[发明专利]信号模数转换过程中调整决策电平的方法及数字接收器

说明书

技术领域

本发明涉及一种在模拟信号转换为数字信号并进入数字接收器过程中调整决策电平的方法。该方法特别适用于传输至少能代表两种不同电平值的逻辑状态的信号的光学或感应式数据传输系统。

发明背景

从EP 0540 359 A2可知一种用于区别四级脉冲调幅(4PAM)信号的四种电平的数字探测器，该探测器有一个具有三种决策电平的逻辑电路。此逻辑电路除进持续的调整以匹配传输波动状态以外，还匹配向上连接着探测器的接收电路的输出电平。用于该目的的算法没有披露。此4PAM信号被A/D转换器数字化。A/D转换器要求4PAM信号的电平不超过A/D转换器的转换范围，以防止发生溢出。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单的方法使得模拟数据信号转换为数字信号的决策电平能在数据传输中适应信号的波动，以及一种为实现此方法的数字接收器。

本发明的方法的特点在于其不用为逻辑电平预设初值就能工作，但各级电平间有某一预定的电平差值作为起始条件，同时还有数据信号在数据传输开始时所代表的逻辑状态。由模拟信号电平的变化比预定的电平差值大而识别出第二逻辑状态。从这两种逻辑状态的电平可以计算出处于这种电平之间的决策电平。一旦第一和第二的逻辑状态电平及决策电平确定以后，这些电平便能不断调整以适应传输的波动状态。

在本发明中所用方法的一种优选变体中，数字接收器在一个位周期内对模拟信号多次采样并由一个位周期内的采样平均值形成一个逻辑电平。数据传输开始时，由接连两次采样平均值差值大等于预定的电平差值识别出第二逻辑状态。然后决策电平就可以从第一和第二逻辑状态计算出来，此决策电平是由平均值确定的。连续的电平调节在由连续的采样值产生的平均值的基础上进行。

不必为按本发明的方法工作的数字接收器设定各传输通道的电平值，因为它自动调节。例如，它包括A/D转换器、算术单元以及数个寄存器，A/D转换器连续采样并数字化模拟数据信号，算术单元计算决策电平值，寄存器存储数字化的采样值、决策电平或电平差值。

下面将针对只有两种逻辑电平的情况，即高电平和低电平，来说明本发明的方法。这两种逻辑电平需要从模拟数据信号中识别和分辨出来，这就意味着只有一种决策电平需在数据传输过程中进行调节。假定在数据传输过程中没有A/D转换范围外的电平出现。

在以下描述中，预设为起始条件的高低电平间的电平差值为dU，而在数据传输开始时数据信号的逻辑状态应为高电平，相应于高电平U_HIGH。

开始第一步，将首次采样值U存储为U_HIGH，并计算和存储决策电平E＝U_HIGH-dU。

在第二步，将第二个采样值U与先前存储的决策电平E进行比较，如果第二个采样值U大于或等于先前存储的决策电平E，则将第二个采样值U存为U_HIGH，并由E＝U_HIGH-dU得到新的决策电平E并加以存储。如果其后的采样值同样大于或等于最后存储的决策电平E，则将此采样值存为U_HIGH，并计算和存储每一次相应的新的决策电平E并加以存储。但是如果第二次或者接下来的采样值中有一次的采样值U小于存储的决策电平E，则将该次新采样值被存储为U_LOW，并计算和存储新的决策电平E＝1/2(U_HIGH+U_LOW)。

在接下来的所有步骤中，将下一个采样值与最后存储的决策电平E进行比较，如果它大于或等于最近一次存储的决策电平E，就将该采样信号存储为U_HIGH，否则存储为U_LOW，在两种情况下，都将计算和存储新的决策电平E＝1/2(U_HIGH+U_LOW)。

仅有的一幅附图表示了上述说明的本发明方法流程，其中第一个值U及其后的值U可理解为采样值或是采样值的平均值。

如果在数据传输开始时数据信号的逻辑状态的初始值如上所述为低，而不是高，相应地具有低电平U_LOW，则在第一步中，第一个采样值U将被存为U_LOW，并将计算和存储决策电平E＝U_LOW+dU。显然，其后各步骤也要相应变化。