[发明专利]阻抗调制的信号传输

说明书

本发明涉及信号传输，特别是有关高速电子数字通讯中的信号传输，但不是仅限于这种应用。

目前，无论是互联网上的设备之间，或是在基本上属于数据处理性质的设备／装置(例如，有关装置内部所带的和／或与之相关的计算机)内，都日益增多地需要快速和可靠地传送非常大量的数据。为了提高传输和接收的速度和可靠性，需要庞大的资源，其中，包括为了便于利用电气和光学传输线路(例如，同轴电缆和铜芯双绞线和／或光缆)的这种通讯容易进行的信号格式和信号传输协议。除非终端阻抗完全匹配，否则，传输线路容易造成信号反射。而阻抗则受传输线路的长度以及传输线路的类型影响。历来，信号反射都被认为是严重影响信号传输和接收的保真度的重大问题，因此需要花很大的努力来控制它。

根据本发明的第一个方面，信号传输是有预定地形成并使用发射信号的反射信号。

这与过去的方法有根本的不同。信号反射是自动进行的，而这里利用这种预定的信号反射来进行包括双向双工信号传输在内的信号传输。这种信号传输方式还有一个非常好的优点是可用于控制／检查等目的，而且对可靠性有很大潜在影响，而且很简单。

这里的双向信号传输方法，包括：在一个方向进行的第一信号传输，这些信号确实能形成预定反射，并根据预定反射的性质，形成与发送出的信号相关的最终返回信号；另外还包括通过改变预定反射的性质而在另一方向上进行的第二信号传输。

第一信号源评估与送出的信号相适应的接收到的信号，来确定预定反射的性质，从而确定有关的信号内容。第二信号源只需检测第一信号传输送出的信号，并根据第二信号传输改变预定反射的性质。

二进制数据通讯的基本要求变成只是区别在二个二进制值(“0”和“1”)之间，反射的是什么值。对于第一信号源，其二进制值信号具有不同的适合于上述评估的电压偏移。第二信号源可以高度精确地反射比另一个二进制值低的一个二进制值，甚至接近零的值，但实际上，很可能存在有一些固有的反射。也就是说，能有效地接收过去曾竭力想消除或降至最低的合理电平，实际上，可保证信号传输很高的电平。另外，实际反射的信号，在反射并被接收，尤其是利用该信号的一部分进行控制／检查等后，是易于处理的。

这样，对于第一信号传输的信号格式形成了一个优选方案，对于每一个二进制值，具有连续的方向相反的电压偏移，例如不同的相位关系，最好是相反的相位，以便于区别二个二进制值。方向相反的连续的每一个二进制值的极性不同，这里可用术语“双极的”来描述。这样，可以将直流信号分量减小至标称零，实际上，如果偏移形状相同，可以将直流信号分量减至最小(由于传输路径影响)。

传输信号的几种特殊形式包括可用于第一传输的位信号相位的不同信号电平；具体地说，可用于偏移程度以及通常它们之间的另一个电平，最好是中间值电平。对于双极性的位脉冲，类似的相反极性和零电平是便利的。另外，带有典型的中间电平的位信号相位为低阻抗的电压状态，而不是通常众所周知的三态逻辑门的高阻抗的“关断”状态。

本发明的第二个方面涉及信号的格式。这个格式包括规定的、没有实际信号信息内容的间隔，这种间隔足以完成控制／检查(特别是)信号质量等的功能。在这种间隔上，通常加入一个基本上恒定的，等于所述偏移的中间值，通常为零伏的，至少对于双极性的位信号为低阻抗性质的电压。

至少对于所述第一信号传输的位信号，这种间隔为每一个二进制值的单个信号格式的一部分。例如，一个极性的较高电压偏移，接着一个相反极性的电压偏移，再接着是零偏移；或者是在至少二个方向的信号象通常一样互不干涉的地方的位信号脉冲群，例如，多个连续的双极性偏移，接下来为无偏移。

至少对于所述的第二信号传输，如果由阻抗极不匹配，即开路和短路状态的终端装置进行预定的反射，并且自动地将一个值作为位信号的一个值，将另一个值作为位信号的另一个值，那么，二进制值的信号可具有特殊的优点。下面将专门地描述将开路终端用于具有与位值反相位的连续双极性信号中的情况。开路终端可将一个位信号的电压值升高至正常的二倍，而短路终端可使该电压值降低至接近被抵消的程度。这种关系使第一信号源可以解读接收的信号是由开路终端或短路终端反射来的第二个信号的那一个二进制值，例如，开路终端反射的二进制值“1”或短路终端反射的二进制值“0”。

反射后接收的信号实际上可以表示原来传输的第一信号远距离正确接收的情况，并可易于检测第二信号传输的二进制值。另外，还可表示送出信号达到二倍电压同一形状的和又降低至被抵消的电压的正确信号差。