CN115133941B - 信号接收端、串行器以及通信系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种信号接收端、串行器以及通信系统。所述信号接收端包括：减法器，所述减法器用于从所述串行器的接收信号中减去回声信号以获取差值信号；信号接收电路，所述信号接收电路的输入端与所述减法器的输出端相连，用于接收所述差值信号。所述信号接收端能够消除接收信号中的回声信号。

Description

信号接收端、串行器以及通信系统
技术领域
本发明属于通信领域，特别是涉及一种信号接收端、串行器以及通信系统。
背景技术
随着数据传输速率和计算机运行数据位宽的不断提高，采用传统并行接口的芯片所带来的引脚数目和PCB封装走线成本的急剧增加，以及数据和时钟之间的产生的串扰、偏斜、耦合和不匹配等问题，使并行接口技术已经难以继续向更高速率的可靠数据传输推进。SerDes(Serializer/Deserializer，串行器/解串器)技术作为高速串行数据互联通信的主流技术，已经逐渐取代了传统的低速同步并行接口，成为了目前实现高速低能耗数据传输的技术关键。
在双工非对称SerDes系统中，下行数据通常采用高频段进行传输，而上行数据通常采用低频段进行传输，如图1所示。在双工通信模式下，上行高频段和下行低频段可以同时进行数据传输。然而，下行高频段和上行低频段之间通常会存在重叠。以串行器为例，在重叠频段内，发送端Tx1发送的数据会被接收端Rx1所接收，从而导致串行器的接收端Rx1出现回声，影响通信质量。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种信号接收端、串行器以及通信系统，用于解决现有技术中串行器接收端存在回声干扰的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明的第一方面提供一种信号接收端，所述信号接收端应用于全双工非对称SerDes系统的串行器，所述信号接收端包括：减法器，所述减法器用于从所述串行器的接收信号中减去回声信号以获取差值信号；信号接收电路，所述信号接收电路的输入端与所述减法器的输出端相连，用于接收所述差值信号。
于所述第一方面的一实施例中，所述减法器包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的第一端用于输入所述接收信号，所述第二电阻的第一端用于输入所述回声信号的反相信号，所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第二端以及所述信号接收电路的输入端相连。
于所述第一方面的一实施例中，所述第一电阻的电阻值远大于串行器信号发送端的输入电阻以避免传输链路的阻抗失真。
于所述第一方面的一实施例中，所述第二电阻与所述第一电阻的电阻值之比实质上等于串行器信号发送端发送的信号与所述回声信号的电压值之比。
于所述第一方面的一实施例中，所述信号接收电路包括低通滤波单元和信号接收单元，所述低通滤波单元的输入端与所述第一电阻的第二端以及所述第二电阻的第二端相连，所述低通滤波单元的输出端与所述信号接收单元的输入端相连。
于所述第一方面的一实施例中，所述低通滤波单元包括运算放大器以及RC并联电路，所述RC并联电路的第一端、所述运算放大器的输入端与所述第一电阻的第二端以及所述第二电阻的第二端相连，所述RC并联电路的第二端、所述运算放大器的输出端与所述信号接收单元的输入端相连。
于所述第一方面的一实施例中，所述低通滤波单元包括滤波电容，所述滤波电容的第一端接地，所述滤波电容的第二端与所述第一电阻的第二端以及所述第二电阻的第二端相连。
于所述第一方面的一实施例中，所述信号接收端还包括信号生成电路，所述信号生成电路的输出端与所述减法器相连，用于根据串行器信号发送端发送的信号生成所述回声信号。
本发明的第二方面提供一种串行器，所述串行器包括本发明第一方面任一项所述的信号接收端以及信号发送端。
本发明的第三方面提供一种通信系统，所述通信系统包括本发明第二方面所述的串行器以及与之通信相连的解串器。
如上所述，本发明一个或多个实施例中提供的信号接收端、串行器以及通信系统，具有以下有益效果：
所述信号接收端包括减法器和信号接收电路，其中减法器用于从串行器的接收信号中减去回声信号以获取差值信号，信号接收电路用于接收差值信号。由此可知，所述信号接收端能够消除接收信号中的回声，从而提升通信质量。
附图说明
图1显示为双工非对称SerDes系统的结构示意图。
图2显示为本发明所述信号接收端于一具体实施例中的结构示意图。
图3显示为本发明所述信号接收端于一具体实施例中的结构示意图。
图4显示为本发明所述信号接收端于一具体实施例中的结构示意图。
图5显示为本发明所述信号接收端于一具体实施例中的结构示意图。
图6显示为本发明所述信号接收端于一具体实施例中的结构示意图。
图7显示为本发明所述信号接收端于一具体实施例中的结构示意图。
元件标号说明
1 信号接收端
11 减法器
12 信号接收电路
121 低通滤波单元
122 信号接收单元
2 信号发送端
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。此外，在本文中，诸如“第一”、“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
如图1所示的双工非对称SerDes系统中，下行数据，也即串行器向解串器发送的数据，通常采用高频段传输，上行数据，也即解串器向串行器发送的数据，通常采用低频段传输。在双工通信模式下，上行高频段和下行低频段可以同时进行数据传输。然而，下行高频段和上行低频段之间通常会存在部分重叠。此时，在重叠频段内串行器的发送端Tx1发送的信号会被其接收端Rx1所接收，从而导致串行器的接收端Rx1出现回声，影像通信质量。至少针对上述问题，本发明提供一种信号接收端。所述信号接收端包括减法器和信号接收电路，其中减法器用于从串行器的接收信号中减去回声信号以获取差值信号，信号接收电路用于接收差值信号。由此可知，所述信号接收端能够消除接收信号中的回声，从而提升通信质量。
接下来将通过具体实施例结合附图的方式对本发明提供的信号接收电路进行详细介绍。需要说明的是，在下述实施例中以差分信号为例对该信号接收电路进行介绍，但本发明并不以此为限。
请参阅图2，于本发明的一实施例中，全双工非对称SerDes系统中的串行器包括信号接收端1和信号发送端2。信号发送端2发送的信号为Vtx，解串器发送的信号经信道传输后到达串行器而形成信号Vrx，信号Vtx与Vrx叠加形成接收信号Vtx+Vrx被信号接收端1所接收。
本实施例中信号接收端1包括减法器11和信号接收电路12。其中减法器11包括第一输入端、第二输入端和输出端。减法器11的第一输入端与串行器和解串器之间的通信链路相连，用于输入接收信号Vrx+Vtx。减法器11的第二输入端用于输入回声信号Vecho，其中回声信号Vecho与信号Vtx成正比。减法器11用于实现接收信号Vrx+Vtx与回声信号Vecho相减以获取差值信号Vdif＝Vrx+Vtx-Vecho，其输出端用于输出差值信号Vdif。
根据以上描述可知，于本实施例中，信号接收端11包括减法器11和信号接收电路12，其中减法器11用于从串行器的接收信号中减去回声信号以获取差值信号，信号接收电路12用于接收差值信号。由此可知，所述信号接收端1能够消除接收信号中的回声，从而提升通信质量。
请参阅图3，于本发明的一实施例中，减法器11包括两个第一电阻R1和两个第二电阻R2。其中，第一电阻R1的第一端与串行器和解串器之间的通信链路相连，用于输入接收信号Vtx+Vrx。第二电阻R2的第一端用于输入回声信号的反相信号V_echo，该回声信号的反相信号V_echo等于-Vecho。第一电阻R1和第二电阻R2的第二端以及信号接收电路12的输入端相连，接收信号Vtx+Vrx与回声信号的反相信号V_echo在上述三者的连接端相加而生成差值信号Vdif。
可选地，第一电阻R1的电阻值远大于串行器信号发送端1的内阻Rterm，以避免传输链路的阻抗失真，也即，只要第一电阻R1的电阻值与内阻Rterm的电阻值之间的差异能够避免传输链路的阻抗失真即可认为该第一电阻R1的电阻值满足上述条件。优选地，第一电阻R1的电阻值远大于内阻Rterm可以为第一电阻R1的电阻值大于或等于内阻Rterm的电阻值的100倍。
可选地，第二电阻R2与第一电阻R1的电阻值之比实质上等于串行器发送端1发送的信号Vtx与回声信号Vecho的电压值之比。其中第二电阻R2与第一电阻R1的电阻值之比实质上等于串行器发送端1发送的信号Vtx与回声信号Vecho的电压值之比包括以下两种情形：第二电阻R2与第一电阻R1的电阻值之比等于串行器发送端1发送的信号Vtx与回声信号Vecho的电压值之比；或者，第二电阻R2与第一电阻R1的电阻值之比与串行器发送端1发送的信号Vtx与回声信号Vecho的电压值之比的差异值在误差允许范围之内。通过此种方式可以彻底消除接收信号Vtx+Vrx中的回声。
可选地，请参阅图4，信号接收电路12包括低通滤波单元121和信号接收单元122，该低通滤波单元121用于滤除由于信号Vtx和信号Vecho不匹配而生成的高频噪声。其中低通滤波单元121的输入端与第一电阻R1的第二端以及第二电阻R1的第一端相连。低通滤波单元121的输出端与信号接收单元122的输入端相连。低通滤波单元121用于对差值信号Vdif进行低通滤波，信号接收单元122用于接收低通滤波后的差值信号Vdif。在一些实施例中，信号接收单元122例如可以为比较器。
可选地，请参阅图5，低通滤波单元121包括两个滤波电容C1，其中滤波电容C1的第一端接地，其第二端与第一电阻R1的第二端以及第二电阻R2的第二端相连。
可选地，请参阅图6，低通滤波单元121包括两个滤波电容C2，其中滤波电容C2的第一端接地，其第二端通过滤波电阻R3与第一电阻R1的第二端以及第二电阻R2的第二端相连。
可选地，请参阅图7，低通滤波单元121包括运算放大器OpAmp以及两个RC并联电路，各RC并联电路均包含相并联的一个电容C3和电阻R4。本实施例中，RC并联电路的第一端、运算放大器OpAmp的输入端与第一电阻R1的第二端和第二电阻R2的第二端相连，RC并联电路的第二端、运算放大器OpAmp的输出端与信号接收单元122的输入端相连。
需要说明的是，图5至图7仅示例性的示出了三种低通滤波单元的实现方式，但本发明并不以此为限。
于本发明的一实施例中，信号接收端1还包括信号生成电路。该信号生成电路的输出端与减法器11相连，用于根据串行器信号发送端2发送的信号Vtx生成回声信号Vecho。
可选地，在一些其他实施例中，信号生成电路也可以根据串行器信号发送端2发送的信号Vtx生成回声信号的反相信号V_echo。
基于以上对信号接收端的描述，本发明还提供一种串行器，该串行器包括上述信号接收端以及信号发送端。
基于以上对信号接收端的描述，本发明还提供一种通信系统，该通信系统包括上述串行器以及与之通信相连的解串器。
综上所述，本发明一个或多个实施例中提供的信号接收端包括减法器和信号接收电路，其中减法器用于从串行器的接收信号中减去回声信号以获取差值信号，信号接收电路用于接收差值信号。由此可知，所述信号接收端能够消除接收信号中的回声，从而提升通信质量。因此，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种信号接收端，其特征在于，所述信号接收端应用于全双工非对称SerDes系统的串行器，于所述全双工非对称SerDes系统中，所述串行器向解串器发送的下行数据采用高频段传输，所述解串器向所述串行器发送的上行数据采用低频段传输，所述高频段和所述低频段之间存在部分重叠，所述信号接收端包括：
减法器，所述减法器用于从所述串行器的接收信号中减去回声信号以获取差值信号，所述减法器包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的第一端用于输入所述接收信号，所述第二电阻的第一端用于输入所述回声信号的反相信号，所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第二端以及所述信号接收电路的输入端相连，所述第二电阻与所述第一电阻的电阻值之比实质上等于串行器信号发送端发送的信号与所述回声信号的电压值之比；
信号接收电路，所述信号接收电路的输入端与所述减法器的输出端相连，用于接收所述差值信号。
2.根据权利要求1所述的信号接收端，其特征在于，所述第一电阻的电阻值远大于串行器信号发送端的输入电阻以避免传输链路的阻抗失真。
3.根据权利要求1所述的信号接收端，其特征在于，所述信号接收电路包括低通滤波单元和信号接收单元，所述低通滤波单元的输入端与所述第一电阻的第二端以及所述第二电阻的第二端相连，所述低通滤波单元的输出端与所述信号接收单元的输入端相连。
4.根据权利要求3所述的信号接收端，其特征在于，所述低通滤波单元包括运算放大器以及RC并联电路，所述RC并联电路的第一端、所述运算放大器的输入端与所述第一电阻的第二端以及所述第二电阻的第二端相连，所述RC并联电路的第二端、所述运算放大器的输出端与所述信号接收单元的输入端相连。
5.根据权利要求3所述的信号接收端，其特征在于，所述低通滤波单元包括滤波电容，所述滤波电容的第一端接地，所述滤波电容的第二端与所述第一电阻的第二端以及所述第二电阻的第二端相连。
6.根据权利要求1所述的信号接收端，其特征在于，所述信号接收端还包括信号生成电路，所述信号生成电路的输出端与所述减法器相连，用于根据串行器信号发送端发送的信号生成所述回声信号。
7.一种串行器，其特征在于，所述串行器包括权利要求1至6中任一项所述的信号接收端以及信号发送端。
8.一种通信系统，其特征在于，所述通信系统包括权利要求7所述的串行器以及与之通信相连的解串器。
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