[发明专利]用于提高在线性装置中处理的数字信号的信号质量的方法和使用该方法的设备

说明书

本发明涉及用于提高在线性装置中高速处理的数字信号的质量的方法。本发明还涉及使用该方法的设备。

由于近来研发的具有例如25Gbps的数据传输速率的通信系统中的高数据速率，信号完整性已经变成主要关注的问题。

线性装置中信号质量劣化的一个原因是带宽限制。这是由于通信系统中的部件的物理特性而造成。为了补偿带宽限制，在现有的通信系统中，转变后预加重信号处理经常应用于发送/接收的信号。

图1示出了用于现有的通信系统的光链路中的光接收器100的示意图。光接收器100包括例如是正本征负二极管缩写为PIN的光电二极管101和通过互连器103连接到光电二极管101的跨阻抗放大器102(缩写为TIA)。跨阻抗放大器102是线性装置的示例。光电二极管101将从光纤(图1中未示出)接收的(数字)光信号转换成电数字信号，并且向互连器103输出该数字电信号。跨阻抗放大器102适于在其输入处接收由互连器103提供的该数字电信号，适于可选地向所接收的数字电信号应用转变后预加重信号处理来补偿带宽限制，适于放大经预加重的数字信号，并且适于向其他装置输出经放大的数字信号来进一步处理。

图2中示出了转变后预加重信号处理对在“0”电平与“1”电平之间转变的矩形脉冲信号的效果。图2的经预加重的矩形脉冲201展示了紧接从“0”电平到“1”电平的转变之后的过冲202和紧接从“1”电平到“0”电平转变之后的下冲203。具体地，由跨阻抗放大器102执行的转变后预加重信号处理包括执行从“0”电平到“1”电平的转变，向“1”电平应用过冲，弛豫到“1”电平，执行从“1”电平到“0”电平的转变，向“0”电平应用下冲，然后弛豫到“0”电平。

图3示出了跨阻抗放大器102对在其输入处应用的矩形脉冲信号的响应301。响应301示出了在从“0”电平到“1”电平转变时和在从“1”电平到“0”电平转变时的增强的振铃(ringing)302。振铃302由于数字/矩形脉冲的转变后预加重信号处理而在光接收器100中增强。

振铃引起信号质量的劣化。振铃是线性系统的阶跃响应中不希望的振荡，具体地具有谐振频率的系统，或由具有超过一个极点的拉普拉斯滤波器描述的系统。因为振铃增强了数字信号中的抖动(jitter)，所以振铃是不期望的。

发明内容

因此，本发明的目的是提供用于提高线性装置中的数字信号的信号质量/完整性的方法，具体地通过在不增强振铃的情况下补偿了带宽限制。本发明的目的还是提供适于使用该方法的设备。

该目的由如在独立权利要求中阐述的特征来实现。本发明的另外实施方式在从属权利要求中阐述。

本发明基于以下构思：对数字信号进行转变后预加重可以有效地减轻带宽限制以及通过线性系统/装置传播的数字(二进制)信号上的振铃的负面影响。对从第一电平到第二电平转变的数字信号的转变前预加重涉及在第一电平低于第二电平时，在转变之前向第一电平应用下冲，和/或在第一电平高于第二电平时，在转变之前向第一电平应用过冲。

附图说明

图1示出了在现有的通信系统的光链路中使用的用于将光信号转换成电数字信号的光接收器的示意图；

图2例示了转变后预加重信号处理对矩形脉冲信号的效果；

图3例示了图1中所示的跨阻抗放大器对在其输入处应用的矩形脉冲信号的响应；

图4示出了根据本发明的第一实施方式的用于处理数字信号的设备的示意图；

图5a示出了输入到根据本发明的第一实施方式的用于处理数字信号的设备的预加重驱动器的正二进制脉冲的形状和响应于该正二进制输入脉冲由其输出的脉冲的形状；

图5b示出了输入到根据本发明的第一实施方式的用于处理数字信号的设备的预加重驱动器的负二进制脉冲的形状和响应于该负二进制输入脉冲由其输出的脉冲的形状；

图6示出了根据本发明的第二实施方式的光接收器的示意图；以及

图7示出了根据本发明的第三实施方式的通信系统的示意图。