SE453627B - Anordning for adaptiv ekoeliminering - Google Patents

Description

10 15 20 25 453 627 även de kretsar som utför en digital addition (eller subtraktion) av ekouppskatt- ningen och fjärrnivâuppskattningen.

Uppfinningens särdrag framgar av patentkraven.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen kommer att beskrivas närmare med hänvisning till ritningarna, pa vilka figur 1 visar ett blockschema över en känd anordning för adaptiv ekoeliminering, figur 2 visar en krets som alstrar insignaler till en DIA- omvandlare ingående i anordningen enligt figur l, figur 3 visar ett schema över en känd D/A-omvandlare, figur 4 visar en anordning enligt uppfinningen och figur 5 visar en krets som alstrar insignaler till en A/D-omvandlarliknande krets ingående i anordning enligt figur 4.

FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM I figur l visas en förut känd anordning för adaptiv ekoeliminering. En likartad anordning finns även beskriven i svenska patentsriften 8106444-6 (426 764). En fran en datakälla utsänd datasekvens bk bestående av ettor och nollor tillförs en sändenhet s för omvandling av datasekvensen till en lämplig analog signal b(t).

'Denna signal tillförs en ledning L via en gaffelkoppling G för överföring till en mottagare i fjärränden. Inkommande signaler förs från gaffeln G via ett lagpassfilter LP till en ingang hos en skillnadsbildande krets A. De inkommande signalerna består av en från fjärränden utsänd signal a(t) och av en ekosignal e-(t) härrörande fràn närändens signal b(t). I ett balansfilter för adaptiv ekoeliminering alstras pa känt sätt en uppskattning av den förväntade eko- signalen i beroende av ett bestämt antal, t ex sju, av de senast sända databitarna bk. Ekouppskattningen, som är digital, omvandlas till en analog signal i en D/A-omvandlare DA och subtraheras därefter frân signalen fran làgpassfiltret. Värdena av fjärrändens signal, ekosignalen och ekouppskattningen vid olika samplingstidpunkter är betecknade ak, ek och e'k. Den vid subtrak- tionen erhållna skillnadssignalen jämförs vid en första jämförelsetidpunkt med en nollspänning i en komparator J för att bilda ett värde a'k som är en T.. 10 15 20 25 30 453 627 uppskattning av ifall fjärrändens signal ak är en etta eller en nolla.

Ekot är i bland betydligt starkare än den fran fjärränden mottagna signalen, varför en snabb inställning av det digitala filtrets parametrar är önskvärd. En sadan inställning sker automatiskt pa känt sätt, exempelvis sa som beskrivs i ovan nämnda patentskrift, och brukar kallas för att filtret konvergerat. Da filtret har konvergerat kommer värdet av ovan nämnda skillnadssignal att vara åtminstone tillnärmelsevis lika med spänningsbidraget fran fjärrändens signal.

Efter den första jämförelsetidpunkten tillförs omvandlaren DA ett digitalvärde som i beroende av komparatorns J jämförelseresultat är lika med ekouppskatt- ningen e'k plus eller minus en fjärrnivauppskattning Fk. Som nämnts ovan avses med fjärrnivauppskattning det förväntade spänningsbidraget fran fjärrändens signal, dvs den spänning med vilken den mottagna signalnivan förväntas över- skrida eller underskrida ekonivan. Vid en andra jämförelsetidpunkt jämförs skillnaden mellan värdet av den mottagna signalen ak+ek och ekouppskattningen e'k plus eller minus fjärrnivauppskattningen f'k med den till komparatorn J ständigt förda nollspänningen. Denna skillnad kommer att vara i det närmaste lika med noll da filtret har konvergerat.

Förutom att den första jämförelsen utnyttjas för detektering av fjärrsignalens värde uttjyttjas bada jämförelserna för inställningen av filter-parametrarna. Det kan nämnas att varje ekouppskattning är beroende av den aktuella bitkombi- nationen i datasekvensen bk. Som nämnts ovan tas exempelvis hänsyn till de sju senast utsända databitarna. Fjärrnivauppskattningen är emellertid oberoende av de utsända bitkombinationerna. Saväl ekouppskattningarna som fjärrniva- uppskattningen korrigeras dock i beroende av nämnda jämförelser. l den visade anordningen sker en digital addition (eller subtraktion) av eko- uppskattningen och fjärrnivauppskattningen. Detta sker i en krets som kan tänkas inga i det digitala balansfiltret och som inte är visad i figur 1. l figur 2 visas som exempel ett principschema över en sadan krets. Med E betecknas ett register som innehaller den aktuella ekouppskattngen e'k och med +F och -F betecknas register som innehaller fjärrnivauppskattningen med positivt, -i-Fk, respektive negativt, -f'k, tecken. I en adderare ADl bildas värdet_av eko- uppskattningen plus fjärrnivauppskattningen, e'k+f'k, och i en adderare ADZ 10 15 20 25 3D 453 627 bildas värdet av ekouppskattningen minus fjärrnivåuppskattningen, e'k-f'k. Vid den första jämförelsetidpunkten avges värdet av ekouppskattningen e'k vid utgången från en sekvensomkopplare S01. Vid den andra jämförelsetidpunkten avges i beroende av det första jämförelseresultatet ekouppskattningen plus eller minus fjärrnivåuppskattningen vid sekvensomkopplarens utgång. Det första jämförelseresultatet utnyttjas därvid för styrning av tva omkopplare S1 och S2.

D/A-omvandlaren DA i figur l realiseras t ex som en s k laddningsomfördel- ningsomvandlare bestående av ett antal kondensatorer med inbördes binärt viktade kapacitanser. Ett exempel på en sådan omvandlare visas i figur 3. Ett antal styrbara omkopplare OMI - OMA omkopplas i beroende av ett inkommande digitalord ba - bl för att selektivt förbinda ett antal kondensatorer Ka - Kl med jord eller med en referensspänning VD. Kondensatorernas kapacitanser är vanligen binärt viktade inbördes. Omvandlaren omfattar. även en operations- förstärkare OP som, enligt ovan. tar förhållandevis mycket stor plats, arbetar långsamt och har olinjär karakteristik. l figur 4 visas ett utföringsexempel pa en anordning enligt uppfinningen. Organ med motsvarighet i figur 1 har betecknats på samma sätt som tidigare. DIA- omvandlaren DA i figur 1 är ersatt av en krets som påminner om en A/D- omvandlare. Denna består av kondensatorer Cl - Ca med sinsemellan binärt viktade kapacitanser, styrbara omkopplare 01 - 04 för att selektivt omkoppla kondensatorerna mellan referensspänningar V1 och V2, en komparator K, en samplingskondensator Co samt styrbara omkopplare 00 och 05.

I en komplett A/D-omvandlare av detta slag ingår även ett organ för samplings- och approximationslogik, som alstrar styrsignaler till omkopplarna. Dessa styrsignaler är under den s k approximationsfasen beroende av komparatorns jämförelseresultat och alstras enligt någon lämplig algoritm, t ex successiva approximationer med binärsökning. Vid A/D-omvandling med en omvandlare av detta slag tillförs insignalen under en samplingsfas komparatorns K ena ingång via omkopplaren 00 och kondensatorn Co. Denna ingång är därvid även förbunden med en referensspänning V3 via omkopplaren 05, medan kompa- ratorns andra ingång ständigt tillförs spänningen V3. Efter samplingsfasen omkopplas omkopplaren 05 till öppet läge och omkopplaren 00 från insignalen till en referensspänning, V4. De laddningsförändringar som därvid uppstår skall 10 15 20 25 3D 453 627 under approximationsfasen kompenseras av lika stora laddningsförändringar at det motsatta hållet. Detta innebär att omkopplingslägena hos omkopplarna 01 - 04 därunder skall ändras sa mycket att förändringen pa den digitala sidan motsvarar spänningsskillnaden mellan den analoga insígnalens spänning och referensspänningen V4. Spänningsändringen som motsvaras av ändringarna i om- kopplarnas lägen vid approximationsfasens början och slut skall därvid ske i motsatt riktning jämfört med spänningsändringen på den analoga sidan. Om exempelvis analogsignalens spänning är +5V och referensspänningen Va är lika med OV kommer omkopplarnas lägen att motsvara +5V vid approximations- fasens slut om de motsvarade UV vid dess början. l anordningen enligt uppfinningen fungerar balansfiltret B i viss man som ett organ för samplings- och approximationslogik i en A/D-omvandlare. Balans- filtrets utsignal styr således omkopplarna 01 - 04, bl a i beroende av komparatorns K utsignal. Under en samplingsfas tillförs den inkommande signalen ak+ek frán lägpassfiltret LP omkopplaren OD. Omkopplarna 01 - 04 är samtidigt inställda sa att omkopplingslägena motsvarar den aktuella eko- uppskattningen med omvänt tecken, dvs -e'k. Vid en första approximation inställs därefter omkopplarna Ol - O 4 så att omkopplíngslägena motsvarar en nollkod. Detta innebär att insi nalen a +e fran lag assfiltret jämförs med g k k P ekouppskattningen e'k. Därvid erhålls en uppskattning a'k av fjärrändens signal.

I beroende av jämförelseresultatet avger balansfiltret B fjärrnivåuppskattningen f' med positivt eller negativt tecken som styrsignal till omkopplarna Ol - 04 k för inställning av dessa till en andra approximation. Detta innebär att insignalen I a +ek jämförs med ekouppskattningen e'k plus fjärrnivauppskattningen Fk ifall fjkärrändens signal är en etta och med ekouppskattningen minus fjärr- niväuppskattningen ifall fjärrändens signal är en nolla. I likhet med den kända anordningen enligt figur l utnyttjas det första jämförelseresultatet dels för uppskattning av fjärrändens signal, dels för inställning av balansfiltrets para- metrar, medan det andra jämförelseresultatet endast utnyttjas för nämnda inställningar.

Pa samma sätt som vid den kända anordningen har det förutsatts att balans- filtret inkluderar kretsar som alstrar de vid jämförelsetidpunkterna önskade signalerna. l figur S visas ett schematiskt utföringsexempel pa dessa kretsar.

Organ med motsvarighet i figur 2 har erhallit samma hänvisningsbeteckning som 10 15 20 25 453 627 tidigare. Med -E betecknas ett register som innehåller den aktuella eko- uppskattningen med omvänt tecken, -e'k. Ett register N innehåller ett noll- värde. Registren +F och -F innehåller fjärrnivauppskattningen med olika tecken, +f'k respektive -f'k. En sekvensomkopplare S02 avger ekouppskattningen med omvänt tecken, -e'k, vid samplingstidpunkten, en nollkod vid den första approxi- mationen och plus eller minus fjärrnivauppskattningen vid den andra approxi- mationen. Resultatet av den första jämförelsen avgör ifall +f'k eller -f'k skall förbindas med en av sekvensomkopplarens ingångar med hjälp av omkopplarna sl ' dock givetvis realiseras pa andra sätt än det ovan visade. Den kan även utgöras och S2. Kretsen som alstrar de vid olika tidpunkter önskade signalerna kan av en separat krets utanför balansfiltret i stället för att inga i detta, eller inga i ett separat organ för samplings- och approximationslogik, som är förbundet med balansfiltret.

Med anordningen enligt uppfinningen har salunda den operationsförstärkare som fordras i D/A-omvandlaren DA i figur l samt den skillnadsbildande kretsen A eliminerats. Genom att styrsignalerna till omkopplarna i den A/D-omvandlar- liknande kretsen som utnyttjas enligt uppfinningen utgörs av ekouppskattningen med omvänt tecken, en nollkod och slutligen plus eller minus fjärrniva- uppskattningen fordras inte heller nagon digital adderare motsvarande ADl och ADZ i figur 2.

Uppfinningen kan givetvis varieras inom ramen av patentkraven. Exempelvis kan antalet kondensatorer i den A/D-omvandlarliknande kretsen i figur ä varieras. Kondensatorerna behöver inte heller ha inbördes binärt viktade kapacitanser. Det väsentliga är, som vid vanlig A/D-omvandling, att laddning kan omfördelas pa ett antal olika sätt. Pa känt sätt kan även en serie- kondensator inga i den A/D-omvandlarliknande kretsen nagonstans i serie med den ledare som förbinder kondensatorerna Cl-Cß i figur li.

Claims (6)

10 15 20 453 627 PATENTKRAV
1. l. Anordning för att i ett telekommunikationssystem för överföring av digital information i duplex detektera från en fjärrände utsända signaler (ak) och alstra korrigeringssignaler för inställning av ett digitalt balansfilter (B) för adaptiv ekoelimínering, k ä n n e t e c k n a d därav att anordningen omfattar ett antal kapacitiva element (CÜ-C4), ett antal styrbara omkopplare (On - 05) och en komparator (K), vilka är anordnade som i en A/D-omvandlare för omvandling genom laddningsomfördelningar, att en från fjärränden inkommande signal- ledning är förbunden med en punkt som motsvarar en dylik omvandlares ingång, att omkopplingslägena hos de styrbara omkopplarna (01 - Oa) under en tidsperiod som motsvarar en samplingsfas hos en dylik omvandlare motsvarar värdet av den aktuella ekouppskattningen med omvänt tecken (-e'k), att nämnda omkopplingslägen vid en tidpunkt som motsvarar tidpunkten för en första approximation hos en dylik omvandlare motsvarar en nollkod (Û) och vid en tidpunkt som motsvarar tidpunkten för en andra approximation i beroende av komparatorns (K) jämförelseresultat vid nämnda första approximation mot- svarar värdet av en fjärrnivåuppskattning med antingen positivt eller negativt tecken, varvid jämförelseresultatet vid den första approximationen utgör en uppskattning (a'k) av fjärrändens signal (ak), och varvid denna uppskattning av fjärrändens signal samt jämförelseresultatet vid nämnda andra approximation utnyttjas för inställning av balansfiltret (B).
2. 2. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav att ett av de kapacitiva elementen (CU) är inkopplat mellan en första ingång hos komparatorn (K) och en av omkopplarna (OD), att denna omkopplare är omkopplingsbar mellan den inkommande signalledningen och en referensspänning (V4), att en annan av omkopplarna (05) är förbunden med nämnda första ingång och att denna omkopplare (05) är omkopplingsbar mellan en referensspänning (V3) och ett öppet läge.
3. 3. Anordning enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a d därav att de återstående kapacitiva elementen (Cl - Ca) är förbundna i serie med var sin av de återstående omkopplarna (01 - 04), att dessa omkopplare kan omkopplas mellan två referensspänningar (V1, V2) och att dessa kapacitiva element (Cl - i Ca) är anordnade på ett sådant sätt att spännningen vid nämnda första ingång 453 627 hos komparatorn (K) är beroende av omkopplingslägena hos var och en av dessa återstående omkopplare (01 - Oa).
4. 4. Anordning enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k n a' d därav att kapacítanserna hos nämnda återstående kapacitiva element (Cl - C24) är inbördes binärt viktade.
5. S. Anordning enligt patentkrav 3-4, k ä n n e t e c k n a d därav att nämnda återstående omkopplare (01 - Oh) erhåller styrsignaler (ba - bl) från balans- filtret (B).
6. 6. Anordning enligt patentkrav 3-4, k å n n e t e c k n a d därav att nämnda återstående omkopplare (01 - 04) erhåller styrsignaler från ett separat organ för samplings- och approximationslogik, som är förbundet med balansfiltret (B). *x