[实用新型]一种数字信号调制系统

说明书

本实用新型涉及隔离放大器技术领域，具体为一种数字信号调制系统及方法，其能够有效解决带传输信号干扰的问题，其包括发送端模块和接收端模块，其特征在于，所述发送端模块和所述接收端模块之间通过磁耦合电路，所述磁耦合电路包括线圈和磁传感器，所述发送端模块包括顺次连接的前置放大器/滤波电路、二进制调制开关、Delta‑Sigma带通调制器、电流源开关组，所述接收端模块包括二进制解调开关，所述二进制解调开关连接低通滤波器或数字信号处理单元。

技术领域

本实用新型涉及隔离放大器技术领域，具体为一种数字信号调制系统及方法。

背景技术

在芯片应用领域，经常会出现需要芯片进行两个电压域之间的模拟信号传输，这种传输必须在不同的供电系统中进行，所以被称为隔离放大器；如果需要将模拟信号传输并进行模拟数字转换，则被成为隔离模数转换器。

传统的隔离放大器如图1所示，在发送端101和接收端102之间采用有别于普通耦合方式的传输途径，通常会采用光耦合103、电场耦合104、磁耦合105等方式进行。其中光耦合需要特殊的半导体工艺及封装，成本较高且集成度不高；而电场耦合的方式则受限于芯片面积较大，无法导通低频信号，但高频信号又易受干扰等问题。

磁耦合由于芯片上集成磁传感器（如：霍尔器件、磁阻器件等）工艺较为成熟，且磁传感器面积较小，所以具有集成度高、芯片成本低等优点。常用磁耦合电路如图 2所示（右半部分为示意图，左半部分为芯片俯视图），由产生磁场的线圈与感应磁场的磁传感器组成。由于常用磁传感器（如：霍尔器件、磁阻器件等）对于磁场感应的频率范围覆盖从直流到高频（几十千赫兹到几兆赫兹），而磁传感器容易受到这个频率范围内外部磁场的干扰。同时，磁传感器自身也存在诸如：直流零漂较大（霍尔器件）、本身热噪声较大（磁阻器件）等问题。如果使用模拟信号直接耦合，则容易造成待传输信号被干扰的情况。

实用新型内容

为了解决现有磁耦合隔离放大器使用模拟信号直接耦合时，容易造成待传输信号被干扰的问题，本实用新型提供了一种数字信号调制系统，其能够有效解决带传输信号干扰的问题，同时，本实用新型提供了对应的方法。

其技术方案是这样的：一种数字信号调制系统，其包括发送端模块和接收端模块，其特征在于，所述发送端模块和所述接收端模块之间通过磁耦合电路，所述磁耦合电路包括线圈和磁传感器，所述发送端模块包括顺次连接的前置放大器/滤波电路、二进制调制开关、Delta-Sigma带通调制器、电流源开关组，所述接收端模块包括二进制解调开关，所述二进制解调开关连接低通滤波器或数字信号处理单元。

一种数字信号调制方法，其特征在于，待传输的模拟信号经过前置放大器/滤波电路后采用二进制调制开关调制，调制信号经过Delta-Sigma带通调制器进一步进行调制，其中Delta-Sigma带通调制器的通带中心频率与二进制调制的调制频率相一致，进一步调制的信号通过电流源开关组将电压信号转换为电流形式的信号，电流信号通过磁耦合电路发送至接收端模块，二进制解调开关将信号解调，解调信号经过低通滤波器滤除中高频噪声还原出低频的待传输信号并输出到芯片管脚或经过数字信号处理单元对其进行数字滤波，直接输出待传输模拟信号的数字波形，完成模拟数字转换。

采用本实用新型后，经过重新设计的发送端模块和接收端模块，应用了数字调制方式，最大程度地抑制了磁耦合中直流零漂及热噪声的影响，以及芯片上如前置放大器/滤波电路中的噪声和零漂的影响，最终得到需要的信号。

附图说明

图1为现有隔离放大器原理图；

图2为磁耦合电路原理图；

图3为本实用新型系统原理图；

图4为霍尔器件外形示意图。

具体实施方式