DE19719115A1 - Empfangs-Rauschsperrschaltung mit Funktion zum Ermitteln der Impulsbreite - Google Patents

Empfangs-Rauschsperrschaltung mit Funktion zum Ermitteln der Impulsbreite

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Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rauschsperr­ schaltung zum Beseitigen eines lauten Rauschens, das auf­ tritt, wenn keine Eingabe in einen Empfänger vorhanden ist, und besonders eine Rauschsperrschaltung mit einer Funktion zum Ermitteln einer Impulsbreite, die in der Lage ist, das Auftreten von durch Ermittlung empfangener Daten verursach­ ten Fehlern zu verhindern, indem zu einer Eingangsseite eine Funktion zum Ermitteln einer Impulsbreite, Ermitteln norma­ ler und anormaler Impulssignale empfangener Daten und ent­ sprechendes Einstellen einer Arbeitsweise der Rauschsperr­ schaltung hinzugefügt wird.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Wie in Fig. 1 gezeigt, enthält die herkömmliche Rauschsperrschaltung erste und zweite N-Kanal-Transistoren (12, 14), die entsprechend differentiellen Eingangssignalen (V+, V-) betrieben werden und parallel zueinander geschaltet sind, erste und zweite Lastwiderstände (R1, R2), die jeweils mit den Sourcen der ersten und zweiten N-Kanal-Transistoren (12, 14) verbunden sind, eine Stromquelle (16), die parallel zu den ersten und zweiten N-Kanal-Transistoren (12, 14) geschaltet ist, einen N-Kanal-Transistor (18), der mit der Stromquelle (16) verbunden ist und bei dem ein Gate und ein Drain miteinander verbunden sind, einen ersten Sourcewider­ stand (RS3), der zwischen die Source des N-Kanal-Transistors (18) und Masse geschaltet ist, einen ersten N-Kanal-Source­ transistor (22), der in Reihe mit einem zweiten Sourcewider­ stand (RS1) zwischen Masse und einen Ausgangsknoten des ersten Lastwiderstands (R1) geschaltet ist, einen ersten N-Kanal-Steuertransistor (24), der ein Reihe mit einem ersten veränderbaren Widerstand (RV1) zwischen Masse und den ersten Lastwiderstand (R1) geschaltet ist, einen zweiten N-Kanal-Source­ transistor (26), der in Reihe mit einem dritten Sour­ cewiderstand (RS2) zwischen Masse und einen Ausgangsknoten des zweiten Lastwiderstands (R2) geschaltet ist, einen zwei­ ten N-Kanal-Steuertransistor (28), der in Reihe mit einem zweiten veränderbaren Widerstand (RV2) zwischen Masse und den zweiten Lastwiderstand (R2) geschaltet ist, einen ersten Komparator (30), von dem ein invertierender Eingangsanschluß (-) mit einem Eingangsknoten des zweiten Lastwiderstands (R2) verbunden ist und von dem ein nichtinvertierender Ein­ gangsanschluß (+) mit einem Ausgangsknoten des ersten Last­ widerstands (R1) verbunden ist, und einen zweiten Komparator (32), von dem ein invertierender Anschluß mit dem Eingangs­ knoten des ersten Lastwiderstands (R1) verbunden ist und von dem ein nichtinvertierender Anschluß mit dem Ausgangsknoten des zweiten Lastwiderstands (R2) verbunden ist. Die ersten bis dritten Sourcewiderstände (RS3, RS1, RS2) sind angepaßt, die ersten und zweiten veränderbaren Widerstände (RV1, RV2) werden entsprechend einem eingegebenen Steuerspannungssignal (VCONTROL) gesteuert, und die Gates der ersten und zweiten N-Kanal-Sourcetransistoren (22, 26) und der ersten und zweiten N-Kanal-Steuertransistoren (24, 28) sind gemeinsam mit dem Gate des N-Kanal-Transistors (18) verbunden.
Die Bezugsziffer (10) bezeichnet allgemein die Rausch­ sperrschaltung, und (20) bezeichnet ein programmierbares Steuernetzwerk darin.
Die Arbeitsweise der Empfangs-Rauschsperrschaltung gemäß dem Stand der Technik mit dem obigen Aufbau wird nun ausführlich beschrieben.
Werden differentielle Eingangssignale (V+, V-), die in einem twisted pair (TP) bzw. verdrillten Leitungspaar-Kommu­ nikationskanal eingesetzt werden, in jeweilige Gates der N-Kanal-Eingangstransistoren (12, 14) eingegeben, werden die N-Kanal-Eingangstransistoren (12, 14) betrieben und folglich beginnt in der Stromquelle (16) ein Strom (I) zu fließen.
Beginnt der Strom (I) in der Stromquelle (16) zu flie­ ßen, wird der N-Kanal-Transistor (18) angeschaltet gehalten, da Drain und Gate des N-Kanal-Transistors (18) miteinander verbunden sind. Deshalb fließt der Strom (I) durch den N-Kanal-Transistor (18).
Die Gates der angepaßten N-Kanal-Sourcetransistoren (22, 26) und der N-Kanal-Steuertransistoren (24, 28) sind hier gemeinsam mit dem Gate des N-Kanal-Transistors (18) verbunden, um einen Stromspiegel zu bilden, und da die er­ sten bis dritten Sourcewiderstände (RS3, RS1, RS2) angepaßt sind, fließt der Strom (I) nur durch den N-Kanal-Transistor (18) und die N-Kanal-Sourcetransistoren (22, 26).
Die durch die N-Kanal-Steuertransistoren (24, 28) flie­ ßenden Ströme (I) werden jedoch entsprechend den Werten der gemäß dem eingegebenen Steuerspannungssignal (VS1) ein­ gestellten veränderbaren Widerstände (RV1, RV2) gesteuert.
Folglich tritt über den ersten und zweiten Lastwider­ ständen (R1, R2) eine Spannung (V) auf, die um eine Schwel­ lenspannung (VTH) der N-Kanal-Eingangstransistoren (12, 14) vermindert ist. Die Spannung (V) kann durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:
V = (I + kI)R2(0 < k < 1) (1)
Es ist folglich ersichtlich, daß die Schwellenspannun­ gen entsprechend dem eingegebenen Steuerspannungssignal (VCONTROL) verändert werden.
Der erste Komparator (30) nimmt hier über seinen inver­ tierenden Eingangsanschluß (-) die am Eingangsknoten des zweiten Lastwiderstands (R2) auftretende Spannung, und über Seinen nichtinvertierenden Eingangsanschluß (+) die am Aus­ gangsknoten des ersten Lastwiderstands (R1) auftretende Spannung auf, und vergleicht die Spannungen. Dadurch gibt der erste Komparator (30) eine positive Schwellenspannung (VTHP) aus.
Um aus dem ersten Komparator (30) einen Ausgabewert mit Pegel High-Pegel zu erhalten, muß die über seinen invertie­ renden Eingangsanschluß (-) eingegebene Spannung um den Wert der vom ersten Komparator (30) ausgegebenen positiven Schwellenspannung (VTHP) höher als die über seinen nicht in­ vertierenden Eingangsanschluß (+) eingegebene Spannung sein.
Um aus dem zweiten Komparator (32) einen Ausgabewert mit High-Pegel zu erhalten, muß entsprechend die über seinen invertierenden Eingangsanschluß (-) eingegebene Spannung um den Wert der negativen Schwellenspannung (VTHN) höher als die über seinen nichtinvertierenden Eingangsanschluß (+) eingegebene Spannung sein.
Wie in Fig. 2 gezeigt, kann zum Einstellen der Werte der Schwellenspannungen (VTHN, VTHP) in der Rauschsperrschal­ tung (10) das programmierbare Steuernetzwerk (20) von Fig. 1 durch eine Schaltung ersetzt werden, in der MOS-Transistoren (52, 54, 56, 58) in Reihe mit Steuertransistoren (52', 54', 56', 58') geschaltet sind, die entsprechend Gate-Treibe­ signalen (VCONTROL1-VCONTROL4) an- oder abgeschaltet werden, und parallel zu einem in Reihe mit einem Stromspiegeltransi­ stor (50') geschalteten Stromspiegeltransistor (50) geschal­ tet sind.
Das bedeutet, daß entsprechend den Gate-Treibesignalen (VCONTROL1-VCONTROL4) , die mehrbittige digitale Eingaben sind, bestimmt wird, ob die Steuertransistoren (52', 54', 56', 58') an- oder abgeschaltet werden, und deren Arbeitsweise wird nun ausführlich beschrieben.
Sind zum Beispiel die Gate-Treibesignale (VCONTROL1, VCONTROL3) auf High-Pegel und die Gate-Treibesignale (VCONTROL2, VCONTROL4) auf Low-Pegel, werden die Steuertransi­ storen (52', 56') angeschaltet und die Steuertransistoren (54', 58') abgeschaltet.
Da das Gate des Stromspiegeltransistors (50), dessen Drain und Gate miteinander verbunden sind, mit den Gates der Steuertransistoren (52, 54, 56, 58) verbunden ist, bleiben die Steuertransistoren (52, 54, 56, 58) angeschaltet.
Folglich kann die entsprechend dem programmierbaren Steuernetzwerk (20) bestimmte Schwellenspannung (VTH) durch die folgende Gleichung (2) entsprechend dem durch den Strom­ spiegeltransistor (50) bestimmten Strom (I) und dem durch die Steuertransistoren (52, 52', 56, 56') bestimmten Strom (4I) ausgedrückt werden:
VTH = (I + 41)R1 (2)
Bestimmen die Steuertransistoren des programmierbaren Steuernetzwerks (20) wie oben beschrieben den Wert eines Stroms entsprechend einer mehrbittigen digitalen Eingabe, bestimmt der hier festgelegte Stromwert entsprechend den Lastwiderständen (R1, R2) den Wert der Schwellenspannung der Rauschsperrschaltung.
Unter Verwendung des Werts der Schwellenspannung wird in empfangenen Daten auftretendes Rauschen, das unterhalb der Schwellenspannung liegt, beseitigt.
Das Verfahren zur Steuerung eines Pegels der Schwellen­ spannung in der Rauschsperrschaltung, um, wie oben beschrie­ ben, Rauschen in den eingegebenen Daten zu beseitigen, ist im US Patent Nr. 5,408,694, erteilt am 18. April 1995, be­ schrieben.
Im oben beschriebenen Stand der Technik ermittelt die Rauschsperrschaltung, die die Schwellenspannung bestimmt, aber nur den Pegel, führt jedoch keine zeitliche Überprüfung eines eingegebenen Signals durch, was einen Fehler bei der Erkennung eingegebener Daten verursachen kann.
Falls ein in einem Übertragungssystem auftretendes Problem eine Datenverzögerung verursacht, wird folglich im Datenübertragungssystem ein Hindernis oder Fehler erzeugt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist folglich Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Empfangs-Rauschsperrschaltung mit einer Funktion zum Ermitteln einer Impulsbreite bereitzustellen, die in der Lage ist, Datenverzögerung oder ein Hindernis oder einen Fehler in einem Übertragungssystem zu verhindern, indem eine Funktion zum Ermitteln einer Impulsbreite zu einer Eingangs- Seite hinzugefügt wird und ermittelt wird, ob Daten eingege­ ben werden oder nicht.
Um das obige Ziel zu erreichen, wird eine verbesserte Empfangs-Rauschsperrschaltung gemäß der vorliegenden Erfin­ dung mit einer Funktion zum Ermitteln einer Impulsbreite bereitgestellt, die eine Vielzahl von Stromquellen zum Lie­ fern einer vorbestimmten Strommenge entsprechend einer ge­ lieferten Leistungsmenge, eine Vielzahl von MOS-Transistoren zum Ermitteln einer Impulsbreite eingegebener Daten entspre­ chend differentiellen Eingabesteuersignalen, und eine Viel­ zahl von Komparatoren für eine Impulsermittlung zum Verglei­ chen der Breite eines über die MOS-Transistoren empfangenen Impulssignals mit einem Standardwert, und um zu ermitteln, ob das empfangene Impulssignal normal oder anormal ist, enthält.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird aus der unten gegebenen ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, die nur zur Darstellung dienen, und somit die vorliegende Erfindung nicht beschränken, besser verständlich.
Fig. 1 ist ein schematischer Schaltplan einer Rauschsperrschaltung gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 2 ist ein schematischer Schaltplan eines program­ mierbaren Steuernetzwerks der Schaltung von Fig. 1;
Fig. 3 ist ein schematischer Schaltplan einer Emp­ fangs-Rauschsperrschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 4A bis 4C sind Wellenformdiagramme von Eingangs- und Ausgangssignal jeder Einheit der Schaltung von Fig. 3.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
Wie in Fig. 3 gezeigt, enthält eine Empfangs-Rausch­ sperrschaltung mit einer Funktion zum Ermitteln einer Im­ pulsbreite eines empfangenen Signals: mit einem Haupt-Stromversorgungsanschluß verbundene Stromquellen (I1, I2), um jeweils entsprechend dem Einspeisen einer Leistung in die Schaltung einen Strom zu liefern, Eingangstransistoren (50, 51) zum Ermitteln empfangener Datensignale, indem sie ent­ sprechend differentiellen Eingangssignalen (V+, V-) an- oder abgeschaltet werden, Komparatoren (70, 80), um jeweils eine Impulsbreitenermittlung durchzuführen, indem durch Verglei­ chen einer Impulsbreite der über parallel zu den Eingang­ stransistoren (50, 51) geschaltete Kapazitäten (C1, C2) eingegebenen Signale mit einem Standardwert ermittelt wird, ob eine Impulsbreite der durch die jeweiligen Eingangstran­ sistoren (50, 51) ermittelten Signale normal oder anormal ist, und N-Kanal-Eingangstransistoren (12, 14), die jeweils parallel zu den Eingangstransistoren (50, 51) geschaltet sind, zum Aufnehmen der differentiellen Eingangssteuersigna­ le (V+, V-) über deren Gates. Die anderen Einzelheiten des Aufbaus stimmen mit denen der in Fig. 1 gezeigten Schaltung nach dem Stand der Technik überein.
Die Arbeitsweise der vorliegenden Erfindung mit dem obigen Aufbau wird nun ausführlich beschrieben.
Werden die in Fig. 4A gezeigten normalen differentiel­ len Eingangssignale (V+, V-) jeweils in die Gates von N-Kanal-Eingangstransistoren (12, 14) und Eingangstransistoren (50, 51) des Impulsbreitendetektors (100) eingegeben, werden die Eingangstransistoren (50, 51) an- oder abgeschaltet und erzeugen folglich entsprechend den Stromquellen (I1, I2) und den Kondensatoren (C1, C2) die in Fig. 4B gezeigte Wellen­ form.
Die oben erzeugte Wellenform wird in die nichtinvertie­ renden Anschlüsse (+) der Komparatoren (70, 80) eingegeben und mit einem über deren invertierende Anschlüsse (-) einge­ gebenen Standardwert verglichen, und ein resultierendes Signal wird von diesen ausgegeben.
Das bedeutet, wenn das über die nichtinvertierenden Anschlüsse (+) der Komparatoren (70, 80) eingegebene Impuls­ signal ein Impulssignal mit normaler Breite, wie in Fig. 4A gezeigt, ist, werden Signale (Cout1, Cout2) mit Low-Pegel, wie in Fig. 4C gezeigt, ausgegeben, und wenn ein Impuls­ signal mit einer Impulsbreite, die schmäler als eine normale Impulsbreite ist, eingegeben wird, wird von den Komparatoren (70, 80) ein Signal mit High-Pegel ausgegeben.
Sind die Ausgangssignale (Cout1, Cout2) der Komparato­ ren (70, 80) auf Low-Pegel und ist das Impulssignal der empfangenen Daten in einem Normalzustand, werden die N-Kanal-Eingangstransistoren (12, 14) der Rauschsperrschaltung entsprechend den differentiellen Eingangssignalen (V+, V-), wie in Fig. 4A gezeigt, betrieben, und ein Strom (I) beginnt in der Stromquelle (16) zu fließen.
Beginnt der Strom (I) in der Stromquelle (16) zu flie­ ßen, bleibt der N-Kanal-Transistor (18) angeschaltet, da Drain und Gate des N-Kanal-Transistors (18) miteinander ver­ bunden sind, und der Strom (I) beginnt, durch den N-Kanal-Transistor (18) zu fließen.
Die Gates der angepaßten N-Kanal-Sourcetransistoren (22, 26) und der N-Kanal-Steuertransistoren (24, 28) sind hier gemeinsam mit dem Gate des N-Kanal-Transistors (18) verbunden, um einen Stromspiegel zu bilden. Da die ersten bis dritten Sourcewiderstände (RS3, RS1, RS2) angepaßt sind, fließt der Strom (I) durch den N-Kanal-Transistor (18) und die N-Kanal-Sourcetransistoren (22, 26).
Da jedoch die durch die N-Kanal-Steuertransistoren (24, 28) fließenden Ströme entsprechend den Werten der veränder­ baren Widerstände (RV1 RV2) gesteuert werden, die jeweils entsprechend dem eingegebenen Steuerspannungssignal (VCONTROL) eingestellt werden, fließen die entsprechend dem Widerstandswert gesteuerten Ströme durch die N-Kanal-Steuer­ transistoren (24, 28), und stimmen nicht mit dem Strom durch die N-Kanal-Sourcetransistoren (22, 26) überein.
Der erste Komparator (30) nimmt hier über seinen inver­ tierenden Eingangsanschluß (-) die in einen Eingangsknoten des zweiten Lastwiderstands (R2) eingegebene Spannung und über seinen nichtinvertierenden Eingangsanschluß (+) die in einen Ausgangsknoten des ersten Lastwiderstands (R1) einge­ gebene Spannung auf und vergleicht die Spannungen. Dann wird eine resultierende positive Schwellenspannung (VTHP) ausge­ geben. Der zweite Komparator (32) nimmt über seinen inver­ tierenden Eingangsanschluß (-) die in einen Eingangsknoten des ersten Lastwiderstands (R1) eingegebene Spannung und über seinen nichtinvertierenden Eingangsanschluß (+) die in einen Ausgangsknoten des zweiten Lastwiderstands (R2) einge­ gebene Spannung auf und vergleicht die beiden Spannungen. Dann wird eine resultierende negative Schwellenspannung (VTHN) ausgegeben.
Werden durch den Impulsbreitendetektor (100) die Daten mit einem Impulssignal mit normaler Impulsbreite ermittelt, wird folglich der Pegel der Schwellenspannung in der Rausch­ sperrschaltung im programmierbaren Steuernetzwerk (20) be­ stimmt.
Somit wird zuerst ermittelt, ob die eingegebenen Daten normal oder anormal sind, und der Pegel der Schwellenspan­ nung der Rauschsperrschaltung wird bestimmt. Dadurch wird, ob Daten empfangen werden oder nicht, eine resultierende Beseitigung von Rauschen exakt ausgeführt, was ermöglicht, eine Ermittlung von normalen oder anormalen Daten genauer durchzuführen, wenn in einem Kommunikationssystem wie bei­ spielsweise einem LAN ein Fehler auftritt.
Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung zum Zweck der Darstellung beschrieben wurden, werden Fach­ leute erkennen, daß verschiedene Modifikationen, Zusätze und Ersetzungen möglich sind, ohne vom Geist und Bereich der Erfindung, wie in den beigefügten Patentansprüchen darge­ stellt, abzuweichen.

Claims (2)

1. In einer Rauschsperrschaltung, die eine Schwellenspan­ nung durch Verwendung eines Steuertransistors eines program­ mierbaren Steuernetzwerks einstellt, zum Beseitigen von Rauschen in einem empfangenen Datensignal mit einem Pegel unterhalb der in einem Komparator eingestellten Schwellen­ spannung, die Verbesserung, die umfaßt:
eine Empfangs-Rauschsperrschaltungseinrichtung zum Ermitteln einer Impulsbreite des empfangenen Datensignals, die sich vor dem Komparator zum Detektieren, ob ein eingege­ benes Datensignal eine normale oder anormale Impulsbreite aufweist, befindet, und die ein resultierendes Detektions­ signal ausgibt.
2. Verbesserte Rauschsperrschaltung nach Anspruch 1, bei der die Empfangs-Rauschsperrschaltungseinrichtung umfaßt:
eine Vielzahl von Stromquellen (I1, I2), um jeweils entsprechend einer gelieferten Leistung eine vorbestimmte Strommenge zu liefern;
eine Vielzahl von MOS-Transistoren (50, 51) zum Ermit­ teln einer Impulsbreite eines eingegebenen differentiellen Datensignals (V+, V-); und
eine Vielzahl von Spannungskomparatoren (70, 80) zum Vergleichen der ermittelten Impulsbreite des über die MOS-Transistoren (50, 51) eingegebenen differentiellen Datensi­ gnals (V+, V-) mit einem Standardwert und um zu entscheiden, ob die ermittelte Impulsbreite normal ist.
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