CN112019469B - 解调器和解调幅移键控信号的方法 - Google Patents

解调器和解调幅移键控信号的方法 Download PDF

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Abstract

提供了一种解调器，它对从不同方向接收的信号具有更稳定的灵敏度、更低功耗和更低制造成本。解调器可以包括并联电连接的第一解调器支路和第二解调器支路，以及用于向该解调器提供DC电源的DC电路。DC电路具有在DC电源Vcc和地之间串联电连接的第一二极管和第二二极管。例如，第二解调器支路可以共享第一解调器支路的低通滤波器和隔直流电容器，并且可以复用或重用来自第一解调器支路的偏置电流。

Description

解调器和解调幅移键控信号的方法
技术领域
本申请涉及幅度调制(AM)信号的解调，尤其涉及解调器，解调幅移键控(ASK)信号的方法，以及包括该解调器的复合密码卡(CPC)。
背景技术
ASK(Amplitude Shift Keying)调制广泛用于通信系统。例如，在电子收费(ETC)系统中，路侧单元(Road Side Unit，简称：RSU)通常广播 ASK信号(例如唤醒信号)，以及通常由车辆携带的复合密码卡(CPC)中的解调器接收和解调ASK信号。
传统上，解调器可能对从不同方向接收的ASK信号不具有稳定的灵敏性，并且可能具有高功耗，这可能影响解调器中的一次性电池的使用寿命。因此，非常需要一种对从不同方向接收的ASK信号具有更稳定的灵敏度和更低功耗的解调器。
发明内容
根据一个实施例，解调器可以包括第一解调器支路，第二解调器支 路和直流(DC)电路。第一解调器支路可以包括串联电连接的第一天线，第一 耦合电容器，第一带通滤波器，低通滤波器和隔直流电容器，其中隔直流电容 器电连接到负载电阻器。第二解调器支路可以包括串联电连接的第二天线，第 二耦合电容器和第二带通滤波器。DC电路可以包括串联电连接的DC电源，偏置电阻器，第一二极管，扼流电感器和第二二极管。第一二极管的阳极电连接到第一解调器支路的第一点，第二二极管的阳极电连接到第二解调器支路的第二点。
根据一个实施例，一种用于解调ASK信号的方法可以包括用解调器接收ASK信号，以及用解调器解调ASK信号。解调器可以包括第一解调器支路，第二解调器支路和DC电路。第一解调器支路可以包括串联电连接的第一天线，第一耦合电容器，第一带通滤波器，低通滤波器和隔直流电容器，其中隔直流电容器电连接到负载电阻器。第二解调器支路可以包括串联电连接的第二天线，第二耦合电容器，第二。DC电路可以包括串联电连接的DC电源，偏置电阻器，第一二极管，扼流电感器和第二二极管，其中第一二极管的阳极电连接到第一解调器支路中的第一点，并且其中第二二极管的阳极电连接到第二解调器支路中的第二点。
根据一个实施例，一种电子收费系统的复合密码卡(CPC)可以包括：解调器，被配置为解调ASK信号以获得基带信号；唤醒电路，被连接到解调器并被配置为接收基带信号；以及连接到唤醒电路的主电路。解调器可以包括：第一解调器支路，包括串联电连接的第一天线，第一带通滤波器和低通滤波器，并低通滤波器连接到负载电阻器；第二解调器支路，包括串联电连接的第二天线和第二带通滤波器；DC电路，包括串联电连接的DC电源、第一二极管、扼流电感器和第二二极管。第一二极管的阳极电连接到第一解调器支路中的第一点，第二二极管的阳极电连接到第二解调器支路中的第二点。
附图的简要说明
参考以下附图描述本申请的非限制性和非穷举性实施例，其中除非另有说明，否则相同的附图标记在各个视图中指代相同的部分。
图1是示出根据本申请一个实施例的ETC系统的框图。
图2是示出根据本申请一个实施例的解调器的电路图。
图3A-3E是示出根据本申请的一个实施例的各种信号的路径图。
图4A-4B是示出根据本申请的一个实施例的各种信号的波形图。
图5是示出根据本申请的一个实施例的解调ASK信号的方法流程图。
具体实施方式
现在将描述本申请的各个方面和示例。以下描述提供了用于彻底理解和实现这些示例的描述的具体细节。然而，本领域技术人员将理解，可以在没有许多这些细节的情况下实践本申请。
另外，可能未详细示出或描述一些众所周知的结构或功能，以便简明扼要并避免不必要地模糊相关描述。
在下面给出的描述中使用的术语旨在以其最广泛的合理方式解释，即使它与本申请的某些特定示例的详细描述一起使用。以下甚至可以强调某些术语，然而，任何旨在以任何受限制的方式解释的术语将在本详细描述部分中明确且具体地定义。
在不失一般性的情况下，将通过在ETC系统中采用解调器和解调 ASK信号的方法作为示例来参考说明各实施例。本领域普通技术人员理解，这仅仅是为了清楚和充分地描述本申请，而不是限制由所附权利要求限定的本申请的范围。
图1说明了图示根据一个实施例的ETC系统1的框图。ETC系统1 可包括路侧单元(Road Side Unit，RSU)2和复合密码卡(Composite Password Card，CPC)3。
实际上，RSU 2可以使用基带信号(例如，具有14KHz的频率)来改变载波信号(例如，具有5.8GHz的频率)的幅度以获得生成的ASK信号，并且可以发射生成的ASK信号到CPC3。
CPC 3通常可安装在车辆(未示出)的挡风玻璃上或车辆的其他合适位置。CPC 3可以包括解调器200，唤醒电路220和主电路240。
解调器200可以接收和解调所得到的ASK信号以获得基带信号。例如，唤醒电路220可以检测基带信号的频率。例如，如果该频率满足至少一个预设条件(例如，该频率落在限定的频率范围内)，则唤醒电路220可以识别出已经接收到唤醒信号，然后可以唤醒主电路240。然后，主电路240可以与 RSU 2建立连接以实现支付。
图2示出了说明根据本申请一个实施例的解调器200的电路图。解调器200通常可以包括并联电连接的第一解调器支路200A和第二解调器支路 200B。
第一解调器支路200A电连接在被配置为接收ASK信号的第一天线 ANT1和负载电阻器RL之间。负载电阻RL接地。
第二解调器支路200B电连接在被配置为接收ASK信号的第二天线 ANT2和负载电阻器RL之间。第二解调器200B共享第一解调器200A的一些元件，如下所述。
在一些实施例中，第一解调器支路200A可以包括：用于接收ASK 信号的第一天线ANT1，第一耦合电容器Cb1，用于通过ASK信号的第一带通滤波器BPF1，用于通过解调信号的低通滤波器L和隔直流电容器C，它们都是串联电连接的。
低通滤波器L包括电感器。隔直流电容器C电连接到负载电阻器 RL的第一端。负载电阻RL的第二端接地。RL可以是例如后续电路(例如图1 所示的唤醒电路220)中的放大器(未示出)的输入电阻器1。
在一些实施例中，第二解调器支路200B可以包括：用于接收ASK 信号的第二天线ANT2，第二耦合电容器Cb2，和用于通过ASK信号的第二带通滤波器BPF2，它们都是串联电连接。第二解调器200B可以共享第一解调器 200A的低通滤波器L和隔直流电容器C。
解调器200还包括DC电路200C。DC电路200C可以包括DC电源 Vcc，偏置(阻塞)电阻器Rb，第一二极管D1，扼流电感器L0和第二二极管 D2，它们都是串联电连接的。例如，第一二极管D1和第二二极管D2可以是肖特基势垒二极管。
在操作期间，Vcc在DC电路200C的一端提供DC电源。在DC电路200C的另一端，第二二极管D2的阴极接地。在DC电路200C中，第一二极管D1和第二二极管D2沿从Vcc到地的电气方向布置。
第一二极管D1的阳极电连接到第一解调器支路200A的第一点S1，其电连接到第一解调器支路200A的第一带通滤波器BPF1和低通滤波器L两者。第二二极管D2的阳极电连接到第二解调器支路200B的第二点S2，其电连接到第二解调器支路200B的第二带通滤波器BPF2和DC电路200C的扼流电感器 L0两者。
由此，DC电路200C的第一二极管D1和扼流电感器L0串联电连接在第一解调器支路200A的第一点S1和第二解调器支路200B的第二点S2之间。
DC电路200C还可以包括具有小电容(例如10pF)的旁路电容器 C0。第一二极管D1的阴极通过旁路电容器C0接地，以旁路ASK调制信号(例如，频率为5.8GHz)。
图3A-3E是示出根据本申请的一个实施例的各种信号的路径图。
图3A示出了第一解调器支路200A中的调制信号路径。例如，调制信号可以是5.8GHz的射频(RF)的ASK调制信号，其由第一解调器支路200A 的第一天线ANT1接收。
图3B示出了第一解调器支路200A中的解调信号路径。例如，解调信号可以是14KHz视频的基带信号。第一解调器支路200A中的解调信号通过 DC电路200C的第一二极管D1和第二二极管D2，然后接地。第一解调器支路 200A中的解调信号可以流过第一解调器支路200A的低通滤波器L和隔直流电容器C，然后可以输入到负载电阻器RL。
图3C示出了第二解调器支路200B中的调制信号路径。例如，调制信号可以是5.8GHz的射频(RF)的ASK调制信号，其由第二解调器支路200B 的第二天线ANT2接收。
图3D示出了第二解调器支路200B中的解调信号路径。例如，解调信号可以是14KHz视频的基带信号。第二解调器支路200B中的解调信号通过 DC电路200C的第二二极管D2。第二解调器支路200B中的解调信号可以流过第一解调器支路200A的低通滤波器L和隔直流电容器C，然后可以输入到负载电阻器RL。
如图3B和3D所示，第一解调器支路200A中的解调信号和第二解调器支路200B中的解调信号可以共享第一解调器支路200A的低通滤波器L和隔直流电容器C作为到负载电阻器RL的公共信号路径。
图3E示出了DC电路200C中的DC电流路径。在操作期间，从Vcc 提供的DC电流流过偏置电阻器Rb，第一二极管D1，扼流电感器L0和第二二极管D2，最后流入地。
下面提供一个例子来说明如图2所示的解调器200如何工作。例如，如图2所示的那些元素可以具有示例性值：Cb1＝Cb2＝10pF，Rb＝600KΩ，C0 ＝10pF，C＝100nF，L＝100nH，L0＝100nH，等等。
如图2所示，由于第一解调器支路200A具有第一耦合电容器Cb1 和阻断DC电流的隔直流电容器C，因此从DC电路200C中的Vcc提供的DC 电流不会在第一点S1处流入第一解调器支路200A。
由于第二解调器支路200B具有阻断DC电流的第二耦合电容器 Cb2，因此从DC电路200C中的Vcc提供并且通过第一二极管D1和扼流电感器L0的DC电流不会在第二点S2处流入第二解调器支路200B。
在一些实施例中，第一二极管D1的阴极经由扼流电感器L0连接到第二二极管D2的阳极。第二二极管D2的阴极接地。DC电路200C中的扼流电感器L0(例如，具有电感100nH)可以阻塞RF信号(例如，频率为5.8GHz的调制信号)。因此，扼流电感器L0可以防止RF信号在第一解调器支路200A 和第二解调器支路200B之间交叉进入，并且还可以防止RF信号从第二解调器支路200B进入DC电路200C。
在一些实施例中，在DC电路200C中使用具有小电容(例如，大约 10pF)的旁路电容器C0以将解调信号(例如5.8GHz RF信号)旁路到地。DC 电路200C中的偏置电阻器Rb本身可以用作偏置电阻。
利用如上所述的解调器的双天线结构，解调器对从不同方向接收的信号具有更加一致的灵敏度。由于第二解调器支路可以复用或重用从DC电源 Vcc提供的用于第一解调器支路的偏置电流，因此可以大大降低解调器的DC功耗。
另外，由于第二解调器支路可以共享第一解调器的一些公共元件(例如低通滤波器和隔直流电容器)，所以可以防止第一解调器支路和第二解调器支路之间的解调信号的交叉输入，并且由于使用了更少的元件，因此可以降低解调器的制造成本。
图4A-4B示出了根据本申请一个实施例的各种信号的波形。例如，图4A示出了由第一解调器支路的第一天线接收的ASK调制信号(例如，5.8GHz 的射频)的波形。例如，图4B示出了第一解调器支路200A中的解调信号(例如，频率为14KHz)的波形。
图5是示出根据本申请的一个实施例的解调ASK信号的方法500的流程图。在本申请的一个实施例中，在步骤502中，用如图2所示的解调器200 接收ASK调制信号。在步骤504中，用解调器200解调ASK调制信号，以获得如上所述的解调信号或基带信号。
各种实施例的特征和方面可以集成到其他实施例中，并且可以在没有示出或描述所有特征或方面的情况下实现本文档中示出的实施例。
本领域技术人员将理解，尽管出于说明的目的描述了系统和方法的特定示例和实施例，但是在不脱离本申请的精神和范围的情况下可以进行各种修改。此外，一个实施例的特征可以结合到其他实施例中，即使在本说明书中的单个实施例中没有一起描述那些特征的情况下也是如此。因此，本申请由所附权利要求描述。

Claims (13)

1.一种解调器，包括：
第一解调器支路，包括：串联电连接的第一天线，第一耦合电容器，第一带通滤波器，低通滤波器和隔直流电容器，其中所述隔直流电容器与负载电阻器电连接；
第二解调器支路，包括：串联电连接的第二天线，第二耦合电容器和第二带通滤波器；以及
直流电路，包括：串联电连接的直流电源，偏置电阻器，第一二极管，扼流电感器和第二二极管，其中所述第一二极管的阳极电连接到所述第一解调器支路的第一点，并且其中所述第二二极管的阳极电连接到所述第二解调器支路的第二点，其中所述第一点电连接到所述第一带通滤波器和所述低通滤波器，并且所述第二点电连接到所述第二带通滤波器和所述扼流电感器。
2.根据权利要求1所述的解调器，其特征在于，所述直流电路还包括接地的旁路电容器，所述第一二极管的阴极通过所述旁路电容器接地。
3.根据权利要求1所述的解调器，其特征在于，所述低通滤波器包括低通电感器。
4.根据权利要求1所述的解调器，其特征在于，所述负载电阻器接地，并且所述第二二极管的阴极接地。
5.一种解调ASK信号的方法，包括：
用解调器接收ASK信号，所述解调器包括：
第一解调器支路，包括：串联电连接的第一天线，第一耦合电容器，第一带通滤波器，低通滤波器以及隔直流电容器，其中，所述隔直流电容器与负载电阻器电连接；
第二解调器支路，包括：串联电连接的第二天线，第二耦合电容器，第二带通滤波器；和
直流电路，包括：串联电连接的直流电源，偏置电阻器，第一二极管，扼流电感器以及第二二极管，其中所述第一二极管的阳极电连接到所述第一解调器支路中的第一点，所述第二二极管的阳极电连接到所述第二解调器支路中的第二点，其中所述第一点电连接到所述第一带通滤波器和所述低通滤波器，并且所述第二点电连接到所述第二带通滤波器和所述扼流电感器；以及
用所述解调器解调ASK信号。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述直流电路还包括旁路电容器，所述第一二极管的阴极通过所述旁路电容器接地，所述旁路电容器被配置为旁路通过所述第一二极管的调制信号。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一点电连接到所述第一带通滤波器和所述低通滤波器之间，并且所述第二点电连接到所述第二带通滤波器和所述扼流电感器。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述负载电阻器接地，并且所述第二二极管的阴极接地。
9.一种电子收费系统的复合密码卡，包括：
解调器，被配置为解调ASK信号以获得基带信号；
连接到所述解调器的唤醒电路，被配置为接收所述基带信号；以及
连接到所述唤醒电路的主电路；
其中所述解调器包括：
第一解调器支路，包括：串联电连接的第一天线，第一带通滤波器和低通滤波器，并且所述低通滤波器连接到负载电阻器；
第二解调器支路，包括：串联电连接的第二天线和第二带通滤波器；和
直流电路，包括：串联电连接的直流电源，第一二极管，扼流电感器和第二二极管，其中所述第一二极管的阳极电连接到所述第一解调器支路中的第一点，并且其中所述第二二极管的阳极电连接到所述第二解调器支路中的第二点，其中所述第一点电连接到所述第一带通滤波器和所述低通滤波器，并且所述第二点电连接到所述第二带通滤波器和所述扼流电感器。
10.根据权利要求9所述的复合密码卡，其特征在于，所述直流电路还包括在所述直流电源和所述第一二极管之间串联电连接的偏置电阻器。
11.根据权利要求9所述的复合密码卡，其特征在于，所述负载电阻器包括所述唤醒电路的放大器的输入电阻器。
12.根据权利要求9所述的复合密码卡，其特征在于，所述第一解调器支路还包括第一耦合电容器，其串联电连接在所述第一天线和所述第一带通滤波器之间。
13.根据权利要求9所述的复合密码卡，其特征在于，所述第二解调器支路还包括第二耦合电容器，其串联电连接在所述第二天线和第二带通滤波器之间。
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