[发明专利]一种基于Qi标准的无线充电设备的FSK解调器及其解调方法

说明书

本发明公开了一种基于Qi标准的无线充电设备的FSK解调器及其解调方法，主要解决现有无线充电设备的FSK调制成本高、误码率高的问题。该解调器，包括第一带通滤波器和第二带通滤波器、差值比较器、分频器、捕获计数器、储存阵列及解码逻辑单元。通过上述设计，本发明利用第一、第二带通滤波器过滤掉85KHz～205KHz以外的信号，再利用差值比较器将模拟信号转成数字信号进行输出，再使捕获计数器中的高频时钟对分频后的数字信号进行采样，这样的设计使得FSK包络解析时帧同步出错率低，解调误码率低。因此，适宜推广应用。

技术领域

本发明涉及一种无线充电技术领域，具体地说，是涉及一种基于Qi标准的无线充电设备的FSK解调器及其解调方法。

背景技术

现阶段部分手机、平板等便携式设备均支持Qi的无线充电标准。Qi标准占领了无线充电市场90％以上的市场份额了。所以对于支持无线充电的接收端也必须支持Qi的标准通信方式。

Qi标准的无线充电规定，发射端(以下简称TX)在向接收端(以下简称RX)进行数据通信时，以FSK的方式将数据调制到电源信号上。接收端接收到电源信号后，首先将数据信号从电源信号中分离出来，此时数据信号应该为一个85K～220K频率的载波信号，下一步将有效包络从载波信号中调制出来。Qi标准中对未调制的载波信号(以下简称为ac)和传统的FSK调制有以下几点不同：

1、ac的未调制频率不是固定的，其频率范围为85K～205K。当TX向RX发送数据包的时候，ac的频率可能是85K～205K之间的任意值；

2、载波信号同时也为电源信号，TX在发包的时候无法预知RX的负载变化情况。当RX负载变化剧烈时，线圈上的ac信号的电平会抖动非常厉害；

3、载波信号作为电源信号，其电平也是不固定的。根据协议，从3V～30V均有可能。此时则不能用单一的比较电压进行电平高低比较；

4、FSK的调制周期固定为256个周期。即每256个周期变化一次频率。

而现有技术的解调方式有两种，一是通过快速傅立叶变换将时域信号转换为频域信号。再根据频域信号算得频率的变换，解调出原始数据包络。但是这种解调方式需要高速ADC采样、需要大规模的数字储存区、需要非常多的乘法和加法单元。导致成本非常大；另一种是过高频时钟不停地采ac的频率。一旦ac的频率发生变化，就开始FSK包络的解析。这种解调方式的缺点是帧同步容易出错，导致误码率高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于Qi标准的无线充电设备的FSK解调器及其解调方法，主要解决现有无线充电设备的FSK调制成本高、误码率高的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于Qi标准的无线充电设备的FSK解调器，包括：

第一带通滤波器和第二带通滤波器，用于从无线充电设备的接收端的电源信号中获取两个频率相同，相位相差180度的高压信号；

差值比较器，与两个带通滤波器相连，将两个频率相同，相位相差180度的信号进行差值比较，输出一路数字电平的波号；

分频器，与差值比较器相连，用于将差值比较器输出的波号进行分频，产生一个新的信号；

捕获计数器，与分频器相连，用高频时钟对分频后的高电平、低电平进行采样计数；

储存阵列，与捕获计数器相连，用于连续存储捕获计数器获取的捕获采样值；

解码逻辑单元，与储存阵列相连，根据储存阵列中的捕获采样值将数据解码出来，并做奇偶校验，完成解调后输出有效包络。

进一步地，所述分频器为32分频器或64分频器。

作为优选，所述储存阵列为FIFO存储器或SRAM存储器。