專利名稱：具有適應(yīng)性均衡器與基線飄移補償器的接收器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)(Data Communication System)的接收結(jié)構(gòu)；進(jìn)一步地說，本發(fā)明是一種用于數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)的接收端以補償信號衰減或變壞(Signal Degradation)的接收器。
在有線通訊系統(tǒng)中，一般有線通訊設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸(DataTransmission)包含一發(fā)送器(Transmitter)1經(jīng)由傳輸電纜(Cable)3連接到一接收器2的結(jié)構(gòu)，如

圖1所示，以以太網(wǎng)(Ethernet)傳輸為例，傳輸電纜3應(yīng)小于100公尺。在圖1的等效電路中，傳輸電纜線3可視為一低通濾波器(Low-pass Filter)，所以傳輸電纜線3的低頻截止特征會使數(shù)據(jù)直接遺失。例如，一長串連續(xù)的相同傳輸信號其實為一低頻的模擬信號，在傳輸時會被變壓器(Transforms)所截止。為了緩和此邊際效應(yīng)，應(yīng)在傳輸?shù)拿}沖中盡量避免包含低頻成分。然而，傳輸電纜線3上的傳輸信號仍會因傳輸模式(Pattern)而包含低頻成分，這對接收器2會引起低頻干擾(Degradation)，使接收的傳輸信號產(chǎn)生所謂「基線飄移效應(yīng)」(Baseline Wander Effect)。
此基線飄移效應(yīng)是指傳輸電纜線3的接地位準(zhǔn)偏離了理想的接地位準(zhǔn)。而當(dāng)發(fā)生基線飄移效應(yīng)時，數(shù)據(jù)信號在傳輸電纜線3上傳送將會包含直流成分。因此，接收器2的前端會進(jìn)一步裝設(shè)基線飄移補償器以補償信號損失。按現(xiàn)有技術(shù)，基線飄移補償器是一直檢測傳輸電纜線3的進(jìn)入信號并進(jìn)行基線飄移補償。
此外，為了耦合不同的傳輸電纜線3到接收器2，接收器2的前端還會包含一具有增益控制的均衡器(Equalizer)，對進(jìn)入的信號(incoming signal)提供適當(dāng)?shù)恼穹?Amplitude)或相位(Phase)補償。依現(xiàn)有技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕邮斩司馄魇且杂^察單一時間長度作為觀察單位，通常為長T(500ns)，其最差狀況是57位時間(Bit Time)，如圖2所示；當(dāng)高頻信號不佳時，均衡器仍以長T作為觀察單位并無法有效地補償高頻增益，信號的抖動(Jitter)便相當(dāng)嚴(yán)重。再者，按現(xiàn)有技術(shù)在接收器2的前端同時使用均衡器與基線飄移補償電路，并在檢測到進(jìn)入的信號(signal detected)后，同時致能(Enable)均衡器與基線飄移補償器運作，使得兩種補償裝置獨立工作。所以均衡器以長T為觀察單位的增益控制(Gain Control)與基線飄移補償器以長T為觀察單位的補償作用可能會同時彼此抵消，無法獲得預(yù)期的補償效果。
本發(fā)明的目的在于提供一種具有適應(yīng)性均衡器與基線飄移補償器的接收器，用于數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)的接收端，改善均衡器與基線飄移補償器的工作使用效率。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)的接收器，改善對高低頻信號補償效果的適應(yīng)性均衡器。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種接收器，用以經(jīng)由一傳輸線接收一傳輸信號，包含一適應(yīng)性均衡器與一基線飄移補償器，在所述傳輸線未傳送數(shù)據(jù)信號期間，致能所述適應(yīng)性均衡器以一長T作為觀察的時間單位；而在所述傳輸線傳送數(shù)據(jù)信號期間，致能所述適應(yīng)性均衡器與基線飄移補償器以一短T作為觀察的時間單位，以對傳輸線上的傳輸信號進(jìn)行補償。
有鑒于現(xiàn)有技術(shù)有線通訊系統(tǒng)接收端為了信號衰減及變壞問題，而在檢測到進(jìn)入信號后同時使用均衡器與基線飄移補償器并以長T為觀察單位進(jìn)行補償卻無法獲得預(yù)期良好的補償效果，對于上述的目的，本發(fā)明遂在有線通訊系統(tǒng)接收器前端使用適應(yīng)性均衡器與基線飄移補償器來改善輸出信號的品質(zhì)，其是在檢測到傳輸電纜線進(jìn)入的信號之前，致能適應(yīng)性均衡器以長T為觀察單位進(jìn)行以補償?shù)皖l增益，直到檢測的進(jìn)入信號已連接成功(Link OK)之后，致能適應(yīng)性均衡器以短T為觀察單位進(jìn)行以有效地補償高頻增益，以使適應(yīng)性均衡器可獲得最佳處理效果；此外，本發(fā)明接收器前端使用的基線飄移補償器是在檢測的進(jìn)入信號已連接成功(Link OK)之后才致能其工作，并以短T為觀察單位補償信號衰減，以提升基線飄移補償器的使用效率。
再者，本發(fā)明接收器的進(jìn)一步實施，在傳輸電纜線的聯(lián)機過程中，若發(fā)生接收器無法鎖定種碼(Lock Seed)，則基線飄移補償器將被關(guān)閉，以重新激活聯(lián)機機制。
根據(jù)本發(fā)明在傳輸電纜線接收端所實施的接收器，可以克服現(xiàn)有技術(shù)有線通訊系統(tǒng)接收端解決信號衰減及變壞所面臨的問題，因同時使用均衡器與基線飄移補償器進(jìn)行補償而可能彼此抵消補償效應(yīng)，所造成無法獲得預(yù)期良好的補償效果與缺點。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)有線通訊設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)均衡器以長T作為觀察單位示意的信號波形圖；圖3為本發(fā)明接收器前端實施的電路方塊圖及信號波形圖；圖4為本發(fā)明方法在聯(lián)機過程中觀察單位的示意圖；圖5為本發(fā)明以短T作為觀察單位所補償?shù)男盘柌ㄐ螆D；圖6為本發(fā)明方法在聯(lián)機過程中的流程圖。
圖中符號說明1 發(fā)送器 2接收器3 傳輸電纜線10適應(yīng)性均衡器20基線飄移補償器101 峰值檢測器 102 增益控制
103 均衡器 104 指示信號105 輸出信號106 數(shù)據(jù)分割器首先請參考圖3，顯示本發(fā)明在接收器前端實施的電路方塊圖及信號波形圖。本發(fā)明接收器前端包含一適應(yīng)性均衡器10與一基線飄移補償器20，以改善信號的品質(zhì)。在本發(fā)明的實施例中，基線飄移補償器20是在傳輸電纜線3開始傳輸數(shù)據(jù)之后被致能開始運作，以改善傳輸電纜線3的基線飄移效應(yīng)；而適應(yīng)性均衡 10能夠適應(yīng)性地均衡不同傳輸電纜線長度或特性所接收的信號，并且選擇性地以長T或短T作為觀察單位分別補償信號的高低頻增益。在本發(fā)明的一種實施例中，實施100base-T以太快速網(wǎng)絡(luò)的通訊系統(tǒng)，其通訊協(xié)議(Protocol)界定于IEEE 802.3規(guī)格，其中連接狀態(tài)(Link Status)每隔一段時間會打閑置模式(Idle Pattern)。再舉例而言，通訊裝置在自動協(xié)調(diào)(auto-negotiation)期間，傳輸電纜線上會有快速連接脈沖(Fast LinkPulse，F(xiàn)LP)或正常連接脈沖(Normal Link Pulse，NLP)，其是以間隔性地連續(xù)「1」的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼(scramble)。根據(jù)本發(fā)明接收器，其前端適應(yīng)性均衡器10包含峰值檢測器101(Peak Detector)，接收傳輸電纜線的進(jìn)入信號RXIP，RXIN，根據(jù)選擇的長T(500ns)或短T(80ns)觀察單位而檢測信號波形是否達(dá)到預(yù)設(shè)的臨界范圍，以輸出指示信號104；增益控制102，接收峰值檢測器101的指示信號104；以及均衡器103，接收增益控制102輸出的一增益控制信號，據(jù)以增加或減少增益補償而輸出信號105 OUTP，OUTN。
因此進(jìn)一步地說明，本發(fā)明適應(yīng)性均衡器是用以適應(yīng)性均衡傳輸信號，其中，在未連接期間，適應(yīng)性均衡器是以500ns的第一預(yù)設(shè)時間單位觀察；而在連接期間，適應(yīng)性均衡器以80ns的第二預(yù)設(shè)時間單位觀察，以使對該傳輸信號進(jìn)行補償。
請配合圖3參考信號波形圖，進(jìn)入信號RXIP，RXIN經(jīng)過適應(yīng)性均衡器10的增益補償以獲得輸出信號OUTP，OUTN，并且將輸出信號OUTP，OUTN送入數(shù)據(jù)分割器106(Data Slicer)便可獲得一NRZI數(shù)據(jù)形式的數(shù)字信號。
依現(xiàn)有技術(shù)，接收器前端的均衡器運作一直是以固定的長T作為觀察單位，而傳輸電纜線的低通效應(yīng)使均衡器對高頻信號的補償效果嚴(yán)重不足，而且在同時致能均衡器與基線飄移補償器運作時，兩者的補償效應(yīng)可能會彼此抵消。
有鑒于基線飄移效應(yīng)通常于傳輸電纜線3正常傳輸」，經(jīng)過擾頻器(Scrambler)之后的傳輸信號夠亂，而不易有基線飄移現(xiàn)象。
因此，根據(jù)本發(fā)明較佳實施例的接收器，請配合參看圖4，顯示在聯(lián)機過程中本發(fā)明長T與短T觀察單位的示意圖，在該聯(lián)機程序中適應(yīng)性均衡器10一直被致能運作，而在MLT3閑置期間至檢測到進(jìn)入信號(incoming signal detected)后的330usec的期間，適應(yīng)性均衡器10是以長T作為觀察單位，以助于看到在傳輸線上傳輸?shù)男盘?；而在檢測到進(jìn)入信號(incoming signal detected)后的330usec之后，適應(yīng)性均衡器10改以短T作為觀察單位，同時致能基線飄移補償器20運作，如此，有效提升適應(yīng)性均衡器10補償高低頻增益，且適應(yīng)性均衡器10與基線飄移補償器20兩者皆以短T作為觀察的時間長度，可避免了兩者補償效應(yīng)彼此抵消的缺點。
在本發(fā)明上述實施例中，適應(yīng)性均衡器10選擇以長T或短T作為觀察單位的切換時點是在檢測到進(jìn)入信號后的330usec，而此330usec為IEEE 802.3規(guī)格所規(guī)范接收端與發(fā)送端連接所需大約的時間。然而，本發(fā)明技術(shù)特點并不因此切換時點而受限制，較佳實施例的技術(shù)特征在于傳輸電纜線在未完成聯(lián)機期間，適應(yīng)性均衡器10以長T作為觀察單位；而等到傳輸電纜線開始正常傳送數(shù)據(jù)時，適應(yīng)性均衡器10改選擇以短T作為觀察單位，以提升適應(yīng)性均衡器10的補償效率及避免與基線飄移補償器20補償效應(yīng)抵消的缺點。
請參閱圖5，為本發(fā)明接收器在傳輸電纜線開始傳送數(shù)據(jù)時，以短T作為觀察單位補償后的信號波形圖。從圖5所示的信號波形中，可清楚觀察到輸出信號105 OUTP，OUTN的高頻部分被增加增益而獲得有效地補償。
再次參考圖3所示的電路方塊圖，基線飄移補償器20接收峰值檢測器101的指示信號104，據(jù)以改善傳輸電纜線的基線飄移效應(yīng)。在本發(fā)明較佳實施例中，基線飄移補償器20在檢測到進(jìn)入信號后的330usec之后被致能運作，并以短T作為觀察單位，根據(jù)指示信號104而決定是否對信號補償。在本發(fā)明進(jìn)一步的實施例中，請配合參看圖4，在傳輸電纜線的聯(lián)機過程中，倘若發(fā)生接收器沒有聯(lián)機時，則基線飄移補償器20將被關(guān)閉，以重新激活聯(lián)機機制。以下進(jìn)一步說明本發(fā)明接收器的補償方法。
當(dāng)檢測到進(jìn)入信號后的330usec之后，適應(yīng)性均衡器10與基線飄移補償器20皆被致能運作并以短T作為觀察單位，在進(jìn)入信號RXIP，RXIN經(jīng)峰值檢測器101檢測反應(yīng)后，若指示信號104中指示信號振幅上下方皆無法到達(dá)設(shè)定的臨界值時，則以適應(yīng)性均衡器10增加增益對進(jìn)入信號RXIP，RXIN補償；若指示信號104中指示信號振幅上下方皆超過設(shè)定的臨界值時，則以適應(yīng)性均衡器10減少增益對進(jìn)入信號RXIP，RXIN補償；但若指示信號104中指示信號振幅上下方只有一方未達(dá)到設(shè)定的臨界值時，則以基線飄移補償器20補償。圖5即為本發(fā)明補償后的輸出信號OUTP，OUTN的波形圖。
最后參考圖6，顯示本發(fā)明補償方法在聯(lián)機過程中的流程圖。在本發(fā)明較佳實施例中，使用于傳輸電纜線接收端的補償方法，其接收器前端使用適應(yīng)性均衡器10與基線飄移補償器20補償傳輸電纜線所傳送信號的衰減，在聯(lián)機程序中該補償方法所包含的程序為致能適應(yīng)性均衡器10運作；在傳輸電纜線未傳送數(shù)據(jù)信號的閑置期間，控制適應(yīng)性均衡器10選擇以長T作為觀察的時間單位；在傳輸電纜線開始傳送數(shù)據(jù)信號的期間，控制適應(yīng)性均衡器10選擇以短T作為觀察的時間單位，且致能基線飄移補償器20運作以短T作為觀察的時間單位；倘若聯(lián)機過程不成功，則關(guān)閉基線飄移補償器20運作，重新激活聯(lián)機程序，在本發(fā)明實施例中，聯(lián)機程序中在聯(lián)機成功之后，必須鎖定種碼(Look Seed)，否則無法順利接收正確的數(shù)據(jù)信號，若聯(lián)機過程不成功，需重新激活聯(lián)機程序；以及在傳輸電纜線開始傳送數(shù)據(jù)信號的期間，適應(yīng)性均衡器10與基線飄移補償器20皆以短T作為觀察的時間單位，并通過一峰值檢測器所提供的指示結(jié)果或觀察結(jié)果，據(jù)以決定適應(yīng)性均衡器10與基線飄移補償器20的一對數(shù)據(jù)信號補償。
其中，該峰值檢測器設(shè)定有若干臨界范圍，若其指示結(jié)果指示數(shù)據(jù)信號的振幅上下方皆無法到達(dá)設(shè)定的臨界范圍時，則以適應(yīng)性均衡器10增加增益對數(shù)據(jù)信號補償，若其指示結(jié)果指示數(shù)據(jù)信號的振幅上下方皆超過設(shè)定的臨界范圍時，則以適應(yīng)性均衡器10減少增益對數(shù)據(jù)信號補償，若其指示結(jié)果指示數(shù)據(jù)信號的振幅上下方僅有一方未達(dá)到設(shè)定的臨界范圍的邊界時，則以基線飄移補償器20補償。
在詳細(xì)說明本發(fā)明的較佳實施例之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可清楚的了解，并在不脫離本專利范圍與精神下可進(jìn)行各種變化與改變，而且本發(fā)明亦不受限于說明書的實施例的實施方式，例如本發(fā)明的一種實施例中，接收器前端使用的適應(yīng)性均衡器10選擇以長T或短T作為觀察單位的切換時點，是在檢測到進(jìn)入信號后的330usec，此乃根據(jù)IEEE 802.3規(guī)格所規(guī)范接收端與發(fā)送端連接所需的時間而定，并非限制本發(fā)明實施例的必要條件。
本發(fā)明較佳實施例提供適應(yīng)性均衡器在傳輸電纜線未傳送數(shù)據(jù)信號的閑置期間以長T觀察信號，而在傳輸電纜線開始傳送數(shù)據(jù)信號的期間，致能適應(yīng)性均衡器與基線飄移補償器皆以短T作為觀察，以改善適應(yīng)性均衡器對高低頻信號補償效果，并提升基線飄移補償器的使用效率，同時避免了兩者補償效應(yīng)彼此抵消的缺點。
綜上所述，本發(fā)明具有諸多優(yōu)良特性，并解決現(xiàn)有技術(shù)在實務(wù)上與應(yīng)用上的缺點與不便，提出有效的解決方法，完成實用可靠的系統(tǒng)，進(jìn)而達(dá)成新穎且附經(jīng)濟(jì)效益的價值，實已符合發(fā)明專利的申請要求，特提出專利申請。
權(quán)利要求
1.一種接收器，用以經(jīng)由一傳輸線接收一傳輸信號，包含一適應(yīng)性均衡器與一基線飄移補償器，其特征在于在所述傳輸線未傳送數(shù)據(jù)信號期間，致能所述適應(yīng)性均衡器以一長T作為觀察的時間單位；而在所述傳輸線傳送數(shù)據(jù)信號期間，致能所述適應(yīng)性均衡器與基線飄移補償器以一短T作為觀察的時間單位，以對傳輸線上的傳輸信號進(jìn)行補償。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接收器，其特征在于所述長T超過500ns。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接收器，其特征在于所述短T為80ns。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接收器，其特征在于還包含一峰值檢測器，所述峰值檢測器依據(jù)若干臨界范圍以檢測該補償過的傳輸信號的振幅。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的接收器，其特征在于當(dāng)所述峰值檢測器指示信號的振幅上下方皆無法到達(dá)設(shè)定的臨界范圍時，則控制所述適應(yīng)性均衡器增加增益對該傳輸信號補償。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的接收器，其特征在于當(dāng)所述峰值檢測器指示信號的振幅上下方皆超過設(shè)定的臨界范圍時，則控制所述適應(yīng)性均衡器減少增益對該傳輸信號補償。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的接收器，其特征在于所述峰值檢測器指示信號的振幅上下方僅有一方未達(dá)到設(shè)定的臨界范圍的邊界時，則以所述基線飄移補償器補償。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的接收器，其特征在于所述基線飄移補償器對所述峰值檢測器的指示響應(yīng)，以補償該傳輸電纜線的基線飄移效應(yīng)。
9.一種接收器，用以經(jīng)由一傳輸線接收一傳輸信號，包含一適應(yīng)性均衡器與一基線飄移補償器，其特征在于在所述傳輸線信號的閑置期間，致能所述適應(yīng)性均衡器以一長T作為觀察的時間單位；而在所述傳輸電纜線傳送數(shù)據(jù)信號的期間，致能所述適應(yīng)性均衡器與基線飄移補償器以一短T作為觀察的時間單位，且根據(jù)觀察結(jié)果選擇性地致能所述適應(yīng)性均衡器與基線飄移補償器的一對該傳輸信號進(jìn)行補償。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種具有適應(yīng)性均衡器與基線飄移補償器的接收器,該接收器前端使用適應(yīng)性均衡器與基線飄移補償器,以改善輸出信號的品質(zhì),其傳輸信號的補償方法:是在前述傳輸電纜線未傳送數(shù)據(jù)信號的期間,致能適應(yīng)性均衡器以長T為觀察單位;在前述傳輸電纜線傳送數(shù)據(jù)信號的期間,致能基線飄移補償器運作,且控制前述適應(yīng)性均衡器與前述基線飄移補償器共同以短T作為觀察的時間單位,以使適應(yīng)性均衡器可獲得最佳處理效果,且提升基線飄移補償器的使用效率。
文檔編號H04B3/04GK1366385SQ0210317
公開日2002年8月28日 申請日期2002年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月5日
發(fā)明者張欽奇, 蕭柱鈺, 曾于恩, 吳明宇 申請人:威盛電子股份有限公司