Der
Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
dazugehörige
Schaltungsanordnung zur Formierung von Empfangsimpulsen anzugeben,
mit dem eine platz- und energiesparende Formierung von Empfangsimpulsen
erreicht wird, das sich in bestehende Empfängersysteme integrieren lässt, keine
externe Zeitbasis erfordert und mit dem Signal eines vorgeschalteten
Komparators auskommt.
Gemäß der Erfindung
wird die Aufgabe bei einem Verfahren zur Formierung von Empfangsimpulsen
der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass in einem ersten Schritt
eine Verzögerung
eines vom vorgeschalteten Komparator gelieferten Eingangssignals
erfolgt, dass gesteuert durch das Eingangssignal eine Erzeugung
einer Zeitreferenz gestartet wird, dass gesteuert durch das im ersten Schritt
verzögerte
Eingangssignals die Formierung eines Ausgangsimpulses gestartet
wird, dass mit der Beendigung der Erzeugung der Zeitreferenz eine Prüfung des
Eingangssignalpegels erfolgt, welche einen Rückschluss auf die empfangene
Impulslänge realisiert
und dass in Abhängigkeit
des Ergebnisses der Prüfung
die Dauer des Ausgangsimpulses eingestellt wird.
In
einem ersten Schritt wird eine Verzögerung eines vom vorgeschalteten
Komparator gelieferten Eingangssignals realisiert. Diese Verzögerung erzeugt
eine Pufferzeit innerhalb derer eine Entscheidung über eine
mögliche
erste Impulslänge
oder zweite Impulslänge,
beispielsweise ein Einzel- und ein Doppelimpuls, am Eingang INP
getroffen werden kann. Zeitgleich mit dem Eintreffen einer Eingangsimpulsflanke
an INP oder zeitlich verzögert
zu dieser wird die Zeitreferenzerzeugung gestartet. Diese bestimmt
den Zeitpunkt der Prüfung
des Eingangssignalpegels auf High- oder Low-Pegel und somit beispielsweise
einen Rückschluss
auf den Empfang eines Einzel- oder eines Doppelimpulses bei der
Verwendung der Modulationsart 4PPM. Dadurch kommt das erfindungsgemäße Verfahren
ohne eine externe Zeitbasis aus, da eine feste Kopplung des Zeitpunktes
der Prüfung
an die Eingangsimpulsflanke des vom Komparator übertragenen Impulses erfolgt.
Durch
das am Eingang E2 der Ausgangsimpulserzeugungsanordnung anliegende
verzögerte Eingangssignal
wird die Formierung eines Ausgangsimpulses gestartet und am Ausgang
A3 ausgegeben. Dieses Signal ist beispielsweise ein 125 ns langer
Einzelimpuls oder ein 250 ns langer Doppelimpuls. Diese Formierung
kann beispielsweise durch einen in der Impulsdauer umschaltbaren
monostabilen Multivibrator erfolgen, dessen Grundeinstellung bei
125 ns liegt. Das Signal zur Auswahl der Impulslänge wird durch eine durch das
Prüfsignal
gesteuerte Prüfung
des Eingangssignalpegels erzeugt. Diese Prüfung erfolgt vor dem Ablauf
der Impulsdauer eines Einzelimpulses mit einer Dauer von 125 ns.
Wurde im Ergebnis der Prüfung
festgestellt, dass der empfangene Impuls ein Einzelimpuls ist, so
bleibt die Einstellung des monostabilen Multivibrators auf eine
Impulslänge
von 125 ns erhalten und ein Einzelimpuls wird am Ausgang OUT ausgegeben.
Wurde im Ergebnis der Prüfung
festgestellt, dass der empfangene Impuls ein Doppelimpuls ist, wird
der Multivibrator auf eine Impulsdauer von 250 ns umgeschaltet und
ein Doppelimpuls am Ausgang OUT ausgegeben. Durch die Lage des Zeitpunktes
der Prüfung
vor dem Ablauf der Impulsdauer von 125 ns wird ein gesichertes Umschalten
und somit die Erzeugung eines normgerechten Ausgangsimpulses gewährleistet.
Sowohl die Dauer des ersten Impulses als auch die Dauer des zweiten
Impulses sind veränderbar
und ermöglichen
somit eine Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens beispielsweise
zur Unterscheidung der Impulsbreiten andere Spezifikationen wie
SIR (Serial Infrared), MIR (Medium Infrared) und VFIR (Very Fast
Infrared).
In
einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verzögerung des
vom vorgeschalteten Komparator gelieferten Eingangssignals in einem
ersten und einem zweiten Teilschritt erfolgt und das zwischen den
Verzögerungsteilschritten
eine Regenerierung des Signals durchgeführt wird.
Durch
diese Aufteilung der Eingangsimpulsverzögerung in zwei Teilschritte
mit der zwischen den Teilschritten vorgenommenen Impulsrekonstruktion beispielsweise
auf die Länge
eines Einzelimpulses bei der Modulationsart 4PPM ist es möglich, auch kurze
Eingangsimpulse des vorgeschalteten Komparators sicher zu über tragen,
welche eine Impulslänge aufweisen,
die kleiner als die Gesamtverzögerungszeit
der Eingangsimpulsverzögerung
ist. Ohne diese Aufteilung könnte
es sonst zu Übertragungsverlusten bei
Impulsen mit einer entsprechend kurzen Dauer und somit zum Verlust
der zu übertragenden
Impulse für
eine nachgeordnete Anordnung kommen.
In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass
die Erzeugung der Zeitreferenz durch das Eingangssignal oder das
im ersten Teilschritt verzögerte
Eingangssignal gestartet wird.
Der
Startzeitpunkt zur Erzeugung der Zeitreferenz, das heißt des für den Zeitpunkt
der Prüfung des
Eingangssignalpegels notwendigen Prüfsignals kann zu zwei Zeitpunkten
erfolgen. Zum einen kann der Start mit dem Eintreffen der vorderen
Impulsflanke erfolgen, zum anderen kann das im ersten Teilschritt
verzögerte
Eingangssignal, speziell wieder die vordere Impulsflanke, verwendet
werden. Im zweiten Fall setzt sich die Zeitdauer vom Eintreffen
der vorderen Impulsflanke bis zum Zeitpunkt der Prüfung des Eingangssignalpegels
aus der Verzögerungszeit
des ersten Teilschritts und der durch die Zeitreferenzerzeugungsanordnung
selbst erzeugten Zeitdauer zusammen. Diese Zeitdauer ist im zweiten
Fall kleiner als im ersten Fall. Der Vorteil bei einer kleineren
Zeitdauer liegt in der Verwendung einer kleineren, zeitbestimmenden
Kapazität
die somit auch einen kleineren Platzbedarf aufweist.
In
einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen,
dass die Formierung eines Ausgangsimpulses derart erfolgt, dass
die Formierung eines ersten Impulses und eines zweiten Impulses
zeitgleich gestartet wird und in Abhängigkeit der Prüfung des
Eingangssignalpegels entweder der erste oder der zweite Impuls am
Ausgang ausgegeben wird.
Die
Formierung der notwendigen Ausgangsimpulse wird so durchge führt, dass
zeitgleich in verschiedenen Baugruppen die Formierung eines ersten und
eines zweiten Impulses gestartet wird. Bei der Modulationsart 4PPM
ist der erste Impuls beispielsweise eine Einzelimpuls mit einer
Impulsdauer von 125 ns und der zweite Impuls ein Doppelimpuls mit einer
Impulsdauer von 250 ns. Beide Impulse sind die Eingangssignale einer
Auswahlschaltung, welche gesteuert durch das Auswahlsignal einer
Schaltung zur Prüfung
des Eingangssignalpegels einen der beiden Eingangsimpulse auswählt und
als Ausgangssignal zum Ausgang durchschaltet.
Gemäß der Erfindung
wird die Aufgabe bei einer Anordnung zur Formierung von Empfangsimpulsen
der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Eingang einer
Verzögerungsanordnung
mit dem Eingang der Anordnung zur Formierung von Empfangsimpulsen
INP, zur Einspeisung des Komparatorsignals, verbunden ist, dass
ein erster Ausgang der Verzögerungsanordnung
mit einem ersten Eingang einer nachgeschalteten Ausgangsimpulserzeugungsanordnung
und der zweite Ausgang der Verzögerungsanordnung
mit einem Eingang einer Zeitreferenzerzeugungsanordnung verbunden
ist, dass der Ausgang der Zeitreferenzerzeugungsanordnung mit einem
zweiten Eingang der Ausgangsimpulserzeugungsanordnung verbunden
ist und dass der Ausgang der Ausgangsimpulserzeugungsanordnung mit
dem Ausgang der Anordnung zur Formierung von Empfangsimpulsen OUT
verbunden ist.
Das
vom vorgeschalteten Komparator gelieferte Eingangssignal INP der
erfindungsgemäßen Anordnung
wird durch die Verzögerungsanordnung in
seiner Signallaufzeit verzögert,
am Ausgang A1 ausgegeben und stellt das Eingangssignal der nachgeschalteten
Ausgangsimpulserzeugungsanordnung am Eingang E2 dar. Mit dem Eintreffen
der ersten Eingangssignalimpulsflanke am Eingang E1 oder nach Ablauf
eines Teils der Gesamtverzögerungszeit der
Verzögerungsanordnung
wird am Ausgang A2 das Startsignal ausgegeben, welches das Eingangssignal
der Zeitreferenzerzeugungsanordnung darstellt. Gesteuert durch dieses
Startsignal erfolgt durch die Zeitreferenzerzeugungsanordnung die
Erzeugung eines Prüfsignals,
welches den Zeitpunkt der Prüfung
des Eingangssignalpegels festlegt, das an den Eingang E3 der Ausgangsimpulserzeugungsanordnung
angelegt wird. Die Ausgangsimpulserzeugungsanordnung realisiert
die Prüfung
des am Eingang E2 anliegenden verzögerten Eingangssignalpegels
zum durch das Prüfsignal
vorgegebenen Zeitpunkt und gibt in Abhängigkeit des Ergebnisses der Prüfung entweder
einen ersten Impuls oder einen zweiten Impuls am Ausgang A3 aus,
welcher mit dem Ausgang OUT der erfindungsgemäßen Anordnung verbunden ist.
Die Erzeugung des auszugebenden ersten oder zweiten Impulses kann
beispielsweise durch einen in seiner Impulslänge umschaltbaren monostabilen
Multivibrator erfolgen, welcher in Abhängigkeit des Ergebnisses der
Prüfung
des Eingangssignalpegels umgeschaltet wird.
In
einer Ausführung
der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verzögerungsanordnung aus einer Reihenschaltung
eines ersten und eines zweiten Verzögerungsanordnungsteils und
einer zwischen beide Teile geschalteten Anordnung zur Impulsrekonstruktion
besteht.
Die
Verzögerungsanordnung
wird durch eine Reihenschaltung eines ersten Verzögerungsanordnungsteils,
welcher eine erste Teilverzögerung
der Gesamtverzögerungszeit
der Anordnung realisiert, einer Anordnung zur Impulsrekonstruktion,
welche das durch den ersten Verzögerungsanordnungsteil um
eine Teilverzögerungszeit
verzögerte
Eingangssignal in seiner Impulsbreite so rekonstruiert, dass der Impuls
annähernd
die Impulslänge
eines Einzelimpulses aufweist und eines zweiten Verzögerungsanordnungsteils
gebildet, welcher eine zweite Teilverzögerung der Gesamtverzögerungszeit
der Anordnung realisiert. Durch diese Aufteilung der Eingangsimpulsverzögerung in
zwei Schritte mit der zwischen den Schritten vorgenommenen Impulsrekonstruktion ist
es möglich,
auch kurze Eingangsimpulse des vorgeschalteten Komparators sicher
zu übertragen,
welche eine Impulslänge
aufweisen, die kleiner als die Gesamtverzögerungszeit der Anordnung ist.
Das um die Gesamtverzögerungszeit
verzögerte
Eingangssignal wird am Ausgang A1 ausgegeben. Am Ausgang A2 wird
ein Startsignal für
die nachgeschaltete Zeitreferenzerzeugungsanordnung ausgegeben,
das entweder zeitgleich mit dem Eintreffen der ersten Eingangssignalimpulsflanke
oder nach dem Ablauf der ersten Teilverzögerungszeit erzeugt wird. Bei
der zweiten Variante wird die Zeit, die durch die Zeitreferenzerzeugungsanordnung
gebildet werden muss, kleiner und somit auch der Platzbedarf für den zeitbestimmenden
kapazitiven Teil der Zeitreferenzerzeugungsanordnung.
In
einer Ausführungsform
der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ausgangsimpulserzeugungsanordnung
(6) aus einer Schaltung zur Formierung eines ersten Impulses
(14), einer Schaltung zur Formierung eines zweiten Impulses
(15), einer Schaltung zur Prüfung des Eingangssignalpegels
(13) und einer Auswahlschaltung (16) besteht.
In
dieser Ausführung
sind in der Ausgangsimpulserzeugungsanordnung sowohl eine Schaltung
zur Formierung eines ersten als auch eine Schaltung zur Formierung
eines zweiten Impulses angeordnet, welche durch das am Eingang E2
anliegende verzögerte
Eingangssignal zeitgleich gestartet werden. Gesteuert durch das
am Eingang E3 anliegende Prüfsignal
der Zeitreferenzerzeugungsanordnung wird durch die Schaltung zur
Prüfung
des Eingangssignalpegels ermittelt, ob ein der Länge des ersten Impulses entsprechender
oder ein der Länge des
zweiten Impulses entsprechender Impuls vom vorgeschalteten Komparator
empfangen wurde und ein Steuersignal zur Auswahl des ersten oder
zweiten Impulses durch die Auswahlschaltung erzeugt. Diese schaltet
dann entweder den formierten ersten oder zweiten Impuls auf den
Ausgang A3 und damit auf den Ausgang OUT der Anordnung durch.
In
einer besonders günstigen
Ausführungsform
der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Verzögerungsanordnung aus einem
p-Kanaltransistor, dessen
Gateanschluss mit einem Eingang einer logischen NAND-Schaltung und über einen
Negator mit dem Eingang „Input" verbunden ist, dessen
Sourceanschluss mit dem Potential VDDa verbunden ist und dessen
Drainanschluss mit dem Eingang IBIA der Verzögerungsanordnung und dem Eingang
eines Schmitt-Triggers
verbunden ist, einem Schmitt-Trigger, dessen negierter Ausgang mit
dem zweiten Eingang der logischen NAND-Schaltung verbunden ist und
der logischen NAND-Schaltung, deren negierter Ausgang mit dem Ausgang
der Verzögerungsanordnung „Output" verbunden ist, besteht.
Am
Eingang „Input" dieser Anordnung
liegt im Grundzustand ein High-Pegel an. Dieser öffnet den p-Kanaltransistor,
wodurch der Knotenpunkt IBIA auf High-Pegel gezogen wird. An diesem
Knotenpunkt ist sowohl eine masseseitige Stromquelle als auch eine
zeitbestimmende Kapazität
angeschlossen. Durch den über
den p-Kanaltransistor
am Knoten IBIA anliegenden High-Pegel wird die angeschlossene Kapazität aufgeladen.
Die NAND-Schaltung hat an beiden Eingängen einen Low-Pegel und erzeugt
somit ausgangsseitig einen High-Pegel am Ausgang „Output". Ein an den Eingang „Input" angelegter Low-Pegel
sperrt den p-Kanaltransistor und gibt die zeitbestimmende Entladung
der angeschlossenen Kapazität über die
Stromquelle frei. Für
die Dauer der Entladung bleibt die NAND-Schaltung ausgangsseitig
weiterhin auf dem High-Pegel. Das Ende des Zeitvorgangs ist dann
erreicht, wenn die Spannung über
der Kapazität
auf die untere Schaltschwelle des Schmitt-Triggers abgesunken ist.
Dieser liefert das zur Umschaltung des Ausgangs „Output" auf einen Low-Pegel notwendige zweite
High-Signal an die NAND-Schaltung.
In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass
in einer Anordnung zur Impulsrekonstruktion und zur Formierung eines
ersten Impulses, eines zweiten Impulses und der Zeitreferenzerzeugung
jeweils ein Eingang „Input" mit einem Negator
verbunden ist, dass der Ausgang des Negators mit dem ersten Eingang
einer nachgeschalteten ersten NAND-Schaltung und einer aus drei
Negatoren bestehenden Reihenschaltung, deren Ausgang mit dem zweiten
Eingang der ersten NAND-Schaltung verbunden ist, verbunden ist,
dass der Ausgang der ersten NAND-Schaltung
mit einem ersten Eingang einer zweiten NAND-Schaltung verbunden
ist, dass der Eingang IBIA der Anordnung mit dem Drainanschluss
eines p-Kanaltransistors und über
einen Schmitt-Trigger
mit dem ersten Eingang einer NOR-Schaltung verbunden ist, dass der
Eingang POC der Anordnung mit dem zweiten Eingang der NOR-Schaltung
verbunden ist, dass der Ausgang der NOR-Schaltung mit dem ersten Eingang der
dritten NAND-Schaltung verbunden ist, dass der Ausgang der dritten
NAND-Schaltung mit dem zweiten Eingang der zweiten NAND-Schaltung, über einen
Negator mit dem Gateanschluss des p-Kanaltransistors, dessen Sourceanschluss
mit dem Potential VDDa verbunden ist, sowie mit dem Ausgang „Output" der Anordnung verbunden
ist und dass der Ausgang der zweiten NAND-Schaltung mit dem zweiten
Eingang der dritten NAND-Schaltung verbunden ist.
An
den Eingang IBIA der Anordnung ist sowohl eine masseseitige Stromquelle
als auch eine zeitbestimmende Kapazität angeschlossen. Die mit dem
Eingang „Input" der Anordnung verbundene
digitale Differenzierungsschaltung sichert, dass aus einem Low-Eingangsimpuls beliebiger
Länge genau ein
Low-Ausgangsimpuls formiert wird. Somit wird am Ausgang der ersten
NAND-Schaltung ein Low-Impuls bestimmter Länge erzeugt, wobei die Einstellung
unterschiedlicher Gatterlaufzeiten über die Dimensionierung der
Bestandteile der Differenzierschaltung vorgenommen wird. Ein High-Pegel
am Eingang „Input" der Anordnung erzeugt über die zweite
und dritte NAND-Schaltung einen High-Pegel am Ausgang „Output" der Anordnung. Bei
Eintreffen eines Low-Impulses am Eingang erfolgt das Umschalten
des Ausganges auf einen Low-Pegel,
mit einer durch die an IBIA angeschlossene Kapazität bestimmten
Zeitdauer. Das von einer Power-on-Clear-Schaltung gewonnene Eingangssignal „POC" sichert, dass die
Schaltung beim Anschaltvorgang der Betriebsspannung keine Fehlimpulse
erzeugen kann und den stabilen Ausgangszustand High annimmt.
Die
Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.
In den zugehörigen
Zeichnungen zeigt
1 eine erfindungsgemäße Anordnung zur
Formierung von Empfangsimpulsen,
2 ein Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Anordnung
zur Formierung von Empfangsimpulsen,
3 ein Zeitablaufdiagramm
des Signalflusses für
das Beispiel der Übertragung
eines Einzelimpulses,
4 ein Zeitablaufdiagramm
des Signalflusses für
das Beispiel der Übertragung
eines Doppelimpulses bei der Modulationsart 4PPM,
5 ein Zeitablaufdiagramm
des Signalflusses für
das Beispiel der Übertragung
mit einer maximalen Einzelimpulsdauer und einer minimalen Doppelimpulsdauer,
6 ein Ausführungsbeispiel
für eine
Verzögerungsschaltung
und
7 ein Ausführungsbeispiel
einer Anordnung zur Impulsrekonstruktion und aller monostabilen
Multivibratoren.
In 1 ist eine erfindungsgemäße Anordnung
zur Formierung von Empfangsimpulsen 1 dargestellt. In der 2 ist die erfindungsgemäße Anordnung
mit ihren Teilbaugruppen detaillierter aufgezeigt. Diese verarbeitet
das vom vorgeschalteten Komparator, der nicht näher dargestellt ist, erzeugte Signal,
welches am Eingang INP 2 in die Anordnung 1 eingespeist
wird. Da die elektrischen Signale in allen IrDA- Protokollen negative
Impulse erfordern (d.h., jeder Lichtimpuls ist in einen Low-Impuls umzusetzen),
geht auch diese Schaltungsanordnung durchgängig von Low-Impulsen aus.
Aus diesem Grund sind alle in 2 aufgezeigten
Teilbaugruppen so aufgebaut, dass negative Eingangsimpulse nach
entsprechender zeitlicher Behandlung wieder als negative Ausgangsimpulse
ausgegeben werden.
Zur
Formierung, das heißt
zur Aufbereitung der vom Komparator gelieferten Eingangsimpulse und
zur Ausgabe beispielsweise von normgerechten Einzel- oder Doppelimpulsen
am Ausgang OUT 3 der Anordnung 1 an eine nachgeordnete
Schaltung zur Auswertung der übertragenen
Impulse, ist der Eingang eines ersten Verzögerungsanordnungsteils 10 einer
Verzögerungsanordnung 4 mit
dem Eingang INP 2 der Anordnung 1, zur Einspeisung
des Komparatorsignals, verbunden. Der Ausgang des ersten Verzögerungsanordnungsteils 10 ist
mit dem Eingang einer Anordnung zur Impulsrekonstruktion 12, welche
eine Impulsverbreiterung vornimmt, dem Eingang einer Zeitreferenzerzeugungsanordnung 5,
der ein Startsignal 8 zugeführt wird, und über einen
Negator mit einem Eingang eines Flipflop 13 verbunden. Der
Ausgang der Anordnung zur Impulsrekonstruktion 12 ist mit
dem Eingang eines zweiten Verzögerungsanordnungsteils 11 der
Verzögerungsanordnung 4 verbunden.
Der Ausgang des zweiten Verzögerungsanordnungsteils 11 ist
mit dem Eingang einer Ausgangsimpulserzeugungsanordnung 6,
das heißt sowohl
der Schaltung zur Formierung eines ersten Impulses 14 als
auch dem Eingang der Schaltung zur Formierung eines zweiten Impulses 15 innerhalb
der Ausgangsimpulserzeugungsanordnung 6 zur Zuführung des
verzögerten
Eingangssignals 7 verbunden. Der Ausgang der Schaltung
zur Formierung eines ersten Impulses 14 ist mit einem ersten
Eingang eines Multiplexers 16 verbunden, der Ausgang der Schaltung
zur Formierung eines zweiten Impulses 15 ist mit einem
zweiten Eingang des Multiplexers 16 und über einen
Negator mit dem Rücksetzeingang des
Flipflop 13 verbunden. Der Ausgang der Zeitreferenzerzeugungsanordnung 5 ist
mit dem Takteingang des Flipflop 13, zur Übertragung
des Prüfsignals 9, verbunden,
dessen Ausgang wiederum mit dem Adresseingang des Multiplexers 16.
Der Ausgang des Multiplexers 16 ist mit dem Ausgang OUT 3 der Anordnung 1 verbunden.
Der erste und zweite Verzögerungsanordnungsteil 10 und 11,
die Anordnung zur Impulsrekonstruktion 12, die Zeitreferenzerzeugungsanordnung 5,
die Schaltung zur Formierung eines ersten Impulses 14 und
die Schaltung zur Formierung eines zweiten Impulses 15 weisen
neben einem Eingang Input und einem Ausgang Output einen Eingang
IBIA für
einen Biasstrom auf. Diese Eingänge
sind jeweils mit einer masseseitigen Stromquelle (Potential VSS)
und einer zeitbestimmenden Kapazität C verbunden.
Die
Schaltung nach 2 zeigt,
dass das vom Komparator bereitgestellte Eingangssignal am Eingang
INP 2 dem Eingang des ersten Verzögerungsanordnungsteils 10 zugeführt wird.
Dieser verzögert
die fallende Flanke eines jeden vom Komparator kommenden Impulses
um die mit „tdelay" bezeichnete Zeit
und stellt somit die im ersten Teilschritt erfolgende Verzögerung dar.
Jede steigende Flanke am Eingang des ersten Verzögerungsanordnungsteils 10 wird
nach einer kurzen, durch die Gatterlaufzeiten bedingten Zeit direkt
an den Ausgang der Anordnung selbst weitergeleitet. Dieser Signalverlauf
ist für
einen Einzelimpuls in der 3 sowie
für einen Doppelimpuls
in der 4 dargestellt.
Die mit diesem Prozess einhergehende Verkürzung des Eingangsimpulses
ist unbeabsichtigt und störend,
da hierdurch bei bereits sehr kurzen Komparatorimpulsen ein völliges Verschwinden
des jeweiligen Impulses eintreten kann. Deshalb wird mit der nachgeschalteten
Anordnung zur Impulsrekonstruktion 12 wieder eine beispielsweise
der Einzelimpulsbreite von 125 ns Impulslänge nahe kommende Impulsbreite
rekonstruiert. Die genaue Impulsbreite am Ausgang der Anordnung
zur Impulsrekonstruktion 12 ist dabei nebensächlich.
Wichtig ist, dass die interne Ausgestaltung aller verwendeten Verzögerungsanordnungsteile 10 und 11 immer
die steigende Flanke des jeweiligen Eingangssignals und die der
Anordnung zur Impulsrekonstruktion 12 jeweils die fallende Flanke
des Einganssignals exakt reproduzieren. Die Länge des rekonstruierten Impulses
der Anordnung zur Impulsrekonstruktion 12 wird durch deren
Biasstrom IBIA und die zugehörige
an IBIA angeschlossene Kapazität
bestimmt. Als Impulsdauer wird dabei die zeit verstanden, in der
das Ausgangssignal Low-Pegel führt.
An die Anordnung zur Impulsrekonstruktion 12 schließt sich
linear ein zweiter Verzögerungsanordnungsteil 11 an,
dessen Verzögerungszeit
ebenfalls von dem zugehörigen
Strom IBIA und der am Eingang IBIA angeschlossenen Kapazität bestimmt
wird. Der Ausgang des zweiten Verzögerungsanordnungsteils 11 ist
mit den Eingängen
der Schaltung zur Formierung eines ersten Impulses 14 und
der Schaltung zur Formierung eines zweiten Impulses 15 verbunden.
Die zugehörigen
Biasströme und
Kapazitäten
sind dabei so zu dimensionieren, dass am Ausgang der Schaltung zur
Formierung eines ersten Impulses 14 beispielsweise bei
Verwendung der Modulationsart 4PPM die erforderliche Einzelimpulsbreite
von 125 ns für
einen Einzelimpuls, sowie am Ausgang der Schaltung zur Formierung
eines zweiten Impulses 15 die erforderliche Doppelimpulsbreite
von 250 ns entsteht. Weiterhin wird die Zeitreferenzerzeugungsanordnung 5,
welche durch das Prüfsignal 9 den
Entscheidungszeitpunkt zur Unterscheidung von Einzel- und Doppelimpulsen
erzeugt, direkt vom Ausgang des ersten Verzögerungsanordnungsteils 10 angesteuert.
Die Justage der Zeitdauer „tmono" der Zeitreferenzerzeugungsanordnung 5 erfolgt
mittels des zugehörigen
Stromes IBIA und der am Eingang IBIA angeschlossenen zeitbestimmenden
Kapazität.
Das Ausgangssignal der Zeitreferenzerzeugungsanordnung 5 dient
als Takteingang für
ein statisches D-Master-Slave-Flipflop 13. Der
Dateneingang des D-Master-Slave-Flipflop 13 ist mit dem
invertierten Ausgangssignal des ersten Verzögerungsanordnungsteils 10 verbunden.
Der asynchrone, Low-aktive Rücksetzeingang
ist mit dem invertierten Ausgangssignal der Schaltung zur Formierung
eines zweiten Impulses 15 verbunden. Der Ausgang des D-Flipflop
adressiert einen Multiplexer 16, dessen Dateneingänge von
den Ausgängen
der Schaltung zur Formierung eines ersten Impulses 14 (an
I0) und der Schaltung zur Formierung eines zweiten Impulses 15 (an
I1) angesteuert werden. Der Ausgang Z des Multiplexers 16 bildet
den Ausgang der Anordnung zur Formierung von Empfangsimpulsen 1,
an dem in Ab hängigkeit
des Eingangssignals ein formierter Einzel- oder Doppelimpuls ausgegeben
wird.
Die
Aufgabe der Schaltungsanordnung 1 besteht darin, bei jedem
vom Komparator in den Eingang INP 2 einlaufenden Impuls
zu entscheiden, ob es sich um einen Einzel- oder einen Doppelimpuls handelt.
Ziel ist es, von der Komparatorimpulsbreite abhängig formierte Einzel- bzw.
Doppelimpulse zu erzeugen. Günstig
für die
Entscheidungsschwelle ist hierbei, wenn diese in Abhängigkeit
von der Charakteristik der vorgeschalteten Analogschaltung mittig zwischen
maximal auftretender Einzelimpulsbreite und minimal auftretender
Doppelimpulsbreite (am Komparatorausgang) liegt. Grundanliegen ist
es dabei, dass Doppelimpulse niemals in 2 kurz aufeinanderfolgende
Einzelimpulse zerfallen dürfen.
Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe so gelöst,
dass eine Verschiebung des Eingangssignals erfolgt, so dass ein
Zeitfenster entsteht, währenddessen
eine Entscheidung getroffen werden kann, ob am Schaltungseingang
INP 2 ein Impuls mit kleinerer oder größerer Impulsbreite als durch
eine Entscheidungsschwelle vorgegeben ist, angelegen hat. Alle Zeitverschiebungen
werden mittels Verzögerungsschaltungen
realisiert, welche nur die fallende Flanke des Eingangssignals verschieben.
Dies ist diejenige Flanke, welche mit „Licht an" ausgelöst wird, und somit den Impulsbeginn
kennzeichnet. Da am Ausgang des Komparators insbesondere an der
Empfindlichkeitsgrenze sehr schmale und damit bei Einzelimpulsen
deutlich unter 125 ns liegende Impulsbreiten auftreten, erfolgt nach
der ersten Verzögerung
im ersten Verzögerungsanordnungsteil 10,
welche eine Impulsverkürzung
zur Folge hat, mittels einer Anordnung zur Impulsrekonstruktion 12 eine
Regenerierung der Impulsbreite auf Einzelimpulsbreite. Der zweite
Verzögerungsanordnungsteil 11 generiert
danach den zweiten Teil des erforderlichen Zeitfensters. Eine konzentrierte
Ausführung
der Signalverzögerung
ist auf Grund der beschriebenen Notwendigkeit, sehr kurze Komparatorimpulse
verarbeiten zu können, nicht
möglich.
Da
für jeden
Impuls die Einschaltflanke, separat betrachtet, im Zeitraster an
gleicher Stelle liegt, muss eine Information über die Impulsbreite spätestens
vor der Impulsregeneration mit der Anordnung zur Impulsrekonstruktion 12 entnommen
werden. Prinzipiell besteht die Möglichkeit, dieses Signal entweder
aus dem Eingang der Schaltungsanordnung INP 2 oder aber
aus dem Ausgang des ersten Verzögerungsanordnungsteils 10 zu
entnehmen. Nur an diesen beiden Stellen ist die Information über die Ausschaltflanke
unverfälscht
verfügbar.
Aus Zweckmäßigkeitsgründen wird
das Ausgangssignal des ersten Verzögerungsanordnungsteils 10 verwendet, da
damit die in der Zeitreferenzerzeugungsanordnung 5 zu realisierende
Zeit um „tdelay" des ersten Verzögerungsanordnungsteils 10 kleiner
ist und damit eine flächenmäßig günstigere
Lösung
entsteht. Nach Ablauf der summarischen Zeitverschiebung des ersten
Verzögerungsanordnungsteils 10 und
des zweiten Verzögerungsanordnungsteils 11 (2∙tdelay), werden
die Schaltung zur Formierung eines ersten Impulses 14 und
die Schaltung zur Formierung eines zweiten Impulses 15 beispielsweise
bei 4PPM zur Erzeugung eines Einzelimpulses und zur Erzeugung eines
Doppelimpulses gleichzeitig gestartet. Die Ausgangssignale der Formierungsschaltungen 14 und 15 werden
den Dateneingängen
eines 2-Kanal-Multiplexers 16 zugeführt. Je nach Adressierung des
Multiplexers 16, gesteuert durch das Ausgangssignal des
D-Flipflops 13, wird dem Ausgang der Schaltungsanordnung
OUT 3 entweder das Ausgangssignal der Schaltung zur Formierung
eines ersten Impulses 14 oder der Schaltung zur Formierung
eines zweiten Impulses 15 zugeführt, so dass an dessen Ausgang
OUT 3 entweder ein generierter Einzelimpuls oder ein generierter
Doppelimpuls ausgegeben wird.
Die
Zeitreferenzerzeugungsanordnung 5 erzeugt, gesteuert durch
das Startsignal 8, das Prüfsignal 9 für die Unterscheidung
von Einzel- und Doppelimpulsen. Als Zeitbasis für die Interpretation der einlaufenden
Impulsbreite gilt insgesamt: tref = tdelay +
tmono
Da
die Schaltung zur Formierung eines zweiten Impulses 15 ohne
Impulse am Ausgang stets High-Pegel führt, ist der Reset-Zustand in Flipflop 13 nur
während
des Ablaufs der Zeit „tmono" aufgehoben. Ausschließlich in
dieser Zeit kann durch das Flipflop 13 zum Zeitpunkt der
Low-High-Flanke am Ausgang der Zeitreferenzerzeugungsanordnung 5 der
in diesem Moment vorliegende Zustand des Komparatorausgangs, bzw.
des Signals am Ausgang des ersten Verzögerungsanordnungsteils 10 abgetastet
und das Flipflop 13 daraufhin umgesetzt werden, und zwar
genau dann, wenn der Ausgang des ersten Verzögerungsanordnungsteils 10 in
diesem Moment Low-Pegel führt.
Da das Flipflop 13 nach Abschluss des jeweils längsten Vorgangs
mit der Low-High-Flanke am Ausgang der Schaltung zur Formierung
eines zweiten Impulses 15 asynchron zurückgesetzt wird, beginnt jeder
neue Vorgang stets im Zustand „Reset" des Flipflops 13 und
damit mit der Adressierung der Schaltung zur Formierung eines ersten
Impulses 14. Somit ist die Einstellung von Einzelimpulsen
am Ausgang des Multiplexers 16 gegeben. Da durch den gleichzeitigen
Start der Schaltung zur Formierung eines ersten Impulses 14 und
der Schaltung zur Formierung eines zweiten Impulses 15 im
Umschaltmoment beide Low-Pegel führen,
ist der Adresswechsel am Multiplexer unter dem Aspekt von Glitches
unkritisch.
In
den 3 und 4 sind typische Signalverläufe für die Verarbeitung
von Einzelimpulsen (125 ns) und Doppelimpulsen (250 ns) bei Verwendung
der Modulationsart 4PPM dargestellt. Aus diesen Figuren ist ersichtlich,
wie der Zustand am Ausgang des ersten Verzögerungsanordnungsteils zu dem
Zeitpunkt der Low-High-Flanke von der Zeitreferenzerzeugungsanordnung 5 über die
Selektion der Impulse aus der Schaltung zur Formierung eines ersten
Impulses 14 oder der Schaltung zur Formierung eines zweiten
Impulses 15 entscheidet. Die 5 stellt
als Extremfall die Grenze dar, innerhalb derer ein außerordentlich
langer Einzelimpuls (186 ns) noch von einem außerordentlich kurzen Doppelimpuls
(196 ns) unterschieden werden kann. Bis zu dieser Grenze können die
vom Komparator ausgegebenen Impulsbreiten liegen, was weit außerhalb
der im IrDA-Standard definierten Impulsbreiten liegt. Unter Verwendung
einer solchen Schaltung sinken somit die Anforderungen an den Analogkomplex
der Empfängerschaltung.
6 zeigt eine Ausführungsbeispiel
für eine
Verzögerungsschaltung
nach dem Stand der Technik. In der 7 ist
eine Ausführung
für eine
Anordnung zur Impulsrekonstruktion und zur Formierung eines ersten
Impulses, eines zweiten Impulses und der Zeitreferenzerzeugung gezeigt,
bei der mittels technologischer Dimensionierung der Gatterbestandteile
einer Differenzierschaltung 17 die Länge des zu erzeugenden Ausgangsimpulses
der Anordnung eingestellt wird.