TW423243B

TW423243B - Digital baseline wander correction circuit

Info

Publication number: TW423243B
Application number: TW088111921A
Authority: TW
Inventors: Sreen A Raghaven
Original assignee: Nat Semiconductor Corp
Priority date: 1998-09-11
Filing date: 1999-07-14
Publication date: 2001-02-21
Also published as: US6415003B1; DE19940589A1; DE19940589B4

Description

經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 423243 B；五、發明説明（I ) 本發明領域本發明係有關於數位通信系統，及特別是用於基頻送收發器系統基線漂移之修正。發明背景由於以區域網路爲基礎之應用帶動桌上型電腦計算能力之大量幅提昇，及使用者間於對時間快速傳送需求增加，已刺激高速乙太區域網路(LANs)之發展》100BASE-TX乙太網路(參照IEEE標準802.3U-1995CSMA/CD存取方法， 100BASE-T型式），其使用現有之第5類(CAT-5)銅線，及最新所發展之1000BASE-T乙太網路（參照IEEE草案， P802.3ab/D4.0，用於四對CAT-5線或更好之絞線對•電纜 (1000 BASE-T)作100DMb/s操作之實體層規格)用於CAT-5 資料等級銅配線上以Gbits/s(十億位元/秒)速率傳送，此需要以新的技術作高速符號處理。於CAT-5之纜線，Gbit/s( 十億位元/秒)傳送可以四個絞線對達成，及於每一對線上以125百萬符號/秒傳輸率傳送，其中每一個符號表示兩個位元。實際上，資料爲以一組電壓脈衝傳送，其中每一個電壓表示~個或多個資料位元。該組中每一個電壓被稱之爲符號及整組電壓被稱之爲符號字符組(alphabet)。一種以高速率傳送資料之已知系統爲不回歸零(NRZ)乏信號方式。於二進位NRZ信號方式，符號字符組A}爲（-1 ’ +U °邏輯” Γ爲以正電壓傳送，及邏輯” 〇”爲以負電壓傳送。於125百萬符號/秒傳送，每一個符號之脈波寬辑( ! 本紙張尺度適用巾國國家棣準（CNS )从祕（21〇χ2“公着j -------Hr -- J 木---- n n 'IT X诗先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 423243 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明説明（> ) 正或負電壓)爲8ns。另一種已知用於高速符號傳送之調變方法爲MLT3, 及其涉及一三種位階系統(參照美國國家標準資訊系統，光纖佈線資料界面(FDDI)-部份：表號環式絞線對實體層媒體依存性(TP-PMD)，ANSI X3.263 : 1995)。此用於 MLT3 之符號字符組爲{AM-1，〇，+1丨。於MLT3傳送，邏輯” Γ爲以-1或+ 1傳送，而邏輯” 0"爲以0傳送。於兩個連續的邏輯” Γ之傳送，此系統於轉換並不需要通過零點。一傳送邏輯序列爲（” Γ ，” 0” ，” Γ )將以符號(+1，0，-1) 或(-1 > 0，+1)方式傳送，視此序列之前傳送的符號而定。若在此順序之前傳送的符碼爲+ 1，則此符號(+1，0，1)接著被傳送。若就在此序列之前傳送的符號爲-1，則符號(-1 ，〇，+1)接著被傳送。若在此順序之前一個被傳送之符號爲0，若前一個邏輯” Γ爲以-1傳送，則於此傳送序列之第一個符號爲+ 1，及若前一個邏輯” Γ爲以+ 1傳送，則此將以-1傳送·>此實際傳送電壓位準分別對+ 1符號，0符號及-1符號，典型爲+ 1V，0V及4V。然而，於MLT3標準之檢測系統必需辨別三種位準，而不是更典型之兩位階系統中之兩種位準。於MLT3信號方式於特定之位元錯誤率時所需之信號雜訊比値將高於兩位階系統。然而，此MLT3系統之優點爲此MLT3系統έ 發射輻射能量頻譜集中於較低頻率，因此對於絞線對電纜之傳送而言更容易符合FCC輻射發射標準。其他通信系統亦可能使用於實體層具有多於兩種電壓位準之符號字符# --------4- 本紙張尺度適用中國固家梯準（CNS ) Α4说格（2丨0Χ297公釐） (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) ί23243 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明説明（勺），以使用每一個別符號傳送資料之多個位元。於Gbits(十億位元)乙太網路於絞線對CAT-5之配線中，例如具有5個位階脈波波幅調變(PAM)資料，其有部份響應形狀被以 125Mbaud之飽率傳送(參照IEE-E草案，P802.3ab/D4.0，用於四對CAT-5線或更好之絞線對電纜（1000BASE-T)作 100Mb/s操作之實體層規格）。圖式1A說明一典型傳送系統100，用於典型銅絞線對中以高速率傳送資料。傳送系統100包括傳送器101，傳送耦合器102及傳送通道103，接收耦合器104及接收器 105。此傳送器101由主機111經由與媒體無關之界面 (MII)112接收符號串型式之資料，及接著經由傳送稱‘合器 102傳送此調變後資料進入傳送媒體103。接收耦合器104 由傳送媒體103接收此調變後波形，及將此調變波形耦接至接收器105 於接收器105所接收調變波形由於受到通道失真，傳送器101及接收器105中傳送與接收濾波器，及耦合器102及104所引起的符號間干擾(ISI)之效應。於修正通道失真後，接收器105經由與媒體無關界面114輸出此所接收之資料至主機113。符號間之干擾(ISI)可以於接收器105中之等化補償。然而，一些由耦合器102及104(典型爲變壓器)所引起之效應，無法以接收器105中之等化作足夠的補償這些效-包括基線漂移與殺手封包。基線漂移爲由於基頻收發器系統中，符號傳送其中多數符號爲相同極性引起的，例如，於MLT-3傳送一長f —-— — ^— — — ^——4.木— Ι1-—訂 '(請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐）經濟部智慧財產局8工消費合作社印製 423^:43 A7 _ B7 五、發明説明（f ) + 1或-1。於此情況，由傳送器101之輸出呈現一直流信號( 若一長串連續+ 1符號被傳送，傳送器101將傳送固定値 IV) β —般而言，傳送信號之基線將依傳送資料之極性而上移或下移。耦合器102及104典型爲電感，因此無法通過直流電壓。輸入接收器105之信號最後之結果爲呈現指數衰減，此稱爲”降落"或"基線漂移"，若此基線漂移效應無法作適當補償，最後將導致接收器中之錯誤率增加。此外，一些特殊資料序列致使於接收器端之峰對峰値電壓位準甚高於其他資料序列。例如，即使傳送器101輸出一具有峰對峰値電壓2V之信號，由於耦合器102及104 之效應，對某些序列之符號，此於接收器105之輸入信號可能高至約4V之峰對峰値。導致於接收器1〇5端產生特別高的峰對峰値電壓所傳送之符號序列稱之爲”殺手封包” 。符合100BASETX傳送限制條件之殺手封包例子爲美國國家資訊系統標準爲ANSI Χ3.263 : 1995，光纖佈線資料界面 (FDDI)-部份：表號環式絞線對實體層媒體依序性(TP_PMD) ，1995年三月）。爲了處理包括殺手封包之符號串，需於接收器1〇5中使用類比/數位轉換器，以接收統計上較不相似，但爲較高電壓位準之信號，其由此類封包所產生。此導致增加類比/ 數位轉換器之成本(亦即，使用較高解析度之類比/數位轉換器），及接收器檢測電路解析度之損失，此係由於需設定類比/數位轉換器之解析度使足夠低以包括更高之電壓範圍 ’或允許類比/數位轉換器除去殺手封包所產生之輸入信_ I -- —- 6 ___ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) ~ " ·(請先閱讀背面之注意事項再填寫本I ) .訂經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 423243 A7 B7_ 五、發明説明（f ) 。但是，上述所有解決方法並非爲良好方式。依變壓器之模型而定用於基線漂移之修正及殺手封包之接收目前已被實行，至少一部份爲以類比電路實行。圖式1B顯示通常使用之修正電路。接收器105接收由傳送通道110來之信號。此由傳送通道110來之信號含有傳送器 101中濾波器(圖式1A)，接收器105中之濾波器，由傳送媒體符號間之干擾(ISI)及耦合器102與104效應等所產生之失真。耦合器102及104對此信號所產生之效應於加法器106中作修正，及於等化器107(圖式1B)中作等化。限制器108接收由等化器107來之信號並選定一輸出符號串此輸出符號串被變壓器模型器109接收，其執行一轉換函數，其用以修正耦合器102及104之效應。此轉換函數包括用於基線漂移及接收殺.手封包之修正。此修正之方法*通常以類比電路完成，且依變壓器及變壓器模型轉換函數精確度而定。此修正方法亦即加法器1〇6，於此信號作任何類比至數位轉換前達成，若此修正以數位方式計算，將需要類比電路或數位至類比轉換器。此類比方式通常妨礙更高之可靠度及增加製成數位信號處理之經濟成本。因此，係需要一接收器其以數位方式修正基線漂移及其與實際耦合變壓器無關。此外，係需要一接收器其接叔 ”殺手”封包而不致接著損失用於類比對數轉換之解析度 ’不需使用更昂貴類比/數位轉換器，及不需以類比方式實施修正電路。 ----—- ____2_ 本紙張尺度通用中圉國家梯準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ·(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

•1T 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 423243 A7 _____B7 五'發明説明（& ) 發明槪要依本發明，通信系統之接收器包括一數位基線漂移電路。於一實施例，此接收器包括一連接之類比/數位轉換器 ’耦接以接收由傳送通道來之信號，及輸出一樣本，及一限制器，其接收此樣本及輸出一符號。此基線漂栘電路接收由限制器來之輸出符號，及輸入限制器之樣本，以數位方式執行一轉換函數，其輸出一基線修正估計値，及用此基線修正估計値修正之類比/數位轉換器之輸出樣本。依本發明，此基線漂移電路，爲以數位方式實施，及對此接收器之輸入信號響應。此實施與使用於連接傳送器及接收器至傳送媒體之耦合變壓器之模型無關。 1 於一些實施例，一等化器爲連接於類比/數位轉換器及限制器間。此等化器可包括一線性等化器或一決定回授等化器。此基線漂移電路用於此信號被等化器接收前，修正此類比/數位轉換器之輸出。本發明之另一個實施例，包括具有接收殺手封包之能力。此接收器包括此類比/數位轉換器參考電壓電路，其依纜線長度之指示而定，調整此接收器之類比/數位轉換器其參考電壓，以準備接收殺手封包其更高之峰對峰電壓値。於一實施例，由增益控制電路之增益可以顯示纜線長度之情況。於其他實施例，可適應性選擇等化器參數方式可用以顯示纜線長度之情況。這些實施例將於下面以相關圖示作進一步討論說明。圖式簡述丨 __一_ 8____ 本紙張中國®家揉ϊ ( CNS ) A4規格（210X297公釐] ~ ---------叫♦------iT------泉 ί { .(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 423243 五、發明説明（9) 圖式1A爲已知收發器系統之方塊圖。圖式1B爲用以說明已知之修正電路，其允許如圖式1 中所示之接收器修正基線漂移及接收殺手封包。圖式2爲說明依本發明之接收器。圖式3A爲以槪圖說明由圖式2所示接收器中等化器輸出之樣本及由圖式2中所示限制器來之符號間之差異，其被以增益控制電路修正。圖式3B爲以槪圖說明由圖式2所示接收器中等化器輸出之樣本及由圖式2中所示限制器來之符號間之差異，其被以基線漂移修正電路修正。圖式4說明一符號封包之例子，其由於此符號封包之效應，使其易於造成基線漂移及曲線降落。圖式5用以說明依本發明之基線漂移修正電路之一實施例。圖式6用以說明依本發明之殺手封包接收電路之一實 ---------^装------訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 施例。元件符號說明 10 傳送通道 100 傳送系統 101 傳送器 102 傳送耦合器 103 傳送通道 104 接收耦合器 105 接收器本紙狀^適用中國国家橾準（CNS ) ( 210X297公釐） 423243 五、發明説明（ί) A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 106 加法器 107 等化器 108 限制器 109 變壓器模型器 111 主機 112 媒體無關之界面(MII) 200 接收器系統 201 放大器 202 去重疊濾波器 .203 類比/數位轉換器(ADC) 204 等化器 205 限制器 206 適應調整 207 時序回復 208 增益控制 211 修正漂移正元件 212 加法器 301 加法器 302 修正方塊 601 輸入端 602 輸入端 603 本發明詳述輸出端圖式2以方塊圖顯示依本發明一基頻接收器系統2p0 I. I I I 11J;|!' I I n ί -請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（2丨OX 297公釐） 423243 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明説明（j ) 。接收器系統200依序包括去重疊濾波器202，類比/數位轉換器(ADC)203，加法器212，放大器201，等化器204及限制器205 » —熟知此技藝者將瞭解此接收器系統之構件可作不同序列組合，例如放大器201可於去重疊濾波器 202前構成。用以控制接收器系統200構件之參數被其他接收器構件決定：適應調整206決定等化器204之等化器係數；增益控制208決定放大器201之增益g ;修正漂移正元件211決定加法器212減去類比/數位轉換器(ADC)203輸出信號中之漂移量：及時序回復決定類比/數位轉換器 (ADC)203之時序係數。一輸入符號{aU以傳送器(未圖示)輸入至傳送通道40。傳送通道10表示可爲銅絞線對或一些其他傳送媒體，例如同軸電纜，或光纜，及耦合器102與104(圖示1A中）。於圖式2此符號串可爲NRZ，MLT3或任何其他符號字符組及調變被用於此種型式之收發器中。此於序列（ad中之傳送符號爲符號字符組之成員。於二個位階之NRZ信號方式，此符號字符組（Α丨爲{-1，+1丨。此指標k表示用於此符號之時間指標，亦即，於取樣時間k，此符號被傳送至通道10爲以^表示。此通道響應爲以通道函數f(z)表示。此遭受通道失真，隨機雜訊及扁平信號損失之信號由接收器200接收。 ' 爲了簡化起見，假設此爲基頻傳送系統，然而此技術很容易延伸至帶通傳送系統（參照E.A丄EE及 D.G.MESSERCHMITT所著”之數位通信”（1988))。其亦p _ I ___Π __ 本紙張尺度逋用中國國家標準（C^S ) A4規格（210X297公袭） 11 I I I I —^Ί . n I I n .IT -(請先聞讀背面之注f項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7423243_B7_ 五、發明説明（/〇) 設此通道模型包括傳送及接收濾波之效應。此外’傳送通道亦假設爲線性，使於其兩重疊信號係簡單相如線性疊加。此取樣傳送通道之Z轉換(參照A.V.OPPENHEIM&R.W. SCHAFER所著離散-時間訊號處理（1989))，爲如下通道函數多項式： fo+f.Z-'+fiZV.-.+fNZ^ (1) 其中f。，..上...fN爲多項式係數，表示於第ak個符號中，第(k-j)個符號分散成份，及N爲截止整數，使得對j>N ，fj爲可忽略的。此多項式f(Z)表示此傳送通道頻率響應之 Z轉換。(Z “表示一個週期延遲）。（參照 A.V.〇PPENHEIM&R.W· SCHAFER所著離散·時間訊號處理 (1989))。此通道於取樣時間k之未含雜訊輸出爲如下所示： rk=f〇*ak+fi*ak.i+...fN*ak-N (2) 其中，若無一般損失，f。可假設爲1。因此，於時間k 之通道輸出信號不僅依於時間k之傳送資料，且依傳送資料之過去値而定。此效應爲已知”符號間之干擾”（ISI)。（參照 LEE&MESSERSCHMITT)。符號間之干擾(ISI)爲通信通道之分散特性產生之結果。依IEEE LAN之標準，此系統需可經由至少100米長之纜線傳送及接收。於一 100米纜線中，於此纜線之接收端此信號強度於奈圭士特(Nyqist)頻率爲62.5MHz時降低幾乎 20dB>由於此擴散特性，單一符號通過此傳送纜線之可能影響多個符號。 i I __12_____ 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS > A4規格（2丨〇X297公釐） J . t— I J 1^1 n n n 訂 (請先閱讀背面之注^^項再填寫本頁) A7 B7 ^3243 五、發明説明（（/ ) ί 4 Λ請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 輸入信號之雜訊成份可序列{m}表示。因此此通道之加入雜訊輸出以下列表示：

Xk=rk+nk, (3) 其中此雜訊樣本丨ru}假設爲獨立，及爲相等分佈高斯隨機變數(參照LEE& MESSERSCHMITT)，其有變異數等於〇2 a 於圖式2，由傳送通道10之輸出信號串，爲輸入符碼序列iak}，及由於此上述型式通道造成失真，被輸入至接收器系統200之去重疊濾波器202。去重疊濾波器202爲避免去重疊，藉由通入此由傳送通道10所接收之輸入信號，經低通濾波器以除去帶外雜訊。因此，任何傳統去重疊濾波器可用作去重疊濾波器202。此類比/數位轉換器 (ADC)203以符號之時間週期T對此輸入信號取樣及保持，於本發明實施例T爲8ns，然而亦可使用其他符號週期。用於類比/數位轉換器(ADC)203之類比/數位轉換技術爲已爲大家熟知。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製於一實施例中，此由類比/數位轉換器203之數位化信號，以於加法器212中減去基線漂移修正値队，及於數位放大器201中放大而作修正。此由放大器201取樣輸出如下式所示： yk=g(xk-Bt), (4) 其中g爲放大器201之增益。此項技藝之一般技術人士可瞭解數位放大器201可配置於接收器系統200中之類比/數位轉換器(ADC)203與等化器204間之任一位置。大|f

I ________ . 13 ________________ 本紙張尺度逍用中國國家標準（C^S ) A4規格（210X297公釐）經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 423243 五、發明説明（/l ) 上，放大器201亦可爲類比放大器及位於傳送通道1〇與類比/數位轉換器(ADQ203間之任一位置。加法器212位於類比/數位轉換器(ADC)203及等化器204間。放大器201用以補償於傳送通道10中之信號損失。此放大器201之增益g可由增益控制208調整，以將此接收器函數最佳化。一例子說明用於數種纜線長度之已知g値，如表1所示。於傳送通道10之信號損失，主要依纜線長度而定，及未依傳送通道10之其他元件而定。此外，增益 g之値與接收器系統200中放大器201之位置無關。此修正取樣W被輸入等化器204中。於等化器2(H中，將受到通道失真之影響，及等化器204輸出樣本β。若等化器204爲一決定回授等化器，則線210被插入，以限制器205來自之輸出符號提供等化器204之回授部份。

表I 電纜長度(米）放大器增益，(正 0 1.0 20 1.3 40 1.74 60 2.3 80 3.1 100 4.15 等化器204可爲任何一種架構之等化器。大體上，兩種型式之等化器可適合用於等化器204,此兩種爲線性等化器及一決定回授等化器。此種型式等化器可應用於CA；T- 14 本紙張尺度適用中圃歯家揉準（CpS ) A4規格（210X 297公釐） -I----------N裝------訂------^泉、(請先閏讀背面之注意事項再填寫本頁〕經濟部智慧財產局員工消#合作社印製 423243 A7 _ B7 五、發明説明（/^) 5之配線，24號線徑’銅絞線對上之100或1000BASE-T乙太網路，如於W97年11月20日’由Sreen A.Raghavan所提出專利申請”用於數位通信接收器之改良式檢測”中之說明描述，其受讓於本案相同之受讓人’於此被完全參照 :及於1998年2月9曰由Sreen A. Raghavan提出美國申請專利第09/020，628號”用於絞線對通道之簡化等化器”中之說明描述，其受讓於本案相同之受讓人’於此被全部結合參照6 來自等化器204之樣本ak輸入限制器205 ’及限制器 205決定輸出符號^。限制器205之結構及操作’依接收器系統200之符號調變而定。於本發明之一實施例中‘使用 MLT-3符號，限制器205定義此輸出符號&(假設用於V之額定値爲{1.0，〇.〇，-1.0))如下所示： 1 ak_>0‘5 山二，0 -0.5 < ak_< 0.5 -1 r< —0.5 (5) 其他以輸入對輸出符號之定義對其他符號字符組爲必、要的。於係數更新方塊206中，等化器倍率係數可調整地作選擇。時序回復207追蹤此電路之時序’及調整時序相位 ··

r，用於類比/數位轉換器(ADC)203取樣及保持功能。於很多接收器，時序回復207，可由估計信號算術串之零交越點，及此所產生零交越點與輸入信號所檢知之零交越點作比較以調整時序相位r。 I 本紙張尺度逍用中國囤家榡準（CMS ) A4規格（210X297公釐） ! ---------叫裝------訂------^泉請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 4^3243 at ___B7 _ 五、發明説明（丨+) 增益控制208調整乘法器101之增益，藉由比較樣本 aw·及之模數及目標臨限値°乘法器201之增益用以補償通道扁平損失因數1/g。假設等化器204被設計爲對此信號無任何增益，此信號波幅被自動控制增益(AGC)208控制。此自動增益控制 208設定此等化信號之平均値至預設常數，而與纜線之損失無關。於時間k之增益g如下所示： (6) 此誤差^爲如與以'之差値。 ek=ak'-ak (7) 此參數/3決定增益之可變化率。若設定太高〃則增益參數可能太易變。然而，若Θ太小，則此系統對所需改變增益g之響應可能太慢。於本發明之多數實施例，/3値約爲ur3〇對更長之電纜，此增益g收斂値爲更高，因爲當此電纜長度增加，所接收信號波幅之均方根値(RMS)降低。表I說明增益g與電纜長度間之相依關係。圖式3A以圖示說明輸入至限制器205之樣本及由限制器205之輸出具有MLT3字符組之符號，於此情況，其放大器201之增益需作調整。於圖式3A，此塗黑方塊表示輸入樣本，及此塗黑圓形表示此決定符號。如圖所示，此輸入樣本被由此決定符號擴大(亦即，+1符碼之信號電魅爲太高，及-1符號之信號電壓爲太低）。相反的，若+ 1符號之信號電壓爲太低，則-1符號之信號電壓爲太高。因此 *等式5，用於對誤差調整其增益控制而作修正。 ;

I -；____16_____ 本紙張尺度適用中國國家梯準（cys > Α4規格（210Χ297公釐） (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) -裝. 訂經濟部智慧財產局員工消费合作社印製經濟部智慧財產局員工消贫合作社印製 423243 a? ____ B7 五、發明説明（/〇圖式3B以圖示說明基線漂移之估計》每一個信號電壓被由符號呈現之相同方向移動。於圖式3B中，因爲基線漂移爲正値，+1符號，〇符號及-1符號之信號電壓皆太高。此外，此信號電壓被以相同大小量位移。因此，一常數値應被加至每一個樣本，其中常數値依誤差本身而定。因此，此基線漂移修正因數，如下所示： Bk+I=： β bet+Bk, (8) 其中…爲此修正迴路之比例常數·•其中&從類比/數位轉換器(ADC)203之輸出信號中減去，因此可以數位方式對等化器輸出樣本進行更新，使對所有型式”殺手”封包及隨機資料操作良好，及去除於數位資料通路中之小量算術偏差。此基線漂移修正被以第一階數位鎖相迴路實施。於一些實施例中，加法器212可加上一基線漂移修正値，而非減去，而產生一不同基線修正估計値。此常數^^控制漂移修正元件211之響應時間。圖式4以圖形說明由傳送器1〇1之傳送信號(垂直軸) 1 對一串具有符號{1}(亦即（A}=u，1，1，1，1，1，1> 1 ，1.·.·丨)之一串MLT3符號，其爲時間t之函數。因爲此符號A=1被以基頻IV信號傳送，此符碼串呈現IV固定値。然而’變壓器102及104(圖式1>其作用如同一高通濾波器 *及無法通過直流電壓。因此，於接收器105所接收之賣際電壓値，將隨時間衰減。於圖式4中此衰減以降落字體標示:，及以虛線畫出。於接收器200(圖式2)所接收之電壓樣本’於此情況，將以下列速率降落·· ^ ________17_ 本紙張尺度適用中國國家棟準（Cl^S > Μ規格（21〇Χ29?公釐） • .^1 n n n n n n - II ϋ m n---n T 1^1 I n n n I '請先聞讀背面之注意事項再填寫本s·) 4；ΐ：3243 Α7 Β7 五、發明説明（4) K = V〇e Λ (9) 其中F3dB爲變壓器之頻寬，fs爲取樣速率，及k爲於固定序列中之符號數目β 圖式5以方塊圖說明用於修正降落之漂移修正元件 211(圖式2)之一實施例。修正降落漂移修正元件211包括加法器301及修正方塊302，其用以執行下列轉換函數： Η(Ζ) = l-Z'1 (10) 其中Z“表示一時間週期延遲。等式10之展開說明其爲等式8之施行。此閉迴路轉換函數表示轉換函數爲： HC(Z) = 修正降落 (11) 輸入降落l-(l-外)Z-1 其可很容易說明第一階修正3dB頻率爲下列所示之式子接近： 1 一 (12) 1 MbS Τ 2π .(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製其中g爲增益控制208之增益値。若f3dB爲大於(2倍或更大値)耦合器102及1〇4(圖式1A)之最大Fw，則此基線漂移修正被以圖式5中所示之電路執行’其可較降落發生得更快。因此，用於基線漂移修正値’以較降落更快之速率產生，因此yx並未包括基線漂移之任何效應。於多數實施例，耦合器102及1〇4(圖式1A)之最大爲25KHz 級次，及Fw被選擇約爲ΙΟΟΚΗζ。若T爲8ns ’則ybg約爲 0.05。此外，依本發明此基線漂移修正値並不取決於變壓器 18 本紙張尺度遍用中國阐家揉準（CfS > Α4规格（210X297公釐）經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^23243_a?_

五、發明説明（IW 之模型關，亦即與變壓器無關。此外，依本發明此基線漂移修正値與於增益控制208(圖式2)中實施之自動增益控制修正無關。於圖式4A及4B，其很明顯此基線漂移元件將不對等化器之輸出及由限制器之輸出符號間之差異反應，其需要增益修正，因爲對不同之符號之各別修正値將抵消，如圖式3(a)及3(b)所示。增益控制208將不對需要作基線漂移修正之差異作反應，因爲增益控制208於有機會反應前，基線漂移修正已被預測與執行。最後具有固定符號之封包，此收發器系統對一 0符號產生轉換(亦即{...1，1，1，0})。此由接收器系統200所接收之信號將正常改變，致連續需要對此基線漂移作調整 «例如，於一長串+ 1符號後，此對接收器200之輸入信號將幾乎爲0V。若下個傳送符號爲〇符號，則此輸入信號接收器200將下降落IV至-IV(而非降至0V)。因此，由漂移修正211所實行此基線漂移修正Bk，將對此連續降落圓平地修正此輸入樣本Xk。除了基線漂移’稱合器102及104(圖式1A)亦導入殺手封包之問題。此變壓器可被模型化如一帶通濾波器，其具有如下轉換函數： Η^ΛΖ) = γ~ (13) 其中Θ爲小於及約等於1。等式13可被展開以獲得

I _. ____19__ 本紙張尺度適用中國國家標半（CNS ) Α4规格（210X297公釐） -nil n n ϋ n n n n n Γ - I--.1 · - I — ^ ^ V. •(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 對於序列{ + 1，Ο，-1，-1，-1，-1.........)中發生最大値之Xk，於此例中爲 χ^1-(0)+/3-^2+^2-^3+... = 1+/5 (16) ^23243 a7 ____B7 五、發明説明（//) "娜=(ι-z-丨 χι+>sri+々22-2+.·_) = \-{\ + β)Ζ-'+β{\·^β)Ζ-2 (14) 一符號串通過此轉換函數將產生一輸出資料串等於下式

Xk=ak-(1+；S)ak-i+/9(1+/3) β2(1+ β) at-3 (15) 注意，此MLT3操作於+ 1V，OV及-IV，及/3約等於1 ，當具有”殺手”封包輸入，此接收器200之輸入電壓約爲 2V。 ’

因此，即使一傳送2V峰對峰値信號，由於此變壓器，於接收器之輸入電壓，其可爲4V峰對峰値信號。於實際系統(參照用美國國家資訊系統標準，光纖佈線資料界面 (FDDI)-部份：表號環式絞線對實體層媒體可靠性(TP-PMD) ，1995年3月），峰對峰値電壓約爲3.5V之信號可被觀察出。因此，若類比/數位轉換器(ADC)203(圖式2)並未接受 4V峰對峰値之全部範圍，則類比/數位轉換器將修剪此信號，而使限制器輸出產生錯誤。然而，使用可接收由-2V 至+2V整個範圍之類比/數位轉換器(ADC)，需要額外費用 ·· 或損失解析度。用於估計此殺手封包峰對峰値電壓及於類比/數位轉換器前於接收器200之輸入端將其減去之先前解決方法，與使用數位信號處理之多種目的相牴觸。然而，此輸入信號之峰對峰値電壓，隨著電纜長度ίίίίϊ ___20 本紙张尺度逍用中國國家橾準（CNS ) Α4规格（2]ΟΧ297公釐） / ------^----「裝------訂-------^.vi .(請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 423243 A7 ___B7_ 五、發明説明（ip 衰減。因此，此4V峰對峰電壓僅於短長度電纜中產生。表Π說明”殺手”封包所產生之輸入信號之最大峰對峰信號*其爲電纜長度之函數。表Π 電纜長度最大峰對峰値信號 0米 4伏特 30米 3.3伏特 70米 2.5伏特 100米 2.4伏特圖式6說明一用以調整類比/數位轉換器(ADC)之修正電路之一實施例，其可解決於短電纜上承受”殺手” •封包之高峰對峰電壓値，而未失去於較長電纜中接收信號所需之解析度。此外，不需要更昂貴高解析度之類比/數位轉換器(ADC)。類比/數位轉換器(ADC)203包括一輸入端601，用以由放大器201接收一輸入信號，一輸入端602用以接收一參考電壓，一輸出端603用以對輸入信號及參考電壓響應而輸出一數位信號。類比/數位轉換器(ADC)203之階度大小爲 △=令 (17) 其中VREP爲此參考電壓及n爲類比/數位轉換器 (ADC)203所使用位元數目。大於vREF將被類比/數位轉換器 (ADC)203修剪。於本發明很多實施例，類比/數位轉換器 (ADC)203爲一 6位元之類比/數位轉換器，但亦可使用其他 ________21_______ 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（2I0X29?公釐） -------：—.---Ί裝------訂------J *請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局貞工消費合作社印製 423243 五、發明説明（乂）位元數之類比/數位轉換器。本發明之實施例包括類比/數位參考電壓源213 ’於一些實施例，類比/數位參考電壓源213被連接至增益控制 208，以接收增益。此增益爲預測作改變’其爲電纜長度之函數，如表I所示。於一些實施例’類比/數位參考電壓源 213被連接至適應調整206，以調整接收選擇之等化器係數，其亦與電纜長度相關。，類比/數位參考電壓源213依電纜長度或與電纜長度相關之其他參數，改變類比/數位轉換器(ADC)203之參考電壓。於一實施例中，此參考電壓開始被設定爲2V，及若此增益g爲大於臨限增益μ例如，g。値約爲2.5)，則類比y數位參考電壓源213重設此參考電壓至更低之臨限値(例如VREP 約爲1.33V)。本發明之其他實施例允許對此參考電壓作更大之調整β此參考電壓之離散値需被設計，使得參數正常變化時(亦即增益g，等化器係數，或計算的長度等)不致引起參考電壓之不適當切換。上述例子僅作說明描述用，而非作任何範圍之界定，對一熟知此技術者將瞭解•這些例子之變化將於本發明之範疇中。一種變化爲接收器(如圖式2所示)元件可以不同次序實行成，使得例如放大器201可於去重疊濾波器202 前處理輸入信號。此外，去重疊濾波器202亦可數位方故製成，及因此位於類比/數位轉換器(ADC)203及等化器204 間。另一種變化爲改變符號字符組。上述所討論所有例子包括MLT3符號字符組，但是本發明可應用至使用任何f

I 22_______ 本紙張尺度逋用中國國家樣隼（C^S ) A4規格（2丨〇><297公釐） ----------裝------訂------^ .(請先聞讀背面之注項再填寫本頁；> 423243 A7 B7 五、發明説明（〆！）號字符組之送收器。這些變化皆應屬於本發明之範疇。此外，本發明僅由下列申請專利範圍所定義及界^。 ----------「裝------訂------^.-i .(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 23_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims

ABCD 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製六、申請專利範圍 1. 一種可用於修正基線漂移之接收器，其包括： —類比/數位轉換器連接至一傳送通道，以接收輸入信號並將之數位化，此類比/數位轉換器將輸出一樣本：一限制器連接用以接收由類比/數位轉換器之樣本輸出，此限输_依备類比/數位轉換器之樣本而輸出一符號;及 1基i漂移修正器，連接於類比/數位轉換器與限制器 |, , 間，其中此基線漂移修@接收此符號及此樣本，計算基線修正量及Ϊ類比/數位轉i器輸出之樣本中減去此基線修正量。 2. 如申請專利範圍第1項所述之接收器，亦包括連接於類比/數位轉換器與限制器間之等化器，此等化器搂收由類比/數位轉換器輸出之樣本，及輸出等化後之樣本至限制器。 3. 如申請專利範圍第2項所述之接收器，其中此等化 ^包括一線性等化器。 4. 如申請專利範圍第2項所述之接收器，其中此等化器包括一決定回授等化器。 5. 如申請專利範圍第2項所述之接收器，其中此基線漂移修正器包括： ~ 一漂移修正器，其接收此符號及等化後之樣本並輸出一基線修正信號；及 ’ 一連接於類比/數位轉換器及等化器間之卩法g，其中此i加运.器接收由類比/數位轉換器輸出之樣本及由漂移修正器來之基線修正信號，及輸出一取樣信號，其爲由類比/_ ---------^ -裝------訂------^ 冰 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度逋用中®國家標车（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） A8 B8 C8 D8 423243 六、申請專利範圍位轉換器輸出再經基線修正信號所修正後之樣本° .6.如申請專利範圍第5項所述之接收器’其中此漂移修正爲以數位方式實行一轉換函數V該函數等於#bZ々(i-z-j，其中…爲一常數及Z·1表$—時間間隔延遲。 7. 如申請專利範揮第6項所述之接收器’其中…爲小於約0.05。 8. —種可接收殺手樣本之接收器’其包括：一類比/數位轉換器，耦接用以接收由傳送通道來之信號’此類比/數位轉換器具有一參考電壓端；及一參考電壓產生器用以接收至少一個可顯示纜線長度之參數，其中此考電壓產生器輸出此參考電壓至類+b/數位轉換器之參考電壓端’以對該至少一個參數響應/ 9. 如申請專利範圍第8項所述之接收器’亦包括連接至類比/數位轉換器輸出端之限制器’其中此限制器接收由類比/數位轉換器來之輸入樣本’及對此輸入樣本響應而輸出一符號。 10. 如申請專利範圍第9項所述之接收器’亦包括一放大器，其連接於傳送通道及類比/數位轉換器間，此放大器具有一可變增益，及 —增益控制連接至限制器，以接I此樣本及符號，此增益控制產生放大器之可變增益’以對此樣本及符號響k 〇 11. 如申請專利範圍第10項所述之接收器，其中參考電壓產生器之至少一參數包括此可變增益。 i m· m ^^^1 ! ---i I— I—-I -I — - i ...... 1-- -I (請先聞讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度遙Λ中«國家梂率< CNS > A4规格（210x297公釐） 23243 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範国 12. 如申請專利範圍第9項所述之接收器，亦包括一連接於類比/數位轉換器與限制器間之等化器，此等化器接收由類比/數位轉換器來之信號及輸出此取樣信號至限制器。 13. 如申請專利範圍第12項所述之接收器，其中此等化器包括一線性等化器。 14. 如申請專利範圍第12項所述之接收器，其中此等化器包括一決定回授等化器。 15. 如申請專利範圍第12項所述之接收器，其中此等化器使用等化器係數，及亦包括一適應調整構件連接至限制器，以接收此樣本及符號，其中此適應調整元件產生此等化器係數，以對所接收樣本及符號響應。 ‘ 16. 如申請專利範圍第15項所述之接收器，其中參考電壓產生器所接收之至少一參數包括等化器係數。 Π.如申請專利範圍第9項所述之接收器，其亦包括一基線漂移修正器，連接於類比/數位轉換器與限制器間，其中此基線漂移修正器接收由限制器輸出之符號及輸入限制器之樣本，計算基線修正量及由類比/數位轉換器輸出之樣本中減去此基線修正値。 ---------^丨裝------訂-----(線 .(請先聞讀背面之注辜項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 本紙張尺度逋用中Η國家標率（CNS ) A4规格（210X297公釐）