本发明总体涉及通信技术领域，特别涉及一种幅度解调器和相关方法。
背景技术：
在无线通信中常常使用幅度调制方案来发送发送器和接收器之间的信号。通过将基带信号和载波混频能够产生幅度调制信号。
技术实现要素：
本发明实施例提供一种用于解调幅度调制输入信号的方法和解调器，以防止解调时产生误码。
本发明一实施例提供一种用于解调幅度调制输入信号的方法，包括：接收检测信号，所述检测信号是由匹配网络根据所述幅度调制输入信号所产生的；产生解调的输出信号；其中产生所述解调的输出信号包括：检测在第一时间间隔内在所述检测信号中振铃是否发生；以及当检测到在第一时间间隔内在所述检测信号中振铃发生时，设置在所述第一时间间隔中的至少一部分时间内所述解调的输出信号为第一电平。其中幅度调制输入信号是通过天线接收的，所述匹配网络与所述天线耦接。
本发明另一实施例提供一种解调器，用于解调幅度调制输入信号，所述解调器包括：控制电路，所述控制电路用于接收检测信号，所述检测信号是由匹配网络根据所述幅度调制输入信号所产生的；产生解调的输出信号；其中，所述控制电路用于至少部分的通过如下操作产生解调的输出信号：检测在第一时间间隔内在所述检测信号中振铃是否发生；以及当在第一时间间隔内在所述检测信号中振铃发生时，设置在所述第一时间间隔中的至少一部分时间内所述解调的输出信号为第一电平。
本发明又一实施例提供一种解调器，用于解调使用天线接收的幅度调制输入信号，其包括：幅度检测器，与匹配网络耦接，所述匹配网络与所述天线耦接；所述幅度检测器用于根据检测信号的包络，输出第一中间信号，其中所述检测信号是由匹配网络根据所述幅度调制输入信号所产生的；相位检测器或者频率检测器，与所述匹配网络耦接；其中，所述相位检测器用于检测所述检测信号的相位偏移，并输出第二中间信号；或者所述频率检测器用于检测所述检测信号的频率偏移，并输出第二中间信号；以及选择器，具有与所述幅度检测器耦接的第一输入端，与所述相位检测器或者所述频率检测器耦接的第二输入端，以及与控制电路耦接的控制端，并根据所述控制端接收的所述控制电路的输出，从所述第一中间信号和所述第二中间信号中选择并输出。
本发明提供的用于解调幅度调制输入信号的方法和解调器，在检测到在第一时间间隔内振铃发生时，设置在第一时间间隔中的至少一部分时间内解调的输出信号为第一电平，以控制解调的输出信号具有正确的电平，防止由于振铃引起解调时产生误码。
附图说明
附图不是按比例绘制。在附图中，在各个附图中示出的相同或几乎相同的部件由相似的数字表示。为了清楚起见，并不是每个部件都在每个图中标注。
图1示出本发明实施例提供的多个基带信号和多个幅度调制信号的曲线图；
图2a示出本发明实施例提供的通信系统的框图；
图2b示出本发明实施例提供的谐振频率和载波频率的曲线图；
图3示出本发明实施例提供的具有幅度检测器和相位检测器的解调器的框图；
图4a示出本发明实施例提供的幅度调制信号的频率和相位在时间上的变化；
图4b示出本发明实施例提供的幅度调制信号，多个中间信号和使用图3的解调器获得的输出信号的曲线图；
图5示出本发明实施例提供的解调幅度调制信号的方法流程图。
在下面的详细描述中，为了说明的目的，阐述了许多具体细节，以便对本发明实施例透彻理解。
具体实施方式
发明人已经开发了用于幅度解调的电路(例如幅移键控包络解调)，其在载波被关闭时不受由于不需要的幅度振铃(ringing)引起的幅度包络失真的影响。在一些情况下，当接收电路中出现自然振荡时，可能会出现振铃。这样的振荡所在的频率可以取决于接收电路的电气特性，例如阻抗匹配网络的阻抗(impedance)。
发明人已经认识到并意识到在用于接收幅度调制信号的电路中的振铃可以引起正在传输的符号序列的检测错误。由于匹配网络的质量因数(q)，可能会产生这种错误，该q通常被设置为较高值以最大化从发射器天线到接收器天线功率传输量。在这些情况下，即使当发送载波是关闭的(例如发送载波被编码为低电平)电路也继续震荡。在一些情况下，这个振铃可能被解调器错误的理解为高电平(在一些实施例中该高电平表示逻辑1)，从而导致误码。这种情况在图1的例子中被描述。图1示出了基带信号102，108和110以及幅度调制信号104和106。
基带信号102在调制之前包含将要从发送器发送到接收器的消息。在这个例子中，消息包括逻辑1，逻辑0和逻辑1。第一逻辑1在t0之前延伸，逻辑0在t0和t1之间延伸，第二逻辑1在t1之后延伸。调制信号104是通过使用载波信号调制基带信号获得的。在这个例子中，应用了100％调制深度，结果是，对应于逻辑0调制信号104是恒定的，而对应于逻辑1根据载波频率调制信号是变化的。然后，调制信号104通过通信信道发送，例如两个天线之间的通信信道。
调制信号106是在接收器获得的信号。如所示出的，由于t0和t2之间的振荡，接收信号呈现波形失真，这个失真不是发射信号104的一部分。这个振荡是由于幅度振铃引起的，在一些实施例中，这个振荡可以包括在匹配网络中出现的自然振荡，匹配网络耦接在接收天线和接收电路之间。在一段时间之后，由于产生这个振荡的天线匹配网络电路具有有限的q，振铃振荡可以被衰减。接收电路设置幅度阈值120使得如果调制信号106的包络大于阈值120，产生逻辑1，如果调制信号106的包络小于阈值120，产生逻辑0。在理想情况下(没有振铃情况下)，产生基带信号110。然而由于存在振铃，因而产生基带信号108而不是基带信号110。因为在t0和t2之间调制信号106的包络在阈值之上，在该时间间隔错误的产生逻辑1。仅仅在t2时当自然振荡的包络落在阈值之下时，基带信号108切换到逻辑0。
发明人认识到通过进一步检测在接收的幅度调制信号中的相位和/或频率改变来检测出振铃在一时间段内正在发生，并且相应的更正解调信号，通过这种方式，可以减轻振铃的影响。特别的，发明人认识到和意识到如果这些自然振荡的频率相对于接收信号的载波频率有偏移，接收的幅度调制信号相对于载波信号可以呈现出相位和/或频率差异。通过检测这种相位和/或频率差异，可以推出振铃正在进行并且发射器功率载波是关闭的(所以，幅度调制信号预计会出现低电平)。
根据本发明一些实施例，提供一种解调器，该解调器包括匹配网络，幅度检测器和相位/频率检测器。匹配网络用于增强接收端(例如接收天线)之间的耦合，并且可以由谐振频谱响应来表征。匹配网络可以被安排使得谐振频率相对于期望的接收信号的载波频率有轻微偏差。幅度解调器用于通过提取接收信号的包络来解调接收信号，并且相位/频率检测器用于侦测接收信号中的相位和/或频率偏移。如果相位/频率检测器确定已发生相位和/或频率偏移，接收信号被视为自然振荡(例如载波信号是关闭的)并且被作为预定的电平(例如低电平)。
图2a示出本发明一些实施例提供的在一对电子设备之间形成的通信信道。如图所示，电子设备200和201通过通信信道210彼此通信。在一些实施例中，通信信道210是无线信道，例如射频信道，虽然有线信道也可以在其他实施例中使用。可以使用不同的通信协议，包括但不限于近场通信(near-fieldcommunication，nfc)，和射频识别(radio-frequencyidentification，rfid)系统。当结合nfc使用时，电子设备200和201可以在由载波fc限定的信道中彼此通信，载波fc可以是近似13.56mhz(例如在13.553mhz和13.567mhz之间)。当然，也可以使用其他频带，例如工业，科学和医疗(ism)射频频带。在一些例子中，可以使用包括6.765mhz-6.795mhz,26.957mhz-27.283mhz,40.66mhz-40.7mhz,和902mhz-928mhz的ism频带。在其他例子中可以使用其他载波频率。用于通信信道210的调制方案可以是幅度调制方案。至少在一些例子中，可以使用幅度调制方案的例子可以是幅移键控(amplitudeshiftkeying，ask)。当然，也可以使用其他类型的幅度调制方案，例如多级幅度调制方案。
在至少一些实施例中，通信信道210是无线的，电子设备201可以包括天线202(在图2a中以线圈示出，任何其他合适类型的天线也可以使用)，用于通过电磁感应(electromagneticinduction)发射和接收信号。在一些例子中，天线202可以通过缠绕导电引线(lead)一次或者多次来实现。电子设备201可以包括匹配网络204，该匹配网络204与天线210或者其他接收端子耦接。匹配网络204可以基于从天线202接收的信号而产生检测信号。匹配网络204用于增强天线210和电子设备201的电路之间的功率传输。在一些例子中，匹配网络204可以呈现带通(pass-band)频率响应。带通的带宽取决于匹配网络的q，使得q值越低，带宽越大。在一些例子中，匹配网络的谐振频率fr可以被设置相对于载波频率fc具有轻微的偏移(如图2b的例子所示)。在一些例子中，谐振频率fr可以与载波频率fc完全不同以在出现自然振荡时引起可观的相位和/或频率偏移。但是，谐振频率fr也可以与载波频率fc充分接近，使得载波频率在匹配网络的通带之内。以这种方式，振荡在fc的信号仍然能够通过匹配网络。在该例子中，匹配网络204的q可以被设置为足够低的值以快速的衰减振铃振荡。
返回参考图2a，电子设备201包括发射器(tx)206和接收器(rx)208。发射器206可以包括幅度调制器，放大器和用于通过无线信道210发射信号的其他电路。相似的，rx208可以包括幅度解调器，放大器和其他用于从通信信道210接收信号的电路。rx208中使用的解调器的例子在图3中示出。
解调器300包括幅度检测器302，相位/频率检测器304，控制电路306，和选择器308。选择器308用于根据控制电路306提供的控制信号(被称为控制信号y)，在幅度检测器302的输出(被称为第一中间信号w)和相位/频率检测器304的输出(被称为第二中间信号x)之间选择。幅度检测器302可以包括用于提取接收的幅度调制信号的包络以及确定被提取的包络在阈值之上还是在阈值之下的电路。相位/频率检测器304可以包括用于监测所接收信号的相位和/或频率，以及确定相位和/或频率是否出现变化的电路。图4a示出当振铃发生时，接收的信号m(也被称为检测信号)的频率和相位如何变化。在该例子中，接收的信号m在t0和t1之间发生振铃。接收的信号m的频率f在t0之前和t1之后等于载波频率fc，并且在t0和t1之间等于谐振频率fr。因此，接收的信号m的相位φ在t0之前和t1之后变为2πfct，在t0和t1之间变为2πfrt。
返回参考图3，控制电路306可以包括平方器312，平方器(squarer)312用于对接收的幅度调制信号进行平方，从而获得方波(squarewave)。在一些实施例中，平方器312可以使用一对反相器(inverter)来实现。在一些实施例中，时间延迟电路314用于延迟平方信号(如平方得到的方波)。在一个特定例子中，时间延迟单元314可以使用相位锁相环(phaselockedloop，pll)实现。应当注意的是，可以附加的或者可选的使用用于延迟信号的任何适当类型的电路。相位/频率检测器304可以接收作为第一输入的方波和作为第二输入的延迟的方波。相位/频率检测器304可以包括用于比较方波和延迟的方波的相位和/或频率，和用于确定频率是否改变和/或确定相位变化的速率是否已经改变的电路。在一些例子中，控制电路306包括幅度/相位检测选择窗口单元316，幅度/相位检测选择窗口单元316可以输出控制信号y。应当理解的是图3中的解调器仅仅是结合本文描述的解调技术实现的例子。在其他实施例中可以使用替代的解调器实现。
图4b示出解调器300如何对幅度调制信号作出响应的例子，并且图5示出用于解调幅度调制信号的方法的流程图。特别的，图4b示出接收的信号m(通过匹配网络接收的)，第一中间信号w(由幅度检测器302输出的)，第二中间信号x(由相位/频率检测器304输出的)，控制信号y(由幅度/相位检测选择窗口单元316输出的)和输出信号z(由选择器308输出的)。
方法500在步骤502开始，步骤502中通过匹配网络接收输入信号m。在该例子中，信号m在t0和t1之间出现振铃。在一些实施例中，振铃振荡可以被衰减，使得其幅度在t0和t1之间衰减。振铃振荡衰减的速率取决于匹配网络的q，使得q越低，衰减速率越大。
在步骤504，通过使用幅度检测器502提取信号m的包络，以产生第一中间信号w。如图4b所示，在时间t2，信号m的包络在阈值420之下，第一中间信号w可以切换到低电平。在时间t1，信号m的包络提升到阈值420之上，因此，第一中间信号w切换到高电平。
在步骤506，通过使用相位/频率检测器304检测相位和/或频率偏移，以产生第二中间信号x。如图4b所示，在t0，响应于检测到出现了频率和/或相位偏移，第二中间信号x切换到低电平。在一些例子中，由于相位/频率检测器304所引入的延迟将引起中间信号x的上升沿的延迟，所以在t1之后中间信号x返回到高电平。
在步骤508，根据控制信号y，通过在第一中间信号w和第二中间信号x之间选择一个，产生输出信号z。在图4b所示的例子中，选择器308被配置使得当控制信号y是低电平时输出信号z等于中间信号w，并且当控制信号y是高电平时输出信号z等于中间信号x。
在该例子中，当频率和/或相位偏移被相位/频率检测器304检测到时，幅度/相位检测选择窗口单元316可被配置使得控制信号y切换到高电平(由此引起选择器308选择第二中间信号x输出)。例如，可以通过第二中间信号x中的边沿触发控制信号y的预设脉冲带宽(选择器窗口的持续时间)。在一些实施例中，幅度/相位检测选择窗口单元316可被配置为对预定义的时间段导致选择第二中间信号x，该预定义的时间段小于符号的持续时间(例如小于t1-t0)。相应的，幅度/相位检测选择窗口单元316可以包括电路，例如计数器(counter)或者延迟单元(delayunit)，在该时间段结束时该电路使控制信号y切换到低电平。在该例子中，控制信号y在t3切换到逻辑0。相位检测选择窗口的持续时间(即t3-t0)可以根据匹配网络的q来设置，以保证信号m的包络在幅度检测窗口的持续时间内是在阈值之下，其中，幅度检测窗口的持续时间可以是t0-t1。在相位检测选择窗口，信号x决定输出信号z的值。应当理解的是，在一些实施例中，如果幅度调制信号的频率偏移或者相位偏移大于阈值，则触发选择窗口y(如图中y信号的高电平时段)，例如，如果载波频率fc与谐振频率fr的偏移大于阈值则触发y为高电平；例如，如果相位2πfct与相位2πfrt的偏移大于阈值则触发y为高电平。从t3开始，信号w决定输出信号z的值。在这种情况下，没有频率或者相位偏移发生，输出信号z可以仅由信号w确定。代表相位检测选择窗口的持续时间的值可以被存储到幅度/相位检测选择窗口单元316的存储器中。应该理解的是，图5的方法仅仅是结合本文提出的解调技术的过程的例子，本申请不限于此。在其他实施例中可以使用替代的解调方法实现。
应该理解的是，相对于图1所示的一些信号，相反的极性可以用于信号w，x，y和/或z，因为该应用不限于任何特定的极性。
应该进一步理解的是，在一些例子中，高电平可以代表逻辑1，低电平可以代表逻辑0。然而，也可以使用相反的逻辑或者任何其他的逻辑。
本文描述的设备和技术的各个方面可以单独使用，组合使用，或者以在前述描述中描述的实施例中没有具体讨论的各种布置来使用，因此其应用不限于在前面的描述中阐述的或者在附图中所示出的组件的安排和细节。例如，一个实施例中描述的方面可以以任何方式与其他实施例中描述的方面组合。
权利要求中用于修饰权利要求要素的诸如“第一”，“第二”，“第三”等术语本身并不意味着一个权利要求要素相对于另一个权利要求要素的任何优先权，优先顺序或顺序或者执行方法的行为的时间顺序，而仅用作标签来区分具有特定名称的一个权利要求要素与具有相同名称的另一个要素以区分权利要求要素。
此外，这里使用的措辞和术语是为了描述的目的，而不应被认为是限制性的。“包括”，“包含”，“具有”，“含有”或“涉及”是开放性用语。“包括”，“包含”，“具有”，“含有”或“涉及”及其变型的使用意在涵盖其后列出的项目及其等同物以及附加项目。
“耦合”或“连接”的使用是指电路元件或信号，其直接相互连接或通过中间组件连接。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当以所附权利要求为准。