[发明专利]改进的调制和解调电路

说明书

技术领域

本发明涉及调制和解调电路领域，诸如用于解调幅度调制(AM)信号和幅移键控(ASK)信号的包络检波器。

相关申请

其全部内容通过引用合并的共同未决的第12/210,691号美国专利申请公开了一种用于去向和来自密封器件的制造后数据传输的方法。

背景技术

可以借助于包络检波器对调幅信号进行解调是无线电工程的普遍公知的原理。包络检波器是相对简单的电子电路，其基本部件是二极管、电容器和电阻器。电路被布局成使得电容器能够在输入信号的最多四分之一周期期间(例如载波循环的上升沿的正部分)通过正向极化二极管上的输入信号非常快速地充电，在此之后，电容器在该周期的其余时间在电阻器上更加缓慢地放电，其中，二极管的极性反接阻止了更加快速的放电。当幅度包络降低时，放电阶段持续直到电容器上的电压与输入信号的上升沿相交为止。

由此，电容器上的电压粗略地跟随输入信号的波峰，而纹波由电容器和电阻器的结合的时间常数特性来确定。该时间常数由τ＝RC给出，其中，R是电阻器的电阻而C是电容器的电容。

获得包络检波器的另一种具体的方法包括结合具有附加电容器和电阻器的钳位电路，以使得输入信号首先被“钳位”到某个非零偏置电平，在不丧失一般性的情况下可以假设该非零偏置电平为正，之后在具有平均效应的电容器上的电压近似地表示原始输入信号的包络。

幅移键控(ASK)是一种数字调制技术，其中，信息被编码成由正弦信号的具有不同幅度的突发(burst)表示的字母符号。在其最简单的形式中，二进制ASK每个符号对一比特进行编码，该符号由两个不同的幅度电平表示。各个幅度电平的比是设计选择。可选地，这些幅度电平之一是零；所得到的调制方案可以被描述为通/断信令。二进制ASK可以将比特值“1”和“0”直接编码成不同的幅度电平，或者可以使用更加复杂的编码方案，诸如曼彻斯特编码、游程编码以及现有技术中已知的其他可替选方案。

使用二进制ASK传输的无线数字传输系统的示例是非接触智能卡以及射频识别(RFID)系统。这些是高度小型化的系统。这些系统的一些部件是完全无源的，因为这些部件从由发射器发出的电磁场获取工作功率和要接收的信号。其他的部件具有其自己的工作电源。这些系统通常经由近场中的电感耦合从发射器接收ASK调制信号。

在通常的ASK接收电路中，包络检波器的输出通过模拟-数字转换器(ADC)并且馈送到对包含在接收信号中的二进制信息进行处理的数字电路或者部件中。

发明内容

技术问题

在具有无线射频通信能力的小型化器件的背景中要解决的普遍问题是提供非常小的、鲁棒的并且经济有效的射频信号接收和发送电路用于与数字处理电路或部件的互连。优选地，接收和发送电路包括少量的商用部件。优选地，在发送和接收电路之间有协作。

技术方案

为了简化对电子电路的综合和分析，通常在概念上将完整的电子电路划分成模拟部分和数字部分，其中，数字部分包括执行由数字术语规定的功能的互连部件。这种划分的目的是允许独立地对待两个部分，以使得可以在无需担心组成数字部分的部件的细节的情况下对模拟部分进行分析，并且使得可以在数字抽象级上分析数字部分同时忽略由电路的数字部分的各部分所产生的任何模拟效应。由于这种严格的概念划分，可以在数字抽象级上分析互连的数字部件的行为和相互作用，所述数字抽象级不在意组成数字电路的物理结构的任何模拟效应。

然而，包括有集成电路(IC)的数字电路是由的确具有可以用模拟术语描述的效应的元件制成的。本发明的目的是使用存在于器件的数字电路中的元件的模拟性质起到执行器件的模拟功能的作用，从而使得其余的模拟电路更加紧凑或简单、或既紧凑又简单。本发明由此放弃了对电路的模拟部分和数字部分的严格划分，以有利地利用通常被采用以执行由数字术语规定的功能的元件的模拟属性。

本发明基于以下认识：用于解调数字信号的ASK解调电路可以有利地使用数字部件(被设置成执行由数字术语规定的功能的部件)的端口的特性来消除对单独分立的二极管的需要。更具体地，本发明基于以下认识：数字部件的端口的模拟行为在一定的电压界限和电流界限内相当于二极管的模拟行为。