专利名称：二进制移频键控填充式数字解调方法
技术领域：
本发明涉及远距离无线或有线数字通信技术领域，具体地说是一种二进制移频键控填充式数字解调方法，可用于对各种二进制数据移频键控模式调制信号的解调。
背景技术：
在远距离数据通信中，由于种种原因不能对二进制数据直接进行传输，必需对二进制数据信号进行调制和解调，调制/解调有多种方法，但对于中低速二进制数据通信来说，移频键控是最常用的一种方法。目前国内外对于移频键控模式调制的信号进行解调的方法有多种，但大部分都是基于模拟信号来实现，实现起来电路较为复杂，而且因受温度影响，容易引起工作点、频率点及相位漂移，即它的长期稳定性受到很大影响。更重要的是如果用模拟的方法设计集成电路，由于不管是哪一种模拟方法，都要使用大量的阻容器件，因而集成工艺难度较大，成本较高，实现起来非常困难。在国内也有一种计数式数字解调方法，在TP-801单板机上曾使用过，该方法的缺点是时间延迟较大，只能用于低速率的通信，且通信速率不能提高，加之误码率较高，所以很少使用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种二进制移频键控填充式数字解调方法，以提高解调器的稳定性和适用性，方便设计者和调试者的需求。
本发明的技术方案是首先对经过远距离传输的二进制移频键控调制信号进行滤波，然后再放大整形，将调制正弦波信号变为调制方波信号，再用本地产生的高频脉冲信号对调制方波信号进行填充，并在填充的同时对高频填充脉冲信号进行计数，根据每个周期的计数进行判决，若该计数值大于设计的数值N，则使输出置位为低电平0，若该计数值小于或等于设计的数值N，则使输出置位为高电平1，即完成对二进制移频键控调制信号的解调，该方法的具体实施步骤如下
1.设计滤波放大整形电路。
2.设计高频填充脉冲产生电路。
3.设计带输出锁存的可控计数器。
4.在移频键控调制方波信号的控制下，对填充时钟脉冲进行计数并输出计数值。
5.根据每个移频键控调制方波信号周期的计数值判决结果，还原成二进制数据输出。
上述的二进制移频键控填充式数字解调方法，所说的设计滤波放大整形电路，就是要根据通信线路的干扰情况来确定设计一个低通滤波器或带通滤波器，同时设计一个放大整形电路。滤波器用于除去移频键控模式调制信号经过通信线路时叠加的杂波干扰，然后把该经过滤波的移频键控模式调制的正弦波信号传送给放大整形电路，经过放大整形后，使其成为电压幅度符合数字电路处理的方波信号，然后送入可控计数器。
上述的二进制移频键控填充式数字解调方法，所说的设计高频填充脉冲产生电路，就是设计一个振荡源和一个整形驱动电路。振荡源产生高频振荡信号，该高频震荡信号经过整形驱动电路成为高频填充脉冲信号，和上述的移频键控模式调制信号转变成的方波信号同时输入可控计数器，作为调制方波信号的填充计数脉冲。
上述的二进制移频键控填充式数字解调方法，所说的设计带输出锁存的可控计数器，就是设计一个可控计数器和一个锁存器，该计数器在控制端输入移频键控调制方波信号的上升沿时，控制计数器开始对高频填充脉冲输入端输入的脉冲信号进行计数，在下一个移频键控调制方波信号的上升沿到来时首先把该计数值输入锁存器，再对该计数器的计数值进行清零，并且开始下一个周期的计数。
上述的二进制移频键控填充式数字解调方法，所说的在移频键控调制方波信号的控制下，对高频填充时钟脉冲进行计数并输出计数值，就是把经过滤波放大整形后产生的移频键控调制方波信号和高频填充脉冲信号同时输入带输出锁存的可控计数器，移频键控调制方波信号的上升沿控制计数器开始对高频填充脉冲信号进行计数，并在下一个移频键控调制方波信号的上升沿到来时首先把该计数值输入锁存器，再对该计数器的计数值进行清零，并且重新开始计数。
上述的二进制移频键控填充式数字解调方法，所说的根据每个移频键控调制方波信号周期的计数值判决结果，还原成二进制数据输出。就是对输入到输出锁存器的计数值进行判决，若该计数值大于设计值N，则使输出置位为低电平0，若该计数值小于或等于设计值N，则使输出置位为高电平1，这样就完成了对二进制数据移频键控调制信号的解调，还原出二进制串行数据输出。N的计算方法为N＝(fH/f1+fH/f0)/2其中fH为高频填充脉冲的频率，f1为高电平1对应的移频键控模式调制信号的频率，f0为低电平对应的移频键控模式的调制信号的频率本发明与现有技术相比的有益效果1.工作稳定性好。由于本发明仅在输入级需要少量的模拟电路，后边均采用数字逻辑电路实现，所以不存在由于温度、时间等引起模拟电路固有的工作点漂移，增益变化等，进而引起电路不稳定的问题。
2.实现方便。由于本发明采用的几乎全是数字逻辑电路，在现在的技术条件下，使用可编程逻辑器件，效率可以提高很多倍，如果本发明用于集成电路生产，又很少使用阻容器件，所以可以大大简化生产工艺，提高生产效率，降低成本。
3.时间延迟小。与计数式解调方法相比，由于本发明在一个解调脉冲周期后就可以解调出数据信号，而计数式解调方法在一个数据位后才能解调出数据信号，所以该发明的时间延迟仅为计数式解调的十几分之一。
4.适应性强。对于不同的调制频率，仅需改变脉冲计数值N就可以使用，所以它可以用于各种调制频率。另外本发明以高频填充脉冲为计数基础，所以，对于不同的数据通信速率，在调制频率一定的条件下，也仅需改变脉冲计数值N就可以使用，所以理论上本发明适应移频键控调制的各种通信速率。
本发明可以对各种二进制数据移频键控模式调制信号进行解调，因此具有很好的社会效益和应用前景。
图1是本发明的实施方法流程2是本发明的滤波放大整形电路工作流程3是本发明滤波放大整形电路的输入输出波形示意4是本发明的高频填充脉冲产生电路工作流程5是本发明的数字解调过程流程6是本发明数字解调的输入输出波形示意图具体实施方式
参照图1，它是本发明的实施方法流程图，该方法首先要设计出滤波放大整形电路、高频填充脉冲产生电路和带输出锁存的可控计数器。滤波放大整形电路接收从远距离传来的二进制移频键控调制信号，并对该信号进行滤波放大整形，使其成为数字方波信号。高频填充脉冲产生电路产生出高频填充脉冲信号，该信号与上述的数字方波信号同时输入到带输出锁存的可控计数器。在可控计数器中由移频键控调制方波信号的上升沿控制对高频填充脉冲计数的周期性开始和结束，以及把计数值送入判决器并清零计数器值，在判决器中以预先设计值N为基础判断是输出高电平1或者输出低电平0，然后输出到输出锁存器，复原成二进制数据，完成解调功能参照图2，它是本发明的滤波放大整形电路的工作流程图，滤波放大整形电路包括滤波器和放大整形电路两部分，滤波器是一个低通滤波器或带通滤波器，来自远距离传输的二进制移频键控调制信号首先进入滤波器，用滤波器滤掉移频键控模式调制信号经过通信线路时叠加的杂波干扰，然后用放大整形电路进行放大及整形，使移频键控调制的正弦波信号成为电压幅度符合数字电路处理的方波信号，以便后边用数字电路的方法进行处理，然后把该方波信号输入到可控计数器。
参照图3，它是本发明滤波放大整形电路的输入输出波形示意图，标有调制信号输入的曲线，是经过远距离传送来的、输入到滤波器的二进制移频键控调制正弦波信号，标有放大整形输出的曲线是经过滤波放大整形电路处理后输出的方波信号。
参照图4，它是本发明的高频填充脉冲产生电路工作流程图，设计的高频填充脉冲产生电路包括高频振荡器和整形驱动电路，用高频振荡器作振荡信号源，产生振荡信号，再用整形驱动电路加以整形驱动变为高频填充脉冲信号，输入到带输出锁存的可控计数器，用作移频键控调制方波信号控制下的计数脉冲信号。
参照图5，它是本发明的数字解调过程流程图，滤波放大整形电路处理后输出的数字方波信号与高频填充脉冲信号同时输入到带输出锁存的可控计数器后，可控计数器就对高频填充脉冲信号进行计数，当调制方波信号的上升沿到来时，首先把可控计数器的计数值输入判决器，然后清零计数器，并开始重新对高频填充脉冲信号进行计数；计数值输入判决器后，判决器以设计值N为标准判断是输出高电平1还是输出低电平0，若该计数值大于设计值N，则使输出为低电平0，否则输出为高电平1，接着在计数器连续计数的同时，等待下一个方波信号上升沿的到来，重复前述计数、判决和输出工作，这样就完成了对二进制数据移频键控调制信号的解调，还原出一个串行的二进制数据。
N的计算方法为N＝(fH/f1+fH/f0)/2其中fH为高频填充脉冲的频率，f1为高电平1对应的移频键控模式调制信号的频率，f0为低电平对应的移频键控模式的调制信号的频率参照图6，它是本发明数字解调的输入输出信号波形示意图，它是对图5的输入和输出的具体描述，图中标出的高频脉冲、调制方波和二进制输出三条曲线，分别是两个输入信号和一个输出信号的波形图。其中高频脉冲是高频填充脉冲产生电路输出的填充计数脉冲波形曲线，它是一个单一频率的高频脉冲信号；调制方波是从远距离传送来的二进制移频键控调制信号，经过滤波放大整形处理后输出的占空比为50％的方波信号，用作可控计数器的控制信号；二进制输出曲线是经过数字解调后输出的串行二进制数据。
权利要求
1.一种二进制移频键控填充式数字解调方法，其具体实施步骤如下(1).设计滤波放大整形电路；(2).设计高频填充脉冲产生电路；(3).设计带输出锁存的可控计数器；(4).在移频键控调制方波信号的控制下，对填充时钟脉冲进行计数并输出计数值；(5).根据每个移频键控调制方波信号周期的计数值判决结果，还原成二进制数据输出。
2.根据权利要求1所述的二进制移频键控填充式数字解调方法，所说的设计滤波放大整形电路，就是要根据通信线路的干扰情况来确定设计一个低通滤波器或带通滤波器，同时设计一个放大整形电路，滤波器用于除去移频键控模式调制信号经过通信线路时叠加的杂波干扰，然后把该经过滤波的移频键控模式调制的正弦波信号传送给放大整形电路，经过放大整形后，使其成为电压幅度符合数字电路处理的方波信号，然后送入可控计数器。
3.根据权利要求1所述的二进制移频键控填充式数字解调方法，所说的设计高频填充脉冲产生电路，就是设计一个振荡源和一个整形驱动电路，振荡源产生高频振荡信号，该高频震荡信号经过整形驱动电路成为高频填充脉冲信号，和上述的移频键控模式调制信号转变成的方波信号同时输入可控计数器，作为调制方波信号的填充计数脉冲。
4.根据权利要求1所述的二进制移频键控填充式数字解调方法，所说的设计带输出锁存的可控计数器，就是设计一个可控计数器和一个锁存器，该计数器在控制端输入移频键控调制方波信号的上升沿时，控制计数器开始对高频填充脉冲输入端输入的脉冲信号进行计数，在下一个移频键控调制方波信号的上升沿到来时首先把该计数值输入锁存器，再对该计数器的计数值进行清零，并且开始下一个周期的计数。
5.根据权利要求1所述的二进制移频键控填充式数字解调方法，所说的在移频键控调制方波信号的控制下，对高频填充时钟脉冲进行计数并输出计数值，就是把经过滤波放大整形后产生的移频键控调制方波信号和高频填充脉冲信号同时输入带输出锁存的可控计数器，移频键控调制方波信号的上升沿控制计数器开始对高频填充脉冲信号进行计数，并在下一个移频键控调制方波信号的上升沿到来时首先把该计数值输入锁存器，再对该计数器的计数值进行清零，并且重新开始计数。
6.根据权利要求1所述的二进制移频键控填充式数字解调方法，所说的根据每个移频键控调制方波信号周期的计数值判决结果，还原成二进制数据输出，就是对输入到输出锁存器的计数值进行判决，若该计数值大于设计值N，则使输出置位为低电平0，若该计数值小于或等于设计值N，则使输出置位为高电平1，这样就完成了对二进制数据移频键控调制信号的解调，还原出二进制串行数据输出，N的计算方法为N＝(fH/f1+fH/f0)/2其中fH为高频填充脉冲的频率，f1为高电平1对应的移频键控模式调制信号的频率，f0为低电平0对应的移频键控模式的调制信号的频率。
全文摘要
本发明公开了一种二进制移频键控填充式数字解调方法，它涉及远距离无线或有线数字通信技术领域，其目的是采用该方法以提高解调器的稳定性和适用性，方便设计者和调试者的需求。该方法首先对经过远距离传输的二进制移频键控调制信号进行滤波，然后再放大整形，将调制正弦波信号变为调制数字方波信号，再用本地产生的高频脉冲信号对调制方波信号进行填充，并在填充的同时对高频填充脉冲信号进行计数，根据每个周期的计数进行判决，若该计数值大于设计的数值N，则使输出置位为低电平0，若该计数值小于或等于设计的数值N，则使输出置位为高电平1，即完成对二进制移频键控调制信号的解调。本发明可用于对各种二进制数据移频键控模式调制信号的解调。
文档编号H04B1/707GK1953438SQ20061010479
公开日2007年4月25日 申请日期2006年10月26日 优先权日2006年10月26日
发明者刘畅生, 刘煦 申请人:西安电子科技大学