专利名称：具有电流镜和数据限幅器的数据接收电路的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及用于诸如数字卫星设备控制(DiSEqC)的目的的数据通信，具体地涉及一种能够适当地接收具有较宽频率范围的经过电流调制的信号的数据接收电路。
背景技术：
传统地，通过22kHz电压音调调制(the modulation of a 22kHz voltagetone)来执行DiSEqC的数据通信。该经过调制的音调(modulated tone)可以被叠加到给卫星接收系统的一个或多个低噪声块(LNB)供电的直流(DC)电压上。通过使用DiSEqC，集成接收机/解码器(IRD)装置(例如，机顶盒等)例如可经由诸如使得能够经由开关单元选择和控制特定的LNB的同轴电缆的传输介质来传输信号。DiSEqC通信还可包含返回信道(例如，在相同的传输介质上)，在此返回信道中，经过电流调制的信号被从LNB和/或开关单元传输回IRD装置。
IRD装置可包含用于接收经由返回信道提供的经过电流调制的信号的专用电路。图1示出了根据传统技术的、可用于经由DiSEqC返回信道来接收经过电流调制的信号的数据接收电路。具体地，图1的传统的数据接收电路包含RLC电路，其用于将从LNB或开关单元提供的经过脉冲的45mA电流调制的信号转换为半正弦电压信号。在图2和图3中示出了两种不同频率的经过脉冲电流调制的信号和生成的半正弦电压信号的描述。在图1中，生成的半正弦电压信号被后面的数据限幅器(data slicer)电路限幅(slice)，以生成随后被处理器(图1中未示出)包络检测和边缘检测的限幅的数字输出信号(sliced digital output signal)。
利用图1的传统数据接收电路中，当从LNB或开关单元提供的经过电流调制的信号呈现出不同的频率时会出现问题。具体地，当经过电流调制的信号呈现出不同的频率时，由RLC电路提供的半正弦电压信号呈现出能在前述的数据限幅、包络检测和边缘检测功能中造成处理错误的不一致的振幅。这些振幅的不一致在图2和图3中所示的波形中是明显的。在图2中，例如，示出了从LNB或开关单元提供的频率为22kHz的经过电流调制的信号(即，下边的波形)，以及由RLC电路提供的生成的半正弦电压信号(即，上边的波形)。
图2的波形可与图3的波形相对照。在图3中，示出了从LNB或开关单元提供的频率为88kHz的经过电流调制的信号(即，下边的波形)，以及由RLC电路提供的生成的半正弦电压信号(即，上边的波形)。比较图2和图3中所示的电压波形，这是很明显的当从LNB或开关单元提供的经过电流调制的信号的频率升高时，由RLC电路提供的半正弦电压信号的振幅降低。如此，由图1的RLC电路提供的半正弦电压信号的振幅依赖于从LNB或开关单元提供的经过电流调制的信号的频率。当由RLC电路提供的半正弦电压信号的振幅低于给定阈值时，在前述的数据限幅、包络检测和边缘检测功能中会出现处理错误。
因此，需要一种能够通过适当地接收具有较宽频率范围的经过电流调制的信号而避免上述问题的数据接收电路。本发明专注于这些和/或其它问题。
发明内容
根据本发明的一方面，公开了一种数据接收电路。根据一个示范性实施例，数据接收电路包括电流镜，用于从外部设备接收经过电流调制的信号并将该经过电流调制的信号转换为电压信号。数据限幅器用于响应电压信号而生成数字数据。
根据本发明的另一方面，公开了一种用于接收经过电流调制的信号的方法。根据一个示范性实施例，此方法包括从外部设备接收经过电流调制的信号，使用电流镜将该经过电流调制的信号转换为电压信号，并且响应电压信号而生成数字数据。
根据本发明的另一方面，公开了一种装置。根据一个示范性实施例，该装置包括电流镜部件，该电流镜部件用于从外部设备接收经过电流调制的信号并将该经过电流调制的信号转换为电压信号。数据限幅部件响应电压信号而生成数字数据。
通过参考结合附图的本发明实施例的以下描述，本发明的上述和其它特性和优点以及获得它们的方式将会变得更加显而易见，并且将会更好地理解本发明，附图中图1示出了包括根据传统技术的数据接收电路的电路；图2示出了与图1的其中经过电流调制的信号的频率为22kHz的数据接收电路相关的示范性波形；图3示出了与图1的其中经过电流调制的信号的频率为88kHz的数据接收电路相关的示范性波形；图4示出了包括根据本发明的一个示范性实施例的数据接收电路的电路；图5示出了与图4的其中经过电流调制的信号的频率为22kHz的数据接收电路相关的示范性波形；以及图6示出了与图4的其中经过电流调制的信号的频率为88kHz的数据接收电路相关的示范性波形。
这里陈述的范例说明了本发明的优选实施例，这样的范例不应被解释为以任何方式来限定本发明的范围。
具体实施例方式
现在参考附图，具体地参考图4，示出了根据包括本发明的一个示范性实施例的数据接收电路的电路。图4的电路100包括外部设备10、包括诸如电流镜20的电流镜部件、以及诸如数据限幅器30的数据限幅部件的数据接收电路。尽管图4中示出了许多电路元件的优选值，但是也可使用不同的值。
根据一个示范性实施例，图4的电路100表示卫星接收系统的一部分，其中外部设备10表示LNB和/或射频(RF)开关的一部分，数据接收电路表示用于接收和处理包括卫星信号的信号的IRD装置(例如，机顶盒等)的一部分。因此，图4的电路100可用于DiSEqC和/或其它类型的数据通信。图4的数据接收电路还可在诸如电视信号接收机和/或其它设备的其它类型的系统和/或设备中实施。
外部设备10包括诸如22kHz、30mA的脉冲电流吸收器15和100mA的固定电流吸收器16的电流部件。这两个电流加起来，并吸收来自电压源V80的电流。调制控制器(图4中未示出)可使用任何合适的调制技术对产生的电流进行调制，并且经由诸如同轴电缆和/或其它介质的传输介质，该电流被作为经过电流调制的信号而提供给电流镜20。根据一个示范性实施例，该经过电流调制的信号可表示用于DiSEqC目的而提供的返回信道信号。
电流镜20包括诸如电压源V80的电压部件、诸如电阻器R181和R184至R186的电阻部件、以及诸如晶体管Q54至Q57的开关部件。如图4中所示，晶体管Q54和Q55为pnp型双极型结型晶体管(BJT)，晶体管Q56和Q57为npn型BJT。尽管在图4的示范性实施例中使用了BJT，但是也可以使用场效应晶体管(FET)。晶体管Q54至Q57可操作地以图4中所示的方式耦接。具体地，晶体管Q54的基极端子可操作地耦接到晶体管Q55的基极端子，而晶体管Q57的基极端子可操作地耦接到晶体管Q56的基极端子。晶体管Q54的集电极端子可操作地耦接到晶体管Q57的集电极端子，而晶体管Q55的集电极端子可操作地耦接到晶体管Q56的集电极端子。此外，晶体管Q54和Q55的基极端子可操作地耦接到晶体管Q55和Q56的集电极端子，而晶体管Q56和Q 57的基极端子可操作地耦接于晶体管Q54和Q57的集电极端子。
在操作中，从外部设备10提供的经过电流调制的信号流过电流镜20的电阻器R181，在该电阻器R181跌落与电流成比例的电压。电流镜20在它的两个信号路径中的每个路径中都导电并维持基本上相同的电流，这两个信号路径即由晶体管Q54和Q57定义的信号路径(即，电流镜20的左支)以及由晶体管Q55和Q56定义的信号路径(即，电流镜20的右支)。如此，由于晶体管Q54到Q57的接法和电阻器R185和R186具有相同的电阻的事实，电流镜20的左支中的电流被“镜像”到它的右支。电阻器R184上的电压约等于电阻器R181上的电压。电阻器R184上的电压除以它的电阻确定电流镜20右支和左支中的电流。电阻器R185和电阻器R186上的电压与流过电阻器R181的电流成比例，并且参考地。电流镜20的操作产生电流至电压的转换，根据一个示范性实施例，该转换约等于10毫伏每毫安(mV/mA)。由电流镜20产生的转换后的电压信号经由诸如电容器C53的电容部件而交流耦接到数据限幅器30。
数据限幅器30包括诸如电压源V85的电压部件；诸如电阻器R194至R196、R201和R202的电阻部件；以及诸如比较器U18A的信号比较部件。数据限幅器30的电阻器R194和电阻器R202产生50％分压器。数据限幅器30的电阻器R195和电阻器R201产生略大于50％的分压器。为了使数据限幅器30达到检测阈值，必须克服此参考点的差异。该检测阈值给出了图4的数据接收电路的噪声免疫容限。利用图4的数据接收电路，电流调制需要达到30mA的电流偏移，以达到检测阈值并使得比较器U18A能够提供有效的数字输出信号。将比较器U18A的限幅的数字输出信号提供给峰值检测器电路，并且接下来提供给处理器(这两者在图1中都未示出)，在该处理器中出现用于解调信息信号(intelligent signal)的边缘检测和计时(timing)。
由于图4的数据接收电路能够适当地接收具有较宽频率范围的经过电流调制的信号，从而其克服了与诸如图1的RLC电路的传统数据接收电路相关联的问题。在图5和图6所示的波形中，图4的数据接收电路的适当接收具有较宽频率范围的经过电流调制的信号的能力是明显的。在图5中，例如，示出了以下波形(i)从外部设备10提供的频率为22kHz的经过电流调制的信号(即，中间的波形)；(ii)生成的提供给比较器U18A的同相(+)输入端子的转换后的电压信号，以及提供给比较器U18A的反相(-)输入端子的恒定电压信号(即，下边的波形)；(iii)从比较器U18A提供的生成的(即，限幅的)数字输出信号(即，上边的波形)。
可将图5的波形与图6的波形进行比较。在图6中，示出了以下波形(i)从外部设备10提供的频率为88kHz的经过电流调制的信号(即，中间的波形)；(ii)生成的提供给比较器U18A的同相(+)输入端子的转换后的电压信号，以及提供给比较器U18A的反相(-)输入端子的恒定电压信号(即，下边的波形)；(iii)从比较器U18A提供的生成的(即限幅的)数字输出信号(即，上边的波形)。如图5和图6中所示，尽管有相当明显的频率差异(即，22kHz相对于88kHz)，但提供给比较器U18A的同相(+)输入端子的转换后的电压信号和从比较器U18A提供的生成的(即，限幅的)数字输出信号的信号振幅基本上保持不变。如此，图4的数据接收电路有利地避免了诸如图1中所示的传统的数据接收电路的频率依赖的特性。
如这里所述的，本发明提供了一种能够适当地接收具有较宽频率范围的经过电流调制的信号的数据接收电路。本发明可应用于具有或不具有集成显示设备的多种装置。因此，这里使用的短语“电视信号接收机”或“IRD装置”可代表包含但不限于电视机、包含集成显示设备的计算机或监视器的系统和装置；以及诸如机顶盒、视频盒式录像机(VCR)、数字多功能盘(DVD)播放器、视频游戏盒、个人视频录像机(PVR)、可不包含集成显示设备的计算机或其它装置之类的系统和装置。
尽管已经作为具有优选设计而描述了本发明，但是本发明可在本公开的精神和范围内被进一步修改。因此，本申请意欲涵盖使用本发明的一般原则的本发明的任何变型、用途、或调整。此外，本申请意欲涵盖如下偏离，即偏离本公开，但在本发明所属的和落在所附权利要求书的限定范围之内的本领域的已知或惯用实践的范围之内。
权利要求
1.一种数据接收电路，包括电流镜(20)，用于从外部设备(10)接收经过电流调制的信号，并将所述经过电流调制的信号转换为电压信号；以及数据限幅器(30)，用于响应所述电压信号而生成数字数据。
2.如权利要求1所述的数据接收电路，其中所述外部设备(10)包含卫星接收系统的低噪声块。
3.如权利要求1所述的数据接收电路，其中所述外部设备(10)包含卫星接收系统的开关单元。
4.如权利要求1所述的数据接收电路，其中所述电流镜(20)包括第一和第二晶体管(Q54，Q57)，用于通过第一信号路径传导第一电流；第三和第四晶体管(Q55，Q56)，用于通过第二信号路径传导第二电流；其中，所述第一电流基本上等于所述第二电流，而且与所述经过电流调制的信号呈现出的电流成比例。
5.如权利要求4所述的数据接收电路，还包括电容(C53)，用于经由所述第二信号路径将所述电压信号耦合到所述数据限幅器(30)。
6.如权利要求4所述的数据接收电路，其中所述第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管(Q54-Q57)每个包含集电极端子、基极端子和发射极端子；所述第一晶体管(Q54)的所述基极端子可操作地耦接于所述第三晶体管(Q55)的所述基极端子；以及所述第二晶体管(Q57)的所述基极端子可操作地耦接于所述第四晶体管(Q56)的所述基极端子。
7.如权利要求6所述的数据接收电路，其中所述第一晶体管(Q54)的所述集电极端子可操作地耦接于所述第二晶体管(Q57)的所述集电极端子；以及所述第三晶体管(Q55)的所述集电极端子可操作地耦接于所述第四晶体管(Q56)的所述集电极端子。
8.如权利要求7所述的数据接收电路，其中所述第一晶体管和第三晶体管(Q54、Q55)的所述基极端子可操作地耦接于所述第三晶体管和第四晶体管(Q55、Q56)的所述集电极端子；以及所述第二晶体管和第四晶体管(Q57、Q56)的所述基极端子可操作地耦接于所述第一晶体管和第二晶体管(Q54、Q57)的所述集电极端子。
9.如权利要求8所述的数据接收电路，其中所述第一晶体管和第三晶体管(Q54、Q55)为pnp型晶体管；以及所述第二晶体管和第四晶体管(Q57、Q56)为npn型晶体管。
10.一种接收经过电流调制的信号的方法，包括从外部设备(10)接收所述经过电流调制的信号；使用电流镜(20)将所述经过电流调制的信号转换为电压信号；以及响应所述电压信号生成数字数据。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述外部设备(10)包含卫星接收系统的低噪声块。
12.如权利要求10所述的方法，其中所述外部设备(10)包含卫星接收系统的开关单元。
13.如权利要求10所述的方法，还包括使用所述电流镜(20)的第一晶体管和第二晶体管(Q54、Q57)以通过第一信号路径传导第一电流；使用所述电流镜(20)的第三晶体管和第四晶体管(Q55、Q56)以通过第二信号路径传导第二电流；其中，所述第一电流基本上等于所述第二电流。
14.如权利要求13所述的方法，还包括使用电容(C53)以经由所述第二信号路径将所述电压信号耦合到数据限幅器(30)，其中，所述数据限幅器(30)生成所述数字数据。
15.如权利要求13所述的方法，其中所述第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管(Q54-Q57)每个包含集电极端子、基极端子和发射极端子；所述第一晶体管(Q54)的所述基极端子可操作地耦接于所述第三晶体管(Q55)的所述基极端子；以及所述第二晶体管(Q57)的所述基极端子可操作地耦接于所述第四晶体管(Q56)的所述基极端子。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述第一晶体管(Q54)的所述集电极端子可操作地耦接于所述第二晶体管(Q57)的所述集电极端子；以及所述第三晶体管(Q55)的所述集电极端子可操作地耦接于所述第四晶体管(Q56)的所述集电极端子。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述第一晶体管和第三晶体管(Q54、Q55)的所述基极端子可操作地耦接于所述第三晶体管和第四晶体管(Q55、Q56)的所述集电极端子；以及所述第二晶体管和第四晶体管(Q57、Q56)的所述基极端子可操作地耦接于所述第一晶体管和第二晶体管(Q54、Q57)的所述集电极端子。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述第一晶体管和第三晶体管(Q54、Q55)为pnp型晶体管；以及所述第二晶体管和第四晶体管(Q57、Q56)为npn型晶体管。
19.一种装置，包括电流镜部件(20)，用于从外部设备(10)接收经过电流调制的信号，并将所述经过电流调制的信号转换为电压信号；以及数据限幅部件(30)，用于响应所述电压信号而生成数字数据。
20.如权利要求19所述的装置，其中所述外部设备(10)包含卫星接收系统的低噪声块。
21.如权利要求19所述的装置，其中所述外部设备(10)包含卫星接收系统的开关单元。
22.如权利要求19所述的装置，其中所述电流镜部件(20)包括第一开关部件和第二开关部件(Q54、Q57)，用于通过第一信号路径传导第一电流；第三开关部件和第四开关部件(Q55、Q56)，用于通过第二信号路径传导第二电流；其中，所述第一电流基本上等于所述第二电流。
23.如权利要求22所述的装置，还包括电容部件(C53)，用于将所述电流镜部件(20)经由所述第二信号路径耦接到所述数据限幅部件(30)。
24.如权利要求22所述的装置，其中所述第一开关部件、第二开关部件、第三开关部件和第四开关部件(Q54-Q57)每个包含集电极端子、基极端子和发射极端子；所述第一开关部件(Q54)的所述基极端子可操作地耦接于所述第三开关部件(Q55)的所述基极端子；以及所述第二开关部件(Q57)的所述基极端子可操作地耦接于所述第四开关部件(Q56)的所述基极端子。
25.如权利要求24所述的装置，其中所述第一开关部件(Q54)的所述集电极端子可操作地耦接于所述第二开关部件(Q57)的所述集电极端子；以及所述第三开关部件(Q55)的所述集电极端子可操作地耦接于所述第四开关部件(Q56)的所述集电极端子。
26.如权利要求25所述的装置，其中所述第一开关部件和第三开关部件(Q54、Q55)的所述基极端子可操作地耦接于所述第三开关部件和第四开关部件(Q55、Q56)的所述集电极端子；以及所述第二开关部件和第四开关部件(Q57、Q56)的所述基极端子可操作地耦接于所述第一开关部件和第二开关部件(Q54、Q57)的所述集电极端子。
27.如权利要求26所述的装置，其中所述第一开关部件和第三开关部件(Q54、Q55)包含pnp型晶体管；以及所述第二开关部件和第四开关部件(Q57、Q56)包含npn型晶体管。
28.如权利要求19所述的装置，其中所述装置为电视信号接收机。
全文摘要
一种能够适当地接收具有较宽频率范围的经过电流调制的信号的数据接收电路。根据一个示范性的实施例，此数据接收电路包含用于从外部设备(10)接收经过电流调制的信号并将该经过电流调制的信号转换成电压信号的电流镜(20)。数据限幅器(30)可用于响应电压信号而生成数字数据。
文档编号H01Q1/24GK101049023SQ200580037088
公开日2007年10月3日 申请日期2005年10月26日 优先权日2004年11月3日
发明者约翰·J·菲茨帕特里克 申请人:汤姆森特许公司