DE10301260B4 - Schaltungsanordnung zur Aufbereitung eines Binärsignals und Offset-Kompensationsschaltung mit der Schaltungsanordnung - Google Patents

Schaltungsanordnung zur Aufbereitung eines Binärsignals und Offset-Kompensationsschaltung mit der Schaltungsanordnung Download PDF

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    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/02Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/06Dc level restoring means; Bias distortion correction ; Decision circuits providing symbol by symbol detection
    • H04L25/069Dc level restoring means; Bias distortion correction ; Decision circuits providing symbol by symbol detection by detecting edges or zero crossings

Abstract

Schaltungsanordnung (1) zur Aufbereitung eines Binärsignals, aufweisend
– einen Signaleingang (2),
– einen Signalausgang (3),
– einen Multiplizierer (6) mit einem ersten Eingang, der an den Signaleingang (2) angekoppelt ist, mit einem zweiten Eingang, der über einen Verzögerungspfad (7, 8, 9) mit dem Signaleingang gekoppelt ist, und mit einem Ausgang, der mit dem Signalausgang (3) der Schaltungsanordnung gekoppelt ist, und
– den Verzögerungspfad (7, 8, 9) umfassend ein Verzögerungsglied (8) mit einem Eingang, der über einen Block mit Signum-Funktion (7) an den Signaleingang (2) angekoppelt ist, und umfassend einen Vergleicher (9) mit einem ersten Eingang, der an einen Ausgang des Verzögerungsgliedes (8) angeschlossen ist, mit einem zweiten Eingang, der an einen Ausgang des Blocks mit Signum-Funktion (7) angeschlossen ist, und mit einem Ausgang, der an den zweiten Eingang des Multiplizierers (6) angeschlossen ist,
– wobei zur Kopplung des Ausgangs des Multiplizierers (6) mit dem Signalausgang...

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Aufbereitung eines Binärsignals und eine Offset-Kompensationsschaltung mit der Schaltungsanordnung zur Aufbereitung eines Binärsignals.
  • In der mobilen Kommunikationstechnik ist es üblich, Nutzdaten digital zu codieren. Bei einem Binärsignal sind lediglich zwei Zustände vorgesehen, nämlich 0 und 1, die beispielsweise durch entsprechende Pegel codiert werden.
  • Bei einer Vielzahl von Anwendungen zur weiteren Signalverarbeitung eines derartigen, codierten Binärsignals ist es wünschenswert, zunächst einen eventuell vorhandenen DC-Offset, das heißt einen Gleichanteil des Binärsignals durch eine geeignete Kompensationseinrichtung zu eliminieren oder zumindest deutlich zu verringern.
  • Derartige, durch gefilterte Binärdaten repräsentierte Binärsignale sind zwar über ein langes Zeitintervall hinweg betrachtet normalerweise gleichverteilt bezüglich des Vorkommens der normierten Pegel +1 und –1, welche logische 0 und logische 1 repräsentieren. Bei einer Betrachtung über ein lediglich kurzes Zeitintervall hingegen, wie sie für ein schnelles Kompensieren eines DC-Offsets erforderlich ist, kann üblicherweise nicht von einer Gleichverteilung ausgegangen werden.
  • Folglich wird eine Kurzzeit-DC-Offset-Schätzung systembedingt durch einen datenabhängigen Fehler verfälscht.
  • In einigen Kommunikationsstandards ist es deshalb üblich, einem Block von zu übertragenden Nutzdaten stets eine Präambel voranzustellen. Diese Präambel hat gleichverteilte Daten und umfaßt beispielsweise die Bitfolge 010101.. .
  • Eine weitere Möglichkeit der Kompensation eines Gleichanteils eines Binärsignals ist durch Mittelwertfilterung möglich. Diese Vorgehensweise ist beispielsweise im Dokument DE 3911486 A1 gezeigt. Die Mittelwertfilterung ist jedoch mit Nachteil langsam und ebenfalls datenabhängig.
  • Das Dokument US 5,196,736 zeigt eine Anordnung zur Verbesserung des transienten Verhaltens eines analogen Signals, welches zu diesem Zweck auch digitalisiert werden kann. Dabei wird das analoge Signal unterschiedlich stark verzögert, um seine Taktflanken zu korrigieren.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zur Aufbereitung eines Binärsignals und eine Offset-Kompensationsschaltung mit der Schaltungsanordnung anzugeben, welche eine schnelle Erfassung des Gleichanteils unabhängig vom Verlauf bzw. der Häufigkeit der Zustände ermöglichen.
  • Bezüglich der Schaltungsanordnung wird die Aufgabe gelöst durch eine Schaltungsanordnung zur Aufbereitung eines Binärsignals, aufweisend
    • – einen Signaleingang,
    • – einen Signalausgang,
    • – einen Multiplizierer mit einem ersten Eingang, der an den Signaleingang angekoppelt ist, mit einem zweiten Eingang, der über einen Verzögerungspfad mit dem Signaleingang gekoppelt ist, und mit einem Ausgang, der mit dem Signalausgang der Schaltungsanordnung gekoppelt ist, und
    • – den Verzögerungspfad umfassend ein Verzögerungsglied mit einem Eingang, der über einen Block mit Signum-Funktion an den Signaleingang angeschlossen ist, und umfassend einen Vergleicher mit einem ersten Eingang, der an einen Ausgang des Verzögerungsgliedes angeschlossen ist, mit einem zweiten Eingang, der an einen Ausgang des Blocks mit Signum-Funktion angeschlossen ist und mit einem Ausgang, der an den zweiten Eingang des Multiplizierers angeschlossen ist,
    • – wobei zur Kopplung des Ausgangs des Multiplizierers mit dem Signalausgang der Schaltungsanordnung ein Addierglied vorgesehen ist mit einem weiteren Eingang, der über einen Signalpfad, der ein Rundungsglied mit nachgeschaltetem Verstärker umfaßt, an den Signaleingang der Schaltungsanordnung gekoppelt ist.
  • Der Erfindung liegt das Prinzip zugrunde, bei einem binär codierten Datenstrom lediglich die Symbolwechsel zu detektieren. Dabei werden aus einem Nutzdatenstrom lediglich die Signalübergänge extrahiert, während Zeitintervalle mit gleichbleibendem Zustand unberücksichtigt bleiben. Hierdurch wird der Einfluß der unterschiedlichen Länge von Signalzuständen auf die Ermittlung des DC-Offsets ausgelöscht.
  • Dabei ist die Verzögerung in dem Verzögerungsglied des Verzögerungspfades in Abhängigkeit von der Symboldauer des Binärsignals einzustellen.
  • Das vorliegende Prinzip ermöglicht folglich eine schnelle Schätzung des DC-Offsets, die Daten-unabhängig ist, und außerdem eine präzise Kompensation des Offsets im digitalen Datensignal.
  • Bei der vorliegenden Schaltung werden durch Differenzierung in Abhängigkeit von der Bitlänge und damit im Abstand der halben Symboldauer längere DC-Offset-Perioden zu 0 kompen siert. Diese können beispielsweise bei sogenannten code violations oder bei andauernder Übertragung derselben Bits auftreten. Diese länger andauernden DC-Offset-Perioden können demnach zu keiner Verfälschung des zu ermittelnden Gleichanteils führen.
  • Der Ausgang des Addiergliedes bildet den Signalausgang der Schaltungsanordnung zur Aufbereitung des Binärsignals. Dem Rundungsglied ist bevorzugt ein Verstärker nachgeschaltet.
  • Der zusätzliche Signalpfad bildet ein verhältnismäßig grob quantisiertes Amplitudenraster. Wenn die Abtastwerte des Eingangssignals einen vorgegebenen Amplituden-Bereich verlassen, wird der zusätzliche Signalpfad aktiv, das heißt, der Ausgang des Rundungsgliedes nimmt beispielsweise einen Zustand ungleich null an. In diesem Fall wird am Ausgang des nachgeschalteten Verstärkers ein Ausgangswert mit vorzeichenrichtiger Amplitude generiert derart, daß eine rasche Rückstellung des Gleichanteil-behafteten Eingangssignals in das vorgebbare Amplituden-Intervall hinein ermöglicht ist.
  • Die beschriebene Ausführungsform ist bevorzugt bei einem Systemstart eines Schaltungssystems anwendbar, in dem die Schaltungsanordnung eingebettet ist, und ermöglicht eine beschleunigte Schätzung des Gleichanteils und damit auch eine beschleunigte Kompensation desselben.
  • Der Signaleingang wird bevorzugt durch ein taktgesteuertes Eingangsregister gebildet, welches einen Nutzsignaleingang und einen Takteingang hat. Der Takteingang des Eingangsregisters ist bevorzugt mit einem Takteingang des Verzögerungsgliedes im Verzögerungspfad verbunden.
  • In dem Signalpfad mit dem Rundungsglied ist dem Rundungsglied bevorzugt ein weiterer Verstärker vorgeschaltet. Der vorgeschaltete Verstärker hat bevorzugt zumindest einen Schwellwert, in dessen Abhängigkeit die weitere Eingangssignalverarbeitung im Rundungsglied erfolgt.
  • Bezüglich der Offset-Kompensationsschaltung wird die Aufgabe gelöst durch eine Offset-Kompensationsschaltung mit einer Schaltungsanordnung wie vorstehend beschrieben, aufweisend
    • – einen Vorwärtspfad umfassend einen Addierknoten und
    • – einen Rückführungszweig, der die Schaltungsanordnung zur Aufbereitung eines Binärsignals und ein nachgeschaltetes Tiefpaßfilter umfaßt und der einen Ausgang des Vorwärtszweiges mit einem Eingang des Addierknotens verbindet.
  • Die Offset-Kompensationsschaltung umfaßt einen Regelkreis, der einen mit der Schaltungsanordnung und mit dem nachgeschalteten Tiefpaßfilter ermittelten Gleichanteil des Signals von dem Signal subtrahiert. Dadurch wird ein gleichanteilfreies Signal erzeugt. Dabei entspricht es dem vorliegenden Prinzip, daß das Bitmuster des Eingangssignals selbst auf die Regelung keinen Einfluß hat, lediglich Signalübergänge von einem Zustand zu einem anderen Zustand werden berücksichtigt.
  • Das Tiefpaßfilter umfaßt bevorzugt einen Integrator. Im Integrator wird bevorzugt das mit der Schaltungsanordnung vorgefilterte Abtastsignal über einen Integrator akkumuliert.
  • Um einen Überlauf oder einen Unterlauf dieses Integrators, besonders bei Verwirklichung in digitaler Schaltungstechnik, zu vermeiden, ist bevorzugt ein Mittel zur Bereitstellung einer Sättigungsfunktion vorgesehen, das mit dem Integrator gekoppelt ist.
  • Die Sättigungsfunktion begrenzt den maximal möglichen DC-Korrekturwert auf ein vorgebbares Maximum.
  • Aufgrund der Selektionseigenschaften der Schaltungsanordnung bezüglich der Signalzustände des Eingangssignals kann die Zeitkonstante der gesamten Offset-Kompensationsschaltung wesentlich verringert werden. Somit wird eine rasche DC-Offset-Kompensation erreicht, die lediglich vier bis acht Symbolübergänge andauert.
  • Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen des vorgeschlagenen Prinzips sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die Erfindung wird nachfolgend an mehreren Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 ein Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung zur Aufbereitung eines Binärsignals anhand eines Blockschaltbildes,
  • 2 eine beispielhafte Offset-Kompensationsschaltung anhand eines Blockschaltbildes mit einem Vorfilter gemäß 1,
  • 3 ein Ausführungsbeispiel eines Schleifenfilters mit Integrator zur Anwendung in der Kompensationsschaltung von 2 anhand eines Blockschaltbildes,
  • 4 ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Schaltungsanordnung anhand eines Schaltplans zu Simulationszwecken,
  • 5 anhand eines Schaubildes des Signalverlaufs eines Binärsignals die Funktionsweise der Schaltungen von 1 und 4,
  • 6 eine Ausführungsform des Schleifenfilters von 3 zu Simulationszwecken,
  • 7 die Signalverläufe ausgewählter Signale bei einer Kompensationsschaltung gemäß 4 und 6 bei einem praktisch rauschfreien Eingangssignal,
  • 8 die Signalverläufe von 7, jedoch mit höherer zeitlicher Auflösung,
  • 9 die Signalverläufe von 7 und 8, für ein Eingangssignal mit einem Signal-Rausch-Verhältnis von 10 dB und
  • 10 die Signalverläufe der 7 bis 9 für ein Signal-Rausch-Verhältnis von 5 dB.
  • 1 zeigt eine Schaltungsanordnung 1 zur Aufbereitung eines Binärsignals, die einen Signaleingang 2 und einen Signalausgang 3 hat. Am Signaleingang 2 kann ein für eine Gleichanteil-Schätzung aufzubereitendes Binärsignal zugeführt werden.
  • Ein Eingangsregister 4, welches als taktgesteuertes Schieberegister ausgeführt ist, ist mit seinem Dateneingang an den Signaleingang 2 angeschlossen. Der Takteingang des Schieberegisters 4 ist an einen Takteingang 5 der Schaltungsanordnung ausgelegt zum Zuführen eines Taktsignals CLK angeschlossen. Der Ausgang des Eingangsregisters 4 ist unmittelbar an einen Eingang eines Multipliziergliedes 6 gelegt. Außerdem ist der Ausgang des Eingangsregisters 4 über einen Verzögerungspfad 7, 8, 9 mit einem weiteren Eingang des Multiplizierers 6 verbunden. Der Verzögerungspfad umfaßt einen Block mit Signum-Funktion 7, einen an dessen Ausgang angeschlossenen Verzögerungsbaustein 8 und einen an den Ausgang des Verzögerungsbausteins 8 mit einem Eingang angeschlossenen Vergleicher 9. Der Ausgang des Vergleichers 9 ist an den Multiplizierer 6 angeschlossen. Der Vergleicher 9 hat einen weiteren Eingang, der direkt, also ohne Verzögerung, an den Ausgang des Blocks mit Signum-Funktion 7 gelegt ist. Der Verzögerungsbaustein 8 hat einen Takteingang, der mit dem Takteingang 5 der Schaltungsanordnung 1 verbunden ist.
  • Der Ausgang des Multiplizierers 6 ist an einen Eingang eines Addierknotens 10 gelegt. Ein weiterer Eingang des Addierknotens 10 ist an den Ausgang eines Signalpfades 11, 12, 13 angeschlossen, wobei der Eingang des Signalpfades 11, 12, 13 an den Ausgang des Eingangsregisters 4 angeschlossen ist. Der Signalpfad 11, 12, 13 umfaßt eine Serienschaltung aus einem ersten Verstärker 11 mit Schwellwert, einem Rundungsglied 12 und einem zweiten Verstärker 13.
  • Das Eingangsregister 4 bewirkt eine taktgesteuerte Verarbeitung eines am Eingang 2 anliegenden Binärsignals. Der Vergleicher 9 prüft, ob die beiden an seinen Eingängen anliegenden Signale ungleich sind. Dabei vergleicht er das mit einer Signum-Funktion beaufschlagte Eingangssignal zum einen verzögert und zum anderen unverzögert miteinander. Das Ergebnis dieses Vergleichs wird mit dem eingangsseitigen Binärsignal multipliziert.
  • Die Verzögerung z–T im Verzögerungsglied 8 ist abhängig von einer Symboldauer T des Binärsignals einzustellen.
  • Der Pfad 11, 12, 13 wird nur dann aktiv, wenn das Eingangssignal außerhalb vorgebbarer Schranken liegt und führt das Signal zurück in ein Intervall innerhalb der Schranken, damit eine schnellere Offset-Schätzung des Binärsignals möglich ist.
  • Die Schaltung von 1 ermöglicht eine Kurzzeit-DC-Offset-Schätzung auch dann, wenn bei einer Kurzzeit-Betrachtung des Eingangssignals keine Gleichverteilung der Zustände des Binärsignals vorliegt. Dies wird dadurch erreicht, daß lediglich die Symbolwechsel des Binärsignals detektiert werden. Die Schaltung von 1 bewirkt demnach eine Extraktion der Bit-Übergänge, das heißt der Symbolwechselphasen des Binärsignals, unabhängig von der Zeitdauer der jeweiligen Zustände bis zum nächsten Symbolwechsel.
  • 2 zeigt die Anwendung der Schaltungsanordnung zur Binärsignalaufbereitung 1 gemäß 1 in einem Rückkopplungspfad 1, 15 einer Offset-Kompensationsschaltung. Die Offset-Kompensationsschaltung gemäß 2 umfaßt einen Addierknoten 14 mit einem Eingang und einem Ausgang, die einen Vorwärtspfad eines Regelkreises bilden. Der Rückkopplungspfad 1, 15 verbindet den Ausgang des Addiergliedes 14 mit einem weiteren Eingang desselben in einer negativen Rückführung. Der Rückführungszweig 1, 15 umfaßt die als Vorfilter arbeitende Schaltungsanordnung 1 gemäß 1 mit einem nachgeschalteten Schleifenfilter 15, welches einen Integrator mit Sättigung umfaßt. Das Schleifenfilter 15 mittelt über die Symbolübergänge.
  • Mit der DC-Offset-Schätzung von 1 ist bei der Schaltung von 2 problemlos eine schnelle und präzise Kompensation eines eventuell vorhandenen Gleichanteils im Binärsignal möglich mit den Vorteilen der Schaltungsanordnung 1.
  • 3 zeigt den Integrator mit Sättigung eingebettet in einem Schleifenfilter 15 anhand eines Blockschaltbildes an einem Ausführungsbeispiel. Ein Eingangsregister 16 ist mit seinem Dateneingang an den Ausgang 3 des Vorfilters 1 angeschlossen. Der Takteingang des Registers 16 ist mit dem Takteingang 5 der Schaltung verbunden. An den Ausgang des Registers 16 ist eine, ebenfalls taktgesteuerte, Skaliereinheit 17 angeschlossen, deren Ausgang wiederum an einen Eingang eines Akkumulators 18 angeschlossen ist, der eine Signalintegration bewirkt. An den Ausgang des Integrators oder Akkumulators 18 ist ein weiteres Schieberegister 19 angeschlossen, dessen Ausgang mit einem Steuereingang des Integrators 18 verbunden ist. Das Schieberegister 19 ist taktgesteuert und hat hierfür einen Takteingang, der mit dem Takteingang 5 verbunden ist. An den Ausgang des Registers 19 ist weiterhin ein Fensterkomparator angeschlossen, der zwei Vergleicher 20, 21 umfaßt mit einer oberen Grenze +LIM und einer unteren Grenze -LIM. Der Ausgang der Schaltung von 3 ist an den Minus-Eingang des Addierers 14 von 2 angeschlossen.
  • Der Akkumulator 18 integriert über eine vorgebbare Anzahl von mit der Schaltung 1 ermittelten Bitwechseln. Die Vergleicher 20, 21 steuern den Integrator 18 an und verhindern einen Überlauf oder Unterlauf desselben. Demnach ist eine Sättigungsfunktion realisiert, die den maximal möglichen DC-Korrekturwert auf ein vorgebbares Maximum begrenzt.
  • 4 zeigt eine alternative Ausführungsform der Schaltung 1 von 1 ausgelegt zu Simulationszwecken. Die Schaltung 1' von 4 entspricht in Aufbau und Funktionsweise weitgehend der Schaltung von 1 und wird insoweit an dieser Stelle nicht noch einmal beschrieben. Bei der Ausführungsform gemäß 4 ist die Zeitkonstante des Verzögerungsgliedes 8 mit Z–7 festgelegt. Der Eingang 2' der Schaltung von 4 ist ohne Schieberegister ausgebildet. Der Vergleicher 9, der das unverzögerte und das verzögerte, jeweils zunächst mit einer Signum-Funktion beaufschlagte Eingangssignal auf Ungleichheit prüft, ist als Relational-Operator bezeichnet. Der Multiplizierer 6, der das Produkt aus im Vergleicher 9 ermitteltem Signal und unmittelbar zugeführtem Eingangssignal ermittelt, sperrt an seinem Ausgang, wenn kein Symbolwechsel vorliegt und läßt lediglich Symbolwechselphasen an den Ausgang durch. Die Verstärkungsfaktoren der Verstärker 11, 13 im Signalpfad 11, 12, 13 sind mit K1, K2 bezeichnet. Der eingangsseitige Verstärker 11 verstärkt in Abhängigkeit von einem im Verstärker gespeicherten Schwellwert.
  • Zu Simulationszwecken weist die Schaltung gemäß 4 zwei Testausgänge 22, 23 auf, welche am Ausgang des Rundungsgliedes 12 und am Ausgang des Relational-Operators 9 gebildet sind.
  • 5 zeigt einen beispielhaften Signalverlauf eines mit den Schaltungen von 1 bis 4 zu verarbeitenden Binärsignals. Man erkennt, daß die Signalzustände des Binärsignals, die normiert sind auf –1 und +1, unterschiedlich lang sind. Die Zustände sind bei einer solchen Kurzzeit-Betrachtung nicht gleichverteilt. Die Symboldauer ist mit T bezeichnet.
  • Die Schaltungen von 1 und 4 detektieren lediglich die Symbolwechsel des Binärsignals, diese Intervalle sind in der Darstellung von 5 mit einem Rahmen versehen. Die nicht eingerahmten Intervalle, das sind diejenigen, in denen das Signal konstant bleibt, bleiben bei den Schaltungen von 1 und 4 unberücksichtigt und werden demnach nicht zur Ermittlung des DC-Offsets des Binärsignals herangezogen.
  • 6 zeigt einen Schaltplan eines Ausführungsbeispiels des Schleifenfilters 15 von 2 mit einer Sättigungsfunktion zu Simulationszwecken.
  • Die Schaltung gemäß 6 hat einen Eingang 3', an den ein Verstärker 24 mit einem Verstärkungsfaktor K4 angeschlossen ist. An den Ausgang des Verstärkers 24 ist ein Testausgang 25 angeschlossen. Weiterhin ist über einen Verstärker 26 mit Verstärkungsfaktor K3 ein weiterer Testausgang 27 gebildet. An den Ausgang des Verstärkers 26 ist ein Addierglied 28 angeschlossen, welches über einen Rundungsblock 29 an den Ausgang 30 der Schaltung gelegt ist.
  • Der Ausgang des Verstärkers 24 ist über einen weiteren Addierbaustein 31 an ein Verzögerungsglied 32 gelegt, welches eine Verzögerung um eine Symboldauer bewirkt. Der Ausgang dieses Verzögerungsgliedes 32 ist ebenfalls auf den Addierer 31 in einer positiven Rückführung gelegt. Weiterhin ist der Ausgang des Verzögerers 32 über einen weiteren Verstärker 33 auf einen Plus-Eingang des Addierers 28 und an einen Testausgang 34 gelegt. Der Verstärker 33 hat die Verstärkung K5. Der Ausgang des Verzögerers 32 ist weiter an einen Eingang eines Betragsermittlers 35 angeschlossen, der den Betrag eines Eingangswertes an den Ausgang gibt. An den Ausgang dieses Blocks mit Betragsfunktion 35 ist ein Limiter 36 angeschlossen, dessen Ausgang auf einen Multiplizierer 37 gelegt ist. Der Limiter 36 hat dabei zusätzlich integrierende Funktion. Ein weiterer Eingang des Multiplizierers 37 ist an den Ausgang eines Blocks mit Signum-Funktion 38 angeschlossen, dessen Eingang mit dem Ausgangs des Verzögerungsgliedes 32 verbunden ist. Der Ausgang des Multiplizierers 37 ist über einen Verstärker 39 mit der Verstärkung K6 in einer negativen Rückführung an einen Minus-Eingang des Addiergliedes 31 angeschlossen.
  • Die Schaltung von 6 zeigt ein Schleifenfilter mit integrierender Funktion und Tiefpaßeigenschaften, welches eine Offset-Kompensation eines wie mit 4 vorgefilterten Signals bewirkt.
  • Die Funktionsweise des vorliegenden Prinzips soll nachfolgend anhand mehrerer Simulationsergebnisse anhand von Schaubildern erläutert werden, welche mit den Simulationsschaltungen von 4 und 6 gewonnen wurden. 7 zeigt den zeitlichen Verlauf von insgesamt fünf Signalen A, B, C, D, E über der Zeit t. Dabei wurde ein Eingangssignal mit einem Signal-Rausch-Verhältnis, englisch: signal to noise ratio, SNR, von 500 dB gewählt. Vorliegend repräsentiert Signal A den DC-Offset-Schätzwert, wie er am Ausgang von 4 bereitsteht, Signal B das Bemittelte Korrektursignal nach dem Schleifenfilter 15 für die Offset-Korrektur, Signal C das offsetkompensierte Datensignal sowie die Signale D und E Testsignale aus dem Offset-Schätzer von 4.
  • Anhand des Verlaufs des Signals C erkennt man deutlich die rasche und erfolgreiche Kompensation des Gleichanteils des Binärsignals.
  • 8 zeigt die Signale A bis E von 7, jedoch mit einer zeitlich stark vergrößerten Auflösung. Auch hier ist deutlich der erfolgreiche Regelvorgang zum Ausregeln des Gleichanteils des Binärsignals ersichtlich.
  • 9 zeigt anhand des Verlaufs der Signale A bis E über der Zeit t die Funktion der Schaltung gemäß vorliegendem Prinzip für ein Signal mit einem Signal-Rausch-Abstand von 10 dB. Auch hier ist, insbesondere anhand des Signalverlaufs des Signals C, welches das Binärsignal am Ausgang des Addierers 14 von 2 zeigt, deutlich die erfolgreiche Funktionsweise der vorliegenden Schaltung sichtbar.
  • 10 schließlich zeigt den Verlauf der Signale A, B, C, D, E über der Zeit t für ein Signal-Rausch-Verhältnis von 5 dB.
  • 1
    Schaltungsanordnung
    2
    Eingang
    3
    Ausgang
    4
    Schieberegister
    5
    Takteingang
    6
    Multiplizierer
    7
    Signum-Funktion
    8
    Verzögerungsglied
    9
    Vergleicher auf Ungleichheit
    10
    Addierglied
    11
    Verstärker mit Schwellwert
    12
    Rundung
    13
    Verstärker
    14
    Addierglied
    15
    Schleifenfilter mit Integrator und Sättigung
    16
    Schieberegister
    17
    Skalierblock
    18
    Akkumulator/Integrator
    19
    Schieberegister
    20
    Vergleicher mit oberem Schwellwert
    21
    Vergleicher mit unterem Schwellwert
    22
    Testsignalausgang
    23
    Testsignalausgang
    24
    Verstärker
    25
    Testsignalausgang
    26
    Verstärker
    27
    Testsignalausgang
    28
    Addierer
    29
    Rundungsglied
    30
    Ausgang
    31
    Addierer
    32
    Verzögerer
    33
    Verstärker
    34
    Testsignalausgang
    35
    Betragsermittlung
    36
    Integrator mit Limiter
    37
    Multiplizierer
    38
    Signum-Funktion
    39
    Verstärker

Claims (6)

  1. Schaltungsanordnung (1) zur Aufbereitung eines Binärsignals, aufweisend – einen Signaleingang (2), – einen Signalausgang (3), – einen Multiplizierer (6) mit einem ersten Eingang, der an den Signaleingang (2) angekoppelt ist, mit einem zweiten Eingang, der über einen Verzögerungspfad (7, 8, 9) mit dem Signaleingang gekoppelt ist, und mit einem Ausgang, der mit dem Signalausgang (3) der Schaltungsanordnung gekoppelt ist, und – den Verzögerungspfad (7, 8, 9) umfassend ein Verzögerungsglied (8) mit einem Eingang, der über einen Block mit Signum-Funktion (7) an den Signaleingang (2) angekoppelt ist, und umfassend einen Vergleicher (9) mit einem ersten Eingang, der an einen Ausgang des Verzögerungsgliedes (8) angeschlossen ist, mit einem zweiten Eingang, der an einen Ausgang des Blocks mit Signum-Funktion (7) angeschlossen ist, und mit einem Ausgang, der an den zweiten Eingang des Multiplizierers (6) angeschlossen ist, – wobei zur Kopplung des Ausgangs des Multiplizierers (6) mit dem Signalausgang (3) der Schaltungsanordnung ein Addierglied (10) vorgesehen ist mit einem weiteren Eingang, der über einen Signalpfad, der ein Rundungsglied (12) mit nachgeschaltetem Verstärker (13) umfaßt, an den Signaleingang (2) der Schaltungsanordnung gekoppelt ist.
  2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, bei der in dem Signalpfad dem Rundungsglied (12) ein Verstärker (11) vorgeschaltet ist.
  3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Signaleingang (2) durch ein taktgesteuertes Eingangsregister (4) gebildet ist.
  4. Offset-Kompensationsschaltung mit einer Schaltungsanordnung (1) gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 3, aufweisend – einen Vorwärtspfad umfassend einen Addierknoten (14) und – einen Rückführungszweig (1, 15), der die Schaltungsanordnung (1) zur Aufbereitung eines Binärsignals und ein nachgeschaltetes Tiefpaßfilter (15) umfaßt und der einen Ausgang des Addierknotens (14) mit einem Eingang des Addierknotens (14) unter Bildung einer negativen Rückführung verbindet.
  5. Offset-Kompensationsschaltung nach Anspruch 4, bei der das Tiefpaßfilter (15) einen Integrator (18) umfaßt.
  6. Offset-Kompensationsschaltung nach Anspruch 5, bei der das Tiefpaßfilter (15) ein an den Integrator (18) angeschlossenes Mittel (20, 21) zur Bereitstellung einer Sättigungsfunktion hat, ausgelegt zum Verhindern eines Über- und Unterlaufs des Integrators (18).
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3911486A1 (de) * 1989-04-08 1990-10-11 Ant Nachrichtentech Schaltungsanordnung zur kompensation einer offsetspannung und verwendung dieser schaltungsanordnung
US5196736A (en) * 1990-09-27 1993-03-23 U.S. Philips Corporation Signal transient improvement device having a delay circuit in which the amount of delay is adjustable

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