[發明專利]自適應數據限幅器

有效

• 申請號: 01119221.6
• 申請日: 2001-04-17
• 公開（公告）號: CN1325215A
• 公開（公告）日: 2001-12-05
• 發明（設計）人: O·埃利澤;Y·考夫曼;佐藤康博
• 申請（專利權）人: 德克薩斯儀器股份有限公司
• 主分類號: H04L27/14
• 分類號: H04L27/14
• 代理公司: 上海專利商標事務所
• 代理人: 洪玲

本發明一般涉及一種數據通信系統并且尤其涉及一種基于具有動態選擇運算參數的峰值檢波器的自適應數據限幅器。

在電子領域中眾所周知，數據限幅器通常用于通信接收機以復原在解調器輸出端的數字數據。例如，在用于依據藍牙技術規范構成的通信系統中的頻移鍵控(FSK)接收機中，解調器通常是作為在某個中間頻率(IF)工作的頻率鑒別器來實現的。鑒頻器的功能是從IF信號中恢復原始基帶信號。

在典型系統中，在解調器輸出端的信號可作為(1)用于傳輸由發射機發射的數據的原始基帶信號，(2)由無線信道提供的附加噪聲和干擾，和(3)由信號通過的實際電路造成的失真的組合表示。在解調器的輸出端，稱為‘數據限幅器’判定電路用于典型地轉換基帶信號為數據比特流。數據限幅器的目的是執行這個轉換以便數據比特的內容與原始發送的數據的內容盡可能匹配。

除了再生具有最小誤碼率(BER)的發送數據之外，數據限幅器能夠克服信號的性質或特性的變化。這種變化可能由從多個發射機接收信號引起的并可能包括在調制因數和載波頻率誤差的變化，例如偏移。因此，希望有一個自適應的確定限幅閾值(用于與基帶信號相比較)而不是固定在一個預定電平上的數據限幅器。每個接收的信息包的最佳的限幅閾值電平應獨立地確定并應適應在整個信息包的接收過程中以補償在其傳輸期間可能的頻率的偏差。

如上所述，在通信系統中的被接收信號的頻率偏移和其他參數能夠影響在解調器輸出端(例如，在FM鑒頻器的輸出端)復原的基帶信號的DC電平。因此，最佳限幅閾值不是固定的并典型地隨時間變化。根據本申請，在報頭期間，通常在信息包的起始端對于能足夠動態的和自適應的確定每個接收的信息包的數據限幅的最佳閾值的限幅電路，它是優選的和有時是必須的。

但是，隨著今天采用有縮短的長度和縮短的時隙的信息包的無線通信系統的出現，這對于現有技術的限幅電路來說變得難以實現。例如，用在藍牙協議中的信息包包括一個短的4-比特前置碼并利用擴頻跳頻方案發送，其中間隙時間為625μs。高的跳頻率，短的間隙時間和短的前置碼要求用于數據限幅器能夠非常快速的適應產生接收的數字數據的限幅判定閾值。

在另一方面，為了使在復原的信息包的有效負載內容中的BER最小，限幅閾值應保持在最佳值附近有微小變化。然而，這，引起與限幅閾值的確定相關的時間常數的不一致要求。在另一方面，希望在信息包捕獲期間(例如，在前置碼期間等)有快速適應的限幅閾值，并且在另一方面為了使BER最小，希望在接收有效負載期間緩慢適應的限幅閾值。

例如，在藍牙協議中，在訪問碼前加上有效負載使之能夠允許較高的BER。因此，在訪問碼的接收期間希望確定最佳限幅閾值電平，即使BER可能相當高。在檢測到一個有效的訪問碼后，在接受信息包的有效負載部分期間，如果限幅器能夠利用較長的時間常數而產生一個更穩定的限幅電平是被希望的。

現在介紹現有技術中自適應限幅電路的幾個例子。在圖1中舉例說明利用RC組合使輸入電壓平滑的第一現有技術的數據限幅器電路的方框圖。一般地標以10的，該數據限幅器，包括一個限幅比較器16和一個由值R的電阻12和值C的電容14組成的RC組合。在實施中，RC起著平滑輸入電壓V_IN的作用，以便將電壓隨時間的平均值輸入到運算放大器的反相終端。其原理是隨時間變化，電容起著平滑輸入電壓的作用。隨著時間的過去，跨接電容的電壓表示輸入電壓的平均值并被作為確定輸出數據的閾值或限幅電壓使用。限幅比較器的作用在于比較輸入電壓和跨接電容產生的平均電壓。如果輸入電壓較大，輸出一個“1”，并且如果輸入電壓較低，輸出一個“0”。

這種數據限幅器電路的一個缺點在于不能快速地適應具有相當短的長度的信息包。只有當電路配置為緩慢地適應并利用含有實質上相等數量的0和1的長的信息包才能實現最佳性能。對于那些包含長的1或0的序列的短的信息包電路的性能嚴重地降低。在這種電路中，就BER而言快速時間常數C的使用導致降低的性能并可能導致失去同步。