用于遥测模拟信号的节能系统的制作方法_3

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; +V CCo对于S21(t) = A2.sin (2 31 f21.t),理想时间编码的条件是f;il<< f ASDM2^ f21再次代表输入信号频率,以及A2代表对应的信号幅度。
[0054]对于ADSM运行和实际电子实现的详细理论,请参见下面的参考文献:
[0055]Ouzounov, S.、Engel Roza、Hegt, J.A.、Van Der ffeide, G.、Van Roermund, A.Η M于2006年3月发表在IEEE固体电路杂志第41卷第3号第588、596页上的文章“Analysis anddesign of high-performance asynchronous sigma—delta Modulators with a binaryquantizer'
[0056]当两个或多个测量单元(10)在相同时间内工作时,需要分布各个第i个延迟电路
(13)的对应延迟时间τ?。这可以通过多种方式完成,然而,线性分布似乎是合理的,因此按照如下方式来调节延迟时间.(jN+j1-j),其中,i e [1,N]是正整数并且规定τ,< Tc/20值T。是出自异步西格玛德尔塔调制器(12.1)的数字脉冲信号的最小周期,j是正整数,N是用户总量,S卩,不同的测量单元(10),以及Tp是UWB脉宽持续时间。整数j的作用是确保两个测量单元(10)使其延迟时间间隔开至少j.Τρ时间帧,以防止接收单元
(20)进行错误读出。上面引述的条件防止“过度处理”并且确保足够的脉冲分布。对于较大j,在两个测量单元(10)延迟τ i之间的最小定时差会较大并且因此“过度处理”的概率会最小化。
[0057]诜择IAFM作为TEM的测量单元
[0058]图4A和图4B示出了如下实施例:将时间编码机选择为整合和激发调制器(IAFM),S卩,实施例m = 3。模拟输入(11)信号S31由IAFM(12.2)处理以产生被反馈回IAFM(12.2)内的S32数字信号,并且进一步由延迟电路(13)处理以获取S33信号。将信号S32用作积分器重置;将信号S31和VDC (恒定电压)添加在IAFM(12.2)内以产生信号S35,对信号S35进行积分以得到信号S36,信号S36由比较器处理以形成信号S32 ;图4B,最后,将信号S32和S33用于通过其上升边缘触发UWB脉冲发生器(14)以产生S34信号。图4C示出了在VDC = 0时所有相关的信号S31-S36与时间的关系,以及图4D示出了在VDC=VCC时所有相关的信号S31-S36与时间的关系。
[0059]对于已经使用了整合和激发调制器(IAFM)的本实施例,传递函数仍然是L(s)=l/(s.Tint) ο两个连续的IAFM输出脉冲之间的时间间隔等于?\= k 1/(s31+VDC)+ton+toff,S中K s31彡+V^Vth是比较器阈值电压,kl = TintVth,tOT是接通积分器重置所需的时间,以及是断开积分器重置所需的时间。对于输入信号s31(t) = A3.sin(2 J! f31t),理想时间编码的条件是f31<< 1/T lnun,其中,Tlmin是两个连续的IAFM输出脉冲之间的最小时间间隔。根据输入信号级,恒定电压VDC可用于确保积分器输入信号电压S35总是为正。因此,对于单极输入信号,VDC = 0,而对于双极输入信号,其可调节为VDC = VCCo
[0060]图5A和图5B示出了如下替代实施例:仍然将时间编码机选择为整合和激发调制器(IAFM),即,实施例m = 4。模拟输入(11)信号S41由IAFM(12.2)处理以产生S42数字信号并且进一步由延迟电路(13)处理以获取S43信号。将信号S43用作积分器重置;将信号S41和VDC (偏置电压)添加在IAFM(12.2)内以产生信号S45,对信号S45进行积分以得到信号S46,信号S46由比较器处理以形成信号S42 ;图5B,最后,将信号S42和S43用于通过其上升边缘触发UWB脉冲发生器(14)以产生S44信号。图5C示出了在VDC = 0时所有相关的信号S41-S46与时间的关系,以及图?示出了在VDC = VCC时所有相关的信号S41-S46与时间的关系。
[0061]对于已经使用了整合和激发调制器(IAFM)的本实施例,传递函数仍然是L(s)=l/(s.Tint)。两个连续的IAFM输出脉冲之间的时间间隔等于?\= k 1/(s41+Vdc)+2 τ 1+ton+toff,其中Κ S 41彡+V cc,Vth是比较器阈值电压,kl = Tintvth,ton是接通积分器重置所需的时间,以及toff是断开积分器重置所需的时间。对于正弦输入信号s41(t)=A4.sin (2 31 f41t),理想时间编码的条件是f41<< 1/T lnun,其中,Tlmin是两个连续的IAFM输出脉冲之间的最小时间间隔。根据输入信号级,恒定电压VDC可用于确保积分器输入信号电压S45总是为正。因此,对于单极输入信号,VDC = 0,而对于双极输入信号,其可调节为 VDC = VCCo
[0062]对于IAFM运行和实际电子实现的详细理论,请参见下面的参考文献:
[0063]de Boer R.ff.于1985年在阿姆斯特丹大学医学院发表的博士论文“Beat_to_beatblood-pressure fluctuat1ns and heart—rate variability in man:phys1logicalrelat1nships, analysis techniques and a simple model,,;
[0064]Lazar A.A.和 Toth L.T.的 US 7,573,956 BTime Encoding and Decoding ofa Signal,,;
[0065]John G.Elias、David P.M.Northmore 和 Wayne Westerman 发表在神经计算期刊9.2 (1997 年 2 月)第 419-440 页上的“An analog memory circuit for spiking siliconneurons'
[0066]再次,当具有内置IAFM作为TEM的两个或多个测量单元(10)在相同时间内工作时,需要分布各个第i个延迟电路(13)的对应的延迟时间τ i。这可以通过多种方式完成,然而,线性分布似乎是合理的,因此按照如下方式来调节延迟时间:τ ,= Tp.(jN+j1-j),其中,i e [1,N]是正整数并且规定τ χ< Τ 1ηιη0值Tlmin是在两个连续的IAFM输出脉冲之间的最小时间间隔,j是正整数,N是用户总量,即,不同的测量单元(10),以及Tp是UWB脉宽持续时间。整数j的作用是确保两个测量单元(10)使其延迟时间间隔开至少j.Tp时间帧,以防止接收单元(20)进行错误读出。上面引述的条件防止“过度处理”并且确保足够的脉冲分布。对于较大j,在两个测量单元(10)延迟τ i之间的最小定时差会较大并且因此“过度处理”的概率会最小化。
[0067]诜择IPFM作为TEM的测量单元
[0068]图6A和图6B示出了如下实施例:将时间编码机选择为积分脉冲频率调制器(IPFM),即,实施例m = 5。模拟输入(11)信号S51由IPFM(12.3)处理以产生被反馈回所述IAFM(12.3)内的S52数字信号,并且进一步由延迟电路(13)处理以获取S53信号。将信号S52用作积分器重置。将信号S51放大常数c,以产生信号S57,信号S58 (即,Sraf,恒定电压)添加至信号S57以产生信号S59,信号S59是比较器阈值电压。将信号S55设置为VCC,馈送到积分器以产生信号S56,作为比较器的输入信号,从比较器获取信号S52 ;图6B,最后,将信号S52和S53用于通过其上升边缘触发UWB脉冲发生器(14)以产生S54信号。图6C示出了在Sraf= 0和c = 1时所有相关的信号S51-S54、S56和S59与时间的关系,而图6D示出了在Sraf= VCC/2和c = 1/2时所有相关的信号S51-S54、S56和S59与时间的关系Ο
[0069]对于已经使用了积分脉冲频率调制器(IPFM)的本实施例,传递函数仍然是L(s)=1/(s *Tint)。两个连续的IPFM输出脉冲之间的时间间隔等于1\= k2(c.s51+Sref)+ton+toff,其中-vcc彡S51彡+V cc, C是常数,k2 = Tint/VCC,是接通积分器重置所需的时间,以及trff是断开积分器重置所需的时间。对于正弦输入信号s 51 (t) = A5sin (2 31 f51t),理想时间编码的条件是f51<< 1/T lnun,其中,Tlmin是两个连续的IPFM输出脉冲之间的最小时间间隔。根据输入信号级,常数c和电压S?f可用于确保比较器阈值电压S59总是为正,这是由于恒定正积分器输出信号斜率的缘故。因此,对于单极输入信号,即,当S51 > 0时,选择可以是c = 1以及Sraf= 0,而对于双极输入信号,S卩,-V cc< s 51彡+V cc,包括S1 = 0,逻辑选择则为c = 1/2以及SRrf= VCC/2。具体地,如果期望的输入信号电压等于-VCC,那么常数c的值则设置为c < 1/2,以避免零比较器阈值电压值。
[0070]图7A和图7B示出了如下实施例:仍然将时间编码机选择为积分脉冲频率调制器(IPFM),S卩,实施例m = 6。模拟输入(11)信号S61由IPFM(12.3)处理以产生S62数字信号,该S62数字信号进一步由延迟电路(13)处理以获取S63信号,S63信号被反馈回IPFM(12.3)作为积分器重置,图7B。信号S61放大常数c,以产生信号S67,信号S68(即,Sraf,恒定电压)添加至信号S67,以产生信号S69,信号S69是比较器阈值电压。将信号S65设置为VCC,馈送到积分器以产生信号S66,作为比较器的输入信号,从比较器获取信号S62;图7B。最后,信号S62和S63用于通过其上升边缘触发UWB脉冲发生器(14)并且产生S64信号。图7C示出了在Sraf= 0和c = 1时所有相关的信号S61-S64、S66和S69与
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