CN117997688A - 一种信号处理电路、方法及通讯系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种信号处理电路、方法及通讯系统。其中，该信号处理电路包括：调制补偿模块，其第一输入端连接通讯芯片，其输出端连接频率控制模块的第一输入端；频率控制模块，其输出端连接接收端处理器的第一输入端；晶振芯片，分别连接调制补偿模块的第二输入端、频率控制模块的第二输入端和接收端处理器的第二输入端，用于向所述调制补偿模块发送载波信号，向频率控制模块发送抽样判决信号，以及向接收端处理器发送时钟信号；其中，载波信号、抽样判决信号以及时钟信号信号的频率相同、时序同步且幅值相等。通过本发明，能够实现通讯信号与通讯系统的时钟信号的时序同步，消除了信号时序错乱，信号失真与衰减问题。

Description

一种信号处理电路、方法及通讯系统

技术领域

本发明涉及通讯技术领域，具体而言，涉及一种信号处理电路、方法及通讯系统。

背景技术

通讯技术中，接收端信号满足逻辑电平要求、时序要求和相位要求时，才具有完整性，而目前现有技术中，接收断接收到的信号往往完整性很差，这是由于高频信号在传输过程中会受到振铃、反射、串扰、地弹和电磁辐射等影响，导致信号时序变坏，与时钟信号不匹配，导致信号丧失完整性。通过对高速数字信号调制与补偿，可以提高信号完整性。但是，高频调制信号在长距离传输中存在各种延迟或频率不稳定的因素，容易发生时序错乱，信号失真和衰减的问题。

针对现有技术中高频调制信号在长距离传输中易发生时序错乱，信号失真和衰减的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例中提供一种信号处理电路、方法及通讯系统，以解决现有技术中高频调制信号在长距离传输中易发生时序错乱，信号失真和衰减的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种信号处理电路，所述电路包括：

调制补偿模块，其第一输入端连接通讯芯片，其输出端连接频率控制模块的第一输入端；

所述频率控制模块，其输出端连接接收端处理器的第一输入端；

晶振芯片，分别连接所述调制补偿模块的第二输入端、所述频率控制模块的第二输入端和所述接收端处理器的第二输入端，用于向所述调制补偿模块发送载波信号，向所述频率控制模块发送抽样判决信号，以及向所述接收端处理器发送时钟信号；其中，所述载波信号、所述抽样判决信号以及所述时钟信号信号的频率相同、时序同步且幅值相等。

进一步地，所述调制补偿模块包括：

电子开关，其第一输入端连接所述通讯芯片，其第二输入端连接所述晶振芯片；

均衡器，其输入端连接所述电子开关的输出端，其输出端连接所述频率控制模块。

进一步地，所述频率控制模块包括调频单元和解调单元，所述调频单元包括：

混频器，其输第一入端连接所述调制补偿模块的输出端；

差频放大器，其输入端连接素数混频器的输出端；

鉴频器，其输入端连接所述差频放大器的输出端；

低通放大器，其输入端连接所述鉴频器的输出端；

压控震荡器，其输入端连接所述低通放大器的输出端，其输出端连接所述混频器的第二输入端。

进一步地，所述解调单元包括：

包络检波器，其输入端连接所述混频器的输出端；

抽样判决器，其第一输入端连接所述混频器，其第二输入端连接所述晶振芯片，其输出端连接所述接收端处理器。

本发明还提供一种通讯系统，包括通讯芯片和接收端处理器，还包括上述信号处理电路。

本发明还提供一种信号处理方法，应用于上述信号处理电路，所述方法包括：

对通讯芯片接受到的基带信号进行调制补偿，生成补偿后的调制信号；

对所述调制信号的频率进行调整，使其达到预设频率；

对调整后的调制信号进行解调，获得解调信号，输出至接收端处理器。

进一步地，对通讯芯片接受到的基带信号进行调制补偿，生成调制信号，包括：

通过电子开关基于晶振芯片输出的载波信号对所述基带信号进行调制，获得与所述载波信号频率相同且时序同步的调制信号；

通过均衡器对所述调制信号的幅值进行补偿。

进一步地，对所述调制信号的频率进行调整，使其达到预设频率，包括：

通过混频器确定当前调制信号的频率与预设频率的是否存在频率误差；

如果否，则直接输出至包络检波器；

如果是，则通过差频放大器放大所述频率误差后，将所述调制信号输出至鉴频器；通过鉴频器将所述频率误差转化为误差电压；通过低通放大器放大所述误差电压，输出至压控振荡器；响应于所述误差电压，压控振荡器的振荡频率产生变化，对调制信号的频率进行调整；混频器接收当前调制信号，触发通过混频器确定当前调制信号的频率与预设频率的是否存在频率误差。

进一步地，对调整后的调制信号进行解调，获得解调信号，包括：

通过包络检波器提取所述调制信号的信号包络；

通过抽样判决器对所述信号包络和抽样判决信号进行比较，获得解调信号。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述信号处理方法。

应用本发明的技术方案，通过晶振芯片分别为调制补偿模块、频率控制模块、接收端处理器提供频率相同、时序同步且幅值相等的三路信号，通过调制补偿模块对通讯芯片输出的基带信号进行调制，同步调制信号和时钟信号，并补偿传输过程中的能量损失，通过频率控制模块，将调制信号稳定在预设频率，随后根据调制信号的包络和由晶振芯片为提供的抽样判决信号进行解调，实现通讯信号与通讯系统的时钟信号的时序同步，消除了信号时序错乱，信号失真与衰减问题。

附图说明

图1为根据本发明实施例的信号处理电路的结构图；

图2为根据本发明实施例的调制补偿模块的结构框图；

图3为根据本发明实施例的频率控制模块的结构框图；

图4为根据本发明实施例的通讯系统的结构图；

图5为根据本发明实施例的信号处理方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二等来描述输入端，但这些输入端不应限于这些术语。这些术语仅用来将不同的输入端区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一输入端也可以被称为第二输入端，类似地，第二输入端也可以被称为第一输入端。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者装置中还存在另外的相同要素。

下面结合附图详细说明本发明的可选实施例。

实施例1

现有技术中，通过对高速数字信号调制与补偿，可以提高信号完整性。但是，高频调制信号在长距离传输中存在各种延迟或频率不稳定的因素，引起信号时序问题和电平逻辑错误翻转，即在信号传输过程中容易发生时序错乱，信号失真和衰减的问题。

针对现有技术中上述技术问题，本实施例提供一种信号处理电路，图1为根据本发明实施例的信号处理电路的结构图，如图1所示，该信号处理电路1包括：

调制补偿模块10，其第一输入端连接通讯芯片2，其输出端连接频率控制模块20的第一输入端；通讯芯片输出的基带信号经过调制补偿模块10的调制和补偿，输出电平和能量饱满的调制信号。

频率控制模块20，其输出端连接接收端处理器的第一输入端；频率控制模块20将调制信号稳定在预设频率，随后进行解调，实现通讯信号与通讯系统的时钟信号的时序同步。

晶振芯片30，分别连接调制补偿模块的第二输入端、频率控制模块的第二输入端和接收端处理器MCU的第二输入端，用于向调制补偿模块10发送载波信号，向频率控制模块20发送抽样判决信号，以及向所述接收端处理器MCU发送时钟信号；其中，所述载波信号、所述抽样判决信号以及所述时钟信号信号的频率相同、时序同步且幅值相等。

图2为根据本发明实施例的调制补偿模块的结构框图，如图2所示，调制补偿模块10包括：电子开关101，其第一输入端连接所述通讯芯片，其第二输入端连接所述晶振芯片；均衡器102，其输入端连接所述电子开关的输出端，其输出端连接所述频率控制模块。通讯芯片输出的基带信号和晶振芯片提供的载波信号控制电子开关进行信号调制，均衡器补偿传输及调制过程中的能量损失，输出电平和能量饱满的调制信号。

图3为根据本发明实施例的频率控制模块的结构框图，如图3所示，频率控制模块20包括调频单元201和解调单元202，调频单元包括201：混频器，其输第一入端连接所述调制补偿模块的输出端；差频放大器，其输入端连接素数混频器的输出端；鉴频器，其输入端连接所述差频放大器的输出端；低通放大器，其输入端连接所述鉴频器的输出端；压控震荡器，其输入端连接所述低通放大器的输出端，其输出端连接所述混频器的第二输入端。

在本实施例中，所述鉴频器为限幅鉴频器，对幅值超过一定限值的干扰信号进行滤除。

如图3所示，所述解调单元202包括：包络检波器，其输入端连接所述混频器的输出端；抽样判决器，其第一输入端连接所述混频器，其第二输入端连接所述晶振芯片，其输出端连接所述接收端处理器。包络检波器检测调制信号的包络，抽样判决器根据调制信号的包络和由晶振芯片为提供的抽样判决信号进行解调，实现信号的解调。

本实施例的信号处理电路，通过晶振芯片30分别为调制补偿模块10、频率控制模块20、接收端处理器MCU提供频率相同、时序同步且幅值相等的三路信号，通过调制补偿模块10对通讯芯片输出的基带信号进行调制，同步调制信号和时钟信号，并补偿传输过程中的能量损失，通过频率控制模块，将调制信号稳定在预设频率，随后根据调制信号的包络和由晶振芯片为提供的抽样判决信号进行解调，实现通讯信号与通讯系统的时钟信号的时序同步，消除了信号时序错乱，信号失真与衰减问题，通过频率控制模块20，将调制信号稳定在预设频率，随后根据调制信号的包络和由晶振芯片为提供的抽样判决信号进行解调，实现通讯信号与通讯系统的时钟信号的时序同步，消除了信号时序错乱，信号失真与衰减问题。

实施例2

本实施例提供一种通讯系统，图4为根据本发明实施例的通讯系统的结构图，如图4所示，本实施例的通讯系统包括：通讯芯片2、接收端处理器MCU、信号处理电路1和分立电源模块3，信号处理电路包括调制补偿模块10、频率控制模块20、晶振芯片30。

通讯芯片1与接收端处理器MCU之间通讯，晶振芯片30为接收端处理器MCU提供时钟信号，为调制补偿模块10提供载波信号，为频率控制模块20提供抽样判决信号，分立电源模块4单独给通讯芯片1和MCU供电；调制补偿模块10包括电子开关101和均衡器102，通讯芯片1输出的基带信号和晶振芯片提供的载波信号控制电子开关101进行信号调制，均衡器102补偿传输及调制过程中的能量损失，输出电平和能量饱满的调制信号；频率控制电路20包括调频单元201和解调单元202，调频单元201包括调频单元包括：混频器，其输第一入端连接所述调制补偿模块的输出端；差频放大器，其输入端连接素数混频器的输出端；鉴频器，其输入端连接所述差频放大器的输出端；低通放大器，其输入端连接所述鉴频器的输出端；压控震荡器，其输入端连接所述低通放大器的输出端，其输出端连接所述混频器的第二输入端，调频单元201通过上述器件将调制信号稳定在预设频率，解调单元202包括包络检波器和抽样判决器，通过包络检波器获取调制信号的包络，由晶振芯片30为抽样判决器提供判决信号进行解调，实现通讯信号与通讯系统的时钟信号的时序同步，消除信号时序不匹配与衰减问题。

本实施例的通讯系统，通过晶振芯片30分别为调制补偿模块10、频率控制模块20、接收端处理器MCU提供频率相同、时序同步且幅值相等的三路信号，通过调制补偿模块10对通讯芯片输出的基带信号进行调制和补偿，生成补偿后的调制信号，通过频率控制模块20，将调制信号稳定在预设频率，随后根据调制信号的包络和由晶振芯片为提供的抽样判决信号进行解调，实现通讯信号与通讯系统的时钟信号的时序同步，消除了信号时序错乱，信号失真与衰减问题。

实施例3

本实施例提供一种信号处理方法，应用于上述信号处理电路，图5为根据本发明实施例的信号处理方法的流程图，如图5所示，该方法包括：

S101，对通讯芯片接受到的基带信号进行调制补偿，生成补偿后的调制信号。

S102，对调制信号的频率进行调整，使其达到预设频率。

其中，预设频率为通讯系统的时钟信号的频率。

S103，对调整后的调制信号进行解调，获得解调信号，输出至接收端处理器。

本实施例的信号处理方法，首先对通讯芯片接受到的基带信号进行调制补偿，生成补偿后的调制信号，避免时序错乱，信号失真和信号能量损失，其次，对调制信号的频率进行调整，使其达到预设频率，保证与通讯系统的始终信号一致，进一步消除了信号时序错乱，信号失真问题。

为了保证信号的时序正确和避免信号衰减，对通讯芯片接受到的基带信号进行调制补偿，生成调制信号，包括：通过电子开关基于晶振芯片输出的载波信号对所述基带信号进行调制，获得与所述载波信号频率相同且时序同步的调制信号；通过均衡器对所述调制信号的幅值进行补偿。

为了保证调制信号与通讯系统的时钟信号频率相同，对所述调制信号的频率进行调整，使其达到预设频率，包括：通过混频器确定当前调制信号的频率与预设频率的是否存在频率误差；如果否，则直接输出至包络检波器；如果是，则通过差频放大器放大所述频率误差后，将所述调制信号输出至鉴频器；通过鉴频器将所述频率误差转化为误差电压；通过低通放大器放大所述误差电压，输出至压控振荡器；响应于所述误差电压，压控振荡器的振荡频率产生变化，对调制信号的频率进行调整；混频器接收当前调制信号，触发通过混频器确定当前调制信号的频率与预设频率的是否存在频率误差。

为了进一步保证调制信号与通讯系统的时钟信号频率相同，对调整后的调制信号进行解调，获得解调信号，具体包括：通过包络检波器提取所述调制信号的信号包络；通过抽样判决器对所述信号包络和抽样判决信号进行比较，获得解调信号。

综上所述，本实施例的信号处理方法主要包括以下三个部分：

1、调制信号进入混频器，由混频器判定当前调制信号频率与预设频率的差值；

2、如果调制信号频率与预设额定值存在频率误差，信号经差频放大器放大后传递给限幅鉴频器，鉴频器将频率误差转化为误差电压，经过低通放大器放大误差电压，作用到压控振荡器，压控振荡器的振荡频率产生变化，反馈到混频器，最后使调制信号的频率等于预设频率；

3、调制信号频率稳定后，经过包络检波提取信号包络，再由晶振芯片为抽样判决器提供抽样判决信号，抽样判决器对调制信号的信号包络和抽样判决信号进行比较，输出解调信号，实现调制信号进行解调。

实施例4

本实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述信号处理方法。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。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。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种信号处理电路，其特征在于，所述电路包括：

调制补偿模块，其第一输入端连接通讯芯片，其输出端连接频率控制模块的第一输入端；

所述频率控制模块，其输出端连接接收端处理器的第一输入端；

晶振芯片，分别连接所述调制补偿模块的第二输入端、所述频率控制模块的第二输入端和所述接收端处理器的第二输入端，用于向所述调制补偿模块发送载波信号，向所述频率控制模块发送抽样判决信号，以及向所述接收端处理器发送时钟信号；其中，所述载波信号、所述抽样判决信号以及所述时钟信号信号的频率相同、时序同步且幅值相等。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述调制补偿模块包括：

电子开关，其第一输入端连接所述通讯芯片，其第二输入端连接所述晶振芯片；

均衡器，其输入端连接所述电子开关的输出端，其输出端连接所述频率控制模块。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述频率控制模块包括调频单元和解调单元，所述调频单元包括：

混频器，其输第一入端连接所述调制补偿模块的输出端；

差频放大器，其输入端连接素数混频器的输出端；

鉴频器，其输入端连接所述差频放大器的输出端；

低通放大器，其输入端连接所述鉴频器的输出端；

压控震荡器，其输入端连接所述低通放大器的输出端，其输出端连接所述混频器的第二输入端。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述解调单元包括：

包络检波器，其输入端连接所述混频器的输出端；

抽样判决器，其第一输入端连接所述混频器，其第二输入端连接所述晶振芯片，其输出端连接所述接收端处理器。

5.一种通讯系统，包括通讯芯片和接收端处理器，其特征在于，还包括权利要求1至4中任一项所述的信号处理电路。

6.一种信号处理方法，应用于权利要求1至4中任一项所述的信号处理电路，其特征在于，所述方法包括：

对通讯芯片接受到的基带信号进行调制补偿，生成补偿后的调制信号；

对所述调制信号的频率进行调整，使其达到预设频率；

对调整后的调制信号进行解调，获得解调信号，输出至接收端处理器。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对通讯芯片接受到的基带信号进行调制补偿，生成调制信号，包括：

通过电子开关基于晶振芯片输出的载波信号对所述基带信号进行调制，获得与所述载波信号频率相同且时序同步的调制信号；

通过均衡器对所述调制信号的幅值进行补偿。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对所述调制信号的频率进行调整，使其达到预设频率，包括：

通过混频器确定当前调制信号的频率与预设频率的是否存在频率误差；

如果否，则直接输出至包络检波器；

如果是，则通过差频放大器放大所述频率误差后，将所述调制信号输出至鉴频器；通过鉴频器将所述频率误差转化为误差电压；通过低通放大器放大所述误差电压，输出至压控振荡器；响应于所述误差电压，压控振荡器的振荡频率产生变化，对调制信号的频率进行调整；混频器接收当前调制信号，触发通过混频器确定当前调制信号的频率与预设频率的是否存在频率误差。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对调整后的调制信号进行解调，获得解调信号，包括：

通过包络检波器提取所述调制信号的信号包络；

通过抽样判决器对所述信号包络和抽样判决信号进行比较，获得解调信号。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求6至9中任一项所述的方法。