[发明专利]自动频率校正

说明书

技术领域

本发明设计自动频率校正，更具体的涉及自动频率校正的方法和电路，用于将接收机的时钟与发送机的时钟同步。

背景技术

众多发送系统采用载波信号调制来传送数据。例如，基于频率调制(FM)的系统根据输入电压水平调制载波信号的频率。频移键控(FSK)为FM方案的一种特定实施，其包括在两个分立频率之间变换载波频率。

为了从FM信号中恢复数据，接收机必须能够读取发送机使用的载波频率。解调器通常将接收信号与载波频率混频从而恢复基带信号。FSK的解调器方案在例如Kaveh Shakeri、Hossein Hashemi、Ali Parsa、Ali Fotowat和Reza Rofougaran合著的“A 1 VOLT CMOS 2/4-LEVEL FSK DIGITALDEMODULATOR FOR PAGER APPLICATION”中有介绍。

如果在接收机处提供以与发送机使用的时钟相同的频率运行的时钟，则在接收机还需要某些自动频率校正(AFC)机制以便将接收机时钟锁定于发送机时钟。AFC机制通常由时钟和数据恢复回路组成，其形成锁相环(PLL)，将时钟的上升沿调整至(解调数据流的)数据位元的中间。该系统必须能够在噪声中工作，而噪声会在数据流的边沿位置引入抖动。在典型接收机架构中，AFC为位于解调器之后的分立的时钟，如图1所示。

发明内容

本发明的目的在于提供将本地接收机端时钟与发送机端时钟有效同步且在噪声中稳定的机制。通过生成I和Q脉冲信号，当I基带信号领先于Q基带信号时或当Q基带信号领先于I基带信号时，分别由基带I和Q信号的上升沿或下降沿触发脉冲，并通过利用相应脉冲信号中的失衡来生成本地时钟校正信号，从而实现上述目的和其他目的。

根据本发明的第一方面，提供一种频移键控接收机，包括：

本地信号生成器，用于生成本地频率参考信号以及位时钟信号；

接收机前端，用于接收所述本地频率参考信号以及包括同步序列的频移键控调制信号，并使用所述本地频率参考信号将该频移键控调制信号下变频从而提供基带同相信号和基带正交信号；

脉冲生成器，耦合到所述接收机前端以接收所述同相信号和所述正交信号，并且当所述基带同相信号领先于所述基带正交信号时，生成包括与所述基带同相信号和所述基带正交信号的边沿对准的脉冲的同相脉冲信号，而当所述基带正交信号领先于所述基带同相信号时，生成包括与所述基带正交信号和所述基带同相信号的边沿对准的脉冲的正交脉冲信号；以及

频率校正器，耦合到所述脉冲生成器以在接收所述同步序列期间接收所述同相脉冲信号和所述正交脉冲信号，将所述脉冲信号与目标值比较，并生成控制信号以便基于所述比较的结果来控制所述本地信号生成器。

应该明白的是，术语“频移键控”包括多种FSK方案，其中包括但不限于，二进制频移键控、最小键控以及高斯频移键控。

本发明的一个实施例提供频率校正器，该频率校正器可对各个脉冲信号上的连续脉冲进行计数且如果对所述脉冲信号之一的计数少于预定数目则使用所述控制信号进行校正。或者，或另外，频率校正器对各个脉冲信号上的连续脉冲进行计数且如果在任意一个位时钟周期期间对所述脉冲信号之一的计数超过预定数目则使用所述控制信号进行校正。

该接收器可包括解调判决单元，所述解调判决单元耦合到所述脉冲生成器来接收所述同相脉冲信号和所述正交脉冲信号，同时耦合到所述本地信号生成器来接收所述位时钟信号，并用于各个位时钟周期，如果所述同相脉冲信号的脉冲占多数则生成第一输出符号，如果所述正交脉冲信号的脉冲占多数则生成第二输出符号。重新定时单元耦合在所述脉冲生成器和所述解调判决单元之间，同时耦合到本地信号生成器来接收所述位时钟信号，该重新定时单元用于延迟所述同相脉冲信号和正交脉冲信号从而将它们与所述位时钟信号锁定。

所述重新定时单元包括多个元件，各个元件用于向所述脉冲信号插入固定延迟，各个元件选择性耦合到所述重新定时单元的相应输出端。针对所述各个元件，提供了比较器，用于将所述元件输出的信号的相位与位时钟信号进行比较。控制模块用于将具有与所述位时钟信号最接近对准的相位的所述元件的输出端耦合到所述重新定时单元的相应输出端。更具体的，所述控制模块用于为各个元件对落入特定位时钟周期内在所述同相脉冲信号和所述正交脉冲信号上的并且在预定延迟锁定周期上发生的完整脉冲序列的数量进行计数，并用于将计数最高的元件的输出端耦合到所述重新定时单元的输出端。