CN110896311A - 针对pma标准的无线充电设备调频信号的解码电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路，其中包括依次相连接的数据采样模块、周期点数和计数模块、直流滤波模块、周期点数和处理模块和数据判断处理模块。采用该电路结构，使得解调电路中仅采用4M的时钟处理数据，就可以实现PMA标准的FSK的解调，因为该FSK解调的电路和Qi标准的FSK解调电路的前半部分可以进行复用，满足了无线充电系统中对这两种协议的FSK信号都能处理的要求，大大降低了硬件电路的开销，具有更广泛的应用范围。

Description

针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路
技术领域
本发明涉及无线充电技术领域，尤其涉及无线充电的通讯技术领域，具体是指一种针对 PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路。
背景技术
PMA标准的无线充电设备，其能量发送端(TX)发送FSK信号时往往是在整个系统运行之初，而此时TX信号的工作频率在PMA-3系统中为215～220KHz，在PMA-4与PMA-5 系统中为142～158KHz、在PMA-6系统中为109～121KHz、在PMA-7系统中为140～158KHz、在PMA-8系统中为220～226KHz。
无线充电系统中能量接收端所收到的信号为电感耦合过来的信号，从而导致其接收到的信号并非单频正弦信号，而是可能掺杂有大量高频噪声。目前，由于无线充电技术正处于起步阶段，所以针对PMA标准的无线充电设备的FSK信号解调电路不是很多，已有的FSK解调电路都是针对普通FSK信号的，传统的2FSK解调方法主要是相干解调、滤波非相干解调与正交相乘非相干解调三种方式。
由于PMA标准通信协议的限制，其载波频率Fop与调制频率Fmod差值在一定范围内固定，这样就导致Fop的频率越高时，Fop与Fmod的周期差异越小，如果使用传统方法进行解调，整个系统就需要非常高的精度来分辨不同的频率，无论用模拟或者数字方式都将大大增加整个电路的开销。同时，在不同PMA发送系统中通信阶段载波频率Fop并不固定是110～205KHz之间的某一值(PMA协议仅提供了一个范围)，更大大增加了整个解调电路的开销。
发明内容
本发明的目的是克服了至少一个上述现有技术的缺点，提供了一种能够降低硬件电路开销的针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路。
为了实现上述目的，本发明的针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路具有如下构成：
该针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路，其主要特点是，所述的电路结构包括：
数据采样模块，用于接收来自线圈的原始数据，将原始数据做平滑处理，并采样数据中的周期点数；
周期点数和计数模块，用于计算周期点数之和，该周期点数计算模块的输入端与所述的数据采样模块的输出端相连接；
直流滤波模块，用于滤除正向直流分量，该直流滤波模块的输入端与所述的周期点数和计数模块的输出端相连接；
周期点数和处理模块，用于对数据再次进行平滑处理，消除频率抖动，该周期点数和处理模块的输入端与所述的直流滤波模块的输出端相连接；
数据判断处理模块，用于判断数据并按比特输出，且拼接输出数据，该数据判断处理模块的输入端与所述的周期点数和处理模块的输出端相连接。
该针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路的数据采样模块包括：
接收线圈，用于接收来自发射器的信号；
第一比较器，用于接收来自接收线圈的原始数据，并将所述的原始数据与参考电位比较，所述第一比较器的第一输入端输入所述的原始数据，所述的第一比较器的第二输入端与参考电位连接；
第一低通滤波器，用于对数据进行平滑处理，所述的第一低通滤波器的输入端与所述的第一比较器的输出端相连接，所述的第一低通滤波器的输出端将滤波后的数据发送至高频采样计数单元；
高频采样计数单元，用于对上升沿进行计数，所述的高频采样计数单元的输入端与所述的第一低通滤波器相连接，所述的高频采样计数单元的输出端与所述的周期点数和计数模块的输入端相连接；
所述的第一低通滤波器的工作频率为4MHz，且所述第一低通滤波器为2阶IIR滤波器。
该针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路的周期点数和计数模块包括第一反相器、第一与门电路、第一减法器、第一选择器、第一加法器和第二加法器，所述的第一与门电路的第一输入端输入一上升沿信号，所述的第一与门电路的第二输入端与所述的第一反相器的输出端相连接，所述的第一与门电路的输出端和所述的第一选择器的使能端相连接，所述的第一选择器的使能端还连接一选通控制信号的输出端，所述的第一减法器的输出端与所述的第一加法器的第一输入端相连接，所述的第一选择器的反馈控制端与所述的第一加法器的第二输入端相连接，所述的第一选择器的第一输入端与所述的第一加法器的输出端相连接，所述的第一选择器的第二输入端与所述的第二加法器的输出端相连接，所述的第一加法器用以计算当所述的数据采样模块输出数据的次数大于24时的所述的数据采样模块所输出的所有数据的和，所述的第二加法器用以计算当所述的数据采样模块输出数据的次数小于等于24时的所述的数据采样模块所输出的所有数据的和，所述的第一选择器的输出端根据所述的第一选择器的使能端的输入信号选择性输出所述的第一加法器的输出结果或所述的第二加法器的输出结果。
该针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路的直流滤波模块包括：
第一去直流滤波电路，所述第一去直流滤波电路的输入端与所述周期点数和计数模块的输出端相连接，用于滤除经所述周期点数和计数模块的直流分量；
加负直流电路，所述加负直流电路的输入端与所述第一去直流滤波电路的输出端相连接，用于对所述第一去直流滤波电路的输出信号进行平滑处理；
第二低通滤波器，所述第二低通滤波器的输入端与所述加负直流电路的输出端相连接，所述的第二低通滤波器为2阶IIR低通滤波器；
第二去直流滤波电路，所述第二去直流滤波电路的输入端与所述第二低通滤波器的输出端相连接，用于滤除经过所述第二低通滤波器的数据的直流分量。
该针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路中，所述第一去直流滤波电路和所述第二去直流滤波电路均包括第一数据缓存器、第二数据缓存器、第二减法器、第一移位寄存器、第三加法器、第三减法器、第二移位寄存器、第三移位寄存器和第二比较器，所述的第一数据缓存器输出第m时刻的缓存数据和第n时刻的缓存数据，且所述的m和n为不同取值，所述的第二数据缓存器输出第一缓存数据，所述的第二减法器的第一输入端输入所述的第m时刻的缓存数据，所述的第二减法器的第二输入端输入所述的第n时刻的缓存数据，所述的第一移位寄存器的输入端与所述的第二减法器的输出端相连接，所述的第三移位寄存器的输入端输入所述的第一缓存数据，所述的第三加法器的第一输入端与所述的第一移位寄存器的输出端相连接，所述的第三加法器的第二输入端输入所述的第一缓存数据，所述的第三减法器的第一输入端与所述的第三加法器的输出端相连接，所述的第三减法器的第二输入端与所述的第三移位寄存器的输出端相连接，所述的第二移位寄存器的输入端与所述的第三减法器的输出端相连接，所述的第二比较器用于输出比较结果，并与所述的第二移位寄存器的输出端相连接，所述的第一移位寄存器为10位左移移位寄存器，所述的第二移位寄存器和第三移位寄存器均为10位右移移位寄存器。
该针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路中，所述的加负直流电路包括第四加法器、第四移位寄存器、第五移位寄存器和第五加法器，所述的第四加法器的第一输入端与所述的第一低通滤波器的输出端相连接，所述的第四加法器的第二输入端输入第一常数值-200，所述的第四加法器的第一输出端与所述的第四移位寄存器的输入端相连接，所述的第四加法器的第二输出端与所述的第五移位寄存器的输入端相连接，所述的第五加法器的第一输入端与所述的第四移位寄存器的输出端相连接，所述的第五加法器的第二输入端与所述的第五移位寄存器的输出端相连接，所述的第四移位寄存器为1位左移移位寄存器，所述的第五移位寄存器为3位左移移位寄存器。
该针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路中，所述的周期点数和处理模块包括：
第一取绝对值单元，所述第一取绝对值单元的输入端与所述直流滤波模块的输出端相连接；
第三比较器，所述第三比较器的第一输入端与所述第一取绝对值单元的输出端相连接，所述第三比较器的第二输入端输入一常数，用于消除频率抖动。
该针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路的数据判断处理模块包括：
幅值比较信号生成单元，用于生成幅值比较信号，所述幅值比较信号生成单元的输入端与所述周期点数和处理模块的输出端相连接；
计数计时单元，用于生成阈值比较信号；
比特数据判断单元，用于判断数据并按比特输出，所述比特数据判断单元的第一输入端与所述幅值比较信号生成单元的输出端相连接，所述比特数据判断单元的第二输入端与所述计数计时单元的输出端相连接。
该针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路的幅值比较信号生成单元包括限幅电路和第四比较器，所述限幅电路的第一输入端与所述周期点数和处理模块的输出端相连接，所述限幅电路的第二输出端输入一限幅信号，所述限幅电路的第三输入端输入一时钟信号，所述限幅电路的第四输入端输入一复位信号，所述第四比较器的第一输入端输入所述限幅电路的输出信号，所述第四比较器的第二输入端输入第一阈值，所述第四比较器的第三输入端输入一时钟信号，所述第四比较器的第四输入端输入一复位信号。
该针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路的计数计时单元包括第五比较器、第六加法器、第二选择器、第七加法器和第三选择器，所述第五比较器的第一输入端输入第二阈值，所述第五比较器的第二输入端输入第三阈值，所述第六加法器的第一输入端输入一常数1，所述第六加法器的第二输入端输入所述第三阈值，所述第二选择器的第一输入端输入所述第五比较器的输出信号，所述第二选择器的第二输入端输入第六加法器的输出信号，所述第二选择器的第三输入端输入一时钟信号，所述第二选择器的第四输入端输入一复位信号，所述第二选择器的第五输入端输入一常数0，所述第二选择器的第六输入端输入一标志信号，所述第七加法器的第一输入端输入所述第二选择器的输出信号，所述第七加法器的第二输入端输入所述第二选择器的输出信号，所述第三选择器的第一输入端输入所述第七加法器的输出信号，所述第三选择器的第二输出端输入一常数0，所述第三选择器的第三输入端输入一时钟信号，所述第三选择器的第四输入端输入一复位信号，所述第三选择器的第五输入端输入一标志信号。
该针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路的比特数据判断单元包括第六比较器、第七比较器、第八比较器和第四选择器，所述第六比较器的第一输入端输入所述计数计时单元的输出信号，所述第六比较器的第二输入端输入第四阈值，所述第七比较器的第一输入端输入所述计数计时单元的输出信号，所述第七比较器的第二输入端输入第五阈值，所述第八比较器的输入端输入所述计数计时单元的输出信号，所述第八比较器的第二输入端输入第六阈值，所述第四选择器的第一输入端输入所述第六比较器的输出信号，所述第四选择器的第二输入端输入所述第七比较器的输出信号，所述第四选择器的第三输入端输入所述第八比较器的输出信号，所述第四选择器的第四输入端输入所述幅值比较信号生成单元的输出信号，所述第四选择器的第五输入端输入第一选择阈值，所述第四选择器的第六输入端输入第二选择阈值，所述第四选择器的第七输入端输入第三选择阈值，所述第四选择器的第八输入端输入第四选择阈值，所述第四选择器的第九输入端输入第五选择阈值，所述第四选择器的第十输入端输入第六选择阈值。
采用了该发明中的针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路，由于解调电路中使用了上述数据采样处理、周期点数和计数处理、直流滤波处理、周期点数和处理以及数据判断处理，使得解调电路中仅采用4M的时钟处理数据，就可以实现PMA标准的FSK的解调，因为该FSK解调的电路和Qi标准的FSK解调电路的前半部分可以进行复用，满足了无线充电系统中对这两种协议的FSK信号都能处理的要求，大大降低了硬件电路的开销，具有更广泛的应用范围。
附图说明
图1为本发明的针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路的整体示意图。
图2为本发明的针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路的第一低通滤波器的电路图。
图3为本发明的针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路的高频采样计数单元的结构示意图。
图4为本发明的针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路的周期点数和计数模块的电路图。
图5为本发明的针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路的第一去直流滤波电路的结构示意图。
图6为本发明的针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路的加负直流电路的结构示意图。
图7为本发明的针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路的第二低通滤波器的电路图。
图8为本发明的针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路的周期点数和处理模块的电路图。
图9为本发明的针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路的数据判断处理模块的电路图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
在一种可行的实施方式中，该针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路，包括：
数据采样模块，用于接收来自线圈的原始数据，将原始数据做平滑处理，并采样数据中的周期点数；
周期点数和计数模块，用于计算周期点数之和，该周期点数计算模块的输入端与所述的数据采样模块的输出端相连接；
直流滤波模块，用于滤除正向直流分量，该直流滤波模块的输入端与所述的周期点数和计数模块的输出端相连接；
周期点数和处理模块，用于对数据再次进行平滑处理，消除频率抖动，该周期点数和处理模块的输入端与所述的直流滤波模块的输出端相连接；
数据判断处理模块，用于判断数据并按比特输出，且拼接输出数据，该数据判断处理模块的输入端与所述的周期点数和处理模块的输出端相连接。
该针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路的数据采样模块包括：
接收线圈，用于接收来自发射器的信号；
第一比较器，用于接收来自接收线圈的原始数据，并将所述的原始数据与参考电位比较，所述第一比较器的第一输入端输入所述的原始数据，所述的第一比较器的第二输入端与参考电位连接；
第一低通滤波器，用于对数据进行平滑处理，所述的第一低通滤波器的输入端与所述的第一比较器的输出端相连接，所述的第一低通滤波器的输出端将滤波后的数据发送至高频采样计数单元；
高频采样计数单元，用于对上升沿进行计数，所述的高频采样计数单元的输入端与所述的第一低通滤波器相连接，所述的高频采样计数单元的输出端与所述的周期点数和计数模块的输入端相连接；
所述的第一低通滤波器的工作频率为4MHz，且所述第一低通滤波器为2阶IIR滤波器。
该针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路的周期点数和计数模块包括第一反相器、第一与门电路、第一减法器、第一选择器、第一加法器和第二加法器，所述的第一与门电路的第一输入端输入一上升沿信号，所述的第一与门电路的第二输入端与所述的第一反相器的输出端相连接，所述的第一与门电路的输出端和所述的第一选择器的使能端相连接，所述的第一选择器的使能端还连接一选通控制信号的输出端，所述的第一减法器的输出端与所述的第一加法器的第一输入端相连接，所述的第一选择器的反馈控制端与所述的第一加法器的第二输入端相连接，所述的第一选择器的第一输入端与所述的第一加法器的输出端相连接，所述的第一选择器的第二输入端与所述的第二加法器的输出端相连接，所述的第一加法器用以计算当所述的数据采样模块输出数据的次数大于24时的所述的数据采样模块所输出的所有数据的和，所述的第二加法器用以计算当所述的数据采样模块输出数据的次数小于等于24时的所述的数据采样模块所输出的所有数据的和，所述的第一选择器的输出端根据所述的第一选择器的使能端的输入信号选择性输出所述的第一加法器的输出结果或所述的第二加法器的输出结果。
该针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路的直流滤波模块包括第一去直流滤波电路，所述第一去直流滤波电路的输入端与所述周期点数和计数模块的输出端相连接，用于滤除经所述周期点数和计数模块的直流分量；
加负直流电路，所述加负直流电路的输入端与所述第一去直流滤波电路的输出端相连接，用于对所述第一去直流滤波电路的输出信号进行平滑处理；
第二低通滤波器，所述第二低通滤波器的输入端与所述加负直流电路的输出端相连接，所述的第二低通滤波器为2阶IIR低通滤波器；
第二去直流滤波电路，所述第二去直流滤波电路的输入端与所述第二低通滤波器的输出端相连接，用于滤除经过所述第二低通滤波器的数据的直流分量。
该针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路中，所述第一去直流滤波电路和所述第二去直流滤波电路均包括第一数据缓存器、第二数据缓存器、第二减法器、第一移位寄存器、第三加法器、第三减法器、第二移位寄存器、第三移位寄存器和第二比较器，所述的第一数据缓存器输出第m时刻的缓存数据和第n时刻的缓存数据，且所述的m和n为不同取值，所述的第二数据缓存器输出第一缓存数据，所述的第二减法器的第一输入端输入所述的第m时刻的缓存数据，所述的第二减法器的第二输入端输入所述的第n时刻的缓存数据，所述的第一移位寄存器的输入端与所述的第二减法器的输出端相连接，所述的第三移位寄存器的输入端输入所述的第一缓存数据，所述的第三加法器的第一输入端与所述的第一移位寄存器的输出端相连接，所述的第三加法器的第二输入端输入所述的第一缓存数据，所述的第三减法器的第一输入端与所述的第三加法器的输出端相连接，所述的第三减法器的第二输入端与所述的第三移位寄存器的输出端相连接，所述的第二移位寄存器的输入端与所述的第三减法器的输出端相连接，所述的第二比较器用于输出比较结果，并与所述的第二移位寄存器的输出端相连接，所述的第一移位寄存器为10位左移移位寄存器，所述的第二移位寄存器和第三移位寄存器均为10位右移移位寄存器。
该针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路中，所述的加负直流电路包括第四加法器、第四移位寄存器、第五移位寄存器和第五加法器，所述的第四加法器的第一输入端与所述的第一低通滤波器的输出端相连接，所述的第四加法器的第二输入端输入第一常数值-200，所述的第四加法器的第一输出端与所述的第四移位寄存器的输入端相连接，所述的第四加法器的第二输出端与所述的第五移位寄存器的输入端相连接，所述的第五加法器的第一输入端与所述的第四移位寄存器的输出端相连接，所述的第五加法器的第二输入端与所述的第五移位寄存器的输出端相连接，所述的第四移位寄存器为1位左移移位寄存器，所述的第五移位寄存器为3位左移移位寄存器。
该针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路中，所述的周期点数和处理模块包括：
第一取绝对值单元，所述第一取绝对值单元的输入端与所述直流滤波模块的输出端相连接；
第三比较器，所述第三比较器的第一输入端与所述第一取绝对值单元的输出端相连接，所述第三比较器的第二输入端输入一常数，用于消除频率抖动。
该针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路的数据判断处理模块包括：
幅值比较信号生成单元，用于生成幅值比较信号，所述幅值比较信号生成单元的输入端与所述周期点数和处理模块的输出端相连接；
计数计时单元，用于生成阈值比较信号；
比特数据判断单元，用于判断数据并按比特输出，所述比特数据判断单元的第一输入端与所述幅值比较信号生成单元的输出端相连接，所述比特数据判断单元的第二输入端与所述计数计时单元的输出端相连接。
该针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路的幅值比较信号生成单元包括限幅电路和第四比较器，所述限幅电路的第一输入端与所述周期点数和处理模块的输出端相连接，所述限幅电路的第二输出端输入一限幅信号，所述限幅电路的第三输入端输入一时钟信号，所述限幅电路的第四输入端输入一复位信号，所述第四比较器的第一输入端输入所述限幅电路的输出信号，所述第四比较器的第二输入端输入第一阈值，所述第四比较器的第三输入端输入一时钟信号，所述第四比较器的第四输入端输入一复位信号。
该针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路的计数计时单元包括第五比较器、第六加法器、第二选择器、第七加法器和第三选择器，所述第五比较器的第一输入端输入第二阈值，所述第五比较器的第二输入端输入第三阈值，所述第六加法器的第一输入端输入一常数1，所述第六加法器的第二输入端输入所述第三阈值，所述第二选择器的第一输入端输入所述第五比较器的输出信号，所述第二选择器的第二输入端输入第六加法器的输出信号，所述第二选择器的第三输入端输入一时钟信号，所述第二选择器的第四输入端输入一复位信号，所述第二选择器的第五输入端输入一常数0，所述第二选择器的第六输入端输入一标志信号，所述第七加法器的第一输入端输入所述第二选择器的输出信号，所述第七加法器的第二输入端输入所述第二选择器的输出信号，所述第三选择器的第一输入端输入所述第七加法器的输出信号，所述第三选择器的第二输出端输入一常数0，所述第三选择器的第三输入端输入一时钟信号，所述第三选择器的第四输入端输入一复位信号，所述第三选择器的第五输入端输入一标志信号。
该针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路的比特数据判断单元包括第六比较器、第七比较器、第八比较器和第四选择器，所述第六比较器的第一输入端输入所述计数计时单元的输出信号，所述第六比较器的第二输入端输入第四阈值，所述第七比较器的第一输入端输入所述计数计时单元的输出信号，所述第七比较器的第二输入端输入第五阈值，所述第八比较器的输入端输入所述计数计时单元的输出信号，所述第八比较器的第二输入端输入第六阈值，所述第四选择器的第一输入端输入所述第六比较器的输出信号，所述第四选择器的第二输入端输入所述第七比较器的输出信号，所述第四选择器的第三输入端输入所述第八比较器的输出信号，所述第四选择器的第四输入端输入所述幅值比较信号生成单元的输出信号，所述第四选择器的第五输入端输入第一选择阈值，所述第四选择器的第六输入端输入第二选择阈值，所述第四选择器的第七输入端输入第三选择阈值，所述第四选择器的第八输入端输入第四选择阈值，所述第四选择器的第九输入端输入第五选择阈值，所述第四选择器的第十输入端输入第六选择阈值。
在一种更为具体的实施方式中，FSK通讯的整个过程如图1所示，为保证输入信号的波形其抖动不至于影响后面的解码算法，线圈上的信号进入芯片在经过比较器之后，通过4MHz 频率读取比较器输出值，则该值可视为4MHz的1bit采样数据，将此数据先过低通滤波器1，滤除其频率较高的抖动波形，然后进行周期点数计数，将24个采样点的值加起来，经过第一去直流滤波电路，将信号的直流去掉，之后经过加负直流模块，再经过低通滤波器2进行数据平滑，再经过第二去直流滤波电路，最后对低通滤波器的输出进行数据位判断，输出0或 1。
(1)低通滤波器1
请参阅图2所示，其为本发明的针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路的第一低通滤波器的电路图，为了平滑比较器输出的曲线，以排除原信号中的幅度突变点，采用2阶IIR低通滤波器LPF1进行处理。此滤波器包括6个系数，需要将其进行8bit定点化及相应优化。
此计算中由3个8×8的乘法运算，5个8+8的加法运算，所需存储的滤波器系数共有3 个，还有两个8bit中间变量存储buffer。
(2)请参阅图3所示，其为本发明的针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路的高频采样计数单元的结构示意图，计数器T_counter用于计算滤波器LPF1输出数据的个数，一旦滤波器LPF1的输出由0变为1，即有一个上升沿出现，将计数器T_counter的值输出，并将其重新赋值为1。
在本系统中，计数器T_counter将一直以固定频率2MHz计数，其长度为5bit，因为2MHz/110KHz＝18.2，该值小于32，且该计数器不用考虑溢出处理：因为一旦T_counter溢出说明可能出现以下两种状况：1)线圈上长时间无信号；2)线圈上信号的周期太长；这两种情况芯片均应该处于非正常工作状态。
(3)周期点数和计数
请参阅图4所示，其为本发明的针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路的周期点数和计数模块的电路图，如果计数器T_counter有输出，首先计算最近的24个周期的点数之和，然后将该输出值存入周期计数buffer中，在此以后以24为窗口计算buffer成员之和——SumTbuff，之后对SumTbuff进行后续处理。在这里使用同步FIFO，控制T_counter 的写入和读出。当起始数据不足24时，将T_counter进行累加并将其写入FIFO中，当T_counter 的个数大于24时，写入数据之前要将FIFO中的第一个数据读出并在SumTbuff中减掉。
(4)去直流滤波电路和加负直流电路
请参阅图5和图6所示，其分别为本发明的针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路的第一去直流滤波电路的结构示意图和加负直流电路的结构示意图，周期点数和计数模块输出首先通过DC Blocking(去直流滤波器)滤除正向直流分量，然后给其添加一个负直流并将信号放大，这样使信号整体为负。
加负直流电路是将第一去直流滤波电路的输出与-200相加，然后乘以10，为了节省硬件资源，将该乘法器用两个移位和一个加法器代替。
(5)低通滤波器2
请参阅图7所示，其为本发明的针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路的第二低通滤波器的电路图，该低通滤波器2的目的是将输出数据进行一个平滑的过程，其输入数据的更新频率为Fop或者Fmod，取其最大值205KHz时设计该低通滤波器2，该低通滤波器2为2阶IIR低通滤波器，可将系数进行16bit定点化及相应优化。
该低通滤波器2实现过程中首先将输入信号左移8bit将其扩展为23bit信号，在具体运算过程中有四次23×16的乘法运算，四次23+23的加法运算，所需存储的滤波器系数共有4 个，还有两个23bit中间变量存储buffer。
(6)周期点数和处理
请参阅图8所示，其为本发明的针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路的周期点数和处理模块的电路图，L_DC_out2是第二低通滤波器的输出，取绝对值之后，和一个常数const进行比较，如果L_DC_out2比const大，那么L_clip_sum为0，否则L_clip_sum为L_DC_out2，L_clip_sum用于解码模块的数据判断。周期点数和处理模块的作用是消除频率抖动，将接近零的部分全部归零。
(7)数据判断处理
请参阅图9所示，数据判断处理模块包括幅值比较信号生成单元、计数计时单元、比特数据判断单元三部分。该模块的主要作用是产生bit0和bit1的判断信号pma_data_bit，之后根据bit0和bit1进行数据拼接。图9中的judge_flag是l_clip_sum信号的过零点指示信号， l_clip_sum是周期点数和处理模块的输出。
采用了该发明中的针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路，由于解调电路中使用了上述数据采样处理、周期点数和计数处理、直流滤波处理、周期点数和处理以及数据判断处理，使得解调电路中仅采用4M的时钟处理数据，就可以实现PMA标准的FSK的解调，因为该FSK解调的电路和Qi标准的FSK解调电路的前半部分可以进行复用，满足了无线充电系统中对这两种协议的FSK信号都能处理的要求，大大降低了硬件电路的开销，具有更广泛的应用范围。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (11)

1.一种针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路，其特征在于，所述的电路结构包括：
数据采样模块，用于接收来自线圈的原始数据，将原始数据做平滑处理，并采样数据中的周期点数；
周期点数和计数模块，用于计算周期点数之和，该周期点数计算模块的输入端与所述的数据采样模块的输出端相连接；
直流滤波模块，用于滤除正向直流分量，该直流滤波模块的输入端与所述的周期点数和计数模块的输出端相连接；
周期点数和处理模块，用于对数据再次进行平滑处理，消除频率抖动，该周期点数和处理模块的输入端与所述的直流滤波模块的输出端相连接；
数据判断处理模块，用于判断数据并按比特输出，且拼接输出数据，该数据判断处理模块的输入端与所述的周期点数和处理模块的输出端相连接。
2.根据权利要求1所述的针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路，其特征在于，所述的数据采样模块包括：
接收线圈，用于接收来自发射器的信号；
第一比较器，用于接收来自接收线圈的原始数据，并将所述的原始数据与参考电位比较，所述第一比较器的第一输入端输入所述的原始数据，所述的第一比较器的第二输入端与参考电位连接；
第一低通滤波器，用于对数据进行平滑处理，所述的第一低通滤波器的输入端与所述的第一比较器的输出端相连接，所述的第一低通滤波器的输出端将滤波后的数据发送至高频采样计数单元；
高频采样计数单元，用于对上升沿进行计数，所述的高频采样计数单元的输入端与所述的第一低通滤波器相连接，所述的高频采样计数单元的输出端与所述的周期点数和计数模块的输入端相连接；
所述的第一低通滤波器的工作频率为4MHz，且所述第一低通滤波器为2阶IIR滤波器。
3.根据权利要求1所述的针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路，其特征在于，所述的周期点数和计数模块包括第一反相器、第一与门电路、第一减法器、第一选择器、第一加法器和第二加法器，所述的第一与门电路的第一输入端输入一上升沿信号，所述的第一与门电路的第二输入端与所述的第一反相器的输出端相连接，所述的第一与门电路的输出端和所述的第一选择器的使能端相连接，所述的第一选择器的使能端还连接一选通控制信号的输出端，所述的第一减法器的输出端与所述的第一加法器的第一输入端相连接，所述的第一选择器的反馈控制端与所述的第一加法器的第二输入端相连接，所述的第一选择器的第一输入端与所述的第一加法器的输出端相连接，所述的第一选择器的第二输入端与所述的第二加法器的输出端相连接，所述的第一加法器用以计算当所述的数据采样模块输出数据的次数大于24时的所述的数据采样模块所输出的所有数据的和，所述的第二加法器用以计算当所述的数据采样模块输出数据的次数小于等于24时的所述的数据采样模块所输出的所有数据的和，所述的第一选择器的输出端根据所述的第一选择器的使能端的输入信号选择性输出所述的第一加法器的输出结果或所述的第二加法器的输出结果。
4.根据权利要求1所述的针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路，其特征在于，所述的直流滤波模块包括：
第一去直流滤波电路，所述第一去直流滤波电路的输入端与所述周期点数和计数模块的输出端相连接，用于滤除经所述周期点数和计数模块的直流分量；
加负直流电路，所述加负直流电路的输入端与所述第一去直流滤波电路的输出端相连接，用于对所述第一去直流滤波电路的输出信号进行平滑处理；
第二低通滤波器，所述第二低通滤波器的输入端与所述加负直流电路的输出端相连接，所述的第二低通滤波器为2阶IIR低通滤波器；
第二去直流滤波电路，所述第二去直流滤波电路的输入端与所述第二低通滤波器的输出端相连接，用于滤除经过所述第二低通滤波器的数据的直流分量。
5.根据权利要求4所述的针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路，其特征在于，所述第一去直流滤波电路和所述第二去直流滤波电路均包括第一数据缓存器、第二数据缓存器、第二减法器、第一移位寄存器、第三加法器、第三减法器、第二移位寄存器、第三移位寄存器和第二比较器，所述的第一数据缓存器输出第m时刻的缓存数据和第n时刻的缓存数据，且所述的m和n为不同取值，所述的第二数据缓存器输出第一缓存数据，所述的第二减法器的第一输入端输入所述的第m时刻的缓存数据，所述的第二减法器的第二输入端输入所述的第n时刻的缓存数据，所述的第一移位寄存器的输入端与所述的第二减法器的输出端相连接，所述的第三移位寄存器的输入端输入所述的第一缓存数据，所述的第三加法器的第一输入端与所述的第一移位寄存器的输出端相连接，所述的第三加法器的第二输入端输入所述的第一缓存数据，所述的第三减法器的第一输入端与所述的第三加法器的输出端相连接，所述的第三减法器的第二输入端与所述的第三移位寄存器的输出端相连接，所述的第二移位寄存器的输入端与所述的第三减法器的输出端相连接，所述的第二比较器用于输出比较结果，并与所述的第二移位寄存器的输出端相连接，所述的第一移位寄存器为10位左移移位寄存器，所述的第二移位寄存器和第三移位寄存器均为10位右移移位寄存器。
6.根据权利要求4所述的针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路，其特征在于，所述的加负直流电路包括第四加法器、第四移位寄存器、第五移位寄存器和第五加法器，所述的第四加法器的第一输入端与所述的第一低通滤波器的输出端相连接，所述的第四加法器的第二输入端输入第一常数值-200，所述的第四加法器的第一输出端与所述的第四移位寄存器的输入端相连接，所述的第四加法器的第二输出端与所述的第五移位寄存器的输入端相连接，所述的第五加法器的第一输入端与所述的第四移位寄存器的输出端相连接，所述的第五加法器的第二输入端与所述的第五移位寄存器的输出端相连接，所述的第四移位寄存器为1位左移移位寄存器，所述的第五移位寄存器为3位左移移位寄存器。
7.根据权利要求1所述的针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路，其特征在于，所述的周期点数和处理模块包括：
第一取绝对值单元，所述第一取绝对值单元的输入端与所述直流滤波模块的输出端相连接；
第三比较器，所述第三比较器的第一输入端与所述第一取绝对值单元的输出端相连接，所述第三比较器的第二输入端输入一常数，用于消除频率抖动。
8.根据权利要求1所述的针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路，其特征在于，所述的数据判断处理模块包括：
幅值比较信号生成单元，用于生成幅值比较信号，所述幅值比较信号生成单元的输入端与所述周期点数和处理模块的输出端相连接；
计数计时单元，用于生成阈值比较信号；
比特数据判断单元，用于判断数据并按比特输出，所述比特数据判断单元的第一输入端与所述幅值比较信号生成单元的输出端相连接，所述比特数据判断单元的第二输入端与所述计数计时单元的输出端相连接。
9.根据权利要求8所述的针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路，其特征在于，所述的幅值比较信号生成单元包括限幅电路和第四比较器，所述限幅电路的第一输入端与所述周期点数和处理模块的输出端相连接，所述限幅电路的第二输出端输入一限幅信号，所述限幅电路的第三输入端输入一时钟信号，所述限幅电路的第四输入端输入一复位信号，所述第四比较器的第一输入端输入所述限幅电路的输出信号，所述第四比较器的第二输入端输入第一阈值，所述第四比较器的第三输入端输入一时钟信号，所述第四比较器的第四输入端输入一复位信号。
10.根据权利要求8所述的针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路，其特征在于，所述的计数计时单元包括第五比较器、第六加法器、第二选择器、第七加法器和第三选择器，所述第五比较器的第一输入端输入第二阈值，所述第五比较器的第二输入端输入第三阈值，所述第六加法器的第一输入端输入一常数1，所述第六加法器的第二输入端输入所述第三阈值，所述第二选择器的第一输入端输入所述第五比较器的输出信号，所述第二选择器的第二输入端输入第六加法器的输出信号，所述第二选择器的第三输入端输入一时钟信号，所述第二选择器的第四输入端输入一复位信号，所述第二选择器的第五输入端输入一常数0，所述第二选择器的第六输入端输入一标志信号，所述第七加法器的第一输入端输入所述第二选择器的输出信号，所述第七加法器的第二输入端输入所述第二选择器的输出信号，所述第三选择器的第一输入端输入所述第七加法器的输出信号，所述第三选择器的第二输出端输入一常数0，所述第三选择器的第三输入端输入一时钟信号，所述第三选择器的第四输入端输入一复位信号，所述第三选择器的第五输入端输入一标志信号。
11.根据权利要求8所述的针对PMA标准的无线充电设备调频信号的解码电路，其特征在于，所述的比特数据判断单元包括第六比较器、第七比较器、第八比较器和第四选择器，所述第六比较器的第一输入端输入所述计数计时单元的输出信号，所述第六比较器的第二输入端输入第四阈值，所述第七比较器的第一输入端输入所述计数计时单元的输出信号，所述第七比较器的第二输入端输入第五阈值，所述第八比较器的输入端输入所述计数计时单元的输出信号，所述第八比较器的第二输入端输入第六阈值，所述第四选择器的第一输入端输入所述第六比较器的输出信号，所述第四选择器的第二输入端输入所述第七比较器的输出信号，所述第四选择器的第三输入端输入所述第八比较器的输出信号，所述第四选择器的第四输入端输入所述幅值比较信号生成单元的输出信号，所述第四选择器的第五输入端输入第一选择阈值，所述第四选择器的第六输入端输入第二选择阈值，所述第四选择器的第七输入端输入第三选择阈值，所述第四选择器的第八输入端输入第四选择阈值，所述第四选择器的第九输入端输入第五选择阈值，所述第四选择器的第十输入端输入第六选择阈值。
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Applicant after: China Resources micro integrated circuit (Wuxi) Co., Ltd

Address before: No.180-22, Linghu Avenue, Taihu International Science and Technology Park, Wuxi, Jiangsu 214135

Applicant before: WUXI CHINA RESOURCES SEMICO Co.,Ltd.

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GR01 Patent grant
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