一種連續相位頻移鍵控數字解調裝置及其解調方法
【專利摘要】本發明涉及數字解調裝置，尤其涉及一種連續相位頻移鍵控數字解調裝置及其解調方法。本解調裝置包括比較器器件和現場可編程門陣列器件，現場可編程門陣列器件內部電路包括時鐘單元、采樣單元、計數單元、緩沖單元和重建單元，時鐘單元與采樣單元、計數單元、緩沖單元和重建單元連接；比較器器件連接采樣單元；采樣單元連接計數單元；計數單元連接緩沖單元；緩沖單元連接重建單元。本解調裝置具有電路簡單，易于實現，可編程邏輯資源消耗少及信號適應性強等特點。本解調方法可替代傳統連續相位頻移鍵控數字解調方法，從而避免了采用傳統連續相位頻移鍵控數字解調方法存在的實現復雜，消耗資源多以及不能適應數據速率與載波頻率接近的缺陷。
【專利說明】一種連續相位頻移鍵控數字解調裝置及其解調方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及數字解調裝置，尤其涉及一種連續相位頻移鍵控數字解調裝置及其解調方法。
【背景技術】
[0002]傳統連續相位頻移鍵控數字解調方法一般有相干解調法、鑒頻法、過零檢測法、匹配濾波法等。其中相干解調法實現復雜，鑒頻法、匹配濾波法消耗資源多，過零檢測法不能適應數據速率與載波頻率接近的情況。
【發明內容】
[0003]鑒于現有技術存在的不足，本發明提供了一種連續相位頻移鍵控數字解調裝置及其解調方法。
[0004]本發明為實現上述目的所采取的技術方案是:一種連續相位頻移鍵控數字解調裝置，其特征在于:包括比較器器件和現場可編程門陣列器件，現場可編程門陣列器件內部電路包括時鐘單元、采樣單元、計數單元、緩沖單元和重建單元，所述的時鐘單元與采樣單元、計數單元、緩沖單元和重建單元連接；所述的比較器器件連接采樣單元；采樣單元連接計數單元；計數單元連接緩沖單元；緩沖單元連接重建單元。
[0005]本發明所述的解調方法在于:時鐘單元根據連續相位頻移鍵控信號載波頻率和調制度確定系統工作時鐘頻率值，由外部時鐘頻率源分頻產生系統工作時鐘，若外部時鐘源頻率與工作時鐘頻率比值為n，則最大分頻計數值為(n/2)-l，時鐘單元初始狀態工作時鐘信號為低電平，分頻計數值為0，時鐘單元在每個外部時鐘源上升沿判斷分頻計數值，如果小于最大分頻計數值，則分頻計數值加1，否則工作時鐘信號翻轉，并且分頻計數值清零。
[0006]本發明所述的采樣單元在每個工作時鐘上升沿判斷連續時間二值信號電平，如果連續兩個信號電平都為高電平或者都為低電平，則輸出為低電平；如果連續兩個信號電平不相同，則輸出為高電平；所輸出的信號即為過零脈沖信號。
[0007]本發明所述的計數單元在每個工作時鐘上升沿判斷過零脈沖信號是否為高電平，如果過零脈沖信號為高電平，則從0開始計數過程，如果沒有過零脈沖信號，或者即使有過零脈沖信號，但計數值小于最小計數限制值，則計數值加1，計數過程直到計數值超出最小計數限制值之后的第一個過零脈沖信號到來，或者計數值超出最大計數限制值時結束，計數過程結束時輸出計數數值,并且輸出計數完成標志位高電平,計數完成標志位高電平持續一個工作時鐘周期，之后計數完成標志位恢復低電平。
[0008]本發明所述的緩沖單元在每個工作時鐘上升沿判斷計數完成標志位是否為高電平，如果為高電平，讀入計數數值，將計數數值按地址順序存儲到循環數據儲存空間中的一個，并且更新當前存儲空間占用情況，當系統剛開始運行時，緩沖單元積累計數數值數據到循環數據儲存空間被占用一半時，將數據有效標志位輸出高電平持續一個工作時鐘周期，并且從循環數據儲存空間中按地址順序提取一個計數數值輸出；此后系統持續運行，在每個工作時鐘上升沿，判斷重建完成標志位是否為高電平，如果為高電平則從循環數據儲存空間中按地址順序提取一個計數數值輸出。
[0009]本發明所述的重建單元在每個工作時鐘上升沿判斷數據有效標志位是否為高電平，如果為高電平，則進入重建狀態，讀取一個計數數值，將計數數值與預設閾值相比較，如果計數數值大于閾值，解調輸出信號為高電平，否則解調輸出信號為低電平；此后以計數數值為最大值進行倒計數，每個工作時鐘上升沿如果倒計數值不為0，則解調輸出信號不變，倒計數值減1，否則重建完成標志位輸出高電平持續一個工作時鐘周期，進入下一個重建過程，重新讀取新的計數數值，與閾值比較，輸出新解調信號，再次進行倒計數。
[0010]本發明的特點及有益效果是:本解調裝置具有電路簡單，易于實現，可編程邏輯資源消耗少及信號適應性強等特點。本解調方法可替代傳統連續相位頻移鍵控數字解調方法，從而避免了采用傳統連續相位頻移鍵控數字解調方法存在的實現復雜，消耗資源多以及不能適應數據速率與載波頻率接近的缺陷。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明的電路連接框圖。
【具體實施方式】
[0012]以下結合附圖對本發明作進一步說明:如圖1所示，時鐘單元根據連續相位頻移鍵控信號載波頻率和調制度確定系統工作時鐘頻率值，由外部時鐘頻率源分頻產生系統工作時鐘，提供給采樣單元、計數單元、緩沖單元和重建單元，若外部時鐘源頻率與工作時鐘頻率比值為n，則最大分頻計數值為(n/2)-l，時鐘單元初始狀態工作時鐘信號為低電平，分頻計數值為0，時鐘單元在每個外部時鐘源上升沿判斷分頻計數值，如果小于最大分頻計數值，則分頻計數值加1，否則工作時鐘信號翻轉，并且分頻計數值清零。
[0013]模擬連續相位頻移鍵控調制信號通過比較器器件產生連續時間二值信號。
[0014]連續時間二值信號通過采樣單元產生過零脈沖信號。本發明的采樣單元在每個工作時鐘上升沿判斷連續時間二值信號電平，如果連續兩個信號電平都為高電平或者都為低電平，則輸出為低電平；如果連續兩個信號電平不相同，則輸出為高電平；所輸出的信號即為過零脈沖信號。
[0015]過零脈沖信號通過計數單元產生計數數值和計數完成標志位。本發明的計數單元在每個工作時鐘上升沿判斷過零脈沖信號是否為高電平，如果過零脈沖信號為高電平，則從0開始計數過程，如果沒有過零脈沖信號，或者即使有過零脈沖信號，但計數值小于最小計數限制值，則計數值加1，計數過程直到計數值超出最小計數限制值之后的第一個過零脈沖信號到來，或者計數值超出最大計數限制值時結束，計數過程結束時輸出計數數值，并且輸出計數完成標志位高電平，計數完成標志位高電平持續一個工作時鐘周期，之后計數完成標志位恢復低電平。
[0016]本發明的緩沖單元根據計數完成標志位讀入、存儲計數數值，并產生數據有效標志位。緩沖單元在每個工作時鐘上升沿判斷計數完成標志位是否為高電平，如果為高電平，讀入計數數值，將計數數值按地址順序存儲到循環數據儲存空間中的一個，并且更新當前存儲空間占用情況，當系統剛開始運行時，緩沖單元積累計數數值數據到循環數據儲存空間被占用一半時，將數據有效標志位輸出高電平持續一個工作時鐘周期，并且從循環數據儲存空間中按地址順序提取一個計數數值輸出；此后系統持續運行，在每個工作時鐘上升沿，判斷重建完成標志位是否為高電平，如果為高電平則從循環數據儲存空間中按地址順序提取一個計數數值輸出。
[0017]本發明的重建單元根據數據有效標志位由空閑狀態進入重建狀態。在重建狀態產生解調輸出信號和重建完成標志位，并讀取緩沖單元提供的重建數值，解調輸出信號輸出給后續電路處理。重建單元在每個工作時鐘上升沿判斷數據有效標志位是否為高電平，如果為高電平，則進入重建狀態，讀取一個計數數值，將計數數值與預設閾值相比較，如果計數數值大于閾值，解調輸出信號為高電平，否則解調輸出信號為低電平；此后以計數數值為最大值進行倒計數，每個工作時鐘上升沿如果倒計數值不為0，則解調輸出信號不變，倒計數值減1，否則重建完成標志位輸出高電平持續一個工作時鐘周期，進入下一個重建過程，重新讀取新的計數數值，與閾值比較，輸出新解調信號，再次進行倒計數。
[0018]本裝置的靈活性在于，通過分析連續相位頻移鍵控調制信號載波頻率和調制度，簡單調整工作時鐘頻率、循環數據儲存空間大小、最小計數限制和最大計數限制以及計數數值閾值，便可以適應各種信號的解調。
[0019]本解調裝置有外部時鐘接口、調制信號輸入接口和解調信號輸出接口。
【權利要求】
1.一種連續相位頻移鍵控數字解調裝置，其特征在于:包括比較器器件和現場可編程門陣列器件，現場可編程門陣列器件內部電路包括時鐘單元、采樣單元、計數單元、緩沖單元和重建單元，所述的時鐘單元與采樣單元、計數單元、緩沖單元和重建單元連接；所述的比較器器件連接采樣單元；采樣單元連接計數單元；計數單元連接緩沖單元；緩沖單元連接重建單元。
2.一種根據權利要求1所述的連續相位頻移鍵控數字解調裝置的解調方法，其特征在于:時鐘單元根據連續相位頻移鍵控信號載波頻率和調制度確定系統工作時鐘頻率值，由外部時鐘頻率源分頻產生系統工作時鐘，若外部時鐘源頻率與工作時鐘頻率比值為n，則最大分頻計數值為(n/2)-l，時鐘單元初始狀態工作時鐘信號為低電平，分頻計數值為O，時鐘單元在每個外部時鐘源上升沿判斷分頻計數值，如果小于最大分頻計數值，則分頻計數值加1，否則工作時鐘信號翻轉，并且分頻計數值清零。
3.根據權利要求1所述的一種連續相位頻移鍵控數字解調裝置的解調方法，其特征在于:采樣單元在每個工作時鐘上升沿判斷連續時間二值信號電平，如果連續兩個信號電平都為高電平或者都為低電平，則輸出為低電平；如果連續兩個信號電平不相同，則輸出為高電平；所輸出的信號即為過零脈沖信號。
4.根據權利要求1所述的一種連續相位頻移鍵控數字解調裝置的解調方法，其特征在于:計數單元在每個工作時鐘上升沿判斷過零脈沖信號是否為高電平，如果過零脈沖信號為高電平，則從O開始計數過程，如果沒有過零脈沖信號，或者即使有過零脈沖信號，但計數值小于最小計數限制值，則計數值加1，計數過程直到計數值超出最小計數限制值之后的第一個過零脈沖信號到來，或者計數值超出最大計數限制值時結束，計數過程結束時輸出計數數值，并且輸出計數完成標志位高電平，計數完成標志位高電平持續一個工作時鐘周期,之后計數完成標志位恢復低電平。
5.根據權利要求1所述的一種連續相位頻移鍵控數字解調裝置的解調方法，其特征在于:緩沖單元在每個工作時鐘上升沿判斷計數完成標志位是否為高電平，如果為高電平，讀入計數數值，將計數數值按地址順序存儲到循環數據儲存空間中的一個，并且更新當前存儲空間占用情況，當系統剛開始運行時，緩沖單元積累計數數值數據到循環數據儲存空間被占用一半時，將數據有效標志位輸出高電平持續一個工作時鐘周期，并且從循環數據儲存空間中按地址順序提取一個計數數值輸出；此后系統持續運行，在每個工作時鐘上升沿，判斷重建完成標志位是否為高電平，如果為高電平則從循環數據儲存空間中按地址順序提取一個計數數值輸出。
6.根據權利要求1所述的一種連續相位頻移鍵控數字解調裝置的解調方法，其特征在于:重建單元在每個工作時鐘上升沿判斷數據有效標志位是否為高電平，如果為高電平，則進入重建狀態，讀取一個計數數值，將計數數值與預設閾值相比較，如果計數數值大于閾值，解調輸出信號為高電平，否則解調輸出信號為低電平；此后以計數數值為最大值進行倒計數，每個工作時鐘上升沿如果倒計數值不為O，則解調輸出信號不變，倒計數值減1，否則重建完成標志位輸出高電平持續一個工作時鐘周期，進入下一個重建過程，重新讀取新的計數數值，與閾值比較，輸出新解調信號，再次進行倒計數。
【文檔編號】H04L27/38GK103634263SQ201310667947
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月7日 優先權日:2013年12月7日
【發明者】張鵬泉, 張波, 馬彪, 李柬, 范玉進, 曹曉冬, 褚孝鵬, 李羚梅, 李光 申請人:天津光電通信技術有限公司