ASK调幅信号包络检测系统技术方案

本发明专利技术特别涉及一种ASK调幅信号包络检测系统，包括依次串联的高压信号采集电路、包络检测电路以及带通放大电路，所述的高压信号采集电路的输入端连接线圈的一端用于采集线圈的高压信号并进行衰减后输出至包络检测电路，包络检测电路从调幅信号中将低频信号解调出来后输出至带通放大电路，带通放大电路用于滤除载波信号、共模信号后输出基带信号至后级解调电路进行进一步的解调。通过以上方案，移除了片外二极管、高压电容和部分电阻，大大降低了无线充电系统的成本；同时，这里实现了高度集成的检波方案，电路体积也得以缩小，在实际使用时，除片外电阻R1外，其他电路部分都可以集成到芯片内部，使用起来非常方便。

ASK Amplitude Modulation Signal Envelope Detection System

【技术实现步骤摘要】
ASK调幅信号包络检测系统
本专利技术涉及电子
，特别涉及一种ASK调幅信号包络检测系统。
技术介绍
无线充电技术的市场需求越来越大，其中基于无线充电联盟(WPC)QI标准的方案成为主流方案。QI标准规定无线充电系统采用ASK方式进行接收端到发射端的数据通信，调幅信号频率低至2kHz左右，调幅载波频率为87kHz-250kHz。诸如IDT公司P9242R、TI公司的BQ50002等市场主流的无线充电系统方案采用一种传统的包络检波方法，该方法如图1所示，从充电线圈的一端采集高压ASK信号，将该信号经由分立的二极管、电容、电阻组成的半波整流包络检测电路，再经过高通滤波电容传送至SOC芯片进行信号处理。该方案的主要缺点是需要片外的二极管，耐高压的电容，数个电阻，提升了系统方案的总成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种成本低、集成度高的ASK调幅信号包络检测系统。为实现以上目的，本专利技术采用的技术方案为：一种ASK调幅信号包络检测系统，包括依次串联的高压信号采集电路、包络检测电路以及带通放大电路，所述的高压信号采集电路的输入端连接线圈的一端用于采集线圈的高压信号并进行衰减后输出至包络检测电路，包络检测电路从调幅信号中将低频信号解调出来后输出至带通放大电路，带通放大电路用于滤除载波信号、共模信号后输出基带信号至后级解调电路进行进一步的解调。与现有技术相比，本专利技术存在以下技术效果：通过以上方案，移除了片外二极管、高压电容和部分电阻，大大降低了无线充电系统的成本；同时，这里采用集成度非常高的高压信号采集电路、包络检测电路以及带通放大电路，实现了高度集成的检波方案，电路体积也得以缩小，在实际使用时，除片外电阻R1外，其他电路部分都可以集成到芯片内部，使用起来非常方便。附图说明图1是传统的采用片外包络检测方案的结构框图；图2是本专利技术的结构框图；图3是本专利技术高压信号采集电路实施例一的电路图；图4是本专利技术高压信号采集电路实施例二的电路图；图5是本专利技术高压信号采集电路实施例三的电路图；图6是本专利技术包络检测电路的电路图；图7是本专利技术重要节点的波形图；图8是图7在9.3ms附近波形的放大图。具体实施方式下面结合图2至图8，对本专利技术做进一步详细叙述。参阅图2，一种ASK调幅信号包络检测系统，包括依次串联的高压信号采集电路、包络检测电路以及带通放大电路，所述的高压信号采集电路的输入端连接线圈的一端用于采集线圈的高压信号并进行衰减后输出至包络检测电路，包络检测电路从调幅信号中将低频信号解调出来后输出至带通放大电路，带通放大电路用于滤除载波信号、共模信号后输出基带信号至后级解调电路进行进一步的解调。通过以上方案，移除了片外二极管、高压电容和部分电阻，大大降低了无线充电系统的成本；同时，这里采用集成度非常高的高压信号采集电路、包络检测电路以及带通放大电路，实现了高度集成的检波方案，电路体积也得以缩小，在实际使用时，除片外电阻R1外，其他电路部分都可以集成到芯片内部，使用起来非常方便。本系统移除片外分立器件，实现高度集成的检波方案，这里通过设置三个电路来解决了下面三个问题。其一，由于线圈高压信号可以达到40V，为了保证采样电压范围不超过SOC芯片的耐压范围，需要对信号进行衰减、增加钳位保护或者过压保护等功能；其二，为保证片上检波方案的检波精度足够大，需要对包络信号进行放大调理，并提取出基带信号；其三，为了保证ASK信号低频共模电压波动不影响后级信号处理，需要进行高通滤波。作为本专利技术的优选方案，所述的高压信号采集电路包括片外电阻R1、片内钳位保护电路和片内跨阻放大器，线圈上的高压信号Vcoil被片外电阻R1转换成电流Isns，电流Isns经过片内跨阻放大器转换为输出电压Vsns后输出至包络检测电路，片内钳位保护电路用于确保片外电阻R1输出端的端口电压Vpad处于完全范围内。片内跨阻放大器有很多种结构可以实现，这里提供了三种较为优选的实施方案以供参考。参阅图3，实施例一，所述的片内钳位保护电路由片内电阻R2构成，片内跨阻放大器包括放大器A和电阻RZ；线圈的一端连接片外电阻R1的一端，片外电阻R1的另一端连接放大器A的反相输入端，片外电阻R1和放大器A的反相输入端之间引出一条支路通过片内电阻R2接地，放大器A的同相输入端接地，放大器A的输出端和反相输入端之间串联有电阻RZ，放大器A的输出端连接包络检测电路。这里，放大器A和电阻RZ构成了所述的跨阻放大器。当线圈输入电压为负时，跨阻放大器将线圈电压转换为流经片外电阻R1产生的电流，并流经电阻RZ，转换为输出电压Vsns，从而实现信号衰减的作用，并且由于放大器A的高增益特性，片内电阻R2仅有微弱的电流，不影响转换精度，Vsns计算公式如下：式中：A为放大器的增益，A足够大时，例如A>>60dB，则上式可以简化为当线圈输入电压为正时，跨阻放大器饱和，增益下降，输出为0，此时片内电阻R2与片外电阻R1构成的衰减电路提供钳位保护功能，钳位电压Vclamp计算公式如下：参阅图4，实施例二，所述的片内钳位保护电路由片内电阻R2构成，片内跨阻放大器包括放大器A、MOS管M1和电阻RZ；线圈的一端连接片外电阻R1的一端，片外电阻R1的另一端连接放大器A的反相输入端，片外电阻R1和放大器A的反相输入端之间引出一条支路通过片内电阻R2接地，放大器A的同相输入端接地，放大器A的输出端连接MOS管M1的栅极，MOS管M1的源极连接放大器A的反相输入端，MOS管M1的漏极通过电阻RZ接电源VDD，MOS管M1的漏极还作为输出端连接包络检测电路。实施例二是一种以电源电压为输出参考电压的实现方式，其Vsns计算公式如下：输入引脚的钳位电压Vclamp计算公式如下：参阅图5，实施例三，所述的片内钳位保护电路由片内电阻R2构成，片内跨阻放大器包括放大器A1、放大器A2、MOS管M1和电阻RZ；线圈的一端连接片外电阻R1的一端，片外电阻R1的另一端连接放大器A1的反相输入端，片外电阻R1和放大器A1的反相输入端之间引出一条支路通过片内电阻R2接地，放大器A1的同相输入端接地，放大器A1的输出端连接MOS管M1的栅极，MOS管M1的源极连接放大器A1的反相输入端，MOS管M1的漏极连接放大器A2的反相输入端，放大器A2的同相输入端连接共模电压VB，放大器A2的输出端和反相输入端之间串联有电阻RZ，放大器A2的输出端连接包络检测电路。实施例三是一种具备设置输出共模电压功能的实现方式，第一级放大器A1与MOS管M1将流经R1的电流传送至第二级放大器A2和电阻RZ构成的跨阻放大器，最后输出共模电压为VB的输出信号。其Vsns计算公式如下：输入引脚的钳位电压Vclamp计算公式跟实施例二中一致，这里就不再赘述。参阅图6，包络检测电路也有很多方案可以实现，本专利技术中优选地，所述的包络检测电路包括放大器A3、放大器A4以及MOS管M2；高压信号采集电路的输出端连接放大器A3的同相输入端，，放大器A3的输出端连接MOS管M2的栅极，MOS管M2的漏极接电源VDD，放大器A3的反相输入端、电容Crec的一端、MOS管M2的源极、放大器A4的正相输入端、电阻Rrec的一端连接在一起，电容Crec的另一端接地，电阻Rrec的另一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种ASK调幅信号包络检测系统，其特征在于：包括依次串联的高压信号采集电路、包络检测电路以及带通放大电路，所述的高压信号采集电路的输入端连接线圈的一端用于采集线圈的高压信号并进行衰减后输出至包络检测电路，包络检测电路从调幅信号中将低频信号解调出来后输出至带通放大电路，带通放大电路用于滤除载波信号、共模信号后输出基带信号至后级解调电路进行进一步的解调。

【技术特征摘要】
1.一种ASK调幅信号包络检测系统，其特征在于：包括依次串联的高压信号采集电路、包络检测电路以及带通放大电路，所述的高压信号采集电路的输入端连接线圈的一端用于采集线圈的高压信号并进行衰减后输出至包络检测电路，包络检测电路从调幅信号中将低频信号解调出来后输出至带通放大电路，带通放大电路用于滤除载波信号、共模信号后输出基带信号至后级解调电路进行进一步的解调。2.如权利要求1所述的ASK调幅信号包络检测系统，其特征在于：所述的高压信号采集电路包括片外电阻R1、片内钳位保护电路和片内跨阻放大器，线圈上的高压信号Vcoil被片外电阻R1转换成电流Isns，电流Isns经过片内跨阻放大器转换为输出电压Vsns后输出至包络检测电路，片内钳位保护电路用于确保片外电阻R1输出端的端口电压Vpad处于完全范围内。3.如权利要求2所述的ASK调幅信号包络检测系统，其特征在于：所述的片内钳位保护电路由片内电阻R2构成，片内跨阻放大器包括放大器A和电阻RZ；线圈的一端连接片外电阻R1的一端，片外电阻R1的另一端连接放大器A的反相输入端，片外电阻R1和放大器A的反相输入端之间引出一条支路通过片内电阻R2接地，放大器A的同相输入端接地，放大器A的输出端和反相输入端之间串联有电阻RZ，放大器A的输出端连接包络检测电路。4.如权利要求2所述的ASK调幅信号包络检测系统，其特征在于：所述的片内钳位保护电路由片内电阻R2构成，片内跨阻放大器包括放大器A、MOS管M1和电阻RZ；线圈的一端连接片外电阻R1的一端，片外电阻R1的另一端连接放大器A的反相输入端，片外电阻R1和放大器A的反相输入端之间引出一条支路通过片内电阻R2接地，放大器A...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙鹏，王志，钟成保，
申请(专利权)人：四川中微芯成科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51