專利名稱：喚醒電路、車載單元、濾波器以及頻率探測和過濾的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于頻率的數(shù)字信號(hào)處理，特別涉及一種頻率探測和頻率選擇濾波。
背景技術(shù)：
電子收費(fèi)(ETC)系統(tǒng)能使司機(jī)在不停車的情況下支付公路通行費(fèi)。電子收費(fèi)系統(tǒng)特別用于交通繁忙的高速公路，橋梁和隧道。路邊單元(RSU)以一特定頻率發(fā)送無線信號(hào)，如14KHz矩形波，該矩形波由根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)(中國國家標(biāo)準(zhǔn))通過5. 83GHz或5. 84GHz載波調(diào)制。車載單元使用一喚醒電路，該喚醒電路在遇到一個(gè)或多個(gè)預(yù)置條件時(shí)將喚醒主電路。然而，現(xiàn)有的喚醒電路的功率消耗太大，其為限制它的擴(kuò)展和應(yīng)用上的主要因素。因此，發(fā)展一個(gè)有著能用于車載單元的較低功耗的新的喚醒電路是預(yù)期的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一個(gè)喚醒電路，其能在合適條件下喚醒主電路。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的喚醒電路，包括控制信號(hào)產(chǎn)生電路，該控制信號(hào)產(chǎn)生電路包括脈沖發(fā)生器，用于接收數(shù)字信號(hào)和產(chǎn)生一個(gè)有著數(shù)字信號(hào)頻率的脈沖序列信號(hào)；第一比較電路和第二比較電路，都連接于脈沖發(fā)生器的輸出端，用于接收脈沖序列信號(hào)；第一比較電路用于比較脈沖序列信號(hào)的頻率和第一閾值頻率，并根據(jù)比較結(jié)果生成第一控制信號(hào)；第二比較電路用于比較脈沖序列信號(hào)的頻率和第二閾值頻率，并根據(jù)比較結(jié)果生成一個(gè)第二控制信號(hào)；指示產(chǎn)生電路，用于當(dāng)脈沖序列信號(hào)的頻率落入由第一閾值頻率和第二閾值頻率所限定的頻率范圍時(shí)，使用第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)來生成一醒來指示。本發(fā)明還提供一個(gè)數(shù)字信號(hào)的濾波器，包括控制信號(hào)產(chǎn)生電路；該控制信號(hào)產(chǎn)生電路包括脈沖發(fā)生器，用于接收數(shù)字信號(hào)和生成有著數(shù)字信號(hào)頻率的脈沖序列信號(hào)；第一比較電路和第二比較電路，都連接于脈沖發(fā)生器的輸出端，用于接收脈沖序列信號(hào)；第一比較電路用于比較脈沖序列信號(hào)和第一閾值頻率，并根據(jù)比較結(jié)果生成第一控制信號(hào)；第二比較電路用于比較脈沖序列信號(hào)的頻率和第二閾值頻率，并根據(jù)比較結(jié)果生成一個(gè)第二控制信號(hào)；重建電路，用于當(dāng)數(shù)字信號(hào)的頻率落入由第一閾值電壓和第二閾值電壓所限定的頻率范圍時(shí)，使用第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)生成有著數(shù)字信號(hào)頻率的輸出信號(hào)。本發(fā)明還公開了一種在喚醒電路中的喚醒方法，包括生成一個(gè)有著數(shù)字信號(hào)頻率的脈沖序列信號(hào)；比較第一閾值頻率和脈沖序列信號(hào)的頻率，并根據(jù)比較結(jié)果生成第一控制信號(hào)；比較第二閾值頻率和脈沖序列信號(hào)的頻率，并根據(jù)比較結(jié)果生成第二控制信號(hào)；如果脈沖序列信號(hào)的頻率落入由第一閾值頻率和第二閾值頻率所限定的頻率范圍內(nèi)，使用第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)生成醒來指示。本發(fā)明還提供一種方法，包括生成一個(gè)有著數(shù)字信號(hào)頻率的脈沖序列信號(hào)；比較第一閾值頻率和脈沖序列信號(hào)的頻率，并根據(jù)比較結(jié)果生成第一控制信號(hào)；比較第二閾值頻率和脈沖序列信號(hào)的頻率，并根據(jù)比較結(jié)果生成第二控制信號(hào)；如果脈沖序列信號(hào)的頻率落入由第一閾值頻率和第二閾值頻率限定的頻率范圍內(nèi)，使用第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)生成醒來指示。本發(fā)明還提供一種電子收費(fèi)系統(tǒng)的車載單元，包括預(yù)處理電路，用于預(yù)處理接收到的信號(hào)以得到一原始數(shù)字信號(hào)；喚醒電路，連接至預(yù)處理電路，用于接收所得到的原始數(shù)字信號(hào)；其中喚醒電路包括脈沖產(chǎn)生器，用于接收數(shù)字信號(hào)和產(chǎn)生一個(gè)有著原始數(shù)字信號(hào)頻率的脈沖序列信號(hào)；第一比較電路和第二比較電路，都連接于脈沖發(fā)生器的輸出端，用于接收脈沖序列信號(hào)；第一比較電路用于比較脈沖序列信號(hào)的頻率和第一閾值頻率，并根據(jù)比較結(jié)果生成第一控制信號(hào)；第二比較電路用于比較脈沖序列信號(hào)的頻率和第二閾值頻率，并根據(jù)比較結(jié)果生成一個(gè)第二控制信號(hào)；指示產(chǎn)生電路，用于當(dāng)脈沖序列信號(hào)的頻率落入由第一閾值頻率和第二閾值頻率所限定的頻率范圍時(shí)，使用第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)來生成一醒來指示來喚醒主電路。本發(fā)明的喚醒電路，用于ETC系統(tǒng)的車載單元中，實(shí)現(xiàn)了在車輛經(jīng)過ETC系統(tǒng)時(shí)， 喚醒主電路，建立主電路與路邊單元的連接來完成支付。達(dá)到主電路保存電力，節(jié)約能耗的目的。


下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明圖1為使用中的電子收費(fèi)系統(tǒng)示意圖；圖2為圖1中所顯示的電子收費(fèi)系統(tǒng)的示意框圖；圖3為圖2中所顯示的喚醒電路的示意框圖；圖4為本發(fā)明的一具體實(shí)施例中的控制信號(hào)產(chǎn)生電路的示意框圖；圖5為本發(fā)明的一具體實(shí)施例中的控制信號(hào)產(chǎn)生電路的具體結(jié)構(gòu)圖；圖6為本發(fā)明的另一具體實(shí)施例中的控制信號(hào)產(chǎn)生電路的具體結(jié)構(gòu)圖；圖7為本發(fā)明的又一具體實(shí)施例中的控制信號(hào)產(chǎn)生電路的具體結(jié)構(gòu)圖；圖8為本發(fā)明的一具體實(shí)施例中的喚醒電路的具體結(jié)構(gòu)圖；圖9為本發(fā)明的一具體實(shí)施例中的數(shù)字信號(hào)的濾波器的具體結(jié)構(gòu)圖；圖10為本發(fā)明的一具體實(shí)施例的方法流程示意圖；圖11為本發(fā)明的一具體實(shí)施例的方法流程示意圖；圖12為本發(fā)明的一具體實(shí)施例的信號(hào)流示意圖。
具體實(shí)施例方式接下來描述本發(fā)明的不同例子。下列描述提供全面理解和能描述這些例子的詳細(xì)細(xì)節(jié)。然而，沒有這些細(xì)節(jié)本領(lǐng)域的技術(shù)人員能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。此外，一些已知結(jié)構(gòu)或功能可能沒有顯示或進(jìn)行詳細(xì)描述，以避免不必要的模糊相關(guān)描述。使用在下面的描述的術(shù)語，應(yīng)按最廣義的意思進(jìn)行解釋，即使是被使用與本發(fā)明的某一具體實(shí)施例的詳細(xì)描述相關(guān)的。然而，有的術(shù)語甚至被強(qiáng)調(diào)，任何想要以任意限定方式來解釋的術(shù)語將在詳細(xì)描述部分中被作公開的和明確的限定。不失一般性的，通過將作為在ETC中的應(yīng)用的例子，作出解釋例子的參考。本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員明白，這些只是用于清楚地、充分地描述發(fā)明，而不是限定發(fā)明的范圍，這些例子通過附加權(quán)項(xiàng)來限定。參考圖1和2，為本發(fā)明的ETC系統(tǒng)的簡單描述。如圖1所示，ETC系統(tǒng)(電子收費(fèi)系統(tǒng))通常包含路邊單元2 (RSU)和車載單元3 (OBU)。在實(shí)踐中，車載單元3通常被安置在擋風(fēng)玻璃或車輛1的其它合適位置。在圖2中，車載單元3包括喚醒電路30，主電路31 和預(yù)處理電路32。預(yù)處理電路32用于解調(diào)和解碼所接收到的無線信號(hào)，并獲得一原始數(shù)字信號(hào)(在下文中作為數(shù)字信號(hào)提及)。喚醒電路30用于探測數(shù)字信號(hào)的頻率。一旦它發(fā)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的頻率落入一個(gè)頻率范圍內(nèi)，例如IOKHz到20KHz之間，喚醒電路30認(rèn)識(shí)到已經(jīng)接收到的喚醒信號(hào)，然后喚醒主電路31。之后主電路31建立與路邊單元2的連接來完成一次支付。這樣，主電路31為了保存電力將保持關(guān)斷直到被喚醒。下面將提到ETC系統(tǒng)進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。圖2為圖1所示的ETC系統(tǒng)的示意框圖。路邊單元2在編碼和調(diào)制后產(chǎn)生并發(fā)射一喚醒信號(hào)。所發(fā)射的信號(hào)將被車載單元3的天線接收到，該天線可為專用天線或與車輛1 中其他通訊設(shè)備共享的天線。在有預(yù)處理單元32調(diào)制解碼后，原始數(shù)字信號(hào)，如有著14KHz 方波形式的原始數(shù)字信號(hào)，將通過預(yù)處理電路32提供給喚醒電路30。假如所獲得的數(shù)字信號(hào)的頻率位于一頻率范圍內(nèi)，喚醒電路30將給主電路31發(fā)送一醒來指令。圖3為圖2中喚醒電路30的示意框圖。喚醒電路30包含控制信號(hào)產(chǎn)生電路300 和指示產(chǎn)生電路301?？刂菩盘?hào)產(chǎn)生電路300用于接收由預(yù)處理電路32獲得的數(shù)字信號(hào) 340 (如原始數(shù)字信號(hào))，生成第一控制信號(hào)344和第二控制信號(hào)346，該第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)用于記載數(shù)字信號(hào)的頻率和第一閾值頻率與第二閾值頻率之間的關(guān)系。指示產(chǎn)生電路301接收來自控制信號(hào)產(chǎn)生電路300的第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)，并在數(shù)字信號(hào)的頻率落入由第一閾值頻率和第二閾值頻率限定的頻率范圍內(nèi)時(shí)，提供醒來指示。圖4為圖3所示本發(fā)明的控制信號(hào)產(chǎn)生電路300的示意框圖。電路300包含脈沖發(fā)生器310、第一比較電路320和第二比較電路330。脈沖發(fā)生器310接收通過預(yù)處理電路32獲得的數(shù)字信號(hào)340，并生成一脈沖序列信號(hào)342，該脈沖序列信號(hào)有著與數(shù)字信號(hào)340相同的頻率。第一比較電路320和第二比較電路330分別接收脈沖序列信號(hào)342。第一比較電路320用第一閾值頻率(如20KHz)與脈沖序列信號(hào)342的頻率F作比較。第一比較電路 320基于比較結(jié)果生成第一控制信號(hào)344。第二比較電路330用第二閾值頻率(比如20KHz) 與脈沖序列信號(hào)342的頻率F作比較，并根據(jù)比較結(jié)果生成第二控制信號(hào)346。圖5為控制信號(hào)產(chǎn)生電路300a的具體結(jié)構(gòu)圖。脈沖發(fā)生器310包含一個(gè)二分頻模塊312、一個(gè)延遲模塊314和一個(gè)異或門316，三者共同設(shè)置來產(chǎn)生脈沖序列信號(hào)342。異或門316的輸出端作為脈沖發(fā)生器310的輸出端。在一個(gè)具體實(shí)例中，脈沖序列信號(hào)342 的頻率為14KHz，意味著所接收到的信號(hào)為喚醒信號(hào)。通過二分頻模塊312輸出的二分頻信號(hào)的頻率為數(shù)字信號(hào)340的頻率的1/2。在具體實(shí)例中，二分頻信號(hào)的負(fù)荷比為50%，如數(shù)字1的持續(xù)時(shí)間為總時(shí)間的50%。二分頻模塊312的輸出和輸入的實(shí)例顯示在圖12中。從圖12中可知，原始數(shù)字信號(hào)；340(為圖12中標(biāo)為a的波形)的上升沿變成二分頻信號(hào)b的上升沿或下降沿。本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員明白，盡管圖12中數(shù)字信號(hào)340有著50%的負(fù)荷比，本發(fā)明并不限定數(shù)字信號(hào)的負(fù)荷比。在圖5中，二分頻信號(hào)b通過二分頻模塊提供給延遲模塊314，在延遲模塊中一個(gè)延遲At被加到信號(hào)b上來產(chǎn)生顯示在圖12中的延遲后信號(hào)C。信號(hào)b和c進(jìn)入異或門 316，在異或門中將生成一個(gè)脈沖序列信號(hào)342(在圖12中標(biāo)為d)。在信號(hào)340的每個(gè)上升沿上(標(biāo)為a)，在信號(hào)342(標(biāo)為d)上有一短持續(xù)時(shí)間的負(fù)脈沖。根據(jù)顯示在圖5中的實(shí)施例，第一比較電路320a包含第一 ρ型M0SFET321(以 M0S321表示)，第一電容322和第一負(fù)載323。第一負(fù)載323采用電流源的形式，指電流源 323。M0S321的柵極連接至異或門316的輸出端，用于接收脈沖序列信號(hào)342 ；漏極連接至第一電容322的負(fù)極端，用于形成第一共用終端344，在該共用終端的信號(hào)波形在圖12中標(biāo)識(shí)為e ；源極連接至第一電容322的正極端，用于形成第二共用終端，該第二共用終端連接一正電壓電源，如漏極電壓324Vdd，也就是數(shù)字1。第一共用終端344進(jìn)一步連接電流源 323的一端，電流源323的另一端接地。第二比較電路330a包括第二 P型M0SFET331(以M0S331表示)，第二電容332和第二負(fù)載333。第二負(fù)載333采用電流源的形式，指電流源333。M0S331的柵極連接至異或門316的輸出端，用于接收脈沖序列信號(hào)342 ；漏極連接至第二電容332的負(fù)極端，用于形成第三共用終端346，在該共用終端的信號(hào)波形在圖12中標(biāo)識(shí)為f ；源極連接至第二電容332的正極端，用于形成第四共用終端，該第四共用終端連接一正電壓電源，如漏極電壓 334Vdd，也就是數(shù)字1。第三共用終端346進(jìn)一步連接電流源333的一端。電流源333的另一端接地。在電流源323影響下的第一電容322的RC時(shí)間常數(shù)，為第一閾值頻率(如20KHz) 的倒數(shù)。相應(yīng)地，在電流源333影響下的第二電容332的RC時(shí)間常數(shù)為第二閾值頻率(如 IOKHz)的倒數(shù)。因此，第一電容322的充電比第二電容332的充電要快。參見圖5和圖12，在時(shí)間0點(diǎn)，在第一電容322的正極端的電壓為Vdd，而在第一電容322的負(fù)極端的電壓為0。因此，在第一電容322兩端之間的初始電壓為Vdd。在時(shí)間tQ， 數(shù)字信號(hào)；340(標(biāo)為a)的上升沿來到，異或門316生成一短持續(xù)時(shí)間的負(fù)脈沖。當(dāng)M0S321 的源端接Vdd(數(shù)字1)時(shí)，在M0S321柵極的電壓突然減少到0，在源極和柵極之間的電壓超過M0S321的開啟電壓。因此，第一電容322和M0S321形成一循環(huán)，其中第一電容322瞬間放電以至于第一電容322的兩端有著相同的電壓，即Vdd。放電過程在圖12中標(biāo)為e，表現(xiàn)為從、開始的陡峭曲線。本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將明白，在負(fù)脈沖結(jié)束之前第一電容322 也能完成放電。在本實(shí)施例中，電流源的電流相當(dāng)弱，可能小于1 μ A，同時(shí)電容的放電電流相對(duì)地較強(qiáng)，如100 μ Α。因此，第一電容322和第二電容332的放電速度很難分別被電流源 323和電流源333影響到。
在負(fù)脈沖之后，M0S321的柵極電壓將回到Vdd (數(shù)字1)，M0S321關(guān)斷。由于電流源32的存在，出現(xiàn)在第一電容322的負(fù)極端到地的常電流。電流源323從第一電容322的負(fù)極端拿走正電荷，負(fù)電荷聚集在第一電容的負(fù)極端。在第一電容322兩端的電壓變得越來越大，也就是說，當(dāng)?shù)谝浑娙?22再充電時(shí)第一電容322負(fù)極端的電壓從Vdd往下降。假如再充電足夠了，聚集在第一電容322的電荷q將滿足以下等式q = CV (1)其中C為第一電容322的容量，V為第一電容322兩端的電壓。由于脈沖序列信號(hào)342的周期性，下一個(gè)負(fù)脈沖將在、時(shí)刻到來，M0S321源極-柵極的電壓再次超過關(guān)斷電壓，第一電容322再次放電直到它的正極端和負(fù)極端具有相同電壓，也就是Vdd。可知當(dāng)脈沖序列信號(hào)342取與標(biāo)記d —樣的波形時(shí)，第一比較電路320的輸出端 344的信號(hào)將呈現(xiàn)波形e。第二比較電路330有著與第一比較電路320相同的配置，因此第二電容330以與第一電容相同的方式進(jìn)行放電和充電。然而，既然兩個(gè)電容具有不同的RC時(shí)間常數(shù)，它們將以不同的速度充電，從圖12可知第一電容322充電更快些。在圖5中的元件的結(jié)合，根據(jù)數(shù)字信號(hào)340，第一控制信號(hào)340和第二控制信號(hào) 346得到電路300a。在tl時(shí)刻每個(gè)控制信號(hào)的電壓依賴于脈沖序列信號(hào)342的頻率(見圖12)，頻率較大的那個(gè)，電容的充電時(shí)間較少，在tl時(shí)刻第一共用終端和第三共用終端的電壓更高。本發(fā)明的一實(shí)例中，在脈沖序列信號(hào)342中每個(gè)負(fù)脈沖有著盡可能短的持續(xù)時(shí)間，留下剩余時(shí)間用于充電。如果在脈沖序列信號(hào)342中低電平持續(xù)太長，整個(gè)電路的準(zhǔn)確性將嚴(yán)重降低。顯示在圖5中的實(shí)例有如圖6所示的不同實(shí)施方式。通過第一電容322和電流源 323形成的第一共用終端被連接至第一反相器325的輸入端，而不是作為第一比較電路320 的輸出端。反相器325的輸出端連接至第二反相器326的輸出端，相反反相器326的輸出端作為第一比較電路320的輸出端。相同地，在第二比較電路330，通過第二電容332和電流源333形成的第三共用終端連接至第三反相器335的輸入端。反相器335的輸出端連接至第四反相器336的輸出端，相反反相器336的輸出端作為第二比較電路330的輸出端。反相器325、3沈、335和336用于將分別由第一比較電路320和第二比較電路330 輸出的第一控制信號(hào)(在圖12中標(biāo)為e)和第二控制信號(hào)(在圖12中標(biāo)為f)的轉(zhuǎn)變過程從緩慢地減少轉(zhuǎn)換到急劇地減少。下面將對(duì)這些反相器進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)的介紹。反相器有一個(gè)反轉(zhuǎn)電壓。如果輸入到反相器中的信號(hào)低于它的反轉(zhuǎn)電壓，對(duì)于那個(gè)反相器來說輸入實(shí)際上為數(shù)字0。因此，反相器的輸出為數(shù)字1。當(dāng)輸入增加并達(dá)到反轉(zhuǎn)電壓，輸入再次為數(shù)字1而反相器的輸出為數(shù)字0。相反，如果給反相器的輸入最初為數(shù)字 1，隨后減少，當(dāng)達(dá)到反轉(zhuǎn)電壓時(shí)它將變成數(shù)字0，于是反相器將輸出數(shù)字1。參考圖12，在標(biāo)記為信號(hào)e和f的各自的結(jié)構(gòu)軸上有水平點(diǎn)狀線。標(biāo)識(shí)為Vth的點(diǎn)狀線表示反相器325和33的反轉(zhuǎn)電壓?？梢钥吹疆?dāng)脈沖序列信號(hào)342(標(biāo)為d)的頻率為14KHz，電容322有足夠的時(shí)間來充電，因此自第一共用終端的電壓被充分的拉低至低于反相器325的反轉(zhuǎn)電壓。因此，對(duì)于反相器325，輸入等同于信號(hào)g。當(dāng)?shù)谝还灿媒K端的逐漸變化的電壓達(dá)到反轉(zhuǎn)電壓時(shí)，反相器325的輸入將從1換到0，直到信號(hào)342的下一個(gè)負(fù)脈沖到來。根據(jù)顯示為g的輸入信號(hào)，由反相器325提供的輸出將是信號(hào)i，而后反相器326 將信號(hào)i轉(zhuǎn)換回信號(hào)g。因此，第一控制信號(hào)344為與信號(hào)g中一個(gè)相類似的波形，有著由反相器325和326的緩沖效應(yīng)所引起的相轉(zhuǎn)變。既然數(shù)字信號(hào)340的頻率高于第二閾值頻率(IOKHz)，當(dāng)脈沖序列信號(hào)342的下一個(gè)負(fù)脈沖來臨時(shí)，在第三共用終端的電壓(圖12 中標(biāo)為f)沒有達(dá)到反相器335的反轉(zhuǎn)電壓。因此，提供給反相器335的輸入被認(rèn)為是常數(shù) 1(和在圖12中標(biāo)示為h的一樣)。反相器335的輸出為常數(shù)0，見信號(hào)j。反相器336的輸出將為常數(shù)1，見信號(hào)h。在另一實(shí)例中，數(shù)字信號(hào)340的頻率超過20KHz。從而在第一共用終端的電壓到達(dá)反相器325的反轉(zhuǎn)電壓之前，下一個(gè)負(fù)脈沖就將到來。電容322再次放電。因而，給反相器 325的輸入一直為Vdd，從此第一比較電路320的輸出，也就是第一控制信號(hào)324，一直為數(shù)字1。同時(shí)，第二控制信號(hào)3 也是常數(shù)1。本發(fā)明還有其他的情況，數(shù)字信號(hào)340的頻率低于ΙΟΚΗζ，由第一比較電路320輸出的第一控制信號(hào)3M將與圖12中標(biāo)記的e信號(hào)相類似。在第二比較電路330中，電容 332的放電過程能將第三共用終端的電勢拉至低于反相器335的反轉(zhuǎn)電壓。因此，由反相器 336輸出的第二控制信號(hào)346將表現(xiàn)為方波的形式。反相器3 和336輸出的兩個(gè)控制信號(hào)為數(shù)字的，能直接用于控制其他電路，如指示產(chǎn)生電路301d或重建電路302 (在下面詳細(xì)描述)。本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將理解，反相器325、3沈、335和336是可選的，與其它元件一樣。因?yàn)?，?dāng)指示產(chǎn)生電路301d或重建電路302包括有著反轉(zhuǎn)電壓的數(shù)字元件時(shí)，只要在第一比較電路和第二比較電路中的電容 322、電容332以及負(fù)載能適當(dāng)?shù)谋辉O(shè)計(jì)以與指示產(chǎn)生電路301d或重建電路302中的數(shù)字元件相匹配，沒有換流器能達(dá)到可接受的性能。圖5所示實(shí)施方式的變形顯示在圖7中。電阻器323c和333c取代了電流源。拿電容322和電阻器323c舉例，在電阻器323c作用下的電容322的充電過程為在、時(shí)刻， 晶體管M0S321關(guān)斷，在第一共用終端的電壓為Vdd，在第一共用終端和地之間的電壓也為 Vdd。因此，存在從電容322的負(fù)極端到地的電流，帶走正電荷，導(dǎo)致負(fù)電荷聚集在電容322 的負(fù)極端。上面描述集中在根據(jù)數(shù)字信號(hào)340的輸入，第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)的產(chǎn)生過程?？刂菩盘?hào)有各種各樣的應(yīng)用，一種應(yīng)用為顯示在圖8(該圖為圖例說明書本發(fā)明的喚醒電路30d的結(jié)構(gòu))中。此外，控制信號(hào)產(chǎn)生電路300d，喚醒電路30d進(jìn)一步包含時(shí)鐘計(jì)數(shù)器 301d。更具體的，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器301d用CK (時(shí)鐘信號(hào)輸入端)端接收第一控制信號(hào)344，用復(fù)位端接收第二控制信號(hào)；346。一旦數(shù)字信號(hào)340的頻率在IOKHz和20KHz之間，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器301d的時(shí)鐘信號(hào)輸入端的輸入將為時(shí)鐘信號(hào)，而在復(fù)位端的輸入為直流信號(hào)，如常數(shù)1。跟著，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器 301d開始有規(guī)律的計(jì)數(shù)，當(dāng)達(dá)到上升沿的某個(gè)數(shù)字(如5)時(shí)輸出一個(gè)指示。該指示(如， 常數(shù)1)為標(biāo)志著所輸入的數(shù)字信號(hào)340有著想要的頻率，這個(gè)頻率為低于第一閾值頻率 (20KHz)并高于第二閾值頻率(IOKHz)。假如時(shí)鐘計(jì)數(shù)器301d的時(shí)鐘信號(hào)輸入端的輸入為常數(shù)1，表示數(shù)字信號(hào)340的頻率高于第一閾值頻率(20KHz)。既然在時(shí)鐘信號(hào)輸入端沒有上升沿，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器將不會(huì)計(jì)數(shù)。時(shí)鐘計(jì)數(shù)器301的輸出端將(如常數(shù)0)表示數(shù)字信號(hào)340的頻率不合需要。假如時(shí)鐘計(jì)數(shù)器301d的復(fù)位端的輸入為時(shí)鐘信號(hào)，表示數(shù)字信號(hào)340的頻率低于第二閾值頻率(IOKHz)。時(shí)鐘計(jì)數(shù)器301d的輸出端將會(huì)(如常數(shù)0)表示數(shù)字信號(hào)340的頻率不合需要。當(dāng)圖8中的探測器30d的頻率被作為喚醒電路用于ETC系統(tǒng)中，可預(yù)先配置連接到時(shí)鐘計(jì)數(shù)器301d輸出端的主電路31，由此主電路31將斷電直到從時(shí)鐘計(jì)數(shù)器301d接收至IJ特別的輸入信號(hào)，例如常數(shù)1。可選擇得，前述電路300可用來做數(shù)字信號(hào)的頻率選擇性濾波。參見圖9，重建電路302包括第一 D型觸發(fā)器351，第二 D型觸發(fā)器352和與門353。第一比較電路320的輸出端344連接至兩個(gè)D型觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)輸入端(CK端)和與門的一個(gè)輸入端。D型觸發(fā)器351的D輸入端接Vdd ；Q輸出端連接至D型觸發(fā)器352的D輸入端。第二比較電路 330的輸出端346連接至兩個(gè)D型觸發(fā)器的復(fù)位端。D型觸發(fā)器352的Q端連接至與門353 的另一輸入端。與門353的輸出端作為重建電路302的輸出端，也就是，這個(gè)濾波器的輸出端。D型觸發(fā)器351和352僅在上升沿做動(dòng)作。對(duì)于D型觸發(fā)器351和352中的任一個(gè)(1)當(dāng)復(fù)位端的輸入為0是，Q端將輸出0 ； (2)當(dāng)復(fù)位端輸入1時(shí)，從Q端輸出將與D輸入端的輸入同步。也就是說，一旦上升沿到來，Q端輸出的為輸入到D輸入端的信號(hào)。萬一數(shù)字信號(hào)340的頻率高于第一閾值頻率(舉例來說，20KHz)，在時(shí)鐘信號(hào)輸入端的輸入和兩個(gè)D型觸發(fā)器的復(fù)位端的輸入僅為常數(shù)1，使得與門353輸出端的輸出為常數(shù) 0，所以數(shù)字信號(hào)中頻率高于20KHz的被過濾掉了。當(dāng)數(shù)字信號(hào)340的頻率在第一閾值頻率和第二閾值頻率之間(舉例為15KHz)，第二比較電路330輸出為常數(shù)數(shù)字1，而兩個(gè)D型觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)輸入端的輸入為0和1輪流的時(shí)鐘信號(hào)。因此，D型觸發(fā)器351將發(fā)射連接在它D輸入端的Vdd到它的Q端，那么與門353的輸出端將與第一控制信號(hào)344 —樣，該第一控制信號(hào)344共享了數(shù)字信號(hào)340的頻率。通過操縱電容和負(fù)載，控制由與門353輸出的信號(hào)的負(fù)荷比，比圖12中所示的負(fù)荷比更接近數(shù)字信號(hào)340的負(fù)荷比。如果數(shù)字信號(hào)340的頻率低于ΙΟΚΗζ，第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)中每一個(gè)將在0和1之間交替。因此，即使D型觸發(fā)器351能發(fā)射Vdd到D型觸發(fā)器352的D輸入端， D型觸發(fā)器352仍然通過信號(hào)346反復(fù)重設(shè)。因此，Vdd從未被發(fā)射到D型觸發(fā)器352的Q 端，也就是說，D型觸發(fā)器352將一直輸入0。隨后，與門353的輸出端將為常數(shù)0。這樣， 所輸入的頻率低于第二閾值頻率(IOKHz)的數(shù)字信號(hào)被過濾掉了?？蛇x擇地，RS型觸發(fā)器也用來取代D型觸發(fā)器。可選擇地，喚醒電路能通過連接圖8所示的時(shí)鐘計(jì)數(shù)器到圖9中的濾波器來形成?？紤]到電容和負(fù)載之間的失配，根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例，錯(cuò)誤率小于1%， 在很多情況下是可容忍的。參考圖5-9中任意一個(gè)圖，第一比較電路320用于限制高頻信號(hào)，也就是說(1) 當(dāng)數(shù)字信號(hào)MO的頻率超過第一閾值頻率時(shí)，第一比較電路320將輸出直流信號(hào)(舉例說明，數(shù)字1) ； (2)當(dāng)數(shù)字信號(hào)340的頻率低于第一閾值頻率時(shí)，第一比較電路320將輸出一與數(shù)字信號(hào)340共享相同頻率的時(shí)鐘信號(hào)。第二比較電路330用于限制低頻信號(hào)，也就是說(1)當(dāng)數(shù)字信號(hào)340的頻率超過第二閾值頻率時(shí)，第二比較電路330將輸出常數(shù)1 ； O) 當(dāng)數(shù)字信號(hào)MO的頻率低于第二閾值頻率時(shí)，第二比較電路330將輸出一與數(shù)字信號(hào)340 共享相同頻率的時(shí)鐘信號(hào)。圖10為本發(fā)明的頻率探測方法400的流程圖。在步驟402，生成有著數(shù)字信號(hào)頻率的脈沖序列信號(hào)，參考上面脈沖產(chǎn)生器310執(zhí)行的過程。步驟404，用第一閾值頻率比較脈沖序列信號(hào)的頻率，根據(jù)比較結(jié)果生成第一控制信號(hào)，參考第一比較電路320履行的過程。 步驟406，用第二閾值頻比較脈沖序列信號(hào)的頻率，根據(jù)比較結(jié)果生成第二控制信號(hào)，參考第二比較電路330的執(zhí)行過程。步驟408，如果數(shù)字信號(hào)的頻率落入有第一閾值頻率和第二閾值頻率限定的頻率范圍，使用第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)生成一醒來指示，參考由圖8 中時(shí)鐘計(jì)數(shù)器301d執(zhí)行的過程。圖11為本發(fā)明的頻率選擇和濾波方法的流程圖。步驟502至506與步驟402至 406 —樣。步驟508，僅當(dāng)數(shù)字信號(hào)的頻率落入限定的頻率范圍內(nèi)，使用第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)生成輸出信號(hào)，該輸出信號(hào)具有與數(shù)字信號(hào)一樣的頻率。
權(quán)利要求
1.一種喚醒電路，其特征在于，其包括控制信號(hào)產(chǎn)生電路，所述控制信號(hào)產(chǎn)生電路包括脈沖發(fā)生器，用于接收數(shù)字信號(hào)，并生成有著數(shù)字信號(hào)頻率的脈沖序列信號(hào)；第一比較電路和第二比較電路，都連接至所述脈沖發(fā)生器的輸出端，用于接收所述脈沖序列信號(hào)；所述第一比較電路用于比較所述脈沖序列信號(hào)的頻率和第一閾值頻率，根據(jù)比較結(jié)果生成第一控制信號(hào)；所述第二比較電路用于比較所述脈沖序列信號(hào)的頻率和第二閾值頻率，根據(jù)比較結(jié)果生成第二控制信號(hào)；以及指示產(chǎn)生電路，用于當(dāng)所述脈沖序列信號(hào)的頻率落入由所述第一閾值頻率和所述第二閾值頻率限定的頻率范圍時(shí)，使用所述第一控制信號(hào)和所述第二控制信號(hào)來生成一醒來指不。
2.如權(quán)利要求1所述的喚醒電路，其特征在于所述第一比較電路包括第一ρ型M0SFET(321)，第一電容(322)和第一負(fù)載(323)；所述第一 P型MOSFET (321)的柵極連接至所述脈沖發(fā)生器的輸出端，漏極連接至所述第一電容(32 的負(fù)極端，以形成第一共用終端(344)，源極連接至第一電容(32 的正極端，以形成第二共用終端，所述第二共用終端連接一正電壓源，所述第一共用終端(344)連接所述第一負(fù)載的一端，所述第一負(fù)載的另一端接地；所述第二比較電路包括第二ρ型M0SFET(331)，第二電容(332)和第二負(fù)載(333)；所述第二 P型MOSFET (331)的柵極連接至所述脈沖發(fā)生器的輸出端，漏極連接至所述第二電容(332)的負(fù)極端，形成第三共用終端，源極連接至第二電容(332)的正極端，形成第四共用終端，所述第四共用終端連接一正電壓源，所述第三共用終端連接所述第二負(fù)載的一端， 所述第二負(fù)載的另一端接地。
3.如權(quán)利要求2所述的喚醒電路，其特征在于在所述第一負(fù)載影響下的所述第一電容的RC時(shí)間常數(shù)，為所述第一閾值頻率的倒數(shù)；以及在所述第二負(fù)載影響下的所述第二電容的RC時(shí)間常數(shù)，為所述第二閾值頻率的倒數(shù)。
4.如權(quán)利要求2所述的喚醒電路，其特征在于所述第一比較電路進(jìn)一步包括第一反相器和第二反相器，所述第一反相器的輸入端連接至所述第一共用終端，所述第一反相器的輸出端連接至所述第二反相器的輸入端，并由所述第二反相器輸出第一控制信號(hào)；所述第二比較電路進(jìn)一步包括第三反相器和第四反相器，所述第三反相器的輸入端連接至所述第三共用終端，所述第三反相器的輸出端連接至所述第四反相器的輸入端，并由所述第四反相器輸出第二控制信號(hào)。
5.如權(quán)利要求2所述的喚醒電路，其特征在于所述指示產(chǎn)生電路包括時(shí)鐘計(jì)數(shù)器；所述時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘信號(hào)輸入端連接至所述第一比較電路的輸出端，用于接收第一控制信號(hào)；所述時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的復(fù)位端連接至所述第二比較電路的輸出端，用于接收所述第二控制信號(hào)。
6.一種用于數(shù)字信號(hào)的濾波器，其特征在于，包括控制信號(hào)產(chǎn)生電路，所述控制信號(hào)產(chǎn)生電路包括脈沖發(fā)生器，用于接收數(shù)字信號(hào)并生成有著數(shù)字信號(hào)頻率的脈沖序列信號(hào)；第一比較電路和第二比較電路，都連接至所述脈沖發(fā)生器的輸出端，用于接收所述脈沖序列信號(hào)；所述第一比較電路用于比較所述脈沖序列信號(hào)的頻率和第一閾值頻率，根據(jù)比較結(jié)果生成第一控制信號(hào)；所述第二比較電路用于比較所述脈沖序列信號(hào)的頻率和第二閾值頻率，根據(jù)比較結(jié)果生成第二控制信號(hào)；重建電路，用于在所述數(shù)字信號(hào)的頻率落入由所述第一閾值頻率和第二閾值頻率限定的頻率范圍時(shí)，根據(jù)所述第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)生成有著數(shù)字信號(hào)頻率的輸出信號(hào)。
7.如權(quán)利要求6所述的濾波器，其特征在于所述第一比較電路包括第一ρ型M0SFET(321)，第一電容(322)和第一負(fù)載(323)；所述第一 ρ型MOSFET (321)的柵極連接至所述脈沖發(fā)生器的輸出端，漏極連接至所述第一電容(32 的負(fù)極端，形成第一共用終端(344)，源極連接至第一電容(32 的正極端，形成第二共用終端，所述第二共用終端連接一正電壓電源，第一共用終端(344)連接所述第一負(fù)載的一端，所述第一負(fù)載的另一端接地；所述第二比較電路包括第二ρ型M0SFET(331)，第二電容(332)和第二負(fù)載(333)；所述第二 P型MOSFET (331)的柵極連接至所述脈沖發(fā)生器的輸出端，漏極連接至所述第二電容(332)的負(fù)極端，形成第三共用終端，源極連接至第二電容(332)的正極端，形成第四共用終端，所述第四共用終端連接一正電壓電源，第三共用終端連接所述第二負(fù)載的一端，所述第二負(fù)載的另一端接地。
8.如權(quán)利要求6所述的濾波器，其特征在于在所述第一負(fù)載影響下的所述第一電容的時(shí)間常數(shù)RC，為所述第一閾值頻率的倒數(shù)；以及在所述第二負(fù)載影響下的所述第二電容的時(shí)間常數(shù)RC，為所述第二閾值頻率的倒數(shù)。
9.如權(quán)利要求6所述的濾波器，其特征在于所述第一比較電路進(jìn)一步包括第一反相器和第二反相器，所述第一反相器的輸入端連接至所述第一共用終端，所述第一反相器的輸出端連接至所述第二反相器的輸入端，并由所述第二反相器輸出第一控制信號(hào)；所述第二比較電路進(jìn)一步包括第三反相器和第四反相器，所述第三反相器的輸入端連接至所述第三共用終端，所述第三反相器的輸出端連接至所述第四反相器的輸入端，并由所述第四反相器輸出第二控制信號(hào)。
10.如權(quán)利要求6所述的濾波器，其特征在于所述重建電路包括第一 D型觸發(fā)器，第二 D型觸發(fā)器和與門；所述第一 D型觸發(fā)器和第二 D型觸發(fā)器又分別包括D輸入端、時(shí)鐘信號(hào)輸入端、復(fù)位端和輸出端；所述第一 D型觸發(fā)器的D輸入端連接至正電壓源；所述第一 D型觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)輸入端連接至所述第一比較電路的輸出端，用于接收所述第一控制信號(hào)；所述第一 D型觸發(fā)器的復(fù)位端連接至所述第二比較電路的輸出端，用于接收所述第二控制電路；所述第一 D 型觸發(fā)器的輸出端連接至所述第二 D型觸發(fā)器的D輸入端；所述第二D型觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)輸入端連接至所述第一比較電路的輸出端，用于接收所述第一控制信號(hào)；所述第二 D型觸發(fā)器的復(fù)位端連接至所述第二比較電路的輸出端，用于接收所述第二控制信號(hào)；所述第二 D型觸發(fā)器的輸出端連接至所述與門的輸入端，所述與門的另一個(gè)輸入端連接至所述第一比較電路的輸出端，用于接收所述第一控制信號(hào)，所述與門的輸出端作為所述重建電路的輸出端。
11.一種在喚醒電路中的頻率探測和過濾的方法，其特征在于，包括如下步驟 生成一個(gè)有著數(shù)字信號(hào)頻率的脈沖序列信號(hào)；比較第一閾值頻率和所述脈沖序列信號(hào)的頻率，并根據(jù)比較結(jié)果生成第一控制信號(hào)； 比較第二閾值頻率和所述脈沖序列信號(hào)的頻率，并根據(jù)比較結(jié)果生成第二控制信號(hào)； 如果所述脈沖序列信號(hào)的頻率落入由第一閾值頻率和第二閾值頻率限定的頻率范圍內(nèi)時(shí)，使用第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)生成醒來指示。
12.—種頻率探測和過濾的方法，其特征在于，包括如下步驟 生成一個(gè)有著數(shù)字信號(hào)頻率的脈沖序列信號(hào)；比較第一閾值頻率和所述脈沖序列信號(hào)的頻率，并根據(jù)比較結(jié)果生成第一控制信號(hào)； 比較第二閾值頻率和所述脈沖序列信號(hào)的頻率，并根據(jù)比較結(jié)果生成第二控制信號(hào)； 如果所述脈沖序列信號(hào)的頻率落入由所述第一閾值頻率和所述第二閾值頻率限定的頻率范圍內(nèi)時(shí)，使用所述第一控制信號(hào)和所述第二控制信號(hào)生成醒來指示。
13.一種電子收費(fèi)系統(tǒng)的車載單元，其特征在于，所述車載單元包括 預(yù)處理電路，用于預(yù)處理所接收到的信號(hào)以得到一原始數(shù)字信號(hào)； 喚醒電路，連接至所述預(yù)處理電路，用于接收所得到的原始數(shù)字信號(hào)； 主電路，連接至所述喚醒電路；所述喚醒電路包括脈沖產(chǎn)生器，用于接收數(shù)字信號(hào)，并產(chǎn)生一個(gè)有著所述原始數(shù)字信號(hào)頻率的脈沖序列信號(hào)；第一比較電路和第二比較電路，都連接于所述脈沖發(fā)生器的輸出端，用于接收所述脈沖序列信號(hào)；所述第一比較電路用于比較所述脈沖序列信號(hào)的頻率和第一閾值頻率，并根據(jù)比較結(jié)果生成第一控制信號(hào)；所述第二比較電路用于比較所述脈沖序列信號(hào)的頻率和第二閾值頻率，并根據(jù)比較結(jié)果生成一個(gè)第二控制信號(hào)；指示產(chǎn)生電路，用于當(dāng)所述脈沖序列信號(hào)的頻率落入由第一閾值頻率和第二閾值頻率所限定的頻率范圍時(shí)，使用第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)來生成一醒來指示來喚醒所述主電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及喚醒電路、車載單元、濾波器以及頻率探測和過濾的方法。本發(fā)明公開了一種喚醒電路，包括控制信號(hào)產(chǎn)生電路；該控制信號(hào)產(chǎn)生電路包括脈沖發(fā)生器，用于接收數(shù)字信號(hào)并生成有著數(shù)字信號(hào)頻率的脈沖序列信號(hào)；第一比較電路和第二比較電路，均連接至脈沖發(fā)生器，用于接收脈沖序列信號(hào)；第一比較電路用于比較脈沖序列信號(hào)的頻率和第一閾值頻率，并生成第一控制信號(hào)；第二比較電路用于比較脈沖序列信號(hào)的頻率和第二閾值頻率，并生成第二控制信號(hào)；喚醒電路進(jìn)一步包括指示產(chǎn)生電路，用于當(dāng)脈沖序列信號(hào)的頻率落入由第一閾值頻率和第二閾值頻率限定的頻率范圍時(shí)，生成一醒來指示。本發(fā)明還公開了一種包含該喚醒電路的車載單元。
文檔編號(hào)G07B15/06GK102468821SQ201010545140
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月16日
發(fā)明者劉家洲, 郭大為 申請(qǐng)人:博通集成電路(上海)有限公司