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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wandlung von optischen Empfangsimpulsen
in elektrische Ausgangsimpulse, bei dem ein optisches Signal in
ein elektrisches Signal umgewandelt wird, aus dem nachfolgend eine
erste Impulsflanke detektiert wird, mittels derer eine der ersten
Impulsflanke folgende Impulsformung eines digitalen Ausgangssignals
erfolgt.
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Die
Erfindung betrifft auch eine Anordnung zur Wandlung von optischen
Empfangsimpulsen in elektrische Ausgangsimpulse.
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Ein
Infrarotempfänger
besteht im Stand der Technik beispielsweise aus einer Vorspannungserzeugung
für einen
Lichtempfänger,
welcher durch eine Fotodiode realisiert werden kann, einem mit der Fotodiode über Kondensatoren
verbundenen Transimpedanzverstärker
zur Umsetzung des Fotostroms in eine Spannung, eventuell nachfolgenden
Verstärkerstufen,
einem Logikteil sowie einem Komparator zur Formung eines digitalen
Signals für
die Weiterverarbeitung in einer dem Infrarotempfänger nachfolgenden Stufe.
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Der
IrDA-Standard (Infrared Data Association) definiert Übertragungsmodi
mit unterschiedlichen Übertragungsgeschwindigkeiten
bzw. mit den ihnen zugeordneten Übertragungsprotokollen, wie
SIR (Serial Infrared mit 2,4 kBit/s bis 115,2 kBit/s), MIR (Medium
Infrared mit 576 kBit/s und 1,152 Mbit/s), FIR (Fast Infrared) und
VFIR (Very Fast Infrared). Beispielsweise von einem, von der Anmelderin
von 1999 bis 2003 produzierten, 4 Mbit/s-IRTRA-Schaltkreis ist bekannt,
dass die Modusselektion über
ein oder mehrere Moduspads, oder über eine digitale Schnittstelle
erfolgt.
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Darüber hinaus
ist eine Lösung
der Firma Citizen (CIM-50 M5) bekannt, welche ohne eine Modussteuerung
auskommt. Diese weist aber sehr hohe Streuungen für die Ausgangsimpulsbreiten
auf.
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Aus
der
DT 2052600 B2 ist
ein Impulsbreitendiskriminator bekannt, welcher unabhängig von der
Größe der Intervalle
zwischen den Eingangsimpulsen nur für Eingangsimpulse, deren Breite
größer als
eine vorgegebene Zeitdauer ist, Ausgangsimpulse mit gleicher Breite
wie die der Eingangsimpulse abgibt.
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In
der
US 4,692,710 ist
eine Anordnung eines Impulsbreiten-Diskriminators beschrieben, welcher
Eingangsimpulsen, mit einer Impulsvorder- und Hinterflanke sowie
einer Impulsdauer, mit einer Mindestimpulsbreite und einem Toleranzfenster
vergleicht und bei einer Übereinstimmung
ein Anzeigesignal ausgibt.
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Ein
Nachteil des Standes der Technik besteht somit darin, dass dem Infrarotempfänger ein oder
mehrere sogenannte Modussignale zugeführt werden müssen, welche
ihre Information beispielsweise aus einer Schnittstellenschaltung
beziehen. Somit wird das aufwändig
zugeführte
Modussignal unabhängig
von der eingangsseitigen Lichtimpulsbreite in eine starre Ausgangs-Impulsbreite überführt. Wird
auf eine aufwändige,
externe Modussteuerung verzichtet, hat das eine sehr große Schwankung
der Ausgangsimpulsbreite zur Folge, welche zusätzlich noch von der Bestrahlungsstärke abhängig ist.
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Der
Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
Anordnung zur Wandlung von optischen Empfangsimpulsen in elektrische
Ausgangsimpulse anzugeben, mit dem aus der Empfangslichtimpulsbreite
der Übertragungsmodus
und die Übertragungsgeschwindigkeit
innerhalb des Modus erkannt wird und mit dem modusgerechte Mindestausgangsimpulsbreiten
oder der Empfangslichtimpulsbreite entsprechende Ausgangsimpulse erzeugt
werden.
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Gemäß der Erfindung
wird die Aufgabe bei einem Verfahren zur Wandlung von optischen
Empfangsimpulsen in elektrische Ausgangsimpulse der eingangs genannten
Art dadurch gelöst;
dass eine Detektion einer zweiten Impulsflanke erfolgt, dass entsprechend
der Zeitdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Impulsflanke
entweder die Impulsformung des digitalen Ausgangssignals, welches
der Länge
des optischen Empfangsimpulses entspricht, erfolgt oder ein Ausgangssignal
mit einer voreingestellten Zeitdauer erzeugt wird und dass anschließend das
Ausgangssignal ausgegeben wird.
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Die
empfangenen optischen Lichtimpulse werden in elektrische Stromsignale
umgewandelt. Diese werden durch einen Transimpedanzverstärker in
elektrische Spannungssignale gewandelt und nachfolgend eventuell
weiter in ihrer Amplitude beeinflusst. Aus diesem so gewonnenen
Spannungssignal wird eine erste Impulsflanke, welche der Licht-Ein-Flanke
entspricht, detektiert. Diese erste Impulsflanke steuert den Beginn
der Impulsformung des digitalen Ausgangssignals.
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Durch
das erfindungsgemäße Verfahren
wird weiterhin eine zweite Impulsflanke, welche der Licht-Aus-Flanke
entspricht, detektiert. Zur Realisierung der Detektion der zweiten
Impulsflanke wird schaltungsmäßig dafür gesorgt,
dass eine Licht-Aus-Flanke in der Schaltung zur Detektion zur Verfügung steht.
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Nach
der Detektion beider Impulsflanken wird das vom Übertragungsmodus und von der Übertragungsgeschwindigkeit
innerhalb des Modus abhängige
digitale Ausgangssignal geformt. Zu diesem Zweck wird die Empfangsimpulslänge, durch
eine Ermittelung der Zeitdifferenz zwischen der ersten und der zweiten
Impulsflanke, bestimmt. Die so bestimmte Empfangsimpulslänge ermöglicht dann
einen Rückschluss
auf den Übertragungsmodus
und die Übertragungsgeschwindigkeit
innerhalb des Modus. In einer Impulsformungsanordnung werden die
digitalen Ausgangssignale, deren Beginn durch die erste Impulsflanke
(Licht-Ein-Flanke) gesteuert wird, entsprechend des ermittelten
Modus, der Übertragungsgeschwindigkeit
und der Impulslänge
formiert und zur Verarbeitung in einer nachfolgenden Anordnung ausgegeben.
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In
einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Strom-Spannungs-Wandlung
mit einem differenzierenden Charakter erfolgt, dass durch eine Digitalisierung
des differenzierten Spannungssignals eine erste Flanken-Impulsfolge
für Licht-An-Flanken und eine
zweite Flanken-Impulsfolge für
Licht-Aus-Flanken
erzeugt werden, dass die Erzeugung eines durch die beiden Flanken-Impulsfolgen
bestimmten digitalen Zwischensignals erfolgt, dass ein Vergleich
des digitalen Zwischensignals mit einer Vergleichsimpulslänge erfolgt,
dass in Abhängigkeit
des Vergleichs eine Impulsformung des digitalen Ausgangssignals,
gesteuert durch das digitale Zwischensignal, erfolgt und ausgegeben
wird, oder die Ausgabe des digitalen Zwischensignals als Ausgangssignal
erfolgt.
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Durch
die erste und die zweite Impulsflanke wird je eine Flanken-Impulsfolge
erzeugt. Dabei erzeugen die ersten Impulsflanken eine den Licht-An-Flanken
folgende Flanken-Impulsfolge
und die zweiten Impulsflanken eine den Licht-Aus-Flanken folgende Flanken-Impulsfolge.
Gesteuert durch diese Flanken-Impulsfolgen wird ein digitales Zwischensignal
erzeugt. Dieses entspricht in seiner Impulslänge der empfangenen Lichtimpulslänge. Das Zwischensignal
wird mit verschiedenen, den einzelnen Übertragungsmodi und Geschwindigkeiten
zugeordneten, Vergleichsimpulslängen
verglichen. Wenn eine Zuordnung der Zwischensignalimpulslänge zu einer
Vergleichsimpulslänge
möglich
ist, so ist der Modus, die Übertragungsgeschwindigkeit
und die Art des Impulses, wie beispielsweise ein kurzer MIR- oder
ein langer SIR-Impuls, bekannt. Durch diese Informationen gesteuert,
wird ein digitales Ausgangssignal geformt. Für den Fall, dass keine Zuordnung
erfolgen kann, wird das Zwischensignal als Ausgangssignal, zur Verarbeitung
in einer nachfolgenden Anordnung, ausgegeben.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass
mehrere Ausgangssignale mit einer voreingestellten Zeitdauer zeitgleich
formiert werden und dass entsprechend der Zeitdifferenz zwischen
der ersten und der zweiten Impulsflanke ein formiertes Ausgangssignal
ausgewählt
und ausgegeben wird.
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In
einer Impulsformungsanordnung werden mögliche Ausgangssignalimpulslängen zeitgleich
erzeugt. Der Beginn dieser Ausgangssignalformung wird jeweils durch
die detektierte erste Impulsflanke gesteuert gestartet. Dabei kann
auch eine zeitliche Verzögerung
zwischen der ersten Impulsflanke und dem zeitgleichen Start der
Ausgangssignalformung erfolgen. Nach dem Vergleich des Zwischensignals mit
den Vergleichsimpulslängen
ist der Modus, die Geschwindigkeit und Art des Impulses bekannt
oder der empfangene Lichtimpuls nicht zu einer minimalen Impulsbreite
innerhalb eines Übertragungsmodus
im Rahmen des IrDA-Standards zuordenbar. Ist eine Zuordnung möglich, erfolgt
beispielsweise die Auswahl eines der zeitgleich formierten möglichen
Ausgangssignale und dessen Ausgabe als Ausgangssignal. Wenn keine
Zuordnung erfolgen kann, wird das Zwischensignal als Ausgangssignal
ausgegeben.
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In
einer besonderen Ausführung
der Erfindung ist vorgesehen, dass vor der Impulsformung des digitalen
Ausgangssignals eine Jitterkorrektur erfolgt.
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Ein
Digitalsignal, welches aus einem nach unten bandbegrenzten Signalverstärker, dem
ein Komparator nachgeordnet ist, gewonnen wird, unterliegt einem
Zeitfehler. Dieser ist bedingt durch das unsymmetrische Eingangssignal,
die Eigendynamik und die Bandbegrenzung des Systems. Der Fehler äußert sich
in einer Verschiebung des Schaltzeitpunktes des Komparators um einen
Mittelwert herum. Diese Verschiebung wird durch einen Jitterkorrektorvorgang
ausgeglichen.
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In
einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass mit
jeder ersten Impulsflanke ein Zeitgeber gestartet wird, dass der
Zeitgeber bei einem Ausbleiben weiterer erster Impulsflanken, nach
Ablauf einer voreingestellten Zeit, ein Fehlersignal ausgibt und
dass durch das Fehlersignal eine Grundeinstellung der Wandlung vorgenommen
wird.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
wird eine Überprüfung der
maximal laut IrDA-Protokoll zulässigen
Pause zwischen der Licht-Ein-Flanke eines ersten und der Licht-Ein-Flanke
eines zweiten Impulses durchgeführt.
Dabei wird eine Zeitmessung mit jeder detektierten ersten Impulsflanke
gestartet. Bei einem Ausbleiben oder nicht erkennen der nächsten ersten
Impulsflanke erfolgt kein Rücksetzvorgang
der Zeitmessung und die maximal zulässige Vorgabezeit wird überschritten.
Dies kann beispielsweise durch Signalamplituden im Bereich der Empfindlichkeitsgrenzen
des Komparators der Fall sein. Die Überschreitung der Vorgabezeit
bewirkt die Ausgabe eines Fehlersignals, die Rücksetzung des Empfängers sowie
des Verfahrens in einen definierten Anfangszustand.
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Gemäß der Erfindung
wird die Aufgabe bei einer Anordnung zur Wandlung von optischen
Empfangsimpulsen in elektrische Ausgangsimpulse der eingangs genannten
Art dadurch gelöst,
dass eine Fotodiode parallel zu einer Vorspannungserzeugung geschaltet
ist, dass die Anode und die Kathode der Fotodiode jeweils über eine
Kapazität
mit einem Transimpedanzverstärker,
dessen Frequenzgang so gewählt
ist, dass eine Rückkehr
des Verstärkers
in den Arbeitspunkt innerhalb der Impulslänge der Licht-Ein-Zeit gewährleistet
ist, verbunden sind, dass dem Transimpedanzverstärker eine weitere Verstärkeranordnung
nachgeschaltet ist, dass der Ausgang dieser Verstärkeranordnung
mit dem Eingang eines Komparators verbunden ist, dass der Komparator aus
zwei, mit den Eingängen
INP und INN verbundenen, invers angesteuerten Teilkomparatoren besteht die
je einen Steuereingang „Level" aufweisen, wobei der
Ausgang des Teilkomparators „Licht
an" mit einem Eingang
des Flipflops, der Ausgang des Teilkomparators „Licht aus" mit einem Eingang des Gatters, dessen
Ausgang wiederum mit einem weiteren Eingang des Flipflops, der erste
Ausgang des Flipflops, zur Ausgabe eines Zwischensignals, mit dem Zwischensignalausgang
OUTN verbunden ist, dass ein dritter Eingang des Flipflops mit dem
Potential VDD verbunden ist, dass ein zweiter Ausgang des Flipflops
mit dem Eingang eines Zeitgebers und einem Ausgang OUTP des Komparators
verbunden ist, dass der Ausgang des Zeitgebers mit einem zweiten
Eingang des Gatters verbunden ist, dass der dritte Eingang des Gatters
mit dem Eingang POC des Komparators verbunden ist, dass ein Zwischensignalausgang
des Komparators mit dem Eingang einer, die Impulslänge des
Ausgangssignals modusgerecht anpassenden, Impulsformungsanordnung
verbunden ist, dass die Impulsformungsanordnung einen Ausgang für ein Ausgangssignal
aufweist und dass eine Verstärkungsregulierungsanordnung
eingangsseitig mit der Verstärkungsanordnung
und ausgangsseitig mit dem Transimpedanzverstärker, dem Komparator und der
Verstärkeranordnung
verbunden ist.
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Die
erfindungsgemäße Schaltungsanordnung
realisiert durch eine entsprechende Dimensionierung der Schaltung
eine Vergrößerung der
unteren 3 dB-Frequenz derart, dass auch bei der größten Datenrate
der Empfängerausgang
noch innerhalb der Licht-Ein-Zeit
in den Arbeitspunkt zurückkehrt,
so dass bei einer Licht-Aus-Flanke
eine detektierbare negative Amplitude erzeugt wird. Realisiert wird
dies durch eine entsprechende Dimensionierung der Kapazitäten an den
Transimpedanzverstärkereingängen, wobei
ein Optimum zwischen der Differenzierung und dem Amplitudenverlust
innerhalb der Licht-An-Zeit eingestellt wird.
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Die
erfindungsgemäße Schaltungsanordnung
realisiert im Komparator die Verarbeitung der ersten und zweiten
Impulsflanke in voneinander getrennten und in der Ansprechschwelle
und der Hysterese einstellbaren Komparatorteilstufen. Die so erzeugten
Ausgangssignale der Komparatorteilstufen werden logisch miteinander
verknüpft
und als ein Zwischenergebnis ausgegeben. Weiterhin ist eine Plausibilitätsprüfung des
Zwischensignals realisiert, so dass bei der Überschreitung einer maximal möglichen
Impulslänge
ein Fehlersignal erzeugt und ausgegeben wird und ein Zurücksetzen
der Schaltungsanordnung in einen definierten Zustand erfolgt.
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Zur
Pegelanpassung ist in der Schaltungsanordnung eine Verstärkungsregulierungsanordnung vorgesehen,
welche den Transimpedanzverstärker, die
Verstärkungsanordnung
und die Schaltschwellen beider Teilkomparator regelt.
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In
einer Ausführung
der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen dem Zwischensignalausgang des
Komparators und dem Eingang der Impulsformungsanordnung eine Jitterkorrekturanordnung
angeordnet ist.
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Zur
Korrektur des Zeitfehlers des Eingangssignals der Impulsformungsanordnung
ist der Impulsformungsanordnung eine Stufe zur Jitterkorrektur vorgeschaltet.
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Die
Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
In den zugehörigen
Zeichnungen zeigt
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1 ein Übersichtsdiagramm
des Verlaufs der Ausgangs-Impulsbreite
in Abhängigkeit
der Eingangs-Lichtimpulsbreite
für den
MIR und den SIR Modus des IrDA-Standards,
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2 eine
weiteres Übersichtsdiagramm
mit dem Ausschnitt für
den MIR-Modus und den SIR-Modus bei kleinen Impulsbreiten in einem
anderen Maßstab,
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3 eine
Schaltungsanordnung zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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4 eine
Schaltungsanordnung eines erfindungsgemäßen aus zwei Teilkomparatoren
bestehenden Komparators und
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5 eine
erfindungsgemäße Impulsformungsanordnung.
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Zum
besseren Verständnis
der Aufgabenstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Verlauf
der Ausgangs-Impulsbreite
in Abhängigkeit von
der Eingangs-Lichtimpulsbreite für
einen Empfänger
in der 1 dargestellt, der alle Datenraten von 9,6 kBit/s
bis 1,152 Mbit/s abdeckt. Eine detailliertere Darstellung des in
der 1 durch eine Strich-Punkt-Linie markierten Teilbereiches
ist in der 2 dargestellt. In beiden Darstellungen
ist jeweils der typische, der maximale und der minimale Kurvenverlauf
dargestellt. Dabei ist zu erkennen, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren
bei einem Erkennen des Modus eine zu einem Modus zugehörige minimale
Impulsbreite erzeugt wird oder für
den Fall, dass der Eingangsimpuls dessen Breite übersteigt, diese größere Eingangsimpulsbreite
an den Ausgang weitergegeben wird. Beim Empfang einer Impulslänge die
sich nicht einem Modus zuordnen lässt wird ebenfalls ein Ausgangsimpuls
getreu der Dauer der Eingangs-Lichtimpulsbreite erzeugt und ausgegeben.
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Die
erfindungsgemäße Schaltungsanordnung,
dargestellt in 3, besteht aus einer mit einer Vorspannungserzeugung 2 verschalteten
Fotodiode 1, welche über
Kapazitäten 3 mit
einem Transimpedanzverstärker 4 verbunden
ist. Der Ausgang des Transimpedanzverstärkers 4 ist mit dem
Eingang einer Verstärkeranordnung 5 verbunden.
Der Ausgang der Verstärkeranordnung 5 ist
an den Eingang eines Komparators 6 angeschlossen. Am Zwischensignalausgang 7 des
Komparators 6 liegt ein Zwischensignal zur weiteren Verarbeitung
durch die nachgeordnete Impulsformungsanordnung 9 an. Die
Impulsformungsanordnung 9 weist einen Ausgangssignalausgang 10 zur
Ausgabe eines Ausgangssignals auf. Eine eingangsseitig mit der Verstärkeranordnung 5 verbundene
Verstärkungsregulierungsanordnung 11 ist
ausgangsseitig mit dem Transimpedanzverstärker 4, der Verstärkeranordnung 5 und
dem Komparator 6 verbunden.
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Eine
Besonderheit der Schaltungsanordnung zu Lösung der Aufgabe der Erfindung
ist eine solche Dimensionierung der unteren 3dB-Frequenz des Empfängers, dass eine eindeutige
Identifizierung der aktiven Licht-Ein-Flanke und der zum gleichen Impuls
zugehörigen
passiven Licht-Aus-Flanke möglich
ist. Somit wird gewährleistet,
dass auch bei der größten Datenrate
der Empfängerausgang
noch innerhalb der Licht-An-Zeit in den Arbeitspunkt zurückkehrt,
so dass bei einer Licht-Aus-Flanke eine detektierbare negative Amplitude
erzeugt wird. Realisiert wird dies durch eine solche Dimensionierung
der Kapazitäten 3 an
den Transimpedanzverstärkereingängen 4,
dass ein Optimum zwischen der Differenzierung und dem Amplitudenverlust
innerhalb der Licht-An-Zeit eingestellt wird.
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Des
weiteren wird durch den Einsatz einer erfindungsgemäßen Komparator-Schaltungsanordnung 6,
welche es ermöglicht,
sowohl den positiven Signalteil des Ausgangssignals der Verstärkungsanordnung 5,
welcher durch eine Licht-Ein-Flanke verursacht wird und durch die
erste Impulsflanke abgebildet wird, als auch den negativen Signalteil,
welcher durch eine Licht-Aus-Flanke verursacht wird und durch die
zweite Impulsflanke abgebildet wird, voneinander getrennt und mit
jeweils separat regelbaren Ansprechschwellen und Hysteresewerten,
zu detektieren.
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Die
Regelung der Ansprechschwellen und der Hysteresewerte der Teilkomparatoren 12 und 13 wird
durch die Verstärkungsregulierungsanordnung 11 durchgeführt.
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Zur
Detektion der ersten und der zweiten Impulsflanke vom Differenzsignal
INP-INN, in der 4 durch die Eingangssignale
INP und INN dargestellt, besteht der in 4 dargestellte
Komparator 6 aus zwei invers angesteuerten Teilkomparatoren 12 und 13,
wobei bei beiden Teilkompa ratoren 12 und 13 gleichermaßen die
Möglichkeit
besteht, mit dem Signal 'Level' sowohl die Einschaltschwelle
als auch die Hysterese zu beeinflussen. Da die Schaltungsanordnung
zur Auswertung des Signals 'Level' in beiden Teilkomparatoren 12 und 13 identisch
ausgeführt, aber
den Amplitudenverhältnissen
von positiver und negativer Flanke des Ausgangssignals der Verstärkeranordnung 5 angepasst
dimensioniert ist, kann das Signal 'Level' nur einmal für beide Teilkomparatoren 12 und 13 erzeugt
und als eine Steuerspannung in die Teilkomparatoren 12 und 13 eingespeist
werden. Mit einer an die Teilkomparatoren 12 und 13 angeschlossenen
sequentiellen Logikschaltung wird sichergestellt, dass mit dem Einschalten
der Betriebsspannung über
eine am Eingang 'POC' angeschlossene nicht
näher dargestellte
Power-On/Clear- Schaltung über
das Gatter 14 und den Flipflop-Reset-Eingang des Flip-Flop 15 der
im Signalweg weiterhin verwendete invertierte Ausgang 'OUTN' auf High-Pegel liegt.
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Der
mit der ersten Impulsflanke vom Teilkomparator 12 ausgegebene
Low-High-Übergang
setzt das D-Flipflop 15 über dessen Takteingang auf High-Pegel,
da der Dateneingang von 15 fest auf High-Pegel liegt. Neben der
bereits beschriebenen Möglichkeit,
das Flipflop bei Power-On rückzusetzen, erfolgt
dies auch gleichberechtigt, wenn der Teilkomparator 13 gesteuert
durch die Licht-Aus-Flanke des Lichtimpulses über einen zweiten Eingang am
Gatter 14 einen Impuls an den Reset-Eingang des Flipflops 15 ausgibt.
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Des
weiteren ist über
einen dritten Reset-Eingriff am Gatter 14 sichergestellt,
dass unterhalb der Empfindlichkeitsgrenze, wenn beispielsweise der
Teilkomparator 12 die erste Impulsflanke gerade noch erkennt,
der Teilkomparator 13 aber beispielsweise auf Grund technologischer
Toleranzen nicht mehr anspricht, nach der maximal zugelassenen Impulspause,
beispielsweise lt. IrDA-Protokoll, die
Schaltung in den Ausgangszustand zurückgeführt wird. Dazu ist ein Zeitgeber 16 vorhanden,
dessen Zeitablauf mit jeder steigenden Flanke, welche der ersten
Impulsflanke entspricht, am Ausgang des Flipflop 15 neu
gestartet wird.
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Um
die eingangs dargestellte Funktionalität zwischen optischer Eingangsimpulsbreite
und elektrischer Ausgangsimpulsbreite zu erzielen, ist an den Ausgang
des Komparators 6 eine Impulsformungsanordnung 9 angeschlossen.
Diese kann die angedeutete Beeinflussung des Jitters durch die Jitterkorrekturanordnung 8 beinhalten.
Die sich anschließende
eigentliche Impulsformungsanordnung 9 ist zwingend erforderlich,
um die in 1 dargestellte Abhängigkeit
der Ausgangsimpulsbreite der elektrischen Impulse am Ausgangssignalausgang 10 der Impulsformungsanordnung 9 von
den optischen Eingangsimpulsbreiten zu erzielen. Dabei wird die
in 5 dargestellte Ausführungsform einer Impulsformungsanordnung 9 verwendet.
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Zur
Formung des digitalen Ausgangssignals 10 wird das Komparator-Ausgangssignal
OUTN, welches als Zwischensignal am Zwischensignalausgang 7 bereitsteht,
verwendet. Dieses Zwischensignal wird der digitalen Impulsformungsanordnung 9 zugeführt. Diese
besteht im allgemeinen Fall aus einer optionalen Jitterkorrekturanordnung 8 und
den in der 5 dargestellten digitalen Impulsformungseinheit.
Da die Jitterkorrekturanordnung 8 nicht Gegenstand der
hier beschriebenen Lösung
ist, soll sie hier nicht betrachtet werden. Die Jitterkorrekturanordnung 8 greift
nur insofern in die digitalen Abläufe ein, dass sie die Zeitlage
einer jeden fallenden Flanke beeinflusst und Zeitlagen-Unterschiede
ausgleicht. Für
die Impulsbreitenproblematik hat das keine entscheidende Bedeutung.
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Die
digitale Impulsformungsanordnung 9 besteht aus einer mit
dem Eingang INP der Anordnung verbundenen Signalverzögerungsanordnung 17, zwei
Schaltungen zur Formierung von Impulsen 18 und 19,
welche jeweils fest auf eine vom IrDA- Standard vorgegeben Mindestimpulslänge eines
Modus eingestellt sind, einer Zeitreferenzerzeugungsanordnung 20,
einem Negator 21, einem zweiten Flipflop 22 und
einem mit dem Ausgang der Anordnung verbundenen Multiplexer 23.
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Als
feste Impulsbreiten der Schaltung zur Formierung einer ersten Impulslänge 18 ist
eine MIR-Impulsbreite und in der Schaltung zur Formierung einer
zweiten Impulslänge 19 ist
eine SIR-Impulsbreite eingestellt. Der Entscheidungszeitpunkt wird
mittels der Zeitreferenzerzeugungsanordnung 20 eingestellt.
Dieser Zeitpunkt liegt in einem zweckmäßigen Bereich zwischen MIR-
und SIR-Modus. Der Vergleich zwischen der Impulsbreite des Eingangssignals
am Eingang INP und der von der Zeitreferenzerzeugungsanordnung 20 erzeugten
Referenzzeit beeinflusst das zweite Flipflop 22 derart, dass
nur dann das Flipflop 22 gesetzt und damit der Multiplexer 23 auf
die Schaltung zur Formierung einer zweiten Impulslänge 19 umgeschaltet
wird, wenn der Eingangsimpuls länger
als der Referenzimpuls ist.
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Anderenfalls
bleibt das zweite Flipflop 22 im Reset-Zustand und die
Schaltung zur Formierung einer ersten Impulslänge 18 ist über den
Multiplexer 23 auf den Ausgang geschaltet, wodurch der
kürzere MIR-Impuls
ausgegeben wird.
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Parallel
zu dieser beschriebenen Funktionsweise der Impulsformungsanordnung 9 wird
die Länge
des Eingangs-Impulses vom Eingang INP der Anordnung über ein
zweites Gatter 24 direkt auf den Ausgang OUT der Anordnung übertragen.
Dadurch wird sichergestellt, dass empfangene Impulsbreiten, welche
außerhalb
der von Anordnung 18 und 19 erzeugten Impulsbreiten
liegen, welche die jeweils minimale Impulsbreite eines jeden Protokollbereiches (MIR
oder SIR) garantieren, Impulslängengetreu
zum Ausgang OUT der Anordnung durchgeschaltet werden.
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- 1
- Fotodiode
- 2
- Vorspannungserzeugung
- 3
- Kapazität
- 4
- Transimpedanzverstärker
- 5
- Verstärkeranordnung
- 6
- Komparator
- 7
- Zwischensignalausgang
- 8
- Jitterkorrekturanordnung
- 9
- Impulsformungsanordnung
- 10
- Ausgangssignalausgang
- 11
- Verstärkungsregulierungsanordnung
- 12
- Teilkomparator „Licht
an"
- 13
- Teilkomparator „Licht
aus"
- 14
- erstes
Gatter
- 15
- erstes
Flipflop
- 16
- Zeitgeber
- 17
- Verzögerungsanordnung
- 18
- Schaltung
zur Formierung einer ersten Impulslänge
- 19
- Schaltung
zur Formierung einer zweiten Impulslänge
- 20
- Zeitreferenzerzeugungsanordnung
- 21
- Negator
- 22
- zweites
Flipflop
- 23
- Multiplexer
- 24
- zweites
Gatter