和/或谐振电压和/或谐振电阻；当调整量A变大时，振荡调谐输出控制谐振电容和/或谐振电压和/或谐振电阻以使之变小，从而使振荡器频率上升；当调整量A变小时，振荡调谐输出控制谐振电容和/或谐振电压和/或谐振电阻以使之变大，从而使振荡器频率下降。
为了更好地展示本实施例方案的优势之所在，以下进行比较。
如图2所示，为常规频率校准技术的超再生接收机结构，其工作流程如图3所示。接收机工作模式分为校准模式和接收模式，当接收机需要进行频率校准时，需要进行模式切换将接收机切换至接收模式。频率校准完毕后再切换回正常的接收模式。这种方法的缺点主要有：1）在频率校准时无法接收数据，因而会造成数据丢失。2）需要借助外部触发信号的干预才能进行模式切换，无法实时检测振荡器频率偏差并进行校准。
图4则为使用实施例方案的超再生接收机结构，其工作原理如图5所示。其无需将超再生接收机切换至专门的频率校准模式，因而不会中断接收机对OOK输入信号的接收。同时在每次振荡器振荡过程中都可以产生使能A信号，从而触发频率检测校准操作而不需外部干预，因而可以做到自主实时的频率误差检测和校准。
本专利不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利的启示下都可以得出其它各种形式的免中断式超再生接收机频率校准电路及工作方法，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种免中断式超再生接收机频率校准电路，其特征在于，包括：高频分频器、振荡幅度检测单元、第一延迟单元、第二延迟单元、第三延迟单元、第一周期计数单元、第二周期计数单元、第一采样保持单元、第二采样保持单元、第一周期计数单元、第二周期计数单元、鉴相器、控制单元和振荡调谐电路；
所述高频分频器和振荡幅度检测单元分别接入高频振荡输入信号；所述振荡幅度检测单元分别与第一延迟单元和高频分频器连接；所述高频分频器连接第二周期计数单元；所述第一延迟单元与第一采样保持单元连接；所述第一采样保持单元和第二延迟单元分别接收参考时钟输入信号；所述第一采样保持单元还分别与第一周期计数单元、第二周期计数单元和鉴相器连接；所述第一周期计数单元还分别与第二延迟单元、第三延迟单元和鉴相器连接；所述第二周期计数单元连接鉴相器；所述第三延迟单元和鉴相器分别连接第二采样保持单元；所述第二采样保持单元连接控制单元；所述控制单元连接振荡调谐电路。
2.根据权利要求1所述的免中断式超再生接收机频率校准电路，其特征在于：所述振荡调谐电路进行振荡调谐输出。
3.根据权利要求1所述的免中断式超再生接收机频率校准电路的工作方法，其特征在于：所述振荡幅度检测单元检测高频振荡输入信号的幅度并以此产生使能A信号，当高频振荡输入信号的幅度超过预设阈值时,使能A信号变为有效电平；当使能信号A变为有效电平时，开启高频分频器产生高频脉冲信号。
4.根据权利要求3所述的免中断式超再生接收机频率校准电路的工作方法，其特征在于：使能信号A输入至第一延迟单元产生使能B信号；所述使能B信号输入至第一采样保持单元中；在参考时钟输入信号的驱动下，所述第一采样保持单元对使能B信号进行抽样保持操作，并产生使能C信号。
5.根据权利要求4所述的免中断式超再生接收机频率校准电路的工作方法，其特征在于：所述使能C信号作为控制信号输入到第一周期计数单元、第二周期计数单元和鉴相器中，当使能C信号有效时，第一周期计数单元、第二周期计数单元和鉴相器处于开启状态，反之则处于复位状态。
6.根据权利要求5所述的免中断式超再生接收机频率校准电路的工作方法，其特征在于：所述参考时钟输入信号经过第二延迟单元后产生参考时钟B信号，所述参考时钟B信号输入至第一周期计数单元中；
当第一周期计数单元处于开启状态时，对参考时钟B信号的周期进行计数，所述第一周期计数单元的计数值持续累加至预设值A后停止计数；当所述第一周期计数单元处于计数状态时，其输出的比对脉冲A信号被设置为有效电平，否则比对脉冲A信号设置为无效电平；
当所述第二周期计数单元处于开启状态时，对高频脉冲的周期进行计数；所述第二周期计数单元的计数值持续累加至预设值B后停止计数；当所述第二周期计数单元处于计数状态时，其输出的比对脉冲B信号将被设置为有效电平，否则将比对脉冲B信号设置为无效电平。
7.根据权利要求6所述的免中断式超再生接收机频率校准电路的工作方法，其特征在于：所述比对脉冲A信号和比对脉冲B信号输入至鉴相器中进行鉴相操作：当使能信号C处于无效电平时，鉴相器输出的鉴相A信号和鉴相B信号设置为无效电平；当使能C信号处于有效电平时，鉴相器进行鉴相操作；当鉴相器判断比对脉冲A信号先于比对脉冲B信号由有效电平转变为无效电平时，将鉴相A信号设置为有效电平并禁止后续操作将鉴相B信号设置为有效电平；当鉴相器判断比对脉冲B信号先于比对脉冲A信号由有效电平转变为无效电平时，将鉴相B信号设置为有效电平并禁止后续操作将鉴相A信号设置为有效电平；否则，鉴相B信号和鉴相C信号保持不变。
8.根据权利要求7所述的免中断式超再生接收机频率校准电路的工作方法，其特征在于：所述鉴相A信号和鉴相B信号输入至第二采样保持单元中；所述比对脉冲A信号经过第三延迟单元后产生比对脉冲C信号并输入至第二采样保持单元中；当比对脉冲C信号的有效时钟边沿到来时，第二采样保持单元对鉴相A信号和鉴相B信号进行采样保持操作，并将鉴相A信号的采样结果输出至鉴相C信号，将鉴相B信号的采样结果输出至鉴相D信号。
9.根据权利要求8所述的免中断式超再生接收机频率校准电路的工作方法，其特征在于：所述鉴相C信号和鉴相D信号输入至控制单元中，当控制单元检测到鉴相C信号或鉴相D信号由无效电平转变为有效电平时，对鉴相C信号和鉴相D信号进行判断；若检测到鉴相C信号变为有效电平，则将控制单元输出的调整量A增大；若检测到鉴相D信号变为有效电平，则减少调整量A。
10.根据权利要求9所述的免中断式超再生接收机频率校准电路的工作方法，其特征在于：所述控制单元输出的调整量A输入至振荡调谐电路中，振荡调谐电路将调整量A的值转化为振荡调谐输出；所述振荡调谐输出为超再生接收机振荡器的谐振电容和/或谐振电压和/或谐振电阻；当调整量A变大时，所述振荡调谐输出控制谐振电容和/或谐振电压和/或谐振电阻以使之变小；当调整量A变小时，所述振荡调谐输出控制谐振电容和/或谐振电压和/或谐振电阻以使之变大。
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