[发明专利]交流小信号直接驱动的信息传输系统

说明书

交流小信号直接驱动的信息传输系统，利用交流供电线提供交流小信号如工频信号驱动振荡器、放大器和混频器；利用振荡器产生包含外界物理量变化信息的输出信号并通过第一发射天线发射，利用第一接收天线接收第一发射天线发射的信号并送至放大器进行放大，利用混频器接收经过放大器放大后的信号并进行混频产生满足输出频率要求的信号后由第二发射天线发射出去，最后利用第二接收天线接收第二发射天线发射的信号并送至解调网络中完成信息的解调。本发明中的微波器件利用阈值电压以下晶体管的寄生电容与电感串联或并联构成谐振选频网络实现参量放大，使得本发明的微波器件能够由交流小信号进行驱动，解决了传统微波器件需要直流供电带来的各种问题。

技术领域

本发明属于电子电力技术领域、传感器技术领域和信息传输领域，涉及一种交流小信号直接驱动进行信息传输的系统。

背景技术

世界开始进入信息时代，信息在各行各业发挥着重要的角色。现代社会人们获得信息的渠道越来越广泛，除了报纸、广播、电视等传统渠道，互联网、手机等使得人们获取各类信息的途径不断增加，尤其是人们对信息重要程度的认识越来越普及和深入，信息垄断被打破，大量的信息被人们所共享。信息的传递方式也是多种多样的。人们获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段是通过传感器。传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其广泛的领域。可以毫不夸张地说，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。

传感器获取信息可以通过有线或者无线的方式进行传输，有线传输包括电话、传真、电报、电视等；无线传输可以通过将信息加载在微波上，通过微波的传输来实现信息的传输。例如现在传输视频用的模拟传输和数字微波传输。数字微波传输就是先把视频编码压缩，然后通过数字微波信道调制，再通过天线发射出去，接收端则相反，天线接收信号，微波解压缩，最后还原模拟的视频信号。模拟微波传输就是把视频信号直接调制在微波的信道上，通过天线发射出去，监控中心通过天线接收微波信号，然后再通过微波接收机解调出原来的视频信号。有效的信息获取和信息传递对居民日常、企业发展乃至国家安全都有十分重要的意义。

传统的微波器件基于晶体管实现放大作用，而晶体管工作时需要直流电源进行供电，但对于现存工作频率为50赫兹的交流市电，要获取电子设备所需要的直流电源，必须经过各种交直流转换，这就带来了能量转换损失，并且转换装置也会带来成本开销。

发明内容

基于传统信息传输装置中微波器件需要直流供电而带来的能量浪费大和成本开销高的不足之处，本发明基于一种不需要直流供电的微波器件来设计信息传输系统，采用交流电代替直流电源直接进行驱动，且对于交流电幅度低至0.1V时也能实现驱动，因此本发明提出的传输系统具有交流直接驱动、能耗低和适用范围广的特点。

本发明提出的信息传输系统中，微波器件的交流驱动工作是基于在晶体管的阈值电压以下，利用交流小信号（如工频信号）对晶体管的等效电抗进行时变驱动，该时变驱动能够实现参量放大，采用单只晶体管能够在半个工频周期内实现放大工作，采用两只晶体管能够实现全工频周期放大。

本发明采用单只晶体管实现半周期工频直接驱动信息传输系统的技术方案为：

交流小信号直接驱动的信息传输系统，包括交流供电线、振荡器、放大器、混频器、第一发射天线、第一接收天线、第二发射天线、第二接收天线和解调网络，所述信息传输系统在交流小信号工作周期的半周期内工作，所述交流小信号的频率小于所述第一发射天线或第二发射天线发射频率的十分之一；所述交流供电线提供所述交流小信号用于驱动所述振荡器、放大器和混频器；所述振荡器用于产生包含外界物理量变化信息的输出信号并通过所述第一发射天线发射出去，所述第一接收天线接收所述第一发射天线发射的信号并送至所述放大器进行放大，所述混频器接收经过所述放大器放大后的信号并进行混频产生满足输出频率要求的信号后由所述第二发射天线发射出去，所述第二接收天线接收所述第二发射天线发射的信号并送至所述解调网络中完成信息的解调；