CN117639814A - 一种信号处理电路、信号处理方法及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提出了一种信号处理电路、信号处理方法及电子设备,应用于无线通信传输技术领域。该信号处理电路通过本振信号将通过频移键控调制得到的射频信号下变频为中频信号,并采用频率幅度转换器将中频信号上承载的频率信号转换为第一幅度信号,然后基于第一幅度信号的幅度值解调得到对应的数据信息。因本振信号上存在频偏会对解调造成影响。在信号处理电路中设置有幅值检测器对频率幅度转换器所输出的第一幅度信号的幅度值进行检测,从而得到频偏的大小,根据频偏的大小调整本振信号的频率值大小,从而避免本振信号上的频偏对解调带来的影响,进而提高了从频移键控调制得到的射频信号上解调出数据信息的精度。
Description
本申请要求于2022年08月23日提交国家知识产权局、申请号为202211010623.8、申请名称为“一种调频信号接收机”的中国专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及无线通信传输技术领域,尤其涉及一种信号处理电路、信号处理方法及电子设备。
背景技术
在无线通信传输中,通过发射端向接收端发射射频信号,该射频信号上调制有数据信息。接收端从接收到的射频信号上解调出数据信息。
一种常用的调制方式为频移键控(frequency shift keying,FSK),这种调制技术将数据信息以不同频率值的频率信号的形式调制到射频信号上。对应地,一种常见的解调方式为,在接收端上设置混频器、晶体振荡器、频率幅度转换器。通过晶体振荡器向混频器提供本振信号。由混频器对输入的射频信号和本振信号进行混频得到中频信号,该中频信号上承载有用于指示数据信息的不同频率的频率信号。而后通过频率幅度转换器将中频信号上承载的不同频率值的频率信号转换为不同幅度值的幅度信号,以不同幅度值的幅度信号来指示对应的数据信息。但在实际的应用中,晶体振荡器因器件精度等原因,所提供的本振信号存在一定的频偏。该频偏会对频率幅度转换器将频率信号转换为幅度信号的精度产生干扰。当频率偏移量较大时,甚至会导致接收端无法正常进行解调。
发明内容
本申请实施例提供一种信号处理电路、信号处理方法及电子设备,能够降低本振信号存在频偏对于解调产生的影响。
为达到上述目的,本申请的实施例采用如下技术方案:
第一方面,提供了一种信号处理电路,该信号处理电路包括控制器、混频器、频率源、频率幅度转换器、幅值检测器;频率源耦合至混频器;混频器耦合至频率幅度转换器;频率幅度转换器耦合至幅值检测器;幅值检测器和频率源分别耦合至控制器;频率源用于向混频器输出带有频偏的第一本振信号;混频器用于输入射频信号和第一本振信号,并将射频信号与第一本振信号进行混频,得到中频信号;中频信号上承载有频率信号;频率幅度转换器用于根据频率信号得到第一幅度信号;幅值检测器用于获取第一幅度信号的幅度值;控制器用于:根据第一幅度信号的幅度值与第二幅度信号的幅度值得到频偏的大小;第二幅度信号为第二本振信号上承载的频率信号所对应的幅度信号;第二本振信号未带有频偏;根据频偏的大小控制频率源调整输出的第一本振信号的频率值。
在本申请实施例中,在应用频移键控技术的场景下,在接收设备进行解调时,需要应用到频率幅度转换器。频率幅度转换器将输入的频率信号转换为输出的幅度信号,理想情况下,输入信号的频率与输出信号的幅度呈线性关系。但实际器件,频率信号与幅度信号并不是完全呈线性关系。针对不同的频率幅度转换器而言,其作为一个将频率信号转换为幅度信号的电子器件,不论是对多大范围内的频率信号进行转换,都有一定的线性工作区间。只有频率位于在该线性工作区间内的频率信号,频率幅度转换器才能将其转换为呈线性关系的幅度信号。而超出该线性工作区间一定范围的频率信号,其频率值与幅度信号的幅度值之间开始呈非线性关系,我们将此频率区间称为非线性工作区间。甚至,当某一频率信号的频率值与线性工作区间之间的频率差非常大时,则工作在饱和工作区间。在饱和区间内,尽管频率信号的频率值发生变化,但频率幅度转换器所转换得到的幅度信号的幅度值可能并不会对应变化,或者只有很小的变化。当第一本振信号上的频偏使得中频信号上的频率信号的频率值在线性工作区间和非线性工作区间时,通过频率幅度转换器转换得到的第一幅度信号的幅度值与频率信号的频率值呈现一定的对应关系,通过该对应关系(当频率信号的频率值在线性工作区间时,频率值与幅度值是呈线性关系的。当频率信号的频率值在非线性工作区间时,频率值与幅度值为存在一定的偏差,但仍能估算出频偏的大小)以及第二本振信号对应的幅度值,可以计算出频偏的大小。根据频偏的大小,调整第一本振信号的频率值以对频偏进行补偿,进而使得中频信号的频率值和频率信号的频率值都位于频率幅度转换器的线性工作区间内,从而降低频偏对解调造成的影响。
在一种可能的实施方式中,对于频率幅度转换器:当输入频率幅度转换器的频率信号的频率值在第一频率区间内时,频率幅度转换器输出的第一幅度信号的幅度值与频率幅度转换器对应输入的频率信号的频率值成线性关系;频偏用于指示第一本振信号的频率值与第一频率区间之间的偏移量;控制器具体用于:根据频偏的大小控制频率源调整输出的第一本振信号的频率,以使得频率信号的频率值位于第一频率区间。
在本申请实施例中,当频率信号的频率值不在第一频率区间(即线性工作区间)时,即频率信号的频率值在第二频率区间(即非线性工作区间)或者在第三频率区间(即饱和区间)。此时,频率值与幅度值之间的转换关系并非是精确的线性关系。为了提高处理的精度,此时可以通过控制器调整频率幅度转换器的器件参数,以扩大频率幅度转换器的第一频率区间(即线性工作区间),从而使得频率信号的频率值位于第一频率区间中,而后再对频率信号的频率值进行转换,得到第一幅度信号的幅度值,此时的幅度值与频率值之间是线性关系。通过线性关系可精确得到频偏的大小。
在一种可能的实施方式中,控制器还用于:当第一幅度信号的幅度值与第二幅度信号的幅度值的差值的绝对值大于第一数值,控制频率幅度转换器扩大第一频率区间的区间范围。
在本申请实施例中,当第一幅度信号的幅度值与第二幅度信号的幅度值的差值的绝对值大于第一数值,控制器即可判断为频率信号的频率值未在第一频率区间内,此时,即可控制频率幅度转换器扩大第一频率区间的区间范围。
在一种可能的实施方式中,控制器还用于:当频率信号的频率值在第一频率区间内,且第一比值大于第二数值,控制频率幅度转换器缩小第一频率区间的区间范围;第一比值为第三数值与第四数值的比值;第三数值为频率信号的频率值与第一频率区间的区间点频率之间的最小差值;第四数值为频率信号的频率值与第一频率区间的区间中心频率的最大差值。
在本申请实施例中,第一比值可以用来描述频率信号的频率值在第一频率区间内与区间点频率之间的靠近程度。当第一比值越大,则频率信号的频率值与区间点频率之间的距离也越大,证明当前的第一频率区间相对较大。
在一种可能的实施方式中,控制器还用于:当第一频率差值小于第五数值,控制频率幅度转换器缩小第一频率区间的区间范围;第一频率差值为第一本振信号上承载的频率信号的最大频率值和最小频率值之间的差值的绝对值。
在本申请实施例中,第一频率差值为频率信号的最大频率值和最小频率值之间的差值,当第一频率差值越小,则说明转换得到的第一幅度信号的不同幅度值之间的差别也越小,其需要更高的解调精度。故当第一频率差值小于预设的第五数值时,可通过控制器控制频率幅度转换器缩小第一频率区间的区间范围,以提高解调的性能。
在一种可能的实施方式中,频率幅度转换器包括移相电路和乘法电路;移相电路的输入端和乘法电路的第一输入端分别耦合至混频器的输出端,用于输入频率信号;移相电路的输出端耦合至乘法电路的第二输入端;乘法电路的输出端作为频率幅度转换器的输出端耦合至幅值检测器;移相电路用于对输入移相电路的频率信号进行移相,得到移相后的频率信号;乘法电路用于通过输入乘法电路的频率信号和移相后的频率信号,得到第一幅度信号;控制器具体用于:降低移相电路对频率信号进行移相的角度的大小幅度,以扩大第一频率区间的区间范围。
在本申请实施例中,移相电路对输入的频率信号的不同频率值,其频率-相位响应度不同,即对不同频率值的频率信号,移相电路的移相角度不同,通过移相电路移相后的频率信号与移相前的频率信号的相位不同。移相前后的两个频率信号输入乘法电路中相乘,并进行低通滤波后,可得到第一幅度信号的一个幅度值。通过控制器降低移相电路对频率信号进行移相的角度的大小幅度,即可增大移相电路的线性工作区间,从而实现移相电路对更大频率区间范围的频率信号进行移相,以实现频率幅度转换器对更大频率区间的频率信号进行频率与幅度的转换,以此实现对第一频率区间的扩大。
在一种可能的实施方式中,频率幅度转换器包括移相电路和乘法电路;移相电路的输入端和乘法电路的第一输入端分别耦合至混频器的输出端,为输入频率信号;移相电路的输出端耦合至乘法电路的第二输入端;乘法电路的输出端,在低通滤波之后,作为频率幅度转换器的输出端耦合至幅值检测器;移相电路用于对输入移相电路的频率信号进行移相,得到移相后的频率信号;乘法电路用于通过输入乘法电路的频率信号和移相后的频率信号,得到第一幅度信号;控制器具体用于:增加移相电路对频率信号进行移相的角度的大小幅度,以缩小第一频率区间的区间范围。
在本申请实施例中,移相电路对输入的频率信号的不同频率值,其频率-相位响应度不同,即对不同频率值的频率信号,移相电路的移相角度不同,通过移相电路移相后的频率信号与移相前的频率信号的相位不同。不同相位的两个频率信号输入乘法电路中相乘并进行低通滤波后可得到第一幅度信号的一个幅度值。经过移相电路移相后输出的多个移相后的频率信号与移相前的频率信号进行相乘,即可得到多个不同幅度值的第一幅度信号。通过控制器增加移相电路对频率信号进行移相的角度的大小幅度,即可缩小移相电路的线性工作区间的大小,从而实现移相电路对更小频率区间范围的频率信号进行移相,以实现频率幅度转换器对更小频率区间的频率信号进行频率与幅度的转换,以此实现对第一频率区间的缩小。
在一种可能的实施方式中,移相电路包括第一电容、第二电容、第一电感和第一可调电阻;第一电容的第一端作为移相电路的输入端耦合至混频器的输出端;第一电容的第二端分别与第二电容的第一端、第一电感的第一端和第一可调电阻的第一端耦合;第二电容的第二端、第一电感的第二端和第一可调电阻的第二端接地;第一电容的第二端作为移相电路的输出端耦合至乘法电路;控制器具体用于:调整第一可调电阻的阻值,以调整移相电路对频率信号进行移相的角度的大小幅度。
在本申请实施例中,该移相电路由第一电容和谐振电路串联构成。第一电容和谐振电路之间的耦合点作为移相电路的输出端与乘法电路的第二输入端耦合。其中,谐振电路包括并联的第二电容、第一电感和第一可调电阻。该谐振电路的谐振频率其中f3为谐振频率值,L为第一电感的电感值,C为第二电容的电容值。移相电路对输入频率值为f3的频率信号的移相角度为90°,而其他频率值的频率信号的移相角度/>的计算公式为/>公式中,f为输入移相电路的频率信号的某一频率值,f3为谐振频率值,移相电路移相90°的频率信号的频率值,Qp为移相电路的移相斜率,其决定了对不同频率值的频率信号可移相角度的幅度大小,且Qp=2πf3RC。其中,R为第一可调电阻的电阻值,C为第二电容的电容值。故通过调整第一可调电阻的电阻值的大小,即可实现对移相电路的移相斜率的调整。从上述公式可以看出,该移相电路只能对频率信号移相一定相位区间范围,若移相斜率越大,则频率值f的可选范围越小,反之,若移相斜率越小,则频率值f的可选范围越大。故通过对移相电路的移相斜率的调整,可以调整移相电路可进行移相的线性工作区间的范围,从而实现调节频率幅度转换器的线性工作区间范围,即第一频率区间的范围。
在一种可能的实施方式中,频率幅度转换器还包括第一比较器;第一比较器的第一输入端耦合至移相电路的输出端;第一比较器的第二输入端用于输入参考电压;第一比较器的输出端耦合至乘法电路的第二输入端。
在本申请实施例中,第一比较器通过将第一输入端输入的移相后的频率信号与参考电压进行比较,当移相后的频率信号的信号幅度(即电压值)大于或等于参考电压时,第一比较器输出为固定的第一幅度值的信号,当移相后的频率信号的信号幅度小于参考电压时,第一比较器输出为固定的第二幅度值的信号。第一比较器输出的为固定的第一幅度值的信号和/或固定的第一幅度值的信号构成了第一整形信号。
在一种可能的实施方式中,中频信号的中心频率值等于第一频率区间的区间中心频率。
在本申请实施例中,在实际应用中,第一本振信号上承载的频率信号的频率值大小一般是以第一本振信号为中心频率进行变化的,例如在对二进制数据信息进行调制和解调的过程中。中频信号中心频率值为1MHz,第一本振信号上承载的频率信号具有两个不同的频率值,分别为频率值f0和频率值f1。频率值f0的取值可以为1MHz-0.01MHz=0.99MHz,频率值f1的取值可以为1MHz+0.01MHz=1.01MHz。当为四阶频移键控、八阶频移键控等调制方式下,也可以再增加更多的频率值来对应不同的调制阶数的取值。在这种情况下,当中频信号的中心频率值为第一频率区间的区间中心频率f3时,可以在调整第一频率区间的区间范围大小时更好地保证频率信号的所有频率值都落入第一频率区间内。同时,移相电路对其进行移相后得到的移相后的频率信号的信号幅度是一致的,则在通过乘法电路相乘得到的第一幅度信号时,其在第一幅度信息上对应的信号幅度的绝对值也是一致的。例如以频率值f3对应的幅度值为0,则频率值f0对应的幅度值可以为-1,而频率值f1对应的幅度值可以为1,两者的信号幅度的绝对值都为1。在这种情况下,得到的第一幅度信号也是较为规律对称的信号。幅度转换器对该第一幅度信号进行转换时,得到的数据信息的结果也会更加精准。
在一种可能的实施方式中,信号处理电路还包括幅度转换器;幅度转换器耦合至频率幅度转换器的输出端,用于根据第一幅度信号的幅度值得到对应的数据信息。
在本申请实施例中,幅度转换器的实现原理类似于模数转换器。将为模拟信号的第一幅度信号根据其幅度值的不同,转换成为数字信号的数据信息。
在一种可能的实施方式中,信号处理电路还包括低通滤波器;幅值检测器的输入端和幅度转换器的输入端通过低通滤波器耦合至频率幅度转换器的输出端。
在本申请实施例中,部分频率幅度转换器在进行频率值到幅度值的转换时,转换得到的第一幅度信号上可能会存在高频分量,该高频分量会对幅度转换器的工作产生干扰,故通过低通滤波器对该高频分量进行滤出。
在一种可能的实施方式中,信号处理电路还包括第一带通滤波器;频率幅度转换器通过第一带通滤波器耦合至混频器的输出端;控制器还用于:根据频偏的大小,提高第一带通滤波器的带宽,或者,降低第一带通滤波器的带宽。
在本申请实施例中,中频信号可分为宽带、中带和窄带三种。在实际的应用中,宽带和中带的中频信号因频率值差距不大,一般可共用带通滤波器。通过设置第一带通滤波器可选择不同的工作模式,即通过第一带通滤波器滤除中带外的中频信号或者滤除宽带外的中频信号。
在一种可能的实施方式中,信号处理电路还包括第一放大器;第一带通滤波器的输入端通过第一放大器耦合至混频器的输出端。
在本申请实施例中,第一放大器用于对混频器输出的中频信号进行放大,以提高中频信号的信号质量。
在一种可能的实施方式中,信号处理电路还包括接收单元;接收单元用于接收射频信号并向混频器输出射频信号。
在本申请实施例中,接收单元用于接收射频信号,并将接收到的射频信号输出至混频器。
在一种可能的实施方式中,接收单元包括第二带通滤波器、第二放大器;第二带通滤波器通过第二放大器与混频器耦合;第二带通滤波器用于接收射频信号。
在本申请实施例中,接收单元所接收到的射频信号可能包括其他信道的信号,采用第二带通滤波器对其他信道的信号进行滤除。通过第二放大器对射频信号进行放大,以提高射频信号的信号质量,使得混频器通过第一本振信号对射频信号进行下变频处理得到中频信号的处理效果更佳。
第二方面,本申请实施例还提出了一种信号处理电路,该信号处理电路包括移相电路、乘法电路、整形电路;移相电路的输入端和乘法电路的第一输入端分别用于输入一路数据信号;数据信号上承载有频率信号;移相电路的输出端耦合至整形电路的第一输入端;整形电路的输出端耦合至乘法电路的第二输入端;乘法电路的输出端作为信号处理电路的输出端;移相电路用于对输入移相电路的一路数据信号进行移相,得到移相后的数据信号;整形电路用于根据移相后的载波信号得到第一整形信号;第一整形信号包括多个固定的幅度值;乘法电路用于根据输入乘法电路的一路数据信号和第一整形信号得到幅度信号;幅度信号的幅度值用于指示频率信号对应的频率值。
在本申请实施例中,数据信号可以为基带信号、中频信号或射频信号等等。
在一种可能的实施方式中,整形电路包括第一比较器;第一比较器的第一输入端耦合至移相电路的输出端;第一比较器的第二输入端用于输入参考电压;第一比较器的输出端耦合至乘法电路的第二输入端。
在一种可能的实施方式中,移相电路包括第一电容、第二电容、第一电感和第一电阻;第一电容的第一端作为移相电路的输入端用于输入一路数据信号;第一电容的第二端分别与第二电容的第一端、第一电感的第一端和第一电阻的第一端耦合;第二电容的第二端、第一电感的第二端和第一电阻的第二端接地;第一电容的第二端作为移相电路的输出端耦合至整形电路。
第三方面,本申请实施例还提出了一种信号处理方法,基于信号处理电路;信号处理电路包括混频器、频率源、频率幅度转换器、幅值检测器;频率源耦合至混频器;混频器耦合至频率幅度转换器;频率幅度转换器耦合至幅值检测器;频率源用于向混频器输出带有频偏的第一本振信号;混频器用于输入射频信号和第一本振信号,并将射频信号与第一本振信号进行混频,得到中频信号;中频信号上承载有频率信号;频率幅度转换器用于根据频率信号得到第一幅度信号;幅值检测器用于获取第一幅度信号的幅度值;该方法包括:根据第一幅度信号的幅度值与第二幅度信号的幅度值得到频偏的大小;第二幅度信号为第二本振信号上承载的频率信号所对应的幅度信号;第二本振信号未带有频偏;根据频偏的大小控制频率源调整输出的第一本振信号的频率。
在一种可能的实施方式中,对于频率幅度转换器:当输入频率幅度转换器的频率信号的频率值在第一频率区间内时,频率幅度转换器输出的第一幅度信号的幅度值与频率幅度转换器对应输入的频率信号的频率值成线性关系;频偏用于指示第一本振信号的频率值与第一频率区间之间的偏移量;该方法具体包括:根据频偏的大小控制频率源调整输出的第一本振信号的频率,以使得频率信号的频率值位于第一频率区间。
在一种可能的实施方式中,该方法还包括:当第一幅度信号的幅度值与第二幅度信号的幅度值的差值的绝对值大于第一数值,控制频率幅度转换器扩大第一频率区间的区间范围。
在一种可能的实施方式中,该方法还包括:当频率信号的频率值在第一频率区间内,且第一比值大于第二数值,控制频率幅度转换器缩小第一频率区间的区间范围;第一比值为第三数值与第四数值的比值;第三数值为频率信号的频率值与第一频率区间的区间点频率之间的最小差值;第四数值为频率信号的频率值与第一频率区间的区间中心频率的最大差值。
在一种可能的实施方式中,该方法还包括:当第一频率差值小于第五数值,控制频率幅度转换器缩小第一频率区间的区间范围;第一频率差值为第一本振信号上承载的频率信号的最大频率值和最小频率值之间的差值的绝对值。
在一种可能的实施方式中,频率幅度转换器包括移相电路和乘法电路;移相电路的输入端和乘法电路的第一输入端分别耦合至混频器的输出端,用于输入频率信号;移相电路的输出端耦合至乘法电路的第二输入端;乘法电路的输出端作为频率幅度转换器的输出端耦合至幅值检测器;移相电路用于对输入移相电路的频率信号进行移相,得到移相后的频率信号;乘法电路用于通过输入乘法电路的频率信号和移相后的频率信号,得到第一幅度信号;该方法具体包括:降低移相电路对频率信号进行移相的角度的大小幅度,以扩大第一频率区间的区间范围。
在一种可能的实施方式中,频率幅度转换器包括移相电路和乘法电路;移相电路的输入端和乘法电路的第一输入端分别耦合至混频器的输出端,用于输入频率信号;移相电路的输出端耦合至乘法电路的第二输入端;乘法电路的输出端作为频率幅度转换器的输出端耦合至幅值检测器;移相电路用于对输入移相电路的频率信号进行移相,得到移相后的频率信号;乘法电路用于通过输入乘法电路的频率信号和移相后的频率信号,得到第一幅度信号;该方法具体包括:增加移相电路对频率信号进行移相的角度的大小幅度,以缩小第一频率区间的区间范围。
在一种可能的实施方式中,移相电路包括第一电容、第二电容、第一电感和第一可调电阻;第一电容的第一端作为移相电路的输入端耦合至混频器的输出端;第一电容的第二端分别与第二电容的第一端、第一电感的第一端和第一可调电阻的第一端耦合;第二电容的第二端、第一电感的第二端和第一可调电阻的第二端接地;第一电容的第二端作为移相电路的输出端耦合至乘法电路;该方法具体包括:调整第一可调电阻的阻值,以调整移相电路对频率信号进行移相的角度的大小幅度。
在一种可能的实施方式中,信号处理电路还包括第一带通滤波器;频率幅度转换器通过第一带通滤波器耦合至混频器的输出端;该方法还包括:根据频偏的大小,提高第一带通滤波器的带宽,或者,降低第一带通滤波器的带宽。
第四方面,本申请实施例还提出了一种电子设备,该电子设备包括如上第一方面所记载的信号处理电路,或者,包括如上第二方面所记载的信号处理电路。
在一些可能的实施方式中,该电子设备为发射设备。
第五方面,本申请实施例还提出了一种芯片系统。该芯片系统包括至少一个控制器和至少一个接口电路。至少一个控制器和至少一个接口电路可通过线路互联。控制器用于支持芯片系统实现上述第三方面所记载的方法。至少一个接口电路可用于从其它装置(例如存储器)接收信号,或者,向其它装置(例如通信接口)发送信号。该芯片系统可以包括芯片,还可以包括其他分立器件。
第六方面,本申请实施例还提出了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质包括指令,当指令在上述芯片系统或电子设备上运行时,使得该芯片系统或电子设备执行上述第三方面中所记载的方法。
第七方面,本申请实施例还提供一种包括指令的计算机程序产品,当指令在上述芯片系统或电子设备上运行时,使得该芯片系统或电子设备执行上述第三方面所记载的方法。
关于第二方面、第三方面、第四方面、第五方面、第六方面和第七方面的技术效果可参考上述第一方面和第二方面的相关描述,故不再赘述。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种接收设备的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的一种频率信号的波形示意图;
图3为本申请实施例提供的一种幅度信号的波形示意图;
图4为本申请实施例提供的一种频率信号的频率值位于线性工作区间的示意图;
图5为本申请实施例提供的一种频率信号的频率值部分超出线性工作区间的示意图;
图6为本申请实施例提供的一种频率信号的频率值完全超出线性工作区间的示意图;
图7为本申请实施例提供的又一种接收设备的结构示意图;
图8为本申请实施例提供的一种频率幅度转换器的结构示意图;
图9为本申请实施例提供的又一种频率幅度转换器的结构示意图;
图10为本申请实施例提供的又一种频率幅度转换器的结构示意图;
图11为本申请实施例提供的又一种频率幅度转换器的结构示意图;
图12为本申请实施例提供的一种信号处理电路的结构示意图;
图13为本申请实施例提供的又一种信号处理电路的结构示意图;
图14为本申请实施例提供的一种信号处理方法的流程示意图;
图15为本申请实施例提供的又一种信号处理方法的流程示意图;
图16为本申请实施例提供的又一种信号处理方法的流程示意图;
图17为本申请实施例提供的一种接收设备的眼图示意图;
图18为本申请实施例提供的又一种接收设备的眼图示意图;
图19为本申请实施例提供的又一种接收设备的眼图示意图;
图20为本申请实施例提供的又一种接收设备的眼图示意图;
图21为本申请实施例提供的一种频率幅度转换器的工作区间分布示意图;
图22为本申请实施例提供的一种频率幅度转换器的频率-幅度响应曲线的示意图;
图23为本申请实施例提供的一种频率信号转换为整形信号的示意图;
图24为本申请实施例提供的一种频率幅度转换器的频率-相位响应曲线的示意图;
图25为本申请实施例提供的又一种频率幅度转换器的频率-相位响应曲线的示意图;
图26为本申请实施例提供的一种频率信号的频率值对称分布在第一频率区间的示意图;
图27为本申请实施例提供的又一种接收设备的眼图示意图;
图28为本申请实施例提供的又一种接收设备的眼图示意图;
图29为本申请实施例提供的又一种接收设备的眼图示意图;
图30为本申请实施例提供的又一种接收设备的眼图示意图;
图31为本申请实施例提供的一种芯片系统的结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是,本申请实施例涉及的术语“第一”、“第二”等仅用于区分同一类型特征的目的,不能理解为用于指示相对重要性、数量、顺序等。
本申请实施例涉及的术语“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言,使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
本申请实施例涉及的术语“耦合”、“连接”应做广义理解,例如,可以指物理上的直接连接,也可以指通过电子器件实现的间接连接,例如通过电阻、电感、电容或其他电子器件实现的连接。
首先对本申请实施例涉及的一些基础概念进行解释说明:
在信号无线通信中,通过调制将需要传输的数据信息承载在射频信号上,并通过发射设备向接收设备进行发射。接收设备对接收到的射频信号进行解调,得到该射频信号上所承载的数据信息,从而完成数据的无线通信传输。
一种常见的调制方法为频移键控(frequency shift keying,FSK)调制。频移键控调制是将数据信息以不同频率值的频率信号的形式调制到射频信号上。接收设备从射频信号上获取频率信号的不同频率值,以不同频率值解调得到对应的数据信息。
本申请实施例提出了一种接收设备,如图1所示,该接收设备1包括接收单元11、混频器12、频率源13、频率幅度转换器14、幅度转换器15。接收单元11与混频器12耦合;混频器12分别与频率源13和频率幅度转换器14耦合;频率幅度转换器14与幅度转换器15耦合。接收单元11用于接收射频信号,并向混频器12输出接收到的射频信号。该射频信号上承载有用于指示数据信息的频率信号。频率源13用于向混频器12输出作为载波信号的本振信号。混频器12用于将射频信号和本振信号进行混频得到中频信号,并向频率幅度转换器14输出该中频信号,该中频信号上承载有上述频率信号。频率幅度转换器14用于将中频信号上承载的频率信号转换为幅度信号,以该幅度信号的不同幅度值指示该频率信号的不同频率值。幅度转换器15用于将幅度信号的不同幅度值转换为频率信号的不同频率值所对应的数据信息。
示例性地,以需要传输的数据信息为二进制数据信息为例,以频率值为f0的频率信号指示数据0,以频率值为f1的频率信号指示数据1。则,例如当需要传输一个为01101的二进制数据信息时,如图2所示,此时的频率信号上包括五个不同的频率信号组成部分,这五个不同的频率信号组成部分从右往左对应的频率值分别为频率值f0、频率值f1、频率值f1、频率值f0、频率值f1。在接收设备1,通过频率幅度转换器14将频率值f0转换为幅度值为-1的幅度信号以指示数据0,将频率值f1转换为幅度值为1的幅度信号以指示数据1,得到如图3所对应的幅度信号。
在本申请实施例中,在接收设备1同样采用了频移键控的方式对数据信息进行解调。频移键控的优点是实现方式简单,抗噪声和抗衰减能力强。其常常应用于中低速数据传输的应用场景下。但在应用中,常常采用晶体振荡器(crystal oscillator,CO)作为频率源13来提供本振信号,而晶体振荡器受限于工艺和环境温度等因素的影响,常会产生频偏(frequency tolerance,FT)。且在大多数中低速数据传输的应用场景下,往往都使用低成本的晶体振荡器。但低成本的晶体振荡器所产生的频偏一般都非常大。故在通过混频器12对射频信号和本振信号进行混频时,得到的中频信号的频率值也会因本振信号上所存在频偏而与预期值有所偏差,承载在中频信号上的频率信号的频率值也会因中频信号的频率值出现偏差而产生偏差。而频率幅度转换器14用于将频率信号的频率值转换为幅度信号的幅度值,这种频率值与幅度值的转换对应关系往往只在一定的频率区间内呈线性关系。这个频率区间也被称为频率幅度转换器14的线性工作区间,而对于超大于或低于该频率区间的范围的频率值来说,通过频率幅度转换器14所得到的幅度值则并不能精确反应对应的频率值,甚至可能无法通过频率幅度转换器14得到正确的幅度值。
示例性地,以下变频后的中频信号的中心频率值为1MHz为例。频率信号f1的频率值为1.01MHz,f0的频率值为0.99MHz。频率幅度转换器14的线性工作区间为0.98MHZ-1.02MHz。如图4所示,在本振信号无频偏的情况下,中频信号的频率值以及频率信号的频率值均在频率幅度转换器14的线性工作区间内。此时,通过频率幅度转换器14将频率信号的频率值转换为幅度信号的幅度值时,得到的幅度值与对应的频率值之间为线性的转换关系,即转换的幅度值可准确反馈频率信号的频率值。如图5所示,当本振信号上存在频偏后,以频偏为-20KHz为例,此时中频信号的频率中点实际的频率值为0.98MHz。则,频率信号的实际的频率值f1为0.99MHz,频率信号实际的频率值f0为0.97MHz。从图5可以看出,此时,频率信号的频率值f0已经未在频率幅度转换器14的线性工作区间内,则频率幅度转换器14对频率信号的频率值f0进行转换得到的幅度信号的幅度值是存在非线性变化的,这种非线性变化会对后续通过幅度值得到数据信息的解调过程产生干扰。而当频率信号的频率值与频率幅度转换器14的频率区间之间的差值更大时,这种非线性的变化对解调的干扰也会更大,甚至导致无法正常进行解调。例如频偏为-200KHz时,如图6所示,频率信号实际的频率值f0为0.79MHz,频率信号实际的频率值f1为0.81MHz。在这种情况下,因为频率信号的频率值距离频率幅度转换器14的线性工作区间非常远,此时频率幅度转换器14无法对频率值f1和频率值f0进行正常的处理。图17、图18、图19和图20为不同大小的频偏下,接收设备1的眼图(eye diagram)示例,眼图可用于反映解调的性能,当眼图中的图案的张开程度越大,证明解调的性能越好,反之,则说明解调的性能越差。图17为频偏的大小为5KHz的情况,此时,频率信号的频率值出现一定偏移,但对解调的性能影响不大。图18为频偏的大小为30KHz的情况,此时,频率信号的部分频率值已经进入非线性工作区间,频偏对解调的性能有着一定的影响。图19为频偏的大小为60KHz的情况,图20为频偏的大小为90KHz的情况,在这两种情况下,频偏已经比较大,使得频率信号的频率值完全不在频率幅度转换器14的线性工作区间,由于频偏的影响,使得接收设备1无法正常进行解调工作。
为了解决本振信号上带有的频偏对解调的影响,本申请实施例还提出了一种接收设备,如图7所示,该接收设备2包括信号处理电路3,该信号处理电路3包括接收单元31、混频器32、频率源33、频率幅度转换器34、幅度转换器35、幅值检测器36和控制器37。接收单元31与混频器32耦合;混频器32分别与频率源33和频率幅度转换器34耦合;频率幅度转换器34分别与幅度转换器35和幅值检测器36耦合;幅值检测器36和频率源33分别耦合至控制器37。其中:
接收单元31用于接收射频信号,并向混频器32输出。该射频信号上承载有用于指示数据信息的频率信号。频率源33用于向混频器32输出第一本振信号。该第一本振信号上带有频偏。混频器32用于输入射频信号和第一本振信号,将射频信号和第一本振信号进行下变频得到中频信号,并向频率幅度转换器34输出该中频信号,该中频信号上承载有上述频率信号。频率幅度转换器34用于将中频信号上承载的频率信号转换为第一幅度信号,以该第一幅度信号的不同幅度值指示该频率信号的不同频率值。幅度转换器35用于将第一幅度信号的不同幅度值转换为对应的数据信息。幅值检测器36用于获取第一幅度信号的幅度值,并反馈至控制器37。控制器37用于根据第一幅度信号的幅度值和第二幅度信号的幅度值计算得到频偏的大小,并根据频偏的大小控制频率源33调整输出的第一本振信号的频率。
示例性地,在应用频移键控技术的场景下,在接收设备2进行解调时,需要应用到频率幅度转换器34。但频率信号与幅度信号并不是完全呈线性关系对应的参数。如图21所示,针对不同的频率幅度转换器34而言,其作为一个将频率信号转换为幅度信号的电子器件,不论是对多大范围内的频率信号进行转换,都有一定的线性工作区间,在此可称为第一频率区间。只有在该第一频率区间内的频率信号,频率幅度转换器34才能将其转换为呈线性关系的第一幅度信号。而超出该频率区间一定范围的频率信号,其频率值与第一幅度信号的幅度值之间开始呈非线性关系,我们将此频率区间称为非线性工作区间,也可叫做第二频率区间。甚至,当某一频率信号的频率值与第一频率区间之间的频率差非常大时,达到饱和工作区间,也可叫做第三频率区间,在饱和区间内,尽管频率信号的频率值发生变化,但频率幅度转换器34所转换得到的第一幅度信号的幅度值可能并不会对应变化,或者只有很小的变化。当第一本振信号上的频偏使得中频信号上的频率信号的频率值在第一频率区间和第二频率区间时,通过频率幅度转换器34转换得到的第一幅度信号的幅度值与频率信号的频率值呈现一定的对应关系,通过该对应关系(当频率信号的频率值在第一频率区间时,频率值与幅度值是呈线性关系的。当频率信号的频率值在第二频率区间时,频率值与幅度值为存在一定的偏差,但仍能估算出频偏的大小)以及第二本振信号对应的幅度值,可以计算出频偏的大小。其中,第二本振信号可以为预设的没有频偏的理想本振信号,通过理论计算得到频率幅度转换器34对该第二本振信号进行转换可以得到的第二幅度信号的幅度值。第二本振信号也可以为通过精密器件校准得到的具有较为精确的频率值的一个本振信号,将该本振信号输入频率幅度转换器34中得到对应的第二幅度信号的幅度值。根据计算得到的频偏的大小,控制频率源33调整频率源33输出的第一本振信号的频率值,例如,通过频率源33输出第一本振信号,但该第一本振信号上存在-0.2MHz的频偏,使得中频信号的中心频率值为0.8MHz,则控制器37控制频率源33输出频率值,使得混频器32实际输出到的中频信号的中心频率值为1MHz。
在本申请实施例中,通过幅值检测器36获取频率幅度转换器34输出的第一幅度信号的幅度值,并将该幅度值与第二幅度信号的幅度值进行比较,若中频信号的频率值位于第一频率区间中(即线性工作区间中),可通过比较得到的差值计算得到频偏的大小。若中频信号的频率值位于第二频率区间中(即非线性工作区间中),也可估算得到频偏的大小。根据得到的频偏的大小,对第一本振信号的频率值进行调整,从而降低频偏对调制的影响。
在一些可能的实施方式中,如图7和图8所示,频率幅度转换器34包括移相电路341和乘法电路342;移相电路341的输入端和乘法电路342的第一输入端分别耦合至混频器32的输出端,用于输入承载有频率信号的中频信号;移相电路341的输出端耦合至乘法电路342的第二输入端;乘法电路342的输出端作为频率幅度转换器34的输出端分别耦合至幅度转换器35和幅值检测器36;移相电路341用于对输入移相电路341的中频信号上承载的频率信号进行移相,得到移相后的频率信号;乘法电路342用于对输入乘法电路的频率信号和移相后的频率信号进行相乘处理,得到第一幅度信号,该第一幅度信号的幅度值用于指示频率信号的对应频率值。
在一些可能的实施方式中,如图7和图9所示,移相电路341包括第一电容3411、第二电容3412、第一电感3413和第一可调电阻3414;第一电容3411的第一端作为移相电路341的输入端耦合至混频器32的输出端,以输入承载有频率信号的中频信号;第一电容3411的第二端分别与第二电容3412的第一端、第一电感3413的第一端和第一可调电阻3414的第一端耦合;第二电容3412的第二端、第一电感3413的第二端和第一可调电阻3414的第二端接地;第一电容3411的第二端作为移相电路341的输出端耦合至乘法电路342的第二输入端。
示例性的,当采用如图9所示的移相电路341时,该移相电路341由第一电容3411和谐振电路串联构成。第一电容3411和谐振电路之间的耦合点作为移相电路341的输出端与乘法电路342耦合。其中,谐振电路包括并联的第二电容3412、第一电感3413和第一可调电阻3414。该谐振电路的谐振频率其中f3为谐振频率值,其代表移相电路341对输入频率值为f3的频率信号的移相角度为90°,而其他频率值的频率信号的移相角度的计算公式为/>公式中,f为输入移相电路341的频率信号的某一频率值,f3为移相电路341可移相90°的频率信号的频率值,Qp为移相电路341的移相斜率,其代表了对不同频率值的频率信号可移相角度的幅度大小,且Qp=2πf3RC。其中,R为第一可调电阻3414的电阻值,C为第二电容3413的电容值。故通过调整第一可调电阻3414的电阻值的大小,即可实现对移相电路341的移相斜率的调整。从上述公式可以看出,该移相电路341只能对频率信号移相一定相位区间范围,若移相斜率越大,则频率值f的可选范围越小,反之,若移相斜率越小,则频率值f的可选范围越大。故通过对移相电路341的移相斜率的调整,可以调整移相电路可进行移相的线性工作区间的范围,从而实现调节频率幅度转换器34的线性工作区间范围,即第一频率区间的范围。
示例性地,如图9所示,第二电容3412、第一电感3413和第一可调电阻3414并联构成的电路为谐振电路,其谐振频率为ω0,控制器37用于控制频率源33输出的第一本振信号,使得实际的中频信号的中心频率值等于ω0/2π,即等于频率值f3。
在一些可能的实施方式中,如图10所示,频率幅度转换器34中还包括整形电路343。移相电路341的输入端和乘法电路342的第一输入端分别用于输入一路数据信号;数据信号上承载有频率信号;移相电路341的输出端耦合至整形电路343的第一输入端;整形电路343的输出端耦合至乘法电路342的第二输入端;乘法电路342的输出端作为频率幅度转换器34的输出端;移相电路341用于对输入移相电路341的数据信号上的频率信号进行移相,得到移相后的频率信号;整形电路343用于根据移相后的频率信号得到第一整形信号;第一整形信号包括多个固定的幅度值;乘法电路342用于根据输入乘法电路342的一路数据信号和第一整形信号得到第一幅度信号;第一幅度信号的幅度值用于指示频率信号对应的频率值。
示例性地,如图11所示,该整形电路343为第一比较器。第一比较器的第一输入端用于输入移相后的频率信号,第一比较器的第二输入端用于输入参考电压。第一比较器通过将第一输入端输入的移相后的频率信号与参考电压进行比较,当移相后的频率信号的信号幅度(即电压值)大于或等于参考电压时,第一比较器输出为固定的第一幅度值的信号,当移相后的频率信号的信号幅度小于参考电压时,第一比较器输出为固定的第二幅度值的信号。第一比较器输出的为固定的第一幅度值的信号和/或固定的第二幅度值的信号构成了第一整形信号。
示例性地,如图10、图11所示的频率幅度转换器34中输入的数据信号可以为基带信号、中频信号、射频信号等等。
在本申请实施例中,移相电路341对于频率信号的不同频率值的频率-幅度响应不同,其表现为对不同频率值的移相后的频率信号的信号幅度不同。如图22所示,为移相电路341的频率-幅度响应曲线,图中曲线的最高点为频率值f3所对应的移相后的频率信号的信号幅度。可以看出,移相电路341输出的移相后的频率信号的频率幅度曲线是关于频率值f3对称的,故若频率值f0和频率值f1是关于频率值f3对称的,则频率值f0对应的移相后的频率信号的信号幅度,与频率值f1对应的移相后的频率信号的信号幅度是一样的,这样也有利于后续的解调工作。而当频偏较大时,如频偏Δf为-0.06MHz(-60kHz),这将导致理想情况下的频率值f0对应的频率信号实际的频率值为f0+Δf,理想情况下的频率值f1对应的频率信号实际的频率值为f1+Δf。频率值f0+Δf对应的移相后的频率信号的信号幅度,与频率值f1+Δf对应的移相后的频率信号的信号幅度不相等。则对于一个包括多个频率值f0和频率值f1的频率信号而言,其频率值随着时间在频率值f0和频率值f1之间变化,则将其输入移相电路341后,移相电路341所输出的移相后的频率信号的信号幅度会也是在不停变化的,其会影响后续的解调工作。甚至当频偏较大时,也会导致无法正常进行解调工作。如图23所示,图中上侧为移相电路341输出的移相后的频率信号的波形示意图,该频率信号可能存在出现信号幅度不规则变化的问题。图中下侧为对移相电路341输出的不规则变化的移相后的频率信号进行整形得到的第一整形信号的波形示意图。通过增加整形电路343,例如当参考电压为0电压时,对于频率信号中信号幅度大于0电压的部分,都通过整形电路343输出为高电平(例如幅度值为1),对于频率信号中信号幅度小于0电压的部分,都通过整形电路343输出为低电平(例如幅度值为-1),进而得到如图23下侧所示的第一整形信号。
在一些可能的实施方式中,如图12所示,信号处理电路3还包括低通滤波器38;幅值检测器36的输入端和幅度转换器35的输入端通过低通滤波器38耦合至频率幅度转换器34的输出端。
示例性地,部分频率幅度转换器34在进行频率值到幅度值的转换时,转换得到的第一幅度信号上可能会存在高频分量,该高频分量会对幅度转换器35的工作产生干扰,故通过低通滤波器38对该高频分量进行滤出。
在一些可能的实施方式中,如图12所示,信号处理电路3还包括第一带通滤波器39;频率幅度转换器34通过第一带通滤波器39耦合至混频器32的输出端;控制器37还与第一带通滤波器39耦合。控制器37还用于:根据频偏的大小,提高第一带通滤波器39的带宽,或者,降低第一带通滤波器39的带宽。
示例性地,中频信号可分为宽带、中带和窄带三种。在实际的应用中,宽带和中带的中频信号因频率值差距不大,一般可共用带通滤波器。通过设置第一带通滤波器39可选择不同的工作模式,即通过第一带通滤波器39滤除中带的中频信号外的中频信号或者滤除宽带的中频信号外的中频信号。
在一些可能的实施方式中,如图12所示,信号处理电路3还包括第一放大器30;第一带通滤波器39的输入端通过第一放大器30耦合至混频器32的输出端。
在本申请实施例中,第一放大器30用于对混频器32输出的中频信号进行放大,以提高中频信号的信号质量。
在一些可能的实施方式中,如图13所示,接收单元31包括第二带通滤波器311、第二放大器312;第二带通滤波器311通过第二放大器312与混频器32耦合;第二带通滤波器311用于接收射频信号,并对射频信号进行滤波后向第二放大器312输出。第二放大器312用于对射频信号进行放大后向混频器32输出。
在本申请实施例中,接收到的射频信号可能包括其他信道的信号,采用第二带通滤波器311对其他信道的信号进行滤除。通过第二放大器312对射频信号进行放大,以提高射频信号的信号质量,使得混频器32通过第一本振信号对射频信号进行下变频处理得到中频信号的处理效果更佳。
在一些可能的实施方式中,接收设备2还包括接收天线,接收天线与接收单元31耦合。接收天线用于接收射频信号并输出至接收单元31。
包括以上如图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13所示的结构的接收设备2,可用于实现以下如图14所示的包括步骤S110-步骤S130的信号处理方法:
步骤S110、幅值检测器36获取频率幅度转换器34输出的第一幅度信号的幅度值。
在一些可能的实施方式中,在本申请实施例中在应用频移键控技术的场景下,在接收设备2进行解调时,都需要应用到频率幅度转换器34。但频率信号与第一幅度信号并不是完全呈线性关系对应的参数。如图21所示,针对不同的频率幅度转换器34而言,其作为一个将频率信号转换为幅度信号的电子器件,不论是对多大范围内的频率信号进行转换,都有一定的线性工作区间,在此可称为第一频率区间。只有在该第一频率区间内的频率信号,频率幅度转换器34才能将其转换为呈线性关系的第一幅度信号。而超出该频率区间一定范围的频率信号,其频率值与第一幅度信号的幅度值之间开始呈非线性关系,我们将此频率区间称为非线性工作区间,也可叫做第二频率区间。甚至,当某一频率信号的频率值与第一频率区间之间的频率差非常大时,达到饱和工作区间,也可叫做第三频率区间,在饱和区间内,尽管频率信号的频率值发生变化,但频率幅度转换器34所转换得到的第一幅度信号的幅度值可能并不会对应变化,或者只有很小的变化。当第一本振信号上的频偏使得中频信号上的频率信号的频率值在第一频率区间和第二频率区间时,通过频率幅度转换器34转换得到的第一幅度信号的幅度值与频率信号的频率值呈现一定的对应关系,通过该对应关系(当频率信号的频率值在第一频率区间时,频率值与幅度值是呈线性关系的。当频率信号的频率值在第二频率区间时,频率值与幅度值为存在一定的偏差,但仍能估算出频偏的大小)以及第二本振信号对应的幅度值,可以计算出频偏的大小。
上述步骤S110可包括以下如图15所示的步骤S111-步骤S112:
步骤S111、控制器37判断频率信号的频率值是否位于第一频率区间。
示例性地,当第一幅度信号的幅度值和第二幅度信号的幅度值不相等时,或者第一幅度信号的幅度值与第二幅度信号的幅度值相差大于第一数值时,控制器37即可判断频率信号的频率值并未位于第一频率区间(即线性工作区间)中。该第一数值为预设值,可根据应用场景的不同进行调节。在实际的应用中,对精度的要求越高,则第一数值可设置得越小。
步骤S112、控制器37控制频率幅度转换器34扩大第一频率区间。
在一些可能的实施方式中,当频率信号的频率值不在第一频率区间(即线性工作区间)时,即频率信号的频率值在第二频率区间(即非线性工作区间)或者在第三频率区间(即饱和区间)。当频率信号的频率值不在第一频率区间时,则频率值与幅度值之间的转换关系并非是线性关系。为了提高处理的精度,此时可以通过控制器37调整频率幅度转换器34的器件参数,以扩大频率幅度转换器34的第一频率区间(即线性工作区间),从而使得频率信号的频率值位于第一频率区间中,而后再对频率信号的频率值进行转换,得到第一幅度信号的幅度值,此时的幅度值与频率值之间是线性关系。
示例性地,当第一幅度信号的幅度值与第二幅度信号的幅度值的差值的绝对值大于第一数值,控制器37即可判断为频率信号的频率值未在第一频率区间内,此时,即可控制频率幅度转换器扩大第一频率区间的区间范围。
在一些可能的实施方式中,当采用如图8所示的频率幅度转换器34时,移相电路341对输入的频率信号的不同频率值,其频率-相位响应度不同,即对不同频率值的频率信号,移相电路341的移相角度不同,通过移相电路341移相后的频率信号与移相前的频率信号的相位不同。不同相位的两个频率信号输入乘法电路342中相乘可得到第一幅度信号的一个幅度值。经过移相电路341移相后输出的多个移相后的频率信号与移相前的频率信号进行相乘,即可得到多个不同幅度值的第一幅度信号。通过控制器37降低移相电路341对频率信号进行移相的角度的大小幅度,即可扩大移相电路341的线性工作区间,从而实现移相电路341对更大频率区间范围的频率信号进行移相,以实现频率幅度转换器34对更大频率区间的频率信号进行频率与幅度的转换,以此实现对第一频率区间的扩大。
示例性的,当采用如图9所示的移相电路341时,该移相电路341由第一电容3411和谐振电路串联构成。第一电容3411和谐振电路之间的耦合点作为移相电路341的输出端与乘法电路342的第二输入端耦合。其中,谐振电路包括并联的第二电容3412、第一电感3413和第一可调电阻3414。该谐振电路的谐振频率其中f3为频率值,其代表移相电路341对输入频率值为f3的频率信号的移相角度为90°,而其他频率值的频率信号的移相角度/>的计算公式为/>公式中,f为输入移相电路341的频率信号的某一频率值,f3为移相电路341可移相90°的频率信号的频率值,Qp为移相电路341的移相斜率,其代表了对不同频率值的频率信号可移相角度的幅度大小,且Qp=2πf3RC。其中,R为第一可调电阻3414的电阻值,C为第二电容3413的电容值。故通过调整第一可调电阻3414的电阻值的大小,即可实现对移相电路341的移相斜率的调整。从上述公式可以看出,该移相电路341只能对频率信号移相一定相位区间范围,若移相斜率越大,则频率值f的可选范围越小,反之,若移相斜率越小,则频率值f的可选范围越大。故通过对移相电路341的移相斜率的调整,可以调整移相电路可进行移相的线性工作区间的范围,从而实现调节频率幅度转换器34的线性工作区间范围,即第一频率区间的范围。如图24所示,为移相电路341的频率-相位响应曲线示例图,可以看出,当f3等于1MHz时,以f3为区间频率中点构成第一频率区间[0.98MHz,1.02MHz]。在该第一频率区间内,移相电路341对输入的频率信号的频率-相位响应曲线为线性的。而在[0.95MHz,0.98MHz)和(1.02MHz,1.05MHz]的范围内,输入的频率信号的频率-相位响应曲线为非线性的,这个区间范围即为非线性工作区间,又称第二频率区间。同样的,在频率小于0.95MHz和频率大于1.05MHz的区间范围内,频率-相位响应曲线趋于平稳,这个区间即为饱和区间,又称第三频率区间。在饱和区间内,随着频率信号的频率值的改变,移相电路341对相位的改变很小,甚至没有相位的改变。当第一本振信号没有带有频偏时,频率值f0和频率值f1都位于第一频率区间内,而当第一本振信号带有大小为Δf的频偏时,频率值f0+Δf和频率值f1+Δf都位于第一频率区间之外。如图25所示,通过减小第一可调电阻3413的电阻值,使得移相电路341的频率-相位响应曲线的斜率降低,从而使得第一频率区间扩大,从而使得频率值f0+Δf和频率值f1+Δf都位于第一频率区间内,此时频率值f0+Δf和频率值f1+Δf对应的幅度值是线性关系,可精确计算得到频偏的大小。
步骤S120、控制器37根据第一幅度信号的幅度值和第二幅度信号的幅度值得到频偏的大小。
示例性地,若未对频率幅度转换器34的第一频率区间进行扩大。当第一本振信号上承载的频率信号的频率值位于第一频率区间时,频率信号的频率值与第一幅度信号的幅度值之间呈线性关系,可通过第一幅度信号的幅度值和第二幅度信号的幅度值之间的差值计算得到第一本振信号的频率值和第二本振信号的频率值之间的差值,其中第一本振信号和第二本振信号可以为相同频率值的本振信号,也可以为不同频率值的。当第一本振信号上承载的频率信号的频率值在第二频率区间(即非线性工作区间)时,通过第一幅度信号的幅度值和第二幅度信号的幅度值之间的差值可估算得到频偏的大小,通过估算的频偏的大小也可实现对频率源33输出的第一本振信号的频率进行调整。
示例性地,若第一本振信号上承载的频率信号位于第二频率区间(即非线性工作区间)或者第三频率区间(即饱和区间),对第一频率区间进行扩大,以使得第一本振信号上承载的频率信号位于第一频率区间。然后再通过第一幅度信号的幅度值与第二幅度信号的幅度值之间的差值得到频偏的大小。
在一些可能的实施方式中,如图12所示,控制器37还用于:根据频偏的大小,提高第一带通滤波器39的带宽。
示例性地,控制器37可以在扩大频率幅度转换器34的第一频率区间(即线性工作区间)时,提高第一带通滤波器39的带宽。
示例性地,控制器37可以根据频偏的大小判断频率信号是否会被第一带通滤波器39所滤除,若判断为频率信号被第一带通滤波器39所滤除,则提高第一带通滤波器39的带宽。
在本申请实施例中,当频偏较大时,可能会存在频率信号被第一带通滤波器39滤除的可能。则在控制器37计算得到频偏的大小后,提高第一带通滤波器39的带宽,以使得频率信号不会被第一带通滤波器39所滤除。
在一些可能的实施方式中,第二本振信号为预设的没有频偏的理想本振信号,通过理论计算得到频率幅度转换器34对该第二本振信号进行转换可以得到的第二幅度信号的幅度值。
在一些可能的实施方式中,第二本振信号为通过精密器件校准得到的具有较为精确的频率值的一个本振信号,将该本振信号输入频率幅度转换器34中得到对应的第二幅度信号的幅度值。
在一些可能的实施方式中,当传输的数据信息为二进制信息时,以频率值f0对应数值0,以频率值f1对应数值1。则可通过幅度检测器36检测第一幅度信号的最大幅度值和最小幅度值。其中最大幅度值为第一幅度信号的波峰,对应频率值f1,最小幅度值为第一幅度信号的波谷,对应频率值f0。控制器37计算得到第一幅度信号的最大幅度值和最小幅度值的第一均值。再将第一均值与第二均值的差值进行比较,得到频偏的大小。其中,第二均值为第二幅度信号的最大幅度值与最小幅度值的均值。
步骤S130、控制器37根据频偏的大小控制频率源33调整输出的第一本振信号的频率。
在一些可能的实施方式中,控制器37根据频偏的大小,控制频率源33调整输出的第一本振信号的频率,使得频率信号的频率值均位于第一频率区间。
在本申请实施例中,第一本振信号上存在频偏,通过控制频率源33对第一本振信号的频率施加一定的频率补偿量来对频偏进行补偿。该频率补偿量与频偏的方向相反,频率值大小可以相等,但频率值大小并非必须相等。在实际的应用中,并不一定需要将频偏完全补偿。频率补偿量只需要使得第一本振信号上的频率信号的频率值均位于第一频率区间内,即可满足本申请实施例的正常运行。
在一些可能的实施方式中,如图9所示,中频信号的中心频率值等于第二电容3412、第一电感3413和第一可调电阻3414并联构成的电路为谐振电路,其谐振频率为ω0=2πf3。控制第一本振信号的实际频率等于ω0/2π=f3。
示例性地,在本申请实施例中,频率补偿量与频偏的方向相反且与频偏的频率值大小相等。
在本申请实施例中,根据前文可知,移相电路341中的谐振电路的谐振频率ω0=2πf3,其中f3为频率值,其代表移相电路341对输入频率值为f3的频率信号的移相角度为90°。在实际应用中,第一本振信号上承载的频率信号的频率值大小一般是以第一本振信号为中心频率进行变化的,例如在对二进制数据信息进行调制和解调的过程中。中频信号的中心频率值为1MHz,则频率值f0的取值可以为1MHz-0.01MHz=0.99MHz,频率值f1的取值可以为1MHz+0.01MHz=1.01MHz。当为四进制、十六进制等情况下,也可以再增加更多的频率值来对应不同的进制下的取值。在这种情况下,如图24和图25所示,当中频信号中心频率值为第一频率区间的区间中心频率f3时,可以在调整第一频率区间的区间范围大小时更好地保证频率信号的所有频率值都落入第一频率区间内。同时,对于关于区间频率中点对称的两个频率值(例如频率值f0和频率值f1),如图22所示,移相电路341对其进行移相的后得到的移相后的频率信号的信号幅度是一致的,则在通过乘法电路342相乘得到的第一幅度信号时,其在第一幅度信息上对应的信号幅度的绝对值也是一致的。例如以频率值f3对应的幅度值为0,则频率值f0对应的幅度值可以为-1,而频率值f1对应的幅度值可以为1,两者的信号幅度的绝对值都为1。在这种情况下,得到的第一幅度信号也是较为规律对称的信号。幅度转换器35对该第一幅度信号进行转换时,得到的数据信息的结果也会更加精准。
包括以上如图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13所示的结构的接收设备2,可用于实现以下如图16所示的包括步骤S210的信号处理方法:
步骤S210、控制器37控制频率幅度转换器34缩小第一频率区间的区间范围。
在一些可能的方式中,当频率信号的频率值在第一频率区间内,且第一比值大于第二数值,控制频率幅度转换器缩小第一频率区间的区间范围;第一比值为第三数值与第四数值的比值;第三数值为频率信号的频率值与第一频率区间的区间点频率之间的最小差值;第四数值为频率信号的频率值与第一频率区间的区间中心频率的最大差值。
示例性地,如图26所示,以第一频率区间为[0.90MHz,1.1MHz]为例,则第一频率区间的区间中心频率f3为1MHz。假设输入的频率信号存在频率值f0、频率值f1、频率值f2、频率值f4,以分别对应四进制数据信息下的0、1、2、3。且频率值f0=0.92MHz、频率值f1=1.08MHz、频率值f2=0.97MHz、频率值f4=1.03MHz。第一频率区间存在两个区间点频率,分别为0.90MHz和1.1MHz。可以看出,第三数值为频率信号的频率值与第一频率区间的区间点频率的最小差值0.02MHz,第四数值为频率信号的频率值与第一频率区间的区间中心频率的最大差值0.08MHz。则此时的第一比值为0.02MHz/0.08MHz=1/4。其中,第三数值的值0.02MHz可以为频率值f0与区间点频率0.90MHz之间的差值,此时,第四数值的值0.08MHz为频率值f0与区间中心频率的差值。或者,第三数值的值0.02MHz可以为频率值f1与区间点频率1.10MHz之间的差值,此时,第四数值的值0.08MHz为频率值f1与区间中心频率的差值。可以看出,第一比值可以用来描述频率信号的频率值在第一频率区间内与区间点频率之间的靠近程度。当第一比值越大,则频率信号的频率值与区间点频率之间的距离也越大,证明当前的第一频率区间相对较大。
在本申请实施例中,如图24和图25所示,图25的频率-相位响应曲线的斜率小于图24的频率-相位响应曲线的斜率,可以看出:当频率幅度转换器34的第一频率区间的区间范围越大,则频率幅度转换器34的频率-相位响应曲线的斜率越小,同样的,对于频率信号相近的不同频率值来说,移相的角度之间的角度差也会越小,以至于不同的频率值对应的转换后的第一幅度信号的幅度值之间的差距也会越小。而第一幅度信号的不同幅度值之间的差距越小,解调的性能也会降低。故在本申请实施例中,通过预设第二数值,当第一比值大于第二数值时,说明第一频率区间的区间范围过大,此时,为了可以有更好的解调性能,可以适当缩小第一频率区间的区间范围。
在一些可能的实施方式中,当第一频率差值小于第五数值,控制频率幅度转换器缩小第一频率区间的区间范围;第一频率差值为第一本振信号上承载的频率信号的最大频率值和最小频率值之间的差值的绝对值。
在本申请实施例中,第一频率差值为频率信号的最大频率值和最小频率值之间的差值,示例性地,如图26所示,第一频率差值为频率值f1和频率值f0之间的差值。当第一频率差值越小,则说明转换得到的第一幅度信号的不同幅度值之间的差别也越小,其需要更高的解调精度。故当第一频率差值小于预设的第五数值时,可通过控制器37控制频率幅度转换器34缩小第一频率区间的区间范围,以提高解调的性能。
关于控制器37控制频率幅度转换器34缩小第一频率区间的区间范围的实现方式可参考上述关于控制器37控制频率幅度转换器34扩大第一频率区间的区间范围的实现方式,故在此不再赘述。
示例性地,当采用如图9、图10所示的频率幅度转换器34时,如图27所示,为第一可调电阻3414的阻值为10kΩ,频偏的大小为90kHz时,接收设备2的眼图,可知,此时频率信号的频率值位于频率幅度转换器34的饱和区间,解调工作无法正常进行。如图28所示,为将第一可调电阻3414的阻值从10kΩ降低为2kΩ时接收设备2的眼图,可以看出,通过降低第一可调电阻3414的阻值来扩大了频率幅度转换器34的第一频率区间(即线性工作区间),此时频率信号的频率值位于频率幅度转换器34工作在线性工作区间,虽然眼图的张开程度不高,但因频率信号的频率值位于第一频率区间,故可计算得到频偏的大小为90KHz。图29为控制器37控制频率源33对第一本振信号的频率进行补偿后接收设备2的眼图,此时频偏可以看做为0,可以看出,眼图相比于对第一本振信号进行补偿前,张开了更多,解调性能更加好。但因扩大了第一频率区间,故在对第一本振信号进行补偿后,第一比值的数值非常大,此时解调性能未能达到理想状态。如图30所示,为控制器37将第一可调电阻3414的阻值从2kΩ增加回10kΩ时接收设备2的眼图,可以看出,当将第一频率区间缩小后,眼图的张开程度更大,解调性能也更好。
在本申请实施例中,当对第一频率区间进行扩大,以获得精准的频偏的大小,并以频偏的大小对第一本振信号进行补偿后,可再将第一频率区间缩小,以实现更好的解调性能。同理,在并未对第一频率区间进行扩大时,若检测到第一频率区间的区间范围相对较大,或者频率信号的最大频率值和最小频率值之间的差值的绝对值较小,也可以由控制器37控制频率幅度转换器34缩小第一频率区间的范围,以提高解调的性能。
示例性地,若在对第一本振信号的频偏进行补偿前,控制器37增加了如图12和如图13所示的第一带通滤波器39的带宽。则当对第一本振信号的频偏进行补偿后,控制器37可减小第一带通滤波器39的带宽,以获得更好的解调性能。
本申请实施例通过如图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13所示的结构的接收设备,通过设置幅值检测器对频率幅度转换器所输出的第一幅度信号的幅度值进行检测,从而得到第一本振信号上的频偏的大小,通过控制器控制频率源调整输出的第一本振信号的频率,从而避免频偏使得中频信号上承载的频率信号位于频偏幅度转换器的线性工作区间之外,导致解调不精确或无法解调的问题。同时,在本申请实施例中,在采用如图9所示的频率幅度转换器时,因频偏的存在,使得移相电路输出的频率信号的幅度变化不一,进而导致频率幅度转换器得到的幅度值呈现不规则变化,这将增加解调的难度,甚至导致无法正常解调,此时,如图10、图11所示,在频率幅度转换器上增设整形电路,通过整形电路将移相电路输出的频率信号都转换为规整的信号,而后再通过乘法电路输出得到规整的第一幅度信号,从而进一步降低频偏对解调的影响。
如图31所示,本申请实施例还提供一种芯片系统4。该芯片系统4包括至少一个控制器41和至少一个接口电路42。至少一个控制器41和至少一个接口电路42可通过线路互联。控制器41用于支持芯片系统4实现上述方法实施例中的各个功能或者步骤,例如执行上述如图14、图15、图16所示的方法。至少一个接口电路42可用于从其它装置(例如存储器)接收信号,或者,向其它装置(例如通信接口)发送信号。该芯片系统4可以包括芯片,还可以包括其他分立器件。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质包括指令,当指令在上述芯片系统或接收设备上运行时,使得该芯片系统或接收设备执行上述方法实施例中各个功能或者步骤,例如执行如图14、图15、图16所示的方法。
本申请实施例还提供一种包括指令的计算机程序产品,当指令在上述芯片系统或电子设备上运行时,使得该芯片系统或电子设备执行上述方法实施例中各个功能或者步骤,例如执行如图14、图15、图16所示的方法。
关于芯片系统、计算机可读存储介质、计算机程序产品的技术效果参照前面方法实施例的技术效果。
本申请实施例涉及的控制器可以是一个芯片。例如,可以是现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA),可以是专用集成芯片(application specificintegrated circuit,ASIC),还可以是系统芯片(system on chip,SoC),还可以是中央控制器(central processor unit,CPU),还可以是网络控制器(network processor,NP),还可以是数字信号处理电路(digital signal processor,DSP),还可以是微控制器(microcontroller unit,MCU),还可以是可编程控制器(programmable logic device,PLD)或其他集成芯片。
应理解,在本申请的各种实施例中,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统、装置和模块的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、设备和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的,例如,所述模块的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个设备,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,设备或模块的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的,作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块,即可以位于一个设备,或者也可以分布到多个设备上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个设备中,也可以是各个模块单独物理存在,也可以两个或两个以上模块集成在一个设备中。
在上述实施例中,可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件程序实现时,可以全部或部分地以计算机程序产品的形式来实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时,全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或者数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(Digital Subscriber Line,DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可以用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如,软盘、硬盘、磁带),光介质(例如,DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(Solid State Disk,SSD))等。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (30)
1.一种信号处理电路,其特征在于,包括控制器、混频器、频率源、频率幅度转换器、幅值检测器;所述频率源耦合至所述混频器;所述混频器耦合至所述频率幅度转换器;所述频率幅度转换器耦合至所述幅值检测器;所述幅值检测器和所述频率源分别耦合至所述控制器;
所述频率源用于向所述混频器输出带有频偏的第一本振信号;所述混频器用于输入射频信号和所述第一本振信号,并将所述射频信号与所述第一本振信号进行混频,得到中频信号;所述中频信号上承载有频率信号;所述频率幅度转换器用于根据所述频率信号得到第一幅度信号;所述幅值检测器用于获取所述第一幅度信号的幅度值;
所述控制器用于:
根据所述第一幅度信号的幅度值与第二幅度信号的幅度值得到所述频偏的大小;所述第二幅度信号为第二本振信号上承载的频率信号所对应的幅度信号;所述第二本振信号未带有所述频偏;
根据所述频偏的大小控制所述频率源调整输出的所述第一本振信号的频率值。
2.根据权利要求1所述的电路,其特征在于,对于所述频率幅度转换器:当输入所述频率幅度转换器的频率信号的频率值在第一频率区间内时,所述频率幅度转换器输出的幅度信号的幅度值与所述频率幅度转换器对应输入的所述频率信号的频率值成线性关系;所述频偏用于指示所述第一本振信号的频率值与所述第一频率区间之间的偏移量;所述控制器具体用于:
根据所述频偏的大小控制所述频率源调整输出的所述第一本振信号的频率值,以使得所述频率信号的频率值位于所述第一频率区间。
3.根据权利要求2所述的电路,其特征在于,所述控制器还用于:
当所述第一幅度信号的幅度值与所述第二幅度信号的幅度值的差值的绝对值大于第一数值,控制所述频率幅度转换器扩大所述第一频率区间的区间范围。
4.根据权利要求2或3所述的电路,其特征在于,所述控制器还用于:
当所述频率信号的频率值在所述第一频率区间内,且第一比值大于第二数值,控制所述频率幅度转换器缩小所述第一频率区间的区间范围;所述第一比值为第三数值与第四数值的比值;所述第三数值为所述频率信号的频率值与所述第一频率区间的区间点频率之间的最小差值;所述第四数值为所述频率信号的频率值与所述第一频率区间的区间中心频率的最大差值。
5.根据权利要求2-4任一项所述的电路,其特征在于,所述控制器还用于:
当第一频率差值小于第五数值,控制所述频率幅度转换器缩小所述第一频率区间的区间范围;所述第一频率差值为所述第一本振信号上承载的频率信号的最大频率值和最小频率值之间的差值的绝对值。
6.根据权利要求3-5任一项所述的电路,其特征在于,所述频率幅度转换器包括移相电路和乘法电路;所述移相电路的输入端和所述乘法电路的第一输入端分别耦合至所述混频器的输出端,用于输入所述频率信号;所述移相电路的输出端耦合至所述乘法电路的第二输入端;所述乘法电路的输出端作为所述频率幅度转换器的输出端耦合至所述幅值检测器;所述移相电路用于对输入所述移相电路的所述频率信号进行移相,得到移相后的所述频率信号;所述乘法电路用于通过输入所述乘法电路的所述频率信号和移相后的所述频率信号,得到所述第一幅度信号;
所述控制器具体用于:
降低所述移相电路对所述频率信号进行移相的角度的大小幅度,以扩大所述第一频率区间的区间范围。
7.根据权利要求4或5所述的电路,其特征在于,所述频率幅度转换器包括移相电路和乘法电路;所述移相电路的输入端和所述乘法电路的第一输入端分别耦合至所述混频器的输出端,用于输入所述频率信号;所述移相电路的输出端耦合至所述乘法电路的第二输入端;所述乘法电路的输出端作为所述频率幅度转换器的输出端耦合至所述幅值检测器;所述移相电路用于对输入所述移相电路的所述频率信号进行移相,得到移相后的所述频率信号;所述乘法电路用于通过输入所述乘法电路的所述频率信号和移相后的所述频率信号,得到所述第一幅度信号;
所述控制器具体用于:
增加所述移相电路对频率信号进行移相的角度的大小幅度,以缩小所述第一频率区间的区间范围。
8.根据权利要求6或7所述的电路,其特征在于,所述移相电路包括第一电容、第二电容、第一电感和第一可调电阻;所述第一电容的第一端作为所述移相电路的输入端耦合至所述混频器的输出端;所述第一电容的第二端分别与所述第二电容的第一端、所述第一电感的第一端和所述第一可调电阻的第一端耦合;所述第二电容的第二端、所述第一电感的第二端和所述第一可调电阻的第二端接地;所述第一电容的第二端作为所述移相电路的输出端耦合至所述乘法电路;
所述控制器具体用于:
调整所述第一可调电阻的阻值,以调整所述移相电路对频率信号进行移相的角度的大小幅度。
9.根据权利要求6-8任一项所述的电路,其特征在于,所述频率幅度转换器还包括第一比较器;所述第一比较器的第一输入端耦合至所述移相电路的输出端;所述第一比较器的第二输入端用于输入参考电压;所述第一比较器的输出端耦合至所述乘法电路的第二输入端。
10.根据权利要求2-9任一项所述的电路,其特征在于,所述中频信号的中心频率值等于所述第一频率区间的区间中心频率。
11.根据权利要求1-10任一项所述的电路,其特征在于,所述信号处理电路还包括幅度转换器;所述幅度转换器耦合至所述频率幅度转换器的输出端,用于根据所述第一幅度信号的幅度值得到对应的数据信息。
12.根据权利要求11所述的电路,其特征在于,所述信号处理电路还包括低通滤波器;所述幅值检测器的输入端和所述幅度转换器的输入端通过所述低通滤波器耦合至所述频率幅度转换器的输出端。
13.根据权利要求1-12任一项所述的电路,其特征在于,所述信号处理电路还包括第一带通滤波器;所述频率幅度转换器通过所述第一带通滤波器耦合至所述混频器的输出端;
所述控制器还用于:
根据所述频偏的大小,提高所述第一带通滤波器的带宽,或者,降低所述第一带通滤波器的带宽。
14.根据权利要求13所述的电路,其特征在于,所述信号处理电路还包括第一放大器;所述第一带通滤波器的输入端通过所述第一放大器耦合至所述混频器的输出端。
15.根据权利要求1-14任一项所述的电路,其特征在于,所述信号处理电路还包括接收单元;所述接收单元用于接收所述射频信号并向所述混频器输出所述射频信号。
16.根据权利要求15所述的电路,其特征在于,所述接收单元包括第二带通滤波器、第二放大器;所述第二带通滤波器通过所述第二放大器与所述混频器耦合;所述第二带通滤波器用于接收所述射频信号。
17.一种信号处理电路,其特征在于,包括移相电路、乘法电路、整形电路;所述移相电路的输入端和所述乘法电路的第一输入端分别用于输入一路数据信号;所述数据信号上承载有频率信号;所述移相电路的输出端耦合至所述整形电路的第一输入端;所述整形电路的输出端耦合至所述乘法电路的第二输入端;所述乘法电路的输出端作为所述信号处理电路的输出端;
所述移相电路用于对输入所述移相电路的一路所述数据信号进行移相,得到移相后的所述数据信号;
所述整形电路用于根据移相后的所述载波信号得到第一整形信号;所述第一整形信号包括多个固定的幅度值;
所述乘法电路用于根据输入所述乘法电路的一路所述数据信号和所述第一整形信号得到幅度信号;所述幅度信号的幅度值用于指示所述频率信号对应的频率值。
18.根据权利要求17所述的信号处理电路,其特征在于,所述整形电路包括第一比较器;所述第一比较器的第一输入端耦合至所述移相电路的输出端;所述第一比较器的第二输入端用于输入参考电压;所述第一比较器的输出端耦合至所述乘法电路的第二输入端。
19.根据权利要求17或18所述的信号处理电路,其特征在于,所述移相电路包括第一电容、第二电容、第一电感和第一电阻;所述第一电容的第一端作为所述移相电路的输入端用于输入一路所述数据信号;所述第一电容的第二端分别与所述第二电容的第一端、所述第一电感的第一端和所述第一电阻的第一端耦合;所述第二电容的第二端、所述第一电感的第二端和所述第一电阻的第二端接地;所述第一电容的第二端作为所述移相电路的输出端耦合至所述整形电路。
20.一种信号处理方法,其特征在于,包括:
根据中频信号上承载的频率信号得到第一幅度信号;所述中频信号由带有频偏的第一本振信号与射频信号混频得到;
根据所述第一幅度信号的幅度值与第二幅度信号的幅度值得到所述频偏的大小;所述第二幅度信号为第二本振信号上承载的频率信号所对应的幅度信号;所述第二本振信号未带有所述频偏;
根据所述频偏的大小调整输出的所述第一本振信号的频率值。
21.根据权利要求20所述的方法,其特征在于,所述根据所述频偏的大小调整输出的所述第一本振信号的频率值,包括:
根据所述频偏的大小调整所述第一本振信号的频率值,以使得所述频率信号的频率值位于第一频率区间;当所述频率信号的频率值位于所述第一频率区间时,所述频率信号的频率值与所述第一幅度信号的幅度值呈线性关系。
22.根据权利要求21所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
当所述第一幅度信号的幅度值与所述第二幅度信号的幅度值的差值的绝对值大于第一数值,扩大所述第一频率区间的区间范围。
23.根据权利要求21或22所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
当所述频率信号的频率值在所述第一频率区间内,且第一比值大于第二数值,缩小所述第一频率区间的区间范围;所述第一比值为第三数值与第四数值的比值;所述第三数值为所述频率信号的频率值与所述第一频率区间的区间点频率之间的最小差值;所述第四数值为所述频率信号的频率值与所述第一频率区间的区间中心频率的最大差值。
24.根据权利要求21-23任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
当第一频率差值小于第五数值,缩小所述第一频率区间的区间范围;所述第一频率差值为所述第一本振信号上承载的频率信号的最大频率值和最小频率值之间的差值的绝对值。
25.根据权利要求22-24任一项所述的方法,其特征在于,所述根据中频信号上承载的频率信号得到第一幅度信号,包括:
对所述频率信号进行移相得到移相后的频率信号;将所述移相后的频率信号与所述频率信号进行相乘,得到所述第一幅度信号。
26.根据权利要求25所述的方法,其特征在于,所述扩大所述第一频率区间的区间范围,包括:
降低对所述频率信号进行移相的角度的大小幅度,以扩大所述第一频率区间的区间范围。
27.根据权利要求23或24所述的方法,其特征在于,
所述根据中频信号上承载的频率信号得到第一幅度信号,包括:
对所述频率信号进行移相得到移相后的频率信号;将所述移相后的频率信号与所述频率信号进行相乘,得到所述第一幅度信号;
所述缩小所述第一频率区间的区间范围,包括:
增加对所述频率信号进行移相的角度的大小幅度,以缩小所述第一频率区间的区间范围。
28.根据权利要求20-27任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在根据所述频率信号得到所述第一幅度信号前,对所述频率信号进行带通滤波处理;
根据所述频偏的大小,提高所述带通滤波处理的处理带宽,或者,降低所述带通滤波处理的处理带宽。
29.一种电子设备,其特征在于,包括权利要求1-16任一项所述的信号处理电路,或者,包括权利要求17-19任一项所述的信号处理电路。
30.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质包括指令,当所述指令在如权利要求29所述的电子设备上运行时,使得所述电子设备执行如权利要求20-28任一项所述的方法。
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