改进的交换序列检测器制造技术

具有改进数字信号处理器的调制解调器，其中第一处理器１２控制其全部操作并通过连接器１０与外部装置相连；第二处理器３４以节省时间和存贮空间的方式发送并接收数据信号。该处理器包括２４００位／秒的信号交换检测器、快速线性→μ律转换器、传输信号发生器、快动作非线性自动增益控制器、稳定传输器锁相环、波特时钟定时恢复电路和一相位与幅值调制器。逻辑门阵列１５可使处理器相互通信和执行其它功能。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于调制解调器的数字信号处理和控制装置。更具体地说，本专利技术提供了对在中速调制解调器中使用的数字信号处理和控制装置的多种改进，它们降低了实现这种采用数字信号处理的调制解调器所要求的复杂性和存储器大小。近年来，利用数字信号处理装置来实现中速和高速调制解调器已很普遍。与采用模拟电路的较老技术相比，数字信号处理提供了实现这种调制解调器的不很昂贵的途径。绝大多数的中速和高速调制解调器是将信息编码为发送机连续键入(波特数)之间的相位变化或相位和幅值的变化。自然，每个波特时间编码的位数越多，用于发送的相位/幅值构形就变得越复杂。随着编码构形的复杂性增加，接收调制解调器的相位检测装置的可允许误差降低。此外，在全世界最普遍使用的调制解调器数据传输结构中，以超过1200位/秒的速度发送的调制解调器通常在编码构形中包括多个同相位但不同幅值的点。因此，在这种调制解调器中可允许的幅值失真是有限的。在实现这种调制解调器时，数字信号处理已经是特别有用的，这是因为在传输通道中构成电路所必须的精密模拟元件，特别是在所感兴趣的带宽范围内使相位失真为最小的滤波器成本相对较高。此外，在这种调制解调器中采用数字信号处理方案克服了伴随复杂模拟滤波器而发生的元件值变化包括作为环境温度的函数的变化和随时间而发生的漂移的严重问题。在已有技术中用于中速到高速调制解调器的大多数数字信号处理方案都是直接实现常规数字信号处理理论的结果。这些对本邻域内的熟练人员是公知的，作为一个总的第一步近似，一个数字信号处理系统中所感兴趣的最高频率值越大，系统即变得越复杂。总的来说，在这样一个系统中使用的滤波器的Q增加并且被处理的信号的频率增加时，数字滤波器的位长和滤波器工作所要求的处理时间也增加，这就导致了采用数字信号处理的中速和高速调制解调器实现起来相当复杂。最近，已经可以买到为进行数字信号而专门设计的微处理器，如得州仪器公司(Texas Instruments Corporation)最近制造的TMS32010。这种处理器所具有的结构和指令集特别适用于这些工作，包括在相对较短时间内执行相对较大数目的多重运算的能力。当然，在实现一个采用数字信号处理的调制解调器时，所有必要的数字信号处理都必须是实时进行。此外，如果设计者对采用专门用于数字信号处理的微处理器(如TMS3210)仅是简单地实现了常规的公开内容和通常用于为一个智能化调制解调器提供智能的控制方案，则在一个智能化调制解调器(例如美国专利第4，431，867号中所示的类型)的条件下实现这样一个方案将导致系统要求一个大的存储器并且某些系统资源不能充分利用。这样，在采用数字信号处理的中速到高速调制解调器的领域内需要提供一个系统，它能进行可用资源的最大利用，特别是它不必使存储器结构加倍即可满足数字信号处理装置和实现一个智能化调制解调器的正常智能化功能的存储器双方的存储需要。另外，还有一个需要是要有效地并且不很复杂地实现所需的数字信号处理功能，这些功能借助于以下的事实，即在一个采用这种调制解调器的系统最终传输的信息中所感兴趣的仅是离散的相位/幅值点。此外，还需要有尽可能是最简单的电路布局，它可完成所要求的工作并利用了一个专用数字信号处理器DSP(如TMS32010)的能力。考虑到一个外装DSP微处理器的相对能力和用于实现调制解调器的其它智能化功能的一个常规微处理器的可用处理能力，还需要最大限度地利用常规微处理器来构成这样一个调制解调器，并使连接该系统的这些部件所必须电路的复杂性减为最小。因此，希望能设计一个调制解调器的结构，它可将这些附加电路中的大多数收集到一个单一的专用集成电路(如一个门阵列)之中。在此公开的本专利技术优先实施方案被设计为可实现CCITT的标准V.22/V.22bis，如本领域内的熟练人员所知，V.22/V.22bis调制解调器的2400位/秒的模式是600波特(band)，每波特4位，用于发送和应答模式的载波分别是1200和2400Hz。已有技术中用于这种调制解调器的发送脉冲成形数字滤波器的设计要求实现一个发送滤波器，它具有一列给定长度的寄存器以处理2400Hz的载波。然而，由于在为这样一个调制解调器发送信号时，靠近一个波特时间中部的信号特征是唯一的真正关键性结果，本专利技术的专利技术人发现有可能在滤波器的抽头上动态地改变系数以便在较小的装置上实现同一传输功能。此外，在这种调制解调器中采用的相位/幅值结构只采用沿着从相平面原点画出的幅射向量上的两个离散幅值。因此，已经发现仅需要采用两位来代表这样一个信号的幅值，提供出两个正幅值和两个负幅值。此外，用于这种调制解调器的常规数字信号处理方案已经采用了两个或一个相对较复杂的多频数字信号发生器来传递发送和应答方式所要求的两个载波。人们希望能提供一个系统，其中只提供单一的载波频率，它是利用一个恒定的采样频率以允许仅改变发送滤波器的特性从而在用于发送和应答方式的载波之间进行选择。还有，正如本领域内行人所知，这种类型的调制解调器经常采用μ律(mu-lam)编码译码器作为模-数和数-模转换器。μ律编码译码器采用非线性幅值变换函数以提供幅值压缩。因此，在传输时，必须将线性的相位-幅值调制数字信号最终转换为μ律数字信号。已有技术中将线性信号转换为μ律信号的方案易于变得很复杂并要求相当的处理器时间和存储器容量。因此，需要有一个更简单的线性→μ律的变换方法，它可用于一个调制解调器的场合。常规的采用数字信号处理电路的调制解调器已采用了常规的数字锁相技术，该技术易于缓慢地收敛。此外，在一个V.22/V.22bis调制解调器中希望有一个用于波特时钟复原的快速锁相。最近，已经很普遍的在调制解调器中采用自动增益控制以使数字信号处理装置可适当地检测相对较弱的输入信号。已有技术的调制解调器采用了常规的自动增益电路，其中用于确定输入信号放大倍数的误差信号是与一个预定的希望幅值和输入信号幅值之间的差值成正比。由于一个600波特调制解调器中信息传输的相对速度较高，自动增益控制电路(AGC)必须具有相对较快的增高和复原时间，以便跟踪通过电话网络输入的变幅信号。采用快速增高的AGC电路一定意味着这种电路易于成为次阻尼以便获得快速增高时间特性。于是，这就导致在常规调制解调器10中AGC电路的一个常见问题，这就是输入信号幅值突然下降所引起的误差串。本专利技术的专利技术人已经发现，通常这种误差串并不是象人们所预期的那样由于不能检测低电平信号而引起，而是引自以下事实，即AGC电路将最终需要的放大因数过调，导致检测器在低阻尼的AGC电路稳定到一个最终值之前不能将输出数据检测出来并解码。因此，在采用DSP的调制解调器领域内还需要提供一个改进的AGC电路，它将实现必须的快速增高以将输入信号保持在一个可接受的电平上，它对应于输入信号幅值的一个相对较突然的下降不会产生过调。本专利技术提供了一种具有改进的数字信号处理能力的调制解调器。概括地说，本专利技术的特征在于一种调制解调器，其中采用了一个与数据终端进行连接并控制该调制解调器总体运行的第一微处理器，专用于处理输入和输出信号的第二微处理器，以及作为两个微处理器以及一个编码译码器之间的接口并且还执行其它逻辑功能的逻辑门阵列。更具体地说本专利技术的特征还在于一种采用逻辑本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于产生一种该输出其相位被定到一个输入信号上的输出信号的装置，其特征在于：产生所述输出信号的可编程频率合成器装置；产生响应于所述输出信号和输入信号的第一信号的比较器装置；第一采样装置，它通过在所述第一取样点对第一所述信号进行取样 而产生第一取样信号；第二采样装置，它通过在第二采样点对所述第一信号进行取样而产生第二取样信号，所述第二取样点与所述第一取样点相差一预定取样时间偏移；处理装置，它响应于所述第一取样信号和第二取样信号，对所述可编程频率合成器装置提高错误 校正信息。

【技术特征摘要】
US 1986-7-15 885,927的限制。权利要求1.用于产生一种该输出其相位被定到一个输入信号上的输出信号的装置，其特征在于产生所述输出信号的可编程频率合成器装置；产生响应于所述输出信号和输入信号的第一信号的比较器装置；第一采样装置，它通过在所述第一取样点对第一所述信号进行取样而产生第一取样信号；第二采样装置，它通过在第二采样点对所述第一信号进行取样而产生第二取样信号，所述第二取样点与所述第一取样点相差一预定取样时间偏移；处理装置，它响应于所述第一取样信号和第二取样信号，对所述可编程频率合成器装置提高错误校正信息。2.一种用以产生一个相位锁定于一个输入信号的输出信辉的改进方法，其特征在于产生所述输出信号;在对所述输出信号做预定转换之前的第一点，将所述输出信号与所述输入信号相比较;产生第一信号;在对所述输出信号做预定转换之后的第二点将所述输出信号与所述输入信号相比较，产生第二信号;将所述第一取样信号与所述第二采样信号相比较，确定所述输出信号和输入信号的相对相位差;调节所述输出信号，使所述相对相位差减到最小。3.一种改进的检测器，它用于检测输入信号中的每秒2400比特(bps)信号交换序列，其特征在于自动校正装置，它响应于所述输入信号，产生一个自动校正信号;与所述自动校正装置连接的低通滤波装置，用于产生滤波自动校正信号;产生具有预定频率的开关信号的一个时钟装置;与所述低通滤波装置连接的转换装置，它响应于所述开关信号，交替产生第一信号和第二信号;第一序列检测器装置，它响应于所述第一信号中的第一预定序列，产生第一检测信号;第二序列检测器装置，它响应于所述第二信号中的第二预定序列，产生第二检测信号;门装置，它响应于第一检测信号和第二检测信号，产生一个2400bps交换序列检测信号。4.一种用于检测信号中的每秒2400比特(bps)信号交换序列的改进方法，其特征在于自动校正所述输入信号，以产生一个检测信号;以预定频率在第一通路和第二路经中对所述检测信号进行多路传送;在所述第一路径中检测第一预定序列;在所述第二路径中检测第二预定序列;如果所述第一预定序列，所述第二预定序列，或两者都存在，则说明所述信号交换序列出现。5.一种使数据取样时钟与数据信号中的波特时钟同步的方法，所述数据取样时钟频率为N乘以所述波特时钟的频率，其特征在于(a)以所述采样时钟的频率对数据信号取样，以提供一个取样数据信号;(b)对所述取样数据信号进行平方以提供一个平方数据信号;(c)对所述平方数据信号滤波，以提供一个恢复波特时钟;(d)在每个第N次出现所述取样信号时，确定所述恢复信号的符号;(e)如果所述符号具有预定极性，增加所述取样时钟频率，如果所述符号具有相反极性，减小所述取样时钟频率。6.一种使数据取样时钟与数据信号中的波特时钟同步的方法，所述数据取样时钟频率为N乘以所述波特时钟频率，其特征在于(a)一个起动过程，包括(1)对所述数据信号取样以提供一个取样数据信号，它包括多个数据信号取样点;(2)对所述采样数据信号平方，以提供一个平方数据信号;(3)对所述平方数据信号滤波，以提供一个恢复波特时钟信号;(4)对所述恢复时钟波特信号的预定转换进行检测;(5)把多个取样点中在时间上最接近于所述预定转换的取样点设定为主取样点;(b)一个维持过程，包括(1)对所述数据信号取样以提供一个取样数据信号，它包括多个数据信号取样点;(2)对所述取样数据信号平方，以提供一个平方数据信号;(3)对所述平方数据信号滤波，以提供一个恢复波特时钟信号;(4)每当第N次出现所述数据取样时钟时，确定所述恢复波特时钟的符号，该确定操作是从相应于所述主取样点的所述数据取样时钟的出现开始的;(5)如果所述符号为预定极性，则增加所述取样时钟的频率，如果所述符号为相反极性，则减少所述取样时钟的频率。7.一种改进的波特时钟恢复电路，其特征在于可编程时钟装置，它响应于一个控制信号，以提供一个数据取样时钟，所述数据取样时钟的频率为N乘以波特时钟频率;取样装置，它响应于所述数据取样时钟对一个输入信号取样，以提供一个取样输入信号，所述输入信号包括以所述波特时钟频率进行更新的数据;与所述取样装置连接的平方装置，它提供一个平方输入信号;与所述平方装置连接的滤波装置，用来提供一个恢复波特时钟信号;计算装置，它响应于所述数据取样时钟和所述恢复波特时钟信号的符合，当每第N次出现所述数据取样时钟时更新所述控制信号;其中，如果所述符号在所述第N次出现时为第一极性，则增加所述数据取样时钟的频率，如果在所述第N次出现时所述符号为所述相反的极性，则降低所述频率。8.一种产生相移键控(psk)信号的方法，特征在于相应于一个输入数据流产生一个同相信号和一个正交相位信号;响应于一个频带选择信号，有选择地将所述正交相位信号反相;产生具有第一载频的第一Psk信号;以预定采样频率对所述第一PSK信号取样，以提供多个PSK信号，所述多个PSK信号包括所述第一PSK信号和具有第二载频的第二PSK信号;响应于所述须带选择信号对所述多个PSK信号进行带通滤波，以产生所述第一PSK信号或第二PSK信号。9.一种产生正交调幅(QAM)信号的方法，特征在于相应于一个输入数据流产生一个同相信号，一个正交相位信号和一个幅值信号;响应于一个频带选择信号有选择地对所述正交相位信号反相;产生具有第一载频的第一QAM信号;以预定取样频率对第一QAM信号取样，以提供多个QAM信号，所述多个QAM信号包括第一QAM信号和具有第二载频的第二QAM信号;响应于所述频带选择信号有选择地对所述多个QAM信号进行带通滤波，以提供所述第一QAM信号或第二QAM信号。10.用于产生相移键控(PSK)信号的装置，其特征为，第一装置，用于响应一输入数据流而产生第一PSK信号，所述第一装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂芬R斯威茨，马诸F亚斯利，伦迪D纳施，塔鲁纳扎扎迪，西思亚A帕尼拉，格曼E科里亚，乔治R索马斯，约翰N马丁，
申请(专利权)人：哈依斯微型计算机产品公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]