CN116781015A - 包络检波电路及芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及芯片领域，公开了一种包络检波电路及芯片，该包络检波电路包括：电容充电电流提供模块，用于接收调制信号并在调制信号的控制下为电容提供充电电流；电容放电电流提供模块，与电容充电电流提供模块连接，用于接收调制信号并在调制信号的控制下为电容提供放电电流；电容，电容连接在电容充电电流提供模块或电容放电电流提供模块的两端之间；以及比较模块，用于比较连接电压与预设参考电压，其中，充电电流和放电电流满足使得在调制信号的第一个脉冲周期内连接电压达到小于预设参考电压；以及根据比较结果输出电平信号，以完成对调制信号的包络检波。藉此，实现了包络检波和传输低延时。
Description
技术领域
本发明涉及芯片领域，具体地涉及一种包络检波电路及芯片。
背景技术
检波电路一般是解调电路的最后部分。检波的作用是从已调制的高频信号中还原出原信号，如果还原的信号与高频调制信号的包络变化规律一致，则称这种技术为包络检波。包络检波技术广泛应用于以数字隔离器为代表的信号传输芯片中，解调电路将接收的尖峰信号恢复为标准脉冲信号后，要经过包络检波还原出原低频信号。当下，不断提升的市场需求对包络检波技术的可靠性提出了新的要求。
传统的包络检波技术如图1所示，当输入电压大于输出电压时，二极管导通，电容充电，输出电压上升；当输入电压小于输出电压时，二极管关断，电容通过电阻放电。通常将电阻阻值设置较大，以满足充电较快而放电较慢的要求，从而实现包络检波。为了得到标准的高电平，传统包络检波方案一般会将电容和电阻设置较大以放缓放电速度，但这会使得输入信号发生状态翻转时，检波电路还原出低电平的速度也显著降低，产生较大的传输延时。如果要获得低延时特性，则需要减小电容和电阻，但这显然会面临输出信号不是标准高电平的问题，从而导致误码。当前包络检波技术存在传输延时较大、可靠性较低的问题。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种包络检波电路及芯片，其可解决或至少部分解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明实施例的一方面提供一种包络检波电路，该包络检波电路包括：电容充电电流提供模块，用于接收调制信号并在所述调制信号的控制下为电容提供充电电流；电容放电电流提供模块，与所述电容充电电流提供模块连接，用于接收所述调制信号并在所述调制信号的控制下为所述电容提供放电电流；所述电容，所述电容连接在所述电容充电电流提供模块或所述电容放电电流提供模块的两端之间；以及比较模块，用于：比较所述电容充电电流提供模块与所述电容放电电流提供模块的连接处的连接电压与预设参考电压，其中，所述充电电流和所述放电电流满足使得在所述调制信号的第一个脉冲周期内所述连接电压达到小于所述预设参考电压；以及根据比较结果输出电平信号，以完成对所述调制信号的包络检波。
可选地，所述充电电流和所述放电电流还满足使得所述电容的放电速度大于所述电容的充电速度。
可选地，所述电容充电电流提供模块或所述电容放电电流提供模块包括：电流输出模块，用于输出电流；以及开关模块，用于接收所述调制信号并在所述调制信号的控制下导通或关闭。
可选地，所述电流输出模块为电流源。
可选地，所述开关模块为开关管。
可选地，该包络检波电路还包括：缓冲器，与所述比较模块的输出端连接。
此外，本发明实施例的另一方面提供一种芯片，该芯片包括：上述的包络检波电路。
通过上述技术方案，在调制信号的控制下电容充电电流提供模块为电容提供充电电流以进行充电或者电容放电电流提供模块为电容提供放电电流以进行放电，比较模块比较连接电压与预设参考电压并根据比较结果输出电平信号以完成对所述调制信号的包络检波，如此，实现了包络检波；并且，充电电流和放电电流满足使得在调制信号的第一个脉冲周期内连接电压达到小于预设参考电压，如此，实现了传输低延时。
附图说明
图1是传统包络检波电路；
图2是本发明一实施例提供的包络检波电路的结构框图；
图3是本发明另一实施例提供的包络检波电路的结构框图；
图4是本发明另一实施例提供的包络检波电路的示意图；以及
图5是本发明另一实施例提供的时序图。
附图标记说明
1 电容充电电流提供模块 2 比较模块
3 电容放电电流提供模块 4 电容
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明实施例的一个方面提供一种包络检波电路。
图2是本发明一实施例提供的包络检波电路的结构框图。如图2所示，包络检波电路包括电容充电电流提供模块1、比较模块2、电容放电电流提供模块3和电容。其中，电容充电电流提供模块1用于接收调制信号并在调制信号的控制下为电容提供充电电流。电容放电电流提供模块3与电容充电电流提供模块1连接，用于接收调制信号并在调制信号的控制下为电容4提供放电电流。电容4连接在电容放电电流提供模块3的两端之间。可选地，在本发明实施例中，电容还可以连接在电容充电电流提供模块的两端之间。在本发明实施例中，调制信号控制电容充电电流提供模块1为电容4提供充电电流或者电容放电电流提供模块3为电容4提供放电电流。例如，在电容连接在电容放电电流提供模块的两端的情况下，当调制信号中的高电平到来时，电容放电电流提供模块为电容提供放电电流，电容进行放电；当调制信号中的低电平到来时，电容充电电流提供模块为电容提供充电电流，电容进行充电。可选地，在电容连接在电容充电电流提供模块的两端的情况下，当调制信号中的高电平到来时，电容充电电流提供模块为电容提供充电电流，电容进行放电；当调制信号中的低电平到来时，电容放电电流提供模块为电容提供放电电流，电容进行放电。比较模块2用于比较电容充电电流提供模块1与电容放电电流提供模块3的连接处的连接电压与预设参考电压，其中，充电电流和放电电流满足使得在调制信号的第一个脉冲周期内连接电压达到小于预设参考电压；以及根据比较结果输出电平信号，以完成对调制信号的包络检波。可选地，通过使得充电电流和放电电流满足以下公式来使得在调制信号的第一个脉冲到来时连接电压小于预设参考电压：D*T*I放电电流/C1–(1-D)*T*I充电电流/C1>VCC-V预设参考电压，其中，D表示调制信号的占空比，T表示调制信号的周期，C1表示电容，VCC表示电源电压。在本发明实施例中，电容充电电流提供模块1和电容放电电流提供模块3连接在电源和接地之间，电容充电电流提供模块1连接电源，电容放电电流提供模块3接地。可选地，在本发明实施例中，电容充电电流提供模块1提供的充电电流和/或电容放电电流提供模块3提供的放电电流是线性可控的，如此，可以提升响应速度。其中，线性指的是电容电压变化率与充放电电流为线性关系，充放电电流可控。可选地，在本发明实施例中，比较模块可以是比较器，比较器的两端分别接收预设参考电压和连接电压。可选地，可以是比较器的正相端接收预设参考电压，比较器的反相端接收连接电压，可选地，也可以是比较器的反相端接收预设参考电压，比较器的正相端接收连接电压。
通过上述技术方案，在调制信号的控制下电容充电电流提供模块为电容提供充电电流以进行充电或者电容放电电流提供模块为电容提供放电电流以进行放电，比较模块比较连接电压与预设参考电压并根据比较结果输出电平信号以完成对所述调制信号的包络检波，如此，实现了包络检波；并且，充电电流和放电电流满足使得在调制信号的第一个脉冲周期内连接电压达到小于预设参考电压，如此，实现了传输低延时。
可选地，在本发明实施例中，充电电流和放电电流还满足使得电容的放电速度大于电容的充电速度。可选地，可以通过使得充电电流和放电电流满足以下公式来使得电容的放电速度大于充电速度：D*I放电电流>(1-D)*I充电电流。在本发明实施例中，通过使得电容的放电速度大于电容的充电速度，可以使得在调制信号的第一脉冲后的所有脉冲周期内连接电压均小于预设参考电压，再结合已满足在调制信号的第一个脉冲周期内连接电压达到小于预设参考电压，如此，保证在调制信号的所有脉冲周期内连接电压小于预设参考电压，保证不会出现错误翻转，提高了可靠性。
可选地，在本发明实施例中，电容充电电流提供模块或电容放电电流提供模块可以是在调制信号的控制下提供电流的任何设备。可选地，电容充电电流提供模块或电容放电电流提供模块可以包括电流输出模块和开关模块。其中，电流输出模块用于输出电流；开关模块用于接收调制信号并在调制信号的控制下导通或关闭。可选地，在本发明实施例中，电流输出模块可以是能够输出电流的任意形式的电路或设备，例如，可以是电流源。可选地，开关模块可以是能够由调制信号控制导通或关闭的任意形式的电路或设备，例如，可以是开关管或BJT。
可选地，在本发明实施例中，该包络检波电路还可以包括缓冲器，其中，缓冲器与比较模块的输出端连接。
图3是本发明另一实施例提供的包络检波电路的结构框图。下面结合图3对本发明实施例提供的包络检波电路进行示例性介绍。
如图3所示，包络检波电路包括第一电流源IB1、第二电流源IB2、第一开关管P1、第二开关管N1、电容C1、比较器和缓冲器。此外，如图3所示，调制信号DIN传输至第一开关管P1的栅极和第二开关管N1的栅极，第一开关管P1的漏极和第二开关管N1的漏极连接，VN表示连接电压，比较器的正相端接收预设参考电压VREF，比较器的反相端接收连接电压，电容C1连接在第二开关管N1的栅极和接地之间，第二电流源IB2接地，第一电流源IB1连接电源，比较器的输出端连接缓冲器，第一电流源IB1输出的电流为充电电流，第二电流源IB2输出的电流为放电电流。
下面结合图3，介绍包络检波电路的工作原理。已调制信号DIN传输至第一开关管P1的栅极和第二开关管N1的栅极以控制其开关。当高电平到来时，第二开关管N1开启，第一开关管P1关断，电容C1通过第二电流源IB2对地放电，VN电位降低；由于电容放电电流等于电流源IB2的电流，其放电速度是线性可控的。其中，线性可控指的是，放电电压变化率与放电电流是线性关系，并且放电电流可控。当低电平到来时，第一开关管P1开启，第二开关管N1关断，第一电流源IB1给电容C1充电，VN电位升高；由于电容充电电流等于电流源IB1的电流，其充电速度也是线性可控的。其中，线性可控指的是，充电电压变化率与充电电流是线性关系，并且充电电流可控。具体地，一般会设置第二电流源IB2提供的放电电流适当大于第一电流源IB1提供的充电电流，使得电容的放电速度大于充电速度，以保证在电容充放电周期内，比较器反相端电压一直低于预设参考电压VREF，比较器输出高电平，最后经过缓冲器整形输出标准高电平，完成对调制信号的包络检波。当调制信号DIN发生状态翻转，由高电平脉冲翻转为低电平时，为在较短的延时内检波输出低电平，一般将比较器的预设参考电压VREF设置得稍低一些。具体地，第一电流源IB1输出的充电电流和第二电流源IB2输出的放电电流满足以下公式(1)和(2)：D*I放电电流>(1-D)*I充电电流(1)；D*T*I放电电流/C1–(1-D)*T*I充电电流/C1>VCC-VREF(2)。其中，D表示调制信号DIN的占空比，T表示调制信号DIN的周期，VCC表示电源电压。此外，具体实施的电路如图4所示，工作时序如图5所示。
在本发明实施例中，通过使得充电速度线性可控，提高了响应速度；通过使得充电电流和放电电流满足上述的公式(2)使得在调制信号的第一个脉冲周期内连接电压达到小于预设参考电压，实现了传输延时较低；通过使得充电电流和放电电流同时满足公式(1)和(2)使得在调制信号的所有脉冲周期内连接电压小于预设参考电压，保证不会出现错误翻转，提高了可靠性。
综上所述，本发明实施例提供了一种低延时高可靠的包络检波电路，在保证信号正确还原的同时减小了信号的传输延时。
此外，本发明实施例的另一方面提供一种芯片。该芯片包括上述实施例中所述的包络检波电路。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种包络检波电路，其特征在于，该包络检波电路包括：
电容充电电流提供模块，用于接收调制信号并在所述调制信号的控制下为电容提供充电电流；
电容放电电流提供模块，与所述电容充电电流提供模块连接，用于接收所述调制信号并在所述调制信号的控制下为所述电容提供放电电流；
所述电容，所述电容连接在所述电容充电电流提供模块或所述电容放电电流提供模块的两端之间；以及
比较模块，用于：
比较所述电容充电电流提供模块与所述电容放电电流提供模块的连接处的连接电压与预设参考电压，其中，所述充电电流和所述放电电流满足使得在所述调制信号的第一个脉冲周期内所述连接电压达到小于所述预设参考电压；以及
根据比较结果输出电平信号，以完成对所述调制信号的包络检波。
2.根据权利要求1所述的包络检波电路，其特征在于，所述充电电流和所述放电电流还满足使得所述电容的放电速度大于所述电容的充电速度。
3.根据权利要求1所述的包络检波电路，其特征在于，所述电容充电电流提供模块或所述电容放电电流提供模块包括：
电流输出模块，用于输出电流；以及
开关模块，用于接收所述调制信号并在所述调制信号的控制下导通或关闭。
4.根据权利要求3所述的包络检波电路，其特征在于，所述电流输出模块为电流源。
5.根据权利要求3所述的包络检波电路，其特征在于，所述开关模块为开关管。
6.根据权利要求1所述的包络检波电路，其特征在于，该包络检波电路还包括：
缓冲器，与所述比较模块的输出端连接。
7.一种芯片，其特征在于，该芯片包括：
权利要求1-6中任一项所述的包络检波电路。
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