專利名稱：一種用于低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)的差分模擬前端裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種用于低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)的差分模擬前端裝置，以及利用這種裝置對(duì)低頻信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的方法。
背景技術(shù)：
如今，已經(jīng)出現(xiàn)了在手機(jī)中的SIM(Subscriber Identity Module,用戶識(shí)別模塊)卡上增加射頻功能(稱為射頻SIM卡)或者在手機(jī)主板上增加近距離通信模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)手機(jī)近距離通信的方法，這種方法的出現(xiàn)使得手機(jī)成為一個(gè)可以充值、消費(fèi)、交易及身份認(rèn)證的超級(jí)智能終端，極大地滿足市場(chǎng)的迫切需求。其中，基于射頻SIM的手機(jī)近距離解決方案以其簡(jiǎn)單、無(wú)需更改手機(jī)等優(yōu)勢(shì)得到廣泛的關(guān)注，在該方案中，射頻SIM采用UHF (Ultra HighFrequency，超高頻)等技術(shù)使得射頻SIM卡嵌入在手機(jī)內(nèi)部時(shí)射頻信號(hào)仍然可以從手機(jī)中透射出來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)不必對(duì)現(xiàn)有的手機(jī)進(jìn)行任何結(jié)構(gòu)改變就可使得手機(jī)具備近距離通信功能。但是，不同手機(jī)由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同造成射頻信號(hào)透射效果存在很大的差異，透射強(qiáng)的手機(jī)其射頻SIM卡射頻通信距離可能達(dá)到幾米遠(yuǎn)的距離，透射弱的手機(jī)其射頻SIM卡通信距離也可以達(dá)到幾十厘米。在移動(dòng)支付應(yīng)用中，如公交地鐵刷卡，通常都會(huì)對(duì)于交易距離有嚴(yán)格的要求以確保交易的安全，例如交易距離要求限制在IOcm以下，以防止用戶在不知情的情況下誤刷，造成損失；另一方面，還要求在規(guī)定距離以下保證通信的可靠性，以提高交易的效率。因此，基于射頻SM的手機(jī)在增加近距離通信功能的同時(shí)，還必須能夠有效控制其交易的距離范圍。因此又提出了一種低頻交變磁場(chǎng)近距離通訊結(jié)合RF高頻通訊的系統(tǒng)和方法，解決了上述問(wèn)題。該系統(tǒng)利用低頻交變磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)距離檢測(cè)和控制，并實(shí)現(xiàn)讀卡器和卡的單向通訊，利用RF通道結(jié)合低頻通訊實(shí)現(xiàn)終端的可靠綁定，同時(shí)利用RF通道實(shí)現(xiàn)讀卡器和卡之間高速的數(shù)據(jù)通訊。但是，該方案中，低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)(處于卡的一方)中所接收到的低頻信號(hào)夾雜著電路噪聲和環(huán)境噪聲，影響了距離檢測(cè)和控制的精度，因此，如何有效地減小電路噪聲和環(huán)境噪聲對(duì)低頻信號(hào)的干擾成為目前亟待解決的問(wèn)題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)的差分模擬前端裝置，減小電路噪聲和環(huán)境噪聲對(duì)低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)中所接收到的低頻信號(hào)的干擾，提高低頻交變磁場(chǎng)距離檢測(cè)和控制的精度。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種用于低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)的差分模擬前端裝置，應(yīng)用于近距離通信系統(tǒng)，包括至少一個(gè)磁感應(yīng)模塊、至少一個(gè)低通濾波模塊、至少一個(gè)放大器、至少一個(gè)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器和至少一個(gè)比較器，所述磁感應(yīng)模塊、低通濾波模塊、放大器順次相連，所述放大器的輸出端與所述比較器的正向輸入端相連，所述數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器的輸出端與所述比較器的反向輸入端相連，所述放大器為差分放大器。進(jìn)一步地，上述裝置還可具有以下特點(diǎn)，包括一個(gè)磁感應(yīng)模塊、一個(gè)低通濾波模塊、一個(gè)放大器、兩個(gè)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器和兩個(gè)比較器，所述磁感應(yīng)模塊、低通濾波模塊、放大器順次相連，所述放大器的輸出端分別與所述兩個(gè)比較器的正向輸入端相連，所述兩個(gè)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器與所述兩個(gè)比較器組成兩路，每一路中數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器的輸出端與比較器的反向輸入端相連，每上下兩路組成一對(duì)，共一對(duì)。進(jìn)一步地，上述裝置還可具有以下特點(diǎn)，包括一個(gè)磁感應(yīng)模塊、一個(gè)低通濾波模塊、一個(gè)放大器、六個(gè)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器和六個(gè)比較器，所述放大器的輸出端分別與所述六個(gè)比較器的正向輸入端相連，所述六個(gè)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器與所述六個(gè)比較器組成六路，每一路中數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器的輸出端與比較器的反向輸入端相連，每上下兩路組成一對(duì)，共三對(duì)。進(jìn)一步地，上述裝置還可具有以下特點(diǎn)，所述磁感應(yīng)模塊為差分磁感應(yīng)線圈、差分霍爾器件或差分巨磁阻器件。進(jìn)一步地，上述裝置還可具有以下特點(diǎn)，所述磁感應(yīng)模塊為差分磁感應(yīng)線圈，所述差分磁感應(yīng)線圈的兩輸出端直接與所述低通濾波模塊的兩輸入端相連。 進(jìn)一步地，上述裝置還可具有以下特點(diǎn)，所述磁感應(yīng)模塊為差分霍爾器件，所述差分霍爾器件的兩個(gè)輸出端通過(guò)隔直電容與所述低通濾波模塊兩個(gè)輸入端相連；或者所述差分霍爾器件一個(gè)輸出端通過(guò)隔直電容與所述低通濾波模塊一個(gè)輸入端相連，而所述差分霍爾器件的另一個(gè)輸出端直接與低通濾波模塊另一個(gè)輸入端相連；或者所述差分霍爾器件的兩個(gè)輸出端直接與所述低通濾波模塊的兩個(gè)輸入端相連。進(jìn)一步地，上述裝置還可具有以下特點(diǎn)，所述磁感應(yīng)模塊為差分巨磁阻器件，所述差分巨磁阻器件的兩個(gè)輸出端通過(guò)隔直電容與所述低通濾波模塊的兩個(gè)輸入端相連；或者所述差分巨磁阻器件的一個(gè)輸出端通過(guò)隔直電容與所述低通濾波模塊的一個(gè)輸入端相連，而所述差分巨磁阻器件的另一個(gè)輸出端直接與所述低通濾波模塊的另一個(gè)輸入端相連；或者所述差分巨磁阻器件的兩個(gè)輸出端直接與所述低通濾波模塊的兩個(gè)輸入端相連。進(jìn)一步地，上述裝置還可具有以下特點(diǎn)，所述放大器為接成電阻負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)的單級(jí)差分放大器或多級(jí)級(jí)聯(lián)差分放大器。進(jìn)一步地，上述裝置還可具有以下特點(diǎn)，所述放大器為四級(jí)級(jí)聯(lián)差分放大器，該四級(jí)級(jí)聯(lián)差分放大器的組成為第一級(jí)包括第一差分放大器、電阻Ral、電阻Rbl、電阻Rall、電阻Rbll、電容C1和電容C11 ;電阻Ral的一端接正相信號(hào)輸入端口 Al NP，另一端接電阻Rbl，電阻Rbl的另一端接所述第一差分放大器的反向輸出端，電阻Ral和電阻Rbl的接點(diǎn)接所述第一差分放大器的同向輸入端，電容C1與電阻Rbl并聯(lián)，電阻Rall的一端接反相信號(hào)輸入端口 AINN，另一端接電阻Rbll，電阻Rbll的另一端接所述第一差分放大器的同向輸出端，電阻Rall和電阻Rbll的接點(diǎn)接所述第一差分放大器的反向輸入端，電容C11與電阻Rbll并聯(lián)；第二級(jí)包括第二差分放大器、電阻Ra2、電阻Rb2、電阻Ra21、電阻Rm、電容Qe和電容C21 ;電容C2的一端接所述第一差分放大器的反向輸出端,另一端接電阻Ra2,電阻Ra2的另一端接所述第二差分放大器的同向輸入端，電阻Rb2接在所述第二差分放大器的同向輸入端和反向輸出端之間，電容C21的一端接所述第一差分放大器的同向輸出端,另一端接電阻Ra21,電阻Ra21的另一端接所述第二差分放大器的反向輸入端，電阻Rb21接在所述第二差分放大器的反向輸入端和同向輸出端之間；
第三級(jí)包括第三差分放大器、電阻Ra3、電阻Rb3、電阻Ra31、電阻Rb31、電容C3和電容C31 ;電阻Ra3接在所述第二差分放大器的反向輸出端和所述第三差分放大器的同向輸入端之間，電阻Rb3和電容C3并聯(lián)在所述第三差分放大器的同向輸入端和同向輸出端之間，電阻Ra31接在所述第二差分放大器的同向輸出端和所述第三差分放大器的反向輸入端之間，電阻Rb31和電容C31并聯(lián)在所述第三差分放大器的反向輸入端和同向輸出端之間；第四級(jí)包括第四放大器、電阻Ra4、電阻Rb4、電阻Ra41、電阻Rb41、電容C4和電容C41 ；電容C4的一端接所述第三差分放大器的反向輸出端，另一端接電阻Ra4，電阻Ra4的另一端接所述第四放大器的反向輸入端，電阻Rb4接在所述第四放大器的反向輸入端和輸出端之間，電容C41的一端接所述第三差分放大器的同向輸出端，另一端接電阻&41，電阻Ra41的另一端接所述第四放大器的同向輸入端，電阻Rb41接在所述第四放大器的同向輸入端和地之間。進(jìn)一步地，上述裝置還可具有以下特點(diǎn)，所述放大器為四級(jí)級(jí)聯(lián)差分放大器，該四級(jí)級(jí)聯(lián)差分放大器的組成為
第一級(jí)包括第一差分放大器、電阻Ral、電阻Rbl、電阻Rall和電阻Rbll ；電阻Ral的一端接正相信號(hào)輸入端口 AINP，另一端接電阻Rbl，電阻Rbl的另一端接所述第一差分放大器的反向輸出端，電阻Rai和電阻RbI的接點(diǎn)接所述第一差分放大器的同向輸入端，電阻Rall的一端接反相信號(hào)輸入端口 AINN，另一端接電阻Rbll,電阻Rbll的另一端接所述第一差分放大器的同向輸出端，電阻Rall和電阻Rbll的接點(diǎn)接所述第一差分放大器的反向輸入端；第二級(jí)包括第二差分放大器、電阻Ra2、電阻Rb2、電阻Ra21、電阻Rb21、電阻Rc^電阻Rcl!>電容Q、電容C2、電容C11和電容C21 ；電阻Rca、電容C2和電阻Ra2順次串聯(lián)在所述第一差分放大器的反向輸出端和所述第二差分放大器的同向輸入端之間，電容C1接在電阻Rca和電容C2的接點(diǎn)與地之間，電阻Rb2接在所述第二差分放大器的同向輸入端和反向輸出端之間，電阻Rm、電容C21和電阻Ra21順次串聯(lián)在所述第一差分放大器的同向輸出端和所述第二差分放大器的反向輸入端之間，電容C11接在電阻Rca和電容C21的接點(diǎn)與地之間，電阻Rm接在所述第二差分放大器的反向輸入端和同向輸出端之間；第三級(jí)包括第三差分放大器、電阻Ra3、電阻Rb2、電阻Ra3I和電阻Rb3I ；電阻Ra3的一端接所述第二差分放大器的反向輸出端，另一端接電阻Rb3,電阻Rb3的另一端接所述第三差分放大器的反向輸出端，電阻Ra3和電阻Rb3的接點(diǎn)接所述第三差分放大器的同向輸入端，電阻Ra31的一端接所述第二差分放大器的同向輸出端，另一端接電阻Rb31,電阻Rb31的另一端接所述第三差分放大器的同向輸出端，電阻R31和電阻Rb31的接點(diǎn)接所述第三差分放大器的反向輸入端；第四級(jí)包括第四放大器、電阻Ra4、電阻Rb4、電阻Ra41、電阻Rb41、電阻艮2、電阻1 。21、電容C3、電容C4、電容C31和電容C41 ；電阻、電容C4和電阻Ra4順次串聯(lián)在所述第三差分放大器的反向輸出端和所述第四放大器的反向輸入端之間，電容C3接在電阻Re2和電容C4的接點(diǎn)與地之間，電阻Rb4接在所述第四放大器的反向輸入端和輸出端之間，電阻Re21、電容C41和電阻Ra41順次串聯(lián)在所述第三差分放大器的同向輸出端和所述第四放大器的同向輸入端之間，電容C31接在電阻Re21和電容C41的接點(diǎn)與地之間，電阻Rb41接在所述第四放大器的同向輸入端和地之間。進(jìn)一步地，上述裝置還可具有以下特點(diǎn)，所述放大器為三級(jí)級(jí)聯(lián)差分放大器，該三級(jí)級(jí)聯(lián)差分放大器的組成為
第一級(jí)包括第一差分放大器、電阻Ral、電阻Rbl、電阻Rall、電阻Rbll、電容C1和電容C11 ;電阻Ral的一端接正相信號(hào)輸入端口 AINP，另一端接電阻Rbl，電阻Rbl的另一端接所述第一差分放大器的反向輸出端，電阻Ral和電阻Rbl的接點(diǎn)接所述第一差分放大器的同向輸入端，電容C1與電阻Rbl并聯(lián)，電阻Rall的一端接反向信號(hào)輸入端口 AINN，另一端接電阻Rbll，電阻Rbll的另一端接所述第一差分放大器的同向輸出端，電阻Rall和電阻Rbll的接點(diǎn)接所述第一差分放大器的同向輸入端，電容C11與電阻Rbll并聯(lián)；第二級(jí)包括第二差分放大器、電阻Ra2、電阻Rb2、電阻Ra21、電阻Rb21、電容C2、電容C3>電容C21和電容C31 ；電容C2和電阻Ra2順次串聯(lián)在所述第一差分放大器的反向輸出端和所述第二差分放大器的同向輸入端之間，電容C3和電阻Rb2并聯(lián)在所述第二差分放大器的同向輸入端和反向輸出端之間，電容C21和電阻Ra21順次串聯(lián)在所述第一差分放大器的反向輸出端和所述第二差分放大器的同向輸入端之間，電容C31和電阻Rb21并聯(lián)在所述第二差分放大器的同向輸入端和反向輸出端之間；第三級(jí)包括第三放大器、電阻Ra3、電阻Rb3、電阻Ra31、電阻Rb31、電容C4和電容C41 ；電容C4和電阻Ra3順次串聯(lián)在所述第二差分放大器的反向輸出端和所述第三放大器的同向輸入端之間，電容C41和電阻Ra31順次串聯(lián)在所述第二差分放大器的同向輸出端和所述第三放大器的反向輸入端之間，電阻Rb3接在所述第三放大器的同向輸入端和輸出端之間，電阻Rb31接在所述第三放大器的反向輸入端和地之間。進(jìn)一步地，上述裝置還可具有以下特點(diǎn)，所述數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器為電流模式R2R結(jié)構(gòu)，所述數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器的輸出范圍最大為二分之一電源地電壓。進(jìn)一步地，上述裝置還可具有以下特點(diǎn)，所述數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器為電流模式R2R結(jié)構(gòu)，所述數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器的輸出范圍不局限于二分之一電源地電壓，并且共模電平可調(diào)節(jié)。進(jìn)一步地，上述裝置還可具有以下特點(diǎn)，所述數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器為電壓模式R2R結(jié)構(gòu)，所述數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器的輸出范圍不局限于二分之一電源地電壓。進(jìn)一步地，上述裝置還可具有以下特點(diǎn)，所述數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器為R2R網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，所述數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器的輸出范圍大至電源地電壓。進(jìn)一步地，上述裝置還可具有以下特點(diǎn)，用于比較高電平的比較器包括三個(gè)NMOS管MnO、Mnl、Mn2和兩個(gè)PMOS管Mpl、Mp2，以及一個(gè)反向器，PMOS管Mpl和PMOS管Mp2的柵極相連，源極均接電源Vcc，PMOS管Mpl的漏極接NMOS管Mnl的漏極，NMOS管Mn I和NMOS管Mn2的源極均接NMOS管MnO的漏極，NMOS管Mn2的漏極接PMOS管Mp2的漏極，NMOS管MnO的源極接地GND，柵極接偏置電壓Vbn，反向器的輸入端接PMOS管Mp2的漏極，NMOS管Mn2的柵極為比較器的正向輸入端Vin+，NMOS管Mnl的柵極為比較器的反向輸入端Vin-，反向器的輸出端為比較器的輸出端Vo。進(jìn)一步地，上述裝置還可具有以下特點(diǎn)，用于比較低電平的比較器包括三個(gè)PMOS管MpO、Mp3、Mp4和兩個(gè)NMOS管Mn3、Mn4以及一個(gè)反向器，PMOS管MpO的源極接電源Vcc，柵極接偏置電壓Vbp，漏極接PMOS管Mp3和PMOS管Mp4的源極，PMOS管Mp3的漏極接NMOS管Mn3的漏極和柵極，NMOS管Mn3和NMOS管Mn4的源極接地GND，NMOS管Mn4的漏極接PMOS管Mp4的漏極，反向器的輸入端接NMOS管Mn4的漏極，PMOS管Mp4的柵極為比較器的正向輸入端Vin+，PM0S管Mp3的柵極為比較器的反向輸入端Vin-，反向器的輸出端為比較器的輸出端Vo。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提出了一種低頻信號(hào)檢測(cè)方法，基于上述的用于低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)的差分模擬前端裝置，包括步驟a，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，測(cè)量磁感應(yīng)模塊與發(fā)送低頻磁場(chǎng)的讀卡器在不同距離點(diǎn)的感應(yīng)電壓經(jīng)放大器放大后的電壓幅值，確定該電壓幅值與距離的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并建立電壓幅值與距離的對(duì)應(yīng)表；步驟b，根據(jù)解碼低頻信號(hào)傳輸數(shù)據(jù)及控制刷卡距離的需要，結(jié)合信噪比要求，通過(guò)一對(duì)或多對(duì)數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的雙電平門限形成遲滯判決電壓門限對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行判決，得到低頻磁場(chǎng)所傳輸?shù)拇a流信息，或者通過(guò)一個(gè)或多個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的單電平門限形成判決電壓門限對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行判決，得到低頻磁場(chǎng)所傳輸?shù)拇a流信息；通過(guò)一對(duì)或多對(duì)數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的雙電平門限形成非遲滯判決電壓門限對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行判決，得到低頻磁場(chǎng)所傳遞的距離特征信息，或者通過(guò)一個(gè)或多個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的單電平門限形成非遲滯判決電壓門限對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行判決，得到低頻磁場(chǎng)所傳遞的距離特征信息；步驟C，對(duì)非遲滯判決條件判決后信號(hào)進(jìn)行采樣，得到O、I碼流序列，設(shè)置I信號(hào)比例門限，在設(shè)定的時(shí)間窗長(zhǎng)度內(nèi)對(duì)該碼流序列進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，當(dāng)I信號(hào)所占碼流序列比例達(dá)到預(yù)設(shè)比例門限時(shí)，則認(rèn)為進(jìn)入預(yù)設(shè)距離范圍，否則認(rèn)為未進(jìn)入該距離范圍；對(duì)遲滯判決條件判決后的信號(hào)序列進(jìn)行解碼，提取低頻磁場(chǎng)的碼流信息，完成低頻磁場(chǎng)信號(hào)單向通信。進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，所述步驟b中，根據(jù)步驟a中所述電壓幅值與距離的對(duì)應(yīng)表，結(jié)合解碼距離、距離控制的要求、設(shè)置I信號(hào)的比例門限設(shè)置數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出給比較器的電平。進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，所述成對(duì)數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出給比較器的電平為非遲滯判決條件，其設(shè)置方法為設(shè)期望控制的距離為D1，查找電壓幅值與距離的對(duì)應(yīng)表，得到距離Dl對(duì)應(yīng)的信號(hào)變化幅度為+Al到-Al，設(shè)置I信號(hào)的比例門限為Rl，根據(jù)Al及R1，設(shè)置輸出給比較器的電平L1、L2，滿足在一個(gè)周期內(nèi)，模擬前端裝置輸出信號(hào)幅度大于LI或小于L2的時(shí)間百分比等于R1，即大于Rl則進(jìn)入要求控制的距離Dl范圍內(nèi)，否則沒有進(jìn)入要求控制距離Dl的范圍內(nèi)。進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，所述成對(duì)數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出給比較器的電平為遲滯判決條件，其設(shè)置方法為設(shè)期望進(jìn)行解碼的距離為D2，查找電壓幅值與距離的對(duì)應(yīng)表，得到距離D2對(duì)應(yīng)信號(hào)的變化幅度為+A2到-A2，測(cè)得大多數(shù)噪聲產(chǎn)生的幅度為A3，設(shè)置輸出給比較器的電平L3、L4,使得L3大于+A3且小于+A2 ；L4小于-A3且大于-A2,即當(dāng)距離小于D2時(shí)則允許解碼，否則不允許解碼。進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，所述步驟b中，對(duì)輸入為非遲滯判決條件比較電平的兩個(gè)比較器輸出信號(hào)進(jìn)行邏輯或處理，得到用于提取距離信息的數(shù)字信號(hào)。進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，所述步驟b中，對(duì)輸入為遲滯判決條件比較電平的兩個(gè)比較器輸出進(jìn)行遲滯處理，得到用于提取磁場(chǎng)碼流信息的數(shù)字信號(hào)。進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，所述步驟c中，設(shè)置數(shù)字毛刺濾波器對(duì)輸入的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行毛刺濾除，從濾除毛刺的信號(hào)中解碼出低頻磁場(chǎng)數(shù)據(jù)流。進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，所述步驟b中，使用單個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的單比較電平提取磁場(chǎng)距離信息和碼流信息。
進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，使用單個(gè)比較器輸出比較電平提取磁場(chǎng)碼流信息，數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出給比較器的電平設(shè)置為放大器輸入?yún)⒖茧娖?。進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，使用單個(gè)比較器或成對(duì)比較器輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解碼。進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，使用單比較器或成對(duì)比較器輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行單個(gè)距離的判斷；使用多個(gè)單比較器輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行多個(gè)距離的判斷，或者使用多個(gè)成對(duì)比較器進(jìn)行多個(gè)距離、多個(gè)距離區(qū)間的判斷；使用多個(gè)單比較器輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行多個(gè)距離的判斷，或者使用多個(gè)成對(duì)比較器進(jìn)行多個(gè)距離、多個(gè)距離區(qū)間的判斷。進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，混合使用多個(gè)單比較器和成對(duì)比較器輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行多個(gè)距離、多個(gè)距離區(qū)間的判斷。本發(fā)明能夠減小電路噪聲和環(huán)境噪聲對(duì)低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)中所接收到的低頻信號(hào)的干擾，從而提高低頻交變磁場(chǎng)距離檢測(cè)和控制的精度。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例中用于低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)的差分模擬前端裝置的一種結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例中用于低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)的差分模擬前端裝置的另一種結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例中用于低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)的差分模擬前端裝置的再一種結(jié)構(gòu)圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例中一種全差分可編程增益放大器的結(jié)構(gòu)圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例中另一種全差分可編程增益放大器的結(jié)構(gòu)圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例中再一種全差分可編程增益放大器的結(jié)構(gòu)圖；圖7.1為本發(fā)明實(shí)施例中一種數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)圖；圖7. 2為本發(fā)明實(shí)施例中另一種數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)圖；圖7. 3為本發(fā)明實(shí)施例中再一種數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)圖；圖7. 4為本發(fā)明實(shí)施例中又一種數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)圖；圖8為本發(fā)明實(shí)施例中一種比較器的結(jié)構(gòu)圖；圖9為本發(fā)明實(shí)施例中另一種比較器的結(jié)構(gòu)圖；圖10.1為本發(fā)明實(shí)施例中第一種磁感應(yīng)模塊的結(jié)構(gòu)圖；圖10. 2為本發(fā)明實(shí)施例中第二種磁感應(yīng)模塊的結(jié)構(gòu)圖；圖10. 3為本發(fā)明實(shí)施例中第三種磁感應(yīng)模塊的結(jié)構(gòu)圖；圖10. 4為本發(fā)明實(shí)施例中第四種磁感應(yīng)模塊的結(jié)構(gòu)圖；圖10. 5為本發(fā)明實(shí)施例中第五種磁感應(yīng)模塊的結(jié)構(gòu)圖；圖10. 6為本發(fā)明實(shí)施例中第六種磁感應(yīng)模塊的結(jié)構(gòu)圖；圖10. 7為本發(fā)明實(shí)施例中第七種磁感應(yīng)模塊的結(jié)構(gòu)圖；圖11為本發(fā)明實(shí)施例中低頻信號(hào)檢測(cè)方法的流程圖；圖12為本發(fā)明實(shí)施例中通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的將磁感應(yīng)模塊置入不同移動(dòng)通信終端，距離與低頻感應(yīng)信號(hào)幅度值的對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖13為本發(fā)明實(shí)施例中使用成對(duì)的比較器采用磁場(chǎng)數(shù)據(jù)低頻信號(hào)檢測(cè)方法進(jìn)行解碼處理的示意圖；圖14為本發(fā)明實(shí)施例中使用成對(duì)的比較器采用低頻信號(hào)檢測(cè)方法進(jìn)行距離控制處理的不意圖；圖15為本發(fā)明實(shí)施例中使用單個(gè)比較器采用磁場(chǎng)數(shù)據(jù)低頻信號(hào)檢測(cè)方法進(jìn)行解碼處理的示意圖；圖16為本發(fā)明實(shí)施例中使用單個(gè)比較器采用低頻信號(hào)檢測(cè)方法進(jìn)行距離控制處理的示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的主要構(gòu)思是，在低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)中增加一個(gè)模擬前端裝置，來(lái)減少電路噪聲和環(huán)境噪聲對(duì)低頻信號(hào)的干擾，從而提高低頻交變磁場(chǎng)距離檢測(cè)和控制的精度。以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。圖1為本發(fā)明實(shí)施例中用于低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)的差分模擬前端裝置的一種結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，本實(shí)施例中，低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)的差分模擬前端裝置，包括磁感應(yīng)模塊100、低通濾波模塊104、放大器101、數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器102和比較器103，其中，磁感應(yīng)模塊100、低通濾波模塊104、放大器101順次相連，放大器101的輸出端與比較器103的正向輸入端相連,數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器102的輸出端與比較器103的反向輸入端相連，放大器101為差分放大器。放大器101對(duì)輸入的微弱信號(hào)進(jìn)行預(yù)防大，數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器102將由數(shù)字控制器輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，然后利用比較器103對(duì)兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行比較，得到需要的數(shù)字信號(hào)，傳輸?shù)綌?shù)字控制器中進(jìn)行處理。這里所提到的數(shù)字控制器屬于低頻檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)，但不屬于模擬前端，其作用是根據(jù)比較器輸出進(jìn)行比較器和數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器打開/關(guān)斷模式的控制。圖2為本發(fā)明實(shí)施例中用于低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)的差分模擬前端裝置的另一種結(jié)構(gòu)圖。如圖2所示，本實(shí)施例中，低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)的差分模擬前端裝置，包括一個(gè)磁感應(yīng)模塊100、一個(gè)低通濾波模塊104、一個(gè)放大器101、數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器102、數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器105和比較器103、比較器106，磁感應(yīng)模塊100、低通濾波模塊104、放大器101順次相連，放大器101的輸出端分別與比較器103、比較器106的正向輸入端相連，數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器102、數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器105與比較器103、比較器106組成兩路，每一路中數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器的輸出端與比較器的反向輸入端相連，每上下兩路組成一對(duì)，共一對(duì)。圖3為本發(fā)明實(shí)施例中用于低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)的差分模擬前端裝置的再一種結(jié)構(gòu)圖。如圖3所示，本實(shí)施例中，低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)的差分模擬前端裝置，包括一個(gè)磁感應(yīng)模塊100、一個(gè)低通濾波模塊104、一個(gè)放大器201、六個(gè)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器202、203、204和六個(gè)比較器205、206、207，放大器201的輸出端分別與六個(gè)比較器205、206、207的正向輸入端相連，六個(gè)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器202、203、204與六個(gè)比較205、206、207器組成六路，每一路中數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器的輸出端與比較器的反向輸入端相連，每上下兩路組成一對(duì)，共三對(duì)。
圖4為本發(fā)明實(shí)施例中一種全差分可編程增益放大器的結(jié)構(gòu)圖。如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例中，放大器為四級(jí)級(jí)聯(lián)差分放大器，該四級(jí)級(jí)聯(lián)差分放大器的組成為第一級(jí)包括第一差分放大器301、電阻Ral、電阻Rbl、電阻Rall、電阻Rbll、電容C1和電容C11 ；電阻Ral的一端接正相信號(hào)輸入端口 AINP,另一端接電阻Rbl,電阻Rbl的另一端接第一差分放大301器的反向輸出端，電阻Ral和電阻Rbl的接點(diǎn)接第一差分放大器301的同向輸入端，電容C1與電阻Rbl并聯(lián)，電阻Rall的一端接反相信號(hào)輸入端口 AINN，另一端接電阻Rbll，電阻Rbll的另一端接第一差分放大器301的同向輸出端，電阻Rall和電阻Rbll的接點(diǎn)接第一差分放大器301的反向輸入端，電容C11與電阻Rbll并聯(lián)；第二級(jí)包括第二差分放大器302、電阻Ra2、電阻Rb2、電阻Ra21、電阻Rb21、電容Qe和電容C21 ；電容C2的一端接第一差分放大器301的反向輸出端，另一端接電阻Ra2,電阻Ra2的另一端接第二差分放大器302的同向輸入端，電阻Rb2接在第二差分放大器302的反向輸入端和同向輸出端之間，電容C21的一端接第一差分放大器301的同向輸出端，另一端接電阻Ra21,電阻Ra21的另一端接第二差分放大器302的反向輸入端，電阻Rb21接在第二差分放大器302的反向輸入端和同向輸出端之間；第三級(jí)包括第三差分放大器303、電阻Ra3、電阻Rb3、電阻Ra31、電阻Rb31、電容C3和電容C31 ；電阻Ra3接在第二差分放大器302的反向輸出端和第三差分放大器303的同向輸入端之間，電阻Rb3和電容C3并聯(lián)在第三差分放大器303的同向輸入端和反向輸出端之間，電阻Ra31接在第二差分放大器302的同向輸出端和第三差分放大器303的反向輸入端之間，電阻Rb31和電容C31并聯(lián)在第三差分放大器303的反向輸入端和同向輸出端之間；第四級(jí)包括第四放大器304、電阻Ra4、電阻Rb4、電阻Ra41、電阻Rb41、電容C4和電容C41 ；電容C4的一端接第三差分放大器303的反向輸出端，另一端接電阻Ra4，電阻Ra4的另一端接第四放大器304的反向輸入端，電阻Rb4接在第四放大器304的反向輸入端和輸出端之間，電容C41的一端接第三差分放大器303的同向輸出端，另一端接電阻&41，電阻Ra41的另一端接第四放大器304的同向輸入端，電阻Rb41接在第四放大器304的同向輸入端和地之間。圖4所示的放大器是一種全差分可編程增益放大器，其具有低通和高通濾波的功能，共分為4級(jí),每個(gè)方框內(nèi)的電路為一級(jí)，AINP為正相信號(hào)輸入端口、AINP為負(fù)相信號(hào)輸入端口輸入端口、Vout為信號(hào)輸出端口。差分輸入輸出運(yùn)算放大器301 (也即第一差分放大器)接成電阻負(fù)反饋結(jié)構(gòu)，電阻Ral的值和電阻Rall的值相等，電阻Rbl的值和電阻Rbll的值相等，其閉環(huán)增益由Rbl和Ral的比值確定，Rbl和Ral的比值可調(diào)；第一級(jí)同時(shí)具有低通功能，電容Cl和電阻Rbl決定低通截止頻率，電容Cl的值和電容Cll的值相等。電容C2具有隔直的作用，隔斷第一級(jí)電路的失調(diào)電壓傳到第二級(jí)；運(yùn)算放大器302 (也即第二差分放大器)接成電阻負(fù)反饋結(jié)構(gòu)，電阻Ra2的值和電阻Ra21的值相等，電阻Rb2的值和電阻Rb21的值相等，其閉環(huán)增益由Rb2和Ra2的比值確定，第二級(jí)的增益一般為單位增益或增益較低，Rb2和Ra2的比值可調(diào)；第二級(jí)同時(shí)具有高通功能，電容C2和電阻Ra2決定高通截止頻率，電容C2的值和電容C21的值相等。運(yùn)算放大器303 (也即第三差分放大器)接成電阻負(fù)反饋結(jié)構(gòu)，其閉環(huán)增益由Rb3和Ra3的比值確定，Rb3和Ra3的比值可調(diào)，電阻Ra3的值和電阻Ra31的值相等，電阻Rb3的值和電阻Rb31的值相等。電容C4具有隔直的作用，隔斷前面電路的失調(diào)電壓傳到最后一級(jí)；運(yùn)算放大器304(也即第四放大器)接成雙端信號(hào)轉(zhuǎn)單端信號(hào)結(jié)構(gòu)，增益較低或?yàn)閱挝辉鲆?。整個(gè)PGA(Programmable Gain Amplifier,可編程增益放大器)的失調(diào)電壓只有最后一級(jí)的失調(diào)電壓。
圖5為本發(fā)明實(shí)施例中另一種全差分可編程增益放大器的結(jié)構(gòu)圖。如圖5所示，本發(fā)明實(shí)施例中，放大器為四級(jí)級(jí)聯(lián)差分放大器，該四級(jí)級(jí)聯(lián)差分放大器的組成為第一級(jí)包括第一差分放大器301、電阻Ral、電阻Rbl、電阻Rall和電阻Rbll ;電阻Ral的一端接正相信號(hào)輸入端口 AINP,另一端接電阻Rbl,電阻Rbl的另一端接第一差分放大器301的反向輸出端，電阻Ral和電阻Rbl的接點(diǎn)接第一差分放大器301的同向輸入端，電阻Rall的一端接反相信號(hào)輸入端口 AINN,另一端接電阻Rbll,電阻Rbll的另一端接第一差分放大器301的同向輸出端，電阻Rall和電阻Rbll的接點(diǎn)接第一差分放大器301的反向輸入端；第二級(jí)包括第二差分放大器302、電阻Ra2、電阻Rb2、電阻Ra21、電阻Rb21、電阻Rc^電阻^η、電容C1、電容C2,電容C11和電容C21 ;電阻Rcl、電容C2和電阻Ra2順次串聯(lián)在接第一差分放大器301的反向輸出端和第二差分放大器302的同向輸入端之間，電容C1接在電阻Rcl和電容C2的接點(diǎn)與地之間，電阻Rb2接在第二差分放大器302的同向輸入端和反向輸出端之間，電阻Rell、電容C21和電阻Ra21順次串聯(lián)在接第一差分放大器301的同向輸出端和第二差分放大器302的反向輸入端之間，電容C11接在電阻Rca和電容C21的接點(diǎn)與地之間，電阻Rb21接在第二差分放大器302的反向輸入端和同向輸出端之間；第三級(jí)包括第三差分放大器303、電阻Ra3、電阻Rb3、電阻 Ra3I和電阻Rb3I ;電阻Ra3的一端接第二差分放大器302的反向輸出端,另一端接電阻Rb3,電阻Rb3的另一端接第三差分放大器303的反向輸出端，電阻Ra3和電阻Rb3的接點(diǎn)接第三差分放大器303的同向輸入端，電阻Ra31的一端接第二差分放大器302的同向輸出端,另一端接電阻Rb31,電阻Rb31的另一端接第三差分放大器303的同向輸出端，電阻R31和電阻Rb31的接點(diǎn)接第三差分放大器303的反向輸入端；第四級(jí)包括第四放大器304、電阻Ra4電阻Rb4電阻Ra41、電阻Rb41、電阻艮2、電阻^21、電容C3、電容C4、電容C31和電容C41 ；電阻艮2、電容C4和電阻Ra4順次串聯(lián)在第三差分放大器303的反向輸出端和第四放大器304的反向輸入端之間，電容C3接在電阻Re2和電容C4的接點(diǎn)與地之間，電阻Rb4接在第四放大器304的反向輸入端和輸出端之間，電阻^21、電容C41和電阻Ra41順次串聯(lián)在第三差分放大器303的同向輸出端和第四放大器304的同向輸入端之間，電容C31接在電阻Re21和電容C41的接點(diǎn)與地之間，電阻Rb41接在第四放大器304的同向輸入端和地之間。圖5所示的放大器也是一種可編程增益放大器，其與圖4中結(jié)構(gòu)的唯一區(qū)別為把圖4中低通放在第一級(jí)的后面和第三級(jí)的后面。圖6為本發(fā)明實(shí)施例中再一種全差分可編程增益放大器的結(jié)構(gòu)圖。如圖6所示，本發(fā)明實(shí)施例中，放大器為三級(jí)級(jí)聯(lián)差分放大器，該三級(jí)級(jí)聯(lián)差分放大器的組成為第一級(jí)包括差分放大器401、電阻Ral、電阻Rbl、電阻Rall、電阻Rbll、電容C1和電容C11 ；電阻Ral的一端接正相信號(hào)輸入端口 AINP,另一端接電阻Rbl,電阻Rbl的另一端接差分放大器401的反向輸出端，電阻Ral和電阻Rbl的接點(diǎn)接差分放大器401的同向輸入端，電容C1與電阻Rbl并聯(lián)，電阻Rall的一端接反向信號(hào)輸入端口 AINN，另一端接電阻Rbll,電阻Rbll的另一端接差分放大器401的同向輸出端，電阻Rall和電阻Rbll的接點(diǎn)接差分放大器401的同向輸入端，電容C11與電阻Rbll并聯(lián)；第二級(jí)包括差分放大器402、電阻Ra2、電阻Rb2、電阻Ra21、電阻Rb21、電容C2>電容C3、電容C21和電容C31 ;電容C2和電阻Ra2順次串聯(lián)在差分放大器401的反向輸出端和差分放大器402的同向輸入端之間，電容C3和電阻Rb2并聯(lián)在差分放大器402的同向輸入端和反向輸出端之間，電容C21和電阻Ra21順次串聯(lián)在差分放大器401的反向輸出端和差分放大器402的同向輸入端之間，電容C31和電阻Rb21并聯(lián)在差分放大器402的同向輸入端和反向輸出端之間；第三級(jí)包括放大器403、電阻Ra3、電阻Rb3、電阻Ra31、電阻Rb31、電容C4和電容C41 ;電容C4和電阻Ra3順次串聯(lián)在差分放大器402的反向輸出端和放大器403的同向輸入端之間，電容C41和電阻Ra31順次串聯(lián)在差分放大器402的同向輸出端和放大器403的反向輸入端之間，電阻Rb3接在放大器403的同向輸入端和輸出端之間，電阻Rb31接在放大器403的反向輸入端和地之間。圖6所示的放大器也是一種可編程增益放大器，其與圖4中結(jié)構(gòu)的唯一區(qū)別為把圖4中第二級(jí)和第三級(jí)合并成圖6的第二級(jí)。這里，我們?cè)俳o出數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器的幾種實(shí)例。圖7.1為本發(fā)明實(shí)施例中一種數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)圖。如圖7.1所示，本實(shí)施例中，數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器采用電流模式R2R DAC實(shí)現(xiàn)數(shù)字到模擬的轉(zhuǎn)換，并且輸出范圍最大為二分之一電源地電壓。依照本發(fā)明參考電平需求，可使用相應(yīng)連接方式產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的高低電位的參考電平。圖7. 2為本發(fā)明實(shí)施例中另一種數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)圖。如圖7. 2所示，本實(shí)施例中，數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器采用電流模式R2R DAC實(shí)現(xiàn)數(shù)字到模擬的轉(zhuǎn)換，與圖7.1所示DAC的區(qū)別在于其輸出范圍不局限于二分之一電源地電壓，并且共模電平可調(diào)節(jié)，由Vcom電壓值確定。依照本發(fā)明采用該種DAC可以減少參考電平產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì)復(fù)雜度。圖7. 3為本發(fā)明實(shí)施例中再一種數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)圖。圖7. 3所示，本實(shí)施例中，數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器采用電壓模式R2R DAC實(shí)現(xiàn)數(shù)字到模擬的轉(zhuǎn)換，其輸出范圍不局限于二分之一電源地電壓。依照本發(fā)明采用該種DAC可以減少參考電平產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì)復(fù)雜度。圖7. 4為本發(fā)明實(shí)施例中又一種數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)圖。圖7. 4所示，本實(shí)施例中，數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器采用R2R網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)字到模擬的轉(zhuǎn)換，其輸出范圍為2倍Vref，最大可為電源地電壓。依照本發(fā)明采用該種電路，由于減少一個(gè)放大器，可以減少參考電平產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì)復(fù)雜度以及功耗。 這里，我們還給出幾種比較器的實(shí)例。圖8為本發(fā)明實(shí)施例中一種比較器的結(jié)構(gòu)圖。如圖8所示，本實(shí)施例中，比較器包括三個(gè)NMOS管MnO、Mnl、Mn2和兩個(gè)PMOS管Mpl、Mp2，以及一個(gè)反向器，PMOS管Mpl和PMOS管Mp2的柵極相連，源極均接電源Vcc，PMOS管Mpl的漏極接NMOS管Mnl的漏極，NMOS管Mn I和NMOS管Mn2的源極均接NMOS管MnO的漏極，NMOS管Mn2的漏極接PMOS管Mp2的漏極，NMOS管MnO的源極接地GND，柵極接偏置電壓Vbn，反向器的輸入端接PMOS管Mp2的漏極，NMOS管Mn2的柵極為比較器的正向輸入端Vin+，NMOS管Mnl的柵極為比較器的反向輸入端Vin-，反向器的輸出端為比較器的輸出端Vo。圖8所示的比較器用于圖2中三對(duì)比較器中高電平的比較，即VG1+，VG2+和VM+的比較。由于NMOS作為輸入管，可以很好的實(shí)現(xiàn)高電平比較功能。圖9為本發(fā)明實(shí)施例中另一種比較器的結(jié)構(gòu)圖。如圖9所示，本實(shí)施例中，比較器包括三個(gè)PMOS管MpO、Mp3、Mp4和兩個(gè)NMOS管Mn3、Mn4以及一個(gè)反向器，PMOS管MpO的源極接電源Vcc，柵極接偏置電壓Vbp，漏極接PMOS管Mp3和PMOS管Mp4的源極，PMOS管Mp3的漏極接NMOS管Mn3的漏極和柵極，NMOS管Mn3和NMOS管Mn4的源極接地GND，NMOS管Mn4的漏極接PMOS管Mp4的漏極，反向器的輸入端接NMOS管Mn4的漏極，PMOS管Mp4的柵極為比較器的正向輸入端Vin+，PMOS管Mp3的柵極為比較器的反向輸入端Vin-，反向器的輸出端為比較器的輸出端Vo。圖9所示的比較器用于圖2中三對(duì)比較器中低電平的比較，即VG1-，VG2-和VM-的比較。由于PMOS作為輸入管，可以很好的實(shí)現(xiàn)低電平比較功能。圖10.1為本發(fā)明實(shí)施例中第一種磁感應(yīng)模塊的結(jié)構(gòu)圖。圖10.1中，磁感應(yīng)模塊為差分磁感應(yīng)線圈。差分磁感應(yīng)線圈的兩輸出端可以直接與低通濾波模塊的兩輸入端相連。圖10. 2為本發(fā)明實(shí)施例中第二種磁感應(yīng)模塊的結(jié)構(gòu)圖。圖10. 2中，磁感應(yīng)模塊為差分霍爾器件，且該差分霍爾器件的兩個(gè)輸出端都通過(guò)隔直電容與低通濾波模塊兩個(gè)輸入端相連。圖10. 3為本發(fā)明實(shí)施例中第三種磁感應(yīng)模塊的結(jié)構(gòu)圖。圖10. 3中，磁感應(yīng)模塊 為差分霍爾器件，該差分霍爾器件一個(gè)輸出端通過(guò)隔直電容與低通濾波模塊一個(gè)輸入端相連，該差分霍爾器件的另一個(gè)輸出端直接與低通濾波模塊另一個(gè)輸入端相連。圖10. 4為本發(fā)明實(shí)施例中第四種磁感應(yīng)模塊的結(jié)構(gòu)圖。圖10. 4中，磁感應(yīng)模塊為差分霍爾器件，該差分霍爾器件的兩個(gè)輸出端直接與低通濾波模塊的兩個(gè)輸入端相連。圖10. 5為本發(fā)明實(shí)施例中第五種磁感應(yīng)模塊的結(jié)構(gòu)圖。圖10. 5中，磁感應(yīng)模塊為差分巨磁阻器件，該差分巨磁阻器件的兩個(gè)輸出端都通過(guò)隔直電容與低通濾波模塊的兩個(gè)輸入端相連。圖10. 6為本發(fā)明實(shí)施例中第六種磁感應(yīng)模塊的結(jié)構(gòu)圖。圖10. 6中，磁感應(yīng)模塊為差分巨磁阻器件，該差分巨磁阻器件的一個(gè)輸出端通過(guò)隔直電容與低通濾波模塊的一個(gè)輸入端相連，該差分巨磁阻器件的另一個(gè)輸出端直接與低通濾波模塊的另一個(gè)輸入端相連。圖10. 7為本發(fā)明實(shí)施例中第七種磁感應(yīng)模塊的結(jié)構(gòu)圖。圖10. 7中，磁感應(yīng)模塊為差分巨磁阻器件，該差分巨磁阻器件的兩個(gè)輸出端直接與低通濾波模塊的兩個(gè)輸入端相連。本發(fā)明提供的用于低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)的差分模擬前端裝置，能夠減小電路噪聲和環(huán)境噪聲對(duì)低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)中所接收到的低頻信號(hào)的干擾，從而提高低頻交變磁場(chǎng)距離檢測(cè)和控制的精度?；谇笆龅挠糜诘皖l信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)的差分模擬前端裝置，本發(fā)明還提出了一種低頻信號(hào)檢測(cè)方法。圖11為本發(fā)明實(shí)施例中低頻信號(hào)檢測(cè)方法的流程圖，如圖11所示，本實(shí)施例中，低頻信號(hào)檢測(cè)方法包括如下步驟步驟1101，在不同距離測(cè)量放大后感應(yīng)電壓的幅度值；通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段，在不同手機(jī)終端上測(cè)量磁感應(yīng)模塊與發(fā)送磁場(chǎng)的讀卡器在不同距離點(diǎn)的感應(yīng)電壓經(jīng)放大器放大后的幅度值，并做相應(yīng)的記錄。圖12為本發(fā)明實(shí)施例中通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的將磁感應(yīng)模塊置入不同移動(dòng)通信終端，距離與低頻感應(yīng)信號(hào)幅度值的對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖。步驟1102，建立電壓幅值與距離的對(duì)應(yīng)表；將多個(gè)終端的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到電壓幅值與距離的對(duì)應(yīng)表，如表I所示。表I低頻感應(yīng)信號(hào)幅度值與距離的對(duì)應(yīng)關(guān)系表
移動(dòng)通信終端與讀卡器的距離(cm)感應(yīng)信號(hào)幅度(dBmV)
權(quán)利要求
1.一種用于低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)的差分模擬前端裝置，應(yīng)用于近距離通信系統(tǒng)， 其特征在于，包括至少一個(gè)磁感應(yīng)模塊、至少一個(gè)低通濾波模塊、至少一個(gè)放大器、至少一個(gè)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器和至少一個(gè)比較器，所述磁感應(yīng)模塊、低通濾波模塊、放大器順次相連，所述放大器的輸出端與所述比較器的正向輸入端相連，所述數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器的輸出端與所述比較器的反向輸入端相連，所述放大器為差分放大器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)的差分模擬前端裝置，其特征在于，包括一個(gè)磁感應(yīng)模塊、一個(gè)低通濾波模塊、一個(gè)放大器、兩個(gè)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器和兩個(gè)比較器，所述磁感應(yīng)模塊、低通濾波模塊、放大器順次相連，所述放大器的輸出端分別與所述兩個(gè)比較器的正向輸入端相連，所述兩個(gè)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器與所述兩個(gè)比較器組成兩路，每一路中數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器的輸出端與比較器的反向輸入端相連，每上下兩路組成一對(duì)，共一對(duì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)的差分模擬前端裝置，其特征在于，包括一個(gè)磁感應(yīng)模塊、一個(gè)低通濾波模塊、一個(gè)放大器、六個(gè)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器和六個(gè)比較器，所述放大器的輸出端分別與所述六個(gè)比較器的正向輸入端相連，所述六個(gè)數(shù)字/ 模擬轉(zhuǎn)換器與所述六個(gè)比較器組成六路，每一路中數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器的輸出端與比較器的反向輸入端相連，每上下兩路組成一對(duì)，共三對(duì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)的差分模擬前端裝置，其特征在于，所述磁感應(yīng)模塊為差分磁感應(yīng)線圈、差分霍爾器件或差分巨磁阻器件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)的差分模擬前端裝置，其特征在于，所述磁感應(yīng)模塊為差分磁感應(yīng)線圈，所述差分磁感應(yīng)線圈的兩輸出端直接與所述低通濾波模塊的兩輸入端相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)的差分模擬前端裝置，其特征在于，所述磁感應(yīng)模塊為差分霍爾器件，所述差分霍爾器件的兩個(gè)輸出端通過(guò)隔直電容與所述低通濾波模塊兩個(gè)輸入端相連；或者所述差分霍爾器件一個(gè)輸出端通過(guò)隔直電容與所述低通濾波模塊一個(gè)輸入端相連，而所述差分霍爾器件的另一個(gè)輸出端直接與低通濾波模塊另一個(gè)輸入端相連；或者所述差分霍爾器件的兩個(gè)輸出端直接與所述低通濾波模塊的兩個(gè)輸入端相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)的差分模擬前端裝置，其特征在于，所述磁感應(yīng)模塊為差分巨磁阻器件，所述差分巨磁阻器件的兩個(gè)輸出端通過(guò)隔直電容與所述低通濾波模塊的兩個(gè)輸入端相連；或者所述差分巨磁阻器件的一個(gè)輸出端通過(guò)隔直電容與所述低通濾波模塊的一個(gè)輸入端相連，而所述差分巨磁阻器件的另一個(gè)輸出端直接與所述低通濾波模塊的另一個(gè)輸入端相連；或者所述差分巨磁阻器件的兩個(gè)輸出端直接與所述低通濾波模塊的兩個(gè)輸入端相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)的差分模擬前端裝置，其特征在于，所述放大器為接成電阻負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)的單級(jí)差分放大器或多級(jí)級(jí)聯(lián)差分放大器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)的差分模擬前端裝置，其特征在于，所述放大器為四級(jí)級(jí)聯(lián)差分放大器，該四級(jí)級(jí)聯(lián)差分放大器的組成為第一級(jí)包括第一差分放大器、電阻Ral、電阻Rbl、電阻Rall、電阻Rbll、電容C1和電容C11 ； 電阻Ral的一端接正相信號(hào)輸入端口 AINP,另一端接電阻Rbl,電阻Rbl的另一端接所述第一差分放大器的反向輸出端，電阻Ral和電阻Rbl的接點(diǎn)接所述第一差分放大器的同向輸入端， 電容C1與電阻Rbl并聯(lián)，電阻Rall的一端接反相信號(hào)輸入端口 AINN，另一端接電阻Rbll,電阻 Rbll的另一端接所述第一差分放大器的同向輸出端，電阻Rall和電阻Rbll的接點(diǎn)接所述第一差分放大器的反向輸入端，電容C11與電阻Rbll并聯(lián)；第二級(jí)包括第二差分放大器、電阻Ra2、電阻1、電阻Ra21、電阻Rm、電容C2和電容C21 ； 電容C2的一端接所述第一差分放大器的反向輸出端，另一端接電阻Ra2，電阻Ra2的另一端接所述第二差分放大器的同向輸入端，電阻Rb2接在所述第二差分放大器的同向輸入端和反向輸出端之間，電容C21的一端接所述第一差分放大器的同向輸出端,另一端接電阻Ra21,電阻Ra21的另一端接所述第二差分放大器的反向輸入端，電阻Rb21接在所述第二差分放大器的反向輸入端和同向輸出端之間；第三級(jí)包括第三差分放大器、電阻Ra3、電阻Rb3、電阻Ra31、電阻Rb31、電容C3和電容C31 ； 電阻Ra3接在所述第二差分放大器的反向輸出端和所述第三差分放大器的同向輸入端之間，電阻Rb3和電容C3并聯(lián)在所述第三差分放大器的同向輸入端和同向輸出端之間，電阻 Ra31接在所述第二差分放大器的同向輸出端和所述第三差分放大器的反向輸入端之間，電阻Rb31和電容C31并聯(lián)在所述第三差分放大器的反向輸入端和同向輸出端之間；第四級(jí)包括第四放大器、電阻Ra4、電阻Rb4、電阻Ra41、電阻Rb41、電容C4和電容C41 ;電容 C4的一端接所述第三差分放大器的反向輸出端，另一端接電阻Ra4，電阻Ra4的另一端接所述第四放大器的反向輸入端，電阻Rb4接在所述第四放大器的反向輸入端和輸出端之間，電容 C41的一端接所述第三差分放大器的同向輸出端，另一端接電阻&41，電阻Ra41的另一端接所述第四放大器的同向輸入端，電阻Rb41接在所述第四放大器的同向輸入端和地之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)的差分模擬前端裝置，其特征在于，所述放大器為四級(jí)級(jí)聯(lián)差分放大器，該四級(jí)級(jí)聯(lián)差分放大器的組成為第一級(jí)包括第一差分放大器、電阻Ral、電阻Rbl、電阻Rall和電阻Rbll ;電阻Ral的一端接正相信號(hào)輸入端口 AINP，另一端接電阻Rbl，電阻Rbl的另一端接所述第一差分放大器的反向輸出端，電阻Ral和電阻Rbl的接點(diǎn)接所述第一差分放大器的同向輸入端，電阻Rall的一端接反相信號(hào)輸入端口 AINN，另一端接電阻Rbll,電阻Rbll的另一端接所述第一差分放大器的同向輸出端，電阻Rall和電阻Rbll的接點(diǎn)接所述第一差分放大器的反向輸入端；第二級(jí)包括第二差分放大器、電阻Ra2、電阻Rb2、電阻Ra21、電阻Rb21、電阻Rc^電阻Ru、 電容Cp電容C2、電容C11和電容C21 ；電阻Rc^電容C2和電阻Ra2順次串聯(lián)在所述第一差分放大器的反向輸出端和所述第二差分放大器的同向輸入端之間，電容C1接在電阻Rcl和電容(2的接點(diǎn)與地之間，電阻Rb2接在所述第二差分放大器的同向輸入端和反向輸出端之間， 電阻Ru、電容C21和電阻Ra21順次串聯(lián)在所述第一差分放大器的同向輸出端和所述第二差分放大器的反向輸入端之間，電容C11接在電阻Rca和電容C21的接點(diǎn)與地之間，電阻Rb21接在所述第二差分放大器的反向輸入端和同向輸出端之間；第三級(jí)包括第三差分放大器、電阻Ra3、電阻Rb3、電阻Ra31和電阻Rb31 ；電阻Ra3的一端接所述第二差分放大器的反向輸出端，另一端接電阻Rb3,電阻Rb3的另一端接所述第三差分放大器的反向輸出端，電阻Ra3和電阻Rb3的接點(diǎn)接所述第三差分放大器的同向輸入端，電阻 Ra31的一端接所述第二差分放大器的同向輸出端，另一端接電阻Rb31，電阻Rb31的另一端接所述第三差分放大器的同向輸出端，電阻R31和電阻Rb31的接點(diǎn)接所述第三差分放大器的反向輸入端；第四級(jí)包括第四放大器、電阻Ra4、電阻Rb4、電阻Ra41、電阻Rb41、電阻L、電阻艮21、電容 C3>電容c4、電容C31和電容C41 ；電阻1 。2、電容C4和電阻Ra4順次串聯(lián)在所述第三差分放大器的反向輸出端和所述第四放大器的反向輸入端之間，電容C3接在電阻Re2和電容C4的接點(diǎn)與地之間，電阻Rb4接在所述第四放大器的反向輸入端和輸出端之間，電阻^21、電容C41和電阻Ra41順次串聯(lián)在所述第三差分放大器的同向輸出端和所述第四放大器的同向輸入端之間，電容C31接在電阻Re21和電容C41的接點(diǎn)與地之間，電阻Rb41接在所述第四放大器的同向輸入端和地之間。
11.根據(jù)權(quán)利要8所述的用于低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)的差分模擬前端裝置，其特征在于，所述放大器為三級(jí)級(jí)聯(lián)差分放大器，該三級(jí)級(jí)聯(lián)差分放大器的組成為第一級(jí)包括第一差分放大器、電阻Ral、電阻Rbl、電阻Rall、電阻Rbll、電容C1和電容C11 ； 電阻Ral的一端接正相信號(hào)輸入端口 AINP,另一端接電阻Rbl,電阻Rbl的另一端接所述第一差分放大器的反向輸出端，電阻Ral和電阻Rbl的接點(diǎn)接所述第一差分放大器的同向輸入端， 電容C1與電阻Rbl并聯(lián)，電阻Rall的一端接反向信號(hào)輸入端口 AINN，另一端接電阻Rbll，電阻 Rbll的另一端接所述第一差分放大器的同向輸出端，電阻Rall和電阻Rbll的接點(diǎn)接所述第一差分放大器的同向輸入端，電容C11與電阻Rbll并聯(lián)；第二級(jí)包括第二差分放大器、電阻Ra2、電阻Rb2、電阻L1、電阻Rm、電容Cy電容c3、電容C21和電容C31 ;電容C2和電阻Ra2順次串聯(lián)在所述第一差分放大器的反向輸出端和所述第二差分放大器的同向輸入端之間，電容C3和電阻Rb2并聯(lián)在所述第二差分放大器的同向輸入端和反向輸出端之間，電容C21和電阻Ra21順次串聯(lián)在所述第一差分放大器的反向輸出端和所述第二差分放大器的同向輸入端之間，電容C31和電阻Rb21并聯(lián)在所述第二差分放大器的同向輸入端和反向輸出端之間；第三級(jí)包括第三放大器、電阻Ra3、電阻Rb3、電阻Ra31、電阻Rb31、電容C4和電容C41 ；電容 C4和電阻Ra3順次串聯(lián)在所述第二差分放大器的反向輸出端和所述第三放大器的同向輸入端之間，電容C41和電阻Ra31順次串聯(lián)在所述第二差分放大器的同向輸出端和所述第三放大器的反向輸入端之間，電阻Rb3接在所述第三放大器的同向輸入端和輸出端之間，電阻Rb31 接在所述第三放大器的反向輸入端和地之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)的差分模擬前端裝置，其特征在于，所述數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器為電流模式R2R結(jié)構(gòu)，所述數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器的輸出范圍最大為二分之一電源地電壓。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)的差分模擬前端裝置，其特征在于，所述數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器為電流模式R2R結(jié)構(gòu)，所述數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器的輸出范圍不局限于二分之一電源地電壓，并且共模電平可調(diào)節(jié)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)的差分模擬前端裝置，其特征在于，所述數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器為電壓模式R2R結(jié)構(gòu)，所述數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器的輸出范圍不局限于二分之一電源地電壓。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)的差分模擬前端裝置，其特征在于，所述數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器為R2R網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，所述數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器的輸出范圍大至電源地電壓。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)的差分模擬前端裝置，其特征在于，用于比較高電平的比較器包括三個(gè)NMOS管MnO、Mnl、Mn2和兩個(gè)PMOS管Mpl、Mp2， 以及一個(gè)反向器，PMOS管Mpl和PMOS管Mp2的柵極相連，源極均接電源Vcc，PMOS管Mpl的漏極接NMOS管Mnl的漏極，NMOS管Mnl和NMOS管Mn2的源極均接NMOS管MnO的漏極，NMOS 管Mn2的漏極接PMOS管Mp2的漏極，NMOS管MnO的源極接地GND，柵極接偏置電壓Vbn，反向器的輸入端接PMOS管Mp2的漏極，NMOS管Mn2的柵極為比較器的正向輸入端Vin+，NMOS 管Mnl的柵極為比較器的反向輸入端Vin-，反向器的輸出端為比較器的輸出端Vo。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)的差分模擬前端裝置，其特征在于，用于比較低電平的比較器包括三個(gè)PMOS管MpO、Mp3、Mp4和兩個(gè)NMOS管Mn3、Mn4以及一個(gè)反向器，PMOS管MpO的源極接電源Vcc，柵極接偏置電壓Vbp，漏極接PMOS管Mp3和 PMOS管Mp4的源極，PMOS管Mp3的漏極接NMOS管Mn3的漏極和柵極，NMOS管Mn3和NMOS 管Mn4的源極接地GND，NM0S管Mn4的漏極接PMOS管Mp4的漏極，反向器的輸入端接NMOS 管Mn4的漏極，PMOS管Mp4的柵極為比較器的正向輸入端Vin+，PM0S管Mp3的柵極為比較器的反向輸入端Vin-,反向器的輸出端為比較器的輸出端Vo。
18.一種低頻信號(hào)檢測(cè)方法，基于權(quán)利要求1至17任一項(xiàng)所述的用于低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)的差分模擬前端裝置，其特征在于，包括步驟a，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，測(cè)量磁感應(yīng)模塊與發(fā)送低頻磁場(chǎng)的讀卡器在不同距離點(diǎn)的感應(yīng)電壓經(jīng)放大器放大后的電壓幅值，確定該電壓幅值與距離的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并建立電壓幅值與距離的對(duì)應(yīng)表；步驟b，根據(jù)解碼低頻信號(hào)傳輸數(shù)據(jù)及控制刷卡距離的需要，結(jié)合信噪比要求，通過(guò)一對(duì)或多對(duì)數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的雙電平門限形成遲滯判決電壓門限對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行判決，得到低頻磁場(chǎng)所傳輸?shù)拇a流信息，或者通過(guò)一個(gè)或多個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的單電平門限形成判決電壓門限對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行判決，得到低頻磁場(chǎng)所傳輸?shù)拇a流信息；通過(guò)一對(duì)或多對(duì)數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的雙電平門限形成非遲滯判決電壓門限對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行判決，得到低頻磁場(chǎng)所傳遞的距離特征信息，或者通過(guò)一個(gè)或多個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的單電平門限形成非遲滯判決電壓門限對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行判決，得到低頻磁場(chǎng)所傳遞的距離特征信息；步驟C，對(duì)非遲滯判決條件判決后信號(hào)進(jìn)行采樣，得到O、I碼流序列，設(shè)置I信號(hào)比例門限，在設(shè)定的時(shí)間窗長(zhǎng)度內(nèi)對(duì)該碼流序列進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，當(dāng)I信號(hào)所占碼流序列比例達(dá)到預(yù)設(shè)比例門限時(shí)，則認(rèn)為進(jìn)入預(yù)設(shè)距離范圍，否則認(rèn)為未進(jìn)入該距離范圍；對(duì)遲滯判決條件判決后的信號(hào)序列進(jìn)行解碼，提取低頻磁場(chǎng)的碼流信息，完成低頻磁場(chǎng)信號(hào)單向通信。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的低頻信號(hào)檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟b中，根據(jù)步驟 a中所述電壓幅值與距離的對(duì)應(yīng)表，結(jié)合解碼距離、距離控制的要求、設(shè)置I信號(hào)的比例門限設(shè)置數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出給比較器的電平。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的低頻信號(hào)檢測(cè)方法，其特征在于，所述成對(duì)數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出給比較器的電平為非遲滯判決條件，其設(shè)置方法為設(shè)期望控制的距離為D1，查找電壓幅值與距離的對(duì)應(yīng)表，得到距離Dl對(duì)應(yīng)的信號(hào)變化幅度為+Al到-Al，設(shè)置I信號(hào)的比例門限為R1，根據(jù)Al及R1，設(shè)置輸出給比較器的電平L1、L2，滿足在一個(gè)周期內(nèi)，模擬前端裝置輸出信號(hào)幅度大于LI或小于L2的時(shí)間百分比等于R1，即大于Rl則進(jìn)入要求控制的距離 Dl范圍內(nèi)，否則沒有進(jìn)入要求控制距離Dl的范圍內(nèi)。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的低頻信號(hào)檢測(cè)方法，其特征在于，所述成對(duì)數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出給比較器的電平為遲滯判決條件，其設(shè)置方法為設(shè)期望進(jìn)行解碼的距離為D2，查找電壓幅值與距離的對(duì)應(yīng)表，得到距離D2對(duì)應(yīng)信號(hào)的變化幅度為+A2到-A2，測(cè)得大多數(shù)噪聲產(chǎn)生的幅度為A3,設(shè)置輸出給比較器的電平L3、L4,使得L3大于+A3且小于+A2 ；L4小于-A3 且大于-A2，即當(dāng)距離小于D2時(shí)則允許解碼，否則不允許解碼。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的低頻信號(hào)檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟b中，對(duì)輸入為非遲滯判決條件比較電平的兩個(gè)比較器輸出信號(hào)進(jìn)行邏輯或處理，得到用于提取距離信息的數(shù)字信號(hào)。
23.根據(jù)權(quán)利要求18所述的低頻信號(hào)檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟b中，對(duì)輸入為遲滯判決條件比較電平的兩個(gè)比較器輸出進(jìn)行遲滯處理，得到用于提取磁場(chǎng)碼流信息的數(shù)字信號(hào)。
24.根據(jù)權(quán)利要求18所述的低頻信號(hào)檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟c中，設(shè)置數(shù)字毛刺濾波器對(duì)輸入的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行毛刺濾除，從濾除毛刺的信號(hào)中解碼出低頻磁場(chǎng)數(shù)據(jù)流。
25.根據(jù)權(quán)利要求18所述的低頻信號(hào)檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟b中，使用單個(gè)比較器輸出比較電平提取磁場(chǎng)距離信息和碼流信息。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的低頻信號(hào)檢測(cè)方法，其特征在于，使用單個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的單比較電平提取磁場(chǎng)碼流信息，數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出給比較器的電平設(shè)置為放大器輸入?yún)⒖茧娖健?br> 27.根據(jù)權(quán)利要求18所述的低頻信號(hào)檢測(cè)方法，其特征在于，使用單個(gè)比較器或成對(duì)比較器輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解碼。
28.根據(jù)權(quán)利要求18所述的低頻信號(hào)檢測(cè)方法，其特征在于，使用單比較器或成對(duì)比較器輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行單個(gè)距離的判斷；使用多個(gè)單比較器輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行多個(gè)距離的判斷，或者使用多個(gè)成對(duì)比較器進(jìn)行多個(gè)距離、多個(gè)距離區(qū)間的判斷；使用多個(gè)單比較器輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行多個(gè)距離的判斷，或者使用多個(gè)成對(duì)比較器進(jìn)行多個(gè)距離、多個(gè)距離區(qū)間的判斷。
29.根據(jù)權(quán)利要求18所述的低頻信號(hào)檢測(cè)方法，其特征在于，混合使用多個(gè)單比較器和成對(duì)比較器輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行多個(gè)距離、多個(gè)距離區(qū)間的判斷。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)的差分模擬前端裝置，應(yīng)用于近距離通信系統(tǒng)，包括至少一個(gè)磁感應(yīng)模塊、至少一個(gè)低通濾波模塊、至少一個(gè)放大器、至少一個(gè)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器和至少一個(gè)比較器，所述磁感應(yīng)模塊、低通濾波模塊、放大器順次相連，所述放大器的輸出端與所述比較器的正向輸入端相連，所述數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器的輸出端與所述比較器的反向輸入端相連，所述放大器為差分放大器。本發(fā)明能夠減小電路噪聲和環(huán)境噪聲對(duì)低頻信號(hào)檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)中所接收到的低頻信號(hào)的干擾，從而提高低頻交變磁場(chǎng)距離檢測(cè)和控制的精度。
文檔編號(hào)H03F3/45GK103023445SQ20101016619
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2010年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月10日
發(fā)明者趙輝, 潘文杰, 蔣宇 申請(qǐng)人:國(guó)民技術(shù)股份有限公司