基于不均匀模拟数字转换器的二进制信号检测的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及信号检测，尤其涉及二进制信号的信号检测。
【背景技术】
[0002]二进制信号传递是一种常见的架构，广泛使用于序列数据链接(serial datalink)，例如，序列高技术配置(SATA，serial advanced technology attachment)。在此序列数据链接中，根据第一频率信号，以一名义速度(nominal rate) fs传输一比特流；该比特流中的各位代表一逻辑数据I或0(以下以I和O表示)。逻辑数据I利用一名义期间Ts内的电压第一电平来表示，而逻辑数据O则利用该名义期间Ts内的电压第二电平来表示，其中Ts= l/fs;结果，一待传输比特流则利用一个在第一电平及第二电平间来回双态触变(toggling)的电压信号来表示。一接收器通过一通道(如电缆(cable))接收该电压信号，但该信道通常会分散(disperse)该电压信号，为正确检测该比特流，该接收器需能校正符间干扰(inter-symbol interference)的分散结果。
[0003]图1示出了一序列数据链接中的接收器100的功能方块图。该接收器100包含:一线性均衡器(linear equalizer) 110、一模拟数字转换器(ADC) 120及一决策反馈均衡器(decis1n feedback equalizer) 130。该线性均衡器110用以接收一分散信号及输出一均衡信号；该模拟数字转换器120用以接收该均衡信号及输出一数字化信号；该决策反馈均衡器130用以接收该数字化信号及输出一恢复(recovered)比特流。该线性均衡器110的功能主要是用来进行初步均衡，以部分地移除该均衡信号的符间干扰。然而，仍须处理一些残余的符间干扰。该决策反馈均衡器130能有效移除残余的符间干扰，使得内含于该数字化信号的比特流可被正确地检测。该决策反馈均衡器130是一数字信号处理(digitalsignal processing)电路，用以处理该模拟数字转换器120产生的数字化信号。为正确地均衡该数字化信号，该模拟数字转换器120必须有足够的分辨率。为使接收器100的运作符合要求，现有接收器通常会要求该模拟数字转换器120须至少有6个位以上的分辨率。例如，对一个数据速度达10Gb/s的序列数据链接而言，即需要一个取样频率为10Gb/s的6位模拟数字转换器。然而，设计这种规格的模拟数字转换器是不容易的，因此目前本领域对于实施高速序列数据链接的接收器100是有困难的。
【发明内容】
[0004]本发明目的之一在于提供一种接收器，以解决现有技术中的问题。
[0005]本发明的一实施例提供一种装置，包含一线性均衡器、一可变增益放大器、一不均匀模拟数字转换以及一数字信号处理单元。该线性均衡器，用以接收一输入信号以及输出一个不完全的均衡信号。该可变增益放大器，用以接收该不完全的均衡信号，并根据一增益控制信号来输出一个振幅调整信号。该不均匀模拟数字转换器，用以接收该振幅调整信号以及输出一数字化信号。该数字信号处理单元，用以接收该数字化信号、通过进行信号检测输出一恢复比特流、以及通过比较振幅产生该增益控制信号。当该振幅调整信号位于一个信号检测具有较高置信度的区域时，该不均匀模拟数字转换器具有较低的精准度，而当该振幅调整信号位于一个信号检测具有较低置信度的区域时，该不均匀模拟数字转换器具有较高的精准度。在一实施例中，该数字信号处理单元包含一决策反馈均衡器。
[0006]本发明的另一实施例提供一种方法，包括:
[0007]接收一输入信号；对该输入信号进行线性均衡以产生一个不完全的均衡信号；根据一增益控制信号，调整该不完全的均衡信号的振幅以产生一振幅调整信号；利用一不均匀模拟数字转换器，将该振幅调整信号转换为一数字化信号；对该数字化信号进行信号检测，以产生一恢复比特流；以及，根据该数字化信号，进行自动增益控制以产生该增益控制信号。当该振幅调整信号位于一个信号检测具有较高置信度的区域时，该不均匀模拟数字转换器具有较低的精准度，而当该振幅调整信号位于一个信号检测具有较低置信度的区域时，该不均匀模拟数字转换器具有较高的精准度在。一实施例中，进行信号检测步骤包括对数字化信号进行决策反馈均衡。
【附图说明】
[0008]图1示出了一序列数据链接中的一接收器的功能方块图。
[0009]图2A示出了当减损不显著时，二进制信号的概率分布函数图。
[0010]图2B示出了当减损比较显著时，二进制信号的概率分布函数图。
[0011]图3示出了本发明一实施例的接收器的功能方块图。
[0012]图4示出了图3的接收器的不均匀模拟数字转换器的转移特性曲线。
【具体实施方式】
[0013]本发明涉及信号检测，尤其涉及二进制信号的信号检测。例如，本发明的多个实施例包括一方法，可放宽高速序列数据链接中对接收器的要求或规格。以下的说明将举出本发明的多个较佳的示范实施例，本领域技术人员应可理解，本发明可采用各种可能的方式来实施，并不限于下列示范的实施例或实施例中的特征。
[0014]在序列数据链接中，请考虑一信号被一接收器所接收。在序列数据链接中的一理想信号具二个不同电平:一是理想电平O代表数据0、另一个是理想电平I代表数据I。然而，由于噪声及其他减损(impairment)的关系，接收到的信号并非理想且可能偏离上述二个不同电平。只要该接收到的信号不偏离其目标电平太远，系统还是可以正确检测到该信号所代表的数据。图2A示出了当减损并不显著时，二进制信号的二电平的典型概率分布函数图(probability distribut1n funct1n)。在此例中，仅通过比较该信号电平与一中间电平(其为理想电平O及理想电平I的平均值)，仍可正确检测到该二进制信号。当减损比较显著时，例如后置符间干扰(post-cursor ISI)，该信号电平会明显地偏离上述二个不同电平，如图2B所示。然而，当该信号电平接近该中间电平时，该信号电平是模糊的且不易检测；当该信号电平远大于该中间电平时，称之为位于置信区1，我们可确定数据必定等于I ;而当该信号电平远低于该中间电平时，称之为位于置信区0，我们可确定数据必定等于O。据此概念，可建立一置信临界值0，所以对于低于该置信临界值O的信号，会被视为O ;相同地，可建立一置信临界值1，所以对于高于该置信临界值I的信号，会被视为I。当一信号高于该置信临界值O且低于该置信临界值I时，该信号会被视为位于模糊区；在此例中，因为该信号(由于减损)偏离其理想电平(I或O)太远，而变得模糊且在模糊区不易检测。当该信号位在模糊区时，需要信号处理来帮助正确检测该信号。在一实施例中，利用决策反馈均衡(decis1n feedback equalizat1n)的数字信号处理(digital signal processing)来帮助正确检测该信号。为了进行数字信号处理，首先，需利用一模拟数字转换器将该信号转换为多个数字取样点。然而，不同于现有技术，在本发明的几个实施例中，使用一特殊用途的模拟数字转换器来检测二进制信号，这可降低该模拟数字转换器的复杂度，而不会损害二进制信号的数字信号处理的质量。
[0015]图3示出了本发明的一实施例的接收器300的功能方块图。根据本发明的一实施例，接收器300包括:一线性均衡器310、一