TWI240491B - Data slicer with source degradation structure - Google Patents

Description

1240491 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係為-種具源極退化架構之資料分割器，尤 :種使用於FM解_統，於訊號解篇後端，將頻率偏移^ ^遽經由空亂傳輪並由解調器解調後之高頻失真部分，利用 資料分割ϋ產生絲的方錄後端之基頻電路使帛。 【先前技術】 -般影像資料或以數位方式傳輸之資料，在傳輸之前皆

以繼至方波喊，再n由特定的傳輸媒介傳送至接收端，通 常頻率偏移碰訊_由空氣傳輸並由峨_ ^解調後，所 產生之頻率偏移調變訊號其高頻部份已有失真，機後之訊號 常因失真導致參考電壓不準，無法產生50%工作週期之方波了 因此必須_龍分#]||產生完美的方波供後端之基頻電路 使用。 第一圖為習知利用串接電阻提供參考電壓給資料分割 ，包括有複數個電阻Ru、r12、Rl3、Rin、一偏壓門播切換 裝置10和一個以放大器構成之緩衝器12，其缺點是需知輸出 訊號之偏壓點，以及當輸入訊號較小時，參考電壓可能為偏離 輸入訊號之中心準位。 第二圖為習知利用接收訊號強度偵測(RSSI)電路和一個 低通濾波器得到輸入訊號的平均值當作參考電壓，提供此參考 電壓給資料分割器，包括有一接收訊號強度偵測（RSSI)電路 16、一電阻心和一電容Gi，但缺點是當訊號為低準位時會同 5 1240491 %將雜訊一起作平均，而導致參考電壓提高。 弟二圖為驾知尖峰谓測方法(peak detect〇r meth〇d)係利用 接收訊號強度偵測電路取得輸入訊號之強度，然後再降6肪 當作參考電壓，包括有一訊號強度偵測電路2〇、一電容c3i 和以電晶體T31、餘Rdl及電流源k構成之一降6犯電路， 缺點則是當鮮位有干触料，财法會去侧此尖峰並視 為南準位，導致誤判。

又如’美國專利第6734918號專利「資料分割器電路(她 Sheer Circuit)」’提供一種資料分割器電路，如第四圖所示。 該資料分割II電路包括有—電容Ci，用以接收影像訊號；一 嵌入電路24，藉由電流耦合接收影像訊號；一第一電容&， 用以維持影像訊號之電壓；—第二電容C3，肋計算一定時 間内通過之影像峨的平均電壓，並維持此平均電壓；一比較 器26 ’用以比較該二維持電壓，當第二電容^之維持電壓大 於第-電容轉電斜，比較器％會如—訊號。然而， 匕方法而#· 1¾ 5電谷Ci ’以避免前級的直流電壓影響資料 分割器的輸人級操作電壓’且為避免失真此電容又不能太小， 將造成積體電路上製造之困難，及需要大面積之電容哭，另 二卜，該方法係_電容充魏之雜而取得參考輕^處理 南頻訊號時，容制電容充放電枝整轉致參考電壓失真。 發明人鑑於習知技術之缺失，乃亟思改良創新之見，進而 改善上述之缺失。 【發明内容】 6 1240491 本發明之目的主要是提供一種具源極退化架構之資料分 ° 尤係才曰種使用於FM解调系統，於訊號解調器後 端，將頻率偏移調變(FSK)訊號經由$氣傳輸並由解調器解調 後之高頻失真部分，湘·侧器產生完美的魏供後端之 基頻電路使用。本發明之共祕退化雜之資料分割器可獲得 : :確的參考電壓，不受雜訊影響，並且不需要交流耦合:電 容，可降低積體電路製造之困難度及成本。 • 為了達成上述目的，本發明之具源極退化架構之資料分割 器包括有-具源極退化阻抗之共源極單元，用以提供輸入訊號 和該輸入訊號之參考電壓；以及一比鮮元，連結於該具源極 退化阻抗之共雜單元，用⑽較該輸人訊號和該輸入訊號之 參考電壓，輸出-對應於該輸入訊號之方波。 其中該具源極退化阻抗之共源極單元，包括有二個輸入端 和-個輸出端，其中第一輸入端為輸入訊號源，並在第一輸出 端接上一並聯電阻和一並聯電容，得到一參考電壓，以提供比 . 單7L使用。而第二輸人端係透過—電阻輸人該輸人訊號。而 且具源極退化阻抗之共源極單元，更包括有—汲極電阻和一源 極電阻。 本發明亦提供一種具源極退化架構之資料分割器之訊號 榻取方法，包括有： 輸入待處理之訊號。 用具源極退化阻抗之共源極電路處理該輸入訊號，同時獲 付輸出訊號和該輸出訊號之參考電屢。 7 1240491 利用比較器處理該輸出訊號和該輪出訊號之參考電壓， 以輪出一方波訊號。 利用遲滯迴授提供一準位移位電壓，以減低該輪出訊號 在該參考電壓附近之高頻雜訊的影響。 〜 將該準位移位電壓對該輸出訊號產生相對應之直流準位 偏移後，再和該輸出訊號之參考電壓比較，以獲得一輸L出方 波，並可降低抖動（jitter)。 【實施方式】 >請參照第五圖所示，為本發明之具源極退化架構之資料分 割器之電路®。本發明之具源極退化轉之賴分卿，包括 有-具源概恤抗之共雜單元51，㈣提供輸人訊號和產 生該輸入峨之參考，以及—比補單元53，連结於該且 源極退化阻抗之共源極單元51，肋比較該輸人訊號和該輸 入訊號之參考電壓，輸出—對應於該輸人訊號之方波。 其中該具源極退化阻抗之共源極單以，包括有二個輸 入端5(Π、5G4和：峨㈣2、5G3，輸入端為 私訊號=，並在第—輸出·2接上—並聯電阻砂一並聯 電令ct㈣麥考電壓，以提供該比較器單元μ使用；亦 可在第-輸^端502接上—串聯電阻和一並聯電容，得到一參 考電壓，以提供該比較||嚴 Ρ 制，為了得到—直流準位 、^ 電阻和電容所組成之時間常數(Time constant)比較大，可依實怀飱 當訊麵率低時號解，作適當之設定’ 必，反之則降低。第二輸 1240491 入端504係透過一電阻Rhl輸入該輸入訊號。具源極退化阻抗 之共源極單元51由兩個金氧半場效應電晶體(metal oxide semiconductor field-effect transistor--MQSFET)所構成。 而且該參考電壓會隨著輸入訊號變化，可即時反應訊號特性。 比較器單元53由N-MOS構成，只要超過N-MOS的截 止電壓，就能工作，因此本發明之具源極退化架構之資料分割 器具有動態範圍寬的特性。 為避免增益太大，造成飽和現象，或增益太小，訊號雜 訊(S/N)比小，易受雜訊影響，為解決上述問題，本發明之具 源極退化阻抗之共源極單元更包括有汲極電阻Rdi、心和一源 極電阻Rsi、RS2，汲極電阻Rdl、心和源極電阻^、心之比值需 作適當之調整，其中汲極電阻Rdl、心和該源極電阻^、心之 比值可為1:1，可維持輸入訊號之原來大小。 在比較器單兀53輸出後會有正向5〇5和負向5〇6兩種輸 出方波可回授至具源極退化阻抗之共源極的輸入端5(Π、咖 當作遲滯(hySt_is)侧。輸人訊贿若與資料分割器輸出端 同向，則將此輸出回授至具祕退恤抗之共雜的輸入單元 之第二輸入端504，便可得到正向遲滯；反之，正向遲滯則提 供給反向的輸人峨源。此稍可減低餘輸人喊上高頻雜 訊所造成的影響，尤其接近參考電_近，因為此處稍有―點 干擾則會造成輸出資料轉態的錯誤，即所謂的抖動⑽㈣。 0本發明之具源極退化架構之資料分割器，更包括有一遲滞 單元55，用以減低該輸人訊號在該參考附近之高頻雜訊 9 1240491 的影響’減少抖動φ㈣。其中該遲滯單元係由兩個電阻^、 IM冓成’可_負回授方式，提供負向遲滯；或採用正回授方 式，提供正向遲滯。 、第“A、六B、六C、六D、六E和六F圖為本發明之具 源極退化架構之資料分顧之訊號時序圖。第六A圖為第一 ‘· 輸入端501之訊號時序圖，第六B圖為第-輸出端5〇2之訊 號時序圖，第六C圖為第二輸出端5〇3未加入遲滞單元π之 φ 訊號時序圖，第六D圖為第二輸出端503已加入遲滞單元55 之訊號時序圖，第六E圖為比較器單元53之負向輸出端哪 之峨時序圖，第六F圖為比較器單元53之正向輸出端咖 之訊號時麵，藉由此訊餅序圖可_本發明之具源 架構之資料分割器之工作原理。 本發明亦提供-種具源極退化_之資料相器之訊 擷取方vi： ’赫照第七圖所示，為本發明之極退 資料分割器之訊號擷取之流程圖。其步驟包括有：“ * 輸入待處理之訊號S100。 1用具雜退化随之聽極處職輸人觸， 得一輸出訊號和該輸出訊號之參考電壓S102，係指利、又 退化阻抗之娜電_性， 和該輸出訊號之參考電壓。 呑、 彻比較H處職輸丨峨和·^峨之 以輸出-方波訊號SJ04，該輸出方波訊號具有:電慶’ cyde)50% 之特性。 1240491 利^遲滞回授提供—準位移位電壓，以減低該輸出訊號 在該茶考電壓附近之高雜訊的影響S106。 將該準位移位電壓對該輸出訊號產生相對應之直流準位 偏移後’再和該輸出訊號之參考電壓比較，以獲得—輸出方 波’利用遲軸授射降低 (i_SK)8，增城號之合理 本發明之具雜退化架構之資料分聽具有下列特點：

一、 不需要交軸合之電容，可降低频電路製造之困 難度及成本，並減少1C之接腳。 二、 可獲得準確的參考電壓，藉由具源極退化阻抗之放源 =入級的輸“取福號的平触，可制準確的參考 二、不㈣姆彡響’其高鮮位冑高_訊基準㈣％ floor)甚多’雜職平均所狀值遠低於參考電壓 考電壓不易受影響。 " 後輸出訊號 四身又使用小的輕合電容去做交流輕合會使低資料速 率的訊號大小衰減’本發贱用具源極退恤抗之共源極單 凡省略麵合電容，可將訊號無失真的傳人，並且此具源極退 化阻抗^共源極單謂驗貞彡轉小，非常翻於解調 五 壓便可工作 11 1240491 綜上所述，本發明實為-不可多得之發關作產品，極 具產業上之利祕、新穎性及進步性，完全符合發明專利申請 要件’練法提itj申請，敬請詳查並賜林案專利，以保障創 作者權益。 惟以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，非因此即拘 限本發明之專職目，耻贿熟纽魏·在本發明之領 域内’所實施之變化或修飾皆被涵蓋在本案之專利範圍内，合 予陳明。 【圖式簡單說明】 有關本發明之圖式簡單說明如下： 第一圖為習知利用串接電阻提供參考電壓之電路圖； 第二圖為習知利用接收訊號強度偵測⑽s j )電路和低通 慮波為付到輸入訊號的平均值當作參考電麗之電路圖； 苐一圖為1知尖峰^[貞測方法(peak detector method)係利用 接收訊號強度偵測電路取得輸入訊號之強度及降6dB當作參 考電壓之電路圖； 第四圖為習知資料分割器電路之電路圖； 第五圖為本發明之具源極退化架構之資料分割器之電路 圖； 第六A、六B、六C、六D、六E和六F圖為本發明之具 源極退化架構之資料分割器之訊號時序圖；及 第七圖為本發明之具源極退化架構之資料分割器之訊號 擷取之流程圖。 12 1240491 【主要元件符號說明】 「習知」

Rll、Rl2、Rl3、Rln 電阻 10 偏壓門檻切換裝置 12 緩衝器 16 接收訊號強度偵測（RSSI)電路 R21 電阻 C21 電容 • 20 訊號強度偵測電路 C31電容 Τ3ι電晶體 Rdi 電阻 Idl 電流源 〇!電容 24 嵌入電路 C2 第一電容 • c3第二電容 26 比較器 「本發明」 51 具源極退化阻抗之共源極單元 53 比較器單元 55 遲滯單元 Τδΐ 電晶體 Τδ3 電晶體 13 1240491

Rt 電阻

Ct 電容

Rm、Rh2電阻 Rsl、Rs2 電阻 RcU、Rd2 電阻 501 第一輸入端 502 第一輸出端 503 第二輸出端

504 第二輸入端 505 比較器單元之負向輸出端 506 比較器單元之正向輸出端 14

Claims (1)

1240491 十、申請專利範圍： 1· 一種具源極退化架構之資料分割器，包括有： -具源極退化阻抗之共源極單元，用以招共輸入訊號和產 生該輸入訊號之參考電壓；以及 一比較器單元，連結於該具源極退化阻抗之共源極單元， 用以比#父該輸入訊號和該輸入訊號之參考電壓，輸出一對應於 該輪入訊號之方波。 。2.如申請專利範圍第1項之具源極退化架構之資料分割 器’其中該具源極退化阻抗之共源極單元，係由兩個金氧半場 效應電晶體（metal oxide semiC0nduct0r field_effect transistor--MOSFET)所構成。 3·如申請專利範圍第1項之具源極退化架構之資料分割 态’其中該比較器單元，係由N-M〇SFET所構成。 4·如申請專利範圍第1項之具源極退化架構之資料分割 器，其中該具源極退化阻抗之共源極單元，包括有二個輸入端 和二個輸出端。 5·如申請專利範圍第4項之具源極退化架構之資料分割 為，其中該第一輸入端為輸入訊號源，並在第一輸出端接上一 並聯電阻和-並聯電容，得到一參考電壓，以提供該比較 元使用。 ^ 6·如申請專利範圍第4項之具源極退化架構之資料分割 W 、中“弟輸入端為輸入訊號源，並在第一輸出端接卜一 串聯電阻和-並聯電容，得到一參考電壓，以提供該比較料 15 1240491 元使用。 7·如申明專利範圍第4項之具源極退化架構之資料分割 裔’其中該第二輸入端係透過一電阻輸入該輸入訊號。 8·如申明專利範圍第1項之具源極退化架構之資料分割 器，其中該具源極退化阻抗之共源極單元，更包括有一没極電 阻和一源極電阻。 抑9.如申請專利範圍第8項之具源極退化架狀資料分割 ^ 其中該汲極電阻和該源極電阻之比為。 1〇.如申請專利範圍第1奴具源極退化架構之資料分 割器，更包括有-遲滯單元，用以減低該輸入訊號在該參考電 壓附近之高麵⑽鱗，減少縣⑽句。 11. 如申明專利範圍第10項之具源極退化架構之資料分 割裔，其中該遲冰單元係由兩個電阻構成。 12. 如申請專利難㈣項之·極退化架構之資料分 割器，其中該遲滞單元係採用負回授方式，提供負向遲滯。 13. 如申請專利範圍第10項之具源極退化架構之資料分 割器，其中該遲滞單元係採用正回授方式，提供正向遲滯。 14. 一種踢極退絲構之㈣分tin之訊號掘取方 法，包括有： 輸入待處理之訊號； 用具源極退化阻抗之共源極電路處_輸人訊號，同_ 得一輸出訊號和該輸出訊號之參考電壓； 利用比較器處理該輸出訊號和該輸出訊號之參考電壓， 16 1240491 以輸出一方波訊號； 利用遲滯迴授提供一準位移位電壓，以減低該輸出訊號 在該參考電壓附近之高頻雜訊的影響；以及 將該準位移位電壓對該輸出訊號產生相對應之直流準位 偏移後，再和該輸出訊號之參考電壓比較，以獲得一輸出方 波，並可降低抖動（jitter)。

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