CN102045275A

CN102045275A - 有线电传输的曼彻斯特编码信号接收器

Info

Publication number: CN102045275A
Application number: CN2009100360330A
Authority: CN
Inventors: 詹平; 艾其春; 王仁明; 苏曰进; 余杏生
Original assignee: Kunshan jiuhua electronic equipment factory
Current assignee: Kunshan jiuhua electronic equipment factory
Priority date: 2009-10-16
Filing date: 2009-10-16
Publication date: 2011-05-04

Abstract

本发明公开了一种有线电传输的曼彻斯特编码信号接收器，低通滤波器接收模拟信号，低通滤波器把接收的模拟信号传信于AGC放大器，单片计算机控制AGC放大器对接收的模拟信号进行自动增益控制，AGC放大器输出的模拟信号传信于A/D转换器，A/D转换器将接收的模拟信号通过采样变换为数值信号，A/D转换器的数值信号传信于单片计算机，单片计算机按照接收数值信号时间波形的单调上升和单调下降及其持续时间，判决出曼彻斯特编码、并恢复编码前数据。本例具有长距离16公里传输、低成本、易实现等特点，特别适合于工业现场控制、野外作业、国防军事等具有长距离、中低速数据通信需求的环境中应用。

Description

有线电传输的曼彻斯特编码信号接收器

技术领域

本发明涉及一种信号接收器，尤其是一种有线电传输的曼彻斯特编码信号接收器

背景技术

非归零二进制数字信号需要进行编码或调制，才能适应在有线或无线信道中传输，基带传输和频带传输是通信系统中数字信号传送的两种基本方式。在基带传输的各种传输码型中，曼彻斯特编码是一种在有线通信、无线通信和工业控制等领域中广泛采用的数字基带传输码型，具有编码规则简单、接收电路实现容易等特点。当传输介质为有线电信道时，它通常用于短距离传输。

现有的有线电传输曼彻斯特编码信号接收器：

曼彻斯特编码信号经过一定距离的有线电传输线路传输后，由于电缆线路固有的衰减、频率失真和相位失真等传输损伤，将发生信号畸变，信号的畸变程度与传输线路距离成正比。现有的有线电传输曼彻斯特编码信号接收器采用模拟电路处理、以硬判决门限的方法，对传输畸变后的信号进行整形、恢复；为了延长传输距离，一些接收器增加了固定设置的模拟线路均衡器，一些系统在发信端增加固定的线路预校正单元。

见图1，接收的线路信号经低通滤波器，衰减有效信号频带外的高频噪声和高频干扰，提高抗干扰性能；可选的线路均衡器对传输线路特性进行固定数值的校正，减轻传输线路对传输信号的损伤；双向限幅器对处理后的接收信号进行限幅放大，输出单极性的曼彻斯特二进制编码信号；曼彻斯特解码器按照编码规则恢复出编码前数据，如有必要，也同时恢复出数据时钟。

由于采用双向限幅器进行信号判决，其判决门限是一个固定值，因而只有在传输畸变较小的情况下，才能对接收信号进行正确的判决，得到与发信端一致的曼彻斯特编码信号，从而正确地恢复出编码前数据，因此只能实现较短距离的可靠传输；即使增加发信端线路预校正或接收端线路均衡，由于难以准确地补偿线路特性，延长传输距离的作用也很有限。

理论上，有线电传输曼彻斯特编码信号的接收，还可以通过数字信号处理、自适应时域均衡的方法来实现最佳性能，即达到最长传输距离。但采用曼彻斯特编码的有线电基带传输，通常应用于对成本、空间和功耗等方面都较为敏感的场合，基于自适应时域均衡的方案，相比于基于模拟电路的方案，其技术复杂度、装置尺寸、功耗和成本等都大大增加，此外，自适应时域均衡需要较长的同步训练时间，导致数据传输效率下降。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供一种有线电传输的曼彻斯特编码信号接收器，该接收器成本低、可有效恢复失真数据，实现曼彻斯特编码16公里有线长距离的电传输。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种有线电传输的曼彻斯特编码信号接收器，低通滤波器接收模拟信号(截止高频部分，如杂音)，低通滤波器把接收的模拟信号传信于AGC放大器(增益控制放大器)，单片计算机控制AGC放大器对接收的模拟信号进行自动增益控制，AGC放大器输出的模拟信号传信于A/D转换器，A/D转换器将接收的模拟信号通过采样变换为数值信号，A/D转换器的数值信号传信于单片计算机，单片计算机按照接收数值信号时间波形的单调上升和单调下降及其持续时间，判决出曼彻斯特编码、并恢复编码前数据，此为同领域技术人员易实现之技术手段，即：单片计算机对接收数值信号的时间波形进行软判决。

本发明的有益效果是：接收的模拟信号经低通滤波后由计算机控制实现自动增益控制，再进行模数转换，转换成数值信号后，由计算机按照接收数值信号时间波形的单调上升或单调下降及其持续时间，判决出曼彻斯特编码、并恢复编码前数据。这样可有效恢复编码前数据，实现曼彻斯特编码16公里有线长距离电传输；

经实际测试，在传输线路为线径0.4mm²的金属双绞线、传输速率为16kbit/s时，现有接收器可达到的传输距离为5km；本发明接收器可达到的传输距离为16km；

本发明所具有的长距离传输、低成本、易实现等特点，使其特别适合于工业现场控制、野外作业、国防军事等具有长距离、中低速数据通信需求的环境中应用。

附图说明

图1为现有有线电传输曼彻斯特编码信号接收器的功能框图；

图2为本发明的功能框图。

具体实施方式

实施例：

本发明的工作原理是：

通过对曼彻斯特编码信号经过长距离有线电信道传输后的时间波形的观察和分析，可以认识到：传输损伤主要表现为信号幅度衰减、由频率失真引起的脉冲展宽、由相位失真引起的定时偏移与抖动和由数据随机性引起的短时直流电平漂移等；通过进一步分析可知：虽然经过长距离传输后接收信号已产生很大失真，但其时间波形还明显地保持了曼彻斯特编码特征，即连续单调上升对应于编码信号的上升边沿、连续单调下降对应于编码信号的下降边沿；脉冲宽度变化、定时偏移与抖动都维持在一个较小的偏差范围内。因此，只要接收器能够准确地识别信号的变化规律、容忍并自动校正脉宽与定时偏差，即采用自适应软判决的方法，就可以实现对经过长距离有线电信道传输后的曼彻斯特编码信号的可靠接收，从而实现曼彻斯特编码信号的正确解码。

图2中，接收的线路信号经低通滤波器，衰减有效信号频带外的高频噪声和高频干扰，提高抗干扰性能；AGC放大器在单片计算机的控制下对接收信号进行增益控制；A/D转换器为8位模/数转换器，将模拟的接收信号通过过采样变换为数值，以便单片计算机对接收信号的时间波形进行判决，单片计算机程序按照接收信号时间波形的单调上升或单调下降及其持续时间，判决出曼彻斯特编码、并恢复编码前数据。

本发明可实现对经长距离有线电信道传输的曼彻斯特编码信号的可靠接收；所采用的软判决方法，不需要长时间的同步训练过程；由于主要针对速率为16kbit/s～64kbit/s的曼彻斯特编码传输应用，因此A/D转换器可采用低性能要求、低成本的器件；计算机程序进行信号接收与解码所需要的处理过程相当简单、处理量小，因此可采用低成本的单片计算机器件。整个接收装置尺寸较小、成本较低、功耗较低。

Claims

1.一种有线电传输的曼彻斯特编码信号接收器，其特征是：低通滤波器接收模拟信号，低通滤波器把接收的模拟信号传信于AGC放大器，单片计算机控制AGC放大器对接收的模拟信号进行自动增益控制，AGC放大器输出的模拟信号传信于A/D转换器，A/D转换器将接收的模拟信号通过采样变换为数值信号，A/D转换器的数值信号传信于单片计算机，单片计算机按照接收数值信号时间波形的单调上升和单调下降及其持续时间，判决出曼彻斯特编码、并恢复编码前数据。