CN114268279A - 抗共模干扰的调制解调电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗共模干扰的调制解调电路，该调制解调电路包括调制电路和解调电路，该解调电路包括高通滤波器和比较器；调制电路与高通滤波器电连接，高通滤波器与比较器电连接；调制电路用于将输入信号转换为已调信号，并将已调信号传输至高通滤波器；高通滤波器用于滤除已调信号中的共模干扰信号；比较器用于将滤除后的已调信号转换为与输入信号对应的数字信号。本发明通过合理设置调制解调电路中的载波信号频率、高通滤波器以及低通滤波器的截止频率，在完成信号调制解调功能的同时，能够有效地抑制共模干扰信号，从而降低了信号传输的误码率。

Description

抗共模干扰的调制解调电路

技术领域

本发明涉及抗干扰调制解调技术领域，特别涉及一种抗共模干扰的调制解调电路。

背景技术

现有技术中，两颗芯片之间进行数据传输时，如图1所示，输入数据在芯片A中进行调制，然后将调制后的信号通过电容传输到芯片B，在芯片B中进行解调，并恢复出原数据。通常芯片A和芯片B分别工作在不同的电源域中，因此，在芯片A和芯片B的GND1和GND2之间相对有一个快速的瞬态跳变干扰信号的情况下，如果不加以处理，则该干扰信号就会被当作有用的信号被解调器解调出来，从而导致误码产生。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中在数据传输过程中由于芯片的接地之间出现干扰信号而产生误码的缺陷，提供一种抗共模干扰的调制解调电路。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本发明提供了一种抗共模干扰的调制解调电路，所述调制解调电路包括调制电路和解调电路，所述解调电路包括高通滤波器和比较器；

所述调制电路与所述高通滤波器电连接，所述高通滤波器与所述比较器电连接；

所述调制电路用于将输入信号转换为已调信号，并将所述已调信号传输至所述高通滤波器；

所述高通滤波器用于滤除所述已调信号中的共模干扰信号；

所述比较器用于将滤除后的所述已调信号转换为与所述输入信号对应的数字信号。

较佳地，所述调制电路包括与门和反相器；

所述与门的输入端用于接收输入信号，所述与门的输出端与所述反相器的输入端电连接，所述反相器的输出端与所述高通滤波器电连接；

所述输入信号包括低频数字信号和高频时钟信号；

所述与门用于将所述低频数字信号和所述高频时钟信号相与得到已调信号；

所述反相器用于将所述已调信号转换为反相已调信号，并将所述已调信号和所述反相已调信号传输至所述高通滤波器。

较佳地，所述调制电路还包括延迟器、第一缓冲器和第二缓冲器；

所述延迟器的输入端与所述与门的输出端电连接，所述延迟器的输出端与所述第一缓冲器的输入端电连接，所述第一缓冲器的输出端与所述高通滤波器电连接；

所述第二缓冲器的输入端与所述反相器的输出端电连接，所述第二缓冲器的输出端与所述高通滤波器电连接。

较佳地，所述解调电路还包括阻容耦合电路、差分放大器、全波整流器和低通滤波器；

所述阻容耦合电路的一端与所述高通滤波器电连接，所述阻容耦合电路的另一端与所述差分放大器的输入端电连接，所述差分放大器的输出端与所述全波整流器的一端电连接，所述全波整流器的另一端与所述低通滤波器电连接，所述低通滤波器与所述比较器电连接；

所述阻容耦合电路用于重新设置所述高通滤波器传输的已调信号中的直流分量，并保留所述已调信号中的交流分量；

所述差分放大器用于接收并放大所述阻容耦合电路传输的已调信号；

所述全波整流器用于接收并将所述差分放大器传输的交流已调信号转换为与所述交流已调信号对应的直流信号；

所述低通滤波器用于接收并取出所述全波整流器传输的已调信号中的直流信号；

所述比较器具体用于将所述低通滤波器传输的直流信号转换为与所述输入信号对应的数字信号。

较佳地，所述解调电路还包括施密特触发器；

所述施密特触发器与所述比较器电连接；

所述施密特触发器用于对与所述输入信号对应数字信号进行整形，以得到滤除共模干扰的输入信号。

较佳地，所述高通滤波器包括第一电容、第二电容、第一电阻和第二电阻；

所述第一电容的一端与所述第一缓冲器的输出端电连接，所述第一电容的另一端分别与所述第一电阻的一端以及所述比较器的正输入端电连接，所述第二电容的一端与所述第二缓冲器的输出端电连接，所述第二电容的另一端分别与所述第二电阻的一端以及所述比较器的负输入端电连接，所述第一电阻的另一端和第二电阻的另一端均接地。

较佳地，所述阻容耦合电路包括第三电容、第四电容、第三电阻和第四电阻；

所述第三电容的一端以及所述第四电容的一端分别与所述高通滤波器电连接，所述第三电容的另一端分别与所述第三电阻的一端以及所述差分放大器的正输入端电连接，所述第四电容的另一端分别与所述第四电阻的一端以及所述差分放大器的负输入端电连接，第三电阻的另一端和第四电阻的另一端电连接。

较佳地，所述低通滤波器包括第五电阻、第六电阻、第五电容和第六电容；

所述第五电阻的一端以及所述第六电阻的一端分别与所述全波整流器的另一端电连接，所述第五电阻的另一端分别与第五电容的一端以及所述比较器的正输入端电连接，所述第六电阻的另一端分别与第六电容的一端以及所述比较器的负输入端电连接，所述第五电容的另一端以及所述第六电容的另一端均接地。

较佳地，所述高通滤波器的截止频率大于所述已调信号中的共模干扰信号的频率，且所述高通滤波器的截止频率小于所述已调信号中的载波信号的频率。

较佳地，所述低通滤波器的截止频率小于所述已调信号中的载波信号的频率，且所述低通滤波器的截止频率大于所述已调信号中的调制信号的频率。

本发明的积极进步效果在于：

本发明通过合理设置调制解调电路中的载波信号频率、高通滤波器以及低通滤波器的截止频率，在完成信号调制解调功能的同时，能够有效地抑制共模干扰信号，从而降低了信号传输的误码率。

附图说明

图1为现有技术中两颗芯片之间进行数据传输示意图。

图2为本发明一示例性实施例提供的抗共模干扰的调制解调电路的电路图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

本实施例提供的一种抗共模干扰的调制解调电路，如图2所示，该调制解调电路包括调制电路1和解调电路2，该解调电路2包括高通滤波器21和比较器22；

调制电路1与高通滤波器21电连接，高通滤波器21与比较器22电连接；

调制电路1用于将输入信号转换为已调信号，并将已调信号传输至高通滤波器21；

高通滤波器21用于滤除已调信号中的共模干扰信号；

比较器22用于将滤除后的已调信号转换为与输入信号对应的数字信号。

本实施例中，输入信号为调制信号。

本实施例中，高通滤波器21的截止频率大于已调信号中的共模干扰信号的频率，且高通滤波器21的截止频率小于已调信号中的载波信号的频率。

需要说明的是，高通滤波器的截止频率远大于已调信号中的共模干扰信号的频率，高通滤波器的截止频率的设置也可以根据实际情况进行调整，此处不做具体限定。

在一可实施的方案中，如图2所示，调制电路1包括与门11和反相器12；

与门11的输入端用于接收输入信号，与门11的输出端与反相器12的输入端电连接，反相器12的输出端与高通滤波器21电连接；

输入信号包括低频数字信号和高频时钟信号；

与门11用于将低频数字信号和高频时钟信号相与得到已调信号；

反相器12用于将已调信号转换为反相已调信号，并将已调信号和反相已调信号传输至高通滤波器21。

在一可实施的方案中，如图2所示，调制电路1还包括延迟器13、第一缓冲器14和第二缓冲器15；

延迟器13的输入端与与门11的输出端电连接，延迟器13的输出端与第一缓冲器14的输入端电连接，第一缓冲器14的输出端与高通滤波器21电连接；

第二缓冲器15的输入端与反相器12的输出端电连接，第二缓冲器15的输出端与高通滤波器21电连接。

在一可实施的方案中，如图2所示，解调电路2还包括阻容耦合电路23、差分放大器24、全波整流器(Full-wave rectifier)25和低通滤波器26；

阻容耦合电路23的一端与高通滤波器21电连接，阻容耦合电路23的另一端与差分放大器24的输入端电连接，差分放大器24的输出端与全波整流器25的一端电连接，全波整流器25的另一端与低通滤波器26电连接，低通滤波器26与比较器22电连接；

阻容耦合电路23用于重新设置高通滤波器21传输的已调信号中的直流分量，并保留已调信号中的交流分量；

差分放大器24用于接收并放大阻容耦合电路23传输的已调信号；

全波整流器25用于接收并将差分放大器24传输的交流已调信号转换为与交流已调信号对应的直流信号；

低通滤波器26用于接收并取出全波整流器25传输的已调信号中的直流信号；

需要说明的是，全波整流器是将交流信号转换为直流信号和交流信号，具体原理为：将半含正、负半轴的交流信号全部变为正半轴，包含了直流分量和交流分量。然后经过低通滤波器滤除交流信号，保留直流信号，即称为取包络。

比较器22具体用于将低通滤波器传输的直流信号转换为与输入信号对应的数字信号。

本实施例中，低通滤波器26的截止频率小于已调信号中的载波信号的频率，且低通滤波器26的截止频率大于已调信号中的调制信号(即输入信号)的频率。

需要说明的是，低通滤波器的截止频率远小于已调信号中的载波信号的频率，低通滤波器的截止频率的设置也可以根据实际情况进行调整，此处不做具体限定。

在一可实施的方案中，如图2所示，解调电路2还包括施密特触发器27；

施密特触发器27与比较器22电连接；

施密特触发器27用于对与输入信号对应数字信号进行整形，以得到滤除共模干扰的输入信号。

在一可实施的方案中，如图2所示，高通滤波器21包括第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1和第二电阻R2；

第一电容C1的一端与第一缓冲器14的输出端电连接，第一电容C1的另一端分别与第一电阻R1的一端以及比较器22的正输入端电连接，第二电容C2的一端与第二缓冲器15的输出端电连接，第二电容C2的另一端分别与第二电阻R2的一端以及比较器22的负输入端电连接，第一电阻R1的另一端和第二电阻R2的另一端均接地。

本实施例中，第一电容C1的电容值和第二电容C2的电容值均为50pF，第一电阻R1的电阻值和第二电阻R2的电阻值均为1KΩ。

在一可实施的方案中，如图2所示，阻容耦合电路23包括第三电容C3、第四电容C4、第三电阻R3和第四电阻R4；

第三电容C3的一端以及第四电容C4的一端分别与高通滤波器21电连接，第三电容C3的另一端分别与第三电阻R3的一端以及差分放大器24的正输入端电连接，第四电容C4的另一端分别与第四电阻R4的一端以及差分放大器24的负输入端电连接，第三电阻的另一端和第四电阻的另一端电连接。

本实施例中，第三电容C3的电容值和第四电容C4的电容值均为200pF，第三电阻R3的电阻值和第四电阻R4的电阻值均为50Ω。

在一可实施的方案中，如图2所示，低通滤波器26包括第五电阻R5、第六电阻R6、第五电容C5和第六电容C6；

第五电阻R5的一端以及第六电阻R6的一端分别与全波整流器25的另一端电连接，第五电阻R5的另一端分别与第五电容C5的一端以及比较器22的正输入端电连接，第六电阻R6的另一端分别与第六电容C6的一端以及比较器22的负输入端电连接，第五电容C5的另一端以及第六电容C6的另一端均接地。

本实施例中，第五电容C5的电容值和第六电容C6的电容值均为100pF，第五电阻R5的电阻值和第六电阻R6的电阻值均为100Ω。

具体地，如图2所示，与门11的输出端分别与反相器12的输入端以及延迟器13的输入端电连接，延迟器13的输出端与第一缓冲器14的输入端电连接，反相器12的输出端与第二缓冲器15的输入端电连接，第一缓冲器14的输出端以及第二缓冲器15的输出端分别与第一电容C1的一端以及第二电容C2的一端电连接，第一电容C1的另一端分别与第一电阻R1的一端以及第三电容C3的一端电连接，第二电容C2的另一端分别与第二电阻R2的一端以及第四电容C4的一端电连接，第一电阻R1的另一端和第二电阻R2的另一端均接地；第三电容C3的另一端分别与第三电阻R3的一端以及差分放大器24的正输入端电连接，第四电容C4的另一端分别与第四电阻R4的一端以及差分放大器24的负输入端电连接，第三电阻的另一端和第四电阻的另一端电连接，差分放大器24的供电端V_com与第三电阻的另一端电连接，差分放大器24的输出端与与全波整流器25的一端电连接，全波整流器25的另一端分别与第五电阻R5的一端以及第六电阻R6的一端电连接，第五电阻R5的另一端分别与第五电容C5的一端以及比较器22的正输入端电连接，第六电阻R6的另一端分别与第六电容C6的一端以及比较器22的负输入端电连接，第五电容C5的另一端以及第六电容C6的另一端均接地；比较器22的输出端与施密特触发器27的输入端电连接，施密特触发器27的输出端用于输出整形后的滤除共模干扰的输入信号。

需要说明的是，本实施例的抗共模干扰的调制解调电路可以为抗共模干扰的OOK(On-off Keying)调制解调电路。

在具体实施过程中，OOK调制解调电路中的OOK调制电路是将低频数字信号(即低频的数字编码数据Data)和高频时钟信号(即高频的数字时钟载波Clock)相与得到已调信号，然后将已调信号传输至反相器得到其反相信号，同时，同相信号经过延迟器与反相信号保持相位同步，从而得到一组差分已调信号，最后分别通过第一缓冲器(BUF1)和第二缓冲器(BUF2)驱动后级电容将已调信号发送出去。

OOK调制解调电路中的OOK解调电路，首先通过一个高通滤波器，其截止频率大于已调信号中的共模干扰信号的频率，且小于已调信号中的载波信号的频率，该高通滤波器用于滤除已调信号中的共模干扰信号，然后通过阻容耦合电路将该已调信号中的交流分量耦合至差分放大器的输入端，并重新设置差分放大器供电端的共模电平为V_com，该差分放大器用于接收并放大阻容耦合电路传输的已调信号，并抑制已调信号中的共模干扰信号，再经过全波整流器和低通滤波器，此低通滤波器的截止频率设置为小于已调信号中的载波信号的频率；且大于已调信号中的调制信号的频率，便可以取出全波整流器传输的已调信号中的直流信号(即取出已调信号的包络)，再通过比较器，将输入信号(即调制信号)解调出来，最后经过施密特触发器对与输入信号对应数字信号进行整形，以得到滤除共模干扰的输入信号，完成了整个调制解调过程，从而降低了OOK调制和解调过程中因共模干扰而产生的误码。

需要说明的是，调制信号是需要传输的信号，用来调制载波信号，即调制信号为输入信号；载波信号也称为被调制信号，即载波信号被输入信号调制；已调信号为载波信号经过调制信号(即输入信号)调制后的信号，已调信号包括调制信号(即输入信号)和载波信号。

本实施例的OOK调制解调电路具有较强的抗共模干扰能力，通过合理设置调制解调电路中的载波信号频率、高通滤波器以及低通滤波器的截止频率，在完成信号调制解调功能的同时，能够有效地抑制共模干扰信号，从而降低了信号传输的误码率。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种抗共模干扰的调制解调电路，其特征在于，所述调制解调电路包括调制电路和解调电路，所述解调电路包括高通滤波器和比较器；

所述调制电路与所述高通滤波器电连接，所述高通滤波器与所述比较器电连接；

所述调制电路用于将输入信号转换为已调信号，并将所述已调信号传输至所述高通滤波器；

所述高通滤波器用于滤除所述已调信号中的共模干扰信号；

所述比较器用于将滤除后的所述已调信号转换为与所述输入信号对应的数字信号。

2.如权利要求1所述的抗共模干扰的调制解调电路，其特征在于，所述调制电路包括与门和反相器；

所述与门的输入端用于接收输入信号，所述与门的输出端与所述反相器的输入端电连接，所述反相器的输出端与所述高通滤波器电连接；

所述输入信号包括低频数字信号和高频时钟信号；

所述与门用于将所述低频数字信号和所述高频时钟信号相与得到已调信号；

所述反相器用于将所述已调信号转换为反相已调信号，并将所述已调信号和所述反相已调信号传输至所述高通滤波器。

3.如权利要求2所述的抗共模干扰的调制解调电路，其特征在于，所述调制电路还包括延迟器、第一缓冲器和第二缓冲器；

所述延迟器的输入端与所述与门的输出端电连接，所述延迟器的输出端与所述第一缓冲器的输入端电连接，所述第一缓冲器的输出端与所述高通滤波器电连接；

所述第二缓冲器的输入端与所述反相器的输出端电连接，所述第二缓冲器的输出端与所述高通滤波器电连接。

4.如权利要求1所述的抗共模干扰的调制解调电路，其特征在于，所述解调电路还包括阻容耦合电路、差分放大器、全波整流器和低通滤波器；

所述阻容耦合电路的一端与所述高通滤波器电连接，所述阻容耦合电路的另一端与所述差分放大器的输入端电连接，所述差分放大器的输出端与所述全波整流器的一端电连接，所述全波整流器的另一端与所述低通滤波器电连接，所述低通滤波器与所述比较器电连接；

所述阻容耦合电路用于重新设置所述高通滤波器传输的已调信号中的直流分量，并保留所述已调信号中的交流分量；

所述差分放大器用于接收并放大所述阻容耦合电路传输的已调信号；

所述全波整流器用于接收并将所述差分放大器传输的交流已调信号转换为与所述交流已调信号对应的直流信号；

所述低通滤波器用于接收并取出所述全波整流器传输的已调信号中的直流信号；

所述比较器具体用于将所述低通滤波器传输的直流信号转换为与所述输入信号对应的数字信号。

5.如权利要求1所述的抗共模干扰的调制解调电路，其特征在于，所述解调电路还包括施密特触发器；

所述施密特触发器与所述比较器电连接；

所述施密特触发器用于对与所述输入信号对应数字信号进行整形，以得到滤除共模干扰的输入信号。

6.如权利要求3所述的抗共模干扰的调制解调电路，其特征在于，所述高通滤波器包括第一电容、第二电容、第一电阻和第二电阻；

所述第一电容的一端与所述第一缓冲器的输出端电连接，所述第一电容的另一端分别与所述第一电阻的一端以及所述比较器的正输入端电连接，所述第二电容的一端与所述第二缓冲器的输出端电连接，所述第二电容的另一端分别与所述第二电阻的一端以及所述比较器的负输入端电连接，所述第一电阻的另一端和第二电阻的另一端均接地。

7.如权利要求4所述的抗共模干扰的调制解调电路，其特征在于，所述阻容耦合电路包括第三电容、第四电容、第三电阻和第四电阻；

所述第三电容的一端以及所述第四电容的一端分别与所述高通滤波器电连接，所述第三电容的另一端分别与所述第三电阻的一端以及所述差分放大器的正输入端电连接，所述第四电容的另一端分别与所述第四电阻的一端以及所述差分放大器的负输入端电连接，第三电阻的另一端和第四电阻的另一端电连接。

8.如权利要求4所述的抗共模干扰的调制解调电路，其特征在于，所述低通滤波器包括第五电阻、第六电阻、第五电容和第六电容；

所述第五电阻的一端以及所述第六电阻的一端分别与所述全波整流器的另一端电连接，所述第五电阻的另一端分别与第五电容的一端以及所述比较器的正输入端电连接，所述第六电阻的另一端分别与第六电容的一端以及所述比较器的负输入端电连接，所述第五电容的另一端以及所述第六电容的另一端均接地。

9.如权利要求1所述的抗共模干扰的调制解调电路，其特征在于，所述高通滤波器的截止频率大于所述已调信号中的共模干扰信号的频率，且所述高通滤波器的截止频率小于所述已调信号中的载波信号的频率。

10.如权利要求4所述的抗共模干扰的调制解调电路，其特征在于，所述低通滤波器的截止频率小于所述已调信号中的载波信号的频率，且所述低通滤波器的截止频率大于所述已调信号中的调制信号的频率。

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