CN1172465C - 一种实时检测信号丢失报警的电路及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实时检测的信号丢失报警电路，至少包括：一延时电路，用于控制触发器工作，其输出端与一对触发器的时钟端相连；一比较器电路，用于将差分输入的脉冲信号与报警电平进行比较，其输出端与一对触发器的R端相连；一对触发器，用于存储比较信息和延时，该对触发器最终的输出为信号丢失报警信号alos；当比较器电路输出高电平时，触发器清零，第二触发器输出的alos信号为低电平；当比较器电路输出低电平时，延时电路控制第一触发器从D端读取高电平VDD，经过延时后，第二触发器输出的alos信号为高电平，示意报警。本发明还公开了一种实时检测信号丢失报警的方法。本发明能对输入信号进行实时检测并输出报警信号，从而提高信号传输的可靠性。

Description

一种实时检测信号丢失报警的电路及其实现方法

技术领域

本发明涉及信号丢失报警技术，尤指一种直接利用输入信号脉冲与报警电平的比较结果来实时确定是否报警的信号丢失报警电路及其实现方法。

发明背景

信号传输的可靠性在通信过程中是非常重要的，某个信号的传输是否正确，或是某个信号在传输过程中是否丢失，都会关系和影响到整个通信系统的工作状态。因此，在很多传输线路的接口电路中都包括有信号丢失报警(ALOS)电路，比如：E1、T1等线路的接口电路中均具有信号丢失报警的辅助功能，该ALOS电路负责对输入的脉冲信号进行检测，当检测到输入脉冲的幅度低于报警阈值时，ALOS电路会产生一报警信号。

现有技术中ALOS电路是对电平进行检测，如图1所示，电平一般来自于峰值检测电路11的输出。目前，涉及到信号丢失报警的通信协议有国际电信联盟(ITU)的ITU G775以及欧洲远程通信标准研究所(ETSI)的ETSI300 233。其中，ITU G775协议要求：当检测到输入信号的幅度，在持续32个连续脉冲序列的时间(脉冲周期为488ns)都小于200mV时，则产生报警信号，在报警以后，当检测到输入信号的幅度大于250mV，并且，满足两个条件：1)输入信号的脉冲密度大于1/8(即连续32个连续脉冲序列的时间中至少要有4个有效信号)，2)不出现15个连“0”时，该报警信号被消除。而ETSI300 233协议要求：当检测到输入信号的幅度，在持续1ms时间或2048个连续脉冲序列的时间都小于200mV时，产生报警信号，在报警以后，当检测到输入信号至少在持续32个连续脉冲序列的时间幅度都大于250mV，则报警信号被取消。这两种协议在电路实现上的主要区别在于：ITU G775协议在取消报警信号时，要求对输入信号的脉冲密度进行检测，而ETSI300 233协议中无此要求。

现有的ALOS电路一般包括比较器、延时单元和滞回参考电压选择电路。图1为一种ETSI300 233协议下常见的ALOS电路，该ALOS电路主要包括峰值检测电路(peak detector)11，比较器(comp)12和延时电路(delay)13。其中，rtip、rring是输入的脉冲信号，PEAKH、PEAKL分别为峰值检测电路输出的上、下峰值，refp、refn为报警的阈值电压，alos表示报警信号。该ALOS电路具体的工作原理是这样的：

比较器12对峰值检测电路11输出的峰值信号PEAKH、PEAKL进行检测，正常工作时输入信号的幅度在报警电平以上，此时，峰值检测电路11的输出大于报警电平，即PEAKH-PEAKL＞refp-refn，比较器12输出高电平，延时电路13的输出保持原状态不变；当输入信号的峰值小于报警电平，即PEAKH-PEAKL＜refp-refn时，比较器12输出为低，控制延时电路13工作，延时一定时间之后，改变状态，输出报警信号alos。

但是，该ALOS电路在功能的实现上存在以下的问题：

1)由于峰值检测电路的特点是跟踪快、衰减慢，因此，当由于某种原因使接收的信号突然丢失时，峰值检测电路的输出需要经过一段时间之后，才能衰减到报警电平以下，致使电路不能实时地检测输入信号，进而不能实时的输出正确的报警信号，延迟了报警时间。

2)由于上述ALOS电路检测的是输入信号的峰值，是一种间接的幅度检测，比较器的输出是电平信号，无法利用比较器的输出结果来判断输入信号的脉冲密度。因此，对于ITU G775协议中所要求的：报警信号的产生与输入信号的密度相关，上述ALOS电路是无法实现该功能的。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种能够实时检测信号丢失报警的电路及其实现方法，使其能实时的检测输入信号，及时输出报警信号，提高信号传输的可靠性。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种实时检测的信号丢失报警电路，从外部接收一对脉冲信号，并设定一对与所输入脉冲信号对应的报警阈值电平，至少包括：

一延时电路，用于延时控制触发器工作，该延时电路的输出与一对触发器的时钟端CK相连；

一比较器电路，用于将输入的一对脉冲信号与报警阈值电平进行比较，该比较器电路的输出端与一对触发器的R端相连，以控制触发器工作；

一对触发器，用于存储比较信息和延时，该对触发器最终的输出为信号丢失报警信号alos；

当输入的一对脉冲信号大于等于报警阈值电平时，比较器电路输出高电平，一对触发器清零，从第二触发器的Q端输出的alos信号为低电平，为不报警状态；

当输入的一对脉冲信号小于报警阈值电平时，比较器电路输出低电平，延时电路控制第一触发器从D端读取高电平VDD，经过延时后，从第二触发器的Q端输出的alos信号为高电平，示意报警。

其中，所述的比较器电路为差分信号输入的运算放大器。该比较器电路为折叠式共源-共栅结构，或为非折叠式共源-共栅结构，或具有同等功效的其它电路结构。所述的触发器为D型触发器。

一种实时检测信号丢失报警的方法，该方法至少包括以下步骤：

a.将外部输入的脉冲信号输入到信号丢失报警电路的比较器电路中，与预先设定的报警阈值电平进行比较；

b.判断输入信号脉冲的峰峰值是否大于等于报警阈值电平，如果是，则比较器电路输出高电平，对触发器清零，触发器输出信号丢失报警信号为低电平；否则，比较器电路输出低电平，由延时电路控制触发器读取高电平VDD，经过延时后，触发器输出信号丢失报警信号为低电平，示意报警。

其中，所述的脉冲信号为差分脉冲信号。所述输入信号脉冲的峰峰值为差分脉冲信号的最大差值。所述的报警阈值电平为上、下报警阈值电压之差。所述的触发器为D型触发器。

由于本发明所提供的能够实时检测信号丢失报警的电路及其实现方法，是直接将输入的脉冲信号与报警电平进行比较，同时，采用D型触发器存储比较信息，并控制延时电路工作，适时输出报警信号。不但增强了ALOS电路的功能，而且能够实时的检测输入信号，正确的输出报警信号，提高了ALOS电路的可靠性，进而保证了信号传输的可靠性及信号传输质量。

另外，由于本发明的电路是直接对输入的脉冲信号进行实时的幅度检测，比较器电路的输出是与输入信号相关的脉冲序列，那么，很容易就可以检测到输入信号的脉冲密度。因此，本发明的电路及实现方法能够完全支持两种不同协议的要求。

附图说明

图1为目前常见的信号丢失报警电路原理示意图；

图2为本发明信号丢失报警电路原理示意图；

图3为本发明信号丢失报警电路中比较器电路的一实施例图；

图4为本发明信号丢失报警电路中比较器电路的另一实施例图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

本发明的电路改变了现有技术中对峰值检测电路的输出与报警电平进行比较的检测模式，而直接将差分输入的脉冲信号与报警电平进行比较，控制延时电路工作，还采用D型触发器来存储比较信息。

如图2所示，本发明的ALOS电路主要包括比较器电路24、延时电路21以及一对D型触发器22、23。其中，比较器电路24负责对输入的脉冲信号与报警电平(refp-refn)进行比较，当输入脉冲的峰峰值比报警电平大或相等，即：rtip-rring≥refp-refn时，比较器电路24的输出为高电平，并通过D型触发器的R端对D型触发器22、23清零，此时alos信号为低电平，为正常工作状态；当输入脉冲的峰峰值小于报警电平，即：rtip-rring＜refp-refn时，比较器电路24的输出为低电平，D型触发器22在延时电路21的控制下，通过D端读取高电平VDD，延时一定时间以后，由D型触发器23的Q端输出alos信号，该alos信号为高电平，示意报警。

本发明的比较器电路24采用折叠式共源-共栅结构，参见图3所示，所谓折叠式(fold)相当于是将恒流源部分与差分信号的比较部分并联在一起，而非折叠式(unfold)结构如图4所示，相当于将恒流源部分与差分信号的比较部分串接在一起。相对非折叠式电路结构而言，该折叠式结构对输入信号的比较范围要更大。

如图3所示，该比较器电路实际上是一个差分输入的运算放大器，所谓差分信号即是：rtip-rring表示输入信号，refp-refn表示基准电压。由于需要比较的是两对差分信号，即：输入信号(rtip-rring)与基准电压(refp-refn)相比，所以，需要用两对差分对管，即：金属氧化物半导体(MOS)管31、32和33、34作为比较器的输入级。当rtip-rring≥refp-refn时，比较器电路的输出端out为高电平；当rtip-rring＜refp-refn时，比较器电路的输出端out为低电平。在图3中，vp1是P管恒流源的直流偏置信号，vn4是N管恒流源的直流偏置信号；vp2是共源-共栅恒流源负载中共栅管的直流偏置信号，vn3是共栅放大管的直流偏置信号。

当然，该比较器电路还可以采用很多种类似的、具有同等功效的电路结构，比如：非折叠式共源-共栅结构等等，只要电路结构设计合理，均可达到相同的效果。

本发明的电路适用于E1、T1等接口电路芯片的设计，用于接收端数据恢复时的信号丢失报警电路。该电路还可应用于其它需要同样功能的电路芯片设计中，作为一个信号丢失报警单元，而且，在电路结构本身的设计上，可采用功效相同的不同形式。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1、一种实时检测的信号丢失报警电路，从外部接收一对脉冲信号，并设定一对与所输入脉冲信号对应的报警阈值电平，其特征在于至少包括：

一延时电路，用于延时控制触发器工作，该延时电路的输出与一对触发器的时钟端CK相连；

一比较器电路，用于将输入的一对脉冲信号与报警阈值电平进行比较，该比较器电路的输出端与一对触发器的R端相连，以控制触发器工作；

一对触发器，用于存储比较信息和延时，该对触发器最终的输出为信号丢失报警信号；

当输入的一对脉冲信号大于等于报警阈值电平时，比较器电路输出高电平，一对触发器清零，从第二触发器的Q端输出的信号丢失报警信号为低电平；

当输入的一对脉冲信号小于报警阈值电平时，比较器电路输出低电平，延时电路控制第一触发器从D端读取高电平VDD，经过延时后，从第二触发器的Q端输出的信号丢失报警信号为高电平。

2、根据权利要求1所述的报警电路，其特征在于：所述的比较器电路为差分信号输入的运算放大器。

3、根据权利要求1或2所述的报警电路，其特征在于：所述的比较器电路为折叠式共源-共栅结构。

4、根据权利要求1或2所述的报警电路，其特征在于：所述的比较器电路可为非折叠式共源-共栅结构。

5、根据权利要求1所述的报警电路，其特征在于：所述的触发器为D型触发器。

6、一种实时检测信号丢失报警的方法，其特征在于该方法至少包括以下步骤：

a.将外部输入的脉冲信号输入到信号丢失报警电路的比较器电路中，与预先设定的报警阈值电平进行比较；

b.判断输入信号脉冲的峰峰值是否大于等于报警阈值电平，如果是，则比较器电路输出高电平，对触发器清零，触发器输出信号丢失报警信号为低电平；否则，比较器电路输出低电平，由延时电路控制触发器读取高电平VDD，经过延时后，触发器输出信号丢失报警信号为低电平，示意报警。

7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述的脉冲信号为差分脉冲信号。

8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述输入信号脉冲的峰峰值为差分脉冲信号的最大差值。

9、根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述的报警阈值电平为上、下报警阈值电压之差。

10、根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述的触发器为D型触发器。

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