WO2017111410A1 - Ultra-low power broadband asynchronous binary phase-shift keying demodulator circuit having two pairs of complementary phases aligned by means of sideband comparators using 2nd order sideband filters aligned at 180-degree phase - Google Patents

Ultra-low power broadband asynchronous binary phase-shift keying demodulator circuit having two pairs of complementary phases aligned by means of sideband comparators using 2nd order sideband filters aligned at 180-degree phase Download PDF

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complementary
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피 월커슨벤자민
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피 월커슨벤자민
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/18Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H04L27/22Demodulator circuits; Receiver circuits
    • H04L27/233Demodulator circuits; Receiver circuits using non-coherent demodulation

Definitions

  • Binary Phase Shift Keying (BPSK) modulated signal is a bilateral band signal that suppresses carrier and cannot use carrier signal as its own signal, so it uses synchronous BPSK demodulation method to make carrier by internal oscillator.
  • BPSK Binary Phase Shift Keying
  • the BPSK demodulation has a COSTAS loop as a basic method.
  • the circuit is complicated and the feedback loop including the internal oscillator is used, which consumes a lot of power and limits transmission speed.
  • the asynchronous DPSK demodulation circuit using Analog Integrator and Switched-Capacitor Units consumes a lot of power and complexity due to the internal oscillation circuit and the analog integrator, which increases the area of the chip that contains the circuit and reduces the overall area even if only one error occurs in the packet. There is a problem.
  • yield reduction occurs due to a difference in characteristics of the CMOS FET according to the semiconductor manufacturing process and a signal distortion problem caused by a comparator input offset.
  • Korean Patent No. 10-0365982 describes a modulation and demodulation circuit device that is stably performed through a synchronization signal generator in a demodulation device.
  • Korean Patent No. 10-1417593 describes a demodulation method that is performed asynchronously without an internal oscillator.
  • the phase difference of the secondary sideband filters is aligned with the phase of the carrier 180 ° .
  • the present invention provides an asynchronous BPSK demodulation circuit and a method for transmitting broadband digital data that are extremely low power and simple in circuit.
  • the output duty cycle of the sideband comparators differs in the characteristics of the CMOS FET and the comparator input offset according to the semiconductor manufacturing process. Due to the problem, the circuit of the lower band comparator and the upper band comparator is complemented with the phased comparator so that the glitches can be minimized.
  • the phase difference of the carrier is separated when the BPSK modulated signal is separated into the upper band analog signal and the lower band analog signal by the second high pass filter and the second low pass filter whose cutoff frequency is the carrier frequency.
  • ⁇ , or 1 ⁇ 2 cycle digital signals appear through a pair of sideband differential output comparators, converting the phase of the upper band digital signal into two pairs of positive and partial phase signals, each of which is the opposite phase of the lower band digital signal.
  • the lower band digital signal is output from the lower band digital signals, and the phase difference between the lower band digital signal and the upper band digital signal is aligned with the carrier phase ⁇ , that is, 180 o .
  • a glitch-free symbol edge signal is generated from the complementary phase detection clock signal through a diglyc filter, and applied to the clock C of the D-flip-flop, and the lower band positive phase digital signal is input to the data D.
  • a data clock recovery unit for restoring a data clock using the lower band digital signal and the demodulated data signal.
  • a phase difference is obtained when the BPSK modulated signal is separated into an upper band analog signal and a lower band analog signal through a second high pass filter and a second low pass filter whose cutoff frequency is a carrier frequency.
  • the digital signals set in phase ⁇ , or 1 ⁇ 2 cycles of, are represented by two pairs of sideband comparators, which convert the phase of the upper band digital signal into two pairs of a positive phase signal and a local phase signal, respectively, which are the opposite phases of the lower band digital signal.
  • the lower band digital signal is output from the lower band digital signals, and the phase difference between the lower band digital signal and the upper band digital signal is aligned with the carrier phase ⁇ , that is, 180 o .
  • the first symbol edge signal and the lower band portion generated by the difference of the signals in the change portion The digital signal and the upper band in-phase phase difference of the digital signal is reduced glitches By been arranged in a phase ⁇ , that is 180 o carrier overlapping the second symbol edge signal generated by the difference of the signals in the phase change portion to a minimum
  • a complementary phase detection clock generation unit using sideband separation and two pairs of comparators for generating a complementary phase detection clock signal A glitch-free symbol edge signal is generated from the complementary phase detection clock signal through a diglyc filter, and applied to the clock C of the D-flip-flop, and the lower band positive phase digital signal is input to the data D.
  • a data demodulator for demodulating data through a D-flip-flop; And a data clock recovery unit for restoring a data clock using the lower band digital signal and the demodulated data signal.
  • the complementary phase detection clock generation unit using sideband separation and differential output comparators (2nd Order HPF) for separating the BPSK-modulated differential signal into the sideband signal (2nd Order HPF); A second order low pass filter (2nd Order LPF) for separating the lower band signal;
  • Sideband Differential Output Comparators each of which converts the upper and lower bands into digital signals to match the phase with minimal glitch, ie the opposite phase, when aligning the carrier 180 ° ; Since the phase difference between the lower band positive phase digital signal and the upper band area digital signal is aligned with a 180 ° phase of a carrier, a first symbol edge is generated by detecting a change in the complementary phase caused by the difference of the digital signals.
  • 1 Exclusive-OR gate Since the phase difference between the lower sideband digital signal and the upper sideband digital signal is aligned with a phase of 180 ° of the carrier, a second symbol edge is generated by detecting a portion of the complementary phase caused by the difference of the digital signals.
  • 2 Exclusive-OR gates And an AND gate for overlapping the first symbol edge signal and the second symbol edge signal to reduce jitter to generate a complementary phase detection clock signal with minimal glitches.
  • the sideband separation and the complementary phase detection clock generation unit using two pairs of comparators (2nd Order HPF) for separating the BPSK modulated differential signal into an upperband signal; A second order low pass filter (2nd Order LPF) for separating the lower band signal; Two pairs of sideband comparators, each of which converts the upper and lower bands into digital signals so that the glitch is minimized when the carrier is aligned with the phase 180 o of the carrier; Since the phase difference between the lower band positive phase digital signal and the upper band area digital signal is aligned with a 180 ° phase of a carrier, a first symbol edge is generated by detecting a change in the complementary phase caused by the difference of the digital signals.
  • 1 Exclusive-OR gate Since the phase difference between the lower sideband digital signal and the upper sideband digital signal is aligned with a phase of 180 ° of the carrier, a second symbol edge is generated by detecting a portion of the complementary phase caused by the difference of the digital signals.
  • 2 Exclusive-OR gates And an AND gate for overlapping the first symbol edge signal and the second symbol edge signal to reduce jitter to generate a complementary phase detection clock signal with minimal glitches.
  • the data demodulation unit includes a diglych filter for inputting the complementary phase detection clock signal of which the glitch is minimized; And a D-flip-flop, wherein the lower band digital signal is input to the data (D) input of the D-flip-flop, and a glitch-removed symbol edge signal is input to the clock (C) through the deglitch filter.
  • the data clock recovery unit may be synchronized by recovering the data clock signal through an exclusive-NOR using the lower band digital signal and the demodulated data signal.
  • the phase difference of the carrier is ⁇ , That is, digital signals set at 1 ⁇ 2 cycles are displayed through sideband comparators.
  • the phase of the upper band digital signal is converted into two pairs of a positive phase signal and a partial phase signal, respectively, which are the opposite phases of the lower band digital signal.
  • a lower band positive phase digital signal is output, and a phase difference between the lower band positive phase digital signal and the upper band digital signal on the upper band portion is aligned to the phase ⁇ of the carrier, that is, 180 o .
  • a first symbol edge signal generated by the digital signal on the lower band portion Group the upper band in-phase because the phase differences are aligned to the phase ⁇ i.e. 180 o of the carrier of the digital signal and a second symbol edge signal generated by the difference of the signals in the phase change portion complementary to reduce to a minimum the glitch being overlapped by the AND gate
  • a glitch-free symbol edge signal is generated from the complementary phase detection clock signal through a diglyc circuit and applied to a clock C of a D-flip flop, and the lower band positive phase digital signal is input to the data D.
  • the ultra-low power broadband asynchronous phase shift demodulation method may be provided. have.
  • an asynchronous BPSK demodulation circuit and method thereof which transmits broadband digital data and is extremely low in power while having a simple circuit.
  • the output duty cycle of sideband comparators changes due to the difference in CMOS FET characteristics and the comparator input offset problem according to the semiconductor manufacturing process, and is a complementary circuit in which the phases of the lowerband comparator and the upperband comparator are phased to minimize the glitches. Complement can increase the stability of the circuit to increase the yield.
  • FIG. 1 is a circuit diagram for explaining an ultra-low power wideband asynchronous BPSK demodulation circuit configuration using a pair of sideband differential output comparators in one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a circuit diagram for explaining an ultra-low power wideband asynchronous BPSK demodulation circuit configuration using two pairs of sideband comparators according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a pair of sideband comparators in the path of a second symbol edge signal in a BPSK demodulation circuit using two pairs of sideband comparators in another aspect of the present invention;
  • phase detection with a small glitch which is a signal of a transmitter on which a random data is BPSK-modulated to a carrier having a frequency of 32 MHz and a signal appearing during a demodulation process on a receiving side, and a diglitch circuit input. It is a graph showing the signal.
  • FIG. 4 is a signal and reception side of a transmitter having BPSK modulated random data on a 32 MHz frequency carrier in a BPSK demodulation circuit using a pair of sideband differential output comparators on one side of an embodiment of the present invention.
  • a graph showing the signals appearing in the demodulation process on the side, two pairs of symbol edge signals with reduced glitch which is a diglitch circuit input, and a complementary phase sensing clock signal which minimizes the glitch as an output of the AND gate.
  • FIG. 5 is a signal and receiving side of a BPSK demodulated circuit in which random data is BPSK-modulated to a carrier of 32 MHz frequency in a BPSK demodulation circuit using two pairs of sideband comparators according to another aspect of the present invention.
  • Figure 2 shows the signals appearing during the demodulation process, two pairs of symbol edge signals with reduced glitch as the diglitch circuit input, and the complementary phase detection clock signal with minimized glitch as the output of the AND gate.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a demodulation scheme performed in an ultra low power broadband asynchronous BPSK demodulation circuit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a configuration of an ultra-low power broadband asynchronous BPSK demodulation circuit using a pair of sideband differential output comparators in one embodiment of the present invention.
  • the BPSK demodulation circuit includes a complementary phase sensing clock generator 110, a data demodulator 120, and a data clock recovery unit 130 using sideband separation and differential output comparators. It may be configured to include).
  • the complementary phase detection clock generator 110 using sideband separation and differential output comparators 110 may include a second order low-pass filter, a first differential output comparator, and a second high pass filter. (2nd order high-pass filter), a second differential output comparator, a first Exclusive-OR gate, a second Exclusive-OR gate, and an AND gate, the signal input to the circuit for demodulation, i.e.
  • a second order low-pass filter 2nd order high-pass filter
  • a second differential output comparator a first Exclusive-OR gate
  • a second Exclusive-OR gate i.e.
  • an AND gate the signal input to the circuit for demodulation, i.e.
  • the side bands are separated through a secondary filter whose cutoff frequency is a carrier frequency.
  • the bands can be separated by a secondary low pass filter (LPF) and the upper bands by a secondary high pass filter (HPF).
  • LPF secondary low pass filter
  • HPF secondary high pass filter
  • the phase difference is 180 ° without the separate delay circuit.
  • the first symbol by comparing a phase where the glitch is minimized when aligned, that is, a pair of a lower band positive phase signal and an upper band partial phase signal among the lower band digital signals and the upper band digital signals with a first exclusive-OR gate.
  • An edge signal may be generated, and a second symbol edge signal may be generated by comparing signals having different pairs of the lower band region phase signal and the upper band band phase signal with a second exclusive-OR gate to generate a phase for detecting data.
  • the first symbol edge signal which is a pulse signal generated according to the change, and the second symbol edge signal are overlapped with an AND gate to minimize jitter to generate a complementary phase sensing clock with low glitches, thereby applying power to an integrated circuit. Reduces consumption and stabilizes circuits for higher yields.
  • Complementary phase-sensing clock signals below the phase ⁇ of the carrier are generated at each time point of the modulation signal's phase changes through the Exclusive-OR gates and the AND gates. Since the jitter of about ⁇ / 36 caused by the difference between tPLH) and the fall delay (tPHL) was removed by matching the comparator phase, the glitches caused by the jitter, which is about ⁇ / 36 phase shift, were mixed. The first symbol edge signal and the second symbol edge signal may be generated, and since the glitches of the symbol edge signals may have little or no overlapping portions, the complementary phase detection clock signal having the minimum glitches may be generated by the AND gate.
  • the data demodulator 120 may include a diglych filter and a D-Flip-Flop.
  • the data demodulator includes a glitch-free symbol edge signal through the Deglitch filter, for example, an analog or digital Deglitch filter, which removes glitches from the complementary phase detection clock signal.
  • the lower band positive phase digital signal is input to the data (D) input of the D-flip-flop, and the symbol edge signal is input to the clock (C).
  • D data
  • C clock
  • the data clock recovery unit 130 may include an Exclusive-NOR gate as shown.
  • the data clock may be restored by calculating the lower band positive phase digital signal and the demodulated data signal with an exclusive-NOR gate.
  • FIG. 2 illustrates a circuit diagram for explaining a configuration of an ultra low power broadband asynchronous BPSK demodulation circuit using two pairs of sideband comparators according to another embodiment of the present invention.
  • the BPSK demodulation circuit includes a sideband separation and a complementary phase sensing clock generator 210, a data demodulator 220, and a data clock recovery unit using two pairs of comparators. 230).
  • the complementary phase detection clock generator 210 using sideband separation and two pairs of comparators may include a 2nd order low-pass filter, a first comparator, a second comparator, and a second order.
  • the separation of the side bands causes a secondary filter whose cutoff frequency is the carrier frequency.
  • the lower band can be separated into a secondary low pass filter (LPF) and the upper band can be separated into a secondary high pass filter (HPF).
  • LPF secondary low pass filter
  • HPF secondary high pass filter
  • the lower band signal from the outputs of the second and second filters has half the period of the carrier later than the upper band signal, so that the glitch is minimized when the phase difference is aligned to the carrier phase 180 o without a separate delay circuit.
  • the first symbol edge signal may be generated by comparing signals having a pair of the lower band positive phase signal and the upper band area phase signal among the phase, i.e., the lower band digital signals and the upper band digital signals, with a first exclusive-OR gate.
  • the second symbol edge signal may be generated by comparing signals having different pairs of the lower band portion phase signal and the upper band band phase signal with a second exclusive-OR gate, and a pulse signal generated according to a phase change to detect data. Complementary phase detection with less glitches by minimizing jitter by overlapping the first symbol edge signal and the second symbol edge signal with an AND gate. By allowing the generation Luck, to stabilize the circuit to reduce the power consumption when applied to integrated circuit nopyige yield.
  • Complementary phase-sensing clock signals below the phase ⁇ of the carrier are generated at each time point of the modulation signal's phase changes through the Exclusive-OR gates and the AND gates. Since the jitter of about ⁇ / 36 caused by the difference between tPLH) and the fall delay (tPHL) was removed by matching the comparator phase, the glitches caused by the jitter, which is about ⁇ / 36 phase shift, were mixed. The first symbol edge signal and the second symbol edge signal may be generated, and since the glitches of the symbol edge signals may have little or no overlapping portions, the complementary phase detection clock signal having the minimum glitches may be generated by the AND gate.
  • the data demodulator 220 may include a diglych filter and a D-flip-flop.
  • the data demodulator includes a glitch-free symbol edge signal through the Deglitch filter, for example, an analog or digital Deglitch filter, which removes glitches from the complementary phase detection clock signal.
  • the lower band positive phase digital signal is input to the data (D) input of the D-flip-flop, and the symbol edge signal is input to the clock (C).
  • D data
  • C clock
  • the data clock recovery unit 230 may include an Exclusive-NOR gate.
  • the data clock may be restored by calculating the lower band positive phase digital signal and the demodulated data signal with an exclusive-NOR gate.
  • FIG. 3 is a pair of sideband comparators in the path of a second symbol edge signal in a BPSK demodulation circuit using two pairs of sideband comparators in another aspect of the present invention; A second Exclusive-OR gate; And a random data signal having a 32 Mbps transmission rate, a signal at the transmitting side BPSK modulated with a 32 MHz frequency carrier, and signals appearing at a receiving side BPSK demodulation process except for the AND gate.
  • the graph (a) shows an embodiment of a random data signal to be modulated at the transmitting side
  • the graph (b) shows a phase shift modulation measured at the transmitting side.
  • the signal is shown
  • graph (c) shows the BPSK signal of which the band is limited through the receiving side resonant circuit.
  • graph (d) shows a positive phase signal passing through the 2nd order LPF
  • graph (e) shows a partial phase signal passing through the 2nd order high pass filter (2nd Order HPF).
  • the graph (f) shows the positive phase digital signal of the second order low pass filter
  • the graph (g) shows the digital signal on the part of the second order high pass filter.
  • graph (h) is a signal including a small glitch obtained by calculating a lower band positive phase digital signal and an upper band band digital signal using an exclusive-OR gate
  • graph (i) shows a signal passing through a diglitch filter. The symbol edge signal is shown.
  • graph (j) shows the demodulated data signal through the D-flip flop
  • graph (k) shows the recovered data clock signal.
  • BPSK modulated signal is a graph showing the signal appearing during the BPSK demodulation process on the receiving side.
  • the graph (a) shows an embodiment of a random data signal to be modulated at the transmitting side
  • the graph (b) shows a phase shift modulation measured at the transmitting side.
  • the signal is shown
  • graph (c) shows the BPSK signal of which the band is limited through the receiving side resonant circuit.
  • graph (d) shows the positive phase signal passing through the 2nd Order LPF
  • graph (e) shows the positive phase signal passing through the 2nd Order High Pass Filter (2nd Order HPF).
  • the phase-phase digital signal of the second-order lowpass filter is shown in graph (f)
  • the portion-phase digital signal is shown in graph (h)
  • the portion-phase digital signal of the second-order highpass filter is plotted (g )
  • the positive phase digital signal is shown in the graph (i).
  • the graph (m) shows the symbol edge signal passing through the deglitch filter
  • the graph (n) shows the demodulated data signal through the D-flip flop
  • the graph (o) shows the restored data clock. The signal is shown.
  • FIG. 5 is a BPSK demodulation circuit using two pairs of sideband comparators according to another embodiment of the present invention, in which a random data signal having a 32 Mbps transmission rate and the random data as a carrier having a 32 MHz frequency are shown in FIG. It is a graph showing the signals of the modulated transmitter and the signals appearing in the BPSK demodulation process of the receiver.
  • the graph (a) shows an embodiment of a random data signal to be modulated at the transmitting side
  • the graph (b) shows a phase shift modulation measured at the transmitting side.
  • the signal is shown
  • graph (c) shows the BPSK signal of which the band is limited through the receiving side resonant circuit.
  • graph (d) shows the positive phase signal passing through the 2nd Order LPF
  • graph (e) shows the positive phase signal passing through the 2nd Order High Pass Filter (2nd Order HPF).
  • the phase-phase digital signal of the second-order lowpass filter is shown in graph (f)
  • the portion-phase digital signal is shown in graph (h)
  • the portion-phase digital signal of the second-order highpass filter is plotted (g )
  • the positive phase digital signal is shown in the graph (i).
  • graph (j) shows a first symbol edge signal including a small glitch obtained by calculating a lower band positive phase digital signal and an upper band band digital signal with a first exclusive-OR gate.
  • graph (l) shows the glitches with an AND gate. The minimized complementary phase detection clock signal is shown.
  • the graph (m) shows the symbol edge signal passing through the deglitch filter
  • the graph (n) shows the demodulated data signal through the D-flip flop
  • the graph (o) shows the restored data clock. The signal is shown.
  • the glitch of the graph (l) shown in FIG. 4 and FIG. 5 shown as an embodiment of the present invention is less than the glitches of the graph (h) shown in FIG. 3, and the symbol edge signal shown in the graph (m) shown in FIG. Since the pulse width of the circuit is improved, the circuit is improved to show a stable characteristic, and the pulse width of the symbol edge signal shown in the graph (m) shown in FIG. 4 becomes larger, so that the circuit is markedly improved to show a more stable characteristic.
  • Each signal shown is generally represented as a clean signal, and it can be seen that the demodulated signal is demodulated to a clear signal.
  • a technique is a 0.18 ⁇ ⁇ technique, and can be realized, for example, at a high speed operation of 2 Gbps or more, and is a demodulation method capable of operating even beyond that.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a demodulation scheme performed in an ultra low power broadband asynchronous BPSK demodulation circuit according to an embodiment of the present invention. Each step is performed through the configuration of the BPSK demodulation circuit described with reference to FIG. 1. Can be.
  • the BPSK modulated signal is separated into an upper band and a lower band and converted into a digital signal, respectively, wherein the upper band analog signal and the lower band analog signal are cut through the secondary HPF and the secondary LPF, which are cutoff frequencies.
  • the signals are separated into phases, the digital signals set by the phase ⁇ , 1 ⁇ 2 cycle, of the carrier appear through sideband comparators.
  • the phases of the upper and lower phase signals are respectively reversed from those of the lower band signal. Converted into two pairs, the lower band digital signal can be directly output.
  • a first symbol edge signal having a low glitch the signals having a pair of the lower band positive phase digital signal and the upper band local digital signal having a phase difference aligned with a phase 180 o of a carrier;
  • a second symbol edge signal with less glitch is generated through a second Exclusive-OR gate through a second Exclusive-OR gate, where a pair of a lower band digital signal and a higher band digital signal on which the phase difference is aligned with the phase 180 o of the carrier are paired.
  • the first symbol edge signal and the second symbol edge signal overlap each other by an AND gate, thereby generating a complementary phase sensing clock signal having minimal glitch.
  • a symbol edge signal from which unnecessary glitches are removed from the complementary phase detection clock signal may be generated from the complementary phase detection clock signal, and the signals output in operation 310 may be generated.
  • the lower band positive phase digital signal may be input to the data D, and the data may be demodulated through the D-Flip-Flop input of the symbol edge signal to the clock C.
  • step 330 the data clock may be restored through an exclusive-NOR gate using a lower band positive phase digital signal and the data demodulated in step 320 among the signals output in step 310.
  • an asynchronous BPSK demodulation circuit and a method thereof which transmit broadband digital data and have a very low power and a simple circuit.
  • it can be used for digital communication of devices requiring ultra-low power consumption, provides a demodulation method that can be applied to mobile communication devices, and is suitable for implementing a System on Chip (SoC), which is very convenient and economical.
  • SoC System on Chip
  • the asynchronous BPSK demodulation method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that may be executed by various computer means, and may be recorded in a computer readable medium.
  • the computer readable medium may include a data structure, a data file, a program instruction, or the like in combination or singly.
  • the program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the embodiments, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as floppy disks, hard disks and magnetic tape, optical media such as DVDs and CD-ROMs, and magnetic disks such as floppy disks.
  • Magneto-optical media and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as RAM, ROM, flash memory, and the like.
  • program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
  • the hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

One embodiment of the present invention relates to a BPSK demodulator circuit, and to an ultra-low power broadband asynchronous BPSK demodulation method enabling two pairs of complementary outputs to be aligned, and to a circuit thereof, the method enabling the alignment of complementary phases of sideband comparators so as to minimize a glitch when a 2nd order sideband filter output is digitized by a comparator, the output having the upper sideband of a BPSK modulated signal suppressed, and said signal is aligned, at a 180-degree phase of a carrier, with a signal having a 2nd order sideband filter output digitized by a comparator, the output having the lower sideband of the BPSK modulated signal suppressed, and thus the method enables increasing circuit stability so as to increase yield when implemented as an integrated circuit.

Description

위상 180도로 정렬한 2차 측파대 필터들을 이용한 측파대 비교기들에 의해 2쌍의 상보위상들을 맞춘 초저전력 광대역 비동기식 이산 위상 편이 복조 회로Ultra-low power wideband asynchronous discrete phase shift demodulation circuit with two pairs of complementary phases by sideband comparators using second-order sideband filters aligned to 180 degrees of phase
본 발명의 실시예는 BPSK 변조신호의 상측파대를 억제한 2차 측파대 필터의 출력을 비교기로 디지털화 하고, 이 신호와 하측파대를 억제한 2차 측파대 필터의 출력을 비교기로 디지털화 한 신호를 캐리어의 위상 180o로 정렬하면서 글리치가 최소화 되게 측파대 비교기들의 상보위상을 맞춤으로써 회로의 안정성을 높여서 집적회로로 구현할 때 수율이 높아지도록 2쌍의 상보출력들을 정렬한 초저전력 광대역 비동기식 BPSK 복조 방법과 그 회로의 구성에 관한 것이다.The embodiment of the present invention digitizes the output of the secondary sideband filter suppressing the upper sideband of the BPSK modulated signal with a comparator, and digitizes the signal of the secondary sideband filter suppressing the lower sideband with the comparator. Ultra-low power wideband asynchronous BPSK demodulation method by aligning the complementary phases of sideband comparators to minimize the glitches while aligning the carrier phase 180 o , aligning the two pairs of complementary outputs to increase the stability of the integrated circuit. And the configuration of the circuit.
BPSK(Binary Phase Shift Keying, 이산 위상 편이) 변조신호는 캐리어를 억압한 양측파대 신호로써 캐리어 신호를 자체신호로 추출할 수 없는 문제로 내부 발진기로 캐리어를 만들어 동기화 시키는 동기식 BPSK 복조 방법을 사용한다.Binary Phase Shift Keying (BPSK) modulated signal is a bilateral band signal that suppresses carrier and cannot use carrier signal as its own signal, so it uses synchronous BPSK demodulation method to make carrier by internal oscillator.
BPSK 복조는 기본적 방식으로 COSTAS loop가 있는데 회로가 복잡하고 내부 발진기를 포함한 귀환루프를 사용함으로써 전력소모가 많고 전송속도에 한계가 있다. Analog Integrator와 Switched-Capacitor Units을 사용한 비동기식 DPSK 복조 회로는 내부 발진회로와 Analog integrator로 인해 전력소모가 많고 회로가 복잡하여 회로가 포함되는 칩의 면적이 커지며 패킷(Packet) 중에 오류 한 개만 생겨도 전체를 버리는 문제가 있다. 또한, 반도체 제조공정에 따른 CMOS FET의 특성 차이와 비교기 입력 옵셋(Off-set)에 의한 신호 왜곡 문제로 수율(Yield) 감소가 생기고 있다. The BPSK demodulation has a COSTAS loop as a basic method. The circuit is complicated and the feedback loop including the internal oscillator is used, which consumes a lot of power and limits transmission speed. The asynchronous DPSK demodulation circuit using Analog Integrator and Switched-Capacitor Units consumes a lot of power and complexity due to the internal oscillation circuit and the analog integrator, which increases the area of the chip that contains the circuit and reduces the overall area even if only one error occurs in the packet. There is a problem. In addition, yield reduction occurs due to a difference in characteristics of the CMOS FET according to the semiconductor manufacturing process and a signal distortion problem caused by a comparator input offset.
BPSK 복조 회로와 관련하여 한국등록특허 제10-0365982호에서는 복조 장치에서의 동기 신호 생성부를 통해 안정적으로 실시되는 변조 및 복조 회로 장치에 대해서 기재하고 있다. PSK 복조 회로와 관련하여 한국등록특허 제10-1417593호에서는 내부 발진기 없이 비동기식으로 실시되는 복조 방법에 대해서 기재하고 있다.Regarding the BPSK demodulation circuit, Korean Patent No. 10-0365982 describes a modulation and demodulation circuit device that is stably performed through a synchronization signal generator in a demodulation device. Regarding the PSK demodulation circuit, Korean Patent No. 10-1417593 describes a demodulation method that is performed asynchronously without an internal oscillator.
본 발명의 실시예는 기존 BPSK 변조신호의 복조 방식에 있어서, 전송 속도와 회로의 복잡도, 또한 전력 소모에 대한 문제점을 해결하기 위해 2차 측파대 필터들의 위상차를 캐리어의 위상 180o로 정렬시킴과 동시에 심볼엣지 신호의 글리치가 최소화 되도록 측파대 비교기들의 상보위상을 맞춰 지터를 줄임으로써 회로의 안정성을 높여 집적회로의 수율을 높인 BPSK 복조 회로와 그 방법을 제공하고자 한다.According to an embodiment of the present invention, in order to solve the problem of transmission speed, circuit complexity, and power consumption in the demodulation method of the existing BPSK modulated signal, the phase difference of the secondary sideband filters is aligned with the phase of the carrier 180 ° . At the same time, we aim to provide a BPSK demodulation circuit and a method for improving the yield of integrated circuits by increasing jitter by reducing jitter by compensating phase of sideband comparators to minimize glitches of symbol edge signals.
이에, 광대역 디지털 데이터를 전송하며 초저전력인 동시에, 회로가 간단한 비동기식 BPSK 복조 회로와 그 방법을 제공하는데, 측파대 비교기들의 출력 듀티사이클이 반도체 제조공정에 따른 CMOS FET의 특성의 차이와 비교기 입력 옵셋문제로 인해 변화하는데, 글리치가 최소화 되도록 하측파대 비교기와 상측파대 비교기의 위상을 맞춘 회로로 보완하여 회로의 안정성을 높여 수율이 최대화 되는 회로로 구현하고자 한다.Accordingly, the present invention provides an asynchronous BPSK demodulation circuit and a method for transmitting broadband digital data that are extremely low power and simple in circuit. The output duty cycle of the sideband comparators differs in the characteristics of the CMOS FET and the comparator input offset according to the semiconductor manufacturing process. Due to the problem, the circuit of the lower band comparator and the upper band comparator is complemented with the phased comparator so that the glitches can be minimized.
BPSK 복조 회로의 구성 중 일측에 있어서, BPSK 변조신호를 차단 주파수가 캐리어 주파수인 2차 고역 필터와 2차 저역 필터를 통하여 상측파대 아날로그 신호와 하측파대 아날로그 신호로 분리할 때에 위상차이가 캐리어의 위상 π, 즉 ½주기로 맞춘 디지털 신호들이 1쌍의 측파대 차동출력 비교기들을 통해 나타나는데, 상측파대 디지털 신호의 위상을 하측파대 디지털 신호의 정반대 위상으로 되는 각각 정위상 신호와 부위상 신호의 2쌍으로 변환하여, 상기 하측파대 디지털 신호들 중에 하측파대 정위상 디지털 신호를 출력하고, 상기 하측파대 정위상 디지털 신호와 상기 상측파대 부위상 디지털 신호의 위상차이가 캐리어의 위상 π, 즉 180o로 정렬 되었으므로 위상 변화부분에서 신호들의 차이에 의하여 발생되는 제1 심볼엣지 신호와 상기 하측파대 부위상 디지털 신호와 상기 상측파대 정위상 디지털 신호의 위상차이가 캐리어의 위상 π, 즉 180o로 정렬 되었으므로 위상 변화부분에서 신호들의 차이에 의하여 발생되는 제2 심볼엣지 신호를 겹치게 함으로써 글리치를 최소로 줄인 상보위상감지클럭 신호를 생성하는 측파대 분리 및 차동출력 비교기들을 이용한 상보위상감지클럭 생성부; 디글리치 필터를 통해 상기 상보위상감지클럭 신호로부터 글리치가 제거된 심볼엣지 신호를 생성하여 D-플립플롭의 클럭(C)에 가하고, 상기 하측파대 정위상 디지털 신호를 데이터(D)에 입력한 상기 D-플립플롭을 통해 데이터를 복조하는 데이터 복조부; 및 상기 하측파대 디지털 신호와 상기 복조된 데이터 신호를 이용하여 데이터클럭을 복원하는 데이터클럭 복원부를 포함하는 초저전력 광대역 비동기식 위상 편이 복조 회로가 제공될 수 있다.In one side of the configuration of the BPSK demodulation circuit, the phase difference of the carrier is separated when the BPSK modulated signal is separated into the upper band analog signal and the lower band analog signal by the second high pass filter and the second low pass filter whose cutoff frequency is the carrier frequency. π, or ½ cycle digital signals appear through a pair of sideband differential output comparators, converting the phase of the upper band digital signal into two pairs of positive and partial phase signals, each of which is the opposite phase of the lower band digital signal. The lower band digital signal is output from the lower band digital signals, and the phase difference between the lower band digital signal and the upper band digital signal is aligned with the carrier phase π, that is, 180 o . The first symbol edge signal and the lower band portion generated by the difference of the signals in the change portion Since the phase difference between the phase digital signal and the upper band digital signal is aligned to the phase π of the carrier, that is, 180 o , the glitches are minimized by overlapping the second symbol edge signal generated by the difference of the signals in the phase change portion. A complementary phase sensing clock generation unit using sideband separation and differential output comparators for generating a complementary phase sensing clock signal; A glitch-free symbol edge signal is generated from the complementary phase detection clock signal through a diglyc filter, and applied to the clock C of the D-flip-flop, and the lower band positive phase digital signal is input to the data D. A data demodulator for demodulating data through a D-flip-flop; And a data clock recovery unit for restoring a data clock using the lower band digital signal and the demodulated data signal.
BPSK 복조 회로의 구성 중 또 다른 측면에 있어서, BPSK 변조신호를 차단 주파수가 캐리어 주파수인 2차 고역 필터와 2차 저역 필터를 통하여 상측파대 아날로그 신호와 하측파대 아날로그 신호로 분리할 때에 위상차이가 캐리어의 위상 π, 즉 ½주기로 맞춘 디지털 신호들이 2쌍의 측파대 비교기들을 통해 나타나는데, 상측파대 디지털 신호의 위상을 하측파대 디지털 신호의 정반대 위상으로 되는 각각 정위상 신호와 부위상 신호의 2쌍으로 변환하여, 상기 하측파대 디지털 신호들 중에 하측파대 정위상 디지털 신호를 출력하고, 상기 하측파대 정위상 디지털 신호와 상기 상측파대 부위상 디지털 신호의 위상차이가 캐리어의 위상 π, 즉 180o로 정렬 되었으므로 위상 변화부분에서 신호들의 차이에 의하여 발생되는 제1 심볼엣지 신호와 상기 하측파대 부위상 디지털 신호와 상기 상측파대 정위상 디지털 신호의 위상차이가 캐리어의 위상 π, 즉 180o로 정렬 되었으므로 위상 변화부분에서 신호들의 차이에 의하여 발생되는 제2 심볼엣지 신호를 겹치게 함으로써 글리치를 최소로 줄인 상보위상감지클럭 신호를 생성하는 측파대 분리 및 2쌍의 비교기들을 이용한 상보위상감지클럭 생성부; 디글리치 필터를 통해 상기 상보위상감지클럭 신호로부터 글리치가 제거된 심볼엣지 신호를 생성하여 D-플립플롭의 클럭(C)에 가하고, 상기 하측파대 정위상 디지털 신호를 데이터(D)에 입력한 상기 D-플립플롭을 통해 데이터를 복조하는 데이터 복조부; 및 상기 하측파대 디지털 신호와 복조된 데이터 신호를 이용하여 데이터클럭을 복원하는 데이터클럭 복원부를 포함하는 초저전력 광대역 비동기식 위상 편이 복조 회로가 제공될 수 있다.In another aspect of the configuration of the BPSK demodulation circuit, a phase difference is obtained when the BPSK modulated signal is separated into an upper band analog signal and a lower band analog signal through a second high pass filter and a second low pass filter whose cutoff frequency is a carrier frequency. The digital signals set in phase π, or ½ cycles of, are represented by two pairs of sideband comparators, which convert the phase of the upper band digital signal into two pairs of a positive phase signal and a local phase signal, respectively, which are the opposite phases of the lower band digital signal. The lower band digital signal is output from the lower band digital signals, and the phase difference between the lower band digital signal and the upper band digital signal is aligned with the carrier phase π, that is, 180 o . The first symbol edge signal and the lower band portion generated by the difference of the signals in the change portion The digital signal and the upper band in-phase phase difference of the digital signal is reduced glitches By been arranged in a phase π, that is 180 o carrier overlapping the second symbol edge signal generated by the difference of the signals in the phase change portion to a minimum A complementary phase detection clock generation unit using sideband separation and two pairs of comparators for generating a complementary phase detection clock signal; A glitch-free symbol edge signal is generated from the complementary phase detection clock signal through a diglyc filter, and applied to the clock C of the D-flip-flop, and the lower band positive phase digital signal is input to the data D. A data demodulator for demodulating data through a D-flip-flop; And a data clock recovery unit for restoring a data clock using the lower band digital signal and the demodulated data signal.
일측에 있어서, 측파대 분리 및 차동출력 비교기들을 이용한 상보위상감지클럭 생성부는 BPSK 변조된 차동 신호를 상측파대 신호로 분리하는 2차 고역 필터 (2nd Order HPF); 하측파대 신호로 분리하는 2차 저역 필터(2nd Order LPF); 상측파대와 하측파대를 캐리어의 위상 180o로 정렬 시킬 때에 글리치가 최소화 되는 위상, 즉 반대의 위상으로 맞추도록 각각 디지털 신호들로 변환하는 1쌍의 측파대 차동출력 비교기들(Sideband Differential Output Comparators); 상기 하측파대 정위상 디지털 신호와 상기 상측파대 부위상 디지털 신호의 위상차이가 캐리어의 위상 180o로 정렬 되었으므로, 이 디지털 신호들의 차이에 의한 상보위상 변화부분을 감지하여 제1 심볼엣지를 생성하는 제1 Exclusive-OR 게이트; 상기 하측파대 부위상 디지털 신호와 상기 상측파대 정위상 디지털 신호의 위상차이가 캐리어의 위상 180o로 정렬 되었으므로, 이 디지털 신호들의 차이에 의한 상보위상 변화부분을 감지하여 제2 심볼엣지를 생성하는 제2 Exclusive-OR 게이트; 및 상기 제1 심볼엣지 신호와 상기 제2 심볼엣지 신호를 겹쳐서 지터를 줄여 글리치가 최소화된 상보위상감지클럭 신호를 생성하는 AND 게이트가 포함될 수 있다.In one side, the complementary phase detection clock generation unit using sideband separation and differential output comparators (2nd Order HPF) for separating the BPSK-modulated differential signal into the sideband signal (2nd Order HPF); A second order low pass filter (2nd Order LPF) for separating the lower band signal; One pair of Sideband Differential Output Comparators, each of which converts the upper and lower bands into digital signals to match the phase with minimal glitch, ie the opposite phase, when aligning the carrier 180 ° ; Since the phase difference between the lower band positive phase digital signal and the upper band area digital signal is aligned with a 180 ° phase of a carrier, a first symbol edge is generated by detecting a change in the complementary phase caused by the difference of the digital signals. 1 Exclusive-OR gate; Since the phase difference between the lower sideband digital signal and the upper sideband digital signal is aligned with a phase of 180 ° of the carrier, a second symbol edge is generated by detecting a portion of the complementary phase caused by the difference of the digital signals. 2 Exclusive-OR gates; And an AND gate for overlapping the first symbol edge signal and the second symbol edge signal to reduce jitter to generate a complementary phase detection clock signal with minimal glitches.
또 다른 측면에 있어서, 측파대 분리 및 2쌍의 비교기들을 이용한 상보위상감지클럭 생성부는 BPSK 변조된 차동 신호를 상측파대 신호로 분리하는 2차 고역 필터 (2nd Order HPF); 하측파대 신호로 분리하는 2차 저역 필터(2nd Order LPF); 상측파대와 하측파대를 캐리어의 위상 180o로 정렬 시킬 때에 글리치가 최소화 되는 위상, 즉 반대의 위상으로 맞추도록 각각 디지털 신호들로 변환하는 2쌍의 측파대 비교기들(Sideband Comparators); 상기 하측파대 정위상 디지털 신호와 상기 상측파대 부위상 디지털 신호의 위상차이가 캐리어의 위상 180o로 정렬 되었으므로, 이 디지털 신호들의 차이에 의한 상보위상 변화부분을 감지하여 제1 심볼엣지를 생성하는 제1 Exclusive-OR 게이트; 상기 하측파대 부위상 디지털 신호와 상기 상측파대 정위상 디지털 신호의 위상차이가 캐리어의 위상 180o로 정렬 되었으므로, 이 디지털 신호들의 차이에 의한 상보위상 변화부분을 감지하여 제2 심볼엣지를 생성하는 제2 Exclusive-OR 게이트; 및 상기 제1 심볼엣지 신호와 상기 제2 심볼엣지 신호를 겹쳐서 지터를 줄여 글리치가 최소화된 상보위상감지클럭 신호를 생성하는 AND 게이트가 포함될 수 있다.In another aspect, the sideband separation and the complementary phase detection clock generation unit using two pairs of comparators (2nd Order HPF) for separating the BPSK modulated differential signal into an upperband signal; A second order low pass filter (2nd Order LPF) for separating the lower band signal; Two pairs of sideband comparators, each of which converts the upper and lower bands into digital signals so that the glitch is minimized when the carrier is aligned with the phase 180 o of the carrier; Since the phase difference between the lower band positive phase digital signal and the upper band area digital signal is aligned with a 180 ° phase of a carrier, a first symbol edge is generated by detecting a change in the complementary phase caused by the difference of the digital signals. 1 Exclusive-OR gate; Since the phase difference between the lower sideband digital signal and the upper sideband digital signal is aligned with a phase of 180 ° of the carrier, a second symbol edge is generated by detecting a portion of the complementary phase caused by the difference of the digital signals. 2 Exclusive-OR gates; And an AND gate for overlapping the first symbol edge signal and the second symbol edge signal to reduce jitter to generate a complementary phase detection clock signal with minimal glitches.
또 다른 측면에 있어서, 데이터 복조부는 글리치가 최소화된 상기 상보위상감지클럭 신호를 입력으로 하는 디글리치 필터; 및 D-플립플롭을 포함할 수 있고, 상기 D-플립플롭의 데이터(D) 입력에 상기 하측파대 디지털 신호를 입력하고, 클럭(C)에 상기 디글리치 필터를 통해서 글리치가 제거된 심볼엣지 신호를 입력함으로써 복조된 데이터 신호가 생성될 수 있다.In another aspect, the data demodulation unit includes a diglych filter for inputting the complementary phase detection clock signal of which the glitch is minimized; And a D-flip-flop, wherein the lower band digital signal is input to the data (D) input of the D-flip-flop, and a glitch-removed symbol edge signal is input to the clock (C) through the deglitch filter. By demodulating the demodulated data signal can be generated.
또 다른 측면에 있어서, 데이터클럭 복원부는 상기 하측파대 디지털 신호와 상기 복조된 데이터 신호를 이용한 Exclusive-NOR를 통해 데이터클럭 신호를 복원하여 동기화될 수 있다.In another aspect, the data clock recovery unit may be synchronized by recovering the data clock signal through an exclusive-NOR using the lower band digital signal and the demodulated data signal.
BPSK 복조 방법에 있어서, BPSK 변조된 차동 신호를 차단 주파수가 캐리어 주파수인 2차 고역 필터와 2차 저역 필터를 통하여 상측파대 아날로그 신호와 하측파대 아날로그 신호로 분리할 때에 위상차이가 캐리어의 위상 π, 즉 ½주기로 맞춘 디지털 신호들이 측파대 비교기들을 통하여 나타나는데, 상측파대 디지털 신호의 위상을 하측파대 디지털 신호의 정반대 위상으로 되는 각각 정위상 신호와 부위상 신호의 2쌍으로 변환하여, 상기 하측파대 디지털 신호들 중에 하측파대 정위상 디지털 신호를 출력하고, 상기 하측파대 정위상 디지털 신호와 상기 상측파대 부위상 디지털 신호의 위상차이가 캐리어의 위상 π, 즉 180o로 정렬 되었으므로 위상 변화부분에서 신호들의 차이에 의하여 발생되는 제1 심볼엣지 신호와 상기 하측파대 부위상 디지털 신호와 상기 상측파대 정위상 디지털 신호의 위상차이가 캐리어의 위상 π 즉 180o로 정렬 되었으므로 위상 변화부분에서 신호들의 차이에 의하여 발생되는 제2 심볼엣지 신호가 AND 게이트에 의해 겹치게 됨으로써 글리치를 최소로 줄인 상보위상감지클럭 신호를 생성하는 측파대 분리 및 비교기들을 이용한 상보위상감지클럭 생성 단계; 디글리치 회로를 통해 상기 상보위상감지클럭 신호로부터 글리치가 제거된 심볼엣지 신호를 생성하여 D-플립플롭의 클럭(C)에 가하고, 상기 하측파대 정위상 디지털 신호를 데이터(D)에 입력한 상기 D-플립플롭을 통해 데이터를 복조하는 데이터 복조 단계; 및 상기 하측파대 정위상 디지털 신호와 상기 복조된 데이터 신호를 이용한 Exclusive-NOR(배타적 부정 논리합)를 통해 데이터클럭을 복원하는 데이터클럭 복원 단계를 포함하는 초저전력 광대역 비동기식 위상 편이 복조 방법이 제공될 수 있다.In the BPSK demodulation method, when the BPSK modulated differential signal is separated into an upper band analog signal and a lower band analog signal through a second high pass filter and a second low pass filter having a cutoff frequency of carrier frequency, the phase difference of the carrier is π, That is, digital signals set at ½ cycles are displayed through sideband comparators. The phase of the upper band digital signal is converted into two pairs of a positive phase signal and a partial phase signal, respectively, which are the opposite phases of the lower band digital signal. Among them, a lower band positive phase digital signal is output, and a phase difference between the lower band positive phase digital signal and the upper band digital signal on the upper band portion is aligned to the phase π of the carrier, that is, 180 o . And a first symbol edge signal generated by the digital signal on the lower band portion Group the upper band in-phase because the phase differences are aligned to the phase π i.e. 180 o of the carrier of the digital signal and a second symbol edge signal generated by the difference of the signals in the phase change portion complementary to reduce to a minimum the glitch being overlapped by the AND gate Generating a complementary phase sensing clock using sideband separation and comparators for generating a phase sensing clock signal; A glitch-free symbol edge signal is generated from the complementary phase detection clock signal through a diglyc circuit and applied to a clock C of a D-flip flop, and the lower band positive phase digital signal is input to the data D. A data demodulating step of demodulating the data via the D-flip-flop; And a data clock recovery step of restoring a data clock through Exclusive-NOR (Exclusive NOR) using the lower band positive phase digital signal and the demodulated data signal. The ultra-low power broadband asynchronous phase shift demodulation method may be provided. have.
본 발명의 실시예를 통해서, 광대역 디지털 데이터를 전송하며 초저전력인 동시에, 회로가 간단한 비동기식 BPSK 복조 회로와 그 방법을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide an asynchronous BPSK demodulation circuit and method thereof, which transmits broadband digital data and is extremely low in power while having a simple circuit.
또한, 초저전력 소모가 필요한 고속 디지털 통신기기와 모바일 통신기기에도 적용할 수 있는 복조방식을 제공하며, System on Chip(SoC)을 구현하기에 적합하여 편리함과 경제성이 높다. 더불어, 측파대 비교기들의 출력 듀티사이클이 반도체 제조공정에 따른 CMOS FET의 특성의 차이와 비교기 입력 옵셋문제로 인해 변화하는데, 글리치가 최소화 되도록 하측파대 비교기와 상측파대 비교기의 위상을 맞춘 상보적 회로로 보완하여 회로의 안정성을 높여 수율을 높일 수 있다.In addition, it provides a demodulation method that can be applied to high-speed digital communication devices and mobile communication devices that require ultra-low power consumption, and is suitable for implementing a System on Chip (SoC), which is convenient and economical. In addition, the output duty cycle of sideband comparators changes due to the difference in CMOS FET characteristics and the comparator input offset problem according to the semiconductor manufacturing process, and is a complementary circuit in which the phases of the lowerband comparator and the upperband comparator are phased to minimize the glitches. Complement can increase the stability of the circuit to increase the yield.
도 1은 본 발명의 일실시예 중 일측에 있어서, 1쌍의 측파대 차동출력 비교기들을 사용한 초저전력 광대역 비동기식 BPSK 복조 회로 구성을 설명하기 위한 회로도이다.1 is a circuit diagram for explaining an ultra-low power wideband asynchronous BPSK demodulation circuit configuration using a pair of sideband differential output comparators in one embodiment of the present invention.
도 2은 본 발명의 일실시예 중 다른 측면에 있어서, 2쌍의 측파대 비교기들을 사용한 초저전력 광대역 비동기식 BPSK 복조 회로 구성을 설명하기 위한 회로도이다.FIG. 2 is a circuit diagram for explaining an ultra-low power wideband asynchronous BPSK demodulation circuit configuration using two pairs of sideband comparators according to another embodiment of the present invention.
도 3는 본 발명의 일실시예 중 다른 측면에 있는 2쌍의 측파대 비교기들을 사용한 BPSK 복조 회로에서 제2 심볼엣지 신호의 경로에 있는 1쌍의 측파대 비교기들; 제2 Exclusive-OR 게이트; 및 AND 게이트를 제외한 경우에 있어서, 랜덤 데이터(Random data)를 32MHz 주파수의 캐리어로 BPSK 변조된 송신측의 신호와 수신측의 복조 과정에서 나타나는 신호들, 및 디글리치 회로 입력인 글리치가 적은 위상감지 신호를 도시한 그래프이다.3 is a pair of sideband comparators in the path of a second symbol edge signal in a BPSK demodulation circuit using two pairs of sideband comparators in another aspect of the present invention; A second Exclusive-OR gate; And a case where the AND gate is excluded, phase detection with a small glitch which is a signal of a transmitter on which a random data is BPSK-modulated to a carrier having a frequency of 32 MHz and a signal appearing during a demodulation process on a receiving side, and a diglitch circuit input. It is a graph showing the signal.
도 4는 본 발명의 일실시예 중 일측에 있는 1쌍의 측파대 차동출력 비교기들을 사용한 BPSK 복조 회로에 있어서, 랜덤 데이터(Random data)를 32MHz 주파수의 캐리어로 BPSK 변조된 송신측의 신호와 수신측의 복조 과정에서 나타나는 신호들, 디글리치 회로 입력인 글리치를 줄인 2쌍의 심볼엣지 신호들, 및 AND 게이트의 출력인 글리치를 최소화한 상보위상감지클럭 신호를 도시한 그래프이다.FIG. 4 is a signal and reception side of a transmitter having BPSK modulated random data on a 32 MHz frequency carrier in a BPSK demodulation circuit using a pair of sideband differential output comparators on one side of an embodiment of the present invention. A graph showing the signals appearing in the demodulation process on the side, two pairs of symbol edge signals with reduced glitch which is a diglitch circuit input, and a complementary phase sensing clock signal which minimizes the glitch as an output of the AND gate.
도 5는 본 발명의 일실시예 중 다른 측면에 있는 2쌍의 측파대 비교기들을 사용한 BPSK 복조 회로에 있어서, 랜덤 데이터(Random data)를 32MHz 주파수의 캐리어로 BPSK 변조된 송신측의 신호와 수신측의 복조 과정에서 나타나는 신호들, 디글리치 회로 입력인 글리치를 줄인 2쌍의 심볼엣지 신호들, 및 AND 게이트의 출력인 글리치를 최소화한 상보위상감지클럭 신호를 도시한 그래프이다.FIG. 5 is a signal and receiving side of a BPSK demodulated circuit in which random data is BPSK-modulated to a carrier of 32 MHz frequency in a BPSK demodulation circuit using two pairs of sideband comparators according to another aspect of the present invention. Figure 2 shows the signals appearing during the demodulation process, two pairs of symbol edge signals with reduced glitch as the diglitch circuit input, and the complementary phase detection clock signal with minimized glitch as the output of the AND gate.
도 6는 본 발명의 일실시예에 있어서, 초저전력 광대역 비동기식 BPSK 복조 회로에서 수행되는 복조 방식을 설명하기 위한 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a demodulation scheme performed in an ultra low power broadband asynchronous BPSK demodulation circuit according to an embodiment of the present invention.
[부호의 설명][Description of the code]
110: 측파대 분리 및 차동출력 비교기들을 이용한 상보위상감지클럭 생성부110: complementary phase detection clock generator using sideband separation and differential output comparators
120: 데이터 복조부120: data demodulator
130: 데이터클럭 복원부130: data clock recovery unit
210: 측파대 분리 및 2쌍의 비교기들을 이용한 상보위상감지클럭 생성부210: complementary phase detection clock generator using sideband separation and two pairs of comparators
220: 데이터 복조부220: data demodulator
230: 데이터클럭 복원부230: data clock recovery unit
310: 측파대 분리 및 비교기들을 이용한 상보위상감지클럭 생성 단계310: Complementary phase detection clock generation step using sideband separation and comparators
320: 데이터 복조 단계320: Data demodulation step
330: 데이터클럭 복원 단계330: data clock restoration step
이하, BPSK 복조 회로의 구성과 복조 방법에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명한다.Hereinafter, the configuration and demodulation method of the BPSK demodulation circuit will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예 중 일측에 있어서, 1쌍의 측파대 차동출력 비교기들을 사용한 초저전력 광대역 비동기식 BPSK 복조 회로의 구성을 설명하기 위한 회로도를 도시한 것이다. 도 1과 같은 회로의 구성에 대해 설명하면, 상기 BPSK 복조 회로는 측파대 분리 및 차동출력 비교기들을 이용한 상보위상감지클럭 생성부(110), 데이터 복조부(120), 및 데이터클럭 복원부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a configuration of an ultra-low power broadband asynchronous BPSK demodulation circuit using a pair of sideband differential output comparators in one embodiment of the present invention. Referring to the configuration of the circuit as shown in FIG. 1, the BPSK demodulation circuit includes a complementary phase sensing clock generator 110, a data demodulator 120, and a data clock recovery unit 130 using sideband separation and differential output comparators. It may be configured to include).
먼저, 측파대 분리 및 차동출력 비교기들을 이용한 상보위상감지클럭 생성부(110)는 도시한 바와 같이 2차 저역 통과 필터(2nd order low-pass filter), 제1 차동출력 비교기, 2차 고역 통과 필터(2nd order high-pass filter), 제2 차동출력 비교기, 제1 Exclusive-OR 게이트, 제2 Exclusive-OR 게이트, 및 AND 게이트를 포함하여 구성될 수 있고, 복조를 위해 회로에 입력되는 신호, 즉 BPSK 변조신호를 상측파대(USB)와 하측파대(LSB)를 각각 측파대로 분리한 디지털 신호들을 생성할 때, 상기 측파대의 분리는 차단 주파수가 캐리어 주파수인 2차 필터를 통해 이루어지는데, 하측파대는 2차 LPF(low-pass filter)로 상측파대는 2차 HPF(high-pass filter)로 분리될 수 있다.First, the complementary phase detection clock generator 110 using sideband separation and differential output comparators 110 may include a second order low-pass filter, a first differential output comparator, and a second high pass filter. (2nd order high-pass filter), a second differential output comparator, a first Exclusive-OR gate, a second Exclusive-OR gate, and an AND gate, the signal input to the circuit for demodulation, i.e. When generating BPSK modulated signals by separating the upper band (USB) and the lower band (LSB) into side bands, the side bands are separated through a secondary filter whose cutoff frequency is a carrier frequency. The bands can be separated by a secondary low pass filter (LPF) and the upper bands by a secondary high pass filter (HPF).
이중, 2차 필터의 출력들로 나온 하측파대 신호는 상측파대 신호보다 그 위상이 캐리어의 반주기정도 늦게 나타나므로 별도의 지연회로가 없이 위상차이가 캐리어의 위상 180o 정렬될 때에 글리치가 최소화 되는 위상, 즉 하측파대 디지털 신호들과 상측파대 디지털 신호들 중에서 하측파대 정위상 신호와 상측파대 부위상 신호가 한 쌍인 신호들을 제1 Exclusive-OR 게이트로 비교하여 제1 심볼엣지 신호가 생성될 수 있고, 하측파대 부위상 신호와 상측파대 정위상 신호가 다른 쌍인 신호들을 제2 Exclusive-OR 게이트로 비교하여 제2 심볼엣지 신호가 생성될 수 있으며, 데이터를 검출하기 위한 위상변화에 따라 발생하는 펄스 신호인 상기 제1 심볼엣지 신호와 상기 제2 심볼엣지 신호를 AND 게이트로 겹침으로 지터를 최소화하여 글리치가 적은 상보위상감지클럭을 생성되게 함으로써, 집적회로에 적용할 때에 전력소모를 줄이고 회로를 안정시켜 수율을 높이게 한다.Since the lower band signal from the outputs of the second and second filters appears half a period of the carrier later than the upper band signal, the phase difference is 180 ° without the separate delay circuit. The first symbol by comparing a phase where the glitch is minimized when aligned, that is, a pair of a lower band positive phase signal and an upper band partial phase signal among the lower band digital signals and the upper band digital signals with a first exclusive-OR gate. An edge signal may be generated, and a second symbol edge signal may be generated by comparing signals having different pairs of the lower band region phase signal and the upper band band phase signal with a second exclusive-OR gate to generate a phase for detecting data. The first symbol edge signal, which is a pulse signal generated according to the change, and the second symbol edge signal are overlapped with an AND gate to minimize jitter to generate a complementary phase sensing clock with low glitches, thereby applying power to an integrated circuit. Reduces consumption and stabilizes circuits for higher yields.
상기 Exclusive-OR 게이트들과 AND 게이트를 통해 변조 신호의 위상이 변화한 각각의 시점에서 캐리어의 위상 π 이하의 상보위상감지클럭 신호가 발생하는데, 상기 비교기들에서 입력 오프셋과 출력 드라이버의 상승지연(tPLH)와 하강지연(tPHL)의 차이에 의해 생긴 약 π/36 정도의 지터를 비교기 위상을 맞추어 제거 하였으므로, 나머지 약 π/36 정도 위상 변화인 지터(Jitter) 때문에 생긴 글리치(Glitch)가 섞인 제1 심볼엣지 신호와 제2 심볼엣지 신호가 생성될 수 있고, 상기 심볼엣지 신호들의 글리치는 겹치는 부분이 적거나 없을 수 있으므로 AND 게이트로 글리치가 최소화 된 상보위상감지클럭 신호가 생성될 수 있다.Complementary phase-sensing clock signals below the phase π of the carrier are generated at each time point of the modulation signal's phase changes through the Exclusive-OR gates and the AND gates. Since the jitter of about π / 36 caused by the difference between tPLH) and the fall delay (tPHL) was removed by matching the comparator phase, the glitches caused by the jitter, which is about π / 36 phase shift, were mixed. The first symbol edge signal and the second symbol edge signal may be generated, and since the glitches of the symbol edge signals may have little or no overlapping portions, the complementary phase detection clock signal having the minimum glitches may be generated by the AND gate.
데이터 복조부(120)는 도시한 바와 같이 디글리치 필터, 및 D-플립플롭(D-Flip-Flop)을 포함하여 구성될 수 있다.As illustrated, the data demodulator 120 may include a diglych filter and a D-Flip-Flop.
데이터 복조부에 대해 자세히 설명하면, 상기 상보위상감지클럭 신호로부터 글리치를 제거하는 상기 디글리치(Deglitch) 필터, 예컨대 아날로그 방식이나 디지털 방식의 디글리치 필터(Deglitch Filter)를 통해 글리치가 없는 심볼엣지 신호를 생성할 수 있고, D-플립플롭의 데이터(D) 입력에 상기 하측파대 정위상 디지털 신호를 입력하고, 상기 심볼엣지 신호를 클럭(C)에 입력하는데 클럭이 하강할 때에 하측파대 정위상 디지털 신호를 동기 시킴으로써 상기 D-플립플롭을 통해 복조된 데이터 신호가 생성될 수 있다.In detail, the data demodulator includes a glitch-free symbol edge signal through the Deglitch filter, for example, an analog or digital Deglitch filter, which removes glitches from the complementary phase detection clock signal. The lower band positive phase digital signal is input to the data (D) input of the D-flip-flop, and the symbol edge signal is input to the clock (C). By synchronizing the signals, demodulated data signals through the D-flip-flop may be generated.
데이터클럭 복원부(130)는 도시한 바와 같이 Exclusive-NOR(배타적 부정 논리합) 게이트를 포함하여 구성될 수 있다.The data clock recovery unit 130 may include an Exclusive-NOR gate as shown.
여기서, 상기 하측파대 정위상 디지털 신호와 상기 복조된 데이터 신호를 Exclusive-NOR 게이트로 계산함으로써 데이터클럭이 복원될 수 있다.Here, the data clock may be restored by calculating the lower band positive phase digital signal and the demodulated data signal with an exclusive-NOR gate.
도 2은 본 발명의 일실시예 중 다른 측면에 있어서, 2쌍의 측파대 비교기들을 사용한 초저전력 광대역 비동기식 BPSK 복조 회로의 구성을 설명하기 위한 회로도를 도시한 것이다. 도 2과 같은 회로의 구성에 대해 설명하면, 상기 BPSK 복조 회로는 측파대 분리 및 2쌍의 비교기들을 이용한 상보위상감지클럭 생성부(210), 데이터 복조부(220), 및 데이터클럭 복원부(230)를 포함하여 구성될 수 있다.FIG. 2 illustrates a circuit diagram for explaining a configuration of an ultra low power broadband asynchronous BPSK demodulation circuit using two pairs of sideband comparators according to another embodiment of the present invention. Referring to the configuration of the circuit as shown in FIG. 2, the BPSK demodulation circuit includes a sideband separation and a complementary phase sensing clock generator 210, a data demodulator 220, and a data clock recovery unit using two pairs of comparators. 230).
먼저, 측파대 분리 및 2쌍의 비교기들을 이용한 상보위상감지클럭 생성부(210)는 도시한 바와 같이 2차 저역 통과 필터(2nd order low-pass filter), 제1 비교기, 제2 비교기, 2차 고역 통과 필터(2nd order high-pass filter), 제3 비교기, 제4 비교기, 제1 Exclusive-OR 게이트, 제2 Exclusive-OR 게이트, 및 AND 게이트를 포함하여 구성될 수 있고, 복조를 위해 회로에 입력되는 신호, 즉 BPSK 변조신호를 상측파대(USB)와 하측파대(LSB)를 각각 측파대로 분리한 디지털 신호들을 생성할 때, 상기 측파대의 분리는 차단 주파수가 캐리어 주파수인 2차 필터를 통해 이루어지는데, 하측파대는 2차 LPF(low-pass filter)로 상측파대는 2차 HPF(high-pass filter)로 분리될 수 있다.First, the complementary phase detection clock generator 210 using sideband separation and two pairs of comparators may include a 2nd order low-pass filter, a first comparator, a second comparator, and a second order. A second pass high pass filter, a third comparator, a fourth comparator, a first Exclusive-OR gate, a second Exclusive-OR gate, and an AND gate, When generating the input signals, that is, the BPSK modulated signals by dividing the upper band (USB) and the lower band (LSB) into side bands, the separation of the side bands causes a secondary filter whose cutoff frequency is the carrier frequency. The lower band can be separated into a secondary low pass filter (LPF) and the upper band can be separated into a secondary high pass filter (HPF).
이중, 2차 필터의 출력들로 나온 하측파대 신호는 상측파대 신호보다 그 위상이 캐리어의 반주기정도 늦게 나타나므로 별도의 지연회로가 없이 위상차이가 캐리어의 위상 180o로 정렬될 때에 글리치가 최소화 되는 위상, 즉 하측파대 디지털 신호들과 상측파대 디지털 신호들 중에서 하측파대 정위상 신호와 상측파대 부위상 신호가 한 쌍인 신호들을 제1 Exclusive-OR 게이트로 비교하여 제1 심볼엣지 신호가 생성될 수 있고, 하측파대 부위상 신호와 상측파대 정위상 신호가 다른 쌍인 신호들을 제2 Exclusive-OR 게이트로 비교하여 제2 심볼엣지 신호가 생성될 수 있으며, 데이터를 검출하기 위한 위상변화에 따라 발생하는 펄스 신호인 상기 제1 심볼엣지 신호와 상기 제2 심볼엣지 신호를 AND 게이트로 겹침으로 지터를 최소화하여 글리치가 적은 상보위상감지클럭을 생성되게 함으로써, 집적회로에 적용할 때에 전력소모를 줄이고 회로를 안정시켜 수율을 높이게 한다.The lower band signal from the outputs of the second and second filters has half the period of the carrier later than the upper band signal, so that the glitch is minimized when the phase difference is aligned to the carrier phase 180 o without a separate delay circuit. The first symbol edge signal may be generated by comparing signals having a pair of the lower band positive phase signal and the upper band area phase signal among the phase, i.e., the lower band digital signals and the upper band digital signals, with a first exclusive-OR gate. The second symbol edge signal may be generated by comparing signals having different pairs of the lower band portion phase signal and the upper band band phase signal with a second exclusive-OR gate, and a pulse signal generated according to a phase change to detect data. Complementary phase detection with less glitches by minimizing jitter by overlapping the first symbol edge signal and the second symbol edge signal with an AND gate. By allowing the generation Luck, to stabilize the circuit to reduce the power consumption when applied to integrated circuit nopyige yield.
상기 Exclusive-OR 게이트들과 AND 게이트를 통해 변조 신호의 위상이 변화한 각각의 시점에서 캐리어의 위상 π 이하의 상보위상감지클럭 신호가 발생하는데, 상기 비교기들에서 입력 오프셋과 출력 드라이버의 상승지연(tPLH)와 하강지연(tPHL)의 차이에 의해 생긴 약 π/36 정도의 지터를 비교기 위상을 맞추어 제거 하였으므로, 나머지 약 π/36 정도 위상 변화인 지터(Jitter) 때문에 생긴 글리치(Glitch)가 섞인 제1 심볼엣지 신호와 제2 심볼엣지 신호가 생성될 수 있고, 상기 심볼엣지 신호들의 글리치는 겹치는 부분이 적거나 없을 수 있으므로 AND 게이트로 글리치가 최소화 된 상보위상감지클럭 신호가 생성될 수 있다.Complementary phase-sensing clock signals below the phase π of the carrier are generated at each time point of the modulation signal's phase changes through the Exclusive-OR gates and the AND gates. Since the jitter of about π / 36 caused by the difference between tPLH) and the fall delay (tPHL) was removed by matching the comparator phase, the glitches caused by the jitter, which is about π / 36 phase shift, were mixed. The first symbol edge signal and the second symbol edge signal may be generated, and since the glitches of the symbol edge signals may have little or no overlapping portions, the complementary phase detection clock signal having the minimum glitches may be generated by the AND gate.
데이터 복조부(220)는 도시한 바와 같이 디글리치 필터, 및 D-플립플롭(D-Flip-Flop)을 포함하여 구성될 수 있다.As illustrated, the data demodulator 220 may include a diglych filter and a D-flip-flop.
데이터 복조부에 대해 자세히 설명하면, 상기 상보위상감지클럭 신호로부터 글리치를 제거하는 상기 디글리치(Deglitch) 필터, 예컨대 아날로그 방식이나 디지털 방식의 디글리치 필터(Deglitch Filter)를 통해 글리치가 없는 심볼엣지 신호를 생성할 수 있고, D-플립플롭의 데이터(D) 입력에 상기 하측파대 정위상 디지털 신호를 입력하고, 상기 심볼엣지 신호를 클럭(C)에 입력하는데 클럭이 하강할 때에 하측파대 정위상 디지털 신호를 동기 시킴으로써 상기 D-플립플롭을 통해 복조된 데이터 신호가 생성될 수 있다.In detail, the data demodulator includes a glitch-free symbol edge signal through the Deglitch filter, for example, an analog or digital Deglitch filter, which removes glitches from the complementary phase detection clock signal. The lower band positive phase digital signal is input to the data (D) input of the D-flip-flop, and the symbol edge signal is input to the clock (C). By synchronizing the signals, demodulated data signals through the D-flip-flop may be generated.
데이터클럭 복원부(230)는 도시한 바와 같이 Exclusive-NOR(배타적 부정 논리합) 게이트를 포함하여 구성될 수 있다.As illustrated, the data clock recovery unit 230 may include an Exclusive-NOR gate.
여기서, 상기 하측파대 정위상 디지털 신호와 상기 복조된 데이터 신호를 Exclusive-NOR 게이트로 계산함으로써 데이터클럭이 복원될 수 있다.Here, the data clock may be restored by calculating the lower band positive phase digital signal and the demodulated data signal with an exclusive-NOR gate.
도 3는 본 발명의 일실시예 중 다른 측면에 있는 2쌍의 측파대 비교기들을 사용한 BPSK 복조 회로에서 제2 심볼엣지 신호의 경로에 있는 1쌍의 측파대 비교기들; 제2 Exclusive-OR 게이트; 및 AND 게이트를 제외한 경우에 있어서, 32Mbps 전송속도의 랜덤 데이터(Random data) 신호와 이 랜덤 데이터를 32MHz 주파수의 캐리어로 BPSK 변조된 송신측의 신호, 및 수신측의 BPSK 복조 과정에서 나타나는 신호들을 도시한 그래프이다.3 is a pair of sideband comparators in the path of a second symbol edge signal in a BPSK demodulation circuit using two pairs of sideband comparators in another aspect of the present invention; A second Exclusive-OR gate; And a random data signal having a 32 Mbps transmission rate, a signal at the transmitting side BPSK modulated with a 32 MHz frequency carrier, and signals appearing at a receiving side BPSK demodulation process except for the AND gate. One graph.
그래프에 대해서 위로부터 아래의 방향으로 설명하면, 그래프 (a)는 송신측에서 변조할 랜덤 데이터(Random data) 신호의 실시예를 도시한 것이고, 그래프 (b)는 송신측에서 측정되는 위상 편이 변조 신호를 도시한 것이며, 그래프 (c)는 수신측 공진회로를 통과하여 대역이 제한된 BPSK 신호를 도시한 것이다.Referring to the graph from the top to the bottom, the graph (a) shows an embodiment of a random data signal to be modulated at the transmitting side, and the graph (b) shows a phase shift modulation measured at the transmitting side. The signal is shown, and graph (c) shows the BPSK signal of which the band is limited through the receiving side resonant circuit.
또한, 그래프 (d)는 2차 저역 통과 필터(2nd Order LPF)를 통과한 정위상 신호를 도시한 것이고, 그래프 (e)는 2차 고역 통과 필터(2nd Order HPF)를 통과한 부위상 신호를 도시한 것이며, 그래프 (f)는 2차 저역 통과 필터의 정위상 디지털 신호를 도시한 것이고, 그래프 (g)는 2차 고역 통과 필터의 부위상 디지털 신호를 도시한 것이다.In addition, graph (d) shows a positive phase signal passing through the 2nd order LPF, and graph (e) shows a partial phase signal passing through the 2nd order high pass filter (2nd Order HPF). The graph (f) shows the positive phase digital signal of the second order low pass filter, and the graph (g) shows the digital signal on the part of the second order high pass filter.
그리고, 그래프 (h)는 하측파대 정위상 디지털 신호와 상측파대 부위상 디지털 신호를 Exclusive-OR 게이트로 계산한 적은 글리치(Glitch)가 포함된 신호이고, 그래프 (i)는 디글리치 필터를 통과한 심볼엣지 신호를 나타낸 것이다. 그리고, 그래프 (j)는 D-플립플롭을 통해서 복조된 데이터 신호를 도시하고, 마지막으로 그래프 (k)는 복원된 데이터클럭 신호를 도시한 것이다.In addition, graph (h) is a signal including a small glitch obtained by calculating a lower band positive phase digital signal and an upper band band digital signal using an exclusive-OR gate, and graph (i) shows a signal passing through a diglitch filter. The symbol edge signal is shown. And, graph (j) shows the demodulated data signal through the D-flip flop, and finally graph (k) shows the recovered data clock signal.
도 4는 본 발명의 일실시예 중 일측에 있는 1쌍의 측파대 차동출력 비교기들을 사용한 BPSK 복조 회로에 있어서, 32Mbps 전송속도의 랜덤 데이터(Random data) 신호와 이 랜덤 데이터를 32MHz 주파수의 캐리어로 BPSK 변조된 송신측의 신호, 및 수신측의 BPSK 복조 과정에서 나타나는 신호들을 도시한 그래프이다.4 is a BPSK demodulation circuit using a pair of sideband differential output comparators on one side of an embodiment of the present invention, wherein a random data signal having a 32 Mbps transmission rate and a random data signal at a 32 MHz frequency carrier are shown in FIG. BPSK modulated signal is a graph showing the signal appearing during the BPSK demodulation process on the receiving side.
그래프에 대해서 위로부터 아래의 방향으로 설명하면, 그래프 (a)는 송신측에서 변조할 랜덤 데이터(Random data) 신호의 실시예를 도시한 것이고, 그래프 (b)는 송신측에서 측정되는 위상 편이 변조 신호를 도시한 것이며, 그래프 (c)는 수신측 공진회로를 통과하여 대역이 제한된 BPSK 신호를 도시한 것이다.Referring to the graph from the top to the bottom, the graph (a) shows an embodiment of a random data signal to be modulated at the transmitting side, and the graph (b) shows a phase shift modulation measured at the transmitting side. The signal is shown, and graph (c) shows the BPSK signal of which the band is limited through the receiving side resonant circuit.
또한, 그래프 (d)는 2차 저역 통과 필터(2nd Order LPF)를 통과한 정위상 신호를 도시한 것이며 그래프 (e)는 2차 고역 통과 필터(2nd Order HPF)를 통과한 정위상 신호를 도시한 것이고, 2차 저역 통과 필터의 정위상 디지털 신호를 그래프 (f)에 도시한 것이며 부위상 디지털 신호를 그래프 (h)에 도시한 것이고, 2차 고역 통과 필터의 부위상 디지털 신호를 그래프 (g)에 도시한 것이며 정위상 디지털 신호를 그래프 (i)에 도시한 것이다.Also, graph (d) shows the positive phase signal passing through the 2nd Order LPF and graph (e) shows the positive phase signal passing through the 2nd Order High Pass Filter (2nd Order HPF). The phase-phase digital signal of the second-order lowpass filter is shown in graph (f), the portion-phase digital signal is shown in graph (h), and the portion-phase digital signal of the second-order highpass filter is plotted (g ) And the positive phase digital signal is shown in the graph (i).
또한, 그래프 (j)는 하측파대 정위상 디지털 신호와 상측파대 부위상 디지털 신호를 제1 Exclusive-OR 게이트로 계산한 적은 글리치(Glitch)가 포함된 제1 심볼엣지 신호를 도시한 것이며 그래프 (k)는 하측파대 부위상 디지털 신호와 상측파대 정위상 디지털 신호를 제2 Exclusive-OR 게이트로 계산한 적은 글리치가 포함된 제2 심볼엣지 신호를 도시한 것이고, 그래프 (l)는 AND 게이트로 글리치를 최소화한 상보위상감지클럭 신호를 도시한 것이다.In addition, graph (j) shows a first symbol edge signal including a small glitch obtained by calculating a lower band positive phase digital signal and an upper band band digital signal with a first exclusive-OR gate. ) Shows a second symbol edge signal containing less glitches, the lower band region digital signal and the upper band positive phase digital signal being calculated with a second exclusive-OR gate, and graph (l) shows the glitches with an AND gate. The minimized complementary phase detection clock signal is shown.
그리고, 그래프 (m)는 디글리치 필터를 통과한 심볼엣지 신호를 나타낸 것이며, 그래프 (n)는 D-플립플롭을 통해서 복조된 데이터 신호를 도시하고, 마지막으로 그래프 (o)는 복원된 데이터클럭 신호를 도시한 것이다.And, the graph (m) shows the symbol edge signal passing through the deglitch filter, the graph (n) shows the demodulated data signal through the D-flip flop, and finally the graph (o) shows the restored data clock. The signal is shown.
도 5는 본 발명의 일실시예 중 다른 측면에 있는 2쌍의 측파대 비교기들을 사용한 BPSK 복조 회로에 있어서, 32Mbps 전송속도의 랜덤 데이터(Random data) 신호와 이 랜덤 데이터를 32MHz 주파수의 캐리어로 BPSK 변조된 송신측의 신호, 및 수신측의 BPSK 복조 과정에서 나타나는 신호들을 도시한 그래프이다.5 is a BPSK demodulation circuit using two pairs of sideband comparators according to another embodiment of the present invention, in which a random data signal having a 32 Mbps transmission rate and the random data as a carrier having a 32 MHz frequency are shown in FIG. It is a graph showing the signals of the modulated transmitter and the signals appearing in the BPSK demodulation process of the receiver.
그래프에 대해서 위로부터 아래의 방향으로 설명하면, 그래프 (a)는 송신측에서 변조할 랜덤 데이터(Random data) 신호의 실시예를 도시한 것이고, 그래프 (b)는 송신측에서 측정되는 위상 편이 변조 신호를 도시한 것이며, 그래프 (c)는 수신측 공진회로를 통과하여 대역이 제한된 BPSK 신호를 도시한 것이다.Referring to the graph from the top to the bottom, the graph (a) shows an embodiment of a random data signal to be modulated at the transmitting side, and the graph (b) shows a phase shift modulation measured at the transmitting side. The signal is shown, and graph (c) shows the BPSK signal of which the band is limited through the receiving side resonant circuit.
또한, 그래프 (d)는 2차 저역 통과 필터(2nd Order LPF)를 통과한 정위상 신호를 도시한 것이며 그래프 (e)는 2차 고역 통과 필터(2nd Order HPF)를 통과한 정위상 신호를 도시한 것이고, 2차 저역 통과 필터의 정위상 디지털 신호를 그래프 (f)에 도시한 것이며 부위상 디지털 신호를 그래프 (h)에 도시한 것이고, 2차 고역 통과 필터의 부위상 디지털 신호를 그래프 (g)에 도시한 것이며 정위상 디지털 신호를 그래프 (i)에 도시한 것이다.Also, graph (d) shows the positive phase signal passing through the 2nd Order LPF and graph (e) shows the positive phase signal passing through the 2nd Order High Pass Filter (2nd Order HPF). The phase-phase digital signal of the second-order lowpass filter is shown in graph (f), the portion-phase digital signal is shown in graph (h), and the portion-phase digital signal of the second-order highpass filter is plotted (g ) And the positive phase digital signal is shown in the graph (i).
또한, 그래프 (j)는 하측파대 정위상 디지털 신호와 상측파대 부위상 디지털 신호를 제1 Exclusive-OR 게이트로 계산한 적은 글리치(Glitch)가 포함된 제1 심볼엣지 신호를 도시한 것이며 그래프 (k)는 하측파대 부위상 디지털 신호와 상측파대 정위상 디지털 신호를 제2 Exclusive-OR 게이트로 계산한 적은 글리치가 포함된 제2 심볼엣지 신호를 도시한 것이고, 그래프 (l)는 AND 게이트로 글리치를 최소화한 상보위상감지클럭 신호를 도시한 것이다.In addition, graph (j) shows a first symbol edge signal including a small glitch obtained by calculating a lower band positive phase digital signal and an upper band band digital signal with a first exclusive-OR gate. ) Shows a second symbol edge signal containing less glitches, the lower band region digital signal and the upper band positive phase digital signal being calculated with a second exclusive-OR gate, and graph (l) shows the glitches with an AND gate. The minimized complementary phase detection clock signal is shown.
그리고, 그래프 (m)는 디글리치 필터를 통과한 심볼엣지 신호를 나타낸 것이며, 그래프 (n)는 D-플립플롭을 통해서 복조된 데이터 신호를 도시하고, 마지막으로 그래프 (o)는 복원된 데이터클럭 신호를 도시한 것이다.And, the graph (m) shows the symbol edge signal passing through the deglitch filter, the graph (n) shows the demodulated data signal through the D-flip flop, and finally the graph (o) shows the restored data clock. The signal is shown.
상기 도 3에 표기된 그래프 (h)의 글리치보다 본 발명의 실시예로 보인 도 4와 도 5에 표기된 그래프 (l)의 글리치가 적어졌고, 상기 도 5에 표기된 그래프 (m)에 보인 심볼엣지 신호의 펄스폭은 커지므로 회로가 개선되어 안정된 특징을 보이는 것이며 상기 도 4에 표기된 그래프 (m)에 보인 심볼엣지 신호의 펄스폭은 더 커지므로 회로가 현저히 개선되어 더욱 안정된 특징을 보이는 것이다.The glitch of the graph (l) shown in FIG. 4 and FIG. 5 shown as an embodiment of the present invention is less than the glitches of the graph (h) shown in FIG. 3, and the symbol edge signal shown in the graph (m) shown in FIG. Since the pulse width of the circuit is improved, the circuit is improved to show a stable characteristic, and the pulse width of the symbol edge signal shown in the graph (m) shown in FIG. 4 becomes larger, so that the circuit is markedly improved to show a more stable characteristic.
도시된 각 신호는 대체적으로 깨끗한 신호로 나타나며, 복조 신호는 명확한 신호로 복조됨을 확인할 수 있다. 이와 같은 기술은 0.18㎛ 기술로서, 예컨대 2Gbps 이상의 고속동작에도 실현될 수 있으며, 그 이상에서도 동작할 수 있는 복조 방식이다.Each signal shown is generally represented as a clean signal, and it can be seen that the demodulated signal is demodulated to a clear signal. Such a technique is a 0.18 占 퐉 technique, and can be realized, for example, at a high speed operation of 2 Gbps or more, and is a demodulation method capable of operating even beyond that.
도 6은 본 발명의 일실시예에 있어서, 초저전력 광대역 비동기식 BPSK 복조 회로에서 수행되는 복조 방식을 설명하기 위한 흐름도를 도시한 것으로서, 도 1을 통해 설명한 BPSK 복조 회로의 구성을 통해서 각 단계가 수행될 수 있다.FIG. 6 is a flowchart illustrating a demodulation scheme performed in an ultra low power broadband asynchronous BPSK demodulation circuit according to an embodiment of the present invention. Each step is performed through the configuration of the BPSK demodulation circuit described with reference to FIG. 1. Can be.
단계(310)에서는 BPSK 변조신호를 상측파대와 하측파대로 분리되어 디지털 신호로 각각 변환될 수 있으며, 이때 차단 주파수가 캐리어 주파수인 2차 HPF와 2차 LPF를 통하여 상측파대 아날로그 신호와 하측파대 아날로그 신호로 분리될 때에 위상차이가 캐리어의 위상 π, 즉 ½주기로 맞춘 디지털 신호들이 측파대 비교기들을 통해 나타나는데, 상측파대 신호의 위상을 하측파대 신호의 위상에 정반대 되는 각각 정위상 신호와 부위상 신호의 2쌍으로 변환되고, 상기 하측파대 정위상 디지털 신호는 직접 출력될 수 있다. 위상차이가 캐리어의 위상 180o로 정렬된 상기 하측파대 정위상 디지털 신호와 상측파대 부위상 디지털 신호가 한 쌍인 신호들을 제1 Exclusive-OR 게이트를 통하여 글리치가 적은 제1 심볼엣지 신호를 생성하고, 위상차이가 캐리어의 위상 180o로 정렬된 하측파대 부위상 디지털 신호와 상측파대 정위상 디지털 신호가 또 한 쌍인 신호들을 제2 Exclusive-OR 게이트를 통하여 글리치가 적은 제2 심볼엣지 신호를 생성하여, 상기 제1 심볼엣지 신호와 상기 제2 심볼엣지 신호가 AND 게이트에 의해 겹치게 됨으로써 글리치가 최소화된 상보위상감지클럭 신호가 생성될 수 있다.In step 310, the BPSK modulated signal is separated into an upper band and a lower band and converted into a digital signal, respectively, wherein the upper band analog signal and the lower band analog signal are cut through the secondary HPF and the secondary LPF, which are cutoff frequencies. When the signals are separated into phases, the digital signals set by the phase π, ½ cycle, of the carrier appear through sideband comparators. The phases of the upper and lower phase signals are respectively reversed from those of the lower band signal. Converted into two pairs, the lower band digital signal can be directly output. Generating a first symbol edge signal having a low glitch through a first Exclusive-OR gate, the signals having a pair of the lower band positive phase digital signal and the upper band local digital signal having a phase difference aligned with a phase 180 o of a carrier; A second symbol edge signal with less glitch is generated through a second Exclusive-OR gate through a second Exclusive-OR gate, where a pair of a lower band digital signal and a higher band digital signal on which the phase difference is aligned with the phase 180 o of the carrier are paired. The first symbol edge signal and the second symbol edge signal overlap each other by an AND gate, thereby generating a complementary phase sensing clock signal having minimal glitch.
단계(320)에서는 단계(310)에서 출력된 신호들 중에 상기 상보위상감지클럭 신호로부터 디글리치 필터를 통해 불필요한 글리치가 제거된 심볼엣지 신호가 생성될 수 있고, 단계(310)에서 출력된 신호들 중에 상기 하측파대 정위상 디지털 신호를 데이터(D)에 입력하고, 상기 심볼엣지 신호를 클럭(C)에 입력한 D-플립플롭(D-Flip-Flop)을 통해서 데이터를 복조 시킬 수 있다.In operation 320, a symbol edge signal from which unnecessary glitches are removed from the complementary phase detection clock signal may be generated from the complementary phase detection clock signal, and the signals output in operation 310 may be generated. The lower band positive phase digital signal may be input to the data D, and the data may be demodulated through the D-Flip-Flop input of the symbol edge signal to the clock C.
마지막으로 단계(330)에서는 단계(310)에서 출력된 신호들 중에 하측파대 정위상 디지털 신호와 단계(320)에서 복조된 데이터를 이용한 Exclusive-NOR 게이트를 통해서 데이터클럭을 복원할 수 있다.Finally, in step 330, the data clock may be restored through an exclusive-NOR gate using a lower band positive phase digital signal and the data demodulated in step 320 among the signals output in step 310.
이와 같은 본 발명의 실시예를 통해서, 광대역 디지털 데이터를 전송하며 초저전력인 동시에, 회로가 간단한 비동기식 BPSK 복조 회로와 그 방법을 제공할 수 있다. 이에 더불어 초저전력 소모가 필요한 소자의 디지털 통신에도 사용할 수 있고, 모바일 통신기기에도 적용할 수 있는 복조방식을 제공하며, System on Chip(SoC)을 구현하기에 적합하여 편리함과 경제성이 매우 높다.Through this embodiment of the present invention, it is possible to provide an asynchronous BPSK demodulation circuit and a method thereof, which transmit broadband digital data and have a very low power and a simple circuit. In addition, it can be used for digital communication of devices requiring ultra-low power consumption, provides a demodulation method that can be applied to mobile communication devices, and is suitable for implementing a System on Chip (SoC), which is very convenient and economical.
실시예에 따른 비동기식의 BPSK 복조 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 데이터 구조, 데이터 파일, 프로그램 명령 등을 조합하여 또는 단독으로 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 플로피 디스크, 하드 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic media), DVD, CD-ROM와 같은 광기록 매체(Optical media), 플롭티컬 디스크(Floptical disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-optical media), 및 램(RAM), 롬(ROM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The asynchronous BPSK demodulation method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that may be executed by various computer means, and may be recorded in a computer readable medium. The computer readable medium may include a data structure, a data file, a program instruction, or the like in combination or singly. The program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the embodiments, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as floppy disks, hard disks and magnetic tape, optical media such as DVDs and CD-ROMs, and magnetic disks such as floppy disks. Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as RAM, ROM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등한 것들에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.Although the embodiments have been described by the limited embodiments and the drawings as described above, various modifications and variations are possible to those skilled in the art from the above description. For example, the described techniques may be performed in a different order than the described method, and / or components of the described systems, structures, devices, circuits, etc. may be combined or combined in a different form than the described method, or other components. Or even if replaced or replaced by equivalents, an appropriate result can be achieved.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are within the scope of the claims that follow.

Claims (7)

  1. 위상 180도로 정렬한 2차 측파대 필터들을 이용한 1쌍의 측파대 차동출력 비교기들에 의해 2쌍의 상보위상들을 맞춘 초저전력 광대역 비동기식 BPSK 복조 회로 구성에 있어서,In an ultra-low power wideband asynchronous BPSK demodulation circuit configuration in which two pairs of complementary phases are matched by a pair of sideband differential output comparators using secondary sideband filters aligned with a phase of 180 degrees,
    BPSK 변조된 차동 신호를 차단 주파수가 캐리어 주파수인 2차 필터들로 하측파대와 상측파대를 분리한 아날로그 신호들을 각각 차동출력 비교기들을 통해서 정위상 신호와 부위상 신호로 디지털화하여 하측파대 정위상 디지털 신호를 출력하고, 하측파대 디지털 신호와 상측파대 디지털 신호가 캐리어의 위상 180o로 정렬될 때에 지터가 최소화 되는 2쌍의 상보위상들을 이용하여 데이터 복조를 위한 클럭으로 사용될 글리치가 가장 적은 상보위상감지클럭 신호를 생성하는 측파대 분리 및 차동출력 비교기들을 이용한 상보위상감지클럭 생성부;The BPSK modulated differential signal is a secondary filter whose carrier frequency is the carrier frequency, and the analog signals obtained by separating the lower band and the upper band are digitized into a positive phase signal and a partial phase signal through differential output comparators, respectively. Complementary phase detection clock with the smallest glitches to be used as a clock for data demodulation, using two pairs of complementary phases that minimize jitter when the lower-band digital signal and the upper-band digital signal are aligned with the carrier phase 180 o . A complementary phase sensing clock generator using sideband separation and differential output comparators to generate a signal;
    상기 상보위상감지클럭 신호로부터 글리치를 없앤 심볼엣지 신호를 생성하고, 상기 하측파대 정위상 디지털 신호를 상기 심볼엣지 신호의 하강엣지에 동기시켜 데이터를 복조하는 데이터 복조부; 및A data demodulator for generating a symbol edge signal having no glitches from the complementary phase detection clock signal, and demodulating data by synchronizing the lower band digital signal with the falling edge of the symbol edge signal; And
    상기 하측파대 정위상 디지털 신호와 상기 복조된 데이터 신호를 이용하여 데이터클럭을 복원하는 데이터클럭 복원부A data clock recovery unit for restoring a data clock using the lower band positive phase digital signal and the demodulated data signal;
    를 포함하고,Including,
    상기 측파대 분리 및 차동출력 비교기들을 이용한 상보위상감지클럭 생성부는,Complementary phase detection clock generation unit using the sideband separation and differential output comparators,
    상기 변조된 차동 신호를 하측파대로 분리하는 차단 주파수가 캐리어 주파수인 2차 저역 통과 필터(2nd Order LPF);A second order low pass filter (2nd Order LPF), wherein a cutoff frequency for separating the modulated differential signal into a lower band is a carrier frequency;
    상기 2차 LPF로 분리된 하측파대 아날로그 신호를 정위상과 부위상의 디지털 신호들로 변환하는 제1 차동출력 비교기(Differential Output Comparator);A first differential output comparator for converting the lower band analog signal separated by the second LPF into digital signals on the positive phase and the partial phase;
    상기 변조된 차동 신호를 상측파대로 분리하는 차단 주파수가 캐리어 주파수인 2차 고역 통과 필터(2nd Order HPF);A second-order high pass filter (2nd Order HPF), wherein a cutoff frequency for separating the modulated differential signal into an upper band is a carrier frequency;
    상기 2차 HPF로 분리된 상측파대 아날로그 신호를 정위상과 부위상의 디지털 신호들로 변환하는 제2 차동출력 비교기(Differential Output Comparator);A second differential output comparator for converting the upper band analog signal separated by the secondary HPF into digital signals on the positive phase and the partial phase;
    상기 하측파대 정위상 디지털 신호와 상측파대 부위상 디지털 신호의 위상차가 캐리어의 위상 180o로 정렬된 제1 심볼엣지 신호를 생성하는 제1 Exclusive-OR 게이트;A first Exclusive-OR gate configured to generate a first symbol edge signal in which a phase difference between the lower band positive phase digital signal and the upper band part digital signal is aligned with a 180 ° phase of a carrier;
    하측파대 부위상 디지털 신호와 상측파대 정위상 디지털 신호의 위상차가 캐리어의 위상 180o로 정렬된 제2 심볼엣지 신호를 생성하는 제2 Exclusive-OR 게이트; 및A second Exclusive-OR gate configured to generate a second symbol edge signal in which a phase difference between a lower band portion digital signal and an upper side band positive phase digital signal is aligned with a phase 180 ° of a carrier; And
    상기 제1 심볼엣지 신호와 상기 제2 심볼엣지 신호가 겹치게 됨으로써 글리치가 더 줄어진 상보위상감지클럭 신호를 생성하는 AND 게이트An AND gate for generating a complementary phase detection clock signal having a smaller glitch by overlapping the first symbol edge signal and the second symbol edge signal.
    를 포함하고,Including,
    상기 데이터 복조부는,The data demodulation unit,
    상기 상보위상감지클럭 신호의 글리치가 제거된 심볼엣지 신호를 생성하는 글리치 제거회로, 즉 글리치를 제거하는 아날로그 또는 디지털 방식의 디글리치 필터(Deglitch Filter); 및A glitch cancellation circuit for generating a symbol edge signal from which the glitch of the complementary phase detection clock signal is removed, that is, an analog or digital deglitch filter for removing glitch; And
    상기 심볼엣지 신호를 클럭으로 하고 상기 하측파대 정위상 디지털 신호를 D 입력으로 하는 D-플립플롭(D-Flip-Flop)D-Flip-Flop with the symbol edge signal as the clock and the lower band positive phase digital signal as the D input
    을 포함하고,Including,
    상기 데이터클럭 복원부는,The data clock recovery unit,
    상기 하측파대 정위상 디지털 신호와 상기 복조된 데이터 신호를 비교하는 Exclusive-NOR 게이트Exclusive-NOR gate comparing the lower band positive phase digital signal and the demodulated data signal
    를 포함하고,Including,
    상기 하측파대 디지털 신호와 상기 상측파대 디지털 신호의 위상을 캐리어의 위상 180o로 정렬 시킬 때에 글리치가 최소화 되는 위상, 즉 하측파대는 정위상이며 상측파대는 부위상인 디지털 신호들인 한 쌍과 하측파대는 부위상이며 상측파대는 정위상인 디지털 신호들인 다른 한 쌍이 각각 정반대 위상이 되게 하여, 심볼엣지와 심볼엣지 사이에서 두 디지털 신호들이 같은 상승엣지와 같은 하강엣지에서 각각 비교하게 됨으로써 지터가 적어지게 비교한 상기 제1 심볼엣지 신호와 상기 제2 심볼엣지 신호를 생성하여 적어진 글리치로 전력소모를 줄이는 것;When the phases of the lower band digital signal and the upper band digital signal are aligned with the carrier phase 180 o , a phase in which the glitch is minimized, that is, the lower band is a positive phase and the upper band is a portion of the digital signals, the lower band, Partial and upper bands are the opposite pairs of digital signals that are positive phases, respectively, in opposite phases, so that the two digital signals are compared between the symbol edge and the symbol edge at the same rising edge and the same falling edge, respectively, so that less jitter is compared. Reducing the power consumption by reducing the glitch by generating the first symbol edge signal and the second symbol edge signal;
    상기 제1 심볼엣지 신호와 상기 제2 심볼엣지 신호를 겹쳐지므로 글리치가 최소화 된 상보위상감지클럭 신호를 생성함으로써 글리치를 더 줄이는 동시에, 반도체 제조공정에 따른 CMOS FET의 특성의 차이와 비교기 입력 옵셋문제로 인해 변하는 것을 상보적 회로로 보완하여 회로의 안정성을 높여 수율을 향상 시키는 것; 및Since the first symbol edge signal and the second symbol edge signal are overlapped with each other, the glitch is minimized to generate a complementary phase sensing clock signal, thereby reducing the glitches, and the difference between the characteristics of the CMOS FET and the comparator input offset according to the semiconductor manufacturing process. To improve the yield by increasing the stability of the circuit by complementing the change with the complementary circuit; And
    상기 2차 HPF와 제2 차동출력 비교기로 분리된 상측파대 디지털 신호보다 상기 2차 LPF와 제1 차동출력 비교기로 분리된 하측파대 디지털 신호가 캐리어의 반주기, 즉 위상 π만큼 늦어 지므로 별도의 지연회로가 없이 위상차이가 캐리어의 위상 180o로 정렬된 두 쌍의 신호들을 이용하는데. 상측파대 디지털 신호와 하측파대 디지털 신호들의 차이로 나타나는 상보위상감지클럭 신호의 적은 글리치가 제거된 심볼엣지 신호를 안정적으로 생성되게 함으로써 데이터 복조를 초저전력 비동기식으로 용이하게 하는 것Separate delay circuit because the lower band digital signal separated by the secondary LPF and the first differential output comparator is delayed by the half period of the carrier, that is, the phase π than the upper band digital signal separated by the secondary HPF and the second differential output comparator Using two pairs of signals whose phase difference is aligned with the phase 180 o of the carrier. To facilitate data demodulation in a very low power asynchronous manner by reliably generating a symbol-edge signal with little glitches in the complementary phase detection clock signal resulting from the difference between the upper and lower band digital signals.
    을 특징으로 하는 초저전력 광대역 비동기식 이산 위상 편이 복조 회로.An ultra low power broadband asynchronous discrete phase shift demodulation circuit.
  2. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 측파대 분리 및 차동출력 비교기들을 이용한 상보위상감지클럭 생성부는 하측파대 아날로그 신호를 분리하는 2차 LPF; 분리한 하측파대를 디지털화 하는 제1 차동출력 비교기; 상측파대 아날로그 신호를 분리하는 2차 HPF; 분리한 상측파대를 디지털화 하는 제2 차동출력 비교기; 제1 심볼엣지 신호를 생성하는 제1 Exclusive-OR 게이트; 제2 심볼엣지 신호를 생성하는 제2 Exclusive-OR 게이트; 및 글리치가 더 줄어진 상보위상감지클럭 신호를 생성하는 AND 게이트를 포함하며,The complementary phase detection clock generation unit using the sideband separation and differential output comparators comprises: a secondary LPF for separating the lower sideband analog signal; A first differential output comparator for digitizing the separated lower band; Secondary HPF for separating the high sideband analog signal; A second differential output comparator for digitizing the separated upper band; A first Exclusive-OR gate generating a first symbol edge signal; A second Exclusive-OR gate generating a second symbol edge signal; And an AND gate for generating a complementary phase detection clock signal having less glitch,
    캐리어 주파수가 차단 주파수인 상기 2차 LPF의 아날로그 출력이 BPSK 변조신호보다 캐리어의 위상 π/2, 즉 1/4주기만큼 늦어지는 하측파대 아날로그 신호를 제1 차동출력 비교기로 디지털화한 하측파대 디지털 신호를 생성하고,The lower band digital signal obtained by digitizing a lower band analog signal, in which the analog output of the secondary LPF whose carrier frequency is the cutoff frequency, is delayed by a phase π / 2, that is, a quarter period, of the carrier than the BPSK modulated signal by a first differential output comparator. Creates a,
    캐리어 주파수가 차단 주파수인 상기 2차 HPF의 아날로그 출력이 BPSK 변조신호보다 캐리어의 위상 π/2, 즉 1/4주기만큼 빨라지는 상측파대 아날로그 신호를 제2 차동출력 비교기로 디지털화한 상측파대 디지털 신호를 생성하여,The upper band digital signal in which the analog output of the secondary HPF, whose carrier frequency is the cutoff frequency, is digitized by a second differential output comparator from the upper band analog signal in which the carrier phase is π / 2, that is, 1/4 cycles faster than the BPSK modulated signal. By creating
    상기 하측파대 정위상 디지털 신호와 상측파대 부위상 디지털 신호를 반전 위상으로 정렬하여 제1 Exclusive-OR 게이트를 통해 제1 심볼엣지 신호를 생성하고,Generating a first symbol edge signal through a first exclusive-OR gate by aligning the lower band positive phase digital signal and the upper band area digital signal in an inverted phase;
    상기 하측파대 부위상 디지털 신호와 상측파대 정위상 디지털 신호를 반전 위상으로 정렬하여 제2 Exclusive-OR 게이트를 통해 제2 심볼엣지 신호를 생성하여,Generating a second symbol edge signal through a second exclusive-OR gate by aligning the lower band digital signal on the lower band portion and the upper band digital signal on the upper phase with an inverted phase;
    상기 제1 심볼엣지 신호와 제2 심볼엣지 신호가 겹쳐지는 AND 게이트를 통해서 생성한 상보위상감지클럭 신호와 상기 하측파대 정위상 디지털 신호를 출력하며,Outputs a complementary phase detection clock signal and the lower band digital signal of the lower band generated through an AND gate where the first symbol edge signal and the second symbol edge signal overlap;
    상기 2차 LPF 출력 신호와 상기 2차 HPF 출력 신호의 위상차이는 캐리어 주파수를 중심으로 하측파대부터 상측파대까지 캐리어의 위상 π로 일정하게 되어 BPSK 변조신호의 위상 변환시점을 안정적으로 찾게 하는 것;The phase difference between the secondary LPF output signal and the secondary HPF output signal is constant at the phase π of the carrier from the lower band to the upper band with respect to the carrier frequency to stably find the phase shift point of the BPSK modulated signal;
    상기 하측파대 아날로그 신호를 상기 제1 차동출력 비교기로 디지털화한 하측파대 디지털 신호와 상기 상측파대 아날로그 신호를 상기 제2 차동출력 비교기로 디지털화한 상측파대 디지털 신호의 위상이 반전 위상이 되게 하여, 상기 디지털 신호들이 같은 상승엣지와 같은 하강엣지에서 각각 비교되게 함으로써 지터를 줄여 글리치가 최소화 되게 하여 전력소모를 줄이는 것; 및The phases of the lower band digital signal obtained by digitizing the lower band analog signal by the first differential output comparator and the upper band digital signal obtained by digitizing the upper band analog signal by the second differential output comparator are inverted phases. Reducing power consumption by minimizing glitches by allowing signals to be compared on the same rising edge and the same falling edge, respectively; And
    상기 제1 심볼엣지 신호와 상기 제2 심볼엣지 신호가 겹쳐진 상보위상감지클럭 신호를 생성함으로써 글리치를 더 줄이는 동시에, 반도체 제조공정에 따른 CMOS FET의 특성의 차이와 비교기 입력 옵셋문제로 인해 변하는 것을 상보적 회로로 보완하여 회로의 안정성을 높여 수율을 향상 시키는 것By reducing the glitches by generating a complementary phase detection clock signal in which the first symbol edge signal and the second symbol edge signal overlap, the complementary change in the characteristics of the CMOS FET and the comparator input offset problem according to the semiconductor manufacturing process are complementary. Improve the yield by improving the stability of the circuit by complementary circuit
    을 특징으로 하는 초저전력 광대역 비동기식 이산 위상 편이 복조 회로.An ultra low power broadband asynchronous discrete phase shift demodulation circuit.
  3. 위상 180도로 정렬한 2차 측파대 필터들을 이용한 2쌍의 측파대 비교기들에 의해 2쌍의 상보위상들을 맞춘 초저전력 광대역 비동기식 BPSK 복조 회로 구성에 있어서,In an ultra low power broadband asynchronous BPSK demodulation circuit configuration in which two pairs of complementary phases are matched by two pairs of sideband comparators using second-order sideband filters aligned at 180 degrees,
    BPSK 변조된 차동 신호를 차단 주파수가 캐리어 주파수인 2차 필터들로 하측파대와 상측파대를 분리한 아날로그 신호들을 각각 2쌍의 비교기들을 통해서 정위상 신호와 부위상 신호로 디지털화하여 하측파대 정위상 디지털 신호를 출력하고, 하측파대 디지털 신호와 상측파대 디지털 신호가 캐리어의 위상 180o로 정렬될 때에 지터가 최소화 되는 2쌍의 상보위상들을 이용하여 데이터 복조를 위한 클럭으로 사용될 글리치가 가장 적은 상보위상감지클럭 신호를 생성하는 측파대 분리 및 2쌍의 비교기들을 이용한 상보위상감지클럭 생성부;The BPSK modulated differential signal is digitized into lower phase and phase phase signals by digitizing the analog signals that separate the lower band and the upper band into secondary phase filters with the carrier frequency of the cutoff frequency, respectively, through two pairs of comparators. Complementary phase detection with the least glitches to be used as clocks for data demodulation using two pairs of complementary phases that output a signal and minimize jitter when the lower-band digital signal and the upper-band digital signal are aligned with the carrier phase 180 o . A complementary phase detection clock generation unit using sideband separation and two pairs of comparators for generating a clock signal;
    상기 상보위상감지클럭 신호로부터 글리치를 없앤 심볼엣지 신호를 생성하고, 상기 하측파대 정위상 디지털 신호와 상기 심볼엣지 신호를 이용하여 데이터 복조하는 데이터 복조부; 및A data demodulator for generating a symbol edge signal having no glitches from the complementary phase detection clock signal, and performing data demodulation using the lower band positive phase digital signal and the symbol edge signal; And
    상기 하측파대 정위상 디지털 신호와 상기 복조된 데이터 신호를 이용하여 데이터클럭을 복원하는 데이터클럭 복원부A data clock recovery unit for restoring a data clock using the lower band positive phase digital signal and the demodulated data signal;
    를 포함하고,Including,
    상기 측파대 분리 및 2쌍의 비교기들을 이용한 상보위상감지클럭 생성부는,Complementary phase detection clock generation unit using the sideband separation and two pairs of comparators,
    상기 변조된 차동 신호를 하측파대로 분리하는 차단 주파수가 캐리어 주파수인 2차 저역 통과 필터(2nd Order LPF);A second order low pass filter (2nd Order LPF), wherein a cutoff frequency for separating the modulated differential signal into a lower band is a carrier frequency;
    상기 2차 LPF로 분리된 하측파대 아날로그 신호를 정위상과 부위상의 디지털 신호들로 변환하는 제1 비교기(Comparator)와 제2 비교기;A first comparator and a second comparator for converting the lower band analog signal separated by the second LPF into digital signals of a positive phase and a partial phase;
    상기 변조된 차동 신호를 상측파대로 분리하는 차단 주파수가 캐리어 주파수인 2차 고역 통과 필터(2nd Order HPF);A second-order high pass filter (2nd Order HPF), wherein a cutoff frequency for separating the modulated differential signal into an upper band is a carrier frequency;
    상기 2차 HPF로 분리된 상측파대 아날로그 신호를 정위상과 부위상의 디지털 신호들로 변환하는 제3 비교기(Comparator)와 제4 비교기;A third comparator and a fourth comparator for converting the upper band analog signal separated by the secondary HPF into digital signals on the positive phase and the partial phase;
    상기 하측파대 정위상 디지털 신호와 상기 상측파대 부위상 디지털 신호의 위상차가 캐리어의 위상 180o로 정렬된 제1 심볼엣지 신호를 생성하는 제1 Exclusive-OR 게이트;A first Exclusive-OR gate generating a first symbol edge signal in which a phase difference between the lower band positive phase digital signal and the upper band area digital signal is aligned with a phase 180 ° of a carrier;
    하측파대 부위상 디지털 신호와 상측파대 정위상 디지털 신호의 위상차가 캐리어의 위상 180o로 정렬된 제2 심볼엣지 신호를 생성하는 제2 Exclusive-OR 게이트; 및A second Exclusive-OR gate configured to generate a second symbol edge signal in which a phase difference between a lower band portion digital signal and an upper side band positive phase digital signal is aligned with a phase 180 ° of a carrier; And
    상기 제1 심볼엣지 신호와 상기 제2 심볼엣지 신호가 겹치게 됨으로써 글리치가 더 줄어진 상보위상감지클럭 신호를 생성하는 AND 게이트An AND gate for generating a complementary phase detection clock signal having a smaller glitch by overlapping the first symbol edge signal and the second symbol edge signal.
    를 포함하고,Including,
    상기 데이터 복조부는,The data demodulation unit,
    상기 상보위상감지클럭 신호의 글리치가 제거된 심볼엣지 신호를 생성하는 글리치 제거회로, 즉 글리치를 제거하는 아날로그 또는 디지털 방식의 디글리치 필터(Deglitch Filter); 및A glitch cancellation circuit for generating a symbol edge signal from which the glitch of the complementary phase detection clock signal is removed, that is, an analog or digital deglitch filter for removing glitch; And
    상기 심볼엣지 신호를 클럭으로 하고 상기 하측파대 정위상 디지털 신호를 D 입력으로 하는 D-플립플롭(D-Flip-Flop)D-Flip-Flop with the symbol edge signal as the clock and the lower band positive phase digital signal as the D input
    을 포함하고,Including,
    상기 데이터클럭 복원부는,The data clock recovery unit,
    상기 하측파대 정위상 디지털 신호와 상기 복조된 데이터 신호를 비교하는 Exclusive-NOR 게이트Exclusive-NOR gate comparing the lower band positive phase digital signal and the demodulated data signal
    를 포함하고,Including,
    상기 하측파대 디지털 신호와 상기 상측파대 디지털 신호의 위상을 캐리어의 위상 180o로 정렬 시킬 때에 글리치가 최소화 되는 위상, 즉 하측파대는 정위상이며 상측파대는 부위상인 디지털 신호들인 한 쌍과 하측파대는 부위상이며 상측파대는 정위상인 디지털 신호들인 다른 한 쌍이 각각 반전 위상이 되게 하여, 심볼엣지와 심볼엣지 사이에서 두 디지털 신호들이 같은 상승엣지와 같은 하강엣지에서 각각 비교하게 됨으로써 지터가 적어지게 비교한 상기 제1 심볼엣지 신호와 상기 제2 심볼엣지 신호를 생성하여 적어진 글리치로 전력소모를 줄이는 것;When the phases of the lower band digital signal and the upper band digital signal are aligned with the carrier phase 180 o , a phase in which the glitch is minimized, that is, the lower band is a positive phase and the upper band is a portion of the digital signals, the lower band, The partial and upper bands are each inverted phases of the other pair of digital signals that are in phase, so that the two digital signals are compared between the symbol edge and the symbol edge at the same rising edge and the same falling edge, respectively, so that the jitter is less compared. Reducing the power consumption by reducing the glitch by generating the first symbol edge signal and the second symbol edge signal;
    상기 제1 심볼엣지 신호와 상기 제2 심볼엣지 신호를 겹쳐지므로 글리치가 최소화 된 상보위상감지클럭 신호를 생성함으로써 글리치를 더 줄이는 동시에, 반도체 제조공정에 따른 CMOS FET의 특성의 차이와 비교기 입력 옵셋문제로 인해 변하는 것을 상보적 회로로 보완하여 회로의 안정성을 높여 수율을 향상 시키는 것; 및Since the first symbol edge signal and the second symbol edge signal are overlapped with each other, the glitch is minimized to generate a complementary phase sensing clock signal, thereby reducing the glitches, and the difference between the characteristics of the CMOS FET and the comparator input offset according to the semiconductor manufacturing process. To improve the yield by increasing the stability of the circuit by complementing the change with the complementary circuit; And
    상기 2차 LPF와 제1 비교기와 제2 비교기로 분리된 하측파대 디지털 신호가 상기 2차 HPF와 제3 비교기와 제4 비교기로 분리된 상측파대 디지털 신호보다 캐리어의 반주기, 즉 위상 π만큼 늦어 지므로 별도의 지연회로가 없이 위상차이가 캐리어의 위상 180o로 정렬된 두 쌍의 신호들을 이용하는데. 하측파대 디지털 신호와 상측파대 디지털 신호들의 차이로 나타나는 상보위상감지클럭 신호의 적은 글리치가 제거된 심볼엣지 신호를 안정적으로 생성되게 함으로써 데이터 복조를 초저전력 비동기식으로 용이하게 하는 것Since the lower band digital signal separated by the secondary LPF, the first comparator and the second comparator is delayed by the half period of the carrier, that is, the phase π, than the upper band digital signal separated by the secondary HPF, the third comparator and the fourth comparator It uses two pairs of signals whose phase difference is aligned with the phase 180 o of the carrier without a separate delay circuit. To facilitate data demodulation in a very low power asynchronous manner by reliably generating a symbol edge signal with little glitches in the complementary phase detection clock signal resulting from the difference between the lower band digital signal and the upper band digital signal.
    을 특징으로 하는 초저전력 광대역 비동기식 이산 위상 편이 복조 회로.An ultra low power broadband asynchronous discrete phase shift demodulation circuit.
  4. 제3항에 있어서,The method of claim 3,
    상기 측파대 분리 및 2쌍의 비교기들을 이용한 상보위상감지클럭 생성부는 하측파대 아날로그 신호를 분리하는 2차 LPF; 분리한 하측파대를 디지털화 하는 제1 비교기와 제2 비교기; 상측파대 아날로그 신호를 분리하는 2차 HPF; 분리한 상측파대를 디지털화 하는 제3 비교기와 제4 비교기; 제1 심볼엣지 신호를 생성하는 제1 Exclusive-OR 게이트; 제2 심볼엣지 신호를 생성하는 제2 Exclusive-OR 게이트; 및 글리치가 더 줄어진 상보위상감지클럭 신호를 생성하는 AND 게이트를 포함하며,The complementary phase detection clock generation unit using the sideband separation and two pairs of comparators includes a secondary LPF for separating the lower sideband analog signal; A first comparator and a second comparator for digitizing the separated lower band; Secondary HPF for separating the high sideband analog signal; A third comparator and a fourth comparator for digitizing the separated upper band; A first Exclusive-OR gate generating a first symbol edge signal; A second Exclusive-OR gate generating a second symbol edge signal; And an AND gate for generating a complementary phase detection clock signal having less glitch,
    캐리어 주파수가 차단 주파수인 상기 2차 LPF의 아날로그 출력이 BPSK 변조신호보다 캐리어의 위상 π/2, 즉 1/4주기만큼 늦어지는 하측파대 아날로그 신호를 제1 비교기와 제2 비교기로 디지털화한 하측파대 디지털 신호를 생성하고,The lower band where the analog output of the secondary LPF whose carrier frequency is the cutoff frequency is digitized by a first comparator and a second comparator with a lower band analog signal whose carrier phase is π / 2, i.e., 1/4 period later than the BPSK modulated signal. Generate digital signals,
    캐리어 주파수가 차단 주파수인 상기 2차 HPF의 아날로그 출력이 BPSK 변조신호보다 캐리어의 위상 π/2, 즉 1/4주기만큼 빨라지는 상측파대 아날로그 신호를 제3 비교기와 제4 비교기로 디지털화한 상측파대 디지털 신호를 생성하여,The upper band, in which the analog output of the secondary HPF, whose carrier frequency is the cutoff frequency, is digitized by a third comparator and a fourth comparator. To generate digital signals,
    상기 하측파대 정위상 디지털 신호와 상측파대 부위상 디지털 신호를 반전 위상으로 정렬하여 제1 Exclusive-OR 게이트를 통해 제1 심볼엣지 신호를 생성하고,Generating a first symbol edge signal through a first exclusive-OR gate by aligning the lower band positive phase digital signal and the upper band area digital signal in an inverted phase;
    상기 하측파대 부위상 디지털 신호와 상측파대 정위상 디지털 신호를 반전 위상으로 정렬하여 제2 Exclusive-OR 게이트를 통해 제2 심볼엣지 신호를 생성하여,Generating a second symbol edge signal through a second exclusive-OR gate by aligning the lower band digital signal on the lower band portion and the upper band digital signal on the upper phase with an inverted phase;
    상기 제1 심볼엣지 신호와 제2 심볼엣지 신호가 겹쳐지는 AND 게이트를 통해서 생성한 상보위상감지클럭 신호와 상기 하측파대 정위상 디지털 신호를 출력하며,Outputs a complementary phase detection clock signal and the lower band digital signal of the lower band generated through an AND gate where the first symbol edge signal and the second symbol edge signal overlap;
    상기 2차 LPF 출력 신호와 상기 2차 HPF 출력 신호의 위상차이는 캐리어 주파수를 중심으로 하측파대부터 상측파대까지 캐리어의 위상 π로 일정하게 되어 BPSK 변조신호의 위상 변환시점을 안정적으로 찾게 하는 것;The phase difference between the secondary LPF output signal and the secondary HPF output signal is constant at the phase π of the carrier from the lower band to the upper band with respect to the carrier frequency to stably find the phase shift point of the BPSK modulated signal;
    상기 하측파대 아날로그 신호를 상기 제1 비교기와 제2 비교기로 디지털화한 하측파대 디지털 신호들과 상기 상측파대 아날로그 신호를 상기 제3 비교기와 제4 비교기로 디지털화한 상측파대 디지털 신호들의 위상이 반전 위상이 되게 하여, 상기 디지털 신호들이 같은 상승엣지와 같은 하강엣지에서 각각 비교되게 함으로써 지터를 줄여 글리치가 최소화 되게 하여 전력소모를 줄이는 것; 및The phases of the lower band digital signals obtained by digitizing the lower band analog signal by the first comparator and the second comparator and the upper band digital signals which digitized the upper band analog signal by the third comparator and the fourth comparator are inverted in phase. Reducing the jitter by minimizing glitches by allowing the digital signals to be compared at the same rising edge and the same falling edge, respectively, to reduce power consumption; And
    상기 제1 심볼엣지 신호와 상기 제2 심볼엣지 신호가 겹쳐진 상보위상감지클럭 신호를 생성함으로써 글리치를 더 줄이는 동시에, 반도체 제조공정에 따른 CMOS FET의 특성의 차이와 비교기 입력 옵셋문제로 인해 변하는 것을 상보적 회로로 보완하여 회로의 안정성을 높여 수율을 향상 시키는 것By reducing the glitches by generating a complementary phase detection clock signal in which the first symbol edge signal and the second symbol edge signal overlap, the complementary change in the characteristics of the CMOS FET and the comparator input offset problem according to the semiconductor manufacturing process are complementary. Improve the yield by improving the stability of the circuit by complementary circuit
    을 특징으로 하는 초저전력 광대역 비동기식 이산 위상 편이 복조 회로.An ultra low power broadband asynchronous discrete phase shift demodulation circuit.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,The method according to claim 1 or 3,
    상기 데이터 복조부는 글리치 제거회로와 D-플립플롭을 포함하여 구성되며,The data demodulator comprises a glitch removal circuit and a D-flip flop,
    상기 글리치 제거회로, 즉 아날로그 또는 디지털 방식의 디글리치(Deglitch) 필터를 통해 상기 글리치가 포함된 상보위상감지클럭 신호로부터 글리치가 제거된 심볼엣지 신호를 생성하며,Generating a glitch-free symbol edge signal from the complementary phase detection clock signal including the glitch through the glitch cancellation circuit, that is, an analog or digital deglitch filter,
    상기 하측파대 정위상 디지털 신호를 데이터(D) 입력으로 하고, 상기 심볼엣지 신호를 클럭(C)에 입력한 D-플립플롭(D-Flip-Flop)을 통해서 하강 엣지에 동기된 데이터를 복조하는 것Demodulating the data synchronized to the falling edge through the D-Flip-Flop inputting the lower band digital signal as the data D and inputting the symbol edge signal to the clock C. that
    을 특징으로 하는 초저전력 광대역 비동기식 이산 위상 편이 복조 회로.An ultra low power broadband asynchronous discrete phase shift demodulation circuit.
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서,The method according to claim 1 or 3,
    상기 데이터클럭 복원부는 배타적 부정 논리합(Exclusive-NOR) 게이트를 포함하며,The data clock recovery unit includes an exclusive negative-OR gate.
    상기 Exclusive-NOR 게이트의 입력으로 상기 하측파대 정위상 디지털 신호와 상기 복조된 데이터 신호를 사용하여,Using the lower band positive phase digital signal and the demodulated data signal as input to the Exclusive-NOR gate,
    상기 Exclusive-NOR 게이트의 출력을 통해 데이터클럭 신호를 복원 하는 것Restoring a data clock signal through the output of the Exclusive-NOR gate
    을 특징으로 하는 초저전력 광대역 비동기식 이산 위상 편이 복조 회로.An ultra low power broadband asynchronous discrete phase shift demodulation circuit.
  7. 위상 180도로 정렬한 2차 측파대 필터들을 이용하고 측파대 비교기들의 위상을 맞춘 초저전력 광대역 비동기식 BPSK 복조 방법에 있어서,In the ultra-low power broadband asynchronous BPSK demodulation method using second-order sideband filters aligned to 180 degrees of phase and aligning sideband comparators,
    BPSK 변조된 차동 신호를 차단 주파수가 캐리어 주파수인 2차 필터들로 하측파대와 상측파대를 분리한 아날로그 신호들을 각각 비교기들을 통해서 정위상 신호와 부위상 신호로 디지털화하여 하측파대 정위상 디지털 신호를 출력하고, 상기 하측파대와 상측파대 디지털 신호들이 캐리어의 위상 180o로 정렬될 때 지터가 최소화 되는 2쌍의 상보위상들을 이용하여 데이터 복조를 위한 클럭으로 사용될 글리치가 가장 적은 상보위상감지클럭 신호를 생성하는 측파대 분리 및 비교기들을 이용한 상보위상감지클럭 생성 단계;The BPSK-modulated differential signal is digitized into analogue signals of the lower band and the upper band by the secondary filters whose carrier frequency is the carrier frequency. And generate a complementary phase detection clock signal having the least glitches to be used as a clock for data demodulation by using two pairs of complementary phases in which jitter is minimized when the lower and upper band digital signals are aligned with a carrier phase of 180 ° . Generating a complementary phase sensing clock using sideband separation and comparators;
    글리치가 포함된 상기 상보위상감지클럭 신호로부터 글리치를 없앤 심볼엣지 신호를 생성하고, 상기 하측파대 정위상 디지털 신호를 상기 심볼엣지 신호의 하강엣지에 동기시켜 데이터를 복조하는 데이터 복조 단계; 및A data demodulating step of generating a symbol edge signal without glitch from the complementary phase detection clock signal including a glitch, and demodulating data by synchronizing the lower band digital signal with the falling edge of the symbol edge signal; And
    상기 하측파대 정위상 디지털 신호와 상기 복조된 데이터 신호를 이용하여 데이터클럭 복원 단계Restoring a data clock using the lower band positive phase digital signal and the demodulated data signal;
    를 포함하고,Including,
    상기 측파대 분리 및 비교기들을 이용한 상보위상감지클럭 생성 단계는,Complementary phase detection clock generation step using the sideband separation and comparators,
    상기 변조된 차동 신호를 차단 주파수가 캐리어 주파수인 2차 저역 통과 필터(2nd Order LPF)에 의해 하측파대로 분리하는 단계;Separating the modulated differential signal into a lower band by a second order low pass filter having a cutoff frequency of carrier frequency;
    상기 2차 LPF로 분리된 하측파대 아날로그 신호를 1쌍의 비교기들에 의해 정위상과 부위상의 디지털 신호들로 변환하는 단계;Converting the lower band analog signal separated by the secondary LPF into digital signals on the phase and region by a pair of comparators;
    상기 변조된 차동 신호를 차단 주파수가 캐리어 주파수인 2차 고역 통과 필터(2nd Order HPF)에 의해 상측파대로 분리하는 단계;Separating the modulated differential signal into an upper band by a second order high pass filter having a cutoff frequency of carrier frequency;
    상기 2차 HPF로 분리된 상측파대 아날로그 신호를 1쌍의 비교기들에 의해 정위상과 부위상의 디지털 신호들로 변환하는 단계;Converting the upper band analog signal separated into the secondary HPF into digital signals on the phase and region by a pair of comparators;
    Exclusive-OR 게이트에 의해 하측파대 디지털 신호와 상기 상측파대 디지털 신호를 비교하는 단계;Comparing the lower band digital signal with the upper band digital signal by an exclusive-OR gate;
    제1 Exclusive-OR 게이트에 의해 하측파대 정위상 디지털 신호와 상측파대 부위상 디지털 신호의 위상차가 캐리어의 위상 180o로 정렬된 제1 심볼엣지 신호를 생성하는 단계;Generating a first symbol edge signal having a phase difference between a lower band positive phase digital signal and an upper band digital signal on the upper band region by a first Exclusive-OR gate aligned with a phase of 180 ° of a carrier;
    제2 Exclusive-OR 게이트에 의해 하측파대 부위상 디지털 신호와 상측파대 정위상 디지털 신호의 위상차가 캐리어의 위상 180o로 정렬된 제2 심볼엣지 신호를 생성하는 단계; 및A second Exclusive-OR step of the phase of the lower sideband and the upper sideband portion the digital signal in-phase digital signals by the gate generating a second symbol signal edges aligned to the phase of the carrier 180 o; And
    AND 게이트에 의해 상기 제1 심볼엣지 신호와 상기 제2 심볼엣지 신호가 겹치게 됨으로써 글리치가 더 줄어진 상보위상감지클럭 신호를 생성하는 단계Generating a complementary phase detection clock signal having a smaller glitch by overlapping the first symbol edge signal and the second symbol edge signal by an AND gate.
    를 포함하고,Including,
    상기 데이터 복조하는 단계는,The data demodulation step,
    글리치 제거회로, 즉 글리치를 제거하는 아날로그 또는 디지털 방식의 디글리치 필터(Deglitch Filter)에 의해 상기 상보위상감지클럭 신호의 글리치가 제거된 심볼엣지 신호를 생성하는 단계; 및Generating a symbol edge signal from which the glitch of the complementary phase detection clock signal is removed by a glitch elimination circuit, that is, an analog or digital deglitch filter for eliminating glitch; And
    D-플립플롭에 의해 상기 심볼엣지 신호를 클럭(C)으로 하고 상기 하측파대 정위상 디지털 신호를 데이터(D) 입력으로 하여 데이터 복조하는 단계Demodulating the data using the D-flip flop as the clock (C) and the lower band digital signal as the data (D) input.
    를 포함하고,Including,
    상기 데이터클럭을 복원하는 단계는,Restoring the data clock,
    Exclusive-NOR 게이트에 의해 상기 하측파대 디지털 신호와 상기 복조된 데이터 신호를 비교하여 데이터클럭을 복원하는 단계Restoring a data clock by comparing the lower band digital signal and the demodulated data signal by an exclusive-NOR gate;
    를 포함하고,Including,
    상기 하측파대 디지털 신호와 상기 상측파대 디지털 신호의 위상을 캐리어의 위상 180o로 정렬 시킬 때에 글리치가 최소화 되는 위상, 즉 하측파대는 정위상이며 상측파대는 부위상인 디지털 신호들인 한 쌍과 하측파대는 부위상이며 상측파대는 정위상인 디지털 신호들인 다른 한 쌍이 각각 정반대 위상이 되게 하여, 심볼엣지와 심볼엣지 사이에서 두 디지털 신호들이 같은 상승엣지와 같은 하강엣지에서 각각 비교하게 됨으로써 지터가 적어지게 비교한 상기 제1 심볼엣지 신호와 상기 제2 심볼엣지 신호를 생성하여 적어진 글리치로 전력소모를 줄이는 것;When the phases of the lower band digital signal and the upper band digital signal are aligned with the carrier phase 180 o , a phase in which the glitch is minimized, that is, the lower band is a positive phase and the upper band is a portion of the digital signals, the lower band, Partial and upper bands are the opposite pairs of digital signals that are positive phases, respectively, in opposite phases, so that the two digital signals are compared between the symbol edge and the symbol edge at the same rising edge and the same falling edge, respectively, so that less jitter is compared. Reducing the power consumption by reducing the glitch by generating the first symbol edge signal and the second symbol edge signal;
    상기 제1 심볼엣지 신호와 상기 제2 심볼엣지 신호를 겹쳐지므로 글리치가 최소화 된 상보위상감지클럭 신호를 생성함으로써 글리치를 더 줄이는 동시에, 반도체 제조공정에 따른 CMOS FET의 특성의 차이와 비교기 입력 옵셋문제로 인해 변하는 것을 상보적 회로로 보완하여 회로의 안정성을 높여 수율을 향상 시키는 것; 및Since the first symbol edge signal and the second symbol edge signal are overlapped with each other, the glitch is minimized to generate a complementary phase sensing clock signal, thereby reducing the glitches, and the difference between the characteristics of the CMOS FET and the comparator input offset according to the semiconductor manufacturing process. To improve the yield by increasing the stability of the circuit by complementing the change with the complementary circuit; And
    상기 2차 HPF와 제2 차동출력 비교기로 분리된 상측파대 디지털 신호보다 상기 2차 LPF와 제1 차동출력 비교기로 분리된 하측파대 디지털 신호가 캐리어의 반주기, 즉 위상 π만큼 늦어 지므로 별도의 지연회로가 없이 위상차이가 캐리어의 위상 180o로 정렬된 두 쌍의 신호들을 이용하는데. 상측파대 디지털 신호와 하측파대 디지털 신호들의 차이로 나타나는 상보위상감지클럭 신호의 적은 글리치가 제거된 심볼엣지 신호를 안정적으로 생성되게 함으로써 데이터 복조를 초저전력 비동기식으로 용이하게 하는 것Separate delay circuit because the lower band digital signal separated by the secondary LPF and the first differential output comparator is delayed by the half period of the carrier, that is, the phase π than the upper band digital signal separated by the secondary HPF and the second differential output comparator Using two pairs of signals whose phase difference is aligned with the phase 180 o of the carrier. To facilitate data demodulation in a very low power asynchronous manner by reliably generating a symbol-edge signal with little glitches in the complementary phase detection clock signal resulting from the difference between the upper and lower band digital signals.
    을 특징으로 하는 초저전력 광대역 비동기식 이산 위상 편이 복조 방법.Ultra low power broadband asynchronous discrete phase shift demodulation method.
PCT/KR2016/014871 2015-12-21 2016-12-19 Ultra-low power broadband asynchronous binary phase-shift keying demodulator circuit having two pairs of complementary phases aligned by means of sideband comparators using 2nd order sideband filters aligned at 180-degree phase WO2017111410A1 (en)

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