CN1395371A

CN1395371A - 具有偏移补偿功能的突发模式接收装置及其数据恢复方法

Info

Publication number: CN1395371A
Application number: CN02127565A
Authority: CN
Inventors: 张英俊; 蔡现洙; 韩囝熙; 柳贤锡
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2001-06-27
Filing date: 2002-06-27
Publication date: 2003-02-05
Anticipated expiration: 2022-06-27
Also published as: JP2003078574A; DE60210222D1; EP1271868A2; US6694105B2; JP3602836B2; EP1271868B1; KR20030001708A; KR100400224B1; CN100414843C; DE60210222T2; US20030012065A1; EP1271868A3

Abstract

披露了一种具有偏移补偿功能的突发模式接收装置及其数据恢复方法。该具有偏移补偿功能的突发模式接收装置包括：中间值检测器，响应开关控制信号，检测外部离散输入的模拟量信号的最大值与最小值之间的中间值，并输出检测到的中间值；放大器，放大输入信号与参考值之间的差，并输出放大结果；偏移补偿器，产生电平随来自放大器的放大结果和补偿控制信号而变化的补偿信号；求和部分，将来自偏移补偿器的补偿信号与来自中间值检测器的中间值相加，并把相加结果作为参考值输出到放大器；和控制器，通过分析来自放大器的放大结果和外部输入的复位信号，产生与分析结果相应的开关控制信号和补偿控制信号。

Description

具有偏移补偿功能的突发模式接收装置及其数据恢复方法

技术领域

本发明涉及偏移补偿，更具体地讲涉及具有偏移补偿功能的突发模式(burst mode)接收装置及其数据恢复方法。

背景技术

通常，不同于具有点对点连接结构的光传输系统，对于具有点对多点连接结构的无源光网络(PON)，数个光网络单元(ONUs)的每一单元用作光通信终端通过光缆连接到中心局。此时，仅有一个光网络单元获许接入中心局，可以用数据分组的形式上行传输它的信息到中心局，上行传输的光数据分组到达中心局的光信号接收装置具有对于各光网络单元不同的光功率和相位。中心局的称作“突发模式光信号接收装置”的光信号接收装置必须对在数据分组单元中动态变化的输入光功率作出临时响应。这一突发模式光信号接收装置基本配置有用于检测光信号峰值的峰检测器(未示出)和用于通过使用峰检测器的输出值作为参考值来鉴别“0”和“1”的比较器(未示出)，根据配置型式主要地分为反馈方案和前馈方案。

一种常规突发模式光信号接收装置披露在“高速电子技术和系统”(HIGH SPEED ELECTRONICS AND SYSTEMS)杂志的第6卷，第2期，375-394页，1995年，作者：Robert G.Swartz和Y.Ota的文章“用于光信号数据链路分析的集成自适应阈值突发模式接收器”中。所披露的常规突发模式光信号接收器装置采纳反馈结构型式，其中输入光信号的峰值在前置放大器的输出端获得，所获得的峰值作为参考电压输入到前置放大器的一子输入端。相应地，对于这一常规突发模式光信号接收装置，即使电路稳定性得到改善，还是存在着问题，因为使用互补MOS(CMOS)工艺，很难增加前置放大器的增益和加大操作带宽，必须使用昂贵的结型晶体二极管(BJT)工艺。另外，在数据分组中信号“0”长时间持续的情况，由于所使用的BJT工艺的晶体管制造上的原因，由基极电流引起的漏电流，会出现峰值检测器的峰值电容器的充电电压值逐渐降低的问题。因此，参考值可能无法正确设置，为了消除在具有非常高的增益的限幅放大器中存在的偏移，必须对每一芯片作外部整理处理。

另一常规突发模式光信号接收装置披露在“固体电路”(SOLID STATECIRCUITS)杂志的第33卷，第8期，1998年8月，作者：Makoto Nakamura等的文章“用于突发模式传输的156Mb/s CMOS光信号接收器”。所披露的常规突发模式光信号接收器装置中包括：用于放大经光检测得到的电信号的前置放大器，用于从信号的最大值和最小值中获得中间值的自动偏压调节器(未示出)，和限幅部分(未示出)。对于这一常规的前馈方案的突发模式光信号接收装置，存在的问题是它可能采用了低成本的CMOS处理，但是放大器中存在的偏移使得限幅放大器的输出端产生失真的波形。另外，前馈方案的常规突发模式光信号接收装置还遇到如下的问题。那就是，虽然其内的自动偏压调节器和限幅部分试图多级连接以便每个限幅放大器通过数个步骤在线性范围内放大输入的光信号，以降低偏移的影响，常规突发模式光信号接收装置必须使用两个阻值相同电阻器以获得参考值，用该参考值从通过峰值检测器所检测到的最大值和最小值中得到中间值。因此，如果在常规突发模式光信号接收装置的制造中两个阻值不完全相同，就不能正确地建立中间值，使改进偏移补偿精度变得十分困难。并且，由于构成反馈方案的峰检测器的运算放大器的增益变小，使峰检测器的峰值电压下降增加，在高速运行的反馈方案的峰检测器的提升是非常困难的。

发明内容

为解决上述问题，本发明的第一个目的是提供一种无需外部调节而能够更精确补偿偏移并可高速运行的突发模式接收装置。

本发明的第二个目的是提供在突发模式接收装置中使用的数据恢复方法。

为达到第一个目的，提供了一种具有偏移补偿功能的突发模式接收装置，突发模式接收装置包括：中间值检测器，用来检测输入信号中最大值与最小值之间的中间值，该输入信号是响应开关控制信号而从外部离散输入的模拟形式的信号，并输出检测的中间值；放大器，放大输入信号与参考值之间的差，并输出放大结果；偏移补偿器，产生其电平与来自放大器的放大结果和补偿控制信号相应变化的补偿信号；求和部分，将从偏移补偿器输入的补偿信号与从中间值检测器输入的中间值相加，并将相加结果作为参考值输出到放大器；控制器，通过分析来自放大器的放大结果和外部输入的复位信号，产生与分析结果相应的开关控制信号和补偿控制信号。

为达到第二个目的，提供在突发模式接收装置使用的数据恢复方法，数据恢复方法包括如下步骤：(a)补偿突发模式接收装置的偏移；(b)为接收外部的输入信号作准备；(c)判断输入信号是否来自外部，如果确定输入信号不是来自外部则继续执行步骤(b)；(d)如果确定输入信号来自外部，检测输入信号最大值和最小值之间的中间值；(e)将补偿信号和检测的中间值相加获得参考值；(f)放大输入信号与参考值的差别，并确定放大结果为恢复数据；和(g)初始化输入信号的最大值与最小值。

附图说明

通过参照附图对优选实施例的详细描述，将更清楚地看出本发明的上述目的和优点，附图中：

图1是根据本发明优选实施例的具有偏移补偿功能的突发模式接收装置的结构方块图；

图2是图1所示的本发明优选实施例的突发模式接收装置的电路图；

图3是使用图1所示本发明所述突发模式接收装置的数据恢复方法的流程图；

图4是图3所示的根据本发明实施例的处理程序的步骤110的流程图；

图5是根据本发明优选实施例的第一、第二、第三、第四和第五开关信号及偏压信号的波形图；和

图6是图3所示的根据本发明实施例的处理程序的步骤116的流程图。

具体实施方式

以下将参照附图对根据本发明优选实施例的具有偏移补偿功能的突发模式接收装置的结构和操作进行详细描述。

参照图1，突发模式接收装置包括：中间值检测器10、放大器12、偏移补偿器14、求和部分16、控制器18和偏压信号发生器20。

中间值检测器10起到响应控制器18产生的开关控制信号，检测从输入端IN离散输入的模拟输入信号的最大值与最小值之间的中间值的作用，并输出检测的中间值到求和部分。为此目的，控制器18通过分析来自放大器12的放大结果和外部输入的复位信号RST，产生与分析结果相应的开关控制信号，并且输出产生的开关信号到中间值检测器10。

现在，将参照图2对图1所示根据本发明优选实施例的中间值检测器10作详细描述。

图2是图1所示的突发模式接收装置10的本发明优选实施例10A的电路图。

如图2所示，中间值检测器10A是由第一电容器C1、第二电容器C2、第一开关64、第二开关66、第三开关68、第四开关70、第五开关72、和数个缓冲器60、62及74等组成。

第一电容器C1以夹在第一节点N1和参考电位之间的方式连接到第一节点N1和参考电位，即地电位，并充入通过输入端IN从外部输入的输入信号的最大值；第二电容C2以夹在第二节点N2和参考电位之间的方式与第二节点N2和参考电位相连接，并充入输入信号的最小值。此时，第一开关64以夹在输入信号和第一节点N1之间的方式与输入信号和第一节点N1相连接，并响应第一开关信号SW1而进行切换。在此，缓冲器62还可进一步提供到第一开关64与输入端IN之间。缓冲器62用于缓存来自外部经输入端IN输入的输入信号，并输出缓冲的结果到第一开关64。第二开关66以夹在输入信号或缓冲器62与第二节点N2之间的方式与输入信号或缓冲器62和第二节点N2相连接，并响应第二开关信号SW2而进行切换。第三开关68也同样以夹在输入信号或缓冲器62与第二节点N2之间的方式与输入信号或缓冲器62和第二节点N2相连接，并响应第三开关信号SW3进行切换。第四开关70以夹第一节点N1和第二节点N2之间的方式与第一节点N1和第二节点N2相连接，并响应第四开关信号SW4进行切换。最后，第五开关72以夹在输入信号和第一节点N1之间的方式与第一节点N1相连和通过输入端IN与输入信号相连，并响应第五开关信号SW5进行切换。在此，缓冲器60还可进一步提供到第五开关72与输入端IN之间。缓冲器60用于缓存来自外部经输入端IN输入的输入信号，并输出缓冲的结果到第五开关72。上述第一开关64、第二开关66、第三开关68、第四开关70、第五开关72可以使用NMOS晶体管NM1、NM2，、NM3，、NM4和NM5或使用双极晶体三级管(未示出)。图2所示的具有上述结构的中间值检测器10A的全部操作将在下文详细描述。

同时，根据本发明，图1所示的突发模式接收装置还可以包括光检测器(未示出)和前置放大器(未示出)，用于产生输入中间值检测器10的输入信号。光检测器动态地检测数据分组单元中的光信号，将检测的光信号转换成电信号，并输出转换后的电信号到前置放大器，接着在前置放大器中放大来自光检测器的转换后的电信号，并将放大的电信号作为输入信号输出到中间值检测器10。

图1所示放大器30放大外部通过输入端IN输入的输入信号和来自求和部分16的参考值之间的差，并通过输出端OUT1输出放大结果，同时放大结果也分别施加到偏移补偿器14和控制器18上。为此目的，放大器30可以利用比较器30实现，该比较器30具有非常高的增益并包括：用于接收来自输入端IN的输入信号的正(未反相)输入端(+)、用于接收来自求和部分16的参考值的负(反相)输入端(-)和用于输出恢复数据的输出端。这里，比较器30输出的电压V_out可由如下[表达式1]给出：

[表达式1]

V_out＝Gain x(V⁺-V^-+V_offset)

其中，V⁺表示从比较器30正输入端(+)输入的电压，V^-表示从比较器30负输入端(-)输入的电压，V_offset表示偏移电压，该偏移电压由图1所示突发模式接收装置的每一部分和输入信号所引起的，Gain表示比较器30的增益。因此，即使V⁺和V^-相同，也允许比较器30产生Gain×V_offset偏移，存在于突发模式接收装置中。

求和部分16将来自偏移补偿器14的补偿信号与来自中间值检测器10的中间值相加，并把相加的结果作为参考值输出到放大器30的负输入端(-)。为此目的，求和部分16可以利用电流-电压转换器(未示出)实现，用于将来自偏移补偿器14的电流形式的补偿信号与来自中间值检测器10的电压形式的中间值相加，并将相加结果转换成电压形式的参考值输出到放大器12。在此，根据电流-电压转换器的特性，输入到电流-电压转换器的电平与电流-电压转换器的输出电压的电平相互成反比。

偏移补偿器14产生补偿信号，其电平随来自放大器12的放大结果和来自控制器18的补偿控制信号而变化，并输出补偿信号到求和部分16。为此目的，根据本发明的一个实施例，如图1所示的偏移补偿器14可以利用计数器42和数字-模拟转换器(此后称作“DAC”)40实现。在此，计数器42响应来自放大器12的放大结果和来自控制器18的时钟信号CLK执行向上计数或向下计数操作，并输出向上计数或向下计数的结果到DAC 40。时钟信号CLK对应于控制器18产生的补偿控制信号，该补偿控制信号与通过分析放大器12输入控制器18的放大结果所获得的分析结果相对应。DAC 40将来自计数器42的向上或向下计数的结果转换成模拟形式信号，并将转换的模拟信号作为补偿信号输出到求和部分16。根据本发明，计数器42计数的位越多偏移补偿的精度也越高。然而，当计数的位的数目增加时，电路的规模也相应地增加。因此，突发模式接收装置的设计必须考虑到偏移补偿精度、电路的规模及适当的制造成本。

根据本发明的另一实施例，与图1所示有所不同，偏移补偿器14可以利用电荷泵(未示出)实现。在此情况中，该电荷泵响应控制器18输入的时钟信号CLK而起作用，用于响应放大器12输入的放大结果供应电荷或吸收电荷，并将供应或吸收电荷所获得的结果作为补偿信号输出到求和部分16。

同时，偏压信号发生器20响应控制器18输入的偏压控制信号而产生偏压信号，并将产生的偏压信号输出到求和部分16。为此目的，控制器18响应通过分析来自放大器12的放大结果所获得的分析结果，而产生偏压控制信号，并输出所产生的偏压控制信号到偏压发生器20。此时，求和部分16将来自偏压信号发生器20的偏压信号作为参考值输出到放大器12。

下面参照图3到图6的描述根据本发明图1所示突发模式接收装置所使用的数据恢复方法和突发模式接收装置的详细操作。

图3是表示使用如图1所示的根据本发明的突发模式接收装置的数据恢复方法的流程图。

如图3所示，数据恢复方法包括：在输入信号输入到突发模式接收装置之前的补偿偏移(步骤110到114)，和当输入信号输入突发模式接收装置时获得的恢复数据(步骤116到122)。

首先，在步骤110，图1中的偏移补偿器14补偿本发明的突发模式接收装置的偏移。

下面参照图4和图5详细描述图3所示步骤110的本发明实施例110A。

图4是表示图3所示步骤110的本发明实施例110A的流程图。

参照图4，步骤110A包括步骤140到146，在这些步骤中依据放大器12所输出的偏移的符号是正或负而增加或降低参考值的电平，直到偏移呈现周期方波的形式。

图5是第一、第二、第三、第四和第五开关信号SW1、SW2、SW3、SW4和SW5，和在初始化阶段148的偏压信号BIAS、空闲阶段150、前序阶段152、数据阶段154、复位阶段156和空闲阶段158的波形图，用于说明图2所示中间值检测器10A和图3所示数据恢复方法的操作。

如图5所示，在初始化阶段148执行步骤110(图3)。在此，初始化阶段148是从当图1的突发模式接收装置接通电源时的时间点到输入信号通过输入端IN输入突发模式接收装置前，从放大器12输出的偏移周期性地重复“高”逻辑电平和“低”逻辑电平的方波波形的时间点的时间周期。相应地，为在初始化阶段148执行步骤110，控制器18输出作为补偿控制信号的时钟信号CLK到偏移补偿器14的计数器42，反之输出的第一开关信号SW1和第三开关信号SW3为“高”逻辑电平，而第二开关信号SW2、第四开关信号SW4、第五开关信号SW5和偏压信号BIAS为“低”逻辑电平。

返回图4，步骤140中，在初始化阶段148，在来自控制器18的时钟信号CLK施加在偏移补偿器14的期间，偏移补偿器14判断来自放大器12的偏移(Gain×V_offset)是正还是负。

如果确定偏移(Gain×V_offset)为正值，即如果确定偏移(Gain×V_offset)为“高”逻辑电平，偏移补偿器14和求和部分16增加输入给放大器12的参考值的电平(步骤142)。另一方面，如果确定偏移(Gain×V_offset)为负值，即如果确定偏移(Gain×V_offset)为“低”逻辑电平，偏移补偿器14和求和部分16降低输入给放大器12的参考值的电平(步骤144)。根据本发明的一个实施例，为了执行步骤142和144，当偏移(Gain×V_offset)为正值时，偏移补偿器14和计数器42执行向下计数操作，而当偏移(Gain×V_offset)为负值时，偏移补偿器14和计数器42执行向上计数操作。此时，偏移补偿器14的DAC 40将计数结果转换成模拟信号，并定义产生的模拟信号为补偿信号。同时，根据本发明的另一实施例，为了执行步骤142和144，用于实现偏移补偿器14的上述电荷泵，当偏移(Gain×V_offset)为正值时，吸收(或供应)电荷，而当偏移(Gain×V_offset)为负值时，供应(或吸收)电荷。通过供应或吸收电荷所获得的结果作为补偿信号输出。然后，求和部分16产生与从偏移补偿器14输入的补偿信号的电平成反比电平的参考值，并输出所产生的参考值到放大器12中的比较器30的负输入端(-)。

在步骤142或144之后，在步骤146中，控制器18判断放大器12输出的偏移(Gain×V_offset)是否以周期方波形式出现。其原因是当偏移(Gain×V_offset)补偿到一定程度，放大器12输出的偏移(Gain×V_offset)具有方波的形式，在其中“高”逻辑电平和“低”逻辑电平交替周期地重复。

如果确定偏移(Gain×V_offset)不具有周期方波形式，则继续执行步骤140，然后重复地执行步骤140到144，以进一步补偿偏移。另一方面，如果偏移(Gain×V_offset)具有周期方波形式，则确定偏移补偿到一定程度，流程进入图3的步骤112。

在步骤110之后，在步骤112中，准备接收外部的输入信号。在空闲阶段150执行步骤112。在此，空闲阶段150是指从当放大器12输出的偏移(Gain×V_offset)呈现周期方波形式时的时间点，到输入信号通过输入端IN输入的时间点的时间周期。在空闲阶段150，因为中间值检测器10可能产生随机的“低”或“高”的逻辑电平，控制器18输出偏压控制信号到偏压信号发生器20，以便放大器12能够产生具有固定电平的信号。因此，偏压信号发生器20响应来自控制器18的偏压控制信号，而输出偏压信号BIAS到求和部分16。此时，求和部分16将偏压信号BIAS作为参考值输出到放大器12。其原因是因为在空闲阶段150没有外部输入信号输入却产生偏压信号BIAS，中间值检测器10不产生输入信号的最大值和最小值之间的中间值，还因为控制器18不产生时钟信号CLK，偏移补偿器14不输出补偿信号，因此仅有偏压信号BIAS输入到求和部分16。还有，在空闲阶段150，控制器18保持第一和第三开关信号SW1和SW3为“高”逻辑电平，而第二、第四和第五开关信号SW2、SW4和SW5为“低”逻辑电平。相应地，在图3的步骤112中，中间值检测器10A的第一电容器C1等待接收输入信号，以便充入输入信号的最大值，当没有输入信号输入突发模式接收装置，为检测最小值，第二电容器C2充入“低”逻辑电平作为输入信号的最小值。

步骤112之后，判断是否有从外部输入的输入信号到突发模式接收装置(步骤114)。为此目的，控制器18判断放大器12输出的放大结果是否保持固定的逻辑电平。如果确定没有从外部输入的输入信号到突发模式接收装置，即确定放大器12输出的放大结果保持一固定的逻辑电平，如“低”逻辑电平，则控制器18分别地产生偏压控制信号和开关控制信号，执行步骤112。

另一方面，如果确定有从外部输入的输入信号到突发模式接收装置，即确定放大器12输出的放大结果不是保持一固定的逻辑电平，则控制器18产生开关控制信号和偏压控制信号，以允许中间值检测器10检测输入信号的最大值和最小值之间的中间值(步骤116)。步骤116中，控制器18产生偏压控制信号，以使偏压信号发生器不允许输出偏压信号BIAS到求和部分16。

图6是图3所示根据本发明步骤116的实施例116A的流程图。

参照图6，步骤116A包括步骤160到164，这些步骤通过使用检测的最大值和保持的输入信号的最小值检测中间值。

如果确定有外部输入的输入信号到突发模式接收装置，在步骤160中，控制器118产生开关控制信号，以使中间值检测器10允许其检测输入信号的最大值和保持在图3的步骤112所检测的最小值。在前序阶段152中执行步骤160。前序阶段152是指当有输入信号通过输入端IN输入到突发模式接收装置时，从空闲阶段150所改变的阶段。在前序阶段152，控制器18保持第一开关信号SW1处于“高”逻辑电平，将第三开关信号SW3的电平状态从“高”逻辑电平转换到“低”逻辑电平，并保持第二开关信号SW2、第四开关信号SW4、第五开关信号SW5和偏压信号BIAS处于“低”逻辑电平。相应地，保持充入第二电容器C2的输入信号的最小值，并开始将最大值充入第一电容器C1。

在步骤160之后，在步骤162中，控制器18确定是否有向第一电容器C1充入输入信号的最大值所需的预定时间间隔。在此，预定时间是依据设计中第一电容器C1的容量预先决定的。如果确定没有经过充入最大值的预定时间间隔，则控制器18产生如图5的前序阶段152所示的开关控制信号和偏压控制信号，以执行步骤160。

另一方面，如果确定经过了充入最大值要求的预定时间间隔，则在步骤164中控制器18允许中间值检测器10检测在步骤160所检测的最大值和步骤112保持的检测的最小值之间的中间值。在数据阶段154执行步骤164。在此，数据阶段154是指经过有充入最大值所需的时间间隔后，前序阶段152所改变的阶段。在数据阶段154，控制器18将第一开关信号SW1的电平状态从“高”逻辑电平转换到“低”逻辑电平，将第四开关信号SW4电平状态从“低”逻辑电平转换到“高”逻辑电平，保持第二开关信号SW2、第三开关信号SW3、第五开关信号SW5和偏压信号BIAS处于“低”逻辑电平。相应地，仅第四开关70处于开的状态，以便将中间值充入第一电容器C1和第二电容器C2，并通过第二节点N2经输出端OUT2输出到求和部分16。如图2所示，缓冲器74被提供在第二节点N2和输出端OUT2之间。缓冲器74起到缓冲中间值的作用和通过输出端OUT2将缓冲的结果输出到求和部分16。

同时，返回图3，当执行步骤116时，在步骤118中求和部分16将从中间值检测器10输入的中间值和输入到偏移补偿器14的补偿信号相加，并将相加结果作为参考值输出到放大器12。在步骤118，因为偏移补偿器14没有操作和偏压信号发生器20没有产生偏压信号BIAS，所以求和部分16将来自中间值检测器10的具有电压形式的所检测到的中间值作为参考值输出到放大器12。

在步骤118之后，在步骤120中，放大器12放大通过输入端IN输入的输入信号和从求和部分16输入的参考值之间的差，并确定放大结果作为恢复数据，以通过输出端OUT1输出该确定的恢复数据(数据阶段154)。此时，恢复数据可以提供给时钟数据复原部分(未示出)。例如，该时钟数据复原部分接收恢复的数据，校准所接收数据的占空度和同步所接收的恢复数据的相位。

步骤120之后，控制器18确定是否有复位信号RST从外部输入(步骤121)。如果在步骤121确定没有复位信号RST输入，则继续执行步骤120。然而，如果在步骤121确定有复位信号RST输入，则对输入信号的最大值和最小值进行初始化(步骤122)。在此情况，控制器18产生开关控制信号，并输出开关控制信号到中间值检测器10，以便当有复位信号RST输入时初始化输入信号的最大值和最小值。当从外部输入复位信号RST时，步骤122运行的阶段为从数据阶段154改变的复位阶段156。在复位阶段156，控制器18将第二开关信号SW2、第三开关信号SW3和第五开关信号SW5的电平状态从“低”逻辑电平转换到“高”逻辑电平，将第四开关信号SW4的电平状态从“高”逻辑电平转换到“低”逻辑电平，保持第一开关信号SW1处于“低”逻辑电平。相应地，第二电容器C2充入的中间值通过缓冲器62经由第二开关66放电，第一电容器C1充入的中间值通过缓冲器60经由第五开关72放电。在此时，如果没有提供缓冲器60或62，充入的中间值通过前置放大器放电。

图3所示根据本发明的数据恢复方法从输入信号获得恢复数据，该数据是从外部输入到突发模式接收装置，并离散分布在数据分组单元中。相应地，根据本发明的数据恢复方法对于数据分组输入信号执行数据恢复处理，然后进入图5所示的空闲阶段158。此后，数据恢复方法处于空闲阶段158直到下一数据分组输入信号从输入端IN输入突发模式接收装置。此时，从初始化阶段148改变的空闲阶段150不执行偏移补偿，而从复位阶段156改变的空闲阶段158执行偏移补偿。即图1所示突发模式接收装置接通电源后，控制器18产生时钟信号CLK作为补偿控制信号，执行图3的步骤110。还有，来自外部的复位信号RST输入到控制器18后执行步骤122，控制器18产生时钟信号CLK以再次执行步骤110。此时，在空闲阶段158，步骤110在一或二个时钟信号CLK周期期间执行，而在初始化阶段148，步骤110在多个时钟信号CLK周期期间执行。其原因是当突发模式接收装置第一次接通电源时，图1所示的每一元件的偏移都要从开始进行补偿，反之当一个数据分组输入信号输入突发模式接收装置时在该时间点对一个数据分组进行处理的时刻，仅对外界环境如温度等导致的偏移进行补偿。

如上所述，根据本发明具有偏移补偿具有偏移补偿功能的突发模式接收装置及其数据恢复方法具有多个优点：可以消除如现有技术所需的外部调节，通过增加偏移补偿器14的计数器42位数的计数使偏移补偿具有更高的精度，为高速运行而提供了具有前馈方案的中间值补偿器14和放大器12。

在参照优选实施例对本发明进行具体地表示和描述的同时，本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神的情况下可以进行各种修改、变更和等同替换。还应理解为本说明书中的措辞和术语仅是为了描述的目的，并非用于限制。因此，本发明的范围仅通过所附的权利要求来限定。

Claims

1.一种具有偏移补偿功能的突发模式接收装置，包括：

中间值检测器，响应开关控制信号检测外部离散输入的模拟信号的最大值与最小值之间的中间值，并输出检测到的中间值；

放大器，放大输入信号与参考值之间的差，并输出放大结果；

偏移补偿器，产生具有随来自放大器的放大结果和补偿控制信号而变化的电平的补偿信号；

求和部分，将来自偏移补偿器的补偿信号与来自中间值检测器的中间值相加，并把相加结果作为参考值输出到放大器；和

控制器，通过分析来自放大器的放大结果和外部输入的复位信号，产生与分析结果相应的开关控制信号和补偿控制信号。

2.如权利要求1所述的突发模式接收装置，其中该突发模式接收装置还包括偏压信号发生器，响应偏压控制信号产生偏压信号，并将产生的偏压信号输出到求和部分，控制器响应通过分析来自放大器的放大结果所获得的分析结果，产生偏压控制信号，求和部分输出输入到偏置信号发生器的作为参考信号的偏置信号。

3.如权利要求1所述的突发模式接收装置，其中偏移补偿器包括：

计数器，响应来自放大器的放大结果和相应于从控制器输入的补偿控制信号的时钟信号执行向上计数或向下计数操作，并输出向上计数或向下计数的结果；和

数-模转换器，将从计数器输入的向上计数或向下计数的结果转换成模拟信号，并将模拟信号作为补偿信号输出到求和部分。

4.如权利要求1所述的突发模式接收装置，其中中间值检测器包括：

第一电容，以夹在第一节点和参考电位之间的方式连接到第一节点和参考电位上，用于充入输入信号的最大值；

第二电容，以夹在第二节点和参考电位之间的方式连接到第二节点和参考电位上，用于充入输入信号的最小值；

第一开关，连接在输入信号与第一节点之间，第一开关响应第一开关信号进行切换；

第二开关，连接在输入信号与第二节点之间，第二开关响应第二开关信号进行切换；

第三开关，连接在下方节点与第二节点之间，第三开关响应第三开关信号进行切换；

第四开关，以夹在第一节点和第二节点之间的方式连接到第一节点和第二节点上，第四开关响应第四开关信号进行切换；和

第五开关，连接在输入信号与第一节点之间，第五开关响应第五开关信号进行切换，

其中检测到的中间值是通过第二节点和与开关控制信号相应的第一、第二、第三、第四和第五开关信号输出的。

5.如权利要求1所述的突发模式接收装置，其中突发模式接收装置还包括：

光检测器，用于动态地检测数据分组单元中的光信号，将检测的光信号转换成电信号，并输出转换后的电信号；和

前置放大器，用于放大从光检测器输入的被转换的电信号，并且将放大的被转换的电信号输出到中间值检测器作为其输入信号。

6.如权利要求1所述的突发模式接收装置，其中求和部分包括电流-电压转换器，用于将电流形式的补偿信号与电压形式的中间值相加，将相加结果转换成电压形式的参考值，并输出参考值到放大器。

7.一种实施权利要求1所述的突发模式接收装置的数据恢复方法，所述数据恢复方法由以下步骤组成：

(a)补偿突发模式接收装置的偏移；

(b)准备接收外部的输入信号；

(c)确定输入信号是否来自外部，如果确定输入信号不是来自外部则继续执行步骤(b)；

(d)如果确定输入信号来自外部，则检测输入信号最大值和最小值之间的中间值；

(e)将补偿信号和检测的中间值相加获得参考值；

(f)放大输入信号与参考值的差，并确定放大结果为恢复数据；和

(g)初始化输入信号的最大值与最小值。

8.如权利要求7所述的数据恢复方法，其中步骤(a)包括以下步骤：

(a1) 当从外部没有输入信号时，确定放大器输出的偏移符号是正还是负；

(a2)如果确定偏移符号是正，则增加参考值的电平；

(a3)如果确定偏移符号是负，则减少参考值的电平；

(a4)步骤(a2)或(a3)之后，确定该偏移是否为周期方波，如果确定不是周期方波则继续步骤(a1)，如果确定是周期方波则执行步骤(b)。

9.如权利要求7所述的数据恢复方法，其中步骤(b)包括：

在步骤(a)之后，产生偏压信号，并检测输入信号的最小值，

其中当产生了偏压信号时，放大器输出的偏移保持固定逻辑电平。

10.如权利要求8所述的数据恢复方法，其中步骤(a2)和步骤(a3)包括以下步骤：

如果确定偏移符号为负，则执行向上计数操作，如果确定偏移符号为正，则执行向下计数操作；

将向上或向下计数的结果转换成模拟信号形式，并确定转换的模拟信号为补偿信号；并且

产生具有与补偿信号电平成反比的参考值。

11.如权利要求7所述的数据恢复方法，其中步骤(d)包括有步骤：

(d1)如果确定输入信号来自外部，则检测输入信号的最大值，并保持在步骤(d)中检测的最小值；

(d2)确定是否经过充入输入信号最大值所需的预定的时间间隔，如果确定没有经过预定的时间间隔，则继续执行步骤(d1)；

(d3)如果确定经过预定的时间间隔，则检测在步骤(d1)检测的最大值和所保持的最小值之间的中间值，并继续执行步骤(e)。

12.如权利要求4所述的突发模式接收装置，其中中间值检测器还包括：

位于输入信号和第五开关之间的第一缓冲器，用于缓冲输入信号和输出缓冲的输入信号到第五开关；和

位于输入信号和第一开关之间的第二缓冲器，用于缓冲输入信号和输出缓冲的输入信号到第一开关。

13.如权利要求1所述的突发模式接收装置，其中偏移补偿器包括电荷泵，该电荷泵响应与补偿控制信号相应的时钟信号而起作用，用于响应放大结果供应电荷或吸收电荷和将供应或吸收的电荷作为补偿信号输出到求和部分。