一种具有相位控制功能的FSK调制器的制作方法

本实用新型涉及FSK调制器技术领域，尤其涉及一种具有相位控制功能的FSK调制器。

背景技术：

FSK调制信号采用不同的载波频率来表示二进制0和二进制1。在一些应用中，需要对信号的相位进行精确调整，例如，在无线充电应用中，为了调整充电功率，需要对全桥逆变器的控制信号的相位进行调整，以增大或减小充电的时间。无线充电联盟(Wireless Power Consortium)的无线充电标准Qi在协议中要求发射机输出信号相位可以调整，调整范围10％-50％，调整精度≤0.1％。而在现有设计中，通常采用MCU(微控制器)及PWM(脉冲宽度调制)来实现输出信号相位的精确控制，实现方式相对复杂。

技术实现要素：

针对上述问题中存在的不足之处，本申请提供一种具有相位控制功能的FSK调制器，该FSK调制器通过计数器、二分频电路和异或门实现对输出信号相位的精确调整，具有结构简单、易于操作的优点。

该具有相位控制功能的FSK调制器包括：用于产生第一调制信号的第一模块，用于产生第二调制信号并对所述第二调制信号进行相位控制的第二模块；

所述第一模块包括依次电连接的鉴频鉴相器、电荷泵、滤波器、振荡器以及分频器，所述分频器的输出端与所述鉴频鉴相器的第一输入端电连接，所述鉴频鉴相器的第二输入端接外部脉冲信号；

所述第二模块包括频率调整模块和相位控制模块，所述频率调整模块的输入端与所述振荡器的输出端电连接，所述频率调整模块的输出端与所述相位控制模块的第一输入端电连接，所述相位控制模块的第二输入端与所述振荡器的输出端电连接。

可选地，所述频率调整模块为分频器。

可选地，所述相位控制模块包括用于输出相位调整参数的控制单元、用于调整所述第二调制信号相位的相位调整单元以及用于消除所述第一调制信号和所述第二调制信号的上升边沿偏差引起的相位偏差的辅助相位调整单元；

所述控制单元的第一输出端与所述辅助相位调整单元的参数输入端电连接，所述辅助相位调整单元的两个信号输入端分别与所述振荡器和所述频率调整模块电连接；

所述控制单元的第二出端与所述相位调整单元的参数输入端电连接，所述相位调整单元的两个信号输入端分别与所述振荡器和所述频率调整模块电连接。

可选地，所述相位调整单元和所述辅助相位调整单元的结构相同，均包括计数器、二分频电路以及异或门；

所述计数器的时钟信号输入端与所述振荡器电连接，所述计数器的使能信号输入端与所述异或门的输出端电连接，所述计数器的进位信号输出端与所述二分频电路的输入端电连接，所述二分频电路的输出端与所述异或门的第一输入端电连接，所述异或门的第二输入端与所述频率调整模块电连接。

可选地，所述频率调整模块为倍频器。

本实用新型的具有相位控制功能的FSK调制器通过设置相位控制模块实现对输出信号相位的精确控制，且由于相位控制模块包含有结构相同的相位调整单元和辅助相位调整单元，因此可有效消除两个时钟信号的上升边沿偏差引起的相位偏差。通过计数器、二分频电路和异或门实现对输出信号相位的精确调整，具有结构简单，易于控制，并且调整精度可以根据需要随意设置的优点。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的具有相位控制功能的FSK调制器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的具有相位控制功能的FSK调制器的相位控制模块的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的具有相位控制功能的FSK调制器的相位调整单元和辅助相位调整单元的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的具有相位控制功能的FSK调制器的第二模块的另一结构示意图；

图5为相位调整时序图。

附图标记说明：

1：第一模块，11：鉴频鉴相器，12：电荷泵，13：滤波器，14：振荡器，

15：分频器，2：第二模块，21：频率调整模块，22：相位控制模块，

221：控制单元，222：辅助相位调整单元，223：相位调整单元，

2231：异或门，2232：计数器，2233：二分频电路，23：倍频器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，图1示出了本实施例中的具有相位控制功能的FSK调制器的结构示意图，该具有相位控制功能的FSK调制器具体包括以下结构：

用于产生第一调制信号的第一模块1，用于产生第二调制信号并对该第二调制信号进行相位控制的第二模块2；

具体地，在本实施例中第一模块1包括依次电连接的鉴频鉴相器11、电荷泵12、滤波器13、振荡器14以及分频器15，其中该分频器15用于对振荡器14输出的第一调制信号进行M分频，其输出端与鉴频鉴相器11的第一输入端电连接，鉴频鉴相器11的第二输入端接外部脉冲信号fref；

第二模块2包括频率调整模块21和相位控制模块22，其中频率调整模块21的输入端与振荡器14的输出端电连接，频率调整模块21的输出端与相位控制模块22的第一输入端电连接，相位控制模块22的第二输入端与振荡器14的输出端电连接。

其中上述的相位控制模块22用于根据控制参数K对输出信号的相位进行控制调整，频率调整模块21可以为分频器，此时振荡器14所产生的第一调制信号为较高频率的信号fh，经过频率调整模块21的N分频后得到的第二调制信号为较低频率的信号fl，如图1所示。当然该频率调整模块21也可以如图4所示为倍频器23，此时振荡器14所产生的第一调制信号为较低频率的信号fl，经过倍频器23后变为较高频率的信号fh。

如图1中所示，本实施例先在第一模块1处产生较高频率的第一调制信号，其优点在于可以较容易的获得更低抖动的信号，同时将此第一调制信号作为相位控制模块22的高频输入，从而作为相位控制模块22的最小调整基准。其中，fl为系统要求的调制信号，K为相位调整量，N可以控制相位调整的精度，M可以控制产生较高频率的调制信号和调制深度，通过改变第一模块1内分频器15的控制字M，可以产生对应于不同调制深度的调制信号。其中M、N、K的值均为可编程控制字。

进一步地，请参阅图2，图2示出了本实施例中的具有相位控制功能的FSK调制器的相位控制模块22的结构图，该相位控制模块22包括用于根据上述K值输出相位调整参数K1和K2的控制单元221，其中K2-K1＝K，用于调整fl相位的相位调整单元223以及用于消除fh和fl的上升边沿偏差引起的相位偏差的辅助相位调整单元222。

其中控制单元221的第一输出端与辅助相位调整单元222的参数输入端电连接，辅助相位调整单元222的两个信号输入端分别与振荡器14和频率调整模块21电连接。控制单元221的第二出端与相位调整单元223的参数输入端电连接，相位调整单元223的两个信号输入端分别与振荡器14和频率调整模块21电连接。

上述fh信号为较高频率的信号，其周期为TH，而fl信号则为较低频率的信号，其周期为TL，并且TL＝N*TH；其中辅助相位调整单元222的输出信号out、相位调整单元223的输出信号outd与fl信号的频率相同，且相位有一定延迟，并且outd信号相对于out信号，相位延迟了K个TH周期。

相位调整单元223的功能是使out信号相对于fl信号延迟K个TH周期。而辅助相位调整单元222的作用是消除fl与fh信号上升边沿偏差引起的相位偏差，使out信号与outd信号之间的相位差为精确的K/N。在图2中，假定fl与fh信号初始上升沿偏差时间为t，out信号与fl信号的延迟为t+K1*TH，outd信号与fl信号的延迟为t+K2*TH；故outd信号与out信号之间的延迟为(K2-K1)*TH，即K*TH，相位差为K/N。

上述的相位调整单元223和辅助相位调整单元222的结构相同，关于相位调整单元223和辅助相位调整单元222的结构请参阅图3，图3示出了相位调整单元223和辅助相位调整单元222的结构图；该相位调整单元223和辅助相位调整单元222均包括计数器2232、二分频电路2233以及异或门2231；

其中计数器2232的时钟信号输入端与振荡器14电连接，计数器2232的使能信号输入端与异或门2231的输出端电连接，计数器2232的进位信号输出端与二分频电路2233的输入端电连接，二分频电路2233的输出端和异或门2231的第一输入端电连接，异或门2231的第二输入端与频率调整模块21电连接。

在初始状态，二分频电路2233的输出为0，fl、fh初始状态也为0，此时计数器2232不工作；当fl状态从0变为1时(上升沿)，异或门2231的输出变为1，即计数器2232的使能信号en变为高电平，此时计数器2232开始对fh计数；当计数值达到K时，计数器2232的进位信号rco从0变为1；并输送到二分频电路2233，二分频电路2233的输出信号out从0变为1，此时异或门2231的输出变为0，计数器2232停止工作，其进位信号rco从1变为0；

当fl从1变为0时，异或门2231的输出变为1，计数器2232重新开始对fh计数直到计数值达到K，当计数值达到K时计数器2232的进位信号rco从0变为1，二分频电路2233的输出信号out从1变为0，此时异或门2231的输出从1变为0，计数器2232停止工作，直到fl的下一个上升沿来临。

图5给出了相位调整的详细时序说明。当初始状态fl与fh上升沿对齐时，out信号相对于fl信号延迟了K个TH周期，但在实际情况中，由于初始时刻fh的上升沿可能提前或滞后于fl的上升沿；记fl与fh上升沿之间时间差为t，则实际情况下out信号相对于fl信号延迟时间为K*TH+t，相位差为(K+t/TH)/N，因此通过引入辅助相位调整单元222，消除fl与fh信号上升边沿偏差引起的相位偏差，使out信号与outd信号之间的相位差为精确的K/N。也即当fl与fh信号初始上升沿偏差时间为t时，out信号与fl信号的延迟为t+K1*TH，而outd信号与fl信号的延迟为t+K2*TH；故outd信号与out信号之间的延迟为(K2-K1)*TH，即K*TH，相位差为K/N。

在本实施例中，fl的时钟周期TL为fh的时钟周期TH的N倍；在初始时刻，fl与fh的上升沿位置不确定，fh上升沿可能超前或滞后于fl信号的上升沿；故计数器2232的计数值最小为1，最大值为N/2-1；相位调整的范围为1/N至N/2-1，调整的精度为1/N。例如，当N＝1000时，相位调整的范围为0.1％-49.9％，调整精度为0.1％。根据系统对于相位调整精度的要求，可以灵活的设置N的值，以达到相应的调整精度。

本实施例的具有相位控制功能的FSK调制器通过设置相位控制模块实现对输出信号相位的精确控制，且由于相位控制模块包含有结构相同的相位调整单元和辅助相位调整单元，因此可有效消除两个时钟信号的上升边沿偏差引起的相位偏差。通过计数器、二分频电路和异或门实现对输出信号相位的精确调整，具有结构简单，易于控制，并且调整精度可以根据需要随意设置的优点。

需要说明的是，本实用新型实施例中，“第一”、“第二”的出现，仅仅是为了作区分技术名词和描述方便，不应理解为对本实用新型实施例的限定。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。