【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体，具体而言，涉及一种高速高分辨的无线传感方法及系统。
技术介绍
1、现有无线传感器通常由传感器、电源、控制处理单元和射频收发信机等四部分组成，如图1所示。这种传感器在生产生活中大量使用，但存在以下三个较大的缺陷。首先，电池或能量收集的供电方式使系统供电受限，通常需要让系统休眠来满足长时工作的要求，而不能满足强实时性的需要；其次，同样受供电能力的限制，将传感器获得的模拟电信号转换成数字信号的模数转换器的数字分辨率（体现为数字有效位）不能太高，通常不会超过8位，难以满足高精度需求；最后，由上电速度、信号处理过程和射频收发共同构成的系统时延较长，以rfid为代表的无源系统为例，该时延会高于数十毫秒，难以满足高速应用场景，也呈现跟5g等物联网技术的亚毫秒时延的严重失配。
2、另外，以声表技术和无芯片rfid技术为代表的背散射传感技术，能在供电方式上解决电池和能量收集等限制问题，但其时延和分辨能力上仍存在上述问题。如图2所示，基于散射原理的无源传感技术检测的是回波与入射波的比值（s11），散射回波带宽直接决定系统的分辨率，不仅随回波中心频率而变，还严重受谐振器品质因数影响，为了提升系统的分辨率，通常需要在阅读器端有复杂的处理算法，增加系统时延，使典型的声表测温系统其时延在百毫秒量级；另外，散射回波测量通常需要扫频或脉冲测量，不仅使扫频系统构造复杂，也存在难以与图1系统比拟的分辨能力。
技术实现思路
1、为了解决上述存在的问题，本申请提出了一种高速高分辨的无线传
2、第一方面，本专利技术实施例提供了一种高速高分辨的无线传感方法，应用于高速高分辨的无线传感系统，所述系统包括换能元件、压控振荡器和电源，换能元件分别与压控振荡器和电源电连接，压控振荡器与电源电连接；电源用于为换能元件和压控振荡器提供能源；所述方法包括：
3、当换能元件输出信号是电信号时，如果换能元件将物理量信号转换成电压信号，将所述电压信号加在压控振荡器的调谐端，使得压控振荡器的输出频率随输入电压信号发生改变，将换能元件输出的电压信号变换成频率信号由天线以无线的方式向远端发送，以实现无线传感。
4、可选的，所述方法还包括：
5、如果换能元件将物理信号转化成电流信号时，将电流信号转换成电压信号，将所述电压信号加在压控振荡器的调谐端，使得压控振荡器的输出频率随输入电压信号发生改变，将换能元件输出的电压信号变换成频率信号由天线以无线的方式向远端发送，以实现无线传感。
6、可选的，所述方法还包括：
7、当换能元件是以谐振器的方式出现时，直接以换能元件作为压控振荡器的谐振单元，换能元件作为谐振单元将传感信息直接调制在压控振荡器的输出频率上；
8、或者用锁频的方式直接将压控振荡器锁定在所述谐振器构成的振荡器上，使压控振荡器的输出频率随谐振器的传感信息发生变化；压控振荡器的输出信号由天线以无线的方式向远端发送，以实现无线传感。
9、可选的，所述方法还包括：
10、当所述压控振荡器中的有源器件是以脉泽或交流小信号驱动时，如果换能元件输出为电流信号或电压信号，用lc谐振器做脉泽或交流小信号驱动电路的谐振网络，用流控电感将电流信号转换为频率调制信号，用压控电容将电压信号转换为频率调制信号，产生的信号由天线完成发送，以实现无线传感。
11、当换能元件是以谐振器的方式出现时，用谐振器作为脉泽或交流小信号驱动电路的谐振单元，将传感信息直接调制在脉泽或交流小信号驱动电路的输出频率上，产生的信号由天线完成发送，以实现无线传感。
12、可选的，所述换能元件是传感器/换能器。
13、第二方面，本专利技术实施例提供了一种高速高分辨的无线传感系统，包括换能元件和压控振荡器，换能元件与压控振荡器电连接。在所述高速高分辨的无线传感系统中，当换能元件输出信号是电信号时，如果换能元件将物理量信号转换成电压信号，将所述电压信号加在压控振荡器的调谐端，使得压控振荡器的输出频率随输入电压信号发生改变，将换能元件输出的电压信号变换成频率信号由天线以无线的方式向远端发送，以实现无线传感。如果换能元件将物理信号转化成电流信号时，将电流信号转换成电压信号，将所述电压信号加在压控振荡器的调谐端，使得压控振荡器的输出频率随输入电压信号发生改变，将换能元件输出的电压信号变换成频率信号由天线以无线的方式向远端发送，以实现无线传感。
14、当换能元件是以谐振器的方式出现时，直接以换能元件作为压控振荡器的谐振单元，换能元件作为谐振单元将传感信息直接调制在压控振荡器的输出频率上；或者用锁频的方式直接将压控振荡器锁定在所述谐振器构成的振荡器上，使压控振荡器的输出频率随谐振器的传感信息发生变化；压控振荡器的输出信号由天线以无线的方式向远端发送，以实现无线传感。当所述压控振荡器中的有源器件是以脉泽或交流小信号驱动时，如果换能元件输出为电流信号或电压信号，用lc谐振器做脉泽或交流小信号驱动电路的谐振网络，用流控电感将电流信号转换为频率调制信号，用压控电容将电压信号转换为频率调制信号，产生的信号由天线完成发送，以实现无线传感。当换能元件是以谐振器的方式出现时，用谐振器作为脉泽或交流小信号驱动电路的谐振单元，将传感信息直接调制在脉泽或交流小信号驱动电路的输出频率上，产生的信号由天线完成发送，以实现无线传感。
15、相较于现有技术，本专利技术实施例达到了以下有益效果：
16、本专利技术实施例还提供了一种高速高分辨的无线传感方法及系统， 当换能元件输出信号是电信号时，如果换能元件将物理量信号转换成电压信号，将所述电压信号加在压控振荡器的调谐端，使得压控振荡器的输出频率随输入电压信号发生改变，将换能元件输出的电压信号变换成频率信号由天线以无线的方式向远端发送，以实现无线传感。如果换能元件将物理信号转化成电流信号时，将电流信号转换成电压信号，将所述电压信号加在压控振荡器的调谐端，使得压控振荡器的输出频率随输入电压信号发生改变，将换能元件输出的电压信号变换成频率信号由天线以无线的方式向远端发送，以实现无线传感。当换能元件是以谐振器的方式出现时，直接以换能元件作为压控振荡器的谐振单元，换能元件作为谐振单元将传感信息直接调制在压控振荡器的输出频率上；或者用锁频的方式直接将压控振荡器锁定在所述谐振器构成的振荡器上，使压控振荡器的输出频率随谐振器的传感信息发生变化；压控振荡器的输出信号由天线以无线的方式向远端发送，以实现无线传感。
17、当所述压控振荡器中的有源器件是以脉泽或交流小信号驱动时，如果换能元件输出为电流信号或电压信号，用lc谐振器做脉泽或交流小信号驱动电路的谐振网络，用流控电感将电流信号转换为频率调制信号，用压控电容将电压信号转换为频率调制信号，产生的信号由天线完成发送，以实现无线传感。当换能元件是以谐振器的方式出现时，用谐振器作为脉泽或交流小信号驱动电路的谐振单元，将传感信息直接调制在脉泽或交流小信号驱动电路的输出频率上，产生的信号由本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高速高分辨的无线传感方法，其特征在于，应用于高速高分辨的无线传感系统，所述系统包括换能元件、压控振荡器和电源，换能元件分别与压控振荡器和电源电连接，压控振荡器与电源电连接；电源用于为换能元件和压控振荡器提供能源；所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的高速高分辨的无线传感方法，其特征在于，所述方法还包括：
3.根据权利要求1所述的高速高分辨的无线传感方法，其特征在于，所述方法还包括：
4.根据权利要求1-3任一项所述的高速高分辨的无线传感方法，其特征在于，所述方法还包括：
5.根据权利要求1所述的高速高分辨的无线传感方法，其特征在于，所述换能元件是传感器/换能器。
6.一种高速高分辨的无线传感系统，其特征在于，包括换能元件、压控振荡器和电源，换能元件分别与压控振荡器和电源电连接，压控振荡器与电源电连接；
7.根据权利要求6所述的高速高分辨的无线传感系统，其特征在于，如果换能元件将物理信号转化成电流信号时，将电流信号转换成电压信号，将所述电压信号加在压控振荡器的调谐端，使得压控振荡器的输出频率随输入电压
8.根据权利要求6所述的高速高分辨的无线传感系统，其特征在于，当换能元件是以谐振器的方式出现时，直接以换能元件作为压控振荡器的谐振单元，换能元件作为谐振单元将传感信息直接调制在压控振荡器的输出频率上；
9.根据权利要求6-8任一项所述的高速高分辨的无线传感系统，其特征在于，当所述压控振荡器中的有源器件是以脉泽或交流小信号驱动时，如果换能元件输出为电流信号或电压信号，用LC谐振器做脉泽或交流小信号驱动电路的谐振网络，用流控电感将电流信号转换为频率调制信号，用压控电容将电压信号转换为频率调制信号，产生的信号由天线完成发送，以实现无线传感；
10.根据权利要求6所述的高速高分辨的无线传感系统，其特征在于，所述换能元件是传感器/换能器。
...【技术特征摘要】
1.一种高速高分辨的无线传感方法，其特征在于，应用于高速高分辨的无线传感系统，所述系统包括换能元件、压控振荡器和电源，换能元件分别与压控振荡器和电源电连接，压控振荡器与电源电连接；电源用于为换能元件和压控振荡器提供能源；所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的高速高分辨的无线传感方法，其特征在于，所述方法还包括：
3.根据权利要求1所述的高速高分辨的无线传感方法，其特征在于，所述方法还包括：
4.根据权利要求1-3任一项所述的高速高分辨的无线传感方法，其特征在于，所述方法还包括：
5.根据权利要求1所述的高速高分辨的无线传感方法，其特征在于，所述换能元件是传感器/换能器。
6.一种高速高分辨的无线传感系统，其特征在于，包括换能元件、压控振荡器和电源，换能元件分别与压控振荡器和电源电连接，压控振荡器与电源电连接；
7.根据权利要求6所述的高速高分辨的无线传感系统，其特征在于，如果换能元件将物理信号转化成...
【专利技术属性】
技术研发人员：补世荣，谢沛臻，王凌，
申请(专利权)人：壹甲子成都通讯有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。