TW312875B - DC restoration circuit for multi-level transmission signals - Google Patents

Description

I» 85103251 號專利申請辦$文说明嘗 —86月子 A7 B7 艮興 年 m 五、發明説明（1 ) 發明背景： 本發明係有關用於數據傳輸的DC恢復電路，特別是用 於以太網路的100Base-TX系統中的多位準發射機-3 (MLT-3 )訊號。 在多位準的傳輸系統中，除使用用於數據的數位高及 低値外，多位準傳輸亦可用，於編碼數據。在一 MLT-3系統 中，可使用3個位準*高、中、及低位準。比如高位準可 視爲正，中位準爲0,且低位準爲負。多位準的使用（而 非兩位準），使位準間相靠途，因此更容易遭受雜訊污染 ，及DC參考和位準値中的任何變動° 在乙太系統中的一項問題爲”基線漂移”問題。用於 數據線的傳導器可導入接收訊號中。此基線漂移可隨時間 而變，且可改變接收訊號中低頻同易，其速率可到100MHZ 。此一變動可導到偵測數據中的錯誤。 用於校正基線漂移的技術包含將數據轉換成數位形式 ，然後執行一數據複本的低通濾'波，且將濾波器的型式加 回至用於校正的原來訊號中。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 對基線漂移必需要有一種較簡單的訊號形式，其中數 據不需轉成數位形式，且與增益，溫度及其他1C處理變動 無關。 發明概述 本發明提供一DC恢復電路以校正接收機中的基線漂移 。一電壓校正電路與接收數據線相連接，以動態調整接收 本紙張尺度適用中國國家標準（CiVS ) A4規格（210X297公釐） 312875 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ______B7_ I、㈣説明（2 ) ~ 一 ^~~~~ 數據的電壓位準。電壓校正電路爲回餹電路所控制，此電 路包含一電壓校正電路，其型態上可偵測接收數據的電壓 位準或接收數據的包封◊然後，此偵測位準與一參考位準 比較，且比較的結果作爲用於電壓校正電路控制訊號。 在一較佳實施例中，峰値偵測器的響應時間大於1〇〇 MHZ的DC漂移率，且最低的填期數據傳輸率約2MHZ。最好’ 比較電路爲一操作傳導放大器，其比較偵測電壓的峰値及 參考電壓，且輸出一電流差値。此電流差値用於對—電容 充電，此電容被緩衝，且電E性地加以一輸入數據線上的 鼇荷。輸入數據線通過另一電阻，因此可調整電阻比率， 以提供所需要的加總。 爲了完全了解本發明的特性及優點，請參考下列說明 及附圖。 圖形簡述 圖1爲併入本發明的收發機電路之一實施例的方塊圖 9 圖2爲本發明中DC恢復電路之實施例的方塊圖；且 圖3用於說明一MLT-3訊號之基線漂移。 圖4係整體電路圖，說明圖2實施例之一實現。 圖5係圖4之dcr_z區塊之圖形。 圖6係圖5之dcr_l區塊之方塊圖。 圖7係圖5之dcr_2區塊之方塊圖。 圖8係圖7之跨導放大器ota_n_dcr之圖形。 本紙張尺度適用中國國家捸準（CNS〉A4规格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -- '「「if -a :1i «In HI m m 1: = 11- - -u —ii nn nt in m I訂-- m> ϋ a if.-------1 A7 B7 512675 五、發明説明（3 ) 圖9係圖7之比較器corap_aiip 1之電路圖；及 圖10圖7之comp_rip之電路圖0 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 較佳實施例說明 圖1爲本發明之實質層收發機m路ίο之實施例的方塊 圖。一發射機驅動電路12與，接收機電路14與電繼16相連接 。此提供一切換電路18，此電路對於10Mbit的發射機選擇 10Base-T電路20，且對一每秒lOOMbit的發射機選擇 100Base-T電路22。此100Mb i't的應用亦包含一MLT-3解碼 器電路22，此電路併入本發明中。 一管理電路24經其發射機26及接收機28與MAC層耦合 。管理電路30經暫存器3 2控制N-WAY電路34，其選擇經開 關18的電路。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 圖2爲本發明DC恢復電路之一實施例的方塊圖，在一 實施例中其可併於園1中的MLT-3區塊22。線40上的輸入數 據提供予一等化器電路42,此電路校正在傳輸介質中傳輸' 速度的高頻變動。等化器的輸出爲一由電壓Veq ( t)所指 示的數據値。訊號通過第一電阻R，以產生一訊號Vit，作 爲限幅電路44的輸入。電路44夾住數據訊號，以除去任何 高頻雜訊。 本發明提供一回饋迴路，此迴路經一基線漂移（峰値 )偵測器46，一比較電路48，及一電壓校正電路50 ◊電路 5〇包含一電容電路及緩衝器52。第二電阻Rcor用於加總回 饋訊號經電阻R的輸入訊號。使用回饋迴路可消除溫度及 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製

312S75 AV B7 五、發明説明（4 ) 其他iC處理的變動。 峰値偵測器46偵測低頻漂移，最好是偵測接收訊號的 尖値或包封，且將此偵測値作作爲比較電路4 8的輸入。電 路4 8最好最一選擇性的傳導放大器，其比較來自峰値偵測 Z46的輸入46與输入56，此輸入56最好是3.5伏的參考電壓 。輸出爲一電流，Icor(t)，其用於對電容C充電。因 此，可調整接收輸入訊號的DC値以補充基線（baseline) 漂移。 圖3示基線漂移圖。所示'的MLT-3數據訊號60含峰値， 中位準及負位準以指示三種不同的解碼機率。虛線62示對 —理想，0位準中基線或中位準値的變動。如同此變動， 負及正値跟著改變，此可爲圖2的峰値偵測器46所偵測。 虛線66示將DC電壓加回去以校正基線漂移，該DC電壓爲圖 2中電壓校正電路所設定的電壓。 在一實施例中，等化器42調整接收數據的DC位準，因 此甚至當沒有基線漂移時，總每有某些DC位準必需加回去 。此使得電容電路可充電或放電以校正基線漂移的兩方向 。另外，依據本發明可使用兩不同的電路，一電路用於偵 測正峰値，且另一電路用於偵測負峰値，圖2中示一反向 連結。 下面將說明本發明中回績迴路的操作方程式。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（2!〇Χ 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

五、發明説明丨5 ) v{ t) - ^ R. cor R^R. cor A7 B7 ’c〇r (fc) . i?+

R ⑴ ,(t) = Envelope {v(t)) (2) cor

Lcor ⑴]d t (3) c 可看出ota (圖2中的操作傳導放大器48)含一函數如 下： = (-3.51 tanh (11.3 (νρ(ί：} -3.5 V) ) ) μΑ (4) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) —^农| 如果令

R 及 + Rcot (5) I nn tt nn · 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 其中，veq:等化器輸出R :第一電阻Rc or:第二電阻.，用以將回謓訊號與經過電阻R 的輸入訊號相加總。i cor:比較電路4 8之輸出，用以使電容C充電 0ota:跨導放大器，在圖2中係指電路4 8。V p :峰値偵測器之輸出。 在一些代數運算後，得 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） ^ n 11-- f ^ In nn 31287^ A? r—____ Β7 五、發明説明丨6 ) v{t) «= Λ (-a.sitanh (11.3 {Envelope (.v(t)) -3.5V)) μΑ)άϋ* ♦ <1-«) 因此，在穩態時（當v ( t ) = 3 · 5峰値時），得到 = (i-α) t) (7) 爲了了解此回饋迴路的操作，想像Veq ( t)變得足夠慢， 因此 Vp ( t) = v ( t)。則 Eq.6成爲： v( t) = 卜3 · 51 tanh (11.3 (w t} -3 · 5> μΑ) eft + (1 - α) V柯⑴⑻ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖4至1 〇係詳述電路圖，用以說明圖2電路之一實 施例。圖4係說明整個電路，而圖5係顯示構成圖4之二 個方塊。圖6係更加詳細地顯示圇5中的d c r — 1區塊 ，而圖7係顯示d c r — 2诞塊。橫跨圖6及圖7之虛線 方塊係圖2之峰値偵測器。圖2之跨導放大器4 8也標示 於圖7中。圖8至1 0係包含圖6、7及8之更加詳細的 ®塊.圖。 在一較佳之實施例中，當不需校正時，設圖2中的 Vcor ( t)約爲1.5V。此位準允許向上或向下移動，以如 需要校正。 在一高速應用中，數據可在12 5MHZ下傳输，而其基頻 爲傳輸頻率的1/4，即31 . 25MHZ。在此速率下可編碼四位 元資訊。編碼方法保證不需邊移下，通過位元數不超過60 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > Α4規格（210 X 297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 • A7 ----—___ B7 _____________ 五、發明説明（7 ) 。因此’對於葡:低的預期數據，9發生時最低發射機率約 爲2MHZ。因此’ Dc恢復電路雖跟隨快速傳输，而是跟隨上 至100 MHZ的傳輸，在此發射機率下，可觀察到DC偏移發 生。此發射機率鐽入峰値偵測器4 6中。 對於*1熟>於本技術者需知，本發明的實施例爲具特定 型式者’其並不偏離基本特.性之精神。例如pc恢復電路可 對應於高位準’而非接地，或是對應負電壓位準c另外， _値it'測器可以高速率偵測峰値，但比較電路的反應則較 慢’因此對於速率下不會產生回饋。所以上述說明僅用於 驗證本發明’而非作爲限制用，欲了解本發明的觀點可參 考下列申請專利範圍。 {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張尺度適用中國囷家標隼（CNS > A4規格（2i〇X297公釐） -10 -

Claims (1)

1. 經濟部中央棣率局貝工消费合作社印製 I 5 A8 B8 C8 D8 六、申讀專利範圍 1. —種用於數據接收機的DC恢復電路，包含： —接收數據線； 一與該接收數據線相連接的電壓更正電路，其型態上 可調整該接收數據線的電壓位準； —回娥電路，含一與該數據線相耦合的输入，及一與 該電應更正電路的控制输入相耦合的輸出，該回饋電路包 含： —偵測電路，其型態的設計可使其偵測收數據的基 線漂移，及 —比較電路，其型態的設計可使其產生一控制訊 號*以控制該電壓更正電路的控制輸入，以回應該偵測電 路的輸出與一電壓參考值的比較。 2. 如申請專利範圍第1項之DC恢復電路，其中該回饋 電路的響應時間，大於DC漂移範園' 且小於一最慢數據傳 輸率。 3. 如申請專利範圍第1項之DC恢復電路，其中該電壓 更正電路;，該偵測電路與該接收數據線中的相同節點連接 〇 4. 如申請專利範圍第1項之DC恢復電路*其中偵測電 路包含峰值偵測器，可偵測該接收數據的包封。 5. 如申請專利範圍第1項之DC恢復電路，其中該比較 電路包含一操作傅導放大器。 6. 如申請專利範圍第1項之DC恢復電路更包含 —第一電阻與該接收數據線串聯耦合； 本紙張尺度遄用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐) ~ ' 一 10 — (請先閱讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 裝— nn nn nn fut Γ #--；-------^---Ί. 經濟部中央橾率局貝工消費合作社印裝 A8 , B8 C8 ____ . D8 六、申請專利範圍 ’一第二電阻，耦合該第一電阻之输出節點； 該電壓參考電路包含一耦合於該比較電路之輸出及 該第二電阻之間的二極體，及 —電容，耦合於該比較電路及該接地之間。 7. —用於數據接收機的DC恢復電路，包含 一第一電阻*將一接收數據與一校正恢復電路相耦合 » 一比較電路，包含與該基線潔移電壓相耦合的第一輸 入’一與一參考電壓耦合的第二輸入，及一輸出； 一與該.比較之輸出耦合的電容；及 一第二電阻，耦合與該比較電路之輸出及該校正節點 之間。 8. 如申請專利範圍第7項之DC恢復電路，其中該基線 漂移偵測器的響應時間大於一 DC漂移範圍，且小於最慢數 據率。 9. 如申請專利範圍第8項之DC恢復電路，其中該基線 漂移偵測器的響應時間足以符合一100 MHz基線漂移率， 但對於2MHZ的數據率則不符合》 1〇·如申請專利範圍第7項之DC恢復電路，其中該比較 電路包含一操作傳導放大器。 11. 如申請專利範.圍第10項之DC恢復電路，更包含一 連接於該接收機及該電容之間的緩衝器。 12. —數據收發機包含： 一數據接收機數據； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210Χ297公釐） — -1 n —i i UK ll:i I....... m^^e. J. -: :1-=--- Ϊ--Ι1 In I--·--- 1 '一L in —1- - - — (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ;-----— -11 鯉濟部中央橾率局貝工消费合作社印裝 512875 A8 B8 C8 D8 々、申請專利範国 一耦合該數據接收機輸入的等化器； 一第一電阻，包含一第一節點，其與該等化器的输出 相耦合； 一限幅電路，與該第一接收機的第二節相校正： 一電壓校正電路，連接該第二節點，其形態上可調整 接收數據的電壓位準； • . 一回娥電路，包含一與該第二節點相耦合的輸入，及 一與該電壓校正電路的控制輸入耦合的輸出，該回饋電路 包含： ’ 一偵測電路，其型態可偵測接收的低頻電壓位準 ，且 一比較電路，其型態上可產生一控制訊號至該電 壓 校正電路的該控制輸入，以回應該偵測電路的輸出與 電壓的比較。 13. 如申請專利範圍第12項之收發機，其中該回饋電 略的響應時間大於一DC漂移範圍，且.小於一最.慢數據率》 14. 如申請專利範画第12項之收發機，其中該偵測電 路包含一峰值偵測器，以偵測該接收數據的包封。 1 5.如申請專利範.圍第1 2項之收發機，其中該比較電 路包含一操作傳導放大器。 16.如申請專利範圍第12項之收發機，更，包含一第二 電阻，其與該第一電阻的一輸出節點相耦合，且其中該電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X297公釐） HI In I I i K -n m n * - ^ i (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -12 - 312S75 A8 B8 C8 ' D8 六、申請專利範團 壓校正電路包含： 一耦合於該比較電路的輸出及該第二電阻間的緩衝器 ，及 —耦合於該比較電路的輸出及接地間的電容》 J--裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) m mu 1 經濟部中央梂率局員工消費合作社印製 0. —訂--1---叫線^--I.-------·1---- 本紙張尺度適用中國國家橾隼（CNS ) A4规格（210X297公釐） -13 -