NO883870L

NO883870L - Digital mottaker med doble referanser.

Info

Publication number: NO883870L
Application number: NO883870A
Authority: NO
Inventors: Michael Ugenti
Original assignee: Grumman Aerospace Corp
Priority date: 1986-12-31
Filing date: 1988-08-30
Publication date: 1988-08-30
Also published as: NO883870D0; US4745365A; JPH01501830A; AU1153988A; WO1988005227A1; CN87108294A; EP0294468A4; GR872085B; IL84899A0; EP0294468A1

Description

Oppfinnelsen angår en digital mottaker, og mer spesielt en sådan mottaker omfattende analoge komparatorer som er innrettet for omkopling av et inngangssignal ved flere referansenivåer.

Ved en rekke anvendelser av digitale mottakere eksisterer det et behov for sammenlikning av innkommende, analoge og digitale signaler med på forhånd valgte referansenivåer, og generering av et digitalt utgangssignal i avhengig-het av disse.

Selv om komparatorkretser er velkjente i teknikken, blir de tradisjonelt benyttet i forbindelse med enkeltstående referansenivåer. Det ville være meget fordelaktig for en digital mottaker å være innrettet for høyfrekvensdrift med høye og lave referansenivåer, der hvor inngangssignalet har et støyinnhold. Videre ville det være meget ønskelig å maksi-malisere konstruksjonen av en sådan krets slik at den kunne innlemmes i en hybrid, enkeltstående, innebygd enhet (in-line package).

Den foreliggende oppfinnelse omfatter to høyhastig-hets, analoge komparatorer som er innrettet for omkopling ved på forhånd valgte referansenivåer med høy hastighet.

I den foretrukne utførelse er høye og lave referanseinnganger tilveiebrakt for respektive komparatorer, slik at inngangssignalet kan gi to digitale utgangssignaler med forskjellige pulsbredder.

Hysteresekontroll er tilveiebrakt for hver av komparatorene, slik at omkoplingsvirkning ved hjelp av komparatorene inntreffer når normale støykomponenter er til stede i inngangssignalet. I en prototypkonstruksjon oppviste den foreliggende oppfinnelse drift innenfor 50 mW (høy hastighet) og 100 mV (lav hastighet) ved driftsfrekvenser på 50 MHz.

De ovennevnte formål og fordeler med oppfinnelsen vil bli klarere forstått når de overveies i forbindelse med de ledsagende tegninger, der fig. 1 viser et koplingsskjema av den foreliggende oppfinnelse, fig. 2A viser en opptegning av et inngangssignal til kretsanordningen på fig. 1, fig. 2B viser en opptegning av et første utgangssignal fra kretsanordningen på fig. 1, fig. 2C viser en opptegning av et komple- mentært utgangssignal fra kretsanordningen på fig. 1, fig. 3A viser en opptegning av et trekantet inngangssignal til kretsanordningen på fig. 1, og som er utsatt for et hysterese-styresignal fra kretsanordningen på fig. 1, og fig. 3B viser en opptegning avet digitalt utgangssignal fra kretsanordningen på fig. 1 som et resultat av hysteresekontroll.

Idet det henvises til tegningene og nærmere bestemt til fig. 1, er et inngangssignal tilveiebrakt på en klemme 10 av en digital mottaker 8 ifølge oppfinnelsen. Som et typisk eksempel tilveiebringes et sinusformet signal, slik som vist ved 12, selv om det kan gis plass for andre bølgeformer. Inngangssignalet på klemmen 10 sammenliknes i en komparator 14 med et første referansesignal som fremkommer på en klemme 16. Hver gang inngangssignalet 12 passerer gjennom referanse-nivået, omkoples komparatoren 14, slik at det på komparatorens 14 utgangsledning 18 frembringes et pulsutgangssignal, slik som vist ved 19. Denne omkoplingsvirkning er klarere vist på fig. 2Aog 2B. Bredden av pulsen 19 er bestemt av komparatorens omkoplingspunkter A og B. Komparatoren 14 er forsynt med en positiv utgangsledning 18 og en komplementær eller invertert ledning 20 som genererer det samme utgangssignal, men invertert, som vist med henvisnings tallet 21 ved utgangsledningen 20, og som nærmere vist på fig. 2C. Utgangen 1 på komparatorens 14 utgang tilveiebringer således positivt-og negativtgående, omformede utgangssignaler.

Samtidig med genereringen av signaler på utgangen 1 kan inngangssignalet på klemmen 10 tilføres til en andre komparator 22 via en ledning 24, slik at pulsutgangssignaler 27, 29 med forskjellig pulsbredde kan genereres samtidig på komparatorens 22 utgangsledninger 26 og 28 (utgang 2) sammen-liknet med utgangen 1. Dette nødvendiggjør at den andre komparator 22 forsynes med et andre, på forhånd valgt referanse-nivå som er forholdsvis lavere enn det som tilveiebringes på referanseinngangsklemmen 16.

Først betraktes den øvre del av mottakeren 8 som genererer utgangssignalet på utgangen 1. Inngangssignalet dempes ved hjelp av en svekker 32 som inneholder spenningsdelermotstander 36 og 38. Forbindelsespunktet mellom mot- standene er via en ledning 40 forbundet med komparatorens 14 positive inngang 42. Svekkeren setter mottakeren 8 i stand til å ta hensyn til forskjellige inngangssignaler med forholdsvis høy amplitude. En variabel kondensator 34 er koplet over spenningsdelermotstanden 36 for å tilpasse svekkerens impedans til komparatorens 14 inngangsimpedans. For å kompensere for den iboende, forskjøvne spenning på komparatorens 14 positive inngang, er en variabel motstand 44 koplet til spenningsdelermotstanden 38 via en forbindelsesledning 45.

Re f eransespenningen med høyt nivå fra klemmen 16 innmates til en andre spenningssvekker 46 som inneholder spen-ningsdelermot s tander 48 og 50. For å kompensere forden for-skjøvne spenning på komparatorens 14 negative klemme 47, er en variabel motstand 54 koplet til spenningsdelermotstanden 50 via en ledning 55. For å låse eller fiksere inngangssvinget på komparatoren 14, erdioder56 og 58 reverstilkoplet mellom komparatorens 14 positive inngang 42 og respektivt motsatte fikseringsspenningspotensialer.

Ved mange anvendelser av den foreliggende mottaker er komparatoren beregnet å utføre sin omkoplings funksjon ved null volt. I de fleste praktiske situasjoner viser selvsagt et normalt signal/støy-forhold for kretsanordningen en støy-signalkomponent som må behandles. For å gjøre den foreliggende kretsanordning immun mot sådan støy, er en hysteresestyrekrets 66 anordnet som vist på fig. 1. Kretsen er i form av en resi-stiv svekkerkrets med en variabel motstand 64 og en fast motstand 62. Etter å ha gjennomgått svekning eller dempning presenterer hysteresespenningen Vu en likespenning for komparatorenes 14 og 22 inngangsklemmer 69 via en forbindelsesledning 67. Virkningen av hysteresekontrollen er vist på fig. 3A hvor det er vist et trekantet inngangssignal til klemmen 10. I stedet for å bevirke omkoplingen av komparatoren 14 ved de viste nullgjennomgangspunkter, vil hysteresekontrollen forskyve omkoplingspunktene til C og D, idet nivået av disse punkter er valgt for å unngå omkopling som følge av amplituden av en normal støykomponent. Som et resultat er utgangssignalet, for eksempel på utgangsledningen 20, pulsen 21' som er vist på fig. 3B.

Den gjenværende kretsanordning som er vist på fig. 1, som angår den nedre halvdel av mottakeren 8, likner på den som nettopp er beskrevet. Således er en svekker 68 anordnet for komparatorens 22 positive inngang. Svekkeren 68 likner på svekkeren 32 og omfatter spenningsdelermotstander 72 og 74. Kondensatoren 70 er justerbar og tjener den samme impedanstilpassende funksjon som kondensatoren 34 i svekkeren 32. Forskyvningskompensasjon for komparatorens 22 positive inngang 80 oppnås ved hjelp av en variabel motstand 78 som er koplet til spenningsdelermotstanden 74. Spenningsnivå-fikserende dioder 96 og 98 arbeider på samme måte som tidligere beskrevet i forbindelse med diodene 56 og 58.

En andre referansespenning er tilveiebrakt til mottakeren på en inngangsklemme 30, og denne referansespenning gjennomgår svekking i en svekker 82 som har spenningsdelermotstander 86, 88 og er konstruert identisk med svekkeren 46, og som svekker referansesignalet før- dettes tilføresel til komparatorens 22 negative inngang 84. Liksom i tilfellet med den variable motstand 54 er den variable motstand 92 serie-koplet i en ledning 94 for å kompensere for den forskjøvne spenning på komparatorens 22 negative klemme..

Når mottakeren 8 er i normal drift, vil komplementære, digitale signaler opptre på inngangen 1, mens et andre sett av komplementære signaler med forskjellig pulsbredde vil opptre på utgangen 2.

Ved typisk utnyttelse av den foreliggende oppfinnelse, i en høyhastighetsmodus, aksepteres et inngangssignal på + 10 volt på klemmen 10, og hysteresekontrollen vil sikre komparatoromkopling innenfor + 50 mV av referansesignalene som innmates på klemmene 16 og 30. I en lavhastighetsmodus vil oppfinnelsen akseptere et inngangssignal på + 30 volt på klemmen 10, og komparatoromkopling vil inntreffe innenfor + 100 mV av referansesignalene som innmates på referanseklem-mene 16 og 30. Ved å justere ref eransenivåene på klemmene 16 og 30, kan således to sett av komplementære, digitale pulser oppnås på utgangen 1 og utgangen 2, idet hvert sett har forskjellige pulsbredder.

Man må være klar over at oppfinnelsen ikke er be- grenset til de nøyaktige konstruksjonsdetaljer som er vist og beskrevet i det foregående, idet nærliggende modifikasjoner vil bli innsett av fagfolk på området.

Claims

1. Digital mottaker som er innrettet for multimodus-drift og som har minst første og andre komparatorer (14, 22) hvor hver har en første inngang (42, 80) koplet til en signal-inngang (10), KARAKTERISERT VED at den omfatter en signalsvekker (32, 68) som er innkoplet mellom signalinngangen (10) og en respektiv komparators første inngang (42, 80) for å tillate mottakeren å behandle inngangssignaler med forholdsvis høy amplitude, en første referansesignalklemme (16) som er koplet til en andre inngang til en første komparator (14) for omkopling av komparatoren i første, på forhånd valgte punkter av inngangssignalet og generering av pulsutgangssignaler (19, 21) fra denne med en første pulsbredde, og en andre referansesignalklemme (30) som er koplet til en andre inngang til den andre komparator (22) for omkopling av komparatoren i andre, på forhånd valgte punkter av inngangssignalet som kan være forskjellige fra de første punkter, idet denne omkopling bevirker generering av pulsutgangssignaler (27, 29) fra denne med en andre pulsbredde.

2. Mottaker ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at den omfatter en hysteresestyreanordning (66) som er tilkoplet til hver komparator for justering av komparatorenes omkoplingspunkter, for derved å unngå feilaktig omkopling på grunn av støy.

3. Mottaker ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at den omfatter en anordning (44, 78) som er koplet til hver signalsvekker for å innstille den iboende, forskjøvne spenning på den respektive komparator.

4. Mottaker ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at den omfatter en svekkeranordning (48, 50; 86, 88) som er innkoplet mellom hver av referansesignalklemmene og de respektive komparatorer for å tillate mottakeren å behandle referanse-signaler med forholdsvis høy amplitude.

5. Mottaker ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at den omfatter en anordning (34, 70) som er koplet til hver signalsvekker for tilpasning til en respektiv komparators inngangsimpedans.

6. Digital mottaker som er innrettet for multimodus-drift og som har minst første og andre komparatorer (14, 22) hvor hver har en første inngang (42, 80) koplet til en signal-inngang (10), KARAKTERISERT VED at den omfatter en signalsvekker (62, 68) som er innkoplet mellom signalinngangen (10) og en respektiv komparators første inngang for å tillate mottakeren å behandle inngangssignaler med forholdsvis høy amplitude, en første referansesignalklemme (16) som er koplet til en andre inngang (47) til den første komparator (14) for omkopling av komparatoren i første, på forhånd valgte punkter av et inngangssignal og generering av pulsutgangssignaler (19, 21) fra denne med en første pulsbredde, en andre referansesignalklemme (30) som er koplet til en andre inngang (84) til den andre komparator (22) for omkopling av komparatoren i andre, på forhånd valgte punkter av inngangssignalet som kan være forskjellige fra de første punktér, idet denne omkopling bevirker generering av pulsutgangssignaler (27, 29) fra denne med en andre pulsbredde, en hysteresestyreanordning (66) som er koplet til hver komparator for innstilling av komparatorenes omkoplingspunkter for derved å unngå feilaktig omkopling på grunn av støy, og en anordning (44, 78) som er koplet til hver signalsvekker for å justere den iboende, forskjøvne spenning for en respektiv komparator.

7. Mottaker ifølge krav 6, KARAKTERISERT VED at den omfatter en svekkeranordning (48, 50; 86, 88) som er innkoplet mellom hver av referansesignalklemmene og respektive komparatorer for å tillate mottakeren å behandle referanse-signaler med forholdsvis høy amplitude.

8. Mottaker ifølge krav 7, KARAKTERISERT VED at den omfatter en anordning (34, 70) som er koplet til hver signalsvekker for tilpasning til en respektiv komparators inngangsirrpedans .

9. Mottaker ifølge krav 8, KARAKTERISERT VED at hver komparator utmater' komplementære utgangssignaler (19, 21; 2 7, 29).

10. Mottaker ifølge krav 9, KARAKTERISERT VED at den omfatter en anordning (56, 58; 96, 98) som er koplet til hver av komparatorene for låsing av komparatorenes innganger til en på forhånd valgt nivåfikseringsspenning, for derved å sikre at komparatorene ikke vil bli utsatt for for høye spenningsnivåer.