專利名稱：用于電纜均衡的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及為在電纜上傳輸?shù)囊曨l信號的頻率衰減提供補償?shù)南到y(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
5類(CAT5)是美國電子工業(yè)協(xié)會和電信工業(yè)協(xié)會(EIA/TIA)定義的以太網(wǎng)電纜標(biāo)準。包括四對無屏蔽雙絞線的5類電纜最初是為了支持快速(100Mbps)以太網(wǎng)和諸如異步傳輸模式(ATM)之類的同等代用方案。與所有其它類型的雙絞EIA/TIA布纜一樣，CAT5電纜敷設(shè)路徑當(dāng)限制為IOOm (328英尺)的最大推薦敷設(shè)路徑距離。CAT5布纜的無處不在和成本效益使其成為視頻分配的有吸引力的選擇。賓館和辦公室樓宇是視頻分配的完美環(huán)境，而且它們通常都有CAT5無屏蔽雙絞線(UTP)電纜的布線。CAT5還比同軸電纜更便宜和容易安裝。然而，CAT5電纜最初不是為了高帶寬視頻信號應(yīng)用，因為隨著頻率增大它具有嚴重的衰減。在視頻應(yīng)用中，高頻用來呈現(xiàn)清晰圖像細節(jié)和色彩信息。因此，這種衰減會嚴重地影響圖像質(zhì)量。因此，需要克服將CAT5電纜或類似電纜用于視頻信號傳送時出現(xiàn)的高頻衰減。因為無屏蔽雙絞(UTP)電纜現(xiàn)在用于視頻傳送，多個公司已經(jīng)開始設(shè)計專門補償由此類電纜引起的高頻衰減的接收器和均衡器。其中的一個示例是可從加利福尼亞州米爾皮塔斯市的英特塞爾公司買到的EL9110差分接收器/均衡器。該器件接收控制電壓信號，該控制電壓信號能用于設(shè)置不同長度的電纜所需的補償水平。因此，如果特定的接收器/均衡器一直在長度不變的同一電纜上接收視頻傳輸，則可在接收器/均衡器處將補償水平手動設(shè)置一次，之后視頻信號應(yīng)當(dāng)會得到正確的補償。然而，在接收器/均衡器能從多個不同發(fā)射器在各種不同長度的電纜上接收視頻傳輸?shù)那闆r下，諸如在布線用于視頻會議的樓宇中會出現(xiàn)的那樣，仍存在挑戰(zhàn)。在這樣的情況下，每當(dāng)接收器在不同長度的電纜上接收視頻傳輸，就需要調(diào)節(jié)補償水平。如果有可用于執(zhí)行此類調(diào)節(jié)的系統(tǒng)和方法是會有好處的。如果此類調(diào)節(jié)是自動的話，也會是有好處的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的某些實施例涉及為電纜上傳輸?shù)囊曨l信號的頻率衰減提供自動補償?shù)南到y(tǒng)。根據(jù)一實施例，這樣的系統(tǒng)包括均衡器和補償控制器。均衡器接收電纜上傳輸?shù)囊曨l信號、為在電纜上傳輸期間出現(xiàn)的頻率衰減提供補償、以及輸出經(jīng)過補償?shù)囊曨l信號。補償控制器基于經(jīng)過補償?shù)囊曨l信號的一個或多個部分與一個或多個基準電壓電平的比較自動地調(diào)節(jié)均衡器所提供的補償。此外，根據(jù)一個實施例，補償控制器響應(yīng)于檢測到鎖定條件鎖定均衡器所提供的補償。鎖定條件可以是以下條件中的至少一種:系統(tǒng)計數(shù)器的輸出在預(yù)定時間段期間發(fā)生的偏離小于預(yù)定量、在系統(tǒng)的預(yù)定輸入端處檢測到預(yù)定電壓、在系統(tǒng)的預(yù)定輸入端處檢測到預(yù)定序列、在系統(tǒng)的控制寄存器中檢測到預(yù)定位、以及在系統(tǒng)的控制寄存器中檢測到預(yù)定序列。另外和/或替代的鎖定條件也是可能的。根據(jù)一個實施例，補償控制器響應(yīng)于檢測到重置條件重置均衡器所提供的補償。該重置條件可以是以下條件中的至少一種:視頻信號丟失、在視頻信號丟失之后檢測到視頻信號、均衡器在掉電之后加電、在系統(tǒng)的預(yù)定輸入端處檢測到預(yù)定電壓、在系統(tǒng)的預(yù)定輸入端處檢測到預(yù)定序列、在系統(tǒng)的控制寄存器中檢測到預(yù)定位以及在系統(tǒng)的控制寄存器中檢測到預(yù)定序列。另外和/或替代的重置條件也是可能的。根據(jù)一個實施例，均衡器包括高頻段均衡器、低頻段均衡器以及直流增益控制器。高頻段均衡器補償電纜引起的高頻衰減。低頻段均衡器補償電纜引起的低頻衰減。直流增益控制器精細調(diào)諧均衡器的直流增益，以使經(jīng)過補償?shù)囊曨l信號中的水平同步脈沖的同步脈沖頂部的平均電平基本等于預(yù)定額定電平。根據(jù)一個實施例，補償控制器通過自動控制高頻段均衡器、低頻段均衡器以及直流增益控制器自動地調(diào)節(jié)均衡器所提供的補償。另外，補償控制器響應(yīng)于檢測到以上列出了其示例的鎖定條件自動地鎖定高頻段均衡器、低頻段均衡器以及直流增益控制器所提供的補償。本發(fā)明的某些實施例涉及包括串聯(lián)連接的多個(N個)均衡器級的高頻段均衡器，每個均衡器級都包括一差分輸入和一差分輸出。在一個實施例中，均衡器級中的第一個針對第一段電纜優(yōu)化，而所述均衡器級中的第二個針對第二段電纜優(yōu)化，所述均衡器級的第N個針對第N段電纜優(yōu)化，其中N等于或大于3。該高頻段均衡器還包括第一選擇器、第二選擇器以及加權(quán)平衡器。第一選擇器具有N個輸入端和一個輸出端，這N個輸入端連接至N個均衡器級中的每一個的輸入端。第二選擇器具有N個輸入端和一個輸出端,這N個輸入端連接至N個均衡器級中的每一個的輸出端。加權(quán)平均器具有連接至第一和第二選擇器的輸出端的輸入端，且具有輸出端。第一和第二選擇器用來選擇哪些均衡器級起作用和哪些均衡器不起作用。加權(quán)平均器在其輸出端產(chǎn)生輸入上一個起作用的均衡器級的信號和從上一個起作用的均衡器級輸出的信號的加權(quán)平均。補償控制器可控制第一和第二選擇器以及加權(quán)平均器。
某些實施例涉及為電纜上傳輸?shù)囊曨l信號的頻率衰減提供自動補償?shù)姆椒?。根?jù)一個實施例，這樣的方法包括補償視頻信號在電纜上傳輸期間出現(xiàn)的頻率衰減以產(chǎn)生經(jīng)過補償?shù)囊曨l信號。這可包括補償由電纜引起的高頻衰減、補償電纜引起的的低頻衰減、以及精細調(diào)諧直流增益。將經(jīng)過補償?shù)囊曨l信號的一個或多個部分與一個或多個基準電壓電平比較，并基于比較結(jié)果自動地調(diào)節(jié)該補償操作。此外，該方法可包括響應(yīng)于檢測到鎖定條件鎖定補償操作。以上列出了示例性的鎖定條件。此外，該方法可包括響應(yīng)于檢測到重置條件重置補償操作。以上列出了示例性的重置條件。本發(fā)明內(nèi)容部分無意于概括本發(fā)明的所有實施例。根據(jù)以下陳述的詳細描述、附圖以及權(quán)利要求，本發(fā)明的其它和替代實施例、以及特征、方面以及優(yōu)點將變得顯而易見。


圖1A是根據(jù)本發(fā)明的實施例的均衡器的高級框圖，該均衡器可為通過任意長度(例如長達一英里或更長)的電纜接收到的視頻信號提供自動補償。圖1B是根據(jù)本發(fā)明的實施例的均衡器的高級框圖，該均衡器可為通過任意長度(例如長達一英里或更長)的電纜接收到的視頻信號提供手動補償。圖2A是根據(jù)本發(fā)明的實施例示出圖1A和IB的高頻段均衡器塊的細節(jié)的框圖。圖2B是根據(jù)本發(fā)明的實施例提供圖2A的均衡器級的示例性細節(jié)的簡圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例提供圖1A和IB的低頻段均衡器的示例性細節(jié)的框圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施例示出圖1A和IB的電平感測電路和電平檢成數(shù)字電路(level detect to digital circuit)的細節(jié)的框圖。圖5A和5B是包括圖1A或IB的均衡器的系統(tǒng)的高級框圖。圖6是用來概括本發(fā)明的實施例的各種方法的高級流程圖。
具體實施例方式圖1A是根據(jù)本發(fā)明的實施例的均衡器100的高級框圖，該均衡器可用來恢復(fù)通過任意長度(例如長達一英里或更長)的電纜接收到的視頻信號。電纜可以是CAT5電纜或CAT6電纜,但不局限于此。在CAT5或CAT6電纜的情況下,這樣的信號在兩條這樣的電線上(例如雙絞線)差分地發(fā)送。所接收的信號可以是例如NTSC視頻信號或某些其它類型的視頻信號。均衡器100補償由電纜引起的高頻衰減，并較小程度地補償?shù)皖l衰減，而且均衡器100輸出經(jīng)過補償?shù)囊曨l信號116。均衡器100提供的頻率補償應(yīng)當(dāng)適合于引起頻率衰減的電纜的長度和電纜的類型。一旦得到正確的補償，經(jīng)過補償?shù)囊曨l信號116在頻率和相內(nèi)容上基本與內(nèi)容被電纜改變之前的視頻信號相等。在圖1A和其它附圖中，“SE”表示“單端的”，而“Diff.”表示“差分的”。參考圖1A，示出均衡器100包括差分輸入緩沖器102、差分高頻段均衡器104、差分-單端轉(zhuǎn)換器106、低頻段均衡器108、直流增益控制電路110、低通濾波器112以及輸出驅(qū)動器114。此外，示出均衡器100包括自動調(diào)節(jié)高頻補償控制信號146的自動補償控制器118、低頻補償控制信號147以及直流增益控制信號148，從而均衡器100輸出的經(jīng)過補償?shù)囊曨l信號116得以被正確地補償。更一般而言，自動補償控制器118控制高頻段均衡器104、低頻段均衡器108以及直流增益控制電路110。注意，在信號處理塊的順序上存在某些靈活性。例如，低通濾波器112、直流增益和低頻段均衡器108可出現(xiàn)在高頻段均衡器104之后的任何位置處。然而，出于噪聲考慮，高頻段均衡器104應(yīng)當(dāng)在輸入端處，或緊跟在輸入緩沖器102之后。視頻信號僅需要在它到達輸出端的時候變成單端，因此差分-單端轉(zhuǎn)換器106可在輸入和輸出驅(qū)動器114之間的任何位置。不過，有關(guān)噪聲和供電隔離的考慮導(dǎo)致高頻段均衡器104優(yōu)選以差分模式實現(xiàn)。還可包括其它處理塊，諸如但不限于用來確保色彩保真的群時延均衡器。均衡器100輸出的視頻信號116被提供給水平同步(H-sync)檢測器132和電平感測檢測器142。H-sync檢測器132輸出水平同步信號133，信號133被提供給同步脈沖-數(shù)字時序電路134。以眾所周知的方式，電路134可鎖定于H-sync脈沖，檢測視頻信號116行中的H-sync脈沖的前沿和/或后沿(優(yōu)選后沿)的時序?；谶@些檢測到的時序，可檢測視頻信號116行的其它部分，包括例如消隱電平部分和彩色副載波群(color burst)部分(如果該視頻信號是彩色信號)。此外，可檢測下一 H-sync脈沖的開始。消隱電平是除了電壓負值較大的同步脈沖頂部之外的水平和垂直周期期間的視頻波形的標(biāo)稱電壓。利用這種對視頻信號116的各個部分的了解，電平檢成數(shù)字電路144可提供用于對視頻信號116的各個部分進行采樣的適當(dāng)脈沖，可以與電平感測檢測器142 —起執(zhí)行視頻信號116的各個部分與適當(dāng)?shù)幕鶞孰妷旱倪x擇性比較，包括消隱電平基準電壓、短脈沖群電平(burst level)基準電壓、同步電平基準電壓以及單色基準電壓在內(nèi)。根據(jù)一實施例，單色基準電壓被設(shè)置在消隱電平基準電壓與短脈沖群電平基準電壓之間，而且可用來確定視頻信號是彩色還是單色信號。以下參考圖4討論電平感測檢測器142和電平檢成數(shù)字電路144的更多細節(jié)。差分輸入緩沖器102阻止均衡器100對電纜(例如圖5A中的電纜504)和電纜遠端的發(fā)射器(例如圖5A中的502)加負載和干擾它們的工作。差分輸入緩沖器102的這種功能可由差分高頻段均衡器104的第一級(例如圖2A和2B中的GO或Gl)提供，因此在某些配置中不需要包括輸入緩沖器102。此緩沖器102還可提供高輸入阻抗，這能最好地允許共態(tài)(CM)箝位器120和差分箝位器122正確地驅(qū)動輸入耦合電容器對。受高頻補償控制信號146控制的差分高頻段均衡器104提高接收到的差分視頻信號101的高頻。以下參考圖2A和2B討論根據(jù)本發(fā)明的實施例的差分高頻段均衡器104的更多細節(jié)。差分-單端轉(zhuǎn)換器106將高頻段均衡器104的差分輸出轉(zhuǎn)換成單端信號，從而可在單端信號上執(zhí)行信號的進一步處理，包括低頻段均衡和增益控制?；蛘?，可以去掉單端轉(zhuǎn)換器106，或在更下游執(zhí)行，且全部或某些進一步處理可以差分地執(zhí)行。實際上，在某些應(yīng)用/實現(xiàn)中，經(jīng)過補償?shù)囊曨l輸出信號116可以是差分信號。受低頻補償控制信號147控制的低頻段均衡器108執(zhí)行對接收到的視頻信號101的低頻的提高。以下參考圖3討論根據(jù)本發(fā)明的實施例的低頻段均衡器的更多細節(jié)。受直流增益控制信號148控制的直流增益控制110精細調(diào)諧放大器的直流增益，以使經(jīng)過補償?shù)囊曨l信號116中的水平同步脈沖具有預(yù)定標(biāo)稱水平。以此方式，直流增益控制110可補償源自視頻源的非標(biāo)準視頻電平。因為視頻信號通常感興趣的頻率在約30Hz到約6MHz之間，所以低通濾波器112可具有約6.5或7MHz的截止頻率，但不限于此。在替代實施例中，低通濾波器112可位于差分-單端轉(zhuǎn)換器106與低頻段均衡器108之間，或位于低頻段均衡器108與直流增益控制電路110之間。輸出驅(qū)動器114可以是例如75歐姆輸出驅(qū)動器,但不限于此。仍參考圖1A，圖中均衡器100包括共態(tài)(CM)箝位器120和差分箝位器122。CM箝位器120對均衡器100的第一級的共態(tài)取樣，該第一級可以是差分輸入緩沖器102，或如參考圖2A所說明的，可以是差分高頻段均衡器104的第一級(例如202J。CM箝位器120反饋一個共態(tài)電流，該共態(tài)電流協(xié)同輸入耦合電容器(兩個差分輸入端電流相同)在輸入端建立共態(tài)電平。差分態(tài)箝位器122感測經(jīng)過補償?shù)囊曨l輸出信號116 (SE視頻輸出)，并向輸入端反饋差分電流，該差分電流協(xié)同輸入耦合電容器(差分視頻輸入)建立所需的差分電壓。輸出端得到的是相對于此箝位器122建立的基準電平的測量結(jié)果?；鶞孰娖娇梢允抢缃拥兀?qū)τ趩坞娫措娐房梢允荲DD/2，但并不限于此。箝位器120和122可通過同步脈沖-數(shù)字時序電路134所產(chǎn)生的同一箝位脈沖采樣。箝位脈沖可出現(xiàn)在視頻的同步脈沖之后的后沿區(qū)中。這就是復(fù)合視頻的傳統(tǒng)黑電平(或更正確地說，消隱電平)。更一般的說法是，箝位器120和122迫使視頻信號的特定部分(后沿或同步脈沖頂部)成為特定的直流電壓，以恢復(fù)直流電平并保持一個確保內(nèi)部電路基本線性工作的內(nèi)部工作范圍。根據(jù)本發(fā)明的實施例，當(dāng)為電纜上傳輸?shù)囊曨l信號的頻率衰減提供自動補償時，垂直同步(V-sync)脈沖被忽略。因此,應(yīng)當(dāng)將V-sync脈沖與H_sync脈沖區(qū)別開,這可以多種方式來實現(xiàn)。例如，已知V-sync脈沖長于H-sync脈沖。因此,可基于V_sync脈沖和H-sync脈沖的長度來區(qū)別它們。在特定實施例中，可通過既使用H-sync檢測器132又使用電平感測檢測器142檢測同步電平來區(qū)別V-sync脈沖和H-sync脈沖。一旦內(nèi)部定時器鎖定于同步脈沖，即可在行中的不同點處感測同步電平，例如在行中的25%和/或75%點處(時序順序)。計時器可在這些點的第一個上被重置，而且每一行遞增一次(例如在H-sync脈沖邊緣)。在一個實施例中，用于頻率衰減的自動補償?shù)目刂苹芈穬H在遠超過垂直間距且在會包括垂直同步脈沖的下一行(例如NTSC中的前一 V-sync脈沖之后的262.5行，或PAL中的312.5行)開始之前的行(例如后面的行25)上更新。圖1B是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的均衡器100’的高級框圖，該均衡器可為通過任意長度(例如長達一英里或更長)的電纜接收到的視頻信號101提供手動補償。均衡器100’包括手動補償控制器119，控制器119允許用戶使用旋鈕、開關(guān)、滑塊、按鈕、圖形用戶界面等進行手動補償調(diào)節(jié)。例如，可向顯示器(或示波器或矢量示波器或任何其它類型的合適的視頻測試設(shè)備)提供輸出視頻信號116，而且用戶可基于電纜類型以及信號是彩色還是單色(例如黑白)來手動進行調(diào)節(jié)，直到顯示器上的視頻圖像被最佳化或至少令人滿意。圖2A是根據(jù)本發(fā)明的實施例的高頻段均衡器104的高級框圖。注意，圖2A中所示的各個級、輸入以及輸出是差分信號，但劃出的是單線以不致不必要地使附圖顯得雜亂。參考圖2A，圖中高頻段均衡器104包括六個均衡器級204-204，其中每一個與相應(yīng)的衰減級202^20 相關(guān)聯(lián)。衰減級202n要么通過其輸入端的信號(即不提供衰減)，或提供預(yù)定的衰減量(例如_6dB)，其中這樣的衰減可以用來防止均衡器級204n+1的過載。為簡單起見，衰減級202n及其相應(yīng)的均衡器級204n可一起被簡單稱為均衡器級203n。根據(jù)本發(fā)明的實施例，各個相繼的均衡器級204為另外的相等長度的電纜(例如另外的1000英尺電纜)在約5 00kHz到約6MHz的頻率范圍中提供高頻提高，每個均衡器級具有與其它均衡器級稍有不同的均衡曲線。此外，各個均衡器級201 - 2046可被設(shè)計成將感興趣的上限頻率處(例如6MHz)的信號提高同一量(例如約12dB)，同時將感興趣的下限頻率處(例如IMHz)的信號提高較低量(例如約5dB)，其中直流增益在OdB與IdB之間。因此，總的順序(即串聯(lián))連接的均衡器級201 - 2046的鏈能實現(xiàn)約6*12dB (即72dB)的提高。因為各個附加的均衡器級204補償另外的長度的電纜(例如另外的1000英尺)，所以單獨選擇這些分立均衡器級的輸出之一將會導(dǎo)致分辨率太粗糙而不能準確地均衡任意長度的電纜(例如3024英尺的電纜)。根據(jù)一個實施例，為了提供較不粗糙(即更精細)的分辨率，使用一對選擇器212i和21 (例如它們中的每一個可以是多路復(fù)用器)和加權(quán)平均器214 (例如諸如64位置調(diào)節(jié)器之類的多位置增益調(diào)節(jié)器(mult1-position fader))來內(nèi)插或者組合兩個Btt鄰的均衡器級204的輸出。換言之，可以使用加權(quán)平均器214來組合最后一個起作用的均衡器級203的輸入和輸出。例如，在加權(quán)平均器是64位置增益調(diào)節(jié)器而且各個均衡器級204n補償電纜的另外1000英尺的情況下，此加權(quán)平均器214允許將均衡精細調(diào)節(jié)至1000英尺的1/64Γ16英尺)。在所不實施例中，各個選擇器212包括六個差分輸入(InO_In5)和一個例如通過三位輸入選擇的差分輸出。根據(jù)一個實施例，各個衰減級202能夠在無衰減和預(yù)定衰減水平(例如_6dB)之間選擇。在本發(fā)明的替代實施例中，可使用更多或更少的均衡器級203。如果使用了不同總數(shù)量的均衡器級203，則選擇器212可具有更多或更少輸入端。換言之，隨選擇器212的輸入端數(shù)量的相應(yīng)變化，替代的實現(xiàn)可具有更多均衡器級而每級較少的提高、或更少均衡器級而每級較多的提高。參考圖2B,可使用電阻梯216和一對2輸入/I輸出多路復(fù)用器218或2輸入/I輸出加權(quán)平均器214 (例如增益調(diào)節(jié)器)實現(xiàn)各個衰減級(例如圖2B中的202。和202J。塊218可選擇在未衰減的信號路徑(未通過電阻梯216逐級降低)和信號的逐級降低版本(已經(jīng)通過電阻梯216逐級降低)之間、或它們之間的可能變化中選擇。例如，選擇其兩個輸入中的任一個、其兩個輸入的平均、或其兩個輸入的加權(quán)平均，塊218的輸出可調(diào)節(jié)在控制它的多個位的分辨率中。在一 個實施例中使用了 6個控制位，但根據(jù)系統(tǒng)所需的分辨率/平滑性，更多或更少位都是可能的。仍參考圖2B，根據(jù)一個實施例，接受差分輸入的各個均衡器級204可由被配置為非反相放大器的一對運算放大器220實現(xiàn)，或可以使用單個差分運算放大器。例如，可結(jié)合實現(xiàn)等價響應(yīng)的電阻器和電容器使用差分放大器或差分運算放大器等價地實現(xiàn)圖2B中的均衡器級204。特定均衡器級204中的電阻器和電容器的值應(yīng)針對均衡器級需執(zhí)行補償?shù)碾娎|長度進行優(yōu)化。例如，再次參考圖2A，均衡器級201可針對電纜的頭1000英尺進行優(yōu)化，均衡器級2042可針對電纜的第二個1000英尺進行優(yōu)化，……均衡器級2046可針對電纜的第六個1000英尺進行優(yōu)化。所需的信號提高的高電平會造成凈空問題。對此凈空問題的一個解決方案是衰減輸入信號101，但所需的大數(shù)量均衡提高會造成噪聲問題，因為輸入級的噪聲按選定的提高量被倍增，可能會超過60dB，均衡器內(nèi)部還會再提高12dB。為實現(xiàn)最低的合理輸入級噪聲，優(yōu)選在到達均衡器之前不是衰減輸入而是放大輸入。因此，優(yōu)選不存在增益級202，或如果存在，則提供單位增益(unity gain)。因此，高頻段均衡器104應(yīng)當(dāng)在可能的最大信號擺幅下工作以最大限度地減小其對輸出噪聲貢獻。這種低噪聲要求與由上一個起作用的均衡器級204未使用部分所產(chǎn)生的可能過載(以下進一步詳細描述這種過載現(xiàn)象)矛盾。替代性的實現(xiàn)可以包括更多的均衡器級，每一級具有按級數(shù)的增加比例而成比例地減少的更溫和的提高水平，例如使用兩倍數(shù)量的級、各級減少6dB增益將導(dǎo)致等效的均衡。這些變型不實用，因為它們需要更大功率和更多放大器，因而實現(xiàn)和維護更昂貴。因此，在不顯著減少輸入級增益(保持噪聲低)和不通過使每一級減少提高實現(xiàn)更多提高級而增大均衡器的情況下來解決過載問題是有好處的。在其中信號鏈中所存在的提高均衡多于均衡信號以使其具有平滑頻率響應(yīng)所需的提高均衡的任何狀況下，過載都有可能發(fā)生。可通過檢查示出了六個均衡器級204的圖2A中的電路理解過載情況的根本原因。如果不論電纜多長都啟用所有這些級，則除非使用了很長的電纜，否則將出現(xiàn)過載?？紤]零長度電纜的極端情況。第一均衡器級201的輸出在6MHz處將被提高12dB ;而最后一個均衡器級2046的輸出在6MHz處將被提高70dB。這樣的提高電平將使任何實際中的放大器過載?，F(xiàn)在考慮使用了 4000英尺電纜的另一示例?，F(xiàn)在第四均衡器級2044的輸出將是平滑的，但第五均衡器級2045將具有12dB的過量提高，而其后的第6級2046將具有24dB的過量提高。為避免過載，所有不必要的均衡器級應(yīng)當(dāng)被禁用，或至少不用于產(chǎn)生經(jīng)過補償?shù)囊曨l信號輸出。對于任意的電纜長度，使用簡單的均衡器級串(所示實施例中的6級)均衡其響應(yīng)會導(dǎo)致均衡過量或均衡不足。僅有的例外是精確的O英尺、1000英尺、2000英尺、3000英尺、4000英尺、5000英尺以及6000英尺的電纜長度(再次假定各個增益級204為另外的1000英尺提供均衡)。使用圖2A中的選擇器ZU1和2122本質(zhì)上允許停用任何不必要的均衡器級，以避免過載，同時還提供內(nèi)插。例如，在選擇了選擇器212i和21 的In2輸入的情況下，選擇器212!將均衡器級2032的輸出(也是均衡器級2033的輸入)提供給加權(quán)平均器214的一個差分輸入端，而另一選擇器2122將均衡器級2033的輸出提供給加權(quán)平均器214的另一差分輸入端。補償控制器118或119所產(chǎn)生的多位(例如9位)控制信號146可控制選擇器212i和2122以及加權(quán)平均器214，其中最高位(例如3個MSB)通過控制選擇器212i和2122執(zhí)行粗調(diào)諧，而最低位(例如6個LSB)通過控制加權(quán)平均器214執(zhí)行精細調(diào)諧。在此示例中:可認為均衡器級203^20 以及2033啟用或起作用，因為它們影響了加權(quán)平均器214所產(chǎn)生的信號；而且可認為均衡器級20 34、2035以及2036被停用或不起作用，因為它們沒有影響加權(quán)平均器214所產(chǎn)生的信號。加權(quán)平均器214在最后兩個起作用的均衡器級203的輸出端之間做內(nèi)插，或等效地在最后一個起作用的均衡器級203的輸入與輸出端之間做內(nèi)插。因為為了實現(xiàn)平滑的復(fù)合響應(yīng)(復(fù)合響應(yīng)被定義為電纜的響應(yīng)乘以均衡器的響應(yīng))，通常存在未帶到均衡器的輸出端、但卻存在于最后一個起作用的均衡器級的輸出端處的某種過量提高，所以會出現(xiàn)過載。作為假定示例，如果電纜是4016英尺，則通過選擇均衡器級的4000英尺和5000英尺輸出(等價于5000英尺均衡器級的輸入和輸出)，然后通過選擇對應(yīng)于4000英尺加上16英尺的均衡的適當(dāng)?shù)募訖?quán)平均(例如64位置增益調(diào)節(jié)器的最低增益調(diào)節(jié)器分接點)在它們之間做內(nèi)插，可得到正確的均衡。這產(chǎn)生正確的均衡，但它產(chǎn)生了副作用，其原因在于5000英尺輸出分接點處的信號在5MHz處比正確均衡(“平滑”)的信號幅值大12db。因為已經(jīng)使信號擺動(相對于有限凈空)最大化以降低噪聲，所以這12dB的多余提高超過了可允許信號電平4倍。作為一種妥協(xié)，在實際中可通過降低輸入增益6dB (使用衰減級20 )并對最后一個起作用的均衡器級203施加6db衰減來解決這個問題。該妥協(xié)保持了合理的信噪比，同時避免了信號鏈中的過載。換言之，各個均衡器級203n在其輸入處可具有可選擇的0dB/6dB衰減器202n。衰減器20 為其中不止第一均衡器級202i起作用的所有情況提供通過，而為其中僅第一均衡器級202i起作用的情況提供衰減(例如_6dB)。將衰減器202。放在第一均衡器級203i之前的做法增大了噪聲(例如6dB)，但這僅在其中高頻提高被限制為至多12dB的短電纜敷設(shè)路徑的情況下增大噪聲。在此類適度水平的均衡提高的情況下，所增加的噪聲是無害的。雖然是在頻域中審視大多數(shù)均衡器的，但也可在時域中審視它們。這涉及電纜和均衡器級的脈沖響應(yīng)。根據(jù)一個實施例，一種算法采用電纜傳遞函數(shù)并確定能使時域中的波形畸變最小化的兩極/兩零均衡器級的最佳位置。技術(shù)人員要做的就是使已知波形(例如方波)通過1000英尺的電纜，并調(diào)節(jié)均衡器級204的電阻器和電容器以使畸變最小化。替代地，一種算法可以自動地并最優(yōu)化 地實現(xiàn)這一目的。該算法的另一點是使用第一級補償2000英尺長的電纜，并應(yīng)用該算法(或調(diào)節(jié)第二級的電阻器和電容器)使通過2000英尺電纜和兩個均衡器級204傳播的方波的畸變最小化。在第一級204已經(jīng)針對電纜的頭1000英尺優(yōu)化之后，第二級2042針對電纜的第二個1000英尺優(yōu)化，等等。通過在網(wǎng)絡(luò)分析儀上審視頻率響應(yīng)誤差，還可以應(yīng)用其它方法。在任何一種情況下，通過將之前確定的各級應(yīng)用到長度更長的電纜以及下一級，總是可對下一級進行優(yōu)化。這就使積累誤差最小化，并有效地建立多極/多零均衡器(例如用于1000英尺電纜的2極/2零均衡器、用于2000英尺電纜的4極/4零均衡器，……或用于6000英尺電纜的12極/12零均衡器)，使之極其精確和可靠。均衡器級2041到2046是順序的，所以它們的效果是累加的。根據(jù)本發(fā)明的實施例，高頻段均衡器104的各個均衡器級204的傳遞函數(shù)等于均衡器級旨在為其執(zhí)行高頻段頻率補償?shù)倪f增長度的電纜的傳遞函數(shù)的逆。更具體地，假定所有的更前面的均衡器級在信號路徑中，則各個相繼均衡器級的傳遞函數(shù)等于均衡器級204旨在為其執(zhí)行高頻段頻率補償?shù)淖娱L度電纜的傳遞函數(shù)的逆。例如:假定均衡器級2042和201在信號路徑中，均衡器級2043的傳遞函數(shù)等于均衡器級2043旨在為其執(zhí)行高頻段頻率補償?shù)牡谌齻€1000英尺電纜的傳遞函數(shù)的逆；假定均衡器級201在信號路徑中，均衡器級2042的傳遞函數(shù)等于該均衡器級2042旨在為其執(zhí)行高頻段頻率補償?shù)牡诙€1000英尺電纜的傳遞函數(shù)的逆；而均衡器級201的傳遞函數(shù)等于均衡器級201旨在為其執(zhí)行高頻段頻率補償?shù)念^1000英尺電纜的傳遞函數(shù)的逆。根據(jù)一實施例，只有倒數(shù)第二個起作用的均衡器級203的衰減器202是應(yīng)當(dāng)提供衰減(例如_6dB)的唯一衰減器。在另一實施例中，最后一個起作用的均衡器級203的衰減器202是應(yīng)當(dāng)提供衰減的(例如_6dB)的唯一衰減器，在選擇器212i的輸出端添加一個衰減器。這兩個實施例將確保提供給加權(quán)平均器214的信號具有相同幅值。對于其中任一實施例，圖2B中所示的衰減器控制邏輯213可基于控制選擇器212(例如通過控制圖2B中的開關(guān)214)的同一粗調(diào)諧信號確定和控制哪個衰減器202應(yīng)當(dāng)提供衰減?，F(xiàn)在將參考圖3描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的低頻段均衡器108的更多細節(jié)。根據(jù)一實施例，低頻段均衡器108包括單位增益緩沖器302和配置為增益因子約為2(即約6db)的非反相放大器的運算放大器304。緩沖器302和放大器304的輸出被提供給加權(quán)平均器314(例如諸如64位置增益調(diào)節(jié)器之類的多位置增益調(diào)節(jié)器)。加權(quán)平均器314和可調(diào)節(jié)電容(:_調(diào)節(jié)(可選擇性地開關(guān)接入電路或從電路斷開的一組并聯(lián)連接的電容器)由低頻段控制器306控制，控制器306從補償控制器118或119接收控制信號147。低頻段控制器306可基于信號147使用查找表(例如查找ROM等)來選擇適用于電纜長度的適當(dāng)?shù)碾娙莺图訖?quán)操作。隨著電纜變增長，極均衡器和零均衡器(pole and zero)必須頻率下移，這可通過調(diào)節(jié)電容C_調(diào)節(jié)來實現(xiàn)。加權(quán)平均器314的調(diào)節(jié)還影響零和極均衡器的位置。上述查找可以是基于信號147的所有位，或只基于最高位中特定數(shù)量的位。此外，可使用所有位，或僅僅是最高位中特定數(shù)量的位來調(diào)節(jié)加權(quán)平均器314。替代的實現(xiàn)可使用帶有可變電阻器陣列的固定電容器。僅要求其頻率響應(yīng)與圖3A中實現(xiàn)的基本相似。低頻段均衡器108的替代實現(xiàn)模式應(yīng)當(dāng)足夠。電纜引起的低頻衰減導(dǎo)致同步脈沖頂部在時域中傾斜。低頻段均衡器108作出的調(diào)節(jié)改變H-sync脈沖的同步脈沖頂部的傾斜，因而低頻段均衡器108也可被稱為傾斜控制器。當(dāng)正確設(shè)置時，同步脈沖頂部將具有最小傾斜，即具有基本上為零的斜率。由于低頻段均衡器108可獨立于高頻段均衡器104進行調(diào)節(jié)，所以它使均衡器100(和100’)不僅能夠補償各種長度的電纜，還能夠補償具有不同高低頻段平衡(high to lowband balance)的各種類型的電纜。例如，CAT5電纜和CAT6電纜具有不同的高低低頻段平衡?，F(xiàn)在將參考圖4描述電平感測電路142和電平檢成數(shù)字電路144的其它細節(jié)，兩者皆屬于自動補償控制器118。電平感測電路142包括一組比較器402 (和404，所述比較器將輸出的經(jīng)過補償?shù)囊曨l信號116 (圖1)與一組基準電壓比較，包括消隱電平、短脈沖群電平以及同步電平基準電壓(以及單色基準電壓)，看圖4即可理解。如果視頻輸出信號116作比較的部分高于所示基準電壓(單色、消隱電平、短脈沖群電平或同步電平)，則相應(yīng)的比較器輸出將為高，否則為低。單色電平、消隱電平、短脈沖群電平以及同步電平基準電壓可以是它們相應(yīng)的標(biāo)稱值。例如，消隱電平可以是標(biāo)稱的零伏，短脈沖群電平可以是標(biāo)稱的_150mV，而同步電平可以是標(biāo)稱的-300mV。在逐行倒相(PAL)與國家電視制式委員會(NTSC)標(biāo)準的這些電平之間存在細微差別，但這對本發(fā)明不是實質(zhì)性的。根據(jù)一實施例，為方便起見，所有這些電平可以變換至某些其它范圍，但關(guān)系應(yīng)依然保留。電平檢成數(shù)字電路144在相關(guān)時序脈沖(提供給與門408n的兩個輸入端中的一個)期間通過使用感測計數(shù)器412對時鐘周期數(shù)的計數(shù)來處理比較器402的輸出。例如，感測計數(shù)器412丨產(chǎn)生指示經(jīng)過補償?shù)囊曨l信號116的行的肩口(breezeway)部分大于標(biāo)稱消隱電平(例如0V)的程度的計數(shù)輸出；感測計數(shù)器4122產(chǎn)生指示經(jīng)過補償?shù)囊曨l信號116的行的彩色副載波群(如果存在)大于標(biāo)稱消隱電平(例如_150mV)的程度的計數(shù)輸出；感測計數(shù)器4123產(chǎn)生指示經(jīng)過補償?shù)囊曨l信號116的行的基本上整個同步脈沖頂部大于標(biāo)稱同步電平(例如_300mV)的程度的計數(shù)輸出；感測計數(shù)器4124產(chǎn)生指示經(jīng)過補償?shù)囊曨l信號116的行的同步脈沖頂部的開始部分大于標(biāo)稱同步電平(例如_300mV)的程度的計數(shù)輸出。每一個感測計數(shù)器412的最高位(MSB)將會是O或I，且被用來使誤差積分計數(shù)器414之一計數(shù)或倒計數(shù)。感測計數(shù)器412在視頻的每一行(即每個H-sync)都重置一次。當(dāng)經(jīng)過補償?shù)囊曨l信號輸出116針對電纜長度得到正確補償時，誤差積分計數(shù)器414的輸出將基本恒定。在一個實施例中，在已經(jīng)實現(xiàn)正確的補償之后，可選擇性地鎖定誤差積分計數(shù)器414或阻止它們計數(shù)或倒計數(shù)(例如被禁用)，而且確定電纜長度未發(fā)生改變。為此，可以監(jiān)測感測計數(shù)器(例如412。的輸出，如果感測計數(shù)器的輸出在重置之前的偏移量少于指定量，則確定電纜長度未發(fā)生改變。一般而言，包括比較器402、感測計數(shù)器412以及誤差積分計數(shù)器414的控制回路試圖調(diào)節(jié)均衡和增益，以使各個比較器402在指定的時間百分比(例如50%)中為高。在一個實施例中，誤差積分計數(shù)器414ρ4142以及4143產(chǎn)生用于回路的實際控制信號(146、147以及148)。要補償?shù)碾娎|越長，則誤差積分計數(shù)器411輸出的高頻段控制信號146的值越高，因為電纜越長，需要的高頻補償越高。因此，再次參考圖2A，電纜越長，信號146的MSB越大，因而更多的均衡器級203將被激活。比較器404的輸出被平均器405平均，之后被比較器406與單色/彩色決策電平基準進行比較，該基準指示視頻信號是單色(例如黑白)視頻信號(不包括彩色副載波群)還是彩色視頻信號。比較器406的輸出控制開關(guān)SI，以使適當(dāng)?shù)母袦y計數(shù)器412i或4122的輸出被提供給誤差積分計數(shù)器411的輸入端。以此方式，高頻段均衡器的控制回路得以針對單色或彩色視頻信號適當(dāng)?shù)匦?。根?jù)一個實施例，如果同步脈沖-數(shù)字時序電路134失去了 H-sync脈沖的鎖定(例如，因為不同長度的電纜被圖5B中所示的多路復(fù)用器506切換進來)，則以下討論的多個控制回路可被重置成缺省電平(例如返回零)，而且如上描述的自動補償機制可以重啟。例如，所有計數(shù)器412和414可被重置為零。如圖4所示，在一個實施例中，誤差積分計數(shù)器414ρ4142以及4143的輸出分別被存儲在寄存器446、447以及448中，存儲在這些寄存器中的值就是用于多個控制回路的控制信號146、147以及148。只要寄存器446、447以及448未被凍結(jié)，則寄存器446、447以及448的內(nèi)容可被周期性地更新，例如在更新誤差積分計數(shù)器414ρ4142以及4143時更新、或以諸如視頻行速率之類的某些更慢的方便速率更新。如以下說明的那樣，可選擇性地凍結(jié)(也稱為鎖定)寄存器446、447以及448中的值，從而選擇性地鎖定多個控制回路。在有噪聲的環(huán)境中，在均衡器100已經(jīng)針對電纜長度選擇了適當(dāng)?shù)木庵?，即使電纜長度不變，噪聲也會導(dǎo)致誤差積分計數(shù)器414ρ4142以及4143不斷變化。這會導(dǎo)致經(jīng)過補償?shù)囊曨l信號116的顯示時產(chǎn)生不期望有的閃爍。根據(jù)本發(fā)明的實施例，為避免這樣的閃爍，可選擇性地鎖定(也稱為凍結(jié))高頻段均衡器控制信號146、直流增益控制信號148以及低頻段均衡器控制信號147的值。換言之，用來調(diào)節(jié)高頻段頻率、直流增益以及低頻段頻率的控制回路均可被選擇性地鎖定。在一個實施例中，可通過凍結(jié)或禁用誤差積分計數(shù)器414ρ4142以及4143來鎖定控制回路，這具有凍結(jié)誤差積分計數(shù)器414ρ4142以及4143的輸出的效果。然而，可能想要不凍結(jié)或禁用計數(shù)器414ρ4142以及4143。此外，或替代地，可通過凍結(jié)寄存器446、447以及448中的值(也稱為凍結(jié)或鎖定寄存器)來鎖定控制回路。在一個實施例中，響應(yīng)于檢測到鎖定條件而凍結(jié)(例如通過凍結(jié)寄存器446、447以及448和/或誤差積分計數(shù)器414ρ4142以及4143)高頻段均衡器控制信號146、直流增益控制信號148以及低頻段均衡器控制信號147的值。在一個實施例中，當(dāng)確定一個或多個感測計數(shù)器(例如412P的輸出在就要重置之前(或在某些其它時間)的偏移量小于指定量時，即為檢測到鎖定條件。在另一實施例中，鎖定條件可以是例如通過對均衡器100的輸入端(例如凍結(jié)引腳)施加預(yù)定電壓或序列引起的外部鎖定、或通過改變內(nèi)部控制寄存器中的一個位或一序列的位引起的外部鎖定。其它鎖定條件也是可能的，而且在本發(fā)明的范圍內(nèi)。均衡器100可被配置成僅檢測一種類型的鎖定條件，或多種不同類型的鎖定條件。在一個實施例中，當(dāng)出現(xiàn)鎖定條件時，設(shè)置鎖定標(biāo)記。一旦信號146、148以及147的值因為檢測到鎖定條件而被凍結(jié)，這些值就保持凍結(jié)直到檢測到重置條件。在一個實施例中，重置條件可以是失去了視頻信號101，即不再檢測到視頻信號101。在另一實施例中，重置條件可以是在失去視頻信號101之后檢測到視頻信號101。在又一實施例中，重置條件可以是例如通過對均衡器100的輸入端(例如重置或凍結(jié)引腳)施加預(yù)定電壓或序列引起的外部重置、或通過改變內(nèi)部控制寄存器中的一個位或一序列的位引起的外部重置。替代的或另外的重置條件可以是當(dāng)均衡器100加電時(在斷電之后)。其它重置條件也是可能的，而且在本發(fā)明的范圍內(nèi)。均衡器100可被配置成僅檢測一種類型的重置條件，或多種不同類型的重置條件。在一個實施例中，當(dāng)出現(xiàn)重置條件時，重置鎖定標(biāo)記?？墒褂眯盘枡z測器420來檢測視頻信號101何時存在，即何時被提供給均衡器100。如圖4所不,信號檢測器420可包括活動檢測器423、定時器422、定時器閾值寄存器421以及比較器424。信號檢測器420可監(jiān)測一個或多個比較器402^402^4023以及404的輸出端處的活動。例如，在一個實施例中，信號檢測器420僅監(jiān)測比較器4022和4023的輸出端處的活動。在另一實施例中，可監(jiān)測特別用于信號監(jiān)測的單獨的比較器。這樣的比較器可觀測設(shè)備輸入端處、輸出端處或信號鏈的任何方便位置處的信號活動。當(dāng)存在視頻信號101時，由于視頻信號的變化著是幅值超過相比較的視頻信號的電平然后又低于該電平，所以比較器被監(jiān)測的輸出將周期性地改變狀態(tài)(即反復(fù))。然而，當(dāng)不存在視頻信號101時，被監(jiān)測的比較器輸出將不會改變狀態(tài)(即，將保持空閑)。每當(dāng)活動檢測器423檢測到比較器被監(jiān)測的輸出的狀態(tài)改變，活動檢測器423都可重置定時器422。數(shù)字比較器424、或軟件和/或固件可將定時器422的值與存儲在寄存器421中的定時器閾值比較。當(dāng)定時器422的值未超過寄存器421中存儲的定時器閾值時，則信號425將指示檢測到視頻信號101。當(dāng)定時器422的值超過寄存器421中存儲的定時器閾值時，則信號425將指示未檢測到視頻信號101。換言之，如果定時器422超時，則確定未檢測到視頻信號101。指示是否檢測到視頻信號101的信號425可以是、但不一定必須是簡單的二進制信號。在替代實施例中，活動檢測器420可以監(jiān)測一個或多個控制回路中的替代性信號/輸出，以確定是否檢測到視頻信號101。用于檢測是否檢測到視頻信號101的替代技術(shù)也是可能的，而且在本發(fā)明的范圍內(nèi)。當(dāng)控制回路被鎖定時，控制回路在效果上即為開路。反之，當(dāng)控制回路被重置或者未鎖定時，控制回路在效果上即為閉路。在一個實施例中，在通過凍結(jié)寄存器446、447以及448鎖定控制回路的情況下，誤差積分計數(shù)器414ρ4142以及4143可保持啟用而不凍結(jié)，從而當(dāng)寄存器446、447以及448解凍時(即響應(yīng)于檢測到重置條件)，誤差積分計數(shù)器41七、4142以及4143立即被誤 差積分計數(shù)器4141、4142以及4143中的新值更新。在另一實施例中，在通過凍結(jié)寄存器446、447以及448鎖定控制回路的情況下，誤差積分計數(shù)器414ρ4142以及4143可保持啟用而不凍結(jié)，但每當(dāng)控制回路被重置時，即用寄存器446、447以及448中的值預(yù)加載誤差積分計數(shù)器414ρ4142以及4143。在另一實施例中，當(dāng)控制回路被鎖定時，寄存器446、447以及448和誤差積分計數(shù)器414ρ4142以及4143均被凍結(jié)，然后當(dāng)控制回路被重置時解凍。圖5Α和5Β是包括圖1A或IB的均衡器100或100’的系統(tǒng)的高級框圖。參考圖5Α，電纜連接504 (例如諸如CAT5電纜之類的非屏蔽雙絞線)連接在發(fā)射器502與本發(fā)明的實施例的均衡器100或100’之間。在電纜連接504上發(fā)送的信號可以是例如NTSC視頻信號或某種其它類型的視頻信號。均衡器100或100’補償電纜連接504引起的高頻和低頻衰減，并輸出提供給顯示器510的經(jīng)過補償?shù)囊曨l信號116。參考圖5Β，多路復(fù)用器(mux) 506可用來在分別與發(fā)射器502相關(guān)聯(lián)的不同的視頻源500 (例如不同的監(jiān)控攝像機)中選擇，其中各個發(fā)射器502通過不同長度的電纜連接504連接至多路復(fù)用器506。當(dāng)多路復(fù)用器506選擇不同的視頻源500時，均衡器100的自動補償控制器118自動地調(diào)節(jié)對在各電纜連接504之一上傳輸期間出現(xiàn)的頻率衰減的補償。在均衡器100’的情況下，當(dāng)使用多路復(fù)用器506選擇不同的視頻源500時，可執(zhí)行對補償?shù)氖謩诱{(diào)節(jié)?，F(xiàn)在將使用圖6的高級框圖概括本發(fā)明的用于為在電纜上傳輸?shù)囊曨l信號的頻率衰減提供補償?shù)亩鄠€實施例。參考圖6，在步驟602，補償視頻信號在電纜上傳輸期間出現(xiàn)的頻率衰減，從而產(chǎn)生經(jīng)過補償?shù)囊曨l信號。在步驟604，將經(jīng)過補償?shù)囊曨l信號的一個或多個部分與一個或多個基準電壓電平比較。在步驟606，基于步驟604執(zhí)行的比較的結(jié)果自動地調(diào)節(jié)在步驟602執(zhí)行的補償。在步驟608，響應(yīng)于檢測到鎖定條件鎖定均衡器所提供的補償。在步驟610，響應(yīng)于檢測到重置條件重置均衡器所提供的補償。以上討論了示例性的鎖定條件和重置條件。根據(jù)特定實施例，步驟602可包括補償由電纜引起的高頻衰減和補償由電纜引起的低頻衰減。步驟602還可包括精細調(diào)諧直流增益，從而經(jīng)過補償?shù)囊曨l信號中的水平同步脈沖的同步脈沖頂部的平均電平基本等于預(yù)定標(biāo)稱水平。在步驟602產(chǎn)生的經(jīng)過補償?shù)囊曨l信號的每一行包括水平同步部分、隨其后的肩口部分、隨其后的彩色副載波群部分(如果該視頻信號是彩色)、隨其后的活動視頻部分。步驟604可包括將經(jīng)過補償?shù)囊曨l信號的水平同步部分與同步電平基準電壓比較、將經(jīng)過補償?shù)囊曨l信號的肩口部分與消隱電平基準電壓比較、以及將經(jīng)過補償?shù)囊曨l信號的彩色副載波群部分與短脈沖群電平基準電壓比較(如果該視頻信號是彩色信號)。步驟606可包括基于剛才提到的比較的結(jié)果自動地調(diào)節(jié)在步驟602執(zhí)行的補償。步驟608可包括例如凍結(jié)多個計數(shù)器和/或寄存器。步驟610可包括例如解凍多個計數(shù)器和/或寄存器。在之前討論的附圖的詳細描述中提供了步驟602-610的更多細節(jié)。例如，參考圖2A和2B描述了為視頻信號在電纜上傳輸期間出現(xiàn)的高頻衰減提供補償?shù)奶囟▽嵤├?。這可包括提供串聯(lián)的個數(shù)為N的多個均衡器級，其中N個均衡器級中的每一個包括差分輸入和差分輸出，而且其中N個均衡器級中的每一個針對電纜的不同部分進行了優(yōu)化(其中N等于或大于3)。此外，存在對哪個均衡器級起作用和哪個均衡器級不起作用的選擇，而且產(chǎn)生對來自最后一個起作用的均衡器級的信號輸入和從該均衡器級輸出的信號的加權(quán)平均。根據(jù)具體實施例，提供個數(shù)為N的多個串聯(lián)的的均衡器級的操作包括針對電纜的第一段(例如電纜的頭1000英尺)優(yōu)化第一均衡器級、針對電纜的第二段(例如電纜的第二個1000英尺)優(yōu)化第二均衡器級、……以及針對電纜的第N段(例如電纜的第N個1000英尺)優(yōu)化第N均衡器級。根據(jù)具體實施例，提供串聯(lián)的個數(shù)為N的多個均衡器級的操作包括將均衡器級中的第一個的傳遞函數(shù)實現(xiàn)為基本等于電纜的第一段(例如電纜的頭1000英尺)的傳遞函數(shù)的逆、將均衡器級中的第二個的傳遞函數(shù)實現(xiàn)為基本等于電纜的第二段(例如電纜的第二個1000英尺)的傳遞函數(shù)的逆、……、以及將均衡器級中的第N個的傳遞函數(shù)實現(xiàn)為基本等于電纜的第N段(例如電纜的第N個1000英尺)的傳遞函數(shù)的逆。以上已經(jīng)在示出特定功能的性能及其關(guān)系的功能性構(gòu)造框的幫助下描述了本發(fā)明。為描述方便期間，在本文中任意地定義了這些功能性構(gòu)造框的邊界。除非專門指明，可定義替代的邊界，只要指定功能及其關(guān)系能適當(dāng)?shù)貙崿F(xiàn)。因此任何這樣的替代邊界均在要求保護的本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)。 上述描述是本發(fā)明的優(yōu)選實施例。出于說明和描述目的已提供這些實施例，但它們不旨在窮舉或?qū)⒈景l(fā)明限制為所公開的精確形式。許多修改和變化對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言將顯而易見。選擇和描述了實施例以最好地描述本發(fā)明的原理及其實際應(yīng)用，從而使本領(lǐng)域其它技術(shù)人員理解本發(fā)明。微小的修改和變化被認為在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。本發(fā)明的范圍旨在由所附權(quán)利要求及其等價 技術(shù)方案限定。
權(quán)利要求
1.一種為視頻信號在電纜上傳輸期間出現(xiàn)的高頻衰減提供補償?shù)母哳l段均衡器，所述高頻段均衡器包括: 串聯(lián)連接的多個均衡器級和多個衰減級，其中所述衰減級中的每一個被配置成選擇性地不提供衰減或提供指定的衰減量；以及 一個或多個選擇器，被配置成選擇所述均衡器級中的哪個/哪些起作用以及所述均衡器級中的哪個/哪些不起作用。
2.如權(quán)利要求1所述的高頻段均衡器，其特征在于，還包括: 控制器，所述控制器控制所述多個衰減級中的每一個提供所述指定的衰減量或者不提供衰減，以避免所述均衡器級的過載； 其中所述多個衰減級中的每一個對應(yīng)于所述多個均衡器級中的一個；以及其中所述控制器在一時刻使所述多個衰減級中對應(yīng)于所述多個均衡器級中的一個均衡器級的僅一個衰減級提供所述指定的衰減量，同時使對應(yīng)于所述多個均衡器級中的一個均衡器級的每一個其他衰減級不提供衰減。
3.如權(quán)利要求1所述的高頻段均衡器，其特征在于: 串聯(lián)連接的所述多個均衡器級和所述多個衰減級包括串聯(lián)連接的N個均衡器級和N個衰減級，其中 N等于或大于3， 所述N個衰減級中的每一個對應(yīng)于所述N個均衡器級中的一個，以及所述N個衰減級中的每一個被配置成選擇性地不提供衰減或者提供所述指定的衰減量；以及 在一時刻，所述N個衰減級中的僅一個衰減級提供所述指定的衰減量，同時另外N — I個衰減級不提供衰減。
4.如權(quán)利要求3所述的高頻段均衡器，其特征在于，還包括: 控制器，所述控制器控制所述N個衰減級中的哪一個是所述N個衰減級中在一時刻提供所述指定的衰減量的所述僅一個衰減級。
5.如權(quán)利要求3所述的高頻段均衡器，其特征在于，與倒數(shù)第二個起作用的均衡器級相關(guān)聯(lián)的衰減級是所述N個衰減級中在一時刻提供所述指定的衰減量的所述僅一個衰減級。
6.如權(quán)利要求3所述的高頻段均衡器，其特征在于: 所述N個均衡器級中的每一個和所述N個衰減級中的每一個具有輸入端和輸出端；所述N個均衡器級中的每一個針對所述電纜的不同部分被優(yōu)化；以及用于控制所述一個或多個選擇器的同一信號也用于控制所述N個衰減級中哪一個衰減級是所述N個衰減級中在一時刻提供所述指定的衰減量的所述僅一個衰減級。
7.如權(quán)利要求3所述的高頻段均衡器，其特征在于: 所述N個均衡器級中的每一個和所述N個衰減級中的每一個具有輸入端和輸出端； 所述N個均衡器級中的每一個針對所述電纜的不同部分被優(yōu)化；以及 所述一個或多個選擇器包括 第一選擇器，所述第一選擇器具有連接至所述N個均衡器級中的每一個的輸入端的N個輸入端、且具有輸出端；以及第二選擇器，所述第二選擇器具有連接至所述N個均衡器級中的每一個的輸出端的N個輸入端、且具有輸出端。
8.如權(quán)利要求7所述的高頻段均衡器，其特征在于，還包括: 加權(quán)平均器，所述加權(quán)平均器具有連接至所述第一和所述第二選擇器的輸出端的輸入端、且具有輸出端； 其中所述加權(quán)平均器在其輸出端產(chǎn)生輸入上一個起作用的均衡器級的信號和從所述上一個起作用的均衡器級輸出的信號的加權(quán)平均；以及 其中對應(yīng)于倒數(shù)第二個起作用的均衡器級的衰減級是所述N個衰減級中在一時刻提供衰減的所述僅一個衰減級。
9.如權(quán)利要求7所述的高頻段均衡器，其特征在于，還包括: 另一衰減級，具有連接至所述第一選擇器的輸出端的輸入端、且具有輸出端； 加權(quán)平均器，具有連接至所述另一衰減級的輸出端的第一輸入端、連接至所述第二選擇器的輸出端的第二輸入端，且具有輸出端； 其中所述加權(quán)平均器在其輸出端產(chǎn)生以下項目的加權(quán)平均: Ca)在被所述另一衰減級衰減之后輸入到上一個起作用的均衡器級的信號，以及 (b)從上一個起作用的均衡器級輸出的信號。
10.如權(quán)利要求7所述的高頻段均衡器，其特征在于: 具有連接至所述第一選擇器的輸出端的輸入端的所述另一衰減級始終提供衰減；以及所述N個衰減級中對應(yīng)于所述上一個起作用的均衡器級的一個衰減級是所述N個衰減級中在一時刻提供衰減的所述僅一個衰減級。
11.如權(quán)利要求3所述的高頻段均衡器，其特征在于: 所述N個衰減級中對應(yīng)于所述上一個起作用的均衡器級的一個衰減級是所述N個衰減級中在一時刻提供衰減的所述僅一個衰減級。
12.如權(quán)利要求3所述的高頻段均衡器，其特征在于，所述N個衰減級中的每一個衰減級與所述N個均衡器級中相應(yīng)的一個均衡器級串聯(lián)連接并處于其上游。
13.如權(quán)利要求12所述的高頻段均衡器，其特征在于，還包括: 位于所述N個衰減級和所述N個均衡器級上游的另一衰減級； 其中所述另一衰減級在所述N個均衡器級中僅最上游的均衡器級起作用時提供衰減；以及 其中所述另一衰減級在所述N個均衡器級中不止最上游的均衡器級起作用時不提供衰減。
14.如權(quán)利要求1所述的高頻段均衡器，其特征在于: 所述均衡器級中的每一個包括差分輸入和差分輸出；以及 所述指定的衰減量是_6dB。
15.一種由為視頻信號在電纜上傳輸期間出現(xiàn)的高頻衰減提供補償?shù)母哳l段均衡器使用的方法，其中所述高頻段均衡器包括串聯(lián)連接的多個均衡器級和多個衰減級，所述方法包括: (a)控制所述均衡器級中的哪個/哪些起作用以及所述均衡器級中的哪個/哪些不起作用；以及(b)對于所述多個衰減級中的每一個，控制所述衰減級提供指定的衰減量或不提供衰減； 其中執(zhí)行步驟(b)以避免所述均衡器級的過載。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，串聯(lián)連接的所述多個均衡器級和所述多個衰減級包括串聯(lián)連接的N個均衡器級和N個衰減級，其中N等于或大于3，而且所述N個衰減級中的每一個對應(yīng)于所述N個均衡器級中的一個，其中: 步驟(b)包括在一時刻使所述N個衰減級中的僅一個衰減級提供所述指定的衰減量，同時使另外N — I個衰減級不提供衰減。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述步驟(b)包括在一時刻使對應(yīng)于倒數(shù)第二個起作用的均衡器級的衰減級作為所述N個衰減級中提供所述指定的衰減量的所述僅一個衰減級。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述高頻段均衡器還包括處于所述N個衰減級和所述N個均衡器級上游的另一衰減級,所述方法進一步包括: 使所述另一衰減級在所述N個均衡器級中僅最上游的均衡器級起作用時提供衰減；以及 使所述另一衰減級在所述N個均衡器級中不止最上游的均衡器級起作用時不提供衰減。
19.如權(quán)利要求15所 述的方法，其特征在于，所述步驟(b)包括在一時刻使對應(yīng)于上一個起作用的均衡器級的衰減級作為所述N個衰減級中提供所述指定的衰減量的所述僅一個衰減級。
20.一種為電纜上傳輸?shù)囊曨l信號的頻率衰減提供自動補償?shù)南到y(tǒng)，包括: 均衡器，所述均衡器接收電纜上傳輸?shù)囊曨l信號、為在所述電纜上傳輸期間出現(xiàn)的頻率衰減提供補償、以及輸出經(jīng)過補償?shù)囊曨l信號；以及 補償控制器，所述補償控制器自動調(diào)節(jié)由所述均衡器提供的所述補償； 其中所述均衡器包括高頻段均衡器，所述高頻段均衡器包括 串聯(lián)連接的多個均衡器級和多個衰減級，其中所述衰減級中的每一個被配置成選擇性地不提供衰減或提供指定的衰減量； 一個或多個選擇器，被配置成選擇所述均衡器級中的哪個/哪些起作用以及所述均衡器級中的哪個/哪些不起作用；以及 衰減控制器，所述衰減控制器控制所述衰減級中的每一個提供指定的衰減量或者不提供衰減，以避免所述均衡器級的過載。
21.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述均衡器還包括低頻段均衡器和DC增益控制器。
全文摘要
本發(fā)明提供了為電纜上傳輸?shù)囊曨l信號的頻率衰減提供自動補償?shù)姆椒ê拖到y(tǒng)。根據(jù)一實施例，一系統(tǒng)包括均衡器和補償控制器。均衡器接收電纜上傳輸?shù)囊曨l信號、為在電纜上傳輸期間出現(xiàn)的頻率衰減提供補償、以及輸出經(jīng)過補償?shù)囊曨l信號。補償控制器基于經(jīng)過補償?shù)囊曨l信號的一個或多個部分與一個或多個基準電壓電平的比較自動地調(diào)節(jié)均衡器所提供的補償。
文檔編號H04B3/14GK103139526SQ20131005364
公開日2013年6月5日 申請日期2009年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月3日
發(fā)明者D·W·瑞特, R·D·朱克, W·克拉多克 申請人:英特賽爾美國股份有限公司