本實(shí)用新型涉及人體介質(zhì)通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種OOK脈沖信號發(fā)射裝置及其通信裝置。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有的通信系統(tǒng)中，發(fā)射機(jī)普遍采用非脈沖式的FSK(Frequency-shift keying，頻移鍵控)、BPSK(Binary Phase Shift Keying，二進(jìn)制相移鍵控)等信號調(diào)制方式。FSK、BPSK等方式電路結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，不利于整個系統(tǒng)全集成設(shè)計(jì)，而且功耗較大，上述缺陷限制了FSK、BPSK等方式在實(shí)際場景中的應(yīng)用。

以人體通信等體域網(wǎng)應(yīng)用環(huán)境為例，人體介質(zhì)通信技術(shù)通俗地說是一種將人體作為線纜進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)男滦屯ㄐ欧绞剑ㄟ^該技術(shù)，人體將成為網(wǎng)絡(luò)的一部分，人們只需要通過觸摸便可進(jìn)行信息的收發(fā)。在體域網(wǎng)應(yīng)用環(huán)境下，對穿戴式特別是植入式設(shè)備的體積和功耗都有嚴(yán)格的限制，F(xiàn)SK、BPSK等通信方式的這些缺陷很大的局限了人體介質(zhì)通信系統(tǒng)的實(shí)用性和產(chǎn)品化。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)功耗大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對現(xiàn)有技術(shù)功耗大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題，提供一種信號發(fā)射裝置及通信裝置。

一種信號發(fā)射裝置，包括：

調(diào)制電路，脈沖發(fā)生電路和輸出阻抗可調(diào)的功率驅(qū)動電路；

所述調(diào)制電路的輸入端和所述脈沖發(fā)生電路的電平判斷輸入端分別連接信號發(fā)生裝置的輸出端，所述調(diào)制電路的輸出端連接所述脈沖發(fā)生電路的信號輸入端，所述脈沖發(fā)生電路的輸出端連接所述功率驅(qū)動電路的輸入端，所述功率驅(qū)動電路的輸出端連接信號接收裝置；

所述調(diào)制電路將信號發(fā)生裝置產(chǎn)生的所述原始信號進(jìn)行調(diào)制，并輸出調(diào)制 信號至脈沖發(fā)生電路，所述脈沖發(fā)生電路將所述調(diào)制信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字脈沖信號輸出至功率驅(qū)動電路，所述功率驅(qū)動電路調(diào)節(jié)所述數(shù)字脈沖信號的有效輸出功率并輸出。

一種通信裝置，包括：

信號發(fā)射裝置，第一傳感器，第二傳感器，以及信號接收裝置；

所述信號發(fā)射裝置的功率驅(qū)動電路的輸出端與所述第一傳感器的輸入端相連接，所述第一傳感器的輸出端通過傳輸信道與所述第二傳感器的輸入端相連接，所述第二傳感器的輸出端與所述信號接收裝置相連接。

上述信號發(fā)射裝置及其通信裝置，通過所述調(diào)制電路對原始信號進(jìn)行調(diào)制，得到調(diào)制信號，通過所述脈沖發(fā)生電路將所述調(diào)制信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字脈沖信號，并通過所述功率驅(qū)動電路用于將所述數(shù)字脈沖信號的功率調(diào)整到預(yù)設(shè)功率值并輸出，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，成本低。

附圖說明

圖1為一個實(shí)施例的信號發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為一個實(shí)施例的脈沖發(fā)生電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為一個實(shí)施例的功率驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為一個實(shí)施例的推挽功率放大電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為一個實(shí)施例的通信裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的信號發(fā)射裝置及通信裝置的實(shí)施例進(jìn)行說明。

圖1為一個實(shí)施例的信號發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，所述信號發(fā)射裝置可包括：

調(diào)制電路10，脈沖發(fā)生電路20和輸出阻抗可調(diào)的功率驅(qū)動電路30；

所述調(diào)制電路10的輸入端和所述脈沖發(fā)生電路20的電平判斷輸入端分別連接信號發(fā)生裝置40的輸出端，所述調(diào)制電路10的輸出端連接所述脈沖發(fā)生 電路20的信號輸入端，所述脈沖發(fā)生電路20的輸出端連接所述功率驅(qū)動電路30的輸入端，所述功率驅(qū)動電路30的輸出端連接信號接收裝置300；

所述調(diào)制電路10將信號發(fā)生裝置40產(chǎn)生的所述原始信號進(jìn)行調(diào)制，并輸出調(diào)制信號至脈沖發(fā)生電路20，所述脈沖發(fā)生電路20將所述調(diào)制信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字脈沖信號輸出至功率驅(qū)動電路30，所述功率驅(qū)動電路30可通過改變輸出阻抗從而調(diào)節(jié)所述數(shù)字脈沖信號的有效輸出功率并輸出。

所述調(diào)制電路10可接收信號發(fā)生裝置40產(chǎn)生的歸零碼數(shù)據(jù)D2。在一個實(shí)施例中，所述信號發(fā)生裝置40產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可能是非歸零碼數(shù)據(jù)D2，此時(shí)，可在所述信號發(fā)生裝置與所述脈沖發(fā)生電路之間設(shè)置一個歸零碼產(chǎn)生電路60，將信號發(fā)生裝置40產(chǎn)生的非歸零碼數(shù)據(jù)D1轉(zhuǎn)換為歸零碼數(shù)據(jù)D2并輸出到所述調(diào)制電路10和脈沖發(fā)生電路20。由于系統(tǒng)后續(xù)進(jìn)行開關(guān)鍵控(On-Off Keying，OOK)，進(jìn)行歸零碼轉(zhuǎn)換，避免了數(shù)據(jù)出現(xiàn)“連1串”情況時(shí)，后續(xù)OOK調(diào)制只會完成對“連1串”中“第一個數(shù)據(jù)1”的調(diào)制，防止造成數(shù)據(jù)丟失。所述歸零碼產(chǎn)生電路60的輸入端可連接到所述信號發(fā)生裝置40，所述歸零碼產(chǎn)生電路60的輸出端可連接到所述調(diào)制電路10和所述脈沖發(fā)生電路20的電平判斷輸入端。

在一個實(shí)施例中，還可以設(shè)置一個同步電路；所述同步電路的輸入端連接到所述信號發(fā)生裝置40的輸出端，所述同步電路的輸出端連接到所述歸零碼產(chǎn)生電路60的輸入端；所述同步電路可用于獲取與所述非歸零碼數(shù)據(jù)D1同步的時(shí)鐘信號，并根據(jù)所述時(shí)鐘信號對所述非歸零碼數(shù)據(jù)D1進(jìn)行邊沿校準(zhǔn)。

如圖2所示，所述脈沖發(fā)生電路20可包括電平檢測電路201、計(jì)數(shù)電路202和脈沖發(fā)生子電路203；所述電平檢測電路201的輸入端連接所述信號發(fā)生裝置40的輸出端，所述電平檢測電路201的輸出端連接所述計(jì)數(shù)電路202的狀態(tài)輸入端及所述脈沖發(fā)生子電路203的使能控制端；所述計(jì)數(shù)電路202的計(jì)數(shù)輸入端連接所述調(diào)制電路10的輸出端，所述計(jì)數(shù)電路202的輸出端連接所述脈沖發(fā)生子電路203的計(jì)數(shù)控制端；所述脈沖發(fā)生子電路203的輸出端連接所述功率驅(qū)動電路30的輸入端?？刹捎蒙鲜鲭娐方Y(jié)構(gòu)生成所述數(shù)字脈沖信號D4。具體地，所述電平檢測電路201可對所述歸零碼數(shù)據(jù)D2進(jìn)行電平判斷，當(dāng)所述歸零 碼數(shù)據(jù)D2為低電平時(shí)，可控制所述脈沖發(fā)生子電路203進(jìn)入待機(jī)非工作狀態(tài)，并使所述脈沖發(fā)生子電路203輸出的數(shù)字脈沖信號D4保持低電平，并繼續(xù)電平判斷，當(dāng)所述歸零碼數(shù)據(jù)D2為高電平時(shí)，可通知計(jì)數(shù)電路202對所述調(diào)制信號D3的上升沿進(jìn)行計(jì)數(shù)，若計(jì)數(shù)值cnt＝1，則將所述脈沖發(fā)生電路20輸出的數(shù)字脈沖信號D4置為高電平，若計(jì)數(shù)值cnt＝2，則將所述脈沖發(fā)生子電路203輸出的數(shù)字脈沖信號D4置為低電平，停止計(jì)數(shù)，同時(shí)將計(jì)數(shù)值cnt清零。

如圖3所示，在一個實(shí)施例中，所述功率驅(qū)動電路30可包括推挽功率放大電路301和偏置調(diào)節(jié)電路302；所述推挽功率放大電路301的信號輸入端與所述脈沖發(fā)生電路20的輸出端相連接，所述推挽功率放大電路301的偏置輸入端與所述偏置調(diào)節(jié)電路302的輸出端相連接，所述推挽功率放大電路301的輸出端與所述信號接收裝置300相連接。其中，所述推挽功率放大電路301可將所述數(shù)字脈沖信號D4的有效功率調(diào)整到預(yù)設(shè)功率值，并輸出到所述信號接收裝置300；所述偏置調(diào)節(jié)電路302可將輸出節(jié)點(diǎn)的等效輸出阻抗調(diào)節(jié)至與所述信號接收裝置300相匹配，并通過所述推挽功率放大電路301將所述數(shù)字脈沖信號D4發(fā)射到所述信號接收裝置300，進(jìn)行輸出阻抗可調(diào)的功率驅(qū)動并最終輸出，可以保證與信號接收裝置300的阻抗匹配。

如圖4所示，所述推挽功率放大電路301可包括第一電阻301a、第一MOS晶體管301b、第二MOS晶體管c、第三MOS晶體管301d和第四MOS晶體管301e；所述第一電阻301a的一端和所述第一MOS晶體管301b的柵極連接所述脈沖發(fā)生電路20的輸出端，所述第一電阻301a的另一端連接所述第二MOS晶體管301c的漏極和所述信號接收裝置300；所述第一MOS晶體管301b的源極連接外部電源，所述第一MOS晶體管301b的漏極連接所述第二MOS晶體管301c的源極；所述第二MOS晶體管301c的柵極和所述第三MOS晶體管301d的柵極連接所述偏置調(diào)節(jié)電路302，所述第二MOS晶體管301c的漏極連接所述第三MOS晶體管301d的漏極以及所述信號接收裝置300；所述第三MOS晶體管301d的源極連接所述第四MOS晶體管301e的漏極，所述第四MOS晶體管301e的柵極連接所述脈沖發(fā)生電路，所述第四MOS晶體管301e的源極接地。通過改變第二MOS晶體管301c和第三MOS晶體管301d的柵極電壓，可以改 變輸出結(jié)點(diǎn)的等效輸出阻抗，從而起到輸出阻抗調(diào)節(jié)的作用。所述功率驅(qū)動電路30的輸出阻抗可以調(diào)整為等于或者逼近所述信號接收裝置300的輸入阻抗的值，從而實(shí)現(xiàn)功率匹配輸出。

在一個實(shí)施例中，所述的信號發(fā)射裝置100還可包括連接至所述脈沖發(fā)生電路20和功率驅(qū)動電路30之間的微分電路50；所述微分電路50對所述數(shù)字脈沖信號D4進(jìn)行微分處理后輸出微分信號D5到所述功率驅(qū)動電路30。所述微分單元的作用是去掉所述數(shù)字脈沖信號D4中含有的直流成分，并將適于傳輸?shù)念l段的信號成分輸送給后級的功率驅(qū)動電路30，進(jìn)行功率放大與輸出。

圖5為一個實(shí)施例的通信裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。所述通信裝置可包括：

信號發(fā)射裝置100，第一傳感器200A，第二傳感器200B，以及信號接收裝置300；

所述信號發(fā)射裝置100的功率驅(qū)動電路的輸出端與所述第一傳感器200A的輸入端相連接，所述第一傳感器200A的輸出端通過傳輸信道與所述第二傳感器200B的輸入端相連接，所述第二傳感器200B的輸出端與所述信號接收裝置300相連接。

其中，信號發(fā)生裝置40可以產(chǎn)生原始基帶信號S1，并輸出到信號發(fā)射裝置100，所述信號發(fā)射裝置100可生成數(shù)字脈沖信號D4，并最終輸出用于通信的OOK窄脈沖信號S2。所述第一傳感器200A可將信號S2耦合到信道，信號S2經(jīng)過信道傳輸后，再經(jīng)過第二傳感器200B檢測得到信號S2’，所述信號接收裝置300可將S2’接收處理后還原出原始基帶信號。

在一個實(shí)施例中，所述第一傳感器200A和第二傳感器200B可以安裝在可穿戴設(shè)備或植入設(shè)備中，例如穿戴于指尖的血氧傳感器、腕表型血糖傳感器、植入式心電監(jiān)測傳感器、植入式腦電信號采集傳感器等。所述可穿戴設(shè)備或植入設(shè)備可以由用戶攜帶，從而可以將用戶作為通信媒介，在信號發(fā)射裝置100和信號接收裝置300之間實(shí)現(xiàn)通信。

所述信號發(fā)射裝置的實(shí)施例與上述信號發(fā)射裝置相同，此處不再贅述。

本實(shí)用新型提高了人體信道的頻帶利用率和數(shù)據(jù)發(fā)送速率，系統(tǒng)工作在全數(shù)字觸發(fā)式狀態(tài)，在實(shí)現(xiàn)上能以低功耗、低復(fù)雜度、高速的優(yōu)點(diǎn)換來系統(tǒng)的單 位比特能耗顯著降低，并可完全采用CMOS集成電路工藝實(shí)現(xiàn)，且不存在大面積的集成電阻及電容整形電路，適合集成于SOC芯片，易于推廣。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實(shí)施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。