CN203813772U - 一种接收电路、接收链路以及车载单元 - Google Patents

一种接收电路、接收链路以及车载单元 Download PDF

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林树亮
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Abstract

本实用新型提供了一种接收电路，包括：相连的带通滤波器以及低噪声放大器，还包括：耦合器、压控衰减器、开关部件以及检波器。其中，耦合器与带通滤波器的输入端相连，将输入信号耦合成检测信号。压控衰减器的输入端与低噪声放大器的输出端相连。开关部件与低噪声放大器并联。检波器与耦合器相连，用于根据检测信号的电压，生成控制开关部件和压控衰减器的控制信号。可见，本实用新型提供的接收机电路，可以根据输入信号的强弱调节该电路的信号衰减量，加强了接收机前端电路的灵敏度，实现了车速较快时，RSU和OBU间的信息交互。

Description

一种接收电路、接收链路以及车载单元
技术领域
本实用新型涉及智能交通领域，特别是涉及一种接收电路、接收链路以及车载单元。
背景技术
智能交通，能够为交通参与者提供多样性的服务，是未来交通系统的发展方向，在这种趋势下，ETC(Electronic Toll Collection，电子不停车收费)系统得到广泛应用。
所述ETC系统包括后台系统、车道控制器、RSU(Road Side Unit，路侧单元)，并设置在ETC车道旁。当车辆通过收费站时，ETC系统和设置在车辆上的OBU(On board Unit，车载单元)进行信息交互，首先根据预先安装在车辆中的电子标签进行定位，以确定驶入ETC车道的车辆的位置，然后通过车载设备实现车辆信息的识别，并在识别成功后，自动从该车辆绑定的IC卡(Integrated Circuit Card，集成电路卡)或银行账户上扣除相应资金的一种电子收费系统。通过所述ETC系统，通过收费站时不需要人工缴费，也无须停车，高速费将从卡中自动扣除，从而能够实现不停车收费。
但是，实用新型人在本申请的研究过程中发现，现有技术中的车辆在经过ETC车道时，需要降低车速，以使车辆上的OBU与车道旁的RSU进行信息交互，一旦车速较快，由于接收电路的灵敏度差，会导致RSU和OBU不能进行信息交互。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于解决现有技术中的ETC系统中，接收电路灵敏度差的问题，提供了一种接收电路、接收链路以及车载单元，具体实施方案如下：
一种接收电路，包括相连的带通滤波器以及低噪声放大器，还包括：
与所述带通滤波器的输入端相连，将输入信号耦合成检测信号的耦合器；
输入端与所述低噪声放大器输出端相连的压控衰减器；
与所述低噪声放大器并联的开关部件；
与所述耦合器相连，用于根据所述检测信号的电压，生成用于控制所述开关部件和所述压控衰减器的控制信号的检波器。
优选的，所述控制信号包括第一控制信号和第二控制信号，所述检波器包括检波模块和比较电路：
所述检波模块将所述检测信号转化成电压信号；
当所述电压信号从0V增加到峰值时，所述比较电路比较所述电压信号的电压值与第一预设值的大小，当所述电压信号的电压值大于所述第一预设值时，输出第一控制信号，以闭合所述开关部件并控制所述压控衰减器为第一衰减状态，当所述电压信号的电压值小于所述第一预设值时，输出第二控制信号，以断开所述开关部件并控制所述压控衰减器为第二衰减状态；
当所述电压信号从峰值降低到0V时，所述比较电路比较所述电压信号的电压值与第二预设值的大小，当所述电压信号的电压值大于所述第一预设值时，输出第一控制信号，以闭合所述开关部件并控制所述压控衰减器为第一衰减状态，当所述电压信号的电压值小于所述第一预设值时，输出第二控制信号，以断开所述开关部件并控制所述压控衰减器为第二衰减状态。
优选的，所述比较电路为比较器，所述第一控制信号为高电平，所述第二控制信号为低电平。
优选的，所述开关部件包括开关管和比较电路，所述比较电路用于在接收到所述控制信号时判断所述控制信号的电压值是否大于等于第二预设值，若大于等于所述第二预设值则发出第三控制信号至所述开关管，以闭合所述开关管，若小于所述第二预设值则发出第四控制信号至所述开关管，以断开所述开关管；所述压控衰减器在接收到所述控制信号时，根据所述控制信号的电压调整衰减量。
优选的，所述比较电路为比较器，所述第三控制信号为高电平，所述第四控制信号为低电平。
优选的，所述开关部件包括MOS管或三极管。
一种接收链路，包括任一项上述的接收电路以及依次连接的混频器、锁相环、中频带通滤波器以及中频放大器。
一种车载单元，包括上述的车载单元接收链路。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型提供了一种接收电路，包括：带通滤波器、低噪声放大器、耦合器、与所述低噪声放大器相连的压控衰减器、开关部件以及检波器。其中，耦合器与所述射频带通滤波器的输入端相连，将输入信号耦合成检测信号。开关部件与所述低噪声放大器并联。检波器与所述耦合器相连，用于根据所述检测信号的电压，生成用于控制所述开关部件和所述压控衰减器的控制信号。
结合各器件的连接关系可知，本实用新型提供的接收电路，可以根据输入信号的强弱调节该电路的信号衰减量，加强了接收电路的灵敏度，实现了当车速较快时，RSU和OBU间的信息交互。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中接收机的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的一种接收机前端电路的示意图；
图3为本实用新型实施例提供的一种接收机的结构示意图；
图4为本实用新型实施例提供的一种集成系统的结构示意图；
图5为本实用新型实施例提供的一种检波器的具体实现电路。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
为了解决现有技术中的ETC系统中，接收电路灵敏度差的问题，本申请提供了一种接收电路、接收链路以及车载单元，其实施过程参见以下实施例。
实施例一
请参阅图1，为现有技术中接收链路的结构示意图，该接收链路包括：带通滤波器1、低噪声放大器2、混频器3、中频带通滤波器4、中频放大器5以及锁相环6。
其中，低噪声放大器2输入端与带通滤波器1相连，输出端输出信号至混频器3，经过混频处理的信号再通过中频带通滤波器4以及中频放大器5进行输出。
上述接收机在低噪声放大器的增益很大时，接收链路能有较高的灵敏度。但在输入信号较强时，会导致进入混频器的信号过大，出现失真现象，即现有技术中的接收链路不能在接收强信号时，满足OBU接收最大信号输入指标的需求。
基于上述技术问题，如图2所示，本申请提供了一种接收电路，包括依次相连的带通滤波器U1、低噪声放大器U2、耦合器U9、压控衰减器U3、开关部件K1以及检波器U10。
其中，各器件的连接关系可以为：
耦合器U9的输入端与带通滤波器U1的输入端相连，用于将输入信号耦合成检测信号。
压控衰减器U3的输入端与所述低噪声放大器U2的输出端相连，开关部件K1与所述低噪声放大器U2并联，检波器U10与所述耦合器U9相连，用于根据所述检测信号的电压，生成用于控制所述开关部件和所述压控衰减器的控制信号。
需要说明的是，在本实施例中，检波器U10根据检测信号的电压产生控制信号，具体的如图5所示，检波器包括检波模块和比较电路，比较电路可以是比较器。检波模块的输出端通过电阻R1连接在比较器的同相输入端，其比较器的反相输入端接预设电压。在电压信号从0增加到峰值Vin时，该预设电压为第一预设值V1；在电压信号从峰值降低到0V时，该预设电压为第二预设值V2。
具体的，当所述电压信号从0V增加到峰值时，所述比较电路比较所述电压信号的电压值与第一预设值的大小，当所述电压信号的电压值大于所述第一预设值时，输出第一控制信号，以闭合所述开关部件并控制所述压控衰减器为第一衰减状态，当所述电压信号的电压值小于所述第一预设值时，输出第二控制信号，以断开所述开关部件并控制所述压控衰减器为第二衰减状态；
当所述电压信号从峰值降低到0V时，所述比较电路比较所述电压信号的电压值与第二预设值的大小，当所述电压信号的电压值大于所述第一预设值时，输出第一控制信号，以闭合所述开关部件并控制所述压控衰减器为第一衰减状态，当所述电压信号的电压值小于所述第一预设值时，输出第二控制信号，以断开所述开关部件并控制所述压控衰减器为第二衰减状态。
即，当Vout输出高电平时，开关部件K1闭合，短路低噪放大器U2，压控衰减器衰减量增大。使得进入混频器的信号保持在一范围内而不会失真。当Vout输出低电平时，开关部件K1断开，在通路中接入低噪放大器U2，压控衰减器的衰减量减小。使得在接收信号较弱时保证进入混频器的信号较高，提升了接收电路的灵敏度。
需要说明的是，本实施例中，第一预设值V1以及第二预设值V2是根据基准电压Vref计算得到，结合图5，第一预设值V1以及第二预设值V2的计算公式如下：
V1＝Vref(R1+R2)/R2-VoL*R1/R2
V2＝Vref(R1+R2)/R2-VoH*R1/R2
而上述公式中，VoL为保证逻辑门的输出为低电平时的输出电平的最大值，逻辑门的输出为低电平时的电平值都必须小于等于此VoL。而VoH为保证逻辑门的输出为高电平时的输出电平的最小值，逻辑门的输出为高电平时的电平值都必须大于等于此VoH。
除此，本实施例中低噪声放大器为低噪声系数、高增益的放大器。开关管可以为MOS管或三极管。
实施例二
本申请还提供了一种接收电路，包括依次相连的带通滤波器U1、低噪声放大器U2、耦合器U9、压控衰减器U3、开关部件K1以及检波器U10。
其中，各器件的连接关系可以为：
耦合器U9与带通滤波器U1的输入端相连，用于将输入信号耦合成检测信号。
检波器U10根据检测信号的电压产生控制信号，具体的：
所述开关部件K1包括开关管和比较电路，所述比较电路为比较器。在接收到检波器发出控制信号时，比较器将其与预设值进行比较，若控制信号电压大于等于预设值，则闭合开关管，短路低噪放大器U2。若控制信号小于预设值，则断开开关管，接入低噪放大器U2。
同时压控衰减器U3接收到控制信号后，根据控制信号的电压不断的调整压控衰减器U3的电压。控制信号电压越高，控制压控衰减器U3的衰减量越大。
采用如上所述的设计方式，由于压控衰减量是连续调整的，所以可以使输入混频器的信号强度稳定在一个范围内，波动更小。从而进一步提升接收电路的接收灵敏度。
实施例三
在上述实施例的基础上，本实用新型还提供了一种接收链路，如图3所示，该接收链路包括实施例一中接收机前端电路以及混频器U4、锁相环U5、中频带通滤波器U6以及中频放大器U7。
其工作原理为：在接收很弱信号时，通过检波器控制LNA导通、压控衰减器衰减量最小，中频U7增益自动调节至最大，此时整个接收机灵敏度达到最大。在接收强信号时，通过检波器控制LNA被开关K1短路、U3衰减量达到最大，保证进入混频器U4的信号不会过大，避免混频失真。
本实施例提供的接收链路由于在接收强信号时，LNA被开关K1短路，所以，在器件选用上，可以让LNA的增益很高，同时不需要LNA有很高的输出1dB压缩点，降低了对低噪声放大器性能的要求。并且，通过接收电路的衰减，进入混频器U4的信号不会很强，也降低了对混频器U4的要求。
同理，本实施例提供的接收链路，可以根据输入信号的强弱调节该电路的信号衰减量，加强了接收机前端电路的灵敏度，实现了当车速较快时，RSU和OBU间的信息交互。
除此，本实施例还提供了一种车载单元，如图4所示，该车载单元包括上述接收电路以及集成接收芯片U11。该系统的工作原理参见实施例三即可。
需要说明的是，本实施例中采用的低噪声放大器为低噪声系数、高增益的LNA。
综上所述，本实用新型提供了一种接收机电路，包括：带通滤波器、低噪声放大器、耦合器、与所述低噪声放大器相连的压控衰减器、开关部件以及检波器。检波器根据所述检测信号的电压，生成用于控制所述开关部件和所述压控衰减器的控制信号。可见，本实用新型提供的接收电路，可以根据输入信号的强弱调节该电路的信号衰减量，加强了接收电路的灵敏度，实现了当车速较快时，RSU和OBU间的信息交互。
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单元及算法步骤，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实用新型的范围。
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、装置和单元的具体工作过程，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、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，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，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，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，装置或单元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单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种接收电路，包括相连的带通滤波器以及低噪声放大器，其特征在于，还包括：
与所述带通滤波器的输入端相连，将输入信号耦合成检测信号的耦合器；
输入端与所述低噪声放大器输出端相连的压控衰减器；
与所述低噪声放大器并联的开关部件；
与所述耦合器相连，用于根据所述检测信号的电压，生成用于控制所述开关部件和所述压控衰减器的控制信号的检波器。
2.根据权利要求1所述的接收电路，其特征在于，所述控制信号包括第一控制信号和第二控制信号，所述检波器包括检波模块和比较电路：
所述检波模块将所述检测信号转化成电压信号；
当所述电压信号从0V增加到峰值时，所述比较电路比较所述电压信号的电压值与第一预设值的大小，当所述电压信号的电压值大于所述第一预设值时，输出第一控制信号，以闭合所述开关部件并控制所述压控衰减器为第一衰减状态，当所述电压信号的电压值小于所述第一预设值时，输出第二控制信号，以断开所述开关部件并控制所述压控衰减器为第二衰减状态；
当所述电压信号从峰值降低到0V时，所述比较电路比较所述电压信号的电压值与第二预设值的大小，当所述电压信号的电压值大于所述第一预设值时，输出第一控制信号，以闭合所述开关部件并控制所述压控衰减器为第一衰减状态，当所述电压信号的电压值小于所述第一预设值时，输出第二控制信号，以断开所述开关部件并控制所述压控衰减器为第二衰减状态。
3.根据权利要求2所述的接收电路，其特征在于，所述比较电路为比较器，所述第一控制信号为高电平，所述第二控制信号为低电平。
4.根据权利要求1所述的接收电路，其特征在于，所述开关部件包括开关管和比较电路，所述比较电路用于在接收到所述控制信号时判断所述控制信号的电压值是否大于等于第二预设值，若大于等于所述第二预设值则发出第三控制信号至所述开关管，以闭合所述开关管，若小于所述第二预设值则发出第四控制信号至所述开关管，以断开所述开关管；所述压控衰减器在接收到所述控制信号时，根据所述控制信号的电压调整衰减量。
5.根据权利要求4所述的接收电路，其特征在于，所述比较电路为比较器，所述第三控制信号为高电平，所述第四控制信号为低电平。
6.根据权利要求1-5任一项所述的接收电路，其特征在于，所述开关部件包括MOS管或三极管。
7.一种接收链路，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的接收电路以及依次连接的混频器、锁相环、中频带通滤波器以及中频放大器。
8.一种车载单元，其特征在于，包括如权利要求7所述的车载单元接收链路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104766376A (zh) * 2015-02-11 2015-07-08 四川蜀路通机电设备安装有限公司 一种etc用频率变换新型识别系统
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