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Unterdrueckung des Taktuebersprechens von digitalen auf analoge Signale

IP.com Disclosure Number: IPCOM000022437D
Original Publication Date: 2004-Apr-25
Included in the Prior Art Database: 2004-Apr-25
Document File: 4 page(s) / 927K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Digitale und analoge Signale treten in sogenannten Mixed-Signal-Systemen auf und beeinflussen sich gegenseitig durch Uebersprechen. Waehrend digitale Signale weitestgehend unempfindlich gegen Uebersprechen sind, kann die Signalqualitaet analoger Signale durch Uebersprechen stark beeintraechtigt werden. Besonders stark stoeren die Taktsignale der digitalen Signalverarbeitung, da sie im gesamten Digitalteil vorhanden sind und einen vergleichsweise hohen Pegel besitzen. Diese Stoerungen treten bei der Taktfrequenz bzw. den Taktfrequenzen der digitalen Signalverarbeitung und allen Mischprodukten auf. Faellt ein solches Stoersignal in den Nutzsignalfrequenzbereich eines Analogsignals, dann kann das dazu fuehren, dass das Nutzsignal unbrauchbar wird. Bislang wird versucht, durch geeignete Schaltungsmassnahmen die Stoersignale mehr oder weniger zu unterdruecken. Einerseits gestaltet sich dies technisch relativ schwierig und ist mit Einbussen der Nutzsignalbandbreiten verbunden, und andererseits sind derartige Loesungen auch relativ kostenintensiv.

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S

Unterdrueckung des Taktuebersprechens von digitalen auf analoge Signale

Idea: Dr. Gunter Wolff, DE-Ulm; Dr. Bjoern Jelonnek, DE-Ulm; Dr. Armin Splett, DE-Ulm; Dr. Armin Fuchs, DE-Ulm

Digitale und analoge Signale treten in sogenannten Mixed-Signal-Systemen auf und beeinflussen sich gegenseitig durch Uebersprechen. Waehrend digitale Signale weitestgehend unempfindlich gegen Uebersprechen sind, kann die Signalqualitaet analoger Signale durch Uebersprechen stark beeintraechtigt werden. Besonders stark stoeren die Taktsignale der digitalen Signalverarbeitung, da sie im gesamten Digitalteil vorhanden sind und einen vergleichsweise hohen Pegel besitzen. Diese Stoerungen treten bei der Taktfrequenz bzw. den Taktfrequenzen der digitalen Signalverarbeitung und allen Mischprodukten auf. Faellt ein solches Stoersignal in den Nutzsignalfrequenzbereich eines Analogsignals, dann kann das dazu fuehren, dass das Nutzsignal unbrauchbar wird.

Bislang wird versucht, durch geeignete Schaltungsmassnahmen die Stoersignale mehr oder weniger zu unterdruecken. Einerseits gestaltet sich dies technisch relativ schwierig und ist mit Einbussen der Nutzsignalbandbreiten verbunden, und andererseits sind derartige Loesungen auch relativ kostenintensiv.

Die Idee besteht darin, die Stoersignale aus dem Nutzsignalfrequenzbereich zu verdraengen. Dies kann durch eine Erhoehung der Taktfrequenz bzw. Taktfrequenzen geschehen. Dabei werden zur Beibehaltung der urspruenglichen Datenrate sogenannte Pausentakte eingefuegt, in denen keine gueltigen Daten erzeugt, uebertragen, hinzugefuegt oder verworfen werden, die Signalverarbeitung also ruht. Gegebenenfalls koennen so auch mehrere unterschiedliche Taktfrequenzen in Taktraten durch eine unterschiedliche Anzahl eingefuegter Pausentakte realisiert werden. Dabei ist fuer ausreichende Datenpufferung zu sorgen. Gerade bei unterschiedlichen Takten mit dicht beieinanderliegenden Taktfrequenzen kann mit dieser Massnahme die Anzahl der Taktfrequenzen und damit der Stoersignalquellen verringert werden. Insbesondere vorteilhaft ist eine zufaellige Verteilung der Pausentakte. Dies verhindert das Auftreten von zusaetzlichen subharmonischen Stoerlinien, die bei einer periodischen Anordnung der Pausentakte erscheinen wuerden.

Fuer dieses Verfahren koennen bereits bestehende digitale Signalverarbeitungseinrichtungen nahezu unveraendert weiter genutzt werden. Die Taktfrequenz wird lediglich leicht erhoeht und die Logik fuer die Pausentakte hinzugefuegt.

Die nachfolgenden Abbildungen zeigen schematisch das Funktionsprinzip und ein Realisierungsbeispiel der Unterdrueckung des Taktuebersprechens von digitalen auf analoge Signale. Als praktisches Beisp...