专利名称：用于包络检测的设备和方法
用于包络检测的设备和方法
本申请要求于2011年10月7日提交到韩国知识产权局的第10-2011-0102237号韩国专利申请的利益，该申请的整个公开通过引用包含于此。技术领域
下面的描述涉及一种用于包络检测的设备，该设备在包括(但不限于)语音处理、 图像处理、数据通信和能量/数据传输的领域中使用。
背景技术：
包络检测可用于对调制信号进行解调的处理。因此，包络检测可用于涉及对调制信号进行接收和解调的处理的各个领域，包括语音处理、图像处理、数据通信和其他类似的技术。
已经对无线电力传输进行了研究，以解决传统电池的有限容量。有线电力供给的日益增加的不便是由于包括便携式装置和其他类似装置的各种装置的数量的突然增加。研究主要集中在近场无线电力传输。近场无线电力传输是指发送和接收线圈之间的距离与工作频率的波长相比足够短的情况。使用谐振特性的无线电力发送和接收系统可包括用于提供电力的源和用于接收电力的目标。
在发送和接收无线电力的过程中，源和目标可共享控制信息。在共享控制信息时， 可使用源和目标之间的相互同步。为了相互同步，检测包络，从而目标可对从源发送的调制信号进行解调。发明内容
根据示出性示例，提供一种用于包络检测的设备，所述设备包括控制器，被配置为通过在从调制信号采样的两个相邻信号之间执行平方和运算，来从调制信号消去载波分量。所述设备还包括包络检测器，被配置为检测消去了载波分量的调制信号的包络。
所述设备还包括采样单元，被配置为对调制信号采样，以使采样的两个相邻信号之间的采样时间间隔满足(1/2+n) X (π/ω)，其中，n对应于整数，ω对应于角频率。
控制器包括平方处理器，被配置为对采样的两个相邻信号的每个进行平方；合成器，被配置为合成两个平方后的采样的相邻信号。
包络检测器通过对由平方和运算产生的值执行平方根运算，来检测调制信号的包络。
由平方和运算产生的值表示调制信号的包络分量的平方。
按时间次序从调制信号采样第一采样信号、第二采样信号、第三采样信号和第四采样信号。控制器将第一采样信号和第二采样信号中的每个进行平方并合成，将第三采样信号和第四采样信号中的每个进行平方并合成。
按时间次序从调制信号采样第一采样信号、第二采样信号、第三采样信号和第四采样信号。控制器将第一采样信号和第二采样信号中的每个进行 平方并合成，将第二采样信号和第三采样信号中的每个进行平方并合成，将第三采样信号和第四采样信号中的每个进行平方并合成。
采样单元基于调制信号的带宽值确定η的值。
采样的信号对应于来自模拟至数字转换器的从通过与源谐振器的互谐振存储在目标谐振器中的能量的波形采样的信号。
所述设备还包括斜率计算器，被配置为计算检测的包络的斜率。所述设备包括: 估计器，被配置为估计计算的斜率达到最大值的时间点，来作为源谐振器和目标谐振器之间的互谐振的开始点。
采样的信号对应于来自模拟至数字转换器的从语音模拟信号采样的信号。
采样的信号对应于来自模拟至数字转换器的从视频模拟信号采样的信号。
根据另一示出性配置，提供一种用于包络检测的设备，所述设备包括计算器，被配置为通过在从调制信号采样的两个相邻信号之间执行平方和运算，来计算调制信号的包络分量的平方。
所述设备还包括采样单元，被配置为对调制信号采样，以使采样的两个相邻信号之间的采样时间间隔满足(1/2+η) X (π/ω)，其中，η对应于整数，ω对应于角频率。
采样单元基于调制信号的带宽值确定采样时间间隔。
计算器通过接连地在两个相邻采样信号之间执行平方和运算，来与对调制信号采样的采样率相同的速率计算包络分量的平方。
根据另一配置，提供一种用于包络检测的方法，所述方法包括通过在从调制信号采样的两个相邻信号之间执行平方和运算，来从调制信号消去载波分量。所述方法还包括: 检测消去了载波分量的调制信号的包络。
所述方法包括对调制信号采样，以使采样的两个相邻信号之间的采样时间间隔满足(1/2+η) X (Ji/ω)，其中，η对应于整数，ω对应于角频率。
检测的步骤包括通过对由平方和运算产生的值执行平方根运算，来检测调制信号的包络。
平方和运算包括输出作为调制信号的包络分量的平方的值。
执行的步骤包括基于调制信号的带宽值确定η的值。
所述方法还包括对采样的两个相邻信号的每个进行平方，并合成两个平方后的米样的相邻信号。
检测调制信号的包络的步骤包括对由平方和运算产生的值执行平方根运算。由平方和运算产生的值表示调制信号的包络分量的平方。
所述方法还包括按时间次序从调制信号采样第一采样信号、第二采样信号、第三采样信号和第四采样信号；将第一采样信号和第二采样信号中的每个进行平方并合成。所述方法还包括将第三采样信号和第四采样信号中的每个进行平方并合成。
所述方法还包括按时间次序从调制信号采样第一采样信号、第二采样信号、第三采样信号和第四采样信号；将第一采样信号和第二采样信号中的每个进行平方并合成。所述方法包括将第二采样信号和第三采样信号中的每个进行平方并合成；将第三采样信号和第四采样信号中的每个进行平方并合成。
所述方法包括计算检测的包络的斜率。所述方法还包括估计计算的斜率达到最大值的时间点，来作为源谐振器和目标谐振器之间的互谐振的开始点。根据另一配置，提供一种在非暂时计算机可读介质上实现的计算机程序，该计算 机程序被配置为控制处理器执行包络检测的方法，该方法包括通过在从调制信号采样的 两个相邻信号之间执行平方和运算，来从调制信号消去载波分量。所述计算机程序还被配 置为控制处理器执行检测消去了载波分量的调制信号的包络。通过下面的详细描述、附图和权利要求，其他特征和方面将是清楚的。
图1是示出使用无线电力的通信系统的电路的示例的示图；图2是示出使用无线电力的通信系统的电路的另一示例的示图；图3是示出从正弦波检测的包络的示例的曲线图；图4是示出用于包络检测的设备的示例的框图；图5是示出用于包络检测的设备的另一示例的框图；图6是示出以采样信号的一半速率检测调制信号的包络的示例的框图；图7是示出以采样信号的一半速率检测的包络的示例的曲线图；图8是示出以与采样信号相同的速率检测调制信号的包络的示例的框图；图9是示出以与采样信号相同的速率检测的包络的示例的曲线图；图10是示出用于包络检测的方法的示例的示图；图11是示出用于包络检测的方法的另一示例的示图。贯穿附图和详细描述，除非另有说明，相同的附图标号将被理解为表示相同的元 件、特征和结构。为了清楚、示出和方便，可夸大这些元件的相对尺寸和描绘。
具体实施例方式提供下面的详细描述以帮助读者获得对这里描述的方法、设备、非暂时计算机可 读介质和/或系统的全面理解。因此，这里描述的方法、设备、非暂时计算机可读介质和/ 或系统的各种改变、修改和等同物将被建议给本领域的普通技术人员。描述的处理步骤的 进行作为示例；然而，除了必须以特定次序发生的步骤，描述的处理步骤的顺序和/或操作 不限于这里所阐述的，并且可如本领域所知的那样进行改变。此外，为了更加清楚和简明， 可省略对公知功能和结构的描述。包络检测用于包括语音处理、图像处理、数据通信的各个领域和其他各个领域。现 在，同时发送能量和数据的领域可使用包络检测。可以以使用硬件(例如，模拟电路)的方案检测包络。在此情况下，所述模拟电路可 包括整流器、低通滤波器和其他合适的装置。也可通过按与通信接收器类似的方式使用本 地振荡器对调制信号解调并在基带对解调信号滤波，来检测包络。对于离散信号，可以以信号处理方案来检测包络。在此情况下，离散信号可对应于 通过模拟至数字转换器从模拟信号采样的信号。由于波纹以及负向削波效应，可能难以以使用硬件的方案来精确地检测包络。此 夕卜，由于二极管的阈值，可能难以从小幅值的信号检测到包络。在一些系统中，由于复杂的计算和安装到主体的几个模块，使用本地振荡器和滤波器检测包络的方案会消耗相当大的电力。
根据示出性实施例，描述用于包络检测的设备，该设备通过对以预定采样间隔采样的信号执行平方和根(square-sum-root, SSR)运算,能够容易地检测包络。
用于包络检测的设备可应用于使用无线电力的通信系统。
用于包络检测的设备可用于在使用无线电力传输的系统(例如，蜂窝电话、无线电视(TV)和其他类似的装置)中的发送端和接收端之间交换控制信息和其他类型的信息。用于包络检测的设备可被应用于生物保健领域。例如，该设备可用于远程发送电力至嵌入身体的装置，或者无线地发送电力至用于测量心跳的绷带式装置。
在示出性配置中，使用无线电力的通信系统可被应用于不包括电源的信息存储装置的远程控制。该通信系统可被应用于一系统，以将用于驱动装置的电力远程地提供给信息存储装置，并无线地加载存储在信息存储装置中的信息。
使用无线电力的通信系统通过将来自供电装置的能量存储在源谐振器中来存储信号，产生信号，并断开电连接所述供电装置和源谐振器的开关，从而引起源谐振器的自谐振。当具有与自谐振的源谐振器的谐振频率相同的谐振频率的目标谐振器足够接近源谐振器时，可在源谐振器和目标谐振器之间发生互谐振。
源谐振器可表示从供电装置被提供能量的谐振器，目标谐振器可表示接收通过与源谐振器的互谐振传送的能量的谐振器。
图1示出根据示出性配置使用无线电力的通信系统的电路。在通信系统中，电力输入单元110和电力发送单元120被电容器C1和开关单元130物理隔离。此外，在通信系统中，接收器140和电力输出单元150被电容器C2和开关单元160物理隔离。
参照图1，使用无线电力的通信系统可对应于具有源和目标的源-目标配置。使用无线电力的通信系统可包括与源对应的无线电力发送装置以及与目标对应的无线电力接收装置。
无线电力发送装置包括电力输入单元110、电力发送单元120和开关单元130。电力输入单兀110包括输入电压VDC、内电阻Rin和电容器Cp电力发送单兀120包括反映与电力发送单元120对应的物理属性的基本电路元件％、L1和Q。开关单元130包括多个开关。有源装置可用作执行导通和断开功能的开关。这里，R表示电阻部件，L表示电感部件， C表不电容部件。与输入电压的一部分对应的电容器C1两端的电压被表不为vin。
电力输入单元110使用供电装置将能量存储在电容器C1中。开关单元130将电容器C1与电力输入单元110连接，同时能量被存储在电容器C1中，并且可将电容器C1与电力输入单元110断开。结果，电容器C1与电力发送单元120连接，同时电容器C1中存储的能量被释放。开关单元130阻止电容器C1同时连接到电力输入单元110和电力发送单元 120。
电力发送单元 120将电磁能量传送到接收器140。电力发送单元120的发送线圈 L1可通过与接收器140的接收线圈L2的互谐振来传送电力。在发送线圈L1和接收线圈L2 之间发生的互谐振的程度会受到互感M的影响。
无线电力接收装置包括接收器140、电力输出单元150和开关单元160。接收器 140从电力发送单元120接收电磁能量。接收器140将接收的电磁能量存储在连接的电容器中。开关单元160可操作地将电容器C2与接收器140连接，同时能量被存储在电容器C2中。开关单元160将电容器C2与接收器140断开，从而电容器C2可与电力输出单元150连接，同时存储在电容器C2中的能量被传送给负载。开关单元160也阻止电容器C2同时连接到接收器140和电力输出单元150。
接收器140的接收线圈L2通过与电力发送单元120的发送线圈L1的互谐振来接收电力。使用接收的电力，连接到接收线圈L2的电容器C2可被充电。电力输出单元150将电容器C2中充入的电力传送到电池。电力输出单元150将电力传送到负载或目标装置，而不是传送到电池。
接收器140包括反映与接收器140对应的物理属性的基本电路元件R2、L2和C2。 电力输出单元150包括电容器C2和电池。开关单元160包括多个开关。Vwt是与接收线圈 L2接收的能量的一部分对应的电容器C2两端的电压。
如前面描述的，谐振器隔离(RI)系统被配置为通过物理隔离电力输入单元110和电力发送单兀120来发送电力。接收器140和电力输出单兀150的结构相对于使用阻抗匹配的传统方案具有多个优点。例如，功率放大器不是必需的，因为可直接从直流(DC)源向源谐振器供应电力。此外，通过整流器的整流可以不是必需的，因为在接收端从存储在电容器中的电力捕捉能量。此外，因为不使用阻抗匹配，所以传输效率将不响应于发送端和接收端之间的距离改变。RI系统可被容易地扩展为使用无线电力并包括多个发送端和多个接收端的通信系统。
图2示出使用无线电力的通信系统的电路。充电器210和发送器230被开关物理隔尚，充电器240和输出单兀260被另一开关物理隔尚。
使用无线电力的通信系统对应于具有源和目标的源-目标配置。使用无线电力的通信系统包括与源对应的无线电力发送装置以及与目标对应的无线电力接收装置。
无线电力发送装置包括充电器210、控制器220和发送器230。充电器210包括供电装置Vin和电阻器Rin。源谐振器包括电容器C1和电感器U。发送器230通过源谐振器和目标谐振器之间的互谐振来发送存储在源谐振器中的能量。控制器220接通开关以将电力从充电器210提供给源谐振器。供电装置Vin将电压施加给电容器C1,并可将电流施加到电感器U。响应于无线电力发送装置到达稳定状态，施加到电容器C1的电压变为“0”，流过电感器L1的电流具有值Vin/Rin。在稳定状态，电感器L1通过施加的电流被充电。
当在稳定状态下存储在源谐振器中的电力达到预定值时，控制器220断开开关。预定值的示例范围可对应于将被存储在源谐振器中的电力的量。在一个示出性示例中，预定值的示例值范围可以是将被存储在源谐振器中的电力的量的90%。预定值的信息可在控制器220中被设置。在一个示例中，充电器210和发送器230彼此隔离。在此情况下，源谐振器开始电容器C1和电感器L1之间的自谐振。例如，通过基于互感M 270的源谐振器和目标谐振器之间的互谐振，存储在源谐振器中的能量可被传送到目标谐振器。在此示例中，源谐振器的谐振频率可等于目标谐振器的谐振频率f2。
权利要求
1.一种用于包络检测的设备，所述设备包括 控制器，被配置为通过在从调制信号采样的两个相邻信号之间执行平方和运算，来从调制信号消去载波分量； 包络检测器，被配置为检测消去了载波分量的调制信号的包络。
2.如权利要求1所述的设备，还包括 采样单元，被配置为对调制信号采样，以使采样的两个相邻信号之间的采样时间间隔满足(1/2+n) X (Ji/ω)，其中，n对应于整数，ω对应于角频率。
3.如权利要求1所述的设备，其中，控制器包括 平方处理器，被配置为对采样的两个相邻信号的每个进行平方； 合成器，被配置为合成两个平方后的采样的相邻信号。
4.如权利要求1所述的设备，其中，包络检测器通过对由平方和运算产生的值执行平方根运算，来检测调制信号的包络。
5.如权利要求4所述的设备，其中，由平方和运算产生的值表示调制信号的包络分量的平方。
6.如权利要求1所述的设备，其中，按时间次序从调制信号采样第一采样信号、第二采样信号、第三采样信号和第四采样信号，其中，控制器将第一采样信号和第二采样信号中的每个进行平方并合成，将第三采样信号和第四采样信号中的每个进行平方并合成。
7.如权利要求1所述的设备，其中，按时间次序从调制信号采样第一采样信号、第二采样信号、第三采样信号和第四采样信号，其中，控制器将第一采样信号和第二采样信号中的每个进行平方并合成，将第二采样信号和第三采样信号中的每个进行平方并合成，将第三采样信号和第四采样信号中的每个进行平方并合成。
8.如权利要求2所述的设备，其中，采样单元基于调制信号的带宽值确定η的值。
9.如权利要求1所述的设备，其中，采样的信号对应于来自模拟至数字转换器的从通过与源谐振器的互谐振存储在目标谐振器中的能量的波形采样的信号。
10.如权利要求9所述的设备，还包括 斜率计算器，被配置为计算检测的包络的斜率； 估计器，被配置为估计计算的斜率达到最大值的时间点，来作为源谐振器和目标谐振器之间的互谐振的开始点。
11.如权利要求1所述的设备，其中，采样的信号对应于来自模拟至数字转换器的从语音模拟信号米样的信号。
12.如权利要求1所述的设备，其中，采样的信号对应于来自模拟至数字转换器的从视频模拟信号采样的信号。
13.一种用于包络检测的设备，包括 计算器，被配置为通过在从调制信号采样的两个相邻信号之间执行平方和运算，来计算调制信号的包络分量的平方。
14.如权利要求13所述的设备，还包括 采样单元，被配置为对调制信号采样，以使采样的两个相邻信号之间的采样时间间隔满足(1/2+η) X (Ji/ω)，其中，η对应于整数，ω对应于角频率。
15.如权利要求14所述的设备，其中，采样单元基于调制信号的带宽值确定采样时间间隔。
16.如权利要求13所述的设备，其中，计算器通过接连地在采样的两个相邻信号之间执行平方和运算，来与对调制信号采样的采样率相同的速率计算包络分量的平方。
17.一种用于包络检测的方法，包括 通过在从调制信号采样的两个相邻信号之间执行平方和运算，来从调制信号消去载波分量; 检测消去了载波分量的调制信号的包络。
18.如权利要求17所述的方法，还包括 对调制信号采样，以使采样的两个相邻信号之间的采样时间间隔满足(1/2+n) XU/ω)，其中，η对应于整数，ω对应于角频率。
19.如权利要求17所述的方法，其中，检测的步骤包括通过对由平方和运算产生的值执行平方根运算，来检测调制信号的包络。
20.如权利要求19所述的方法，其中，平方和运算包括输出作为调制信号的包络分量的平方的值。
21.如权利要求18所述的方法，其中，基于调制信号的带宽值确定η的值。
22.如权利要求17所述的方法，其中，检测调制信号的包络的步骤包括 对由平方和运算产生的值执行平方根运算，其中，由平方和运算产生的值表示调制信号的包络分量的平方。
23.如权利要求17所述的方法，还包括 按时间次序从调制信号采样第一采样信号、第二采样信号、第三采样信号和第四采样信号; 将第一采样信号和第二采样信号中的每个进行平方并合成； 将第三采样信号和第四采样信号中的每个进行平方并合成。
24.如权利要求17所述的方法，还包括 按时间次序从调制信号采样第一采样信号、第二采样信号、第三采样信号和第四采样信号; 将第一采样信号和第二采样信号中的每个进行平方并合成； 将第二采样信号和第三采样信号中的每个进行平方并合成； 将第三采样信号和第四采样信号中的每个进行平方并合成。
25.如权利要求22所述的方法，还包括 计算检测的包络的斜率； 估计计算的斜率达到最大值的时间点，来作为源谐振器和目标谐振器之间的互谐振的开始点。
全文摘要
描述一种用于包络检测的设备和方法，所述设备和方法用于包括语音处理、图像处理、数据通信和能量/数据传输的领域。用于包络检测的设备和方法通过在从调制信号采样的信号之中的两个相邻采样信号之间执行平方和运算，来从调制信号消去载波分量。所述设备和方法从消去了载波分量的调制信号检测调制信号的包络。
文档编号H04L25/03GK103036825SQ20121028685
公开日2013年4月10日 申请日期2012年8月13日 优先权日2011年10月7日
发明者权义根, 金尚骏 申请人:三星电子株式会社