一种接收端信号占空比自适应调整的电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种接收端信号占空比自适应调整的电路。在一个实施例中，该电路包括：模拟电平比较电路、预处理电路、第一通路开关、第二通路开关、解码电路、参数提取估计电路、误差产生电路、滤波反馈电路以及数模转换电路。模拟电平比较电路根据参考电平，接收有效信号，生成占空比信号。预处理电路对占空比信号进行预处理；第一通路开关导通时，参数提取估计电路从占空比信号中得到占空比信息，生成占空比偏差；误差产生电路处理占空比偏差，生成误差信号；滤波反馈电路及数模转换电路将误差信号滤波后转换成模拟电压信号，连接到模拟电平比较电路，作为其参考电平；第二通路开关导通时，解码电路对占空比信号进行解码。

【技术实现步骤摘要】
一种接收端信号占空比自适应调整的电路
本技术涉及自适应调整的电路，尤其是涉及一种接收端信号占空比自适应调整的电路。
技术介绍
通用串行总线USB接口在设计初期，是以数据传输和交换为主要目的，其附带的供电能力极为有限。然而随着电子技术发展，USB的角色也发生了较大变化，提供电能接口的应用已经上升到了与数据传输同等重要的地位。例如手持设备，智能穿戴设备，便携式设备，平板电脑等，大多都是通过USB接口获得电能。目前USB已经成为各种电子设备的一个标准接口，其接口的供电能力也从1.0版本的5V@500mA提升到了2.0版本的5V@1.5A，可满足许多电子产品的供电要求。但仍有许多较大功率的电子设备，例如笔记本电脑，电视机，显示屏等，其供电功率往往要求几十瓦特或以上，无法通过目前的USB接口获得维持其工作的足够电能。最新发布的USBPD——PowerDelivery功率传输协议，是基于USB3.1版本，即USBtype-C端口提出的功率传输新概念，将USB接口的供电能力提升到了一个新的高度。得益于Type-C接口的大功率特性，USB可实现高达100W的快速充电及为笔记本电脑、大屏幕监视器、平板电视机等更大的用电设备提供电能。此外普及USBType-C接口替代电子设备中的供电接口，可使得电子产品的集成度更高，成本更低，同时也共享了各种供电适配器和输电线缆，减少资源浪费。目前在USBPD协议中支持多种电压电流组态，最小可50mV或10mA作为一个步进单位，最大可支持100W(20V/5A)的功率输出。在USBType-C接口中，USBPD通信使用一条CC通道，由USBPD供电规范定义。它采用半双工通信机制，使用双相标记编码Bi-phaseMarkCoding——BMC传输经过4B/5B编码的二进制数据，此方法已经作为标准发布，简单灵活，可简化接收器的设计，目前正逐步得到了广泛的应用和推广。BMC可被认为是一种曼彻斯特Manchester编码。曼彻斯特编码是将时钟和数据包含在数据流中，在传输代码信息的同时，也将时钟同步信号一起传输到对方，每位编码中至少有一次跳变，不存在直流分量，因此具有自同步能力和良好的抗干扰性能。接收方利用包含有同步信号的特殊编码从信号自身提取同步信号来锁定自己的时钟脉冲频率，达到同步目的。但每一个码元被调制成两个电平，所以数据传输速率只有调制速率的1/2。在实际应用中，由于发送端品质多样，传输介质良莠不齐，信道长短不一，信号受外界干扰严重且环境恶劣，接收端可能存在较大的直流偏置及码间干扰等诸多问题，这些会对接收到的BMC信号会造成较大影响，引起波形失真严重。在这里，主要归纳如下几个因素：1、发送端和接收端存在较大的频率偏差。因两部分的时钟来源不同，这往往是客观存在的，因为发送端和接收端往往不在同一个系统中。频率偏差会导致发送和接收对于基准UI的判别标准出现不一致，从而导致误码。2、接收端从模拟量到数字量转换时存在较大的本地直流偏差。BMC编码本身不存在直流分量，但接收端的直流偏置若叠加到接收到的BMC波形上，可能这些直流偏置往往比前端接收电路的噪声还要大，一方面使得信噪比变差，另一方面使得接收到的BMC信号转换成数字量后波形占空比严重失真，导致BMC码无法解码。3、电平转换速率不一致，即信号从低电平到高电平切换，与从高电平到低电平切换的速率不一致或不相匹配，这也会间接导致BMC波形占空比发生失真。现代运算放大器有某些方式的推挽式输出级，许多是不对称的，并且某一方向的转换速率有比其他方向的有更大的倾向；4、时钟抖动，信道的加性噪声，码间干扰等非理想因素也会造成BMC波形占空比发生失真。工程实践中，为了解决信道噪声或干扰问题，通常采用FIR滤波器进行有用信号外的无用信号过滤，这对时钟抖动，信道加性噪声，码间干扰等具有随机特性的非理想因素造成的波形失真十分有效，但却对于如模拟电平比较器固有的直流偏置，系统发送和接收存在频率偏差等引起的波形失真无能为力。因此，接收电路需要一个BMC编码判别和波形自动调整的电路，调整因为上述可能的固有因素导致的BMC编码占空比波形失真，使得接收到的BMC信号占空比在一定的可解码范围内，可实现接收信号自模拟量至数字量的恰当判断，完成BMC正确解码。通常接收电路在模拟量到数字量转换时的性能关系到接收机的整体性能和通信误码率，采用BMC编码的物理层解码与波形占空比特性密切相关。因此占空比调整电路在基本功能满足要求的前提下，必须通过实际电路的调试才能获得良好的性能。如果不能正确对待这个过程，设计出来电路的接收性能会很差或者环境适应性比较差。
技术实现思路
为实现上述目的，本技术提供了一种接收端信号占空比自适应调整的电路，包括：模拟电平比较电路、第一通路开关SW-M、第二通路开关SW-N、解码电路、参数提取估计电路、误差产生电路、滤波反馈电路和数模转换电路。模拟电平比较电路用于接收信号，并将其与参考电平比较，生成占空比信号。第一通路开关SW-M和第二通路开关SW-N同为占空比信号传输通路开关；当占空比信号为前导码时，第一通路开关SW-M导通，占空比信号和参数提取估计电路相连接；否则第二通路开关SW-N导通，占空比信号和解码电路相连接。解码电路用于对占空比信号进行解码。参数提取估计电路用于从占空比信号中得到占空比信息，生成占空比偏差。误差产生电路用于将占空比偏差进行处理，生成误差信号。滤波反馈电路用于将误差信号转换为误差控制量，并将误差控制量输出到数模转换电路。数模转换电路用于将误差控制量，从数字信号转换为模拟信号，输出到模拟电平比较电路中的参考电平端。优选地，还包括：预处理电路，用于对占空比信号进行预处理。优选地，滤波反馈电路包括：反馈滤波器。反馈滤波器用于将误差信号滤除高频分量，通过线性计算构成误差控制量。优选地，还包括：时序控制电路。时序控制电路用于控制接收端信号占空比自适应调整电路的整体工作流程。优选地，还包括：接收信号活动指示电路。接收信号活动指示电路用于对输入信号进行检测，若检测到有有效特征的输入信号时，则通知时序控制电路，接收系统使能，接收电路开始工作。优选地，通过第二通路开关SW-N的占空比信号的占空比为35％到65％，允许的偏差为+/-5％。优选地，预处理电路对占空比信号进行预处理，判别占空比信号是否处于一定的频谱范围并消除毛刺。优选地，占空比信号是信号波形高电平宽度与整个比特周期的比值，其取值范围为0％到100％。优选地，参数提取估计电路是从占空比信号中获得高电平比特占空比信息的电路。本技术实施例在USBPD消息包的前导序列阶段进行，将已经严重失真的波形占空比进行了很好的调整恢复，主要体现在当模拟电平比较电路有较大直流偏置或发送端电压转换速率不一致时，该自动占空比调整电路可以很好的消除其影响，明显改善波形失真，为随后的解码电路输出了可靠的波形源。同时无需额外的校准时间，也无需预先自定义的校准格式，可实现和USBPD协议无缝衔接。且根据具体的接收电路特性，在每一次接收数据包时自适应调整，具有广泛的适应性。附图说明图1为BMC编码的定义和现有技术中接收端恢复出的BMC波形图；图2为本技术实施例提供的一种接收端信号占空比自适应调整的电路结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接收端信号占空比自适应调整的电路，其特征在于，包括：模拟电平比较电路、第一通路开关SW‑M、第二通路开关SW‑N、解码电路、参数提取估计电路、误差产生电路、滤波反馈电路和数模转换电路；所述模拟电平比较电路用于接收输入信号，基于接收的信号和参考电平生成占空比信号；所述第一通路开关SW‑M和所述第二通路开关SW‑N同为所述占空比信号传输通路开关；当接收信号为前导码时，所述第一通路开关SW‑M导通，所述占空比信号和所述参数提取估计电路相连接；否则所述第二通路开关SW‑N导通，所述占空比信号和所述解码电路相连接；所述解码电路用于对所述占空比信号进行解码；所述参数提取估计电路用于从所述占空比信号中得到占空比信息，生成占空比偏差；所述误差产生电路用于将所述占空比偏差进行处理，生成误差信号；所述滤波反馈电路用于将所述误差信号转换为误差控制量；所述数模转换电路用于将所述误差控制量从数字信号转换为模拟信号，并且将该转换后的模拟信号作为参考电平输出到所述模拟电平比较电路中的参考电平端。

【技术特征摘要】
1.一种接收端信号占空比自适应调整的电路，其特征在于，包括：模拟电平比较电路、第一通路开关SW-M、第二通路开关SW-N、解码电路、参数提取估计电路、误差产生电路、滤波反馈电路和数模转换电路；所述模拟电平比较电路用于接收输入信号，基于接收的信号和参考电平生成占空比信号；所述第一通路开关SW-M和所述第二通路开关SW-N同为所述占空比信号传输通路开关；当接收信号为前导码时，所述第一通路开关SW-M导通，所述占空比信号和所述参数提取估计电路相连接；否则所述第二通路开关SW-N导通，所述占空比信号和所述解码电路相连接；所述解码电路用于对所述占空比信号进行解码；所述参数提取估计电路用于从所述占空比信号中得到占空比信息，生成占空比偏差；所述误差产生电路用于将所述占空比偏差进行处理，生成误差信号；所述滤波反馈电路用于将所述误差信号转换为误差控制量；所述数模转换电路用于将所述误差控制量从数字信号转换为模拟信号，并且将该转换后的模拟信号作为参考电平输出到所述模拟电平比较电路中的参考电平端。2.根据权利要求1所述的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王军宁，林建辉，
申请(专利权)人：英特格灵芯片天津有限公司，
类型：新型
国别省市：天津,12