专利名称：一种用于无线唤醒电路的方波检测器的制作方法
技术领域：
本发明属于射频电子技术领域，涉及射频识别RFID系统的唤醒接收电路，尤其涉及一种用于无线唤醒电路的方波检测器，适用于有源RFID系统和电子不停车收费ETC系统，有效地提高唤醒接收机的工作效率。
背景技术：
近年来，射频识别(RFID)技术发展迅猛，RFID系统主要由射频识别阅读器(reader)和射频标签(tag)组成。RFID系统根据射频标签是否有内置电源，分为有源RFID系统和无源RFID系统两类。有源RFID系统的标签带有内置电源，具有高可靠性、远距离通信等优点，因此，近年来倍受青睐。然而因为射频标签依靠电池供电，功耗决定着射频标签的工作寿命。所以，低功耗和节能是有源RFID系统最为关注的一个重要问题。在视频标签上加上唤醒接收电路，能够有效地降低功耗。唤醒基本原理是:唤醒接收机的高频信号经过调制后，送入片内射频包络检测器(RFED)进行整流检波，得到调制信号包络，信号包络经过运算放大器进行放大，被放大的信号送入比较器进行比较，并驱动到逻辑电平，得到解调的方波信号，再由带通鉴频器对解调的方波信号进行判决，判定是否为有效的唤醒信号。如果该解调的方波信号频率位于设定的频率范围之内，判定为有效的唤醒信号，送入唤醒接收机MCU的interrupt中断。然而，若唤醒接收机接收到的信号不是有效的射频信号，而是杂乱的波形，后级电路也可能会有信号产生，这个时候就会产生误唤醒。方波检测器则是加在唤醒接收机后端，主要是用来解决误唤醒的问题。输入信号经过采样后进行检波，判断NkHz (例如14kHz)方波是否正确，若是，则输出高电平，驱动后级电路工作，若信号检测有问题，则不唤醒。从而实现条件唤醒和低功耗节能的目的。已有技术的专利号200820141876.8，名称为“变尺度随机共振方波检测装置”的专利，通过模数(AD)转换芯片与数字信号处理(DSP)芯片构建外设电路来完成方波检测，该已有技术存在利用外设电路增加了电路成本以及电路的可靠性差的缺陷。已有技术的专利号200810151278.3，名称为“级联程控频率随机共振方波检测系统”，该发明是基于印刷电路板(PCB)的设计，存在外设电路结构复杂以及误唤醒概率高的缺陷。已有技术的专利号01144557.2，名称为“同步信号检测电路装置及其该装置检测同步信号的检测方法”，该发明存在检测方法结构过于单一，误唤醒概率高的缺陷。
发明内容
本发明的目的是为了克服已有技术存在的印刷电路板级的设计成本高、外设电路结构复杂、误唤醒概率高等问题，对RFID中唤醒接收机输出的NkHz (例如14K)方波进行辨别处理，提高正确信号的唤醒概率，降低错误信号产生误唤醒的概率，并且降低唤醒时间。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:一种用于无线唤醒电路的方波检测器，其在于，方波检测器包括:
一个信号采样电路，采样频率为输入信号NkHz的M倍，N的取值范围为10 200，由无线唤醒电路所在的系统确定；用采样频率为MNkHz的方波对输入的NkHz中频信号进行采样，M的取值范围为4、8、16 ；
N值依据上位系统的中频信号频率设定，通常电子不停车收费ETC系统N值为14，有源RFID系统N值为156。实现方波检测器对检测信号频率NkHz的配置，检测频率NkHz的配置范围为10 200KHz，完成检测信号频率为最佳配置，使唤醒电路的唤醒时间得以缩减。采样频率通过对数字振荡器本振信号M倍频完成配置，M的取值范围为4、8、16，作为优选取M值为8。例如N为14，M为8，输入中频信号14kHz，用112kHz的方波对输入的14kHz中频信号进行采样。一个方波检测电路有抖动检测模块通路、频率检测模块通路和相关性检测模块通路，方波检测电路的三个检测模块通路的输入端都连接信号采样电路的输出端，用于对输入采样信号的占空比、频率与相关性的正确性判断；方波检测电路还有与门电路，与门电路对三个检测模块通路的输出信号进行判断，用于在判断为正确时输出唤醒信号；
信号采样电路为一种采样保持电路，它的输入端连接片外无线唤醒电路的中频信号输出端，信号采样电路的输出端连接方波检测电路的输入端，方波检测电路的输出端连接片外无线唤醒电路的唤醒信号端。所述的方波检测器，其在于所述方波检测电路的抖动检测、频率检测和相关性检测三个模块通路以及与门电路集成于同一芯片，其构成为:
一个抖动检测模块通路包括一个抖动检测模块，用于检测输入信号的占空比；
一个频率检测模块通路包括一个频率检测模块，用于检测输入信号的频率；
一个相关性检测模块通路包括一个相关性检测模块，用于检测输入信号的相位相关
性；
一个三输入的与门电路，用于输出唤醒信号；
抖动检测模块、频率检测模块和相关性检测模块的输入端分别连接信号采样电路的信号输出端，抖动检测模块、频率检测模块和相关性检测模块的输出端分别连接一个三输入的与门电路的一个输入端，用于实现高电平相与和输出高电平正确的唤醒信号。所述的方波检测器，其在于所述相关性检测模块通路包括采样保持电路、数字振荡器、一对数字混频器、一对积分和累加电路、包络检测电路以及第一比较器电路；一对数字混频器和一对积分和累加电路构成互相关运算器电路；采样保持电路的输出端分别与一对数字混频器的输入端相连，一对数字混频器的信号端分别与数字振荡器输出端相连，一对数字混频器的信号端分别与数字振荡器输出端相连，一对数字混频器的输出端分别与对应的第一积分器和第二积分器的输入端相连；第一积分器的输出端连接第一累加器的输入端，第二积分的输出端连接第二累加器的输入端；第一累加器的输出端和第二累加器的输出端分别对应与包络检测电路的一个输入端相连，用于综合检测输入信号占空比与频率的平均值；包络检测电路的输出端与第一比较器电路的输入端相连，第一比较器的输出端连接与门电路的一个输入端。相关性检测模块是基于采样信号与一对正交的本振信号作相位相关后，再送包络检测电路作包络检测，用于两路累加器输出信号的均方根处理，检测输入信号占空比与频率的平均值，从而实现综合输入采样信号的相关性检测。所述的方波检测器，其在于所述频率检测模块通路包括采样保持电路，以及由一个边沿检测电路和第二比较器电路构成的频率检测模块；频率检测模块为采用数模混合电路的结构，边沿检测电路的输入端连接采样保持电路，边沿检测电路的输出端连接第二比较器电路的一个输入端，第二比较器电路的另一个输入端接入第二幅度门限设置值，第二比较器电路的输出端连接与门电路的一个输入端；频率检测模块采用数模混合电路结构，频率检测模块带有一个寄存器，用于设置第二比较器的幅度门限值；其中:
所述边沿检测电路包括依次连接的峰值检测电路、第三积分器和第三累加器；相关峰值检测电路为一种幅度检测电路，其输入端连接方波检测器的采样保持电路的输出端，峰值检测电路的输出端与第三积分器的输入端相连，第三积分器带积分保持电路，第三积分器输出端与第三累加器的输入端相连，第三累加器的输出端连接第二比较器电路的一个输入端，用于检测输入采样信号的频率；第二比较器电路的参考信号端接入第二幅度门限设置值；复位信号接入第三积分器、第三累加器和第二比较器电路的复位端或清零端；频率检测模块用于检测输入信号的频率，通过检测采样信号的跳变沿的个数，实现对输入采样信号的频率检测。频率检测模块的峰值检测电路的检测窗口数为可配置，系统控制SPI接口连接到窗口个数设置端，检测窗口个数通过设置值k来配置；检测窗口数的设置值k由系统控制SPI接口进行设置；频率检测模块通过判断k个检测窗口检测到的跳变沿个数> 2k-允许偏差值，判定输入信号的频率占空比的正确，实现对输入信号频率的检测。所述的方波检测器，其在于所述抖动检测模块和频率检测模块合并构成抖动和频率检测模块；抖动和频率检测模块包括由抖动信号检测电路和复位信号产生电路构成的抖动检测电路，由依次连接的相关峰值检测电路、第三积分器和第三累加器构成的边沿检测电路，以及第二比较器电路；其中:
所述抖动信号检测电路由依次连接的相关峰值检测电路、第四积分器和第四累加器构成；采样保持电路的输出 端与抖动信号检测电路输入端相连，抖动信号检测电路由输出端与复位信号产生电路输入端相连，复位信号产生电路的输出端连接频率检测模块通的第二比较器电路的一个输入端；连复位信号产生电路输出的复位信号分别接入相关性检测模块中的包络检测电路的复位端以及频率检测模块中的积分和累加电路的复位端或清零端；
所述相关峰值检测电路为一种幅度检测电路，其输入端连接方波检测器的采样保持电路的输出端，相关峰值检测电路的输出端与第三积分器的输入端相连，第三积分器带积分保持电路，积分保持电路输出端与第三累加器的输入端相连，第三累加器的输出端连接第二比较器电路的一个输入端，用于检测输入采样信号的频率；第二比较器电路的参考信号端接入第二幅度门限设置值；复位信号接入第三积分器、第三累加器和第二比较器电路的复位端或清零端；频率检测模块用于检测输入信号的频率，通过检测采样信号的跳变沿的个数，实现对输入采样信号的频率检测。抖动和频率检测模块用于检测采样信号占空比，通过检测采样信号高电平和低电平是否各含有M/2个采样点，从而判断输入信号的占空比是否为50%，实现对输入采样信号的占空比的检测，判断输入信号的频率占空比是否正确。所述的方波检测器，其在于所述相关性检测模块、频率检测模块和抖动检测模块还各自包括一个寄存器:分别是第一寄存器、第二寄存器和第三寄存器；三个寄存器的数据输入端对应连接上位系统的寄存器控制字的三个字段:其中:
所述第一寄存器的数据输入端连接上位系统的寄存器控制字的第一字段，用于配置幅度门限值TH_MAG的初值，第一寄存器的数据输出端连接第一比较器电路参考信号端，提供第一幅度门限设置值；
所述第二寄存器的数据输入端连接上位系统的寄存器控制字的第二字段，用于配置频率比较门限值TH_FREQ的初值，第二寄存器的数据输出端连接第二比较器电路参考信号端，提供第二幅度门限设置值；
所述第三寄存器的数据输入端连接上位系统的寄存器控制字的第三字段，用于配置抖动比较门限值TH_ JITTER的初值，第三寄存器的数据输出端连接第三比较器电路参考信号端，提供抖动比较门限设置值。所述的方波检测器，其在于所述抖动检测模块通路包括采样保持电路、以及抖动检测模块；
抖动检测模块包括抖动信号检测电路和复位信号产生电路；抖动信号检测电路由依次连接的相关峰值检测电路、第四积分器和第四累加器构成，用于检测输入采样信号的占空比；采样保持电路的输出端与抖动信号检测电路输入端相连，抖动信号检测电路由输出端与复位信号产生电路输入端相连，抖动检测模块的复位信号产生电路的输出端直接连接方波检测器的与门电路的一个输入端；复位信号产生电路输出的复位信号分别接入相关性检测模块中的包络检测电路的复位端以及频率检测模块中的积分和累加电路的复位端或清零端。所述的方波检测器，其在于所述抖动和频率检测模块还包括第二寄存器和第三寄存器，其中: 所述第二寄存器的数据输入端连接上位系统的寄存器控制字的第二字段，用于配置频率比较门限值TH_FREQ的初值，第二寄存器的数据输出端连接第二比较器电路参考信号端，提供第二幅度门限设置值；
所述第三寄存器的数据输入端连接上位系统的寄存器控制字的第三字段，用于配置抖动比较门限值TH_ JITTER的初值，第三寄存器的数据输出端连接第三比较器电路参考信号端，提供抖动比较门限设置值。通过对14kHz中频输入信号的方波检测器的仿真实验的测试结果表明，方波检测器的唤醒时间为640us 850us，优于已有唤醒电路的唤醒时间。所述的方波检测器，其在于所述方波检测器的输出端连接带无线唤醒电路的无线收发电路的唤醒信号端；用于在频率检测模块，抖动检测模块和相关性检测模块的输出端都为高电平，方波检测器的与门电路输出端为高电平时，输出高电平的唤醒信号，实现对无线收发电路的唤醒。所述的方波检测器，其还在于所述方波检测器的信号采样电路，以及方波检测电路的相关性检测模块、抖动检测模块和频率检测模块，或者上述抖动检测模块和频率检测模块合并构成的抖动和频率检测模块，以及与门电路，采用CMOS工艺集成于一个芯片内，芯片级电路是基于数模混合电路结构；采用数模混合电路结构用于提高方波检测器的可靠性高，从而满足无线唤醒电路的高可靠性要求；所述芯片内的第一累加器、第二累加器和第三累加器的电路构成完全相同，都包括三个延时电路和一个累加器，一个累加器为时间分集累加器，时间分集次数为3，用于通过两级延时电路完成三个检测周期的检测结果的幅度信号分集累加，以及一个检测周期的输出唤醒信号和清零或复位，显著提高唤醒概率，减少误唤醒概率。本振方波周期随输入中频信号频率而相应设定，检测窗口个数k又与累加器的延时电路的延时时间直接相关，时间分集次数为3，设置检测窗口个数k取值为6、9、12、15(k为3的倍数)，一次检测时间为k/3个本振方波周期。若设置k值为9，一次检测时间为3个本振方波周期；Sk为12，则一次检测时间为4个本地方波周期；累加器的延时电路为可配置延时电路，数字延时电路的延时时间同步于本振方波周期的设置，相应调整延时时间为一次检测时间；
抖动检测电路在一次检测时间内快速检测输入中频信号畸变，当输入信号发生较大畸变时，抖动检测电路在一次检测时间内检测到的高电平跳变数的偏差值大于允许值，立即输出抖动复位信号，使累加器中止时间分集累加，重新执行新一次唤醒检测，以利于有效缩短唤醒时间。以N=14为例，输入信号14kHz经过112kHz本振采样和保持的采样输出信号，分别进入三个检测模块通路:
抖动检测模块，用于检测输入信号的占空比，对于112kHz的采样信号，输入信号一种周期内高电平和低电平应该各有四个采样点，如果偏差过大，则认为信号不是正确的输入信号,产生抖动(Jitter)复位；
频率检测模块，用于检测输入信号的频率，根据9个检测窗口检测到的跳变沿信号是否为18来判断输入信号的频率是否正确；
相关性检测模块，用于综合检测信号的相关性，实际是对输入信号占空比的幅度检测，它不同于抖动检测，幅度检测是针对整个检测窗口的幅度平均值；
只有每个检测模块检测结果满足要求，该电路才会输出高电平，驱动后级电路工作。本发明能够有效地降低唤醒接收机的误唤醒概率，提高唤醒概率，降低唤醒时间，从而提高唤醒效率，减少误唤醒的无用功耗，降低系统功耗。本发明的实质性效果:
1、本发明使用相关性检测来综合检测占空比与频率的，提高了检测的误唤醒概率。2、将频率检测与抖动检测、相关性检测结合起来通过与门进行处理，提高了检测的准确性，降低了误唤醒的概率。3采用相关性、抖动和频率三个检测模块通路实现采样信号综合检测处理，处理效果得到优化，节省处理时间，提高了唤醒效率，缩短了唤醒时间。4、本发明的方波检测器的模块和电路集成于同一芯片，无外设电路，芯片上基于数模混合电路，满足无线唤醒电路的高可靠性和低功耗的要求。
图1为5.8GHz的电子不停车收费系统ETC的系统中唤醒接收机的电路原理框图； 图1中:11一唤醒接收机，12—方波检 测器。图2为RFID无线唤醒电路中方波检测器的电路构成原理框图；图2中:21—米样电路，22—方波检测电路，221—抖动检测模块，222—频率检测模块，223—相关性检测模块，224一与丨I电路。图3a为应用于ETC系统中的本发明第一实施例14kHz方波检测电路的结构框图； 图3a中:3a —方波检测电路，31—米样电路，32—相于关性检测模块，321—相关性检
测电路，322—包络检测电路，323一第一比较器电路，33一抖动检测模块，34一与丨]电路，35—频率检测模块，351—边沿检测电路，352—第二比较器电路，301—输入的中频信号，
302—输入的时钟信号，303—输入的上电复位信号，304—输入的清零信号，305—寄存器控制字，306—输入的第一幅度门限设置值，307—输入的第二幅度门限设置值，308—输出的唤醒信号。图3b为应用于ETC系统中的本发明第二实施例14kHz方波检测电路的结构框图； 图3b中:36—抖动和频率检测模块。图4为相关性检测模块电路构成框 图4中:41 一相关运算电路，411、412—相关运算混频器，413—数字控制振荡器，42、43—积分和累加电路，421—第一积分器、431—第二积分器，422—第一累加器、432—第二累加器，322—包络检测电路，323—第一比较器电路，34—与门电路。图5为本发明频率检测模块电路构成框 图5中:362—边沿检测电路，51—相关峰值检测电路，52—第二积分器，53—第二累加器。图6a为本发明第一实施例方波检测电路的一种抖动检测模块电路构成框 图6b为本发明第二实施例方波检测电路的抖动和频率检测模块中一种抖动检测电路的构成框 图6a和图6b中:61—抖动/[目号检测电路，611—相关峰值检测电路，612—积分和累加器,613—抖动比较器,62一复位信号产生电路。图7为本发明实施例方波检测器片内电路构成框 图7中:71—采样电路，72—相关性检测模块，720—数字振荡器，721、722—相关运算混频器，723—第一积分器，724—第二积分器，725—第一累加器，726—第二累加器，727—包络检测电路，728—第一比较器电路，73—抖动和频率检测模块，731—抖动检测电路，732—峰值检测电路，733—第三积分器，734—第三累加器，735—第二比较器电路，74—与门电路，741—保持电路。
具体实施例方式图1给出5.8GHz的ETC电子不停车收费系统中唤醒接收机的电路原理框图，唤醒接收机11的唤醒信号是由一个方波检测器12提供。方波检测器的输出端作为唤醒的使能信号的输出端连接唤醒接收机的唤醒输入端，当具有ETC电子计费装置的车辆不停车正常驶入时，方波检测器输出一个唤醒信号给ETC芯片，实现唤醒ETC (电子不停车收费系统)芯片工作目的，用于 收费站ETC电子计费装置从车辆ETC芯片中扣缴费用。但现有技术的方波检测器存在外设电路结构复杂以及检测功能单一等缺陷，导致检测的误唤醒概率较高，唤醒时间较长，唤醒效率较低，直接影响高效唤醒和低功耗节能目的的实现。下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
图2为本发明用于RFID无线唤醒电路的方波检测器的一种实施例的三模块通路构成框图，如图2所示，方波检测电路的电路构成框图包括串联连接的采样电路21和方波检测电路22。方波检测电路22包括抖动检测模块221、频率检测模块222和相关性检测模块223以及与门电路224，抖动检测模块221、频率检测模块222和相关性检测模块223的输入端并联连接采样电路21的输出端。抖动检测模块221、频率检测模块222和相关性检测模块223的输出端分别连接与门电路224的一个输入端。抖动检测模块221、频率检测模块222和相关性检测模块223分别与采样电路21构成抖动检测模块通路、频率检测模块通路和相关性检测模块通路。采样电路21的输入端接入中频信号，门电路224的输出端输出唤醒信号。第一实施例
图3a给出应用于ETC系统中的本发明第一实施例N为14的14kHz方波检测器的结构框图，如图3a所示:方波检测器3a包括采样电路31，相关性检测模32，抖动检测模块33，频率检测模块35以及与门电路34。相关性检测模块32包括依次串联连接的相关性检测电路321，包络检测电路322和第一比较器电路323。频率检测模块35包括边沿检测电路351，以及第二比较器电路352。抖动检测模块33输出端和频率检测模块35的第二比较器电路352的输出端分别连接与门电路的一个输入端，相关性检测模块32的第一比较器电路323的输出端也连接与门电路34的一个输入端，与门电路34的输出端输送出唤醒信号307送到射频识别(RFID)系统的唤醒接收电路。抖动检测模块33输出的抖动复位信号同时连接到相关性检测模块32的包络检测电路322的复位端和边沿检测电路332的复位端。输入的中频信号301接入采样电路31的输入端，采样电路31的输出端连接方波检测电路的相关性检测电路321抖动检测模块33和频率检测模块35的边沿检测电路351的输入端，输入的时钟信号302作为方波检测器3a的参考时钟信号。系统输入的上电复位信号303RSTN，控制采样电路31、相关性检测模32、抖动检测模块33以及频率检测模块35的复位，为方波检测器提供复位后的启 动时间。当系统输入的清零信号CLEAR 304加到方波检测器，则系统控制方波检测器的寄存器清零。同时系统输入寄存器控制字SETTING，18位宽的寄存器控制字305“SETTING”给相关性检测模块32、频率检测模块35和抖动检测模块中的三个寄存器设置初值。第一寄存器的第一幅度门限设置值TH_MAG 306接入相关性检测模32的第一比较器电路323的参考值输入端，包络检测电路322的输出端连接第一比较器电路323的信号值输入端,第一比较器电路323输出的比较结果。第二寄存器的第二幅度门限设置值307接入频率检测模块36的第二比较器电路333的参考值输入端；第三寄存器输出的抖动门限设置值TH_JITTER接入抖动检测模块33的抖动检测比较器参考端，用于比较后确定是否控制复位信号产生电路是否输出抖动复位信号。边沿检测电路351的输出端和抖动检测模块33的输出端，分别连接第二比较器电路352的一个信号输入端，第二比较器电路352输出比较结果。中频信号IFDATA 301接入采样保持电路31的输入端，采样保持电路31的输出端经三路分别与相关性检测模块32通路、抖动检测模块33通路、频率检测模块35通路的输入端相连。第一比较器电路323输出的比较结果和第二比较器电路352输出的比较结果分别加到与门电路34的一个输入端。当第一比较器电路323输出的比较结果、和第二比较器电路352输出的比较结果以及抖动检测模块33输出的抖动复位信号都为高电平时，与门电路34输出一个高电平的唤醒信号“WAKEUP ”308。否则，与门电路34输出为低电平，不输出唤醒信号。第二实施例
图3b为应用于ETC系统中的本发明第二实施例N为14的14kHz方波检测器的结构框图。如图3b所示:方波检测器包括采样电路31，相关性检测模32，由抖动检测电路和频率检测电路组合的抖动和频率检测模块36，以及与门电路34。相关性检测模块32包括依次串联连接的相关性检测电路321，包络检测电路322和第一比较器电路323。抖动检测模块和频率检测模块组合为一个抖动和频率检测模块36，它包括抖动检测电路361，边沿检测电路362，以及第二比较器电路363。抖动检测电路361和边沿检测电路362的输出端各自连接第二比较器电路363的一个输入端，抖动检测电路361输出的抖动复位信号同时连接到相关性检测模块32的包络检测电路362的复位端和边沿检测电路362的复位端。相关性检测模块32的第一比较器电路323的输出端以及抖动和频率检测模块36的第二比较器电路363的输出端各自连接与门电路34的一个输入端，与门电路34的输出端输送出唤醒信号308。输入的中频信号301接入采样电路31的输入端，采样电路31的输出端同时接入方波检测电路的相关性检测电路321以及抖动检测电路361和边沿检测电路362的输入端，输入的时钟信号302作为方波检测器3b的参考时钟信号，输入的上电复位信号303控制采样电路31，相关性检测模32以及抖动和频率检测模块33复位，提供复位后的启动时间。当输入的清零信号” CLEAR” 304加到方波检测器，则系统控制方波检测器的寄存器初值CLEAR清零。当系统通过寄存器控制字“SETTING” 305赋值给相关寄存器，寄存器控制字“SETTING” 305给方波检测器中相关性检测模块32以及抖动和频率检测模块36中的寄存器设置初值，第一寄存器的第一幅度门限设置值TH_MAG 306接入相关性检测模32的第一比较器电路323的参考值输入端，包络检测电路322的输出端连接第一比较器电路323的信号值输入端，第一比较器电路323输出的比较结果。第二寄存器的第二幅度门限设置值307接入抖动和频率检测模块36的第二比较器电路363的参考值输入端，边沿检测电路362的输出端连接第二比较器电路363的信号值输入端，第二比较器电路363输出比较结果。第三寄存器输出的抖动门限设置值TH_JITTER接入抖动和频率检测模块36抖动检测电路比较器参考端，比较后，确定是否控制复位信号产生`电路是否输出抖动复位信号。第一比较器电路323输出的比较结果和第二比较器电路363输出的比较结果分别加到与门电路34的一个输入端。当第一比较器电路323输出的比较结果与输入的第一幅度门限设置值以及第二比较器电路363输出的比较结果都与输入的第二幅度门限设置值均为高电平时，与门电路34输出一个高电平的唤醒信号307。否则，与门电路34输出为低电平，不输出唤醒信号。第三实施例
相关性检测模块的电路构成原理框图如图4所示。相关性检测模块由互相关运算混频器411、412，数字振荡器413，两路互相关的积分和累加电路42、43，包络检测电路322以及第一比较器电路323构成。积分和累加电路42包括串联连接的第一积分器电路421和第一累加器电路422 ;积分和累加电路43包括串联连接的第二积分器电路431和第二累加器电路432 ;第二积分器电路431的输出端加到第一积分器电路421的输入端。相关性检测模块通路的电路连接如下:数字振荡器413的输出端与互相关运算的二路混频器411和412的本振信号输入端相连，互相关运算的二路混频器411和412的输出端各自与积分和累加电路42的积分器电路421的输入端以及积分和累加电路43的积分器电路431的输入端相连，积分和累加电路42的积分器电路421的输出端与第一累加器电路422的相连，积分和累加电路43的积分器电路431的输出端与第一累加器电路432的相连，第一累加器422和第二累加器432的输出端各自与包络检测电路322的一个输入端相连，包络检测电路322的输出端与第一比较器323的输入端相连,第一比较器323的输出送到方波检测器的与门电路34 —个输入端。相关性检测模块的工作过程:在复位信号作用下，包络检测电路322复位，相关性检测模块按照时钟信号确定的开始时间开始工作。采样保持电路输出的采样信号同时到互相关运算的二路混频器411和412的信号输入端，采样信号与数字振荡器输出的本振信号在二路混频器411和412中作互相关运算，一路混频器412的输出信号经第二积分器431积分后送第二累加器432作累加处理，另一路混频器411的输出信号以及第二积分器431输出的积分信号经第一积分器421积分，送第一累加器422作累加处理。第一累加器422输出的累加信号和第二累加器432输出的累加信号分别送到包络检测电路322进行包络检测后，包络检测电路322的输出信号送到第一比较器电路323的一个输入端，与由寄存器控制字确定的第一寄存器的值，将该值作为第一幅度门限设置值加在第一比较器电路的参考信号端，经第一比较器电路作比较，若包络检测电路322的输出信号在第一幅度门限设置值之内，比较结果输出为高电平，否则，比较结果输出为低电平。第四实施例
本发明实施例给出频率检测模块电路构成框图，如图5所示。频率检测模块由边沿检测电路332和第二比较器电路303构成，边沿检测电路332包括依次串联连接的相关峰值检测电路51，第三积分器52和第三累加器53。采样电路31输出的采样信号送到相关峰值检测电路51的输入端，第三累加器53的输出端送到第二比较器电路303的一个输入端，复位信号接入第三积分器52和第三累加器53的复位输入端，复位信号还接入第二比较器电路303的另一个输入端。所述复位信号包括来自片外的上电复位信号和来自片内抖动检测电路输出的复位信号。频率检测模块由包括依次串联的相关峰值检测电路51、第三积分器52和第三累加器53的边沿检 测电路362以及第二比较器电路303构成。频率检测模块通路的电路连接如下，采样保持 电路的输出端与边沿检测电路362的相关峰值检测电路51的输入端相连，边沿检测电路362第三积分器电路53的输出端与第二比较器303的输入端相连，第二比较器303的输出端与门电路的一个输入端相连。与门电路的输出端与唤醒信号产生电路相连，唤醒信号产生电路的输出端与待唤醒的无线收发电路相连。在复位信号作用下，频率检测模块进入检测工作:采样保持电路31输出的采样信号进入边沿检测电路362的相关峰值检测电路51的输入端进行采样点检测，将采样点检测信号输出到第三积分器电路52积分，积分处理后，第三积分器电路52积分结果送第三累加器53完成第一次检测周期的采样点数累加处理；进入第二次检测周期，同样将第二次检测周期内的采样点数累加处理；由第三积分器电路52的积分结果送第三累加器53对采样点数继续累加，直到进入第三次检测周期，同样将第三次检测周期内的采样点数累加处理，完成三个检测周期时间分集检测到的采样点数的累加；再经一个检测周期时间的处理，由第三累加器电路52将分集检测累加的采样点数结果送入第二比较器电路303，与加在第二比较器电路303参考信号端的第二幅度门限设置值进行比较判断，提高了判断精度，判断信号输出送入到与门电路的输入端。本发明第一实施例的方波检测电路的一种抖动检测模块电路构成框图如图6a所示，本发明第二实施例的方波检测电路的另一种抖动检测模块电路构成框图如图6b所示，实施例设置M为8。抖动检测模块33由抖动信号检测电路61和复位信号产生电路62构成。抖动信号检测电路61包括串联连接的相关峰值检测电路611、积分和累加器612以及抖动比较器613，抖动比较器613的参考信号端接入抖动比较门限的初值。采样保持电路的输出端与抖动信号检测电路61的输入端相连，抖动信号检测电路61的输出端与复位信号产生电路62的输入端相连，复位信号产生电路62的输出端分别与送到相关性检测模块中二路积分器电路的复位端和频率检测模块中积分器电路的输入端。在复位信号作用下，抖动检测模块进入检测工作，采样保持电路输出的采样信号进入相关峰值检测电路611的输入端，采样信号占空比与50%的SNkHz的本振信号进行相与运算，相关峰值检测电路611的输出信号经积分和累加器612作积分和累加处理，在一个检测周期内对采样信号的采样点进行统计，积分和累加器612的输出一个检测周期内对采样信号的采样点的统计结果送到抖动比较器613与抖动比较门限的设置值进行比较，若采样点统计数的偏差值大于抖动比较门限值，则抖动比较器613给复位信号产生电路62输出高电平，复位信号产生电路62输出的抖动复位信号，加到与门电路34，使与门电路34处于低电平，同时抖动复位信号送到相关性检测模块和频率检测模块，使各模块复位。方波检测电路的抖动和频率检测模块中一种抖动检测电路的构成框图如图6b所示。图6b中抖动检测电路的构成与图6a中抖动检测电路构成基本相同，不同之处只是前者的复位信号产生电路的输出端直接连接与门电路34，而后者的复位信号产生电路的输出端连接第二比较器电路303的一个输入端，经第二比较器电路303比较处理后再送到门电路34。本发明应用于无线唤醒电路的方波检测器的实施例的动态工作过程详细说明如下:
用于无线唤醒电路的方波检测器的实施例芯片的接口配置如表一所示，表一中:18位宽的寄存器控制字SETTING对三个寄存器进行初值配置，第一寄存器、第二寄存器和第三寄存器占寄存器控制字SETTING的位宽分别为8、5和3。方波检测器的寄存器初值配置如表二所示。本发明技术方案的基本构思是利用数模混合电路对输入中频信号的方波提供频率、占空比的特性检测，把抖动检测、频率检测、相关性检测综合起来，提高信号检测的准确率，从而提供唤醒接收机唤醒后级电路的唤醒效率，降低误唤醒率。所有的数字逻辑电路，采用CMOS工艺集成在一个芯片内实现。抖动检测模块通路，该抖动检测模块33的电路构成为一个数模混合的相关峰值检测电路和一个复位信号产生电路，峰值检测电路的输出端与复位产生电路的输入端相连。设定N为14，M为8，14 kHz中频信号经过采样保持电路后进入到一相关峰值检测电路，峰值检测电路中14 kHz与占空比为50%的112 kHz的本振信号相与。在一个周期内，本振信号的高电平和低电平处分别会产生4个 采样点，共计有8个采样点。信号正常时，输入信号是14kHz的方波，占空比是50%。当采样时钟的频率是112kHz，抖动检测模块的相关峰值检测电路检测到方波的高电平和低电平都包含时间检测的4个采样点，那么相关峰值检测电路输出为低电平，复位产生电路就不输出复位信号。如果信号不正常时，相关峰值检测电路检测到方波的高电平和低电平时间检测的采样点数少于第三寄存器设置的抖动比较门限TH_JITTER初值，就输出为高电平，复位产生电路会产生复位信号。该复位产生电路由一自动复位内部的累加寄存器和数据链组成，该复位电路的输出端分别与相关性检测模块中的积分器电路的输入端和频率检测模块中的积分器电路的输入端相连。通过自动复位内部的累加寄存器和数据，可以使检测电路无法输出高电平。抖动(Jitter)检测门限TH_JITTER可以配置，若允许有一个采样点的误差2，即抖动检测门限默认值(M-2)为6。若M设置值为16，允许有一个采样点的误差2，抖动检测门限默认值(M-2)为14，修改Jitter检测门限TH_JITTER的取值，可以通过仿真实验合理选择M设置值，优化方波检测性能。频率检测模块通路，该模块36为一数模混合的频率检测电路。14 kHz中频信号301经过采样保持电路31后进入到一个边沿检测电路332，边沿检测电路332根据前一个时钟和目前时钟信号电平是否变化来判断输入信号是否发生跳变，从而检测出输入信号的边沿。如果发生跳变，边沿检测电路输出一个高电平，认为有一个采样点。边沿检测电路的输出端与第三积分器的输入端相连，如果抖动检测通路731中的复位信号产生电路没有产生复位信号，输入第三积分器的高电平经第三积分器733对采样点逐个计数，在第一检测周期结束时送入到累加器3累加，经过延时电路7延时一个检测周期的时间，在第二检测周期结束时第三积分器又把采样点计数值送到累加器3累加，同样，经过延时电路8延时一个检测周期的时间，在第三检测周期结束时，第三积分器又把采样点计数值送到累加器3累力口，经过三次采样点个数的累加与保持后，在延时电路8延时一个检测周期的时间，在第四检测周期结束时，把三次时间分集累加的采样点个数送入到第二比较器电路735中，与确定频率检测允许偏差的第二幅度门限设置值相比较。如果比较结果为满足比较条件，则会输出高电平，送入到后一级的与门电路74。频率检测通路是通过对采样信号在一定时间周期内的跳变边沿的个数或称采样点数来判断输入信号频率检测的正确性，理论上，如果将检测窗口数设置为9，那么总的跳变边沿数目应该是18，若将频率比较门限设置为18，在累加器3检测到18个高电平的 采样点，在第二比较器电路735与频率比较门限设置值进行比较，判定为正常，第二比较器电路735输出高电平到后一级的与门电路74。若将累加器3检测到的采样点个数与频率比较门限设置值进行比较，如累加器3的输出值小于18，则认为输入信号频率不正常，第二比较器电路735输出低电平到后一级的与门电路。实际上输入信号微弱而且易受干扰，出现边沿检测电路的累加器3的采样点个数累加值低于频率比较门限设置值，常常按照经验配置允许偏离值，通过调整频率比较门限的设置值，实现提高唤醒速度和降低误唤醒概率两方面的优化。相关性检测通路，相关性检测又称为幅度检测，实际也是对输入信号占空比的检测，与抖动检测不同的是，幅度检测是对整个检测窗口的平均值。该通路由经过综合构成的数模混合电路组成。中频输入信号经采样保持电路采样后送入到两路相关运算电路中，相关运算电路是数字混频器，输入中频信号在两路相关运算电路中与两路的周期与输入中频信号相同的正交信号(方波)作相关运算，两路正交信号由芯片内置的数字控制的振荡器产生。两路相关运算电路的输出信号分别进入由一个积分器电路和一个累加器电路组成的积分和累加电路，先由积分器作积分处理，然后再送入累加器作累加处理，积分和累加电路输出端连接一个包络检测器的输入端，包络检测器的输出端连接第一比较器电路输入端，在第一比较器中对包络检测器的输出信号与第一幅度门限设置值作相关性检测的比较，判断信号是否正确。相关性检测的第一幅度门限值可以通过上位机软件来配置。第一幅度门限值的默认值为40，与检测窗口的大小有关。在本发明第一实施例的方波检测器中:采样频率FS为112KHz，输入中频信号频率FIN为14KHz，检测窗口的大小为9个周期FIN。图7给出本发明实施例方波检测器片内电路构成框图；下面结合图7以及表一所示的芯片接口表和表二所示的初值配置表，对方波检测器动态工作过程详细描述如下:
1、由方波检测器所在系统为其设置下列各设置值的初值
O窗口个数设置值k，由片外输入的系统控制PRD实现配置，默认k初值为9 ；
2)幅度比较门限设置值TH_MAG，由片外输入的寄存器控制字实现配置，默认TH_MAG初值为40，与检测窗口的大小有关，相关性检测完全正确的包络检波输出幅度值为50。实施例设定输入中频信号频率FIN为14KHz，采样频率FS为112KHz，检测窗口时间为9个FIN频率方波周期。3)频率比较门限设置值TH_FREQ，由片外输入的寄存器控制字实现配置，默认TH_FREQ初值为3 ；
4)抖动比较门限设置值TH_JITTER，由片外输入的寄存器控制字实配置，默认TH_JITTER初值为2 ；
2、上电复位:14kHz中频信号IF DATA从701接口输入采样电路71，经过112k的采样时钟采样，然后分别送到相关性检测模块、抖动检测模块和频率检测模块三路模块通路检测。输入中频信号的频率FIN设为14kHz，采样时钟的频率FS设为112 kHz，数字振荡器720输出的本地参考方波的频率也为FIN=HkHz。I)相关性检测模块通道工作过程:
窗口个数设置初值k为9，设定时间相关分集次数为3。数字振荡器720输出本振方波，第一积分器723和第二积分器724的积分时间为9/3个FIN频率本振方波周期，总的检测窗口的时间等于3*9/3=9个FIN频率本振方波周期。对应于FIN是14kHz的中频信号的本振方波的周期为71us，那么一次检测时间和一次积分时间为213us，总的检测窗口的时间等于639us，三次分集检测后的间歇时间为一次检测时间即213us。当输入14k方波信号时，检测到该信号的时间间隔为639us，加上间歇期为852us，所以，唤醒时间为639us 852us。相关性检测模块的相关性检测又被称为相关性幅度检测，它对中频采样输入信号占空比的检测，是对整个检测窗口的平均值的检测。中频采样信号经过一对基于数字混频器721和722以及数字振荡器720的正交相关运算电路处理，数字混频器721输出的本地参考方波余弦信号送到数字混频器721，数字混频器721输出的本地参考方波的正弦信号送到数字混频器722。数字混频器721和722输出的余弦和正弦本振信号，各自对应送到第一积分器723和第二积分器724的输入端，同时第二积分器724的输出到第一积分器723,参加第一积分器723的积分,用于完成余弦和正弦本振信号的。第一积分器723和第二积分器724的积分输出信号，各自经延时电路送到第一累加器725和第二累加器726输入端。第一累加器725和第二累加器726为带延时寄存的累加器，用于通过延时，完成三个积分时间的时间分集检测，提高正确检测概率，并以一个积分时间作为复位和等待时间，使相关性检测通路和频率检测通路把各自的检测结果同步输入到与门电路输入端，如果一次检测未成功，复位后进入下一次检测。第一积分器723和第二积分器724的积分输出信号对应送到第一累加器725和第二累加器726作累加处理，第一累加器725为Cos相位累加器，第二累加器726为Sin相位累加器，两路正交通路的第一累加器725和第二累加器726的输出信号，各自对应经延时电路727-1和延时电路717-2的一个积分时间的延时，再将两路信号对应输入包络检测器728的一个输入端，包络检测器728输出相关性计数值送入第一比较器电路729，与第一幅度门限值706的设置初值40进行比较，相关性检测模块的包络检测幅度值> 40，判定信号的占空比与频率的平均值为正确，第一比较器电路729输出为高电平，否则包络检测幅度值< 40，第一比较器电路729输出为低电平。2)抖动检测模块通道工作过程:从采用电路71输出的中频采样信号，输入抖动检测电路731的输入端，由抖动检测电路731输出采样点数值与抖动比较参考值进行比较，Jitter检测门限TH_JITTER初值配置的默认值为2，即允许有一个采样点的检测误差。如果在设定检测窗口数k个的时钟周期检测时间内的一个检测时间为213us内的采样点检测误差数> 2个采样点，立即判定采样信号出现抖动，由复位产生电路产生低电平的Jitter复位信号，输出Jitter复位信号，使片内相关的积分器723、724和733以及累加器725、726和734自动复位，从而使方波检测电路的与门电路74无法输出高电平的唤醒信号，同时启动新的一次检测。3)频率检测模块通道工作过程:
抖动和频率检测模块中边沿检测电路732的相关峰值检测电路的检测窗口数为可配置的，检测窗口数通过设置值k来配置，检测窗口数的设置值k由系统控制SPI接口进行设置。另外，频率比较门限值TH_FREQ即第二幅度门限设置值也是可配置的。抖动和频率检测模块73的频率检测模块通路为一数模混合的频率检测电路732。14 kHz中频信号701经过采样保持电路71后进入 到一个边沿检测电路732，边沿检测电路732根据前一个时钟和目前时钟信号电平是否变化来判断输入中频信号是否发生跳变，从而检测出输入中频信号的边沿。如果发生跳变，边沿检测电路732输出为高电平。边沿检测电路732的输出端送到第三积分器733的输入端进行积分处理，如果抖动检测通路中的复位信号产生电路没有产生复位信号，第三积分器733对边沿检测电路73输出的一个个高电平, 积分。第三积分器733输出的积分值，经延时送入到第三累加器734中，第三积分器733的积分输出信号，经延时电路送到第三累加器734输入端。第三累加器734也为带延时寄存的累加器，用于通过延时，完成三个积分时间的时间分集检测，提高正确检测概率。第三累加器734的输出信号经过一个延时寄存后送入到第二比较器736中，与确定频率检测允许偏差的第二幅度门限设置值相比较。如果信号正确则会输出高电平，送入到后一级的与门电路74。频率检测通路是通过计数输入信号在一定时间中期内的跳变边沿来计算输入信号的频率。正常情况下，对于检测窗口数为9，总的跳变边沿数目应是18，在累加器电路的输入端应该能检测到18个高电平信号。此时将频率比较门限设置为18。在第二比较器736中将累加器输出端的计数值与第二幅度门限比较值进行比较。频率比较门限初值为3，即允许出现检测偏差彡3，如果第三累加器734的输出值> (18-3)，即与允许检测偏差值相差较大时，则认为不是正常的信号，第二比较器736输出低电平到后一级的与门电路74。这样避免了误唤醒，但唤醒概率就会降低。在具体的实施中，会出现边沿检测电路732的检测跳变高电平数会发送偏离允许值，由此使第三积分器733和第三累加器734的输出值偏离理论值，默认可配置的允许检测偏差为5，则频率比较门限TH_FREQ对应的设置值为5，只要第三累加器734的输出值大于频率比较门限值对应值(18-5)，就判定输入中频信号的频率是正常的，第二比较器736输出高电平到后一级的与门电路74。通过调整频率比较门限的设置值，实现提高唤醒速度和降低误唤醒概率两方面的优化，实现提供低误唤醒、高检出率的用于无线唤醒电路的方波检测器。最终，方波检测器的相关性检测、抖动检测和频率检测的三个模块通路经过三个检测周期的检测，如果相关性检测的结果magcmp为高电平，频率检测的结果freqcmp为高电平，并且每个检测周期中抖动检测电路没有产生低电平的复位信号，与门电路就在一个处理周期内输出检测结果即高电平的唤醒信号decision，从而在输出唤醒信号的相应时间上，由上位系统驱动其无线唤醒电路。表一
权利要求
1.一种用于无线唤醒电路的方波检测器，其特征在于，方波检测器包括: 一个信号采样电路，采样频率为输入中频信号NkHz的M倍，N的取值范围为10 200 ；用采样频率为MNkHz的方波对输入的NkHz中频信号进行采样，M的取值范围为4、8、16 ； 一个方波检测电路有抖动检测模块通路、频率检测模块通路和相关性检测模块通路，方波检测电路的三个检测模块通路的输入端都连接信号采样电路的输出端，用于对输入采样信号的占空比、频率与相关性的正确性判断；方波检测电路还有与门电路，与门电路对三个检测模块通路的输出信号进行判断，用于在判断为正确时输出唤醒信号； 信号采样电路为一种采样保持电路，它的输入端连接片外无线唤醒电路的中频信号输出端，信号采样电路的输出端连接方波检测电路的输入端，方波检测电路的输出端连接片外无线唤醒电路的唤醒信号端。
2.根据权利要求1所述的方波检测器，其特征在于:所述方波检测电路的抖动检测模块通路、频率检测模块通路和相关性检测块通路以及与门电路集成于同一芯片，其构成为: 一个抖动检测模块通路包括一个抖动检测模块，用于检测输入信号的占空比； 一个频率检测模块通路包括一个频率检测模块，用于检测输入信号的频率； 一个相关性检测模块通路包括一个相关性检测模块，用于检测输入信号的相位相关 性； 一个三输入的与门电路，用于输出唤醒信号； 抖动检测模块、频率检测模块和相关性检测模块的输入端分别连接信号采样电路的信号输出端，抖动检测模块、频率检测模块和相关性检测模块的输出端分别连接一个三输入的与门电路的一个输入端，用于实现高电平相与和输出高电平正确的唤醒信号。
3.如权利要求2所述的方波检测器，其特征在于:所述相关性检测模块通路包括采样保持电路、数字振荡器、一对数字混频器、一对积分和累加电路、包络检测电路以及第一比较器电路；一对数字混频器和一对积分和累加电路构成互相关运算器电路；采样保持电路的输出端分别与一对数字混频器的输入端相连，一对数字混频器的信号端分别与数字振荡器输出端相连，一对数字混频器的输出端分别与对应的第一积分器和第二积分器的输入端相连；第一积分器的输出端连接第一累加器的输入端，第二积分的输出端连接第二累加器的输入端；第一累加器的输出端和第二累加器的输出端分别对应与包络检测电路的一个输入端相连，用于综合检测输入信号占空比与频率的平均值；包络检测电路的输出端与第一比较器电路的输入端相连，第一比较器的输出端连接与门电路的一个输入端。
4.如权利要求2所述的方波检测器，其特征在于:所述频率检测模块通路包括采样保持电路，以及由一个边沿检测电路和第二比较器电路构成的频率检测模块；频率检测模块为采用数模混合电路的结构，边沿检测电路的输入端连接采样保持电路，边沿检测电路的输出端连接第二比较器电路的一个输入端，第二比较器电路的另一个输入端接入第二幅度门限设置值，第二比较器电路的输出端连接与门电路的一个输入端；频率检测模块采用数模混合电路结构；其中: 所述边沿检测电路包括依次连接的峰值检测电路、第三积分器和第三累加器；相关峰值检测电路为一种幅度检测电路，其输入端连接方波检测器的采样保持电路的输出端，峰值检测电路的输出端与第三积分器的输入端相连，第三积分器带积分保持电路，第三积分器输出端与第三累加器的输入端相连，第三累加器的输出端连接第二比较器电路的一个输入端，用于检测输入采样信号的频率；第二比较器电路的参考信号端接入第二幅度门限设置值；复位信号接入第三积分器、第三累加器和第二比较器电路的复位端或清零端；频率检测模块用于检测输入信号的频率，通过检测采样信号的跳变沿的个数，实现对输入采样信号的频率检测； 频率检测模块的峰值检测电路的检测窗口数为可配置，系统控制SPI接口连接到窗口个数设置端，检测窗口个数通过设置值k来配置；检测窗口数的设置值k由系统控制SPI接口进行设置；频率检测模块通过判断k个检测窗口检测到的跳变沿个数> 2k-允许偏差值，判定输入信号的频率占空比的正确，实现对输入信号频率的检测。
5.如权利要求2所述的方波检测器，其特征在于:所述抖动检测模块通路包括采样保持电路，以及由串联连接的抖动信号检测电路和复位信号产生电路构成的抖动检测模块； 所述抖动信号检测电路由依次连接的相关峰值检测电路、第四积分器和第四累加器构成，用于检测输入采样信号的占空比；采样保持电路的输出端与抖动信号检测电路输入端相连，抖动信号检测电路由输出端与复位信号产生电路输入端相连； 所述复位信号产生电路的输出端直接连接方波检测器的与门电路的一个输入端；复位信号产生电路输出的复位信号分别接入相关性检测模块中的包络检测电路的复位端以及频率检测模块中的积分和累加电路的复位端或清零端。
6.如权利要求2所述的方波检测器，其特征还在于:所述抖动检测模块和频率检测模块合并构成抖动和频率检测模块；抖动和频率检测模块包括由抖动信号检测电路和复位信号产生电路构成的抖动检测电路，由依次连接的相关峰值检测电路、第三积分器和第三累加器构成的边沿检测电路，以及第二比较器电路；其中 所述抖动信号检测电路由依次连接的相关峰值检测电路、第四积分器和第四累加器构成；采样保持电路的输出端与抖动信号检测电路输入端相连，抖动信号检测电路由输出端与复位信号产生电路输入端相 连，复位信号产生电路的输出端连接频率检测模块通的第二比较器电路的一个输入端；复位信号产生电路输出的复位信号分别接入相关性检测模块中的包络检测电路的复位端以及频率检测模块中的积分和累加电路的复位端或清零端； 所述相关峰值检测电路为一种幅度检测电路，其输入端连接方波检测器的采样保持电路的输出端，相关峰值检测电路的输出端与第三积分器的输入端相连，第三积分器带积分保持电路，积分保持电路输出端与第三累加器的输入端相连，第三累加器的输出端连接第二比较器电路的一个输入端，用于检测输入采样信号的频率；第二比较器电路的参考信号端接入第二幅度门限设置值；复位信号接入第三积分器、第三累加器和第二比较器电路的复位端或清零端；频率检测模块用于检测输入信号的频率，通过检测采样信号的跳变沿的个数，实现对输入采样信号的频率检测。
7.如权利要求3或4或5或6所述的方波检测器，其特征在于:所述相关性检测模块、频率检测模块和抖动检测模块还各自包括一个寄存器:分别是第一寄存器、第二寄存器和第三寄存器；三个寄存器的数据输入端对应连接上位系统的寄存器控制字的三个字段:其中: 所述第一寄存器的数据输入端连接上位系统的寄存器控制字的第一字段，用于配置幅度门限值TH_MAG的初值，第一寄存器的数据输出端连接第一比较器电路参考信号端，提供第一幅度门限设置值； 所述第二寄存器的数据输入端连接上位系统的寄存器控制字的第二字段，用于配置频率比较门限值TH_FREQ的初值，第二寄存器的数据输出端连接第二比较器电路参考信号端，提供第二幅度门限设置值； 所述第三寄存器的数据输入端连接上位系统的寄存器控制字的第三字段，用于配置抖动比较门限值TH_ JITTER的初值，第三寄存器的数据输出端连接第三比较器电路参考信号端，提供抖动比较门限设置值。
8.如权利要求6所述的方波检测器，其特征还在于:所述抖动和频率检测模块还包括第二寄存器和第三寄存器，其中: 所述第二寄存器的数据输入端连接上位系统的寄存器控制字的第二字段，用于配置频率比较门限值TH_FREQ的初值，第二寄存器的数据输出端连接第二比较器电路参考信号端，提供第二幅度门限设置值； 所述第三寄存器的数据输入端连接上位系统的寄存器控制字的第三字段，用于配置抖动比较门限值TH_ JITTER的初值，第三寄存器的数据输出端连接第三比较器电路参考信号端，提供抖动比较门限设置值。
9.如权利要求2所述的方波检测器，其特征在于:所述方波检测器的输出端连接带无线唤醒电路的无线收发电路的唤醒信号端；用于在方波检测器的与门电路输出端为高电平时，输出高电平的唤醒信号WAKEUP，实现对无线收发电路的唤醒。
10.如权利要求1-6或8所述的方波检测器，其特征还在于:所述方波检测器的信号采样电路，以及方波检测电路的相关性检测模块、抖动检测模块和频率检测模块，或者上述抖动检测模块和频率检测模块合并构成的抖动和频率检测模块，以及与门电路，采用CMOS工艺集成于一个芯片内，芯片级电路是基于数模混合电路结构；采用数模混合电路结构用于提高方波检测器的可靠性高，从而满足无线唤醒电路的高可靠性要求； 所述芯片内的第一累加器、第二累加器和第三累加器的电路构成完全相同，都包括三个延时电路和一个累加器，一个累加器为时间分集累加器，时间分集次数为3，用于通过两级延时电路完成三个检测周期的检测结果的幅度信号分集累加，以及一个检测周期的输出唤醒信号和清零或复位，显著提高唤醒概率，减少误唤醒概率。
全文摘要
本发明提供一种用于无线唤醒接收电路的方波检测器，所述方波检测器为频率可配置，频率可配置范围为10～200kHz。方波检测器包括信号采集电路和方波检测电路；方波检测电路包括抖动检测、频率检测和相关性检测的三个检测模块通路以及与门电路，分别检测输入采样信号的占空比、频率与相关性，在三个检测模块通路的输出都为高电平时，与门电路输出也为高电平，则方波检测电路输出唤醒信号。通过对输入采样信号的抖动、频率和和相关性的检测，实现正确判断波形和抑制杂波，有效地降低误唤醒概率，提高唤醒概率，显著缩短唤醒时间，从而提高唤醒接收机的工作效率，降低系统功耗。本发明适用于射频识别RFID系统和电子不停车收费系统ETC系统的唤醒接收电路。
文档编号G01R29/02GK103226169SQ201210191098
公开日2013年7月31日 申请日期2012年6月12日 优先权日2012年6月12日
发明者何文涛, 葛亮, 甘业兵, 钱敏, 马成炎 申请人:嘉兴联星微电子有限公司