發(fā)送裝置的無線電容性接收和發(fā)送系統(tǒng)中的發(fā)送和接收裝置的框圖。
[0071]圖6-單信道差分發(fā)送裝置的一些實(shí)施方案的框圖。
[0072]圖7-例示了根據(jù)圖6的單信道差分發(fā)送裝置的運(yùn)行的圖表。
[0073]圖8-單信道差分接收裝置的一個(gè)實(shí)施方案的框圖。
[0074]圖9-例示了單信道差分自適應(yīng)校正器的運(yùn)行的圖。
[0075]圖10-無線電容性接收和發(fā)送系統(tǒng)的多信道單端發(fā)送和接收裝置的一些實(shí)施方案的詳細(xì)框圖。
[0076]圖11-例示了多信道單端信號預(yù)補(bǔ)償器的運(yùn)行的圖。
[0077]圖12-無線電容性接收和發(fā)送系統(tǒng)的多信道差分發(fā)送和接收裝置的一些實(shí)施方案的詳細(xì)框圖。
[0078]圖13_(a和b)-差分成對的發(fā)送端子和接收端子的工作表面的相對位置的視圖，其中連接發(fā)送端子的工作表面的中點(diǎn)的直線近似垂直于連接接收端子的工作表面的中點(diǎn)的線。
[0079]圖14-使用無線電容性接收和發(fā)送系統(tǒng)的公共端子的接收設(shè)備和發(fā)送設(shè)備的框圖。
[0080]圖15-發(fā)送裝置中的端子的工作表面區(qū)域和圍繞該區(qū)域的排斥凹槽的視圖。
[0081]圖16-在定向位置中的發(fā)送裝置和接收裝置的端子的區(qū)域的截面視圖，其中裝置之一包括排斥凹槽。
【具體實(shí)施方式】
[0082]本文所呈現(xiàn)的詳細(xì)描述公開了根據(jù)本文所描述的實(shí)施方案的發(fā)明的主題，但是顯然，不同的改型可被用于每個(gè)公開的方案且在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下本文所描述的原理可被應(yīng)用到其它實(shí)施方案。
[0083]因此，本文公開的發(fā)明不以任何方式受限于公開的實(shí)施方案。
[0084]本發(fā)明的所要求保護(hù)的主題是用于具有兩個(gè)相鄰電子設(shè)備之間的信道中的失真補(bǔ)償?shù)亩坛虩o線電容性接收和發(fā)送數(shù)據(jù)信號的系統(tǒng)、方法和裝置的實(shí)施方案。
[0085]這樣的電子設(shè)備的實(shí)施例可包括但不限于兩個(gè)移動(dòng)電話、一個(gè)移動(dòng)電話和一個(gè)計(jì)算機(jī)或便攜式磁盤驅(qū)動(dòng)器和便攜式計(jì)算機(jī)、集成電路中的相互耦合的兩個(gè)或更多個(gè)半導(dǎo)體芯片或者微型組件中的兩個(gè)或更多個(gè)層等。
[0086]本文所描述的系統(tǒng)、方法和裝置允許從一個(gè)裝置向另一個(gè)裝置發(fā)送數(shù)據(jù)。在此情況下，預(yù)補(bǔ)償器通過將輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成能夠執(zhí)行上述發(fā)送的格式可創(chuàng)建準(zhǔn)備好的信號，但在某些情況下可能存在信號的重復(fù)、反相、縮放等。例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，在發(fā)送裝置開始生成用于發(fā)送到接收裝置的任何數(shù)據(jù)的信號之前，該數(shù)據(jù)能夠被轉(zhuǎn)換成一系列二進(jìn)制數(shù)，使得以數(shù)字“I”和“O”的流呈現(xiàn)從一個(gè)設(shè)備發(fā)送到另一個(gè)設(shè)備的實(shí)際數(shù)據(jù)流。在發(fā)送之后，該數(shù)據(jù)再次被轉(zhuǎn)換以確保它以其原始形式表示。本專利對于這樣的或類似的轉(zhuǎn)換的具體性質(zhì)或這類具體特性或協(xié)議沒有任何要求。在一個(gè)非限制性實(shí)施方案中，通過已知為“曼徹斯特”或“差分曼徹斯特”的代碼表示可被用在發(fā)送裝置的預(yù)補(bǔ)償器中的物理信號編碼的實(shí)施例。
[0087]一般而言，任何電容性耦合是具有以下頻率響應(yīng)曲線(圖1)的電容性-電阻性電壓分壓器，在該頻率響應(yīng)曲線中，工作區(qū)域101由接收端子上的低電平信號限制在較低頻率上并且由系統(tǒng)的響應(yīng)速度限制在較高頻率上。該頻率響應(yīng)曲線的斜率很大程度上由發(fā)送裝置和接收裝置的端子之間的容量確定，該斜率則依賴于端子的設(shè)計(jì)、端子之間的距離、填充所述端子之間的空間的非導(dǎo)電材料的特性等。同時(shí)，發(fā)送端子是具有以下輸入的導(dǎo)電元件，該輸入通過輸入饋送點(diǎn)將信號饋送到可具有任何形狀且被設(shè)計(jì)成具有生成電場的能力的導(dǎo)電工作表面。相應(yīng)地，接收端子是具有以下輸出的導(dǎo)電元件，該輸出通過輸出饋送點(diǎn)從可具有任何形狀并被設(shè)計(jì)成具有檢測電場的能力的導(dǎo)電工作表面獲取信號。
[0088]已發(fā)送的數(shù)據(jù)信號102在通過非均勻頻率響應(yīng)曲線的鏈路時(shí)經(jīng)歷了一些變化，即，信號波形的失真中的變化，且脈沖長度(用于發(fā)送二進(jìn)制信號)越長，則脈沖103 (圖2)結(jié)束時(shí)的幅度的下降越顯著，這可導(dǎo)致信道中錯(cuò)誤的增加、被發(fā)送的數(shù)據(jù)的顯著的或完全的失真、或甚至導(dǎo)致通信的完全丟失。
[0089]本專利描述了提供電容性耦合信道中的失真補(bǔ)償?shù)南到y(tǒng)、方法和裝置，這主要是由于發(fā)送側(cè)上的預(yù)補(bǔ)償和接收側(cè)上的自適應(yīng)校正。此外，通過使用經(jīng)過電容性通信信道的差分傳輸以及將排斥凹槽放置到端子的區(qū)域中，可實(shí)現(xiàn)對外部影響的可觀補(bǔ)償。
[0090]預(yù)補(bǔ)償?shù)谋举|(zhì)在于根據(jù)流數(shù)據(jù)的特性生成附加信號，該流數(shù)據(jù)被饋送到發(fā)送裝置的輸入，其中，某些預(yù)補(bǔ)償信號是在主信號的時(shí)間間隔處生成的，具有多于一個(gè)時(shí)鐘周期的相同邏輯電平。在接收裝置的接收端子處重現(xiàn)信號之后，這些附加信號與發(fā)送裝置的驅(qū)動(dòng)電路到接收裝置的自適應(yīng)校正器的位置上的電容性連接的電路中的主信號相結(jié)合。
[0091]一般而言，信號驅(qū)動(dòng)器分別以一些權(quán)重系數(shù)執(zhí)行對預(yù)補(bǔ)償信號和準(zhǔn)備好的信號的具體增益的功能，并且能夠結(jié)合所述信號，讓它們和端子匹配等。
[0092]然而，根據(jù)該系統(tǒng)的實(shí)施方案，可以不同的方式執(zhí)行發(fā)送裝置或方法、信號預(yù)補(bǔ)償。例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，被發(fā)送的信號的預(yù)補(bǔ)償恰好在信號驅(qū)動(dòng)器中發(fā)生，其中，預(yù)補(bǔ)償信號被添加到主信號，從而在驅(qū)動(dòng)器的輸出上生成預(yù)補(bǔ)償信號，且因此在發(fā)送端子上。在另一個(gè)實(shí)施方案中，通過無線連接的至少一個(gè)附加的電容性信道將該預(yù)補(bǔ)償信號或多個(gè)預(yù)補(bǔ)償信號與主信號一起同時(shí)發(fā)送，該至少一個(gè)附加的電容性信道與該主信道相同并被設(shè)置成發(fā)送預(yù)補(bǔ)償信號。
[0093]一般而言，接收裝置中的自適應(yīng)信號校正器由于校正和信號相關(guān)的數(shù)據(jù)恢復(fù)原貝1J，使用時(shí)鐘信號在輸出上生成已接收的數(shù)據(jù)。在此情況下，還可以從自適應(yīng)校正器的差分實(shí)施方案中的已接收的信號中減去感應(yīng)的同相干擾。
[0094]在其它實(shí)施方案中，當(dāng)自適應(yīng)信號校正器通過從已接收的信號和至少一個(gè)已接收的預(yù)補(bǔ)償信號恢復(fù)數(shù)據(jù)而在輸出上生成該已接收的數(shù)據(jù)時(shí)，人們可將這樣的工作算法用于該自適應(yīng)校正器。在此情況下，還可以使用已恢復(fù)的時(shí)鐘信號。
[0095]在一個(gè)可行的實(shí)施方案中(圖3)，具有信道中的失真補(bǔ)償?shù)臒o線電容性信號接收和發(fā)送系統(tǒng)(在下文中被稱為“系統(tǒng)”)包括:發(fā)送裝置201，該發(fā)送裝置201由單信道差分信號預(yù)補(bǔ)償器208、單信道差分信號驅(qū)動(dòng)器209和至少一對間隔開的發(fā)送端子212組成；接收裝置202，該接收裝置202由差分自適應(yīng)校正器210和至少一對間隔開的接收端子213組成。只是，人們必須滿足以下要求:發(fā)送裝置和接收裝置被定向以提供兩個(gè)裝置的端子的工作表面的至少部分覆蓋。因此，端子212中的每個(gè)的工作表面必須被定向成與端子213的對應(yīng)工作表面相對且具有某些、至少部分的覆蓋。此外，有必要確保通過至少一種非導(dǎo)電媒質(zhì)211將兩個(gè)裝置的相應(yīng)定向的端子的工作表面相互分開。兩個(gè)裝置的相應(yīng)端子的工作表面的相互定向確保了它們之間的電容性耦合。
[0096]下面描述“系統(tǒng)”(圖3)的運(yùn)行:當(dāng)將數(shù)據(jù)饋送到發(fā)送裝置201時(shí)，單信道差分信號預(yù)補(bǔ)償器208根據(jù)輸入信號203產(chǎn)生一對差分的準(zhǔn)備好的信號215-1、215-2、以及直接預(yù)補(bǔ)償信號204-1和反相預(yù)補(bǔ)償信號204-2，所述直接預(yù)補(bǔ)償信號204-1和反相預(yù)補(bǔ)償信號204-2通過單信道差分驅(qū)動(dòng)器209與準(zhǔn)備好的信號215相結(jié)合，從而形成直接的經(jīng)預(yù)補(bǔ)償?shù)男盘?05-1和反相的經(jīng)預(yù)補(bǔ)償?shù)男盘?05-2。當(dāng)向至少一對間隔開的發(fā)送端子212-1和212-2饋送直接的經(jīng)預(yù)補(bǔ)償?shù)男盘?05-1和反相的經(jīng)預(yù)補(bǔ)償?shù)男盘?05-2時(shí)，該至少一對間隔開的發(fā)送端子212-1和212-2產(chǎn)生相應(yīng)的電場，該電場代表直接的經(jīng)預(yù)補(bǔ)償?shù)男盘柡头聪嗟慕?jīng)預(yù)補(bǔ)償?shù)男盘?。在相對于發(fā)送裝置201適當(dāng)?shù)囟ㄏ蚝头胖媒邮昭b置202之后，接收端子213-1和213-2能夠檢測重現(xiàn)直接信號206-1或反相信號206-2的電場。受電容性通信信道和外部因素(諸如在無線信號發(fā)送期間可能出現(xiàn)的電磁干擾)影響的差分輸入信號206通過單信道差分自適應(yīng)校正器210被校正，該單信道差分自適應(yīng)校正器210部分地或全部地消除了外部因素的影響并產(chǎn)生輸出數(shù)據(jù)信號207。
[0097]“系統(tǒng)”(圖3)的替代實(shí)施方案被設(shè)計(jì)用于從發(fā)送裝置201向接收裝置202無線單向數(shù)據(jù)發(fā)送。在“系統(tǒng)”的其它實(shí)施方案中，還能夠在反方向發(fā)送電路或雙方向發(fā)送電路或多方向發(fā)送電路等中添加用于數(shù)據(jù)發(fā)送的電路。通過編碼在發(fā)送裝置的預(yù)補(bǔ)償器中的輸入數(shù)據(jù)并解碼通過自適應(yīng)信號校正器中的接收裝置獲得的已恢復(fù)數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)還能夠用于發(fā)送與時(shí)間、代碼或頻率方法(但不限于這些方法)分開的信號。
[0098]在該“系統(tǒng)”的一些實(shí)施方案中，發(fā)送裝置和接收裝置能夠以集成的形式實(shí)施，以實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體芯片之間的連接或微型組件中的層之間的連接。在其它實(shí)施方案中，例如，對于不同設(shè)備之間的通信，這些裝置可包括一個(gè)印刷電路板和多個(gè)集成電路等，或被配置為專用半導(dǎo)體芯片或模塊。
[0099]在另一個(gè)可行的實(shí)施方案中(圖4)，該“系統(tǒng)”可包括:發(fā)送裝置201，該發(fā)送裝置201由多信道單端信號預(yù)補(bǔ)償器308、多信道單端信號驅(qū)動(dòng)器309和至少兩個(gè)間隔開的發(fā)送端子212組成；接收裝置202，該接收裝置202由多信道單端自適應(yīng)校正器310和至少兩個(gè)間隔開的接收端子213組成。只要，還必須滿足相互定向的要求，即，該發(fā)送裝置和接收裝置必須被定向以提供兩個(gè)裝置的端子的工作表面的至少部分覆蓋。因此，端子212中的每個(gè)的工作表面必須被定向成與端子213的對應(yīng)工作表面相對并且具有一些、至少部分的覆蓋。此外，有必要確保通過至少一種非導(dǎo)電媒質(zhì)211將兩個(gè)裝置的相應(yīng)定向的端子的工作表面彼此分開。兩個(gè)裝置的相應(yīng)端子的工作表面的相互定向確保了它們之間的電容性耦入口 ο
[0100]下面描述“系統(tǒng)”(圖4)的運(yùn)行:當(dāng)將數(shù)據(jù)信號(信號)203饋送到發(fā)送裝置201時(shí)，根據(jù)輸入信號203且在上述方法但限于它們的幫助下，在多信道單端信號預(yù)補(bǔ)償器308的輸出上形成預(yù)補(bǔ)償信號304以及形成輸入信號203的一個(gè)準(zhǔn)備好的信號315。信號驅(qū)動(dòng)器309生成至少一個(gè)直接信號和一個(gè)預(yù)補(bǔ)償信號305，該至少一個(gè)直接信號和一個(gè)預(yù)補(bǔ)償信號305隨后被饋送到至少兩個(gè)間隔開的發(fā)送端子212，每個(gè)發(fā)送端子生成代表直接信號和預(yù)補(bǔ)償信號的對應(yīng)的電場。在相對于發(fā)送裝置201將接收裝置202定向成兩個(gè)裝置的工作表面至少部分覆蓋并確保通過至少一種非導(dǎo)電媒質(zhì)211將這些裝置的工作表面彼此分開之后，接收端子213能夠檢測在兩個(gè)接收端子213中的每個(gè)上重現(xiàn)至少兩個(gè)信號一一直接信號和預(yù)補(bǔ)償信號306—一的電場。
[0101]在適當(dāng)?shù)男盘栃Ｕ?06以及部分或全部消除一些外部因素(例如，電磁干擾)對信號的影響之后，考慮到有可能使用已恢復(fù)的時(shí)鐘信號，多信道單端自適應(yīng)校正器310恢復(fù)并生成輸出數(shù)據(jù)信號307。
[0102]另外，通過在發(fā)送裝置的預(yù)補(bǔ)償器中編碼輸入數(shù)據(jù)并且在自適應(yīng)信號校正器中解碼通過接收裝置獲得的已恢復(fù)數(shù)據(jù)，上述系統(tǒng)能夠用于發(fā)送通過時(shí)間、代碼或頻率方法(但不限于這些方法)分開的信號。
[0103]存在系統(tǒng)(圖5)的另一個(gè)可行的實(shí)施方案，該“系統(tǒng)”可包括:發(fā)送裝置201，該發(fā)送裝置201由多信道差分信號預(yù)補(bǔ)償器408、多信道差分信號驅(qū)動(dòng)器409和至少兩對間隔開的發(fā)送端子212組成；接收裝置202，該接收裝置202由多信道差分自適應(yīng)校正器410和至少兩個(gè)間隔開的接收端子213組成。只是，人們還必須滿足互相定向的要求，即，發(fā)送裝置和接收裝置必須被定向以提供兩個(gè)裝置的端子的工作表面的至少部分覆蓋。因此，端子212中的每個(gè)的工作表面必須被定向成與端子213的對應(yīng)工作表面相對且具有一些、至少部分的覆蓋。此外，兩個(gè)裝置的端子的定向的工作表面必須通過至少一種非導(dǎo)電媒質(zhì)而彼此分開。兩個(gè)裝置的相應(yīng)端子的工作表面的相互定向確保了它們之間的電容性耦合。
[0104]下面描述“系統(tǒng)”(圖5)的運(yùn)行:當(dāng)將數(shù)據(jù)信號(信號)饋送到發(fā)送裝置201時(shí)，根據(jù)輸入信號203且在上述方法之一(但限于它們)的幫助下，在多信道差分信號預(yù)補(bǔ)償器408的輸出上形成差分預(yù)補(bǔ)償信號404并且形成輸入信號203的一對差分的準(zhǔn)備好的信號415-1和415-2。多信道差分信號驅(qū)動(dòng)器409生成至少兩對信號--直接信號和反相信號以及直接預(yù)補(bǔ)償信號和反相預(yù)補(bǔ)償信號。然后這些信號被饋送到至少兩對間隔開的發(fā)送端子212，每個(gè)發(fā)送端子生成代表直接信號和反相信號以及直接預(yù)補(bǔ)償信號和反相預(yù)補(bǔ)償信號的對應(yīng)的電場。在相對于發(fā)送裝置201將接收裝置202定向成兩個(gè)裝置的端子的工作表面至少部分覆蓋并且滿足通過至少一種非導(dǎo)電媒質(zhì)211使這些設(shè)備的工作表面彼此分開的條件之后，接收端子213能夠檢測在至少兩對接收端子上重現(xiàn)至少兩對信號406—一直接信號和反相信號以及直接預(yù)補(bǔ)償信號和反相預(yù)補(bǔ)償信號一一的電場。
[0105]在適當(dāng)?shù)男盘栃Ｕ?06以及部分或全部消除一些外部因素(例如，電磁干擾)對信號形式的影響之后，多信道單端自適應(yīng)校正器410有可能使用已恢復(fù)的時(shí)鐘信號來恢復(fù)并生成輸出數(shù)據(jù)信號207。
[0106]通過在該發(fā)送裝置的預(yù)補(bǔ)償器中編碼輸入數(shù)據(jù)并且在自適應(yīng)信號校正器中解碼通過接收裝置獲得的已恢復(fù)數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)還能夠被用于發(fā)送通過時(shí)間、代碼或頻率方法(但不限于這些方法)分開的信號。
[0107]同樣對于在無線接收/發(fā)送的每一側(cè)上包括至少一個(gè)發(fā)送裝置和一個(gè)接收裝置的“系統(tǒng)”的實(shí)施方案，在該電容性耦合信道或多個(gè)電容性耦合信道中發(fā)送成對的差分信號的情況下，可使用端子的這樣的相互布置，在所述端子處連接發(fā)送裝置的端子的工作表面的中點(diǎn)的直線垂直于或近似地垂直于連接接收裝置的工作表面的中點(diǎn)的線。另外，當(dāng)接收端子的每個(gè)中點(diǎn)離發(fā)送對的兩個(gè)端子的中點(diǎn)等距時(shí)，發(fā)生對發(fā)送端子輻射出的信號的補(bǔ)償，并且感應(yīng)到接收端子的工作表面。
[0108]對于所有上述系統(tǒng)，能夠使用保持器，該保持器被配置為具有將對應(yīng)側(cè)的發(fā)送裝置和接收裝置固定在定向位置的能力。在此情況下，該