CN1149742C - 多值移频键控解调窗口比较器 - Google Patents

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Abstract

一种多值移频健控解调窗口比较器包括：一个最高位比较器、一个最低位比较器、一个接收电场强度检测器、和一个参考电压产生电路。最高位比较器确定至少射频频移的极性。最低位比较器确定射频频移的绝对值。接收电场强度检测器检测射频信号的强度和输出对应于所检测的强度的信号。参考电压产生电路按照来自接收电场强度检测器的输出电压改变最低位比较器的参考电压。当来自接收电场强度检测器的输出电压不高于预定电平时，来自参考电压产生电路的参考电压改变。

Description

多值移频键控解调窗口比较器
本发明涉及多值移频键控(FSK)解调窗口比较器，特别涉及当接收的电场弱的时候，能够改善灵敏度的多值FSK解调窗口比较器。
图1是表示一种常规的四相FSK解调的无线部分的方框图。
由天线1接收的无线信号被无线放大部分2放大。产生调频(FM)的解调信号的频移数据由在解调部分3中的一个四相检测电路变换为模拟电压值。解调的模拟电压值被具有如图2所示的输入/输出特性的最高位(MSB)比较器4和具有图3所示的输入/输出特性的最低位(LSB)比较器5变换为由一个MSB和一个LSB组成的2比特数字的并行数据。MSB是通过确定频移的极性所得到的结果。LSB是通过确定频移的绝对值的幅度得到的结果。
图4A、4B、和4C是表示在现有技术中的一个被解调的信号和MSB和LSB比较器的操作的图。
为了确定频移的极性，MSB比较器4具有设置在对应该波形中心的电平VREF的参考电平。为了确定频移的幅度，LSB比较器5具有设置在对应于数据“10”和“11”的解调信号电压之间的中间值的电平VH的参考电平，和设置在对应于数据“01”和“00”的解调信号电压之间的中间值的电平VL的参考电平。
图5是常规的FSK解调电路的一般信/噪(S/N)特性的图。当射频信号的输入电平足够高时，解调信号电平是常数。但是，当射频信号的输入电平变得低于某一电平时(例如，VTH)时，解调信号电平相对于电平VREF降低。图6是用于解释在现有技术中射频信号输入电平和比较器的参考电平之间关系的定时图。
在这个常规FSK的解调比较器中，因为LSB比较器的参考电平保持恒定的电压与射频信号输入的幅度无关，LSB比较器的参考电平和当射频信号输入是大的时候得到的解调信号幅度电压之间的关系不同于LSB比较器的参考电平和当射频信号输入是小的时候得到的解调信号幅度电压之间的关系。这表明当射频信号的输入变得小于某一个电平时，LSB比较器不能执行正确的信号确定。
考虑到上述情况已经作出了本发明，和其目的是提供一种多值FSK解调窗口比较器，当接收的电场弱的时候，该比较器使LSB比较器的参考电平跟着被解调的信号的幅度变化，使得保持解调信号和LSB比较器参考电平之间的位置关系恒定，因此改善接收的灵敏度。
为了实现上述目的，按照本发明的第一个方面，提供一种多值FSK解调窗口比较器，包括：一个用于至少确定无线频率的频移的极性的MSB比较器；用于确定无线频率的频移绝对值的LSB比较器；用于检测该无线信号的强度和输出对应于该检测强度的信号的接收电场强度检测器；和用于根据来自接收电场强度检测器的输出电压改变LSB比较器的参考电压的参考电压产生电路，其中当来自接收电场强度检测器的输出电压不高于一个预定电平时，改变来自参考电压产生电路的参考电压。
按照本发明的第二个方面，该第一个方面的多值FSK解调窗口比较器的特征为：参考电压产生电路被设计为按照一个点改变LSB比较器的参考电压，在该点上，当来自接收电场强度检测器的输出电压不高于预定电平时，无线电信号的频移的绝对值减少。
按照本发明的第三个方面，该第一个方面的多值FSK解调窗口比较器的特征为：参考电压产生电路被设计为通过与来自在一个方向上的接收电场强度检测器的输出电压成比例的直流电压改变LSB比较器的参考电压，在该方向上当来自接收电场强度检测器的输出电压不高于预定电平时无线电信号的频移的绝对值减少。
按照本发明的第四个方面，该第一个方面的多值FSK解调窗口比较器的特征为：该参考电压产生电路被设计为通过与来自在一个方向上的接收电场强度检测器的输出电压的变化量成比例的直流电压改变LSB比较器的参考电压，在该方向上当来自接收电场强度检测器的输出电压不高于预定电平时无线电信号的频移的绝对值减少。
按照本发明的第五个方面，该第一个方面的多值FSK解调窗口比较器的特征为：该参考电压产生电路被设计为通过一个预定电压改变LSB比较器的参考电压，而不考虑接收电场强度检测器的输出电压，在一个方向上，当来自接收电场强度检测器的输出电压不高于预定电平时无线电信号的频移的绝对值减少。
按照本发明第六个方面，第一个方面的多值FSK解调窗口比较器的特征为：该LSB比较器包括具有多个输入端、多个参考电压输入端和多个确定输出端，而且被设计为确定无线频率的频移的绝对值，以便执行多值确定的LSB比较器。
按照本发明第七个方面，第一个方面的多值FSK解调窗口比较器的特征为：该多值FSK解调窗口比较器是一个八进制的FSK解调窗口比较器。
按照本发明的多值FSK解调窗口比较器，因为当接收电场弱时LSB比较器的参考电平跟着被解调的信号幅度变化，被解调的信号和比较器的参考电平之间的位置关系可以保持恒定。利用这种安排，即使在弱的接收电场的情况下也可以接收信号，而在现有技术的情况下则不能执行信号的接收。
本专业的技术人员在参照包括通过说明例子的方式表示出本发明的原理的优选实施例的下面详细描述和附图后，本发明的上述和其它目的、特点、和优点将是显而易见的。
图1是表示常规的四相元FSK解调的无线部分的整体安排的方框图；
图2是在现有技术中的MSB比较器的输入/输出特性的图；
图3是在现有技术中的LSB比较器的输入/输出特性的图；
图4A、4B、和4C是表示在现有技术中的一个被解调的信号和MSB与LSB比较器的操作的图；
图5是表示在常规的FM调制的S/N特性的图；
图6是用于解释在现有技术中射频信号的输入电平和比较器的参考电平之间关系的定时图；
图7是表示根据本发明的第一实施例的四相FSK的解调无线部分的方框图；
图8是表示如图7所示的实施例中的参考电压产生电路的电路图；
图9是表示在如图8所示的电路中使用的V-I放大器的输入特性的图；
图10是表示在图1中的接收电场强度检测器的输入/输出特性的图；
图11是表示在图8中所示的参考电压产生电路的输入/输出特性的图；
图12是表示按照本发明的第二实施例的参考电压产生电路的方框图；
图13A和13B是表示图12所示的参考电压产生电路的输入/输出特性的图；
图14是表示按照本发明的第三实施例的八相制FSK解调无线部分的方框图。
下面将参照各附图描述本发明的几个优选实施例。
图7是表示按照本发明的第一实施例的四相FSK解调无线部分。
由天线1接收的FM调制信号被无线放大部分2放大和被解调部分3解调。MSB比较器4和LSB比较器变5换己解调的信号为可以被控制部分28读的波形。MSB比较器4具有一个输入端、一个参考电压输入端、和一个确定输出端，和被设计为确定射频频移的极性，以便执行多值确定。LSB比较器5具有两个输入端、两个参考电压输入端、和一个确定输出端，和被设计为确定射频频移的绝对值，以便执行多值确定。
由无线放大部分2放大和传送到解调部分3的信号也被传送到接收电场强度检测器6。接收电场强度检测器6按照这个信号的幅度和图10所示的输入/输出特性输出一个直流电压信号到参考电压产生电路7。
如图8的方框图所示，参考电压产生电路7包括电压比较器13、V-I放大器14、VTH偏置电源17、VREF偏置电源12、开关15和16、恒流源8和11以及电阻9和10。
V-I放大器14具有图9所示的输入/输出特性。当来自接收电场强度检测器6的输出电压等于或高于电平VTH时，电压比较器13具有输出高信号的极性；和当来自接收电场强度检测器6的输出电压低于电平VTH时，输出低信号。当接收高信号时开关15和16的每个都具有被关断的特性，和当接收低时被接通。
本发明的这个实施例的操作将参照图8详细地描述。
当来自接收电场强度检测器6的输出电压等于或高于电平VTH时，从电压比较器13输出高信号，开关15和16被关断。因此，恒定电流I0在电阻9和10上流过，VH和VL变为恒压。与此相反，当无线信号的电场强度减小时，来自接收电场强度检测器6的输出电压变得低于电平VTH，从电压比较器13输出一个低信号，开关15和16被接通。然后V-I放大器14变换相对于VTH的差电压为电流，在电阻9和10之间流动的电流减小。因此，随着从接收电场强度检测器6的输出电压的减小，电阻9和10之间的电位差也减小。
以这种方式，参考电压产生电路7被设计为具有图11所示的输入/输出特性，以便当接收电场弱时，解调信号幅度变化，LSB比较器5的比较器参考电平被改变，保持最大解调信号幅度和比较器参考电平之间的位置关系。
在图12中参考电压产生电路7的安排和操作将在下面作为本发明的第二实施例进行描述。
第二实施例的参考电压产生电路7包括：电压比较器13、VTH偏置电源17、VREF偏置电源12、恒流源18、19、20和21、电阻9和10以及开关22和23。当来自接收电场强度检测器6的输出电压等于或高于电平VTH时，电压比较器13具有输出高信号的特性，和当该输出电压低于电平VTH时输出低信号的特性。当接收高信号时每个开关具有被接通的特性，和当接收低信号时具有被关断的特性。
利用作为第二实施例的参考电压产生电路7的上述安排，当来自接收电场强度检测器6的输出电压等于或高于电平VTH时，从电压比较器13输出高信号，开关22和23被接通。因此，在电阻9和10上流过恒定电流(I1+I2)，VH和VL变为恒压。此相反，当无线电信号的电场强度减小时，来自接收电场强度检测器6的输出电压变为低于电平VTH，从电压比较器13输出LOW信号，和开关22和23被关断。结果，恒定电流I2流过，VH和VL变为恒压。
在第二实施例中的参考电压产生电路7被设计为具有图13A和13B所示的特性。利用这个电路，因为当接收场强弱时解调信号幅度改变，两个不同比较器参考电平VH和VL可以被设置为参考电压的电平VTH。因此这个电路在特性上不如图8所示的电路，但是允许电路简化。
图14是表示作为本发明的第三实施例的八相制FSK解调无线部分的方框图。在该第三实施例中的LSB比较器具有多个输入端、多个参考电压输入端、多个确定输出端和被设计为确定射频频移的绝对值，以便执行多值确定。注意，参考电压产生电路25的操作是与图8和12所示的电路相同的。

Claims (7)

1.一种多值移频键控解调窗口比较器，包括用于确定至少射频频移极性的最高位比较器、用于确定射频频移绝对值的最低位比较器、用于检测无线电信号强度和输出对应于所检测强度的信号的接收电场强度检测器、和用于按照从所述接收电场强度检测器的输出电压改变所述最低位比较器的参考电压的参考电压产生电路，其中当所述接收电场强度检测器的输出电压不高于预定电平时，来自所述参考电压产生电路的参考电压改变，使得保持解调信号和移频键控比较器参考电平之间的位置关系恒定。
2.按照权利要求1的比较器，其中所述参考电压产生电路被设计为按照一个点来改变所述最低位比较器的参考电压，在该点上当来自所述接收电场强度检测器的输出电压不高于预定电平时，无线电信号的频移的绝对值减小。
3.按照权利要求1的比较器，其中所述参考电压产生电路被设计为利用正比于来自所述接收电场强度检测器在一个方向上的输出电压的直流电压改变所述最低位比较器的参考电压，在该方向上当来自所述接收电场强度检测器的输出电压不高于预定电平时无线电信号频移的绝时值减小。
4.按照权利要求1的比较器，其中所述参考电压产生电路被设计为利用正比于来自所述接收电场强度检测器在一个方向上的输出电压的变化量的直流电压改变所述最低位比较器的参考电压，在该方向上当来自所述接收电场强度检测器的输出电压不高于预定电平时无线电信号频移的绝对值减小。
5.按照权利要求1的比较器，其中所述参考电压产生电路被设计为利用一个预定电压改变所述最低位比较器的参考电压，而与来自接收电场强度检测器的输出电压无关，在一个预定方向上当来自所述接收电场强度检测器的输出电压不高于预定电平时无线电信号频移的绝对值减小。
6.按照权利要求1的比较器，其中所述最低位比较器包括具有多个输入端、多个参考电压输入端、和多个确定输出端并设计为确定射频频移的绝对值以便执行多值确定的最低位比较器。
7.按照权利要求1的比较器，其中所述多值移频键控解调窗口比较器是一个八相移频键控解调窗口比较器。
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