Bei einer Datenübertragung mittels Infrarotlicht nach dem IrDA- Standard (Infrared Data Associätion) beispielsweise in der Spe- zifikation FIR (Fast Infrared) bei der die Modulationsart 4PPM (Four Pulse Position Modulation) verwendet wird, müssen Nachbe- handlungsmaßnahmen für die von einem Komparator erzeugten Aus- gangsimpulse vorgenommen werden. Bei dieser Modulationsart wer- den jeweils zwei Datenbits zu einem Datenbitpaar DBP (data bit pair) zusammengefasst. Zur Übertragung eines DBF steht ein Zeitraum von 500 ns zur Verfügung, der in vier 125 ns große Zeitscheiben, auch Chips genannt, aufgeteilt wird. Jedem der vier möglichen 2-bit-Datenworte ist eindeutig eine Position o- der ein Chip zugeordnet, der durch einen optischen Puls reprä- sentiert wird. Die Codierung hängt somit von der Position des Einzelimpulses innerhalb des 500 ns Zeitraums ab. Somit kann der Fall auftreten, dass die vierte Position des Codes n"be- setzt ist und sofort nachfolgend die erste Position des Codes

n+1". In diesem Fall verschmelzen beide Einzelimpulse zu einem doppelt breiten so genannten Doppelimpuls. Bedingt durch die Eigenschaften dieser 4PPM-Modulationsart müssen sowohl Einzel- impulse mit 125 ns Impulsbreite als auch Doppelimpulse mit 250 ns Impulsbreite übertragen und am Ausgang einer Schaltung zur Nachbehandlung der vom Komparator erzeugten Impulse, am digita- len Ausgang RxD eines Empfängers, als solche erkennbar gemacht werden.

Zur Realisierung dieser Übertragungsanforderungen muss ein im Infrarotlichtempfänger eingebauter Verstärker eine entsprechend große Bandbreite aufweisen. In der Praxis steht, bedingt durch einen hohen Stromverbrauch bei einer entsprechend großen Band- breite, eine begrenzte Bandbreite zur Verfügung, deren Wert durch die Anforderungen für die Übertragung des Einzel-und des Doppelimpulses festgelegt wird. Damit kommt es innerhalb des Übertragungsbereiches im kritischen Fall, abhängig von der Ein- gangsstromamplitude, zur Verlängerung der Einzelimpulse sowie zur Verkürzung der Doppelimpulse.

Eine Schaltung zur Nachbehandlung der Ausgangssignale eines Komparators besteht im einfachsten Fall aus einem Monoflop zur Formierung des Einzelimpulses. Im Fall der Übertragung eines Doppelimpulses erfolgt eine kombinatorische Verlängerung des vom Monoflop gelieferten Einzelimpulses entsprechend der Ver- <BR> <BR> <BR> <BR> stärkerdynamik dieses Impulses. Somit wird zwar der Einseiim- puls neu eu generiert, der Doppelimpuls jedoch nur aus einem gene- rierten Einzelimpuls und dem von der Verstärkerdynamik abhängi- gen und verzerrten Impulsrest zusammengesetzt.

Weiterhin sind, beispielsweise aus der US 6,198, 766 Bl, komple- xere Schaltungen zur Nachbehandlung bekannt, welche unter Ver- wendung einer externen Zeitbasis ein ideales Zeitraster defi- nieren und die Komparatorimpulse entweder in dieses Raster ein- synchronisieren oder sogar adaptiv modifizieren.

Die sehr einfache und platzoptimale Lösung eines einzelnen Mo- noflops zur Formierung der Einzelimpulse hat die großen Nachteile, dass zum Einen zu lange Einzelimpulse mit stark va- riierender Impulsbreite am Komparatorausgang durch die für die Übertragung der Doppelimpulse erforderliche Logik am Ausgang RxD der Nachbehandlungsschaltung über die Monoflopzeit hinaus gestreckt werden. Zum anderen wird der Doppelimpuls selbst nur kombinatorisch überführt und gar nicht bearbeitet. Am Ausgang RxD erscheint demzufolge immer nur die direkte und instabile Impulsbreite des Komparators. Beide Effekte können unabhängig voneinander zum Abreißen der Datenübertragung nach dem IrDA- Standard führen, wenn in bestimmten Dynamikbereichen die Im- pulsbreiten nicht mehr mit den Anforderungen an die minimale und/oder maximale Impulsbreitenforderung übereinstimmen. Ande- rerseits zwingt die Forderung zu möglichst impulsgetreuer Über- tragung der Lichtimpulse über den Verstärker zu einer großen Verstärkerbandbreite. Dies hat zum Einen hohen Betriebstrom und zum anderen durch die niedrige untere Eckfrequenz beispielswei- se große, flächenintensive Ankoppelkapazitäten zur Folge.

Systemansätze mit Fremdsynchronisation erfordern entweder einen zusätzlichen Takteingang oder aber einen integrierten Quarzos- zillator, der eine hinreichend genaue Zeitbasis generiert. Da- mit die in der Spezifikation FIR geltenden Jitterforderungen von 20 ns einhaltbar sind, erfordert eine solche Lösung Abtast- frequenzen von mindestens 48 MHz, welche auch der Taktfrequenz des 1/0-Schaltkreises entspricht. Neben einer komplexen und da- mit platzaufwändigen Schaltung befindet sich mit diesem Takt und dessen Nutzung eine Störquelle auf dem Chip, welche durch weitere platzaufwändige Schirmungsmaßnahmen vom empfindlichen Verstärkerkomplex fern zu halten ist.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine dazugehörige Schaltungsanordnung zur Formierung von Empfangsimpulsen anzugeben, mit dem eine platz-und energiespa- rende 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 da- durch gelöst, dass in einem ersten Schritt eine Verzögerung ei- nes 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 Eingangssignalpe- gels erfolgt, welche einen Rückschluss auf die empfangene Im- pulslänge realisiert und dass in Abhängigkeit des Ergebnisses der Prüfung die Dauer des Ausgangsimpulses eingestellt wird.

In einem ersten Schritt wird eine Verzögerung eines vom vorge- schalteten 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 Ein- treffen einer Eingangsimpulsflanke an INP oder zeitlich verzö- gert zu dieser wird die Zeitreferenzerzeugung gestartet. Diese bestimmt den Zeitpunkt der Prüfung des Eingangssignalpegels auf High-oder Low-Pegel und somit beispielsweise einen Rückschluss <BR> <BR> <BR> <BR> auf den Empfang eines Einzel-oder eines Doppelimpulses bei der Verwendung der Modulationsart 4PPM. Dadurch kommt das erfin- dungsgemäße Verfahren ohne eine externe Zeitbasis aus, da eine feste Kopplung des Zeitpunktes der Prüfung an die Eingangsim- pulsflanke 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 bei- spielsweise durch einen in der Impulsdauer umschaltbaren mono- stabilen Multivibrator erfolgen, dessen Grundeinstellung bei 125 ns liegt. Das Signal zur Auswahl der Impulslänge wird durch eine durch das Prüfsignal gesteuerte Prüfung des Eingangssig- nalpegels erzeugt. Diese Prüfung erfolgt vor dem Ablauf der Im- pulsdauer eines Einzelimpulses mit einer Dauer von 125 ns. Wur- de im Ergebnis der Prüfung festgestellt, dass der empfangene Impuls ein Einzelimpuls ist, so bleibt die Einstellung des mo- nostabilen Multivibrators auf eine Impulslänge von 125 ns er- halten 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 Prü- fung vor dem Ablauf der Impulsdauer von 125 ns wird ein gesi- chertes Umschalten und somit die Erzeugung eines normgerechten Ausgangsimpulses gewährleistet. Sowohl die Dauer des ersten Im- pulses 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 <BR> <BR> <BR> <BR> Verzögerung des vom vorgeschalteten Komparator gelieferten Ein- gangssignals in einem ersten und einem zweiten Teilschritt er- folgt und dass zwischen den Verzögerungsteilschritten eine Re- generierung des Signals durchgeführt wird.

Durch diese Aufteilung der Eingangsimpulsverzögerung in zwei Teilschritte mit der zwischen den Teilschritten vorgenommenen Impulsrekonstruktion beispielsweise auf die Länge eines Einzel- impulses 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 Ver- lust der zu übertragenden Impulse für eine nachgeordnete Anord- nung kommen.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Erzeugung der Zeitreferenz durch das Eingangssignal oder das im ersten Teilschritt verzögerte Eingangssignal ge- startet wird.

Der Startzeitpunkt zur Erzeugung der Zeitreferenz, das heißt des für den Zeitpunkt der Prüfung des Eingangssignalpegels not- wendigen Prüfsignals kann zu zwei Zeitpunkten erfolgen. Zum ei- nen kann der Start mit dem Eintreffen der vorderen Impulsflanke erfolgen, zum anderen kann das im ersten Teilschritt verzögerte Eingangssignal, speziell wieder die vordere Impulsflanke, ver- wendet werden. Im zweiten Fall setzt sich die Zeitdauer vom Eintreffen der vorderen Impulsflanke bis zum Zeitpunkt der Prü- fung des Eingangssignalpegels aus der Verzögerungszeit des ers- ten Teilschritts und der durch die Zeitreferenzerzeugungsanord- nung selbst erzeugten Zeitdauer zusammen. Diese Zeitdauer ist im zweiten Fall kleiner als im ersten Fall. Der Vorteil bei ei- ner kleineren Zeitdauer liegt in der Verwendung einer kleine- en, zeitbestimmenden Kapazität die somit auch einen kleineren Platzbedarf aufweist.

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist <BR> <BR> <BR> <BR> 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 Formie- rung 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 Auswahlschal- tung, welche gesteuert durch das Auswahlsignal einer Schaltung zur Prüfung des Eingangssignalpegels einen der beiden Eingangs- impulse auswählt und als Ausgangssignal zum Ausgang durchschal- tet.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe bei einer Anordnung zur Formierung von Empfangsimpulsen der eingangs genannten Art da- durch 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 Ausgangsimpulserzeugungsanord- nung 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 Empfangsimpul- sen OUT verbunden ist.

Das vom vorgeschalteten Komparator gelieferte Eingangssignal INP der erfindungsgemäßen Anordnung wird durch die Verzöge- rungsanordnung in seiner Signallaufzeit verzögert, am Ausgang A1 ausgegeben und stellt das Eingangssignal der nachgeschalte- ten 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 ausge- geben, welches das Eingangssignal der Zeitreferenzerzeugungsan- ordnung darstellt. Gesteuert durch dieses Startsignal erfolgt

durch die Zeitreferenzerzeugungsanordnung die Erzeugung eines Prüfsignals, welches den Zeitpunkt der Prüfung des Eingangssig- nalpegels festlegt, das an den Eingang E3 der Ausgangsimpulser- zeugungsanordnung angelegt wird. Die Ausgangsimpulserzeugungs- anordnung realisiert die Prüfung des am Eingang E2 anliegenden verzögerten Eingangssignalpegels zum durch das Prüfsignal vor- gegebenen Zeitpunkt und gibt in Abhängigkeit des Ergebnisses der Prüfung entweder einen ersten Impuls oder einen zweiten Im- puls am Ausgang A3 aus, welcher mit dem Ausgang OUT der erfin- dungsgemäßen Anordnung verbunden ist. Die Erzeugung des auszu- gebenden ersten oder zweiten Impulses kann beispielsweise durch einen in seiner Impulslänge umschaltbaren monostabilen Multi- vibrator erfolgen, welcher in Abhängigkeit des Ergebnisses der Prüfung des Eingangssignalpegels umgeschaltet wird.

In einer Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ver- zögerungsanordnung aus einer Reihenschaltung eines ersten und eines zweiten Verzögerungsanordnungsteils und einer zwischen beide Teile geschalteten Anordnung zur Impulsrekonstruktion be- steht.

Die Verzögerungsanordnung wird durch eine Reihenschaltung eines ersten Verzögerungsanordnungsteils, welcher eine erste Teilver- zögerung der Gesamtverzögerungszeit der Anordnung realisiert, einer Anordnung zur Impulsrekonstruktion, welche das durch den ersten Verzögerungsanordnungsteil um eine Teilverzögerungszeit verzögerte Eingangssignal in seiner Impulsbreite so rekon- struiert, dass der Impuls annähernd die Impulslänge eines Ein- zelimpulses aufweist und eines zweiten Verzögerungsanordnungs- teils gebildet, welcher eine zweite Teilverzögerung der Gesamt- verzögerungszeit der Anordnung realisiert. Durch diese Auftei- lung der Eingangsimpulsverzögerung in zwei Schritte mit der zwischen den Schritten vorgenommenen Impulsrekonstruktion ist es möglich, auch kurze Eingangsimpulse des vorgeschalteten Kom- parators sicher zu übertragen, welche eine Impulslänge aufwei- sen, die kleiner als die Gesamtverzögerungszeit der Anordnung

ist. Das um die Gesamtverzögerungszeit verzögerte Eingangssig- nal wird am Ausgang AI ausgegeben. Am Ausgang A2 wird ein Startsignal für die nachgeschaltete Zeitreferenzerzeugungsan- ordnung ausgegeben, das entweder zeitgleich mit dem Eintreffen der ersten Eingangssignalimpulsflanke oder nach dem Ablauf der ersten Teilverzögerungszeit erzeugt wird. Bei der zweiten Vari- ante wird die Zeit, die durch die Zeitreferenzerzeugungsanord- nung gebildet werden muss, kleiner und somit auch der Platzbe- darf für den zeitbestimmenden kapazitiven Teil der Zeitrefe- renzerzeugungsanordnung.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ausgangsimpulserzeugungsanordnung (6) aus einer Schaltung zur Formierung eines ersten Impulses (14), einer Schaltung zur For- mierung eines zweiten Impulses (15), einer Schaltung zur Prü- fung des Eingangssignalpegels (13) und einer Auswahlschaltung (16) besteht.

In dieser Ausführung sind in der Ausgangsimpulserzeugungsanord- nung sowohl eine Schaltung zur Formierung eines ersten als auch eine Schaltung zur Formierung eines zweiten Impulses angeord- net, welche durch das am Eingang E2 anliegende verzögerte Ein- gangssignal zeitgleich gestartet werden. Gesteuert durch das am Eingang E3 anliegende Prüfsignal der Zeitreferenzerzeugungsan- ordnung wird durch die Schaltung zur Prüfung des Eingangssig- <BR> <BR> <BR> <BR> nalpegels ermittelt, ob ein der Länge des ersten Impulses ent- sprechender oder ein der Länge des zweiten Impulses entspre- chender Impuls vom vorgeschalteten Komparator empfangen wurde und ein Steuersignal zur Auswahl des ersten oder zweiten Impul- ses durch die Auswahlschaltung erzeugt. Diese schaltet dann entweder den formierten ersten oder zweiten Impuls auf den Aus- gang 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"ver- bunden 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 Knoten- punkt 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 ausgangssei- tig 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 Kapazi- tät 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 s Schmitt-Triggers abgesunken ist. Dieser liefert das zur Um- schaltung 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 For- mierung eines ersten Impulses, eines zweiten Impulses und der Zeitreferenzerzeugung jeweils ein Eingang"Input"mit einem Ne- gator verbunden ist, dass der Ausgang des Negators mit dem ers- ten Eingang einer nachgeschalteten ersten NAND-Schaltung und einer aus drei Negatoren bestehenden Reihenschaltung, deren

Ausgang mit dem zweiten Eingang der ersten NAND-Schaltung ver- bunden 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 Ne- gator 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 angeschlos- sen. Die mit dem Eingang Input"der Anordnung verbundene digi- tale 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 <BR> <BR> <BR> 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 <BR> <BR> <BR> "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 be- stimmten Zeitdauer. Das von einer Power-on-Clear-Schaltung ge- wonnene 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 Ausführungsbeispie- les näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigt Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anordnung zur Formierung von Empfangsimpulsen, Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anord- nung zur Formierung von Empfangsimpulsen, Fig. 3 ein Zeitablaufdiagramm des Signalflusses für das Beispiel der Übertragung eines Einzelimpulses, Fig. 4 ein Zeitablaufdiagramm des Signalflusses für das Beispiel der Übertragung eines Doppelimpulses bei der Modulationsart 4PPM, Fig. 5 ein Zeitablaufdiagramm des Signalflusses für das Beispiel der Übertragung mit einer maximalen Einzel- impulsdauer und einer minimalen Doppelimpulsdauer, Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel für eine Verzögerungs- schaltung und Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Impuls- rekonstruktion und aller monostabilen Multivibrato- ren.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Anordnung zur Formierung von Empfangsimpulsen 1 dargestellt. In der Fig. 2 ist die er- findungsgemäße Anordnung mit ihren Teilbaugruppen detaillierter aufgezeigt. Diese verarbeitet das vom vorgeschalteten Kompara- tor, 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 Impul- se 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 Fig. 2 auf- gezeigten Teilbaugruppen so aufgebaut, dass negative Eingangs- impulse 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 Verzöge- rungsanordnungsteils 10 einer Verzögerungsanordnung 4 mit dem Eingang INP 2 der Anordnung 1, zur Einspeisung des Komparator- signals, verbunden. Der Ausgang des ersten Verzögerungsanord- nungsteils 10 ist mit dem Eingang einer Anordnung zur Impulsre- konstruktion 12, welche eine Impulsverbreiterung vornimmt, dem Eingang einer Zeitreferenzerzeugungsanordnung 5, der ein Start- signal 8 zugeführt wird, und über einen Negator mit einem Ein- gang eines Flipflop 13 verbunden. Der Ausgang der Anordnung zur Impulsrekonstruktion 12 ist mit dem Eingang eines zweiten Ver- zögerungsanordnungsteils 11 der Verzögerungsanordnung 4 verbun- den. 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 Ausgangsimpulserzeugungsan- ordnung 6 zur Zuführung des verzögerten Eingangssignals 7 ver- bunden. 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 zwei- ten 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 Ad- resseingang 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 An- ordnung zur Impulsrekonstruktion 12, die Zeitreferenzerzeu- gungsanordnung 5, die Schaltung zur Formierung eines ersten Im- pulses 14 und die Schaltung zur Formierung eines zweiten Impul- ses 15 weisen neben einem Eingang Input und einem Ausgang Out- put 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 Fig. 2 zeigt, dass das vom Komparator be- reitgestellte Eingangssignal am Eingang INP 2 dem Eingang des ersten Verzögerungsanordnungsteils 10 zugeführt wird. Dieser verzögert die fallende Flanke eines jeden vom Komparator kom- menden Impulses um die mit tdelay"bezeichnete Zeit und stellt somit die im ersten Teilschritt erfolgende Verzögerung dar. Je- de steigende Flanke am Eingang des ersten Verzögerungsanord- nungsteils 10 wird nach einer kurzen, durch die Gatterlaufzei- ten bedingten Zeit direkt an den Ausgang der Anordnung selbst weitergeleitet. Dieser Signalverlauf ist für einen Einzelimpuls in der Fig. 3 sowie für einen Doppelimpuls in der Fig. 4 darge- stellt. Die mit diesem Prozess einhergehende Verkürzung des Eingangsimpulses ist unbeabsichtigt und störend, da hierdurch bei bereits sehr kurzen Komparatorimpulsen ein völliges Ver- schwinden des jeweiligen Impulses eintreten kann. Deshalb wird mit der nachgeschalteten Anordnung zur Impulsrekonstruktion 12 <BR> <BR> <BR> <BR> wieder eine beispielsweise der Einzelimpulsbreite von 125 ns Impulslänge nahekommende Impulsbreite rekonstruiert. Die genaue <BR> <BR> <BR> <BR> Impulsbreite am Ausgang der Anordnung zur Impulsrekonstruktion 12 ist dabei nebensächlich. Wichtig ist, dass die interne Aus- gestaltung 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 <BR> <BR> <BR> <BR> Länge des rekonstruierten Impulses der Anordnung zur Impulsre- konstruktion 12 wird durch deren Biasstrom IBIA und die zugehö-

rige 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 Im- pulses 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 Ver- wendung der Modulationsart 4PPM die erforderliche Einzelimpuls- breite von 125 ns für einen Einzelimpuls, sowie am Ausgang der Schaltung zur Formierung eines zweiten Impulses 15 die erfor- derliche Doppelimpulsbreite von 250 ns entsteht. Weiterhin wird die Zeitreferenzerzeugungsanordnung 5, welche durch das Prüf- signal 9 den Entscheidungszeitpunkt zur Unterscheidung von Ein- zel-und Doppelimpulsen erzeugt, direkt vom Ausgang des ersten Verzögerungsanordnungsteils 10 angesteuert. Die Justage der Zeitdauer"tmono"der Zeitreferenzerzeugungsanordi. ung 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 <BR> <BR> <BR> D-Master-Slave-Flipflop 13 ist mit dem invertierten Ausgangs- signal des ersten Verzögerungsanordnungsteils 10 verbunden. Der asynchrone, Low-aktive Rücksetzeingang ist mit dem invertierten Ausgangssignal der Schaltung zur Formierung eines zweiten Im- pulses 15 verbunden. Der Ausgang des D-Flipflops adressiert ei- nen Multiplexer 16, dessen Dateneingänge von den Ausgängen der Schaltung zur Formierung eines ersten Impulses 14 (an 10) 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 Abhängigkeit 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 ent- scheiden, 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 Abhängig- keit von der Charakteristik der vorgeschalteten Analogschaltung mittig zwischen maximal auftretender Einzelimpulsbreite und mi- nimal 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 Ver- schiebung 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 fal- lende Flanke des Eingangssignals verschieben. Dies ist diejeni- ge Flanke, welche mit Licht an"ausgelöst wird und somit den Impulsbeginn kennzeichnet. Da am Ausgang des Komparators insbe- sondere an der Empfindlichkeitsgrenze sehr schmale und damit bei Einzelimpulsen deutlich unter 125 ns liegende Impulsbreiten <BR> <BR> <BR> auftreten, erfolgt nach der ersten Verzögerung im ersten Versö- gerungsanordnungsteil 10, welche eine Impulsverkürzung zur Fol- ge hat, mittels einer Anordnung zur Impulsrekonstruktion 12 ei- ne Regenerierung der Inrpulsbreite auf Einzelimpulsbreite. Der zweite Verzögerungsanordnungsteil 11 generiert danach den zwei- ten Teil des erforderlichen Zeitfensters. Eine konzentrierte Ausführung der Signalverzögerung ist auf Grund der beschriebe- nen 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. Prinzi- piell 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 Ausschalt- flanke 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 Verzögerungsan- ordnungsteils 10 kleiner ist und damit eine flächenmäßig güns- tigere Lösung entsteht. Nach Ablauf der summarischen Zeitver- schiebung 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 beispiels- weise bei 4PPM zur Erzeugung eines Einzelimpulses und zur Er- zeugung eines Doppelimpulses gleichzeitig gestartet. Die Aus- gangssignale der Formierungsschaltungen 14 und 15 werden den Dateneingängen eines 2-Kanal-Multiplexers 16 zugeführt. Je nach Adressierung des Multiplexers 16, gesteuert durch das Ausgangs- signal des D-Flipflops 13, wird dem Ausgang der Schaltungsan- ordnung OUT 3 entweder das Ausgangssignal der Schaltung zur Formierung eines ersten Impulses 14 oder der Schaltung zur For- mierung 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 Interpretati- on der einlaufenden Impulsbreite gilt insgesamt : tref = tdelay + tiiiotio

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 Flip- flop 13 zum Zeitpunkt der Low-High-Flanke am Ausgang der Zeit- referenzerzeugungsanordnung 5 der in diesem Moment vorliegende Zustand des Komparatorausgangs, bzw. des Signals am Ausgang des ersten Verzögerungsanordnungsteils 10 abgetastet und das Flip- flop 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 asyn- chron 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 Multiple- xers 16 gegeben. Da durch den gleichzeitigen Start der Schal- tung zur Formierung eines ersten Impulses 14 und der Schaltung zur Formierung eines zweiten Impulses 15 im Umschaltmoment bei- de Low-Pegel führen, ist der Adresswechsel am Multiplexer unter dem Aspekt von Glitches unkritisch.

In den Fig. 3 und Fig. 4 sind typische Signalverläufe für die Verarbeitung von Einzelimpulsen (125 ns) und Doppelimpulsen ('-150 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 ei- nes ersten Impulses 14 oder der Schaltung zur Formierung eines zweiten Impulses 15 entscheidet. Die Fig. 5 stellt als Extrem- fall 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 Im- pulsbreiten liegt. Unter Verwendung einer solchen Schaltung sinken somit die Anforderungen an den Analogkomplex der Empfän- gerschaltung.

Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Verzögerungs- schaltung nach dem Stand der Technik. In der Fig. 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 technologi- scher Dimensionierung der Gatterbestandteile einer Differen- zierschaltung 17 die Länge des zu erzeugenden Ausgangsimpulses der Anordnung eingestellt wird.

Verfahren und Anordnung zur Formierung von Empfangsimpulsen in einem Infrarot-Empfänger Bezugszeichenliste 1 Anordnung zur Formierung von Empfangsimpulsen 2 Eingang INP 3 Ausgang OUT 4 Verzögerungsanordnung 5 Zeitreferenzerzeugungsanordnung 6 Ausgangsimpulserzeugungsanordnung 7 Verzögertes Eingangssignal 8 Startsignal 9 Prüfsignal 10 erster Verzögerungsanordnungsteil 11 zweiter Verzögerungsanordnungsteil 12 Anordnung zur Impulsrekonstruktion 13 Flipflop 14 Schaltung zur Formierung eines ersten Impulses 15 Schaltung zur Formierung eines zweiten Impulses 16 Multiplexer

17 Differenzierschaltung 18 erster Eingang 19 erster Ausgang 20 zweiter Ausgang 21 zweiter Eingang 22 dritter Eingang 23 dritter Ausgang 24 Schmitt-Trigger