TWI597610B - 基於接收單元之等化器的資訊而收發訊號的方法以及訓練等化器的方法 - Google Patents

基於接收單元之等化器的資訊而收發訊號的方法以及訓練等化器的方法 Download PDF

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Description

基於接收單元之等化器的資訊而收發訊號的方法以 及訓練等化器的方法
本發明係有關一種訊號發送的方法及其裝置，尤指一種可依據傳輸線的長度而自動調整訊號發送的方法及其裝置。
行動裝置的序列連結(Serial Link)在功率消耗(power consumption)上往往希望能被合理的控制。在功率消耗上，以傳輸裝置(transmitter)消耗較大，而傳輸裝置的功率消耗係與傳輸線的距離長短息息相關。在序列連結的設計上，為了能支援不同線距的傳輸線(例如1公尺、3公尺或5公尺的傳輸線)，傳輸裝置在設計時是以傳輸線線距最長的狀況作為考量，也就是將傳輸裝置輸出訊號的擺幅(swing)設計成可用於最長線距的一固定值(如最大值)，以使傳輸裝置能支援線距最長的傳輸線。但是行動裝置在使用時，通常都是使用短線距的傳輸線進行傳輸，導致行動裝置在使用時，產生許多不必要的功率消耗(power consumption)和電磁干擾(Electromagnetic Interference，簡稱EMI)。
本發明之主要目的，係在提供一種發送訊號的方法，其可使電子裝置根據傳輸線的長度而自動調輸出訊號的擺幅(或振幅)和高低頻能量差距，以減少電子裝置的功率消耗和電子裝置在傳輸訊號時所造成的電磁干擾(EMI)。
本發明之另一目的，係在提供一種訓練等化器的方法，其可選擇性地使監測器無須設置數位類比轉換器，以減少監測器佔用實體層的面積以及減少電子裝置的製造費用。
為達到上述之目的，本發明提供一種發送訊號的方法，其係包括利用外接式裝置發送到電子裝置之等化器(equalizer)的訊號(例如訓練序列)來獲得等化器的參數(例如高頻能量補償值)，然後根據此參數來調整電子裝置之輸出單元(或稱傳輸裝置)發送至外接式裝置的訊號(其係比如是類比形式的差分訊號)。前述的電子裝置比如是一個手持式運算裝置(如智慧型手機或平板電腦)。前述的外接式裝置比如是另一個手持式運算裝置(如智慧型手機或平板電腦)、一個可攜式裝置(例如通用序列匯流排儲存裝置、外接式硬碟或投影機)或一個能夠以序列匯流排或熱插拔方式連接的電子裝置。
本發明也提供一種電子裝置，其係包括等化器和輸出單元(或稱傳輸裝置)。前述的等化器用於接受和補償外接式裝置送出的訊號(其係包括訓練序列)。前述的輸出單元用於根據等化器的參數(例如高頻能量補償值)，輸出訊號(其係比如是類比形式的差分訊號)到外接式裝置。前述的電子裝置比如是一個手持式運算裝置(如智慧型手機或平 板電腦)。前述的外接式裝置比如是另一個手持式運算裝置(如智慧型手機或平板電腦)、一個可攜式裝置(例如通用序列匯流排儲存裝置、外接式硬碟或投影機)或一個能夠以序列匯流排或熱插拔方式連接的電子裝置。
本發明還提供一種訓練等化器的方法，其係包括：(1)調整自動增益控制單元的增益，使自動增益控制單元輸出的訊號(例如訊號的電壓擺幅)從超出兩數值之間的範圍變成介於所述的兩數值之間的範圍；(2)利用等化器補償或調整自動增益控制單元輸出的訊號，藉此讓自動增益控制單元輸出的訊號(例如訊號之高頻部分的電壓擺幅)超出所述的兩數值之間的範圍；以及(3)調整等化器的參數(例如高頻能量補償值)，使自動增益控制單元輸出的訊號(例如訊號之高頻部分的電壓擺幅)介於所述的兩數值之間的範圍。前述的兩數值比如是電子裝置線性操作的兩電壓值。
本發明還提供一種訓練等化器的方法，其係包括下列步驟：(1)調整自動增益控制單元的增益到第一增益值，使處理單元偵測到一訊號(如監測器所輸出的數位訊號)在第一時間間隔裡發生轉態；(2)調整自動增益控制單元的增益到第二增益值，使處理單元偵測到所述的訊號在第二時間間隔裡沒有發生轉態；(3)調整等化器的補償到第一補償值(如最大的高頻能量補償值)，使處理單元偵測到所述的訊號在第三時間間隔裡發生轉態；以及(4)調整等化器的補償到第二補償值(如一高頻能量補償值)，使處理單元偵測到所述的訊號在第四時間間隔裡沒有 發生轉態。前述的第一、第二、第三和第四時間間隔為相同的時間間隔，其係比如是大於或等於傳輸一訓練序列的一封包所需的時間。另外，在步驟(1)和步驟(2)中，等化器的補償被調整到第三補償值(如最小的高頻能量補償值)，此第三補償值可以是小於前述的第二補償值。前述的第一補償值可以是大於前述的第二補償值。
現將經由對說明性實施例、隨附圖式及申請專利範圍之以下詳細描述的評述，使本發明之此等以及其他組件、步驟、特徵、效益及優勢變得明朗。
2‧‧‧訊號傳輸線
4‧‧‧第一電子裝置
6‧‧‧連接埠
8‧‧‧第二電子裝置
9a‧‧‧輸出單元
9b‧‧‧接收單元
10‧‧‧控制器
12‧‧‧接收單元
14‧‧‧輸出單元
16‧‧‧等化器
18‧‧‧監測器
20‧‧‧處理單元
22‧‧‧記憶體單元
24‧‧‧自動增益控制單元
26‧‧‧數位類比轉換器
28‧‧‧數位類比轉換器
Am‧‧‧振幅
DE‧‧‧高低頻能量差值
Di‧‧‧高低頻能量差值
Ds‧‧‧訊號
EH1‧‧‧眼高
EH2‧‧‧眼高
ISI1‧‧‧符際干擾
ISI2‧‧‧符際干擾
ISI3‧‧‧符際干擾
ISI4‧‧‧符際干擾
M1‧‧‧電壓值
M2‧‧‧電壓值
Os‧‧‧擺幅
Pa‧‧‧封包
Re‧‧‧參考電壓
So‧‧‧訊號
S1‧‧‧第一訊號
S2‧‧‧第二訊號
S01-S04‧‧‧步驟
S11-S14‧‧‧步驟
S21-S25‧‧‧步驟
Ta‧‧‧輸出端
Ts‧‧‧輸出端
T1‧‧‧時間點
T2‧‧‧時間點
VH‧‧‧特定數值
VL‧‧‧特定數值
第1圖為本發明第一實施例的系統方塊圖；第2圖為比對用的一組參考數值；第3圖為一訊號經過一傳輸線後的頻率響應(frequency response)；第4圖為一訊號經過一等化器後的頻率響應；第5圖為一電子裝置根據一輸出參數從其輸出單元輸出的一訊號；第6圖為本發明根據一訓練訊號來調整一電子裝置之輸出訊號的一流程圖；第7圖為一電子裝置傳送至另一電子裝置的一訓練訊號；第8圖為本發明第二實施例的系統方塊圖； 第9A圖為一電子裝置之等化器所輸出的一訊號；第9B圖為一電子裝置之監測器所輸出的一訊號；第10圖為本發明根據一訓練訊號來調整一電子裝置之輸出訊號的一流程圖；第11A圖為一訓練訊號在一時間間隔裡的部分；第11B圖為一自動增益控制單元的一輸出訊號在一時間間隔裡的部分；第11C圖為一等化器的一輸出訊號在一時間間隔裡的部分；第11D圖為一等化器的一輸出訊號在一時間間隔裡的部分；第12圖為本發明根據一訓練訊號來調整一電子裝置之輸出訊號的一流程圖；第13A圖為本發明透過傳送至一電子裝置的一訊號而獲得的一眼圖；第13B圖為本發明透過傳送至一電子裝置的一訊號而獲得的一眼圖。
雖然在圖式中已描繪某些實施例，但熟習此項技術者應瞭解，所描繪之實施例為說明性的，且可在本發明之範疇內構想並實施彼等所示實施例之變化以及本文所述之其他實施例。
圖式揭示本發明之說明性實施例。其並未闡述所有實施例。可另外或替代使用其他實施例。為節省空間或更有效地說明，可省略顯而易見或不必要之細節。相反，可實施一些實施例而不揭示所有細節。當相同數字出現在不同圖式中時，其係指相同或類似組件或步驟。
當以下描述連同隨附圖式一起閱讀時，可更充分地理解本發明之態樣，該等隨附圖式之性質應視為說明性而非限制性的。該等圖式未必按比例繪製，而是強調本發明之原理。
第1圖為本發明第一實施例的示意圖。請參閱第1圖所示，一條訊號傳輸線2的一端插入到一第一電子裝置4的一連接埠6(如序列匯流排(Serial Bus)連接埠)，另一端則連接到一第二電子裝置8。第一電子裝置4和第二電子裝置8分別可以是(但不限定)手持式運算裝置(如智慧型手機或平板電腦)、筆記型電腦、桌上型電腦、可攜式裝置(如通用序列匯流排(Universal Serial Bus，簡稱USB)儲存裝置、外接式硬碟或投影機)或任何適用序列匯流排或熱插拔(Hot Plug)方式連接之電子裝置。訊號傳輸線2可以是(但不限定)一條序列滙流排連接線，如通用序列滙流排(USB)傳輸線、序列先進技術附件(Serial Advanced Technology Attachment)連接線、高清晰度多媒體介面(High Definition Multimedia Interface)連接線或行動產業處理器介面(Mobile Industry Processor Interface)。例如，第一電子裝置4可以是一手持式運算裝置(如智慧型手機或平板電腦)，第二電子裝置8可以是一外接式裝置，訊號傳輸線2可以是一條序列滙流排連接線(如USB傳輸 線)，連接埠6可以是一序列滙流排連接埠(如USB連接埠)。前述的外接式裝置可以是(但不限定)另一手持式運算裝置(如智慧型手機或平板電腦)、一可攜式裝置(如USB儲存裝置、外接式硬碟或投影機)或一適用序列匯流排或熱插拔方式連接之電子裝置。
第一電子裝置4包括一控制器10、一接收單元12和一輸出單元(或稱傳輸裝置)14。接收單元12和輸出單元14可以分別是(但不限定)實體層(physical layer)的一電路或一元件。控制器10分別耦接接收單元12和輸出單元14。接收單元12用於接收第二電子裝置8之一輸出單元9a所傳送的訊號；輸出單元14用於傳送或發送訊號至第二電子裝置8的一接收單元9b。接收單元12包括一等化器(equalizer)16和一監測器18。等化器16的作用在於補償輸出單元9a所傳送之訊號在傳輸過程中的(高頻)能量損失(包括訊號傳輸線2所造成的(高頻)能量損失)，並將補償後的訊號從等化器16的一輸出端Ts輸出到偵測器18或處理單元20。 等化器16可以是(但不限定)可適性等化器(adaptive equalizer)。監測器18的一輸入端耦接等化器16的輸出端Ts。監測器18的作用在於觀測等化器16從輸出端Ts輸出的訊號，並根據輸出端Ts輸出的訊號傳送一監測訊號(其係比如是數位訊號)到控制器10。監測器18也許是或也許包括一個電壓監測器、一個眼圖監測器(eye diagram monitor)或是一個含有積分器(integrator)的監測器。
控制器10包括一處理單元(processing unit)20和一記憶體單元22(如靜態隨機存取記憶體(static random access memory))。處 理單元20分別耦接監測器18和記憶體單元22。處理單元20的一輸入端耦接等化器16的輸出端Ts。處理單元20的二輸入端分別耦接輸出單元14的一輸入端和等化器16的一輸入端。記憶體單元22內儲存了一組參考數值，用以提供處理單元20比對的參考依據。此組參考數值包含數個比對數值(例如數個峰值等級(peaking level))以及每一個比對數值相應的傳輸線長度以及/或是輸出參數(包括擺幅(swing)或振幅(amplitude)的大小以及高頻能量與低頻能量的差距)，如第2圖所示。上述的那些比對數值可以是數個能量補償值，比如是不同傳輸線長度的高頻能量補償值(也就是峰值等級，其單位比如是分貝(dB))。上述的那些比對數值也可以是數個高低頻能量差值(也就是能量損失(loss))，比如是不同傳輸線長度所造成之高頻能量與低頻能量的差距。在本發明中，第二電子裝置8也可以不用透過訊號傳輸線2而直接連接到第一電子裝置4；在這種情況下，傳輸線的長度為零。
處理單元20可以透過輸出單元9a所傳送的訓練訊號(如訓練序列(training sequence))來訓練等化器16，並在等化器16完成訓練後，獲得等化器16的一參數或數值，例如等化器16用於補償訓練訊號的能量補償值(例如高頻能量補償值，或稱為峰值等級)。此能量補償值可以補償訓練訊號在經過傳輸線2後的(高頻)能量損失或損耗，也就是訓練訊號經過傳輸線2後的高低頻能量差值(或稱為高頻能量與低頻能量的差距)。在傳輸線長度為零(也就是第二電子裝置8不用傳輸線2而直接連接到第一電子裝置4)的情況下，此能量補償值可以是(但不限定) 零，如第2圖所示。在第二電子裝置8透過傳輸線2連接到第一電子裝置4的情況下，輸出單元9a所傳送之訊號(包括訓練訊號)在經過傳輸線2後會產生(高頻)能量損失或損耗，如第3圖所示之高頻能量與低頻能量的差距DE；透過等化器16以此能量補償值進行補償，則可使輸出單元9a所傳送之訊號(包括訓練訊號)的高頻能量等於低頻能量，如第4圖所示。
接著，處理單元20將獲得的能量補償值(或是高低頻能量差值)和上述的比對參數進行比對，進而獲得傳輸線2的長度以及/或是一輸出參數，此輸出參數包括訊號的高低頻能量差距(如第5圖所示的高頻能量與低頻能量的差值Di)和訊號的擺幅大小(如第5圖所示的擺幅Os)或振幅大小(如第5圖所示的振幅Am)。然後，處理單元20按照此輸出參數調整輸出單元14，讓輸出單元14依據此輸出參數傳送或發送一訊號(其係比如是第5圖所示之類比形式的差分訊號So)到第二電子裝置8之接收單元9b。本發明可以透過預強化(pre-emphasis)或去強化(de-emphasis)的方式，使傳送到接收單元9b的一訊號在輸出單元14輸出的時候符合輸出參數中的高低頻能量差距。
在第5圖中，輸出單元14輸出的訊號So包括轉態位元(transition bit)和非轉態位元(non-transition bit)。轉態位元為訊號So的高頻部分；非轉態位元為訊號So的低頻部分。本實施例可以透過預強化或去強化的方式，使訊號So之高頻能量與低頻能量的差距等於上述的高低頻能量差值Di。
以下透過第6圖的步驟S01至步驟S04，敘述第一電子裝置4連接第二電子裝置8時，第一電子裝置4自動調整輸出訊號的方式。
步驟S01：在第一電子裝置4連接第二電子裝置8的初期，第一電子裝置4的接收單元12接收到第二電子裝置8的輸出單元9a所傳送的一訓練訊號(如一訓練序列)。此訓練訊號可以是(但不限定)以類比形式傳送的差分訊號。第7圖為訓練訊號的一範例。如第7圖所示，訓練訊號包含多個封包Pa，而且每一個封包Pa具有相同的組成(或成分)以及相同的傳輸時間T。
步驟S02：處理單元20利用訓練訊號來訓練等化器16，並在完成等化器16的訓練後，獲得等化器16用於補償訓練訊號的能量補償值(例如高頻能量補償值，或稱為峰值等級)。此能量補償值可以補償訓練訊號在經過傳輸線2後的(高頻)能量損失或損耗(如高頻能量與低頻能量的差距)，而且被等化器16用來補償後續輸出單元9a傳送至接收單元12的訊號。
在步驟S02中，處理單元20利用監測器18觀測或偵測等化器16的訓練過程。在此訓練過程中，監測器18觀測等化器16從輸出端Ts輸出的訊號(以下稱為“輸出訊號Eo”)，並根據輸出訊號Eo傳送一監測訊號(其係比如是一數位訊號)到處理單元20。處理單元20以相同的時間間隔(其係比如是大於或等於封包Pa的傳輸時間T)不斷地分析、偵測 或觀測監測器18所傳送過來的監測訊號。因為訓練訊號含有許多相同的封包Pa，所以處理單元20可以依據某個時間間隔內的監測訊號來判斷輸出訊號Eo的高頻能量與低頻能量是否(大致上)相等或是輸出訊號Eo的眼圖(eye diagram)是否達到一特定狀態(如最佳狀態)。
當監測器18輸出的監測訊號顯示輸出訊號Eo的高頻能量與低頻能量沒有(大致上)相等或是顯示輸出訊號Eo的眼圖未達特定狀態時，處理單元20重新調整等化器16的參數，然後再依據監測器18輸出的監測訊號判斷輸出訊號Eo的高頻能量與低頻能量是否(大致上)相等或是輸出訊號Eo的眼圖是否達到特定狀態。重複上述的程序，直到監測器18輸出的監測訊號顯示輸出訊號Eo的高頻能量與低頻能量(大致上)相等或是顯示輸出訊號Eo的眼圖已達特定狀態為止。當監測器18輸出的監測訊號顯示輸出訊號Eo的高頻能量與低頻能量(大致上)相等或是顯示輸出訊號Eo的眼圖已達特定狀態的時候，處理單元20完成等化器16的訓練並獲得等化器16用來補償訓練訊號能量損失或損耗的能量補償值(其係為等化器16的一參數或一數值)。在本發明中，步驟S02可以透過訓練等化器16的方式來完成。
步驟S03：在獲得等化器16用於補償訓練訊號的能量補償值之後，處理單元20進行一查表動作或一比對動作，也就是將此能量補償值和記憶體單元114內儲存的那些比對數值(如前面所述)進行比對。然後，處理單元20就可以得知傳輸線2的長度以及/或是獲得相應的輸出參數(其 係包括訊號的高低頻能量的差距以及訊號的擺幅或振幅大小)。
步驟S04：在完成步驟S03後，處理單元20依照獲得的輸出參數調整輸出單元14，讓輸出單元14根據獲得的輸出參數傳送或發送一訊號(例如第5圖所示之類比形式的差分訊號)到第二電子裝置8之接收單元9b。因此，第一電子裝置4可以根據等化器16的一參數或數值(例如高頻能量補償值)，調整輸出單元14發送至第二電子裝置8的訊號(其係比如是第5圖所示之類比形式的差分訊號)。
第8圖為本發明第二實施例的示意圖。請參閱第8圖所示，第一電子裝置4的接收單元12還包括一個自動增益控制(automatic gain control)單元24與兩個數位類比轉換器(digital-to-analog converter)26和28。自動增益控制單元24的一輸出端Ta耦接等化器16的一輸入端。數位類比轉換器26的一輸入端耦接處理單元20的一輸出端，數位類比轉換器26的一輸出端耦接自動增益控制單元24的一輸入端。數位類比轉換器28的一輸入端耦接處理單元20的一輸出端，數位類比轉換器28的一輸出端耦接等化器16的一輸入端。在第二實施例中，監測器18可以不需要(但不限定)包含數位類比轉換器，以減少監測器18佔用實體層的面積以及減少第一電子裝置4的製造費用。
自動增益控制單元24可以接收輸出單元9a所傳送之訊號(包括訓練訊號)並調整輸出單元9a所傳送之訊號(包括訓練訊號)的(電壓)擺幅，然後將調整後的訊號(也就是經過自動增益控制單元24調整的 訊號)從其輸出端Ta傳送至等化器16。等化器16可以補償自動增益控制單元24傳送過來的訊號，然後將補償後的訊號從其輸出端Ts傳送到偵測器18或處理單元20。數位類比轉換器26可以將處理單元20用於控制自動增益控制單元24的數位訊號轉換成類比訊號，並且送至自動增益控制單元24；因此，處理單元20可以調整或控制自動增益控制單元24用於調整輸出單元9a所傳送之訊號(包括訓練訊號)的增益值。數位類比轉換器28可以將處理單元20用於控制等化器16的數位訊號轉換成類比訊號，並且送至等化器16；因此，處理單元20可以以調整(或控制)等化器16用於補償訓練訊號的能量補償值(例如高頻能量補償值，或稱為峰值等級)。
在本實施中，處理單元20會不斷地觀察、偵測或分析監測器18所傳送過來的監測訊號(其係比如是一數位訊號)在相同時間間隔(其係大於或等於上述的傳輸時間T)裡的情況。因為訓練訊號包含許多相同的封包Pa，所以處理單元20可以透過監測器18所傳送過來的監測訊號在某一時間間隔裡的情況來判斷經過自動增益控制單元24調整的訓練訊號或經過等化器16補償的訓練訊號(其係從等化器16的輸出端Ts輸出)是否符合相關條件。例如，處理單元20可以透過偵測監測器18所傳送過來的監測訊號在某一時間間隔裡是否發生轉態(transition)的方式，判斷經過自動增益控制單元24調整的訓練訊號的最大(電壓)擺幅或經過等化器16補償的訓練訊號的最大(電壓)擺幅是否位在兩特定數值(如第一電子裝置4線性操作的兩電壓值)之間。
以第9A圖與第9B為例，監測器18所傳送過來的監測訊號(也就是第9B圖所示的訊號Ds)可藉等化器16從輸出端Ts輸出的訊號(其係可以包括第9A圖所示的第一訊號S1和第二訊號S2)與兩特定數值(如第9A圖所示的第一電子裝置4線性操作的兩電壓值M1和M2)來獲得。例如，將第一訊號S1的電壓值減去第二訊號S2的電壓值以獲得第一電壓變化值，以及將電壓值M1減去電壓值M2以獲得第二電壓變化值。然後，將第一電壓變化值減去第二電壓變化值就可以得到訊號Ds。 至於參考電壓Re則可由電壓值M1減去電壓值M2來獲得。
在第9B圖中，監測器18所傳送過來的監測訊號(也就是訊號Ds)在時間點T1的時候，其邏輯準位(logic level)由邏輯1轉為邏輯0(也就是訊號Ds由大於參考電壓Re變成小於參考電壓Re)，因而發生了一次轉態。然後，訊號Ds在時間點T2的時候，其邏輯準位由邏輯0轉為邏輯1(也就是訊號Ds由小於參考電壓Re變成大於參考電壓Re)，因而發生了另一次轉態。訊號Ds會發生轉態，這種情況代表從輸出端Ts輸出的訊號有擺幅超出兩電壓值M1和M2之間的範圍。如果訊號Ds在某一時間間隔裡都沒有發生轉態，這種情況代表經過自動增益控制單元24調整的訓練訊號的最大擺幅或經過等化器16補償的訓練訊號的最大擺幅位在兩電壓值M1和M2之間的範圍。
第8圖所述之第二實施例可以完成第6圖所述之步驟S01至步驟S04。有關第二實施例執行步驟S01、S03和S04的部分，請參閱第6圖的相關說明。以下透過第10圖的步驟S11至步驟S14，敘述第二實 施例完成步驟S02的一種方式。在步驟S11到步驟S14中，處理單元20會持續地觀察或偵測監測器18所傳送過來的監測訊號在相同時間間隔(其係比如是大於或等於上述的傳輸時間T)裡的情況。另外，任何一個在步驟S11到步驟S14內提到的時間間隔都是相同的，而且每一個時間間隔可以是大於或等於上述的傳輸時間T。
步驟S11：將自動增益控制單元24對訓練訊號的增益調升到一特定增益值(如最大增益值)，使經過自動增益控制單元24調整的訓練訊號(以下稱為“訊號SA”，其係從自動增益控制單元24的輸出端Ta輸出)在一時間間隔裡的最大擺幅(其係比如是訊號SA之低頻能量的最大電壓擺幅)超出兩特定數值VH和VL之間的範圍，如第11A圖所示。數值VH可以是上述的電壓值M1，數值VL可以是上述的電壓值M2。另外，在進行步驟S13之前，等化器16用來補償訊號SA的能量補償值(例如高頻能量補償值)被調降到第一能量補償值(如最小的能量補償值)，使等化器16暫時不對訊號SA進行補償。在此步驟中，因為自動增益控制單元24的增益被調整到上述的特定增益值以及等化器16的補償被調降到上述的第一能量補償值，所以讓處理單元20偵測到監測器18所傳送過來的監測訊號在一時間間隔裡至少有一次轉態。
步驟S12：在步驟S11之後，從上述的特定增益值開始調降自動增益控制單元24對訓練訊號的增益值，直到訊號SA在一時間間隔裡的最大 (電壓)擺幅位在兩特定數值VH和VL之間的範圍為止，如第11B圖所示。 在此步驟中，當處理單元20偵測到監測器18所傳送過來的監測訊號在某一時間間隔裡都沒有發生轉態，代表訊號SA在一時間間隔裡的最大擺幅位在兩特定數值VH和VL之間的範圍。在這個時候，處理單元20停止調降自動增益控制單元24對訓練訊號的增益值，讓自動增益控制單元24以最後一次調降的增益值(以下稱為“增益值GF”)來對後續輸出單元9a傳送至接收單元12的訊號(包括訓練訊號剩下的部分)進行調整。另外，因為自動增益控制單元24的增益被調整到增益值GF，所以讓處理單元20偵測到監測器18所傳送過來的監測訊號在一時間間隔裡都沒有發生轉態。在步驟S12完成後，透過兩特定數值VH和VL可以獲得訓練訊號的低頻能量。
步驟S13：在完成步驟S12之後，將等化器16用來補償訊號SA的能量補償值調升到第二能量補償值(如最大的能量補償值)，使經過等化器16補償的訊號SA(以下稱為“訊號SE”，其係從等化器16的輸出端Ts輸出)在一時間間隔裡的最大擺幅(其係比如是訊號SE之高頻能量的最大電壓擺幅)超過兩特定數值VH和VL之間的範圍，如第11C圖所示。在此步驟中，因為等化器16的補償被調升到第二能量補償值(其係大於步驟S11所述之第一能量補償值)，所以讓處理單元20偵測到監測器18所傳送過來的監測訊號在一時間間隔裡至少有一次轉態。在完成步驟S13之後，訊號SE的高頻能量會大於訊號SE的低頻能量。另外，訊號SE可以 是步驟S02所述之輸出訊號Eo。
步驟S14：在完成步驟S13之後，從上述的第二能量補償值開始調降等化器16用來補償訊號SA的能量補償值，直到訊號SE在一時間間隔裡的最大擺幅位在兩特定數值VH和VL之間的範圍為止，如第11D圖所示。在此步驟中，當處理單元20偵測到監測器18所傳送過來的監測訊號在某一時間間隔裡都沒有發生轉態，代表訊號SE在一時間間隔裡的最大擺幅位在兩特定數值VH和VL之間的範圍。在這個時候，處理單元20會停止調降等化器16用來補償訊號SA的能量補償值並且記錄最後一次調降的能量補償值(以下稱為“能量補償值PA”)。另外，等化器16會以能量補償值PA來對後續輸出單元9a傳送至接收單元12的訊號進行補償。在步驟S14中，因為等化器16的補償被調整到能量補償值PA(其係大於步驟S11所述之第一能量補償值，但小於步驟S13所述之第二能量補償值)，所以讓處理單元20偵測到監測器18所傳送過來的監測訊號在一時間間隔裡都沒有發生轉態。
在完成步驟S14之後，因為訊號SE的高頻能量(大致上)等於訊號SE的低頻能量，所以處理單元20不僅完成等化器16的訓練，也因此獲得等化器16用來補償訊號SA的能量補償值PA(其係為步驟S02所述之等化器16用於補償訓練訊號的能量補償值)。在獲得能量補償值PA之後，處理單元20根據能量補償值PA進行步驟S03。在第二實施例中，步驟S11至步驟S14為訓練等化器16的一種方式。
以下透過第12圖的步驟S21至步驟S25，敘述第二實施例完成步驟S02的另一種方式。在步驟S21到步驟S25中，處理單元20會持續地觀察監測器18所傳送過來的監測訊號在相同時間間隔(其係比如是大於或等於上述的傳輸時間T)裡的情況。另外，任何一個在步驟S21到步驟S25內提到的時間間隔都是相同的，而且每一個時間間隔可以是大於或等於上述的傳輸時間T。
步驟S21：將自動增益控制單元24對訓練訊號的增益值調降到一特定增益值(如最小增益值)，使經過自動增益控制單元24調整的訓練訊號(以下稱為“訊號SG”，其係從自動增益控制單元24的輸出端Ta輸出)在一時間間隔裡的最大擺幅(其係比如是訊號SG之低頻能量的最大電壓擺幅)位在兩特定數值VH和VL之間的範圍。數值VH可以是上述的電壓值M1，數值VL可以是上述的電壓值M2。另外，在進行步驟S24之前，等化器16用來補償訊號SG的能量補償值(例如高頻能量補償值)被調降到第一能量補償值(如最小的能量補償值)，使等化器16暫時不對訊號SG進行補償。在此步驟中，因為自動增益控制單元24的增益被調整到上述的特定增益值以及等化器16的補償被調降到上述的第一能量補償值，所以讓處理單元20偵測到監測器18所傳送過來的監測訊號在一時間間隔裡都沒有發生轉態。
步驟S22：在步驟S21之後，從上述的特定增益值開始調升自動增益 控制單元24對訓練訊號的增益值，直到訊號SG在一時間間隔裡的最大擺幅超出兩特定數值VH和VL之間的範圍為止(此時的增益值稱為“增益值Gn”)。在此步驟中，當處理單元20偵測到監測器18所傳送過來的監測訊號在某一時間間隔裡至少有一次轉態，代表訊號SG的最大(電壓)擺幅超出兩特定數值VH和VL之間的範圍。另外，因為自動增益控制單元24的增益被調整到增益值Gn，所以讓處理單元20偵測到監測器18所傳送過來的監測訊號在一時間間隔裡至少有一次轉態。
步驟S23：在完成步驟S22之後，將自動增益控制單元24對訓練訊號的增益值調回到前一次的增益值(以下稱為”增益值Gn-1”)，使訊號SG在一時間間隔裡的最大(電壓)擺幅再度位在兩特定數值VH和VL之間的範圍。在此步驟中，因為自動增益控制單元24的增益被調整到增益值Gn-1，所以讓處理單元20偵測到監測器18所傳送過來的監測訊號在一時間間隔裡都沒有發生轉態。在步驟S23之後，自動增益控制單元24會以增益值Gn-1來對後續輸出單元9a傳送至接收單元12的訊號(包括訓練訊號剩下的部分)進行調整。本實施例可在步驟S23完成後，透過兩特定數值VH和VL獲得訓練訊號的低頻能量。
步驟S24：在完成步驟S23之後，將等化器16用來補償訊號SG的能量補償值調升到第二能量補償值(如最大的能量補償值)，使經過等化器16補償的訊號SG(以下稱為“訊號SQ”，其係從等化器16的輸出端Ts輸 出)在一時間間隔裡的最大擺幅(其係比如是訊號SQ之高頻能量的最大電壓擺幅)超過兩特定數值VH和VL之間的範圍。在此步驟中，因為等化器16的補償被調升到第二能量補償值(其係大於步驟S21所述之第一能量補償值)，所以讓處理單元20偵測到監測器18所傳送過來的監測訊號在一時間間隔裡至少有一次轉態。在完成步驟S24之後，訊號SQ的高頻能量會大於訊號SQ的低頻能量。另外，訊號SQ可以是步驟S02所述之輸出訊號Eo。
步驟S25：在完成步驟S24之後，從上述的第二能量補償值開始調降等化器16用來補償訊號SG的能量補償值，直到訊號SQ在一時間間隔裡的最大擺幅位在兩特定數值VH和VL之間的範圍為止。在此步驟中，當處理單元20偵測到監測器18所傳送過來的監測訊號在某一時間間隔裡都沒有發生轉態，代表訊號SQ在一時間間隔裡的最大擺幅位在兩特定數值VH和VL之間的範圍。在這個時候，處理單元20停止調降等化器16用來補償訊號SG的能量補償值並且記錄最後一次調降的能量補償值(以下稱為“能量補償值PB”)。另外，等化器16會以能量補償值PB來對後續輸出單元9a傳送至接收單元12的訊號進行補償。在步驟S25中，因為等化器16的補償被調整到能量補償值PB(其係大於步驟S21所述之第一能量補償值，但小於步驟S24所述之第二能量補償值)，所以讓處理單元20偵測到監測器18所傳送過來的監測訊號在一時間間隔裡都沒有發生轉態。
在完成步驟S25之後，因為訊號SQ的高頻能量(大致上)等於訊號SQ的低頻能量，所以處理單元20不僅完成等化器16的訓練(或調整)過程，也因此獲得等化器16用來補償訊號SG的能量補償值PB(其係為步驟S02所述之等化器16用於補償訓練訊號的能量補償值)。在獲得能量補償值PB之後，處理單元20根據能量補償值PB進行步驟S03。 在第二實施例中，步驟S21至步驟S25為訓練(或調整)等化器16的另一種方式。
由上述的第一或第二實施例可知，當第一電子裝置4透過不同長度的訊號傳輸線連接到第二電子裝置8(或稱為電子產品)的時候，第一電子裝置4會根據訊號傳輸線的長度來調整輸出單元14傳送到第二電子裝置8之接收單元9b的輸出訊號(其係比如是以類比形式傳送的差分訊號)。以使用第一訊號傳輸線或第二訊號傳輸線連接第一電子裝置4和第二電子裝置8為例。當第一電子裝置4透過第一訊號傳輸線連接第二電子裝置8的時候，第一電子裝置4會根據第一訊號傳輸線的長度來調整輸出單元14，讓傳送到第二電子裝置8之接收單元9b的訊號(以下稱為“第一訊號”)在輸出單元14輸出的時候符合第一輸出參數(其係包括高頻能量與低頻能量的差距和擺幅或振幅的數值)。當第一電子裝置4透過第二訊號傳輸線連接第二電子裝置8的時候，第一電子裝置4會根據第二訊號傳輸線的長度來調整輸出單元14，讓傳送到第二電子裝置8之接收單元9b的訊號(以下稱為“第二訊號”)在輸出單元14輸出的時候符合第二輸出參數(其係包括高頻能量與低頻能量的差距和擺幅或振幅的 數值)。第一訊號傳輸線和第二訊號傳輸線可以是(但不限定)兩條長度不同的序列滙流排連接線，例如兩條長度不同的通用序列滙流排(USB)傳輸線、序列先進技術附件連接線、高清晰度多媒體介面連接線或行動產業處理器介面。
在第二訊號傳輸線的長度大於或等於第一訊號傳輸線的長度的90倍、100倍或110倍的情況下，第二訊號在連接埠6的一擺幅(其係比如是第二訊號之低頻成分的一擺幅)可以是大於或等於第一訊號在連接埠6的一擺幅(其係比如是第一訊號之低頻成分的一擺幅)的1.3倍、1.4倍或1.5倍。除此之外，第二電子裝置8所接收到的第二訊號之低頻成分的一擺幅可以是大於或等於第二電子裝置8所接收到的第一訊號之低頻成分的一擺幅的1.3倍、1.4倍或1.5倍。
在第二電子裝置8透過第一訊號傳輸線接收到第一訊號之後，第二電子裝置8可以透過第一訊號獲得一眼圖，如第13A圖所示。 在第13A圖中，兩符際干擾(Inter Symbol Interference)ISI1和ISI2的總和係小於或等於眼高EH1的0.3倍、0.2倍或0.1倍。另外，在第二電子裝置8透過第二訊號傳輸線接收到第二訊號之後，第二電子裝置8可以透過第二訊號獲得另一眼圖，如第13B圖所示。在第13B圖中，兩符際干擾ISI3和ISI4的總和係小於或等於眼高EH2的0.3倍、0.2倍或0.1倍。在第13A圖和第13B圖的範例中，第二訊號傳輸線的長度也許是大於或等於第一訊號傳輸線的長度的90倍、100倍或110倍。
除了以訊號傳輸線2來連接第一電子裝置4和第二電子裝 置8之外，第二電子裝置8也可以透過無線通訊的方式(如藍芽(Bluetooth)、超寬頻(Ultra-wideband)、無線高保真(Wireless Fidelity)、無線射頻辨識(Radio Frequency Identification)、近距離無線通訊(Near Field Communication)或紫蜂(ZigBee))連接第一電子裝置4。在這種情況下，第一電子裝置4係透過上述的無線通訊方式來接受第二電子裝置8所傳送的訓練訊號(如訓練序列)以及傳送輸出單元14輸出的訊號至第二電子裝置8。透過第6圖、第10圖或第12圖所述的方式，第一電子裝置4可以透過等化器16用來補償訓練訊號的能量補償值而得知兩裝置4和8之間的(無線)傳輸距離以及相應的輸出參數(其係包括擺幅(或振幅)的大小和高頻能量與低頻能量的差距)，詳細內容請參閱相關敘述，此處不再加以詳述。
以上所述係藉由實施例說明本發明之特點，其目的在使熟習該技術者能暸解本發明之內容並據以實施，而非限定本發明之專利範圍，故，凡其他未脫離本發明所揭示之精神所完成之等效修飾或修改，仍應包含在以下所述之申請專利範圍中。
2‧‧‧訊號傳輸線
4‧‧‧第一電子裝置
6‧‧‧連接埠
8‧‧‧第二電子裝置
9a‧‧‧輸出單元
9b‧‧‧接收單元
10‧‧‧控制器
12‧‧‧接收單元
14‧‧‧輸出單元
16‧‧‧等化器
18‧‧‧監測器
20‧‧‧處理單元
22‧‧‧記憶體單元
Ts‧‧‧輸

Claims (20)

  1. 一種收發訊號的方法，包含：基於從一外接式裝置傳輸至一電子裝置的一訓練序列，訓練該電子裝置的等化器，以獲得一第一參數，該等化器根據該第一參數補償該訓練序列，其中該第一參數係與該訓練序列的高頻能量及低頻能量之間的一差距有關；比對該第一參數與一組參考數值，以獲得一第二參數，該第二參數係與一輸出訊號的高頻能量及低頻能量間的一差距有關；以及基於該第二參數，執行一預強化的方式來調整該電子裝置的一傳輸單元，以產生該輸出訊號，該輸出訊號從該傳輸單元被傳輸至該外接式裝置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中訓練該等化器的步驟包含：判斷在一個固定時間間隔內，該等化器之一輸出端上的該訓練序列的高頻能量是否等於其低頻能量。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的方法，其中該固定時間間隔大於或等於該訓練序列中的一個封包的傳輸時間。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該訓練序列透過連接該外接式裝置及該電子裝置的傳輸線，從該外接式裝置被傳送至該電子裝置。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該電子裝置包含一通 用序列滙流排(USB)介面，用以接收該訓練序列以及傳輸該輸出訊號。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該組參考數值包含一組高低頻能量差距。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該訓練序列包含多個封包，該些封包具有相同的組成及相同的傳輸時間。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中訓練該等化器的步驟包含：透過該電子裝置的一自動增益控制單元，以調整該訓練序列的增益；以及透過該等化器以補償該自動增益控制單元之一輸出端上的該訓練序列。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的方法，另包含：比對該第一參數與該組參考數值，以獲得一第三參數；以及基於該第三參數，執行該預強化的方式來調整該電子裝置的該傳輸單元，以產生該輸出訊號，該輸出訊號從該傳輸單元被傳輸至該外接式裝置，且該第三參數係關聯於該輸出訊號的電壓擺幅。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中訓練該等化器的步驟包含：透過一第一增益值將該訓練序列放大成一放大後訊號，該放大後訊號具有一第一最大電壓擺幅，該第一最大電壓擺幅超過一第一固定時間間隔內的兩個電壓值之間的範圍內；逐級調降該第一增益值到一第二增益值，直到該放大後訊號內具有一第二最大電壓擺幅，該第二最大電壓擺幅位在一第二固定時間間隔內的該兩個 電壓值之間的範圍內；在調降該第一增益值至該第二增益值後，透過一第一補償值將該放大後訊號補償成一等化後訊號，該等化後訊號具有一第三最大電壓擺幅，該第三最大電壓擺幅超過一第三固定時間間隔內該兩個電壓值之間的範圍內；以及調整該第一補償值成一第二補償值，直到該等化後訊號具有一第四最大電壓擺幅，該第四最大電壓擺幅位在一第四固定時間間隔內該兩個電壓值之間的範圍內。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的方法，其中該兩個電壓值包含該電子裝置進行線性操作的兩個分別的電壓。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的方法，其中該第一固定時間間隔、該第二固定時間間隔、該第三固定時間間隔以及該第四固定時間間隔中的每一者大於或等於該訓練序列中的一個封包的傳輸時間。
  13. 如申請專利範圍第10項所述的方法，其中該第一最大電壓擺幅與第二最大電壓擺幅係位於該放大後訊號的低頻部分，該第三最大電壓擺幅和第四最大電壓擺幅係位於該等化後訊號的高頻部分。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中訓練該等化器的步驟包含：透過一第一增益值將該訓練序列調整成一放大後訊號，該放大後訊號具有一第一最大電壓擺幅，該第一最大電壓擺幅位在一第一固定時間間隔內的兩個電壓值之間的範圍內；逐級調升該第一增益值成一第二增益值，直到該放大後訊號具有一第二最大 電壓擺幅，該第二最大電壓擺幅超出一第二固定時間間隔內該兩個電壓值之間的範圍；將該第二增益值調降一個等級，以使該放大後訊號具有一第三最大電壓擺幅，該第三最大電壓擺幅位在一第三固定時間間隔內的該兩個電壓值之間的範圍內；在該第二增益值調降一個等級後，透過第一補償值將該放大後訊號補償成一等化後訊號，該等化後訊號具有一第四最大電壓擺幅，該第四最大電壓擺幅超出一第四固定時間間隔內該兩個電壓值之間的範圍；以及調整該第一補償值成一第二補償值，直到該等化後訊號具有一第五最大電壓擺幅，該第五最大電壓擺幅位在一第五固定時間間隔內該兩個電壓值之間的範圍內。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的方法，其中該第一固定時間間隔、該第二固定時間間隔、該第三固定時間間隔、該第四固定時間間隔以及該第五固定時間間隔中的每一者大於或等於該訓練序列中的一個封包的傳輸時間。
  16. 如申請專利範圍第14項所述的方法，其中該第一最大電壓擺幅、該第二最大電壓擺幅以及該第三最大電壓擺幅處於該放大後訊號的低頻部分，該第四最大電壓擺幅以及該第五最大電壓擺幅處於該放大後訊號的高頻部分。
  17. 一種訓練等化器的方法，包含：透過一第一增益值將該訓練序列放大成一放大後訊號，該放大後訊號具有一第一最大電壓擺幅，該第一最大電壓擺幅超過一第一固定時間間隔內的兩個電壓值之間的範圍內；逐級調降該第一增益值成一第二增益值，直到該放大後訊號內具有一第二最大電壓擺幅，該第二最大電壓擺幅位在一第二固定時間間隔內的該兩個 電壓值之間的範圍內；在調降該第一增益值至該第二增益值後，透過一第一補償值將該放大後訊號補償成一等化後訊號，該等化後訊號具有一第三最大電壓擺幅，該第三最大電壓擺幅超過一第三固定時間間隔內該兩個電壓值之間的範圍內；以及調整該第一補償值成一第二補償值，直到該等化後訊號具有一第四最大電壓擺幅，該第四最大電壓擺幅位在一第四固定時間間隔內該兩個電壓值之間的範圍內。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的方法，其中該兩個電壓值包含該電子裝置進行線性操作的兩個分別的電壓。
  19. 一種訓練等化器的方法，包含：透過一第一增益值將該訓練序列調整成一放大後訊號，該放大後訊號具有一第一最大電壓擺幅，該第一最大電壓擺幅位在一第一固定時間間隔內的兩個電壓值之間的範圍內；逐級調升該第一增益值成一第二增益值，直到該放大後訊號具有一第二最大電壓擺幅，該第二最大電壓擺幅超出一第二固定時間間隔內該兩個電壓值之間的範圍；將該第二增益值調降一個等級，以使該放大後訊號具有一第三最大電壓擺幅，該第三最大電壓擺幅位在一第三固定時間間隔內的該兩個電壓值之間的範圍內；在該第二增益值調降一個等級後，透過第一補償值將該放大後訊號補償成一等化後訊號，該等化後訊號具有一第四最大電壓擺幅，該第四最大電壓擺幅超出一第四固定時間間隔內該兩個電壓值之間的範圍；以及調整該第一補償值成一第二補償值，直到該等化後訊號具有一第五最大電壓 擺幅，該第五最大電壓擺幅位在一第五固定時間間隔內該兩個電壓值之間的範圍內。
  20. 如申請專利範圍第19項所述的方法，其中該第一固定時間間隔、該第二固定時間間隔、該第三固定時間間隔、該第四固定時間間隔以及該第五固定時間間隔中的每一者大於或等於該訓練序列中的一個封包的傳輸時間。
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