专利名称：具有干扰波清除功能的唤醒接收器及包括该唤醒接收器的收发器的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有干扰波清除功能的唤醒接收器及包括该唤醒接收器的收发器。
背景技术：
对于采用诸如无线传感器网络等通过电池运行的收发器的通信系统来说，一般使用包括唤醒(wake-up)方式的接收器的收发器，以延长终端的寿命。作为本发明的背景技术公开于韩国公开专利公报第10-2010-0138076号(2010. 12. 31)中。 图I为概略地示出具备通常的唤醒功能的收发器的结构的框图。参照图1，具备唤醒功能的收发器10包括唤醒接收器11及数据收发器12。唤醒接收器11检测出唤醒信号，数据收发器12收发实际的数据。当在特定时刻接收到唤醒信号时，唤醒接收器11对此感应而唤醒数据收发器12。据此，数据收发器12能够收发数据。针对这种唤醒方式，已经提出多种用于最小化电力消耗的方法。其中一个方式就是与特定标准频率同步而周期性地运行唤醒电路。但是，基本上唤醒接收器本身的电力消耗是最重要的因素，而为了减少这种唤醒接收器本身的电力消耗，一直以来使用应用电力消耗低的肖特基二极管或金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的被动式电力检测仪。但是由于被动式电力检测仪具有通频带宽的特性，因此当存在具有振幅调制的干扰波信号时，会产生误动作。由于这种干扰波引起的误动作不必要地变更终端的运行状态，即使唤醒电路本身的电力消耗变小，也会增加不必要的电力消耗。这会导致电池寿命的缩短。图2为应用通常使用的被动式电力检测仪的唤醒接收器结构的方框图(参考资料Kolinko,P. ；Larson,L. E. ； , " Passive RF Receiver Design for Wireless SensorNetworks, " Microwave Symposium,2007. IEEE/MTT-S International, vol. , no.,pp.567-570,3_8June 2007)。参照图2，唤醒接收器20包括射频(RF)滤波器21，用于天线的阻抗匹配并清除干扰波；基带滤波器23，从被振幅调制的RF信号清除载波，并检测调制信号，且从检测出的信号中清除高频分量和没有在RF滤波器21清除的干扰波；放大器24 ;模数转换器(ADC) 25。这种唤醒接收器20实际上输出用于唤醒收发数据的数据接收器的信号。图2同时示出输入于RF滤波器21之前的信号及被动式电力检测仪22的输出信号在时域和频域所表现出的曲线，参照此图，被动式电路检测仪22从振幅调制的RF信号中
清除载波fcmrier并检测出调制号fmod。参照图2，观察被振幅调制的RF信号的特性可知，在时域，具有载波的振幅根据振幅调制信号fm()d变化的特性，在频域，与载波f；a iOT的频率关系为，呈具备差异相当于振幅调制信号fm()d的频率的频率成分的特性。这种振幅调制信号fMd通过被动式电力检测仪22时，载波被衰减，仅振幅调制信号fm()d被检测出。一般来说，被动式电力检测仪22几乎与载波无关地检测出振幅调制信号fMd。在这种结构中，可通过使用窄带的RF滤波器21有效地防止具有宽带特性的被动式电力检测仪22响应干扰波信号。但是，如图3所示，一般来说，RF滤波器21极难具备窄带特性，因此几乎不可能仅选择所要接收的信道信号fMdl。因此，当实际所要接收的信号附近存在具有振幅调制的信号fmml2、fm()d3时，会检测出包括所要接收的信号之外的信号的所有信号的振幅信号，并显示于基带。而且，对于RF滤波器21来说，由于具有电力损失，唤醒灵敏度也可能恶化。与此相反，基带滤波器23由于具有相对RF滤波器21更低的频带，因此能够设计出高性能的滤波器。因此，能够有效地清除干扰波。显然，载波
不同，而调制信号fm()d的频率相同时，即使通过基带滤波器23也无法清除干扰波。但是，除了调制信号fmml的频率相同的情况之外，能够清除大部分干扰信号，因此能够减少大部分的干扰波信号的影响。但是，对于基带滤波器23来说，大部分使用应用OP(运算)放大器的主动式滤波器，导致用于构成OP放大器的电力消耗的增加。另外，基带滤波器23可以在模 数转换器的后端以数字电路实现，但此时需要用于驱动数字电路的时钟产生模块，因此导致电力消耗的增加及系统的复杂化。
发明内容
本发明的目的在于解决上述的现有技术的所有问题。本发明的目的在于，提供一种唤醒接收器，该唤醒接收器不会对具有大电力的干扰波响应，能够最小化电力消耗，并延长寿命。本发明的另一目的在于，以没有标准时钟也能够运行的数字逻辑电路构成唤醒接收器，从而最小化待机模式的运行电流。另外，本发明的又一目的在于，利用简化的结构构成唤醒接收器。为达到上述目的，根据本发明的一实施例，提供一种具有清除干扰波的功能的唤醒接收器，包括针对唤醒信号的经变换的数字信号清除高频分量的低通滤波器，该低通滤波器包括延迟元件，以用于延迟数字信号，输出一个以上的延迟信号；两个以上的边缘检测器，以用于分别检测所述数字信号的上升边缘和下降边缘以及所述一个以上的延迟信号的上升边缘及下降边缘；以及一个以上的状态机，以用于与通过所述边缘检测器检测的所述数字信号的上升边缘和下降边缘、所述一个以上的延迟信号的上升边缘和下降边缘同步，判断由所述数字信号及所述一个以上的延迟信号定义的状态是否与预先定义的状态一致。所述边缘检测器由第一至第四边缘检测器构成，所述状态机由第一至第三状态机构成，所述延迟元件将数字信号延迟第一至第三时间，以输出第一至第三延迟信号，所述第一边缘检测器检测所述数字信号的上升边缘和下降边缘，所述第二至第四边缘检测器分别检测所述第一至第三延迟信号的上升边缘和下降边缘，所述第一至第三状态机分别与所述数字信号的上升边缘和下降边缘、所述第一至第三延迟信号的上升边缘和下降边缘同步，可判断所述数字信号和所述第一至第三延迟信号所定义的四种状态是否与预先定义的状态一致。所述第一至第三延迟时间分别为td、td/2、td/4，f = l/(2*td)，f可以是所要阻断的临界频率。所述状态机包括第一至第四与门，所述数字信号和反转信号、所述延迟信号和反转信号中的两个信号互不相同地被输入；第一至第四D-触发器；分别接收所述第一至第四与门的输出；第五与门，接收所述第一至第四D-触发器的输出信号而产生所述状态机的最终输出信号；所述第一至第四D-触发器分别可以将所述数字信号的上升边缘、所述延迟信号的上升边缘、所述数字信号的下降边缘、所述延迟信号的下降边缘用作时钟信号。可以是，在所述第一与门中被输入所述数字信号和所述延迟信号的反转信号，在所述第二与门中被输入所述数字信号和所述延迟信号，在所述第三与门中被输入所述数字信号的反转信号和所述延迟信号，在所述第四与门中被输入所述数字信号的反转信号和所述延迟信号的反转信号。所述延迟元件可包括串联连接的多个反相器，连接于各个所述反相器两端之间的多个电容。·
所述边缘检测器包括分别接收边缘检测目标信号和所述边缘检测目标信号的延迟信号的与非门及或门，所述与非门可检测出所述边缘检测目标信号的上升边缘，所述或门可检测出所述边缘检测目标信号的下降边缘。所述低通滤波器还可包括第六与门，以用于接收所述两个以上的状态机的输出信号；第七与门，以用于接收所述数字信号和所述第六与门的输出信号，当所述第六与门的输出信号为高电平(high)时，直接输出所述数字信号。还包括高通滤波器，以对所述唤醒信号的经转换的数字信号清除低频分量，所述高通滤波器可包括D-触发器，以用于与所述数字信号的上升边缘同步而输出高电平(high)信号；计数器，以用于计算所述数字信号的循环数；计数器重置部，以用于接收所述D-触发器的输出信号，周期性地初始化所述计数器。所述D-触发器与所述延迟信号的上升边缘同步而被重置，所述计数器重置部可包括开关，以用于当所述D-触发器输出高电平信号时被导通(ON);电容器，以用于当所述开关被导通时被充电，当所述D-触发器被重置时开始放电；反相器，以用于使所述电容器两端的信号反转而用作所述计数器的初始化信号输入。所述开关以晶体管实现，所述晶体管的栅极上连接有所述D-触发器的输出端子，源极上连接有电源，漏极上连接有所述电容器的一端、电阻器的一端、所述反相器的输入端，所述电容器的另一端及所述电阻器的另一端可连接到接地。根据本发明的另一实施例，提供包括所述唤醒接收器的收发器。根据本发明，由于唤醒接收器对于具备大的电力的干扰波也不会响应，因此能够最小化电力消耗，并提闻寿命。而且，根据本发明，由于能够以即便不具备标准时钟也能够运行的数字逻辑电路构成唤醒接收器，因此可最小化待机模式的运行电流。另外，根据本发明，仅以简化的结构就能构成唤醒接收器。
图I为概略地示出具备通常的唤醒功能的收发器的结构的方块图；图2为示出现有的唤醒接收器结构的方块图3为用于说明现有的唤醒接收器上的干扰波的影响的图；图4为示出根据本发明一实施例的唤醒接收器的结构的图；图5a及图5b为示出根据本发明一实施例的低通滤波器中所使用的状态图的一例的图；图6为示出根据本发明一实施例的低通滤波器的一实现例的图；图7a及图7b为示出根据本发明一实施例的延迟元件的一实现例的图；图8为示出根据本发明一实施例的边缘检测器的一实现例的图；图9为用于说明根据本发明一实施例的低通滤波器针对高频响应的输出特性的图；
图10为示出根据本发明一实施例的低通滤波器的输出特性的图；图11为示出根据本发明一实施例的延迟元件的一实现例的图；图12a至图12d示出根据本发明一实施例的低通滤波器的频率响应特性；图13为示出根据本发明一实施例的低通滤波器的一实现例的图；图14a为示出根据本发明一实施例的高通滤波器的一实现例的图；图14b为示出图14a中所示的高通滤波器中的各部分信号状态的时序图；图15为示出现有的唤醒接收器和根据本发明一实施例的唤醒接收器的响应特性的图。附图标号说明400 :唤醒接收器410:被动式电力检测仪420 :模数转换器430 :低通滤波器440 :高通滤波器
具体实施例方式以下，参照附图来详细说明根据本发明优选实施例的唤醒接收器的整体结构。图4为示出根据本发明一实施例的唤醒接收器的结构的图。如前所述，唤醒接收器配备于唤醒式收发器中，唤醒接收器执行感应唤醒信号而唤醒实际收发数据的数据收发器的功能。参照图4，本发明的唤醒接收器400可包括被动式电力检测仪410、模数转换器420、低通滤波器430、高通滤波器440。根据本发明一实施例的唤醒接收器中，在被动式电力检测仪410的前端并没有设置RF滤波器等，仅设置天线阻抗匹配部IM。由于RF滤波器通常很难实现为窄带，因此通常会检测出干扰波的振幅信号，而若采用本发明的作为实施例的窄带的低通滤波器430和高通滤波器440，则可防止同时检测出干扰波的振幅信号，并减少电力损失，因此能够提升唤醒灵敏度特性。对于根据本发明实施例的低通滤波器430和高通滤波器440将在后面详细说明。被动式电力检测仪410执行如下功能，即从通过天线接收的信号中清除载波并检测调制信号。
模数转换器420执行将被动式电力检测仪410的输出信号转换为数字信号的功倉泛。图4中同时示出通过天线接收的唤醒信号的图案Pl和通过模数转换器420的信号的图案P2，如图4所示，唤醒信号图案Pl可以是具有数个循环(例如，15 17循环)的信号，当这种信号通过模数转换器420时，可复原为具有矩形波的数字信号。本发明具有特征的部分在于低通滤波器430、高通滤波器440。图5a及图5b为示出根据本发明一实施例的低通滤波器430的状态图(statediagram)的图。参照图5a及图5b，低通滤波器430利用通过唤醒接收器400复原的数字信号elk和该数字信号elk的延迟信号clkdly。延迟信号clkdly通过使数字信号elk通过具有延迟时间td的延迟元件而得到。利用这两个信号可以定义四个的信号状态，即si (10)、 s2(ll)、s3(01)、s4(00)。数字信号elk处于高电平(high)的状态的是si (10)、s2 (11)，延迟信号clkdly处于高电平的状态的是s2 (11)、s3 (01)。s4(00)为数字信号elk和延迟信号clkdly均处于低电平(low)状态。当一个周期内上述的四种状态均存在时，本发明的低通滤波器430使信号通过，否则阻断信号，由此可选择性地使经定义的唤醒信号通过。图5a示出数字信号elk和延迟信号clkdly之间的延迟时间为正常延迟时间td的状态，图5b示出相关延迟时间超出正常延迟时间td的状态的一例。图5b示出的例为，经复原的数字信号elk的频率的两倍大于正常延迟时间td的倒数的状态，即，数字信号elk的周期的1/2小于正常延迟时间td的状态。图5b中示出四种状态si (10)、s2 (01)、s3 (00)、s4 (10)，此为脱离作为所定义的状态sl(10)、s2(ll)、s3(01)、s4(00)的情况。根据本发明的一实施例的低通滤波器430例如在图5b所示的情况下阻断输出而清除相关信号。S卩，通过定义延迟元件的延迟时间td，采用对具有大于延迟时间td的倒数的1/2倍的频率的信号阻断的方式清除高频信号。图6为示出在低通滤波器430中用于定义状态的逻辑电路的一实现例的图。参照图6，用于定义状态的逻辑电路可包括两个反相器II、12，以用于分别将复原的数字信号elk和该数字信号elk的延迟信号clkdly进行反转；第一与门Al，以用于接收延迟信号clkdly的反转信号和数字信号elk ;第二与门A2，以用于接收数字信号elk和延迟信号clkdly ;第三与门A3，以用于接收数字信号elk的反转信号和延迟信号clkdly ；第四与门A4，以用于接收数字信号elk的反转信号和延迟信号clkdly的反转信号；第一至第四0-触发器01、02、03、04，以用于分别接收第一至第四与门41、423334的输出信号；第五与门A5,以用于接收第一至第四D-触发器Dl、D2、D3、D4的输出信号。由于数字信号elk和延迟信号clkdly所表示的状态随着时间而变化，因此需要利用第一至第四D-触发器Dl、D2、D3、D4储存各个状态。使用数字信号elk的上升边缘(rising edge)和下降边缘(falling edge)作为第一 D-触发器Dl及第三D-触发器D3的时钟信号。而且，使用延迟信号clkdly的上升边缘及下降边缘作为第二 D-触发器D2及第四D-触发器D4的时钟信号。由此，状态Si通过第一 D-触发器Dl与数字信号elk的上升边缘clk_re同步而被储存，状态s2通过第二 D-触发器D2与延迟信号clkdly的上升信号clkdly_re同步而被储存，状态s3通过第三D-触发器D3与数字信号elk的下降边缘clk_fe同步而被储存，状态s4通过第四D-触发器D4与延迟信号clkdly的下降信号clkdly_fe同步而被储存。当第一至第四0_触发器01、02、03、04的输出均为I时，第五与门A5的输出信号ON变成高电平(high)，由此数字信号elk作为输出信号而输出。与此相反，当第一至第四D-触发器Dl、D2、D3、D4的输出中即使只有一个不是I时，即，数字信号elk的频率的两倍大于延迟元件的延迟时间td的倒数(=数字信号elk的周期的1/2小于延迟时间td)时，第五与门A5的输出信号ON变成低电平(low)，因此不会输出数字信号elk。据此，起到低通滤波器的作用，根据这种滤波器可阻断具有大于l/(2td)的频率的信号。上面说明的图6的逻辑电路仅 为一实现例，根据预先要定义的状态也可以通过其它逻辑电路实现。图7a及图7b为示出使数字信号elk延迟预定延迟时间td而输出延迟信号clkdly的延迟元件的一实现例的图。图7a为示出构成延迟元件的单元元件，即一段元件的图，图7b为示出由N段元件构成的延迟元件的整体结构的图。图7a及图7b同时示出通过延迟元件之后的数字信号的波形。参照图7a，延迟元件可由反相器I及电容器C构成。当所需要的延迟时间td长时，如图7a所示，若仅使用一个延迟元件实现，则延迟过大，不仅所使用的反相器I不能以逻辑电平运行，延迟也不会增加至特定值以上。因此，优选地，如图7b所示，在反相器I能够以逻辑电平运行的范围之内，连接多段的单元延迟元件，从而使用由N段构成的延迟元件。即，优选地，使用包括串联连接的多个反相器I、连接于各个反相器I两端之间的多个电容器C的N段延迟元件。另外，在图6所示的逻辑电路中，用于储存状态的D-触发器D1、D2、D3、D4的时钟信号可由边缘检测器产生。图8示出根据本发明一实施例的边缘检测器的一实现例。参照图8，边缘检测器可包括延迟元件DC，以用于使数字信号elk延迟；与非(NAND)门N和或(OR)门0，以用于接收数字信号和数字信号elk的延迟信号。与非门N的输出信号成为数字信号elk的上升边缘clk_re的时钟信号，或门O的输出信号成为数字信号elk的下降边缘clk_fe的时钟信号。再次参照图6，由于所定义的四种状态反复出现，因此若经复原的数字信号elk的频率达到n*(l/td)，则不会被清除。图9为用于说明根据本发明一实施例的低通滤波器430针对高频响应的输出特性的图。参照图9，对于具有比l/(2*td)更高的频率f2的信号呈现阻断特性。但是，由于具有Ι/td的频率f4的信号由于表现出与所定义的四种状态一致的四种状态，因此会产生与具有l/(4*td)的频率f0的信号变的相同的状态迁移。即，这种信号虽然具有高的频率，但不会被阻断。与此相同，具有2/td的频率f8的信号也不会被阻断。图10表示根据本发明一实施例的低通滤波器430的输出特性，基于上述理由，表现出如图10所示的取样效果。即，从Ι/td的η倍频率开始产生预定带通滤波器特性。为了改善这种特性，本发明在参照图7说明的延迟元件中应用了延迟时间、td/n的延迟。图11为表示根据本发明一实施例应用延迟时的延迟元件的结构的图。
参照图11，根据本发明一实施例的延迟元件中，通过分别具有延迟时间td的I倍、1/2倍、1/4倍的延迟的延迟信号clkdly、clkdly2、clkdly4应用td/n的延迟。图12a及图12c分别表示利用数字信号和延迟信号实现一次低通滤波器430时的频率响应特性。首先图12a表示利用数字信号elk和具有延迟时间td的延迟信号clkdly的低通滤波器430的频率响应特性，图12b表示利用数字信号elk和具有延迟时间td/2的延迟信号clkdly2的低通滤波器430的频率响应特性，图12c表示利用数字信号elk和具有延迟时间td/4的延迟信号clkdly4的低通滤波器430的频率响应特性。图12d表示合成图12a至图12c的一次低通滤波器430的3次低通滤波器430的频率响应特性。S卩，利用延迟信号clkdly、clkdly2、clkdly4分别对图6的状态定义时,能够实现图12d所示的3次低通滤波器430。理论上，即使是3次低通滤波器430也存在每4倍周期内反复的通频带,但依据延迟元件本身的频率响应特性,也能够清除4倍频率。图13为示出根据本发明一实施例的应用延迟元件的3次低通滤波器430的实现例的图。 参照图13，3次低通滤波器430可包括N段延迟元件NDC，以用于接收经复原的数字信号，输出延迟信号clkdly、clkdly2、clkdly4 ;第一至第四边缘检测器EDI、ED2、ED3、ED4,以用于检测数字信号elk和延迟信号clkdly、clkdly2、clkdly4的边缘；第一至第三状态机SM1、SM2、SM3，以用于利用数字信号elk和各个延迟信号clkdly、clkdly2、clkdly4定义状态；第一与门Al，以用于接收第一至第三状态机SM1、SM2、SM3的输出信号；第二与门A2，以用于接收第一与门Al的输出信号和数字信号elk，产生最终输出信号。第一边缘检测器EDl检测数字信号elk的上升边缘clk_re和下降边缘clk_fe，第二边缘检测器ED2检测通过延迟元件NDC延迟td的第一延迟信号clkdly的上升边缘clkdly_re和下降边缘clkdly_fe,第三边缘检测器ED3检测通过延迟元件NDC延迟td/2的第二延迟信号clkdly2的上升边缘clkdly2_re和下降边缘clkdly2_fe，第四边缘检测器ED4检测通过延迟元件NDC延迟td/4的第三延迟信号clkdly4的上升边缘clkdly4_re和下降边缘clkdly4_fe。另外，第一状态机SMl与通过第一边缘检测器EDl检测的数字信号elk的上升边缘clk_re和下降边缘clk_fe、通过第二边缘检测器ED2检测出的第一延迟信号clkdly的上升边缘clkdly_re和下降边缘clkdly_fe同步，判断输入的数字信号elk和第一延迟信号clkdly所定义的状态是否与预先定义的状态一致。而且，第二状态机SM2与通过第一边缘检测器EDl检测的数字信号elk的上升边缘clk_re和下降边缘clk_fe、通过第三边缘检测器ED3检测出的第二延迟信号clkdly2的上升边缘clkdly2_re和下降边缘clkdly2_fe同步，判断输入的数字信号elk和第二延迟信号clkdly2所定义的状态是否与预先定义的状态一致。第三状态机SM3与通过第一边缘检测器EDl检测的数字信号elk的上升边缘clk_re和下降边缘clk_fe、通过第四边缘检测器ED4检测出的第三延迟信号clkdly4的上升边缘clkdly4_re和下降边缘clkdly4_fe同步，判断输入的数字信号elk和第三延迟信号clkdly4所定义的状态是否与预先定义的状态一致。第一至第三状态机SMI、SM2、SM3可通过图6所示的逻辑电路实现。若基于当前输入的数字信号elk和各延迟信号clkdly、clkdly2、clkdly4所定义的状态与预先定义的状态一致，第一至第三状态机SM1、SM2、SM3分别输出高电平(high)信号。第一状态机SMl与数字信号elk的上升边缘clk_re和下降边缘clk_fe、第一延迟信号clkdly的上升边缘clkdly_re和下降边缘clkdly_fe同步，当数字信号elk和第一延迟信号clkdly所定义的状态与预先定义的状态一致时，输出高电平(high)信号。第二状态机SM2与数字信号elk的上升边缘clk_re和下降边缘clk_fe、第二延迟信号clkdly2的上升边缘clkdly2_re和下降边缘clkdly2_fe同步，当数字信号elk和第二延迟信号clkdly2所定义的状态与预先定义的状态一致时，输出高电平(high)信号。第三状态机SM3与数字信号elk的上升边缘clk_re和下降边缘clk_fe、第三延迟信号clkdly4的上升边缘clkdly4_re和下降边缘clkdly4_fe同步，当数字信号elk和第三延迟信号clkdly4所定义的状态与预先定义的状态一致时，输出高电平(high)信号。每个4倍频率反复地形成通频带，由此在非期望的频带也形成通频带的现象可如此地通过包括第一至第三状态机SMI、SM2、SM3的3次滤波器避免。第一与门Al接收第一至第三状态机SMl、SM2、SM3的输出，当第一至第三状态机SM1、SM2、SM3的输出全部为高电平(high)时输出高电平信号。第二与门A2接收数字信号 elk和第一与门Al的输出，当第一与门Al的输出为高电平时，将数字信号elk作为输出信号clk_out输出。根据这种低通滤波器430，只有具备的频率小于所定义的频率(l/(2*td))的数字信号elk输入于延迟兀件NDC时,相关数字信号的输入clk_in才会作为输出信号clk_out输出。另外，再次参照图4，根据本发明一实施例的高通滤波器440执行对于通过低通滤波器430清除高频分量的信号清除低频分量的功能。图14a为示出根据本发明一实施例的高通滤波器440的一实现例的图。由于干扰波信号还可能包括低频分量，因此需要清除此低频分量的结构。参照图14a，根据本发明一实施例的高通滤波器440包括D-触发器441、计数器重置部442、计数器443。计数器443接收通过低通滤波器430的信号，即已清除高频分量的信号，当设定预先设定值的循环(例如，15 17循环)时，输出最终的唤醒信号WK_DT。计数器重置部442执行周期性地重置计数器443的功能。计数器重置部442可包括能够由晶体管等实现的开关T、电容器C、电阻器R、反相器I。开关T可由例如P型晶体管实现。由P型晶体管实现的开关T的源极可连接电源端子，栅极可连接D-触发器441的输出端子，漏极和接地之间可连接电容器C。而且，开关T的漏极和接地之间还可以再连接电阻器R。另外，反相器I的输入端与开关T的漏极连接，输出端与计数器443的载入(LOAD)端。D-触发器441与经复原的数字信号elk的上升边缘clk_re同步而输出高电平(high)信号，当D-触发器441输出高电平信号时，开关T被导通(ON)而使电容器C充电。即，计数器重置部442的电容器C与数字信号elk的上升边缘clk_re同步而被充电。另外，D-触发器441与数字信号elk的延迟信号的上升边缘Clkdly_re同步而被重置，此时，开关T被断开(0FF)，充电至电容器C的电荷被释放。放电速度为1/RC。放电信号经由反相器I输入到计数器443的载入(LOAD)端，由此周期性地重置计数器443的载入(LOAD)信号。图14b为图14a所示的高通滤波器440的各个部分的信号状态的时序图。
图14b中的WK_PCR表示电容器C的充电及放电状态。参照图14b，电容器C与经复原的数字信号elk的上升边缘clk_re同步而充电，且电容器C与经复原的数字信号elk的延迟信号的上升边缘clkdly_re同步而放电。如前所述，放电速度为1/RC，放电所需的时间可由R-C时间常数(τ =RC)表示。如图14b所示，当电容器C两端的电压在预定值(例如，施加于开关T的源极端的电源电压的1/2)以上时，其值被反相器I反转而施加到计数器443的载入(LOAD)端，以重置计数器443。计数器443接收数字信号clk，若数字信号elk的周期大于R-C时间常数(τ = RC)，则计数器被初始化，由此输出信号将受到限制。R-C时间常数可基于与所要通过的数字信号elk的循环数有关的周期适当地选择。由此，高通滤波器440针对已通过低通滤波器430的信号清除低频分量。图15示出现有的唤醒接收器和根据本发明一实施例的唤醒接收器分别应用于专用短程通信(DSRC !Dedicated Short Range Communications)时的响应特性。
应用的系统为使用14kHz的唤醒信号的中国的专用短程通信标准技术。由此，以14kHz为基准设计出具有约4 30kHz的带通特性的滤波器，据此实现了清除干扰波引起的唤醒出错现象。图15中的横轴表示干扰波的振幅调制频率，纵轴表示唤醒接收器的接收灵敏度。现有技术中，在作为唤醒调制频率的14kHz频率表现出最高的接收灵敏度，且随着调制频率的上升，呈现出接收灵敏度徐徐(渐渐)降低的特性。此为被动式电力检测仪所具有的一般的特性。一般来说，所接收的干扰波的电力大的情况较多，根据这种现有技术，由于终端响应于电力大的干扰波，因此出现误动作的情况较多。与此相反，根据本发明，由于调制频率限制在约4 30kHz，因此干扰波引起的误动作的可能性显著地降低。由此，将本发明应用于唤醒接收器时，误动作引起的电力消耗将减少，通过电池运行的终端的寿命也会延长。以上的说明虽然是以实施例为中心进行的，但是这仅仅是示例性的，并不是对本发明的限定，本发明所属领域的具有一般知识的技术人员在不脱离本实施例的本质特性的范围之内可提出以上没有例示的各种变更例和应用。例如，可改变具体出现在实施例的各组成要素而实施。而且，与这种变更和应用相关的差异点应解释为包括于权利要求书所规定的本发明的范围之内。
权利要求
1.一种具有清除干扰波的功能的唤醒接收器，包括针对唤醒信号的经变换的数字信号清除高频分量的低通滤波器， 所述低通滤波器包括 延迟元件，以用于延迟所述数字信号，输出一个以上的延迟信号； 两个以上的边缘检测器，以用于分别检测所述数字信号的上升边缘和下降边缘以及所述一个以上的延迟信号的上升边缘及下降边缘；以及 一个以上的状态机，以用于与通过所述边缘检测器检测的所述数字信号的上升边缘和下降边缘、所述一个以上的延迟信号的上升边缘和下降边缘同步，判断由所述数字信号及所述一个以上的延迟信号定义的状态是否与预先定义的状态一致。
2.根据权利要求1所述的具有清除干扰波的功能的唤醒接收器，其特征在于，所述边缘检测器由第一至第四边缘检测器构成，所述状态机由第一至第三状态机构成， 所述延迟元件将所述数字信号延迟第一至第三时间，以输出第一至第三延迟信号，所述第一边缘检测器检测所述数字信号的上升边缘和下降边缘，所述第二至第四边缘检测器分别检测所述第一至第三延迟信号的上升边缘和下降边缘， 所述第一至第三状态机分别与所述数字信号的上升边缘和下降边缘、所述第一至第三延迟信号的上升边缘和下降边缘同步，判断所述数字信号和所述第一至第三延迟信号所定义的四种状态是否与预先定义的状态一致。
3.根据权利要求2所述的具有清除干扰波的功能的唤醒接收器，其特征在于，所述第一至第三延迟时间分别为td、td/2、td/4，f = l/(2*td)，f是所要阻断的临界频率。
4.根据权利要求I所述的具有清除干扰波的功能的唤醒接收器，其特征在于，所述状态机包括 第一至第四与门，所述数字信号和反转信号、所述延迟信号和反转信号中的两个信号互不相同地被输入； 第一至第四D-触发器，以用于分别接收所述第一至第四与门的输出； 第五与门，以用于接收所述第一至第四D-触发器的输出信号而产生所述状态机的最终输出信号； 所述第一至第四D-触发器分别将所述数字信号的上升边缘、所述延迟信号的上升边缘、所述数字信号的下降边缘、所述延迟信号的下降边缘用作时钟信号。
5.根据权利要求4所述的具有清除干扰波的功能的唤醒接收器，其特征在于， 在所述第一与门中被输入所述数字信号和所述延迟信号的反转信号， 在所述第二与门中被输入所述数字信号和所述延迟信号， 在所述第三与门中被输入所述数字信号的反转信号和所述延迟信号， 在所述第四与门中被输入所述数字信号的反转信号和所述延迟信号的反转信号。
6.根据权利要求1所述的具有清除干扰波的功能的唤醒接收器，其特征在于，所述延迟元件包括串联连接的多个反相器；以及 连接于各个所述反相器两端之间的多个电容。
7.根据权利要求1所述的具有清除干扰波的功能的唤醒接收器，其特征在于，所述边缘检测器包括分别接收边缘检测目标信号和所述边缘检测目标信号的延迟信号的与非门及或门，所述与非门检测出所述边缘检测目标信号的上升边缘，所述或门检测出所述边缘检测目标信号的下降边缘。
8.根据权利要求I至7中的任一项所述的具有清除干扰波的功能的唤醒接收器，其特征在于，包括第五与门，以用于接收所述第一至第三状态机的输出信号；以及 第六与门，以用于接收所述数字信号和所述第五与门的输出信号，当所述第五与门的输出信号为高电平时，直接输出所述数字信号。
9.根据权利要求I所述的具有清除干扰波的功能的唤醒接收器，其特征在于，还包括高通滤波器，以对所述唤醒信号的经转换的数字信号清除低频分量， 所述高通滤波器包括 D-触发器，以用于与所述数字信号的上升边缘同步而输出高电平信号； 计数器，以用于计算所述数字信号的循环数； 计数器重置部，以用于接收所述D-触发器的输出信号，周期性地初始化所述计数器。
10.根据权利要求9所述的具有清除干扰波的功能的唤醒接收器，其特征在于，所述D-触发器与所述延迟信号的上升边缘同步而被重置， 所述计数器重置部包括 开关，以用于当所述D-触发器输出高电平信号时被导通； 电容器，以用于当所述开关被导通时被充电，当所述D-触发器被重置时开始放电； 反相器，以用于使所述电容器两端的信号反转而用作所述计数器的初始化信号输入。
11.根据权利要求10所述的具有清除干扰波的功能的唤醒接收器，其特征在于，所述开关以晶体管实现， 所述晶体管的栅极上连接有所述D-触发器的输出端子，源极上连接有电源，漏极上连接有所述电容器的一端、电阻器的一端、所述反相器的输入端， 所述电容器的另一端及所述电阻器的另一端连接到接地。
12.根据权利要求I至7中的任一项或权利要求9至11项中的任一项所述的包括所述唤醒接收器的收发器。
全文摘要
本发明涉及一种具有干扰波清除功能的唤醒接收器及包括该唤醒接收器的收发器。所述具有清除干扰波的功能的唤醒接收器包括针对唤醒信号的经变换的数字信号清除高频分量的低通滤波器，所述低通滤波器包括延迟元件，以用于延迟数字信号，输出一个以上的延迟信号；两个以上的边缘检测器，以用于分别检测所述数字信号的上升边缘和下降边缘以及所述一个以上的延迟信号的上升边缘及下降边缘；以及一个以上的状态机，以用于与通过所述边缘检测器检测的所述数字信号的上升边缘和下降边缘、所述一个以上的延迟信号的上升边缘和下降边缘同步，判断由所述数字信号及所述一个以上的延迟信号定义的状态是否与预先定义的状态一致。
文档编号H04B15/00GK102904595SQ201110235560
公开日2013年1月30日 申请日期2011年8月17日 优先权日2011年7月29日
发明者崔贞基, 李康赫, 高桭豪 申请人:派芯片有限公司