DE19719115B4 - Empfangs-Rauschsperrschaltung mit Funktion zum Ermitteln der Impulsbreite - Google Patents

Empfangs-Rauschsperrschaltung mit Funktion zum Ermitteln der Impulsbreite Download PDF

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Abstract

Rauschsperrschaltung, die eine Schwellenspannung durch Verwendung eines Steuertransistors eines programmierbaren Steuernetzwerks einstellt, zum Beseitigen von Rauschen in einem empfangenen Datensignal mit einem Pegel unterhalb der in einem Komparator eingestellten Schwellenspannung, mit:
– einer Empfangs-Rauschsperrschaltungseinrichtung zum Ermitteln einer Impulsbreite des empfangenen Datensignals, die sich vor dem Komparator zum Detektieren, ob ein eingegebenes Datensignal eine normale oder anormale Impulsbreite aufweist, befindet, und die ein resultierendes Detektionssignal ausgibt; wobei die Empfangs-Rauschsperrschaltungseinrichtung umfaßt:
– eine Vielzahl von MOS-Transistoren (50, 51) zum Empfangen des Datensignals und zum Ermitteln einer Impulsbreite eines eingegebenen differentiellen Datensignals (V+, V–); und
– eine Vielzahl von Spannungskomparatoren (70, 80), die mit der Vielzahl von MOS-Transistoren (50, 51) verbunden sind, zum Vergleichen der ermittelten Impulsbreite des über die MOS-Transistoren (50, 51) eingegebenen differentiellen Datensignals (V+, V–) mit einem Standardwert und um zu entscheiden, ob die ermittelte Impulsbreite normal ist;
dadurch gekennzeichnet, dass
die Empfangs-Rauschsperrschaltungseinrichtung umfasst:...

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Bereich der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rauschsperrschaltung zum Beseitigen eines lauten Rauschens, das auftritt, 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 verursachten Fehlern zu verhindern, indem zu einer Eingangsseite eine Funktion zum Ermitteln einer Impulsbreite, Ermitteln normaler und anormaler Impulssignale empfangener Daten und entsprechendes Einstellen einer Arbeitsweise der Rauschsperrschaltung hinzugefügt wird.
  • Wie in 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 Sourcewiderstand (RS3), der zwischen die Source des N-Kanal-Transistors (18) und Masse geschaltet ist, einen ersten N-Kanal-Sourcetransistor (22), der in Reihe mit einem zweiten Sourcewiderstand (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-Sourcetransistor (26), der in Reihe mit einem dritten Sourcewiderstand (RS2) zwischen Masse und einen Ausgangsknoten des zweiten Lastwiderstands (R2) geschaltet ist, einen zweiten 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 Eingangsanschluß (+) mit einem Ausgangsknoten des ersten Lastwiderstands (R1) verbunden ist, und einen zweiten Komparator (32), von dem ein invertierender Anschluß mit dem Eingangsknoten 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 Rauschsperrschaltung, 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-Kommunikationskanal 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 fließen, 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 ersten 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) fließenden Ströme (I) werden jedoch entsprechend den Werten der gemäß dem eingegebenen Steuerspannungssignal (VCONTROL) eingestellten veränderbaren Widerstände (RV1, RV2) gesteuert.
  • Folglich tritt über den ersten und zweiten Lastwiderständen (R1, R2) eine Spannung (V) auf, die um eine Schwellenspannung (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 Schwellenspannungen entsprechend dem eingegebenen Steuerspannungssignal (VCONTROL) verändert werden.
  • Der erste Komparator (30) nimmt hier über seinen invertierenden Eingangsanschluß (–) die am Eingangsknoten des zweiten Lastwiderstands (R2) auftretende Spannung, und über seinen nichtinvertierenden Eingangsanschluß (+) die am Ausgangsknoten 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 invertierenden Eingangsanschluß (–) eingegebene Spannung um den Wert der vom ersten Komparator (30) ausgegebenen positiven Schwellenspannung (VTHP) höher als die über seinen nichtinvertierenden 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 2 gezeigt, kann zum Einstellen der Werte der Schwellenspannungen (VTHN, VTHP) in der Rauschsperrschaltung (10) das programmierbare Steuernetzwerk (20) von 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-Treibersignalen (VCONTROL1–VCONTROL4) an- oder abgeschaltet werden, und parallel zu einem in Reihe mit einem Stromspiegeltransistor (50') geschalteten Stromspiegeltransistor (50) geschaltet sind.
  • Das bedeutet, daß entsprechend den Gate-Treibersignalen (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-Treibersignale (VCONTROL1, VCONTROL3) auf High-Pegel und die Gate-Treibesignale (VCONTROL2, VCONTROL4) auf Low-Pegel, werden die Steuertransistoren (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 Stromspiegeltransistor (50) bestimmten Strom (I) und dem durch die Steuertransistoren (52, 52', 56, 56') bestimmten Strom (4I) ausgedrückt werden: VTH = (I + 4I)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 Schwellenspannung in der Rauschsperrschaltung, um, wie oben beschrieben, Rauschen in den eingegebenen Daten zu beseitigen, ist im US Patent Nr. 5,408,694, erteilt am 18. April 1995, beschrieben.
  • 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.
  • US-Patent 5,285,481 offenbart eine Rauschsperrschaltung mit einer Einrichtung zum Ermitteln der Impulsbreite eines empfangenen Datensignals, ob das eingegebene Datensignal eine normale oder anormale Impulsbreite aufweist, und zur Ausgabe eines resultierenden Detektionssignals. Die Einrichtung ist parallel zu einem Komparator angeordnet, mit dem der Pegel des Datensignals mit einer Schwellenspannung verglichen wird, um Datensignale mit einem darunterliegenden Pegel zu beseitigen. Zur Ermittlung der Impulsbreite des Datensignals weist die Einrichtung Zeitgeber auf.
  • US-Patent 5,418,821 offenbart eine mit der Schaltung von US 5,285,481 vergleichbare Raussperrschaltung, bei der zur Ermittlung der Impulsbreite eines empfangenen Datensignals Zähler verwendet werden.
    •
  • AUFGABE 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 Eingangsseite hinzugefügt wird und ermittelt wird, ob Daten eingegeben werden oder nicht.
    •
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Um das obige Ziel zu erreichen, wird eine verbesserte Empfangs-Rauschsperrschaltung gemäß Anspruch 1 mit einer Funktion zum Ermitteln einer Impulsbreite bereitgestellt.
  • 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.
  • 1 ist ein schematischer Schaltplan einer Rauschsperrschaltung gemäß dem Stand der Technik;
  • 2 ist ein schematischer Schaltplan eines programmierbaren Steuernetzwerks der Schaltung von 1;
  • 3 ist ein schematischer Schaltplan einer Empfangs-Rauschsperrschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung; und
  • 4A bis 4C sind Wellenformdiagramme von Eingangs- und Ausgangssignal jeder Einheit der Schaltung von 3.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
  • Wie in 3 gezeigt, enthält eine Empfangs-Rauschsperrschaltung mit einer Funktion zum Ermitteln einer Impulsbreite 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 entsprechend differentiellen Eingangssignalen (V+, V–) an- oder abgeschaltet werden, Komparatoren (70, 80), um jeweils eine Impulsbreitenermittlung durchzuführen, indem durch Vergleichen einer Impulsbreite der über parallel zu den Eingangstransistoren (50, 51) geschaltete Kapazitäten (C1, C2) eingegebenen Signale mit einem Standardwert ermittelt wird, ob eine Impulsbreite der durch die jeweiligen Eingangstransistoren (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 Eingangssteuersignale (V+, V–) über deren Gates. Die anderen Einzelheiten des Aufbaus stimmen mit denen der in 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 4A gezeigten normalen differentiellen 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 4B gezeigte Wellenform.
  • Die oben erzeugte Wellenform wird in die nichtinvertierenden Anschlüsse (+) der Komparatoren (70, 80) eingegeben und mit einem über deren invertierende Anschlüsse (–) eingegebenen Standardwert verglichen, und ein resultierendes Signal wird von diesen ausgegeben.
  • Das bedeutet, wenn das über die nichtinvertierenden Anschlüsse (+) der Komparatoren (70, 80) eingegebene Impulssignal ein Impulssignal mit normaler Breite, wie in 4A gezeigt, ist, werden Signale (Cout1, Cout2) mit Low-Pegel, wie in 4C gezeigt, ausgegeben, und wenn ein Impulssignal 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 Komparatoren (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 4A gezeigt, betrieben, und ein Strom (I) beginnt in der Stromquelle (16) zu fließen.
  • Beginnt der Strom (I) in der Stromquelle (16) zu fließen, bleibt der N-Kanal-Transistor (18) angeschaltet, da Drain und Gate des N-Kanal-Transistors (18) miteinander verbunden 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 veränderbaren 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-Steuertransistoren (24, 28), und stimmen nicht mit dem Strom durch die N-Kanal-Sourcetransistoren (22, 26) überein.
  • Der erste Komparator (30) nimmt hier über seinen invertierenden Eingangsanschluß (–) die in einen Eingangsknoten des zweiten Lastwiderstands (R2) eingegebene Spannung und über seinen nichtinvertierenden Eingangsanschluß (+) die in einen Ausgangsknoten des ersten Lastwiderstands (R1) eingegebene Spannung auf und vergleicht die Spannungen. Dann wird eine resultierende positive Schwellenspannung (VTHP) ausgegeben. Der zweite Komparator (32) nimmt über seinen invertierenden Eingangsanschluß (–) die in einen Eingangsknoten des ersten Lastwiderstands (R1) eingegebene Spannung und über seinen nichtinvertierenden Eingangsanschluß (+) die in einen Ausgangsknoten des zweiten Lastwiderstands (R2) eingegebene 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 Rauschsperrschaltung im programmierbaren Steuernetzwerk (20) bestimmt.
  • Somit wird zuerst ermittelt, ob die eingegebenen Daten normal oder anormal sind, und der Pegel der Schwellenspannung 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 beispielsweise einem LAN ein Fehler auftritt.

Claims (3)

  1. Rauschsperrschaltung, die eine Schwellenspannung durch Verwendung eines Steuertransistors eines programmierbaren Steuernetzwerks einstellt, zum Beseitigen von Rauschen in einem empfangenen Datensignal mit einem Pegel unterhalb der in einem Komparator eingestellten Schwellenspannung, mit: – einer Empfangs-Rauschsperrschaltungseinrichtung zum Ermitteln einer Impulsbreite des empfangenen Datensignals, die sich vor dem Komparator zum Detektieren, ob ein eingegebenes Datensignal eine normale oder anormale Impulsbreite aufweist, befindet, und die ein resultierendes Detektionssignal ausgibt; wobei die Empfangs-Rauschsperrschaltungseinrichtung umfaßt: – eine Vielzahl von MOS-Transistoren (50, 51) zum Empfangen des Datensignals und zum Ermitteln einer Impulsbreite eines eingegebenen differentiellen Datensignals (V+, V–); und – eine Vielzahl von Spannungskomparatoren (70, 80), die mit der Vielzahl von MOS-Transistoren (50, 51) verbunden sind, zum Vergleichen der ermittelten Impulsbreite des über die MOS-Transistoren (50, 51) eingegebenen differentiellen Datensignals (V+, V–) mit einem Standardwert und um zu entscheiden, ob die ermittelte Impulsbreite normal ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangs-Rauschsperrschaltungseinrichtung umfasst: – eine Vielzahl von Kapazitäten (C1, C2), die mit der Vielzahl von MOS-Transistoren (50, 51) und der Vielzahl von Spannungskomperatoren (70, 30) parallel verbunden sind, wobei die Kapazitäten (C1, C2) dazu beitragen, eine Wellenform zu erzeugen, die mit dem Standardwert verglichen wird.
  2. Rauschsperrschaltung nach Anspruch 1, bei der die Kapazitäten (C1, C2) dazu dienen, gemeinsam mit den MOS-Transistoren (50, 51) und einer Vielzahl von Stromquellen (I1, I2) die Wellenform zu erzeugen, die mit dem Standardwert verglichen wird.
  3. Rauschsperrschaltung nach Anspruch 2, bei der die Empfangs-Rauschsperrschaltungseinrichtung die Vielzahl von Stromquellen (I1, I2) umfaßt, um jeweils entsprechend einer gelieferten Leistung eine vorbestimmte Strommenge zu liefern.
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