CN116260557B - 噪声注入电路、误码检测器和数字信号接收机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子技术领域，提供一种噪声注入电路、误码检测器和数字信号接收机。电路包括：第一噪声产生单元；第二噪声产生单元；第三噪声产生单元；噪声选择单元，分别与第一噪声产生单元、第二噪声产生单元和第三噪声产生单元电连接，用于从第一噪声产生单元产生的第一噪声、第二噪声产生单元产生的第二噪声和第三噪声产生单元产生的第三噪声中选择出至少一路第一目标噪声；以及信号融合单元，与噪声选择单元电连接，用于融合第一目标噪声和输入的待干扰信号。本发明通过单一设备实现了第一噪声、第二噪声和第三噪声的多种不同类型噪声的注入，并且不再需要专门针对不同噪声类型重新设计定制串扰板，提高不同类型的噪声注入的便利性。

Description

噪声注入电路、误码检测器和数字信号接收机

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种噪声注入电路、误码检测器和数字信号接收机。

背景技术

现有高速链路想要进行噪声注入，只能够通过外部定制串扰板，将被干扰信号和噪声进行耦合后输出。但是定制串扰板不通用，为了注入不同噪声类型，定制串扰板都需要重新设计制作，过程较为繁琐。

发明内容

本发明提供一种噪声注入电路、误码检测器和数字信号接收机，用以解决现有技术中定制串扰板不通用，为了注入不同噪声类型，定制串扰板都需要重新设计制作，过程较为繁琐的缺陷。

本发明提供一种噪声注入电路，包括：

第一噪声产生单元；

第二噪声产生单元；

第三噪声产生单元；

噪声选择单元，分别与所述第一噪声产生单元、所述第二噪声产生单元和所述第三噪声产生单元电连接，用于从所述第一噪声产生单元产生的第一噪声、所述第二噪声产生单元产生的第二噪声和所述第三噪声产生单元产生的第三噪声中选择出至少一路第一目标噪声；所述第一噪声、所述第二噪声和所述第三噪声的噪声类型互不相同；以及

信号融合单元，与所述噪声选择单元电连接，用于融合所述第一目标噪声和输入的待干扰信号，以生成噪声注入后的融合信号。

根据本发明提供的一种噪声注入电路，所述噪声选择单元包括：

第一开关，所述第一开关与所述第一噪声产生单元串联；

第二开关，所述第二开关与所述第二噪声产生单元串联；以及

第一噪声选择器件，所述第一噪声选择器件的第一输入端分别与所述第一开关的自由端和所述第二开关的自由端电连接，所述第一噪声选择器件的第二输入端与所述第三噪声产生单元电连接，所述第一噪声选择器件用于选择出所述第一目标噪声。

根据本发明提供的一种噪声注入电路，所述第一噪声产生单元用于产生共模噪声作为所述第一噪声，所述第二噪声产生单元用于产生差模噪声作为所述第二噪声，所述噪声注入电路还包括功率合成器；所述功率合成器的第一输入端与所述第一开关的自由端电连接，所述功率合成器的第二输入端与所述第二开关的自由端电连接，所述功率合成器的输出端与所述第一噪声选择器件的第一输入端电连接。

根据本发明提供的一种噪声注入电路，所述噪声注入电路还包括电源控制电路；所述电源控制电路用于为所述第一噪声产生单元、所述第二噪声产生单元和所述第三噪声产生单元提供电源；

所述电源控制电路包括：

三端开关器件，所述三端开关器件的第一端与产生所述电源的供能模块电连接，所述三端开关器件的第二端分别与所述第一噪声产生单元、所述第二噪声产生单元和所述第三噪声产生单元电连接，以及

导通控制单元，电连接于所述三端开关器件的控制端和所述三端开关器件的第一端之间，用于根据所述第一开关、所述第二开关，和/或所述第一噪声选择器件的闭合或断开状态，控制所述三端开关器件的断开或闭合。

根据本发明提供的一种噪声注入电路，所述导通控制单元包括：

电容，所述电容的一端与所述三端开关器件的第一端电连接，所述电容的另一端与所述三端开关器件的控制端电连接；以及

电阻，所述电阻与所述电容并联连接。

根据本发明提供的一种噪声注入电路，所述第三噪声产生单元用于产生白噪声作为所述第三噪声，所述第三噪声产生单元包括串联连接的伪随机码发生器和滤波器。

根据本发明提供的一种噪声注入电路，所述噪声注入电路还包括电连接于所述第一噪声选择器件和所述信号融合单元之间的第二噪声选择器件，用于从所述第一目标噪声和输入的外部噪声之间选择出第二目标噪声，以将所述第二目标噪声输入至所述信号融合单元。

根据本发明提供的一种噪声注入电路，所述信号融合单元选用耦合器。

本发明还提供一种误码检测器，包括所述的噪声注入电路。

本发明还提供一种数字信号接收机，包括所述的误码检测器。

本发明提供的噪声注入电路、误码检测器和数字信号接收机，通过噪声选择单元从第一噪声产生单元产生的第一噪声、第二噪声产生单元产生的第二噪声和第三噪声产生单元产生的第三噪声中选择出至少一路第一目标噪声，再通过信号融合单元融合第一目标噪声和输入的待干扰信号，生成噪声注入后的融合信号，从而本发明实施例通过单一设备实现了第一噪声、第二噪声和第三噪声的多种不同类型噪声的注入，并且不再需要专门针对不同噪声类型重新设计定制串扰板，提高不同类型的噪声注入的便利性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的噪声注入电路的电路原理图之一；

图2是本发明提供的噪声注入电路的电路原理图之二。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，本发明提供的一种噪声注入电路100，包括：第一噪声产生单元10、第二噪声产生单元20、第三噪声产生单元30、噪声选择单元40以及信号融合单元50。

第一噪声产生单元10可以是产生各种类型噪声的噪声发生器。例如，在一个实施例中，第一噪声产生单元10可以是产生共模噪声的共模噪声发生器。共模噪声发生器可以包括依次串联连接的锁相环、放大器以及幅度控制器件。锁相环产生共模噪声，经过放大器的放大以及幅度控制器件控制信号幅度后输出。锁相环可采用TCXO(英文全称TemperatureCompensate X'tal (crystal) Oscillator，译为温度补偿型石英晶体谐振器)提供参考时钟。

第二噪声产生单元20可以是产生各种类型噪声的噪声发生器。例如，在一个实施例中，第二噪声产生单元20可以是产生差模噪声的差模噪声发生器。差模噪声发生器可以包括依次串联连接的锁相环、放大器以及幅度控制器件。锁相环产生差模噪声，经过放大器的放大以及幅度控制器件控制信号幅度后输出。锁相环可采用TCXO提供参考时钟。

需要说明的是，第二噪声产生单元20中的放大器可选用差动放大器，通过差动放大器将单端信号转换为差分信号，再进行功率合成，相较于其他产生180度相位差的方法，频率相位一致性更匹配。

第三噪声产生单元30可以是产生各种类型噪声的噪声发生器。例如，在一个实施例中，第三噪声产生单元30是用于产生白噪声的白噪声发生器。

噪声选择单元40，分别与所述第一噪声产生单元10、所述第二噪声产生单元20和所述第三噪声产生单元30电连接，用于从所述第一噪声产生单元10产生的第一噪声、所述第二噪声产生单元20产生的第二噪声和所述第三噪声产生单元30产生的第三噪声中选择出至少一路第一目标噪声；所述第一噪声、所述第二噪声和所述第三噪声的噪声类型互不相同。

通过噪声选择单元40从差模噪声、共模噪声以及白噪声中选择出至少一路第一目标噪声。例如当需要将白噪声注入时，噪声选择单元40从差模噪声、共模噪声以及白噪声中选择出一路白噪声，将白噪声输入信号融合单元50，以便与待干扰信号进行信号融合。在一个实施例中，噪声选择单元40可选用单刀三掷开关等实现一选多的器件。

信号融合单元50，与所述噪声选择单元40电连接，用于融合所述第一目标噪声和输入的待干扰信号，以生成噪声注入后的融合信号。具体的，信号融合单元50可选用加法器等实现功率合成的器件，实现第一目标噪声和输入的待干扰信号的融合。

本发明通过噪声选择单元40从第一噪声产生单元10产生的第一噪声、第二噪声产生单元20产生的第二噪声和第三噪声产生单元30产生的第三噪声中选择出至少一路第一目标噪声，再通过信号融合单元50融合第一目标噪声和输入的待干扰信号，生成噪声注入后的融合信号，从而本发明实施例通过单一设备实现了第一噪声、第二噪声和第三噪声的多种不同类型噪声的注入，并且不再需要专门针对不同噪声类型重新设计定制串扰板，提高不同类型的噪声注入的便利性。

在本发明实施例的其他方面，所述噪声选择单元40包括：第一开关41、第二开关42和第一噪声选择器件43。

第一开关41与所述第一噪声产生单元10串联。第二开关42与所述第二噪声产生单元20串联。第一噪声选择器件43的第一输入端分别与所述第一开关41的自由端和所述第二开关42的自由端电连接，所述第一噪声选择器件43的第二输入端与所述第三噪声产生单元30电连接，所述第一噪声选择器件43用于选择出所述第一目标噪声。

例如第一噪声选择器件43选用单刀双掷开关。通过第一开关41、第二开关42和第一噪声选择器件43的三个开关结构，实现从第一噪声、第二噪声和第三噪声中选择出至少一路第一目标噪声。例如当需要白噪声注入时，通过设置第一开关41和第二开关42断开，导通所述第一噪声选择器件43的第二输入端，第三噪声产生单元30产生的白噪声经第一噪声选择器件43输入信号融合单元50，与待干扰信号融合。

在其他实施例中，也可以从第一噪声、第二噪声和第三噪声中选择出两路第一目标噪声。例如当需要共模噪声和差模噪声注入时，通过设置第一开关41和第二开关42闭合，断开所述第一噪声选择器件43的第二输入端，第一噪声产生单元10和第二噪声产生单元20产生的共模噪声和差模噪声经第一噪声选择器件43输入信号融合单元50，与待干扰信号融合。

从而本发明实施例通过第一开关41、第二开关42和第一噪声选择器件43的三个开关结构，实现从第一噪声、第二噪声和第三噪声中的三种不同类型噪声中选择出至少一路第一目标噪声，通过单一设备实现了第一噪声、第二噪声和第三噪声的多种不同类型噪声的注入，并且不再需要专门针对不同噪声类型重新设计定制串扰板，提高不同类型的噪声注入的便利性。

在本发明实施例的其他方面，所述第一噪声产生单元10用于产生共模噪声作为所述第一噪声，所述第二噪声产生单元20用于产生差模噪声作为所述第二噪声，所述噪声注入电路100还包括功率合成器44；所述功率合成器44的第一输入端与所述第一开关41的自由端电连接，所述功率合成器44的第二输入端与所述第二开关42的自由端电连接，所述功率合成器44的输出端与所述第一噪声选择器件43的第一输入端电连接。

当需要两路噪声，即差模噪声和共模噪声时。通过设置功率合成器44，将差模噪声和共模噪声进行功率合成，从而提高差模噪声和共模噪声合成的混合噪声的功率。

在本发明实施例的其他方面，所述噪声注入电路100还包括电源控制电路70；所述电源控制电路70用于为所述第一噪声产生单元10、所述第二噪声产生单元20和所述第三噪声产生单元30提供电源。

请参照图2，所述电源控制电路70包括三端开关器件71和导通控制单元72。

三端开关器件71的第一端与产生所述电源的供能模块电连接，所述三端开关器件71的第二端分别与所述第一噪声产生单元10、所述第二噪声产生单元20和所述第三噪声产生单元30电连接。其中三端开关器件71可选用P沟道MOS管或者PNP三极管。三端开关器件71的第一端是P沟道MOS管的源极或者PNP三极管的发射极。三端开关器件71的第二端是P沟道MOS管的漏极或者PNP三极管的集电极。

导通控制单元72，电连接于所述三端开关器件71的控制端和所述三端开关器件71的第一端之间，用于根据所述第一开关41、所述第二开关42，和/或所述第一噪声选择器件43的闭合或断开状态，控制所述三端开关器件71的断开或闭合。

在一个实施例中，当第一噪声产生单元10连接的第一开关41断开时，导通控制单元72控制所述三端开关器件71的断开，从而供能模块无法为第一噪声产生单元10提供电源，从而第一噪声产生单元10不会产生第一噪声（即共模噪声）。通过在关闭该噪声时将三端开关器件71也断开，提升关断比，减小第一开关41没有完全关断时第一噪声的泄漏。

在其他的实施例中，当第二噪声产生单元20连接的第二开关42断开时，导通控制单元72控制所述三端开关器件71的断开，从而供能模块无法为第二噪声产生单元20提供电源，从而第二噪声产生单元20不会产生第二噪声（即差模噪声）。通过在关闭该噪声时将三端开关器件71也断开，提升关断比，减小第二开关42没有完全关断时第二噪声的泄漏。

在其他的实施例中，当第三噪声产生单元30连接的第一噪声选择器件43断开时，导通控制单元72控制所述三端开关器件71的断开，从而供能模块无法为第三噪声产生单元30提供电源，从而第三噪声产生单元30不会产生第三噪声（即白噪声）。通过在关闭该噪声时将三端开关器件71也断开，提升关断比，减小第一噪声选择器件43没有完全关断时第三噪声的泄漏。

具体的，在本发明实施例的其他方面，所述导通控制单元72包括：电容721和电阻722。

电容721的一端与所述三端开关器件71的第一端电连接，所述电容721的另一端与所述三端开关器件71的控制端电连接。电阻722与所述电容721并联连接。请参照图2，为了提高控制所述三端开关器件71的闭合或断开的效果，电阻722可通过多个电阻722串联的方式连接。

以供能模块产生5V电压为例，当第一噪声产生单元10连接的第一开关41闭合时，三端开关器件71的栅极和源极之间的电压差为-5V，此时满足三端开关器件71的导通条件，三端开关器件71导通从而供能模块为第一噪声产生单元10提供5V电源，保证第一噪声产生单元10正常工作产生第一噪声。

当第一噪声产生单元10连接的第一开关41断开时，三端开关器件71的栅极和源极之间的电压差为0V，此时不满足三端开关器件71的导通条件，三端开关器件71断开从而供能模块无法为第一噪声产生单元10提供5V电源，从而第一噪声单元10无法正常工作，从而无法产生第一噪声。通过在关闭该噪声时将三端开关器件71也断开，提升关断比，减小第一开关41没有完全关断时第一噪声的泄漏。

在其他的实施例中，所述第三噪声产生单元30用于产生白噪声作为所述第三噪声，所述第三噪声产生单元30包括串联连接的伪随机码发生器（未图示）和滤波器（未图示）。

由于现有的白噪声发生器是采用噪声二极管产生。这个噪声二极管通常由国外进口因此受国外的限制。而本发明实施例可以采用伪随机码发生器产生PRBS31伪随机码结合滤波器，可以产生等效于噪声二极管的宽带噪声。

以1Gbps PRBS31为例，它的码型长度2147483647bit，1Gbps的主要频谱分布在1GHz范围内，频谱间隔为0.46Hz密度可以等效为白噪声特性。为了获取更接近白噪声的效果，只需要把伪随机码长度进一步加长到PRBS58即可。

从而本发明实施例采用串联连接的伪随机码发生器和滤波器产生白噪声，替代了现有方案中使用噪声二极管产生白噪声，提高了选择白噪声发生器的灵活性。

在本发明实施例的其他方面，所述噪声注入电路100还包括电连接于所述第一噪声选择器件43和所述信号融合单元50之间的第二噪声选择器件60，用于从所述第一目标噪声和输入的外部噪声之间选择出第二目标噪声，以将所述第二目标噪声输入至所述信号融合单元50。

当还需要引入除了共模噪声、差模噪声和白噪声之外的噪声时，通过将外部噪声引入第二噪声选择器件60，从而进一步丰富噪声注入的类型，使得本发明实施例能够使用更多类型的噪声进行噪声注入。

在本发明实施例的其他方面，所述信号融合单元50选用耦合器。由于耦合器相较于功率合成器44，能够减小输入信号经过的插入损耗，因为本身噪声的信号频率比较低，可以比较容易地把幅度变得比较大，所以本发明实施例通过耦合器减小噪声的信号插入损耗。

本发明还提供一种误码检测器（未图示），包括噪声注入电路100。

上述噪声注入电路100可用于误码检测器的结构中。噪声注入电路100的具体结构参照上述实施例，由于本误码检测器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

本发明还提供一种数字信号接收机（未图示），包括误码检测器。

上述误码检测器可用于数字信号接收机的结构中。误码检测器的具体结构参照上述实施例，由于本数字信号接收机采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种噪声注入电路，其特征在于，包括：

第一噪声产生单元；

第二噪声产生单元；

第三噪声产生单元；

噪声选择单元，分别与所述第一噪声产生单元、所述第二噪声产生单元和所述第三噪声产生单元电连接，用于从所述第一噪声产生单元产生的第一噪声、所述第二噪声产生单元产生的第二噪声和所述第三噪声产生单元产生的第三噪声中选择出至少一路第一目标噪声；所述第一噪声、所述第二噪声和所述第三噪声的噪声类型互不相同；以及

信号融合单元，与所述噪声选择单元电连接，用于融合所述第一目标噪声和输入的待干扰信号，以生成噪声注入后的融合信号；

所述噪声选择单元包括：

第一开关，所述第一开关与所述第一噪声产生单元串联；

第二开关，所述第二开关与所述第二噪声产生单元串联；以及

第一噪声选择器件，所述第一噪声选择器件的第一输入端分别与所述第一开关的自由端和所述第二开关的自由端电连接，所述第一噪声选择器件的第二输入端与所述第三噪声产生单元电连接，所述第一噪声选择器件用于选择出所述第一目标噪声；

所述第一噪声产生单元用于产生共模噪声作为所述第一噪声，所述第二噪声产生单元用于产生差模噪声作为所述第二噪声；

所述噪声注入电路还包括功率合成器；所述功率合成器的第一输入端与所述第一开关的自由端电连接，所述功率合成器的第二输入端与所述第二开关的自由端电连接，所述功率合成器的输出端与所述第一噪声选择器件的第一输入端电连接，所述功率合成器用于将所述第一噪声和所述第二噪声进行功率合成。

2.根据权利要求1所述的噪声注入电路，其特征在于，所述噪声注入电路还包括电源控制电路；所述电源控制电路用于为所述第一噪声产生单元、所述第二噪声产生单元和所述第三噪声产生单元提供电源；

所述电源控制电路包括：

三端开关器件，所述三端开关器件的第一端与产生所述电源的供能模块电连接，所述三端开关器件的第二端分别与所述第一噪声产生单元、所述第二噪声产生单元和所述第三噪声产生单元电连接，以及

导通控制单元，电连接于所述三端开关器件的控制端和所述三端开关器件的第一端之间，用于根据所述第一开关、所述第二开关，和/或所述第一噪声选择器件的闭合或断开状态，控制所述三端开关器件的断开或闭合。

3.根据权利要求2所述的噪声注入电路，其特征在于，所述导通控制单元包括：

电容，所述电容的一端与所述三端开关器件的第一端电连接，所述电容的另一端与所述三端开关器件的控制端电连接；以及

电阻，所述电阻与所述电容并联连接。

4.根据权利要求1至3任一项所述的噪声注入电路，其特征在于，所述第三噪声产生单元用于产生白噪声作为所述第三噪声，所述第三噪声产生单元包括串联连接的伪随机码发生器和滤波器。

5.根据权利要求1至3任一项所述的噪声注入电路，其特征在于，所述噪声注入电路还包括电连接于所述第一噪声选择器件和所述信号融合单元之间的第二噪声选择器件，用于从所述第一目标噪声和输入的外部噪声之间选择出第二目标噪声，以将所述第二目标噪声输入至所述信号融合单元。

6.根据权利要求1至3任一项所述的噪声注入电路，其特征在于，所述信号融合单元选用耦合器。

7.一种误码检测器，其特征在于，包括权利要求1至6任一项所述的噪声注入电路。

8.一种数字信号接收机，其特征在于，包括权利要求7所述的误码检测器。