CN113190486A - 适应信号输入模式的信号接收装置及其信号处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种适应信号输入模式的信号接收装置及其信号处理方法。所述信号接收装置可以是针对各种信号输入模式，例如差分信号或单端信号进行判断，并且选择适当的信号来源，使得所述信号接收装置除了可正确收到输入信号外，还可把收到的输入信号调整为振幅相同、相位相反的差分信号，以让后续的数据分析工作变得更加容易进行。

Description

适应信号输入模式的信号接收装置及其信号处理方法

技术领域

本发明涉及一种信号接收装置，特别涉及一种适应信号输入模式的信号接收装置及其信号处理方法。

背景技术

目前信号传输的主流方式为差分(Differential)传输，差分传输采用两条信号线同时传输信号，且这两信号因振幅相同、相位相反而被称为差分信号。差分信号可具有较强的抗噪音能力。原因在于，噪音一般会是等值且同时地被加载到这两信号上，且接收端是根据这两信号的差值来分析(解码)出发送端所发送的数据，所以在接收端对这两信号进行相减时，噪音就会跟着被消除。

另外，差分信号还可具有降低电磁干扰(EMI)，以及时序定位准确等优点。然而，如果接收端遇到信号输入模式为非差分信号时，例如单端(Single-ended)信号或同相信号，接收端就必须适应性调整信号处理方法，否则可能造成信号接收错误，以及无法正确分析出数据的情况发生。因此，如何设计出一种适应信号输入模式的信号接收装置及其信号处理方法则成为本领域的一项重要课题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种适应信号输入模式的信号接收装置。所述信号接收装置包括第一选择器、第二选择器、第三选择器以及控制电路。第一选择器的两输入端分别接收第一输入信号和第二输入信号，第一选择器的输出端则输出第一输出信号，并在初始状态下，第一选择器选择输出第一输入信号作为第一输出信号。第二选择器的两输入端也分别接收第一输入信号和第二输入信号，第二选择器的输出端则输出第二输出信号，并在初始状态下，第二选择器选择输出第二输入信号作为第二输出信号。另外，第三选择器的其中一输入端接收第一输出信号经直流转换后的直流信号，而另一输入端接收第二输出信号。第三选择器的输出端则输出第三输出信号，并在初始状态下，第三选择器选择输出第二输出信号作为第三输出信号。控制电路具有两输入端分别接收第一输出信号和第三输出信号。控制电路则用来对第一输出信号和第三输出信号进行交互相减，以生成第一差值信号和第二差值信号，并在第一预设时间内，分别计数第一差值信号和第二差值信号的信号边缘(Signal Edge)数量，以及根据在第一预设时间内所计数出的这些信号边缘数量，判断信号输入模式是否为差分信号。当判断信号输入模式不为差分信号时，控制电路输出为第一逻辑电平的模式选择信号，以控制第三选择器改为选择输出直流信号作为第三输出信号，而当判断信号输入模式为差分信号时，控制电路则输出为第二逻辑电平的模式选择信号，以控制第三选择器保持选择输出第二输出信号作为第三输出信号。

除此之外，本发明还提供一种信号处理方法，可执行于前述信号接收装置中，所述信号处理方法包括如下步骤。首先，控制第一选择器选择输出第一输入信号作为第一输出信号，控制第二选择器选择输出第二输入信号作为第二输出信号，以及控制第三选择器选择输出第二输出信号作为第三输出信号。其次，检测第一输出信号和/或第三输出信号的信号电平是否超过第一临界电压。若是，对第一输出信号和第三输出信号进行交互相减，以生成第一差值信号和第二差值信号，并在第一预设时间内，分别计数第一差值信号和第二差值信号的信号边缘数量。接着，判断在第一预设时间内所计数出的这些信号边缘数量是否符合第一预期数值。若不是，输出为第一逻辑电平的模式选择信号，以控制第三选择器改为选择输出第一输出信号经直流转换后的直流信号作为第三输出信号；若是，输出为第二逻辑电平的模式选择信号，以控制第三选择器保持选择输出第二输出信号作为第三输出信号。

为更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参照以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1是本发明实施例所提供的信号接收装置的方块图。

图2是图1的信号接收装置中的控制电路的方块图。

图3是图2的控制电路中的信号检测电路的电路示意图。

图4是图2的控制电路中的信号处理电路的电路示意图。

图5A和图5B是图1的信号接收装置所用于信号输入模式为差分信号的示意图。

图6A和图6B是图1的信号接收装置所用于信号输入模式为单端信号的示意图。

图7是图1的信号接收装置所用于信号输入模式为同相信号的示意图。

图8A和图8B是本发明实施例所提供的信号处理方法的步骤流程图。

具体实施方式

以下是通过特定的具体实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所提供的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不背离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所提供的内容并非用以限制本发明的保护范围。

应当理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种组件或者信号，但这些组件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一组件与另一组件，或者一信号与另一信号。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包含相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。

请参照图1，图1是本发明实施例所提供的信号接收装置的方块图。信号接收装置1包括第一选择器(或称数据选择器)11、第二选择器12、第三选择器13以及控制电路14。第一选择器11的两输入端分别接收第一输入信号S1和第二输入信号S2。例如，第一选择器11的输入端0接收第一输入信号S1，而第一选择器11的输入端1则接收第二输入信号S2，但本发明并不以此为限制。第一选择器11的输出端则输出第一输出信号O1，并在初始状态下，第一选择器11选择输出第一输入信号S1作为第一输出信号O1。类似地，第二选择器12的两输入端也分别接收第一输入信号S1和第二输入信号S2。例如，第二选择器12的输入端0接收第一输入信号S1，而第二选择器12的输入端1则接收第二输入信号S2，但本发明也不以此为限制。第二选择器12的输出端则输出第二输出信号O2，并在初始状态下，第二选择器12选择输出第二输入信号S2作为第二输出信号O2。

另外，第三选择器13的其中一输入端接收第一输出信号O1经直流转换后的直流信号DS，而另一输入端接收第二输出信号O2。例如，第三选择器13的输入端0可经由一交流/直流转换器15耦接第一选择器11的输出端，以接收第一输出信号O1经直流转换后的直流信号DS，而第三选择器13的输入端1则直接耦接第二选择器12的输出端，以接收第二选择器12所输出的第二输出信号O2，但本发明也不以此为限制。第三选择器13的输出端则输出第三输出信号O3，并在初始状态下，第三选择器13选择输出第二输出信号O2作为第三输出信号O3。控制电路14具有输入端141和输入端142分别接收第一输出信号O1和第三输出信号O3。控制电路14则用来对第一输出信号O1和第三输出信号O3进行交互相减，以生成第一差值信号D1和第二差值信号D2，并在第一预设时间内，分别计数第一差值信号D1和第二差值信号D2的信号边缘数量。本实施例可将在第一预设时间内所计数出的第一差值信号D1的信号边缘数量简称为第一计数值C1，而在第一预设时间内所计数出的第二差值信号D2的信号边缘数量则简称为第二计数值C2，以及根据在第一预设时间内所计数出的这些信号边缘数量(即第一计数值C1和第二计数值C2)，控制电路14可判断信号输入模式是否为差分信号。

在本实施例中，当判断信号输入模式不为差分信号时，控制电路14输出为第一逻辑电平的模式选择信号MS，以控制第三选择器13改为选择输出直流信号DS作为第三输出信号O3，而当判断信号输入模式为差分信号时，控制电路14则输出为第二逻辑电平的模式选择信号MS，以控制第三选择器13保持选择输出第二输出信号O2作为第三输出信号O3。也就是说，信号接收装置1将默认信号输入模式为差分信号，或者说默认(发送端所发送的)第一输入信号S1和第二输入信号S2为差分信号。因此，在初始状态下，控制电路14将控制第一选择器11和第二选择器12分别选择输出第一输入信号S1和第二输入信号S2作为第一输出信号O1和第二输出信号O2，并且控制第三选择器13选择输出第二输出信号O2作为第三输出信号O3，使得控制电路14所收到的第一输出信号O1和第三输出信号O3，等同于第一输入信号S1和第二输入信号S2。但在默认第一输入信号S1和第二输入信号S2为差分信号的情况下，控制电路14无法保证第一输入信号S1和第二输入信号S2刚好分别属于差分信号的正信号P和负信号N。因此，控制电路14可用来对第一输出信号O1和第三输出信号O3进行交互相减，以生成等于第一输出信号O1减第三输出信号O3的第一差值信号D1，和生成等于第三输出信号O3减第一输出信号O1的第二差值信号D2。

应当理解的是，如果第一输入信号S1和第二输入信号S2确实为差分信号的话，那第一差值信号D1和第二差值信号D2就同样跟着为差分信号，而且以显示端口(DisplayPort)辅助通道(AUX)的差分信号为例，在第一预设时间为10毫秒(ms)内，第一差值信号D1和第二差值信号D2的信号边缘数量(即第一计数值C1和第二计数值C2)就应该分别为大于等于15。因此，控制电路14可判断(检查)第一计数值C1和第二计数值C2是否符合第一预期数值，例如15。当第一计数值C1和第二计数值C2符合第一预期数值时，控制电路14则判断信号输入模式为差分信号，从而输出为第二逻辑电平的模式选择信号MS，以控制第三选择器13保持选择输出第二输出信号O2作为第三输出信号O3，或者说保持默认信号输入模式为差分信号。值得一提的是，当控制电路14判断信号输入模式为差分信号时，控制电路14可先预期第一输入信号S1和第二输入信号S2分别属于差分信号的正信号P和负信号N。至于控制电路14如何判断第一输入信号S1和第二输入信号S2是否符合预期分别属于差分信号的正信号P和负信号N，并且相对控制第一选择器11和第二选择器12分别选择输出属于差分信号的正信号P和负信号N，将会在下文中通过其它段落作说明，故在此不再多加赘述。

另外，当第一计数值C1和第二计数值C2不符合第一预期数值时，控制电路14则判断信号输入模式不为差分信号，而且现有的非差分信号又以单端信号为常见。单端信号的传输方式是指以第一输入信号S1和第二输入信号S2的一者属于交流信号，而另一者属于接地或空接信号(接脚空接，未收到信号)的方式来传输数据。也就是说，在单端信号的情况下，第一选择器11和第二选择器12都只有一输入端收到交流信号，而另一输入端收到接地信号或空接信号。因此，当控制电路14判断信号输入模式不为差分信号时，控制电路14可控制第一选择器11选择输出属于交流信号的第一输入信号S1或第二输入信号S2作为第一输出信号O1，并且输出为第一逻辑电平的模式选择信号MS，以控制第三选择器13改为选择输出第一输出信号O1经直流转换后的直流信号DS，使得这之后控制电路14所收到的第一输出信号O1和第三输出信号O3，等同于该交流信号和一参考信号，即将默认信号输入模式改为单端信号。类似地，当控制电路14判断信号输入模式不为差分信号时，控制电路14可先预期第一输入信号S1属于该交流信号。至于控制电路14如何判断第一输入信号S1是否符合预期属于该交流信号，并且相对控制第一选择器11选择输出属于该交流信号的第一输入信号S1或第二输入信号S2作为第一输出信号O1，将会在下文中通过其它段落作说明，故在此不再多加赘述。

可了解的是，因为本实施例采用第三选择器13的输入端0和输入端1分别接收直流信号DS和第二输出信号O2，所以上述模式选择信号MS的第一逻辑电平和第二逻辑电平分别指的是低逻辑电平“0”和高逻辑电平“1”。但如果其它实施例改成采用第三选择器13的输入端0和输入端1分别接收第二输出信号O2和直流信号DS的话，上述模式选择信号MS的第一逻辑电平和第二逻辑电平就分别指的是高逻辑电平“1”和低逻辑电平“0”，总而言之，此举并不影响本发明的实现。

接着，请同时参照图2，图2是信号接收装置1中的控制电路14的方块图。控制电路14可包括信号检测电路143、信号处理电路144和特征比对电路145。信号检测电路143耦接控制电路14的输入端141和输入端142，并用来检测第一输出信号O1和/或第三输出信号O3的信号电平是否超过第一临界电压Vth1。当超过第一临界电压Vth1时，信号检测电路143输出一致能信号EN，以指示信号处理电路144开始对第一输出信号O1和第三输出信号O3进行交互相减的工作。也就是说，信号检测电路143的用途在于，检测是否真有数据输入至信号接收装置1。若没有的话，信号处理电路144就不需要对第一输出信号O1和第三输出信号O3进行交互相减的工作，而且信号检测电路143可采用第一临界电压Vth1来避免把信号电平较低的噪音误视为数据。另外，在初始状态下，第一输出信号O1和第三输出信号O3就等同于第一输入信号S1和第二输入信号S2。但这时候的控制电路14也无法保证第一输入信号S1和第二输入信号S2确实为差分信号，所以只要检测第一输出信号O1和第三输出信号O3的任何一方信号电平超过第一临界电压Vth1，信号检测电路143则输出致能信号EN，以指示信号处理电路144开始对第一输出信号O1和第三输出信号O3进行交互相减的工作。

例如，请同时参照图3，图3是控制电路14中的信号检测电路143的电路示意图。信号检测电路143可包括比较器1431、触发器1432、比较器1433、触发器1434以及或门1435。比较器1431的正相输入端和反相输入端分别接收第一输出信号O1和第一临界电压Vth1，并当第一输出信号O1的信号电平超过第一临界电压Vth1时，比较器1431的输出端输出为高逻辑电平“1”的比较信号Comp1，而当第一输出信号O1的信号电平不超过第一临界电压Vth1时，比较器1431的输出端则输出为低逻辑电平“0”的比较信号Comp1。另外，触发器1432的频率输入端CLK耦接比较器1431的输出端，且触发器1432的数据输入端D则接收为高逻辑电平“1”的固定信号。因此，当比较器1431输出为高逻辑电平“1”的比较信号Comp1时，触发器1432的输出端Q则保持输出为高逻辑电平“1”的锁存信号LS1，直到触发器1432的重置端R收到为高逻辑电平“1”的脉冲信号，触发器1432才保持输出为低逻辑电平“0”的锁存信号LS1。

相对地，比较器1433的正相输入端和反相输入端分别接收第三输出信号O3和第一临界电压Vth1，并当第三输出信号O3的信号电平超过第一临界电压Vth1时，比较器1433的输出端输出为高逻辑电平“1”的比较信号Comp2，而当第三输出信号O3的信号电平不超过第一临界电压Vth1时，比较器1433的输出端则输出为低逻辑电平“0”的比较信号Comp2。另外，触发器1434的频率输入端CLK耦接比较器1433的输出端，且触发器1434的数据输入端D也接收为高逻辑电平“1”的固定信号。因此，当比较器1433输出为高逻辑电平“1”的比较信号Comp2时，触发器1434的输出端则保持输出为高逻辑电平“1”的锁存信号LS2，直到触发器1434的重置端R收到为高逻辑电平“1”的脉冲信号，触发器1434才保持输出为低逻辑电平“0”的锁存信号LS2。由于比较器和触发器的运行原理已为本领域技术人员所知晓，因此有关上述细节在此不再多加赘述。

另外，或门1435具有两输入端分别接收锁存信号LS1和锁存信号LS2，以及输出端用来输出锁存信号LS1和锁存信号LS2经逻辑或后的运算结果作为致能信号EN。也就是说，当或门1435至少收到一个为高逻辑电平“1”的锁存信号时，或门1435就输出为高逻辑电平“1”的致能信号EN，以指示信号处理电路144开始对第一输出信号O1和第三输出信号O3进行交互相减的工作。值得注意的是，上述信号检测电路143所采用的实现方式在此仅是举例，其并非用以限制本发明，本领域技术人员应可依据实际需求或应用来进行信号检测电路143的设计。

接着，如图2所示，信号处理电路144耦接控制电路14的输入端141和输入端142，并当收到信号检测电路143所输出为高逻辑电平“1”的致能信号EN时，信号处理电路144则用来对第一输出信号O1和第三输出信号O3进行交互相减。信号处理电路144可再将交互相减后的结果与一第二临界电压Vth2作比较，以消去其信号电平小于第二临界电压Vth2的噪音而生成第一差值信号D1和第二差值信号D2，并在第一预设时间内，分别计数第一差值信号D1和第二差值信号D2的信号边缘数量，以及根据在第一预设时间内所计数出的这些信号边缘数量(即第一计数值C1和第二计数值C2)，判断信号输入模式是否为差分信号。也就是说，信号处理电路144则采用第二临界电压Vth2来避免把信号电平较低的噪音误视为数据。需说明的是，第一临界电压Vth1和第二临界电压Vth2可以是同一电压值或不同电压值，总而言之，本领域技术人员应可依据实际需求或应用来进行设计。

例如，请同时参照图4，图4是控制电路14中的信号处理电路144的电路示意图。信号处理电路144可包括比较器1441、比较器1442以及计数电路1443。比较器1441的第一正相输入端和第一反相输入端分别接收第一输出信号O1和第三输出信号O3，并在比较器1441的第二正相输入端和第二反相输入端之间生成第二临界电压Vth2，使得比较器1441将第一输出信号O1减第三输出信号O3的结果与第二临界电压Vth2作比较，以生成第一差值信号D1从比较器1441的输出端输出。也就是说，当第一输出信号O1减第三输出信号O3的结果超过第二临界电压Vth2时，比较器1441则输出为等于第一输出信号O1减第三输出信号O3的第一差值信号D1，而当第一输出信号O1减第三输出信号O3的结果不超过第二临界电压Vth2时，比较器1441则输出为低逻辑电平“0”的第一差值信号D1。

相对地，比较器1442的第一正相输入端和第一反相输入端分别接收第三输出信号O3和第一输出信号O1，并在比较器1442的第二正相输入端和第二反相输入端之间生成第二临界电压Vth2，使得比较器1442将第三输出信号O3减第一输出信号O1的结果与第二临界电压Vth2作比较，以生成第二差值信号D2从比较器1441的输出端输出。另外，计数电路1443耦接比较器1441和比较器1442的输出端。计数电路1443用来接收第一差值信号D1和第二差值信号D2，并在第一预设时间内，分别计数第一差值信号D1和第二差值信号D2的信号边缘数量，以及根据在第一预设时间内所计数出的这些信号边缘数量(即第一计数值C1和第二计数值C2)，计数电路1443可判断信号输入模式是否为差分信号，从而输出为第一逻辑电平或第二逻辑电平的模式选择信号MS。由于细节如前述内容所述，故在此不再多加赘述，总而言之，本发明也不限制信号处理电路144的具体实现方式，本领域技术人员应可依据实际需求或应用来进行设计。

需说明的是，在信号处理电路144判断信号输入模式不为差分信号，并输出为第一逻辑电平的模式选择信号MS，以控制第三选择器13选择输出第一输出信号O1经直流转换后的直流信号DS后，信号处理电路144还可用来输出为高逻辑电平“1”的脉冲信号到触发器1432和触发器1434的重置端R，以强迫使得触发器1432和触发器1434改为保持输出为低逻辑电平“0”的锁存信号LS1和LS2。或者说，在将默认信号输入模式改为单端信号时，信号处理电路144还可用来重置信号检测电路143的运行，使得信号检测电路143重新检测第一输出信号O1和/或第三输出信号O3的信号电平是否超过第一临界电压Vth1，并且也重置信号处理电路144的运行。例如，重置第一计数值C1和第二计数值C2，并且重新设定新的预设时间和新的预期数值(即第二预设时间和第二预期数值)以用来协助判断信号输入模式是否为单端信号。因此，当信号处理电路144再次收到信号检测电路143所输出为高逻辑电平“1”的致能信号EN时，信号处理电路144才又开始用来对第一输出信号O1和第三输出信号O3进行交互相减，然后将交互相减后的结果与第二临界电压Vth2作比较，以消去其信号电平小于第二临界电压Vth2的噪音而生成第一差值信号D1和第二差值信号D2，并在第二预设时间内，分别计数第一差值信号D1和第二差值信号D2的信号边缘数量。

本实施例可将在第二预设时间内所计数出的第一差值信号D1的信号边缘数量简称为第三计数值C3，而在第二预设时间内所计数出的第二差值信号D2的信号边缘数量则简称为第四计数值C4，以及根据在第二预设时间内所计数出的这些信号边缘数量(即第三计数值C3和第四计数值C4)，信号处理电路144可判断信号输入模式是否为单端信号。也就是说，既然已将默认信号输入模式改为单端信号，当新第三计数值C3和第四计数值C4符合第二预期数值时，信号处理电路144则判断信号输入模式为单端信号，从而输出为第一逻辑电平的模式选择信号MS，以控制第三选择器13保持选择输出直流信号DS作为第三输出信号O3，或者说保持默认信号输入模式为单端信号。相反地，当第三计数值C3和第四计数值C4不符合第二预期数值时，信号处理电路144则判断信号输入模式不为单端信号，从而输出为第二逻辑电平的模式选择信号MS，以控制第三选择器13改为选择输出第二输出信号O2作为第三输出信号O3，或者说恢复成默认信号输入模式为差分信号，而且本实施例又可再次重置信号检测电路143和信号处理电路144的运行，以重新判断信号输入模式是否为差分传信号。由于其它细节如同前述内容所述，在此不再多加赘述。

另外，如图2所示，特征比对电路145耦接信号处理电路144，并用来对第一差值信号D1和/或第二差值信号D2进行信号特征比对，以判断第一差值信号D1和/或第二差值信号D2是否具有预期的至少一信号特征，或者说比对第一差值信号D1和/或第二差值信号D2的信号特征是否符合预期。当判断第一差值信号D1和/或第二差值信号D2具有预期的至少一信号特征时，即比对成功，代表第一输入信号S1和第二输入信号S2符合预期分别属于差分信号的正信号P和负信号N，或者代表第一输入信号S1符合预期属于该交流信号。因此，特征比对电路145输出至少一输入源选择信号，以控制第一选择器11和第二选择器12分别保持选择输出第一输入信号S1和第二输入信号S2作为第一输出信号O1和第二输出信号O2，或者只控制第一选择器11保持选择输出第一输入信号S1作为第一输出信号O1。

相对地，当判断第一差值信号D1和/或第二差值信号D2不具有预期的至少一信号特征时，即比对不成功，代表第一输入信号S1和第二输入信号S2不符合预期分别属于差分信号的正信号P和负信号N，或者代表第一输入信号S1不符合预期属于该交流信号。因此，特征比对电路145输出至少一输入源选择信号，以控制第一选择器11和第二选择器12分别改为选择输出第二输入信号S2和第一输入信号S1作为第一输出信号O1和第二输出信号O2，或者只控制第一选择器11改为选择输出第二输入信号S2作为第一输出信号O1。在本实施例中，预期的至少一信号特征为传输标准规格中所定义的信号内容，不限于某种特定的传输标准，它泛指的是可用来作为辨别差分信号的正信号P和负信号N，或者辨别该交流信号的信号特征，总而言之，本发明不限制特征比对电路145所对于第一差值信号D1和/或第二差值信号D2进行信号特征比对的具体实现方式。

例如，请同时参照图5A和图5B，图5A和图5B是信号接收装置1所用于信号输入模式为差分信号的示意图。如图5A所示，当判断信号输入模式为差分信号时，控制电路14则输出为高逻辑电平“1”的模式选择信号MS，以控制第三选择器13保持选择输出第二输出信号O2作为第三输出信号O3，而且图5A中的第一输入信号S1和第二输入信号S2也确实符合预期分别属于差分信号的正信号P和负信号N，所以控制电路14则输出为低逻辑电平“0”的第一输入源选择信号IS1和第二输入源选择信号IS2，以控制第一选择器11和第二选择器12分别保持选择输出第一输入信号S1和第二输入信号S2作为第一输出信号O1和第二输出信号O2。

需说明的是，因为本实施例采用第一选择器11和第二选择器12的输入端0和输入端1都分别接收第一输入信号S1和第二输入信号S2，而且第二选择器12的选择端则接收经反相后的第二输入源选择信号IS2，所以在图5A的实施例中，控制电路14才会输出同样为低逻辑电平“0”的第一输入源选择信号IS1和第二输入源选择信号IS2，但本发明并不以此为限制，总而言之，控制电路14应可依据第一选择器11和第二选择器12的实际输入源配置来决定输入源选择信号的逻辑电平。另外，本实施例还可将第一输入源选择信号IS1和第二输入源选择信号IS2合并成一个输入源选择信号，但此举不影响本发明的实现。

相对地，不同于图5A的实施例，图5B中的第一输入信号S1和第二输入信号S2就不符合预期分别属于差分信号的正信号P和负信号N，而是第一输入信号S1和第二输入信号S2分别属于差分信号的负信号N和正信号P，所以控制电路14则输出为高逻辑电平“1”的第一输入源选择信号IS1和第二输入源选择信号IS2，以控制第一选择器11和第二选择器12分别改为选择输出第二输入信号S2和第一输入信号S1作为第一输出信号O1和第二输出信号O2。由于其它细节如前述内容所述，故在此不再多加赘述。

另外，请同时参照图6A和图6B，图6A和图6B是信号接收装置1所用于信号输入模式为单端信号的示意图。如图6A所示，当判断信号输入模式不为差分信号时，控制电路14则输出为低逻辑电平“0”的模式选择信号MS，以控制第三选择器13改为选择输出第一输出信号O1经直流转换后的直流信号DS作为第三输出信号O3，而且图6A中的第一输入信号S1也确实符合预期属于该交流信号，所以控制电路14则输出为低逻辑电平“0”的第一输入源选择信号IS1，以控制第一选择器11保持选择输出第一输入信号S1作为第一输出信号O1。

相对地，不同于图6A的实施例，图6B中的第一输入信号S1就不符合预期属于该交流信号，而是第二输入信号S2属于该交流信号，所以控制电路14则输出为高逻辑电平“1”的第一输入源选择信号IS1，以控制第一选择器11改为选择输出第二输入信号S2作为第一输出信号O1。由于其它细节如前述内容所述，在此不再多加赘述。然而，因为信号输入模式为单端信号的信号接收装置1将不受第二选择器12的输出影响，所以图6A和图6B的控制电路14可不需考虑所输出的第二输入源选择信号IS2的逻辑电平，或者说控制电路14可不需考虑控制第二选择器12的输出选择。

另一方面，非差分信号除了有单端信号外，同相信号也是现今常见的非差分信号。同相信号的传输方式是指以第一输入信号S1和第二输入信号S2都属于交流信号的方式来传输数据，且这两个交流信号因相位相同而被称为同相信号。例如，请同时参照图7，图7是信号接收装置1用于信号输入模式为同相信号的示意图。由此可知，既然图7中的第一输入信号S1和第二输入信号S2都能符合预期属于该交流信号，代表同相信号将可用单端信号的接收方式，所以图7的控制电路14输出为低逻辑电平“0”的第一输入源选择信号IS1，以控制第一选择器11保持选择输出第一输入信号S1作为第一输出信号O1。由于其它细节如前述内容所述，在此不再多加赘述。

然而，由图5A到图7可知，不论信号输入模式为差分信号、单端信号或同相信号，控制电路14都可生成为差分信号的第一差值信号D1和第二差值信号D2。也就是说，当控制电路14输出适当的模式选择信号MS和至少一输入源选择信号后，代表信号接收装置1已能适应信号输入模式来正确接收输入信号，而且通过控制电路14的信号处理电路144，信号接收装置1将可把收到的输入信号调整为振幅相同、相位相反的差分信号(即第一差值信号D1和第二差值信号D2)。如此一来，可让后续的数据分析工作变得更加容易进行，或者说对于接收端的数据编码电路而言，它就不需要再针对输入信号进行其它前置处理，即可通过信号处理电路144所生成的第一差值信号D1和第二差值信号D2来正确分析(解码)出发送端所发送的数据。因此，如图2所示，本实施例还可将信号处理电路144所生成的第一差值信号D1和第二差值信号D2直接传输至后端的数据编码电路(未示出)中，总而言之，本发明并不限制接收端所对于第一差值信号D1和第二差值信号D2进行分析时的具体实现方式。

最后，为了更进一步说明关于前述信号接收装置1的运行流程，本发明进一步提供其信号处理方法的一种实施方式。请参照图8A和图8B，图8A和图8B是本发明实施例所提供的信号处理方法的步骤流程图。值得注意的是，图8A和图8B的信号处理方法可以是在图1的信号接收装置1中执行，因此请一并参照图1以助理解，但本发明并不限制图8A和图8B的信号处理方法仅能够执行于图1的信号接收装置1中。另外，由于详细步骤流程如前述实施例所述，故在此仅作概述而不多加赘述。

如图8A和图8B所示，在步骤S801中，控制第一选择器11选择输出第一输入信号S1作为第一输出信号O1，控制第二选择器12选择输出第二输入信号S2作为第二输出信号O2，以及控制第三选择器13选择输出第二输出信号O2作为第三输出信号O3。也就是说，默认信号输入模式为差分信号。其次，在步骤S803中，检测第一输出信号O1和/或第三输出信号O3的信号电平是否超过第一临界电压Vth1。若是，信号接收装置1即执行步骤S805；若不是，信号接收装置1则返回执行步骤S803，直到检测第一输出信号O1和/或第三输出信号O3的信号电平超过第一临界电压Vth1。在步骤S805中，对第一输出信号O1和第三输出信号O3进行交互相减，以生成第一差值信号D1和第二差值信号D2，并在第一预设时间(例如，10毫秒)内，分别计数第一差值信号D1和第二差值信号D2的信号边缘数量。

接着，在步骤S807中，判断(检查)在第一预设时间内所计数出的这些信号边缘数量(即第一计数值C1和第二计数值C2)是否符合第一预期数值，例如15。若是，信号接收装置1即执行步骤S809和步骤S811；若不是，信号接收装置1则执行步骤S817。在步骤S809中，输出为第二逻辑电平的模式选择信号MS，以控制第三选择器13保持选择输出第二输出信号O2作为第三输出信号O3，或者说保持默认信号输入模式为差分信号。另外，在步骤S811中，对第一差值信号D1和/或第二差值信号D2进行信号特征比对，以判断第一差值信号D1和/或第二差值信号D2是否具有预期的至少一第一信号特征。若是，即比对成功，代表第一输入信号S1和第二输入信号S2符合预期分别属于差分信号的正信号P和负信号N，所以信号接收装置1执行步骤S813；若不是，即比对不成功，代表第一输入信号S1和第二输入信号S2不符合预期分别属于差分信号的正信号P和负信号N，所以信号接收装置1则执行步骤S815。

在步骤S813中，输出至少一输入源选择信号，以控制第一选择器11和第二选择器12分别保持选择输出第一输入信号S1和第二输入信号S2作为第一输出信号O1和第二输出信号O2。相对地，在步骤S815中，输出至少一输入源选择信号，以控制第一选择器11和第二选择器12分别改为选择输出第二输入信号S2和第一输入信号S1作为第一输出信号O1和第二输出信号O2。需说明的是，步骤S811的至少一第一信号特征是指可用来作为辨别差分信号的正信号P和负信号N的信号特征，并且在信号接收装置1已控制第一选择器11和第二选择器12分别改为选择输出第二输入信号S2和第一输入信号S1作为第一输出信号O1和第二输出信号O2后，信号接收装置1还可继续对第一差值信号D1和/或第二差值信号D2进行信号特征比对，以再次判断第二输入信号S2和第一输入信号S1是否符合预期分别属于差分信号的正信号P和负信号N。若不是，信号接收装置1则恢复成控制第一选择器11和第二选择器12选择输出第一输入信号S1和第二输入信号S2作为第一输出信号O1和第二输出信号O2，但此举并不影响本发明的实现。

另一方面，在步骤S817中，输出为第一逻辑电平的模式选择信号MS，以控制第三选择器13改为选择输出第一输出信号O1经直流转换后的直流信号DS作为第三输出信号O3，或者说将默认信号输入模式改为单端信号。请注意，在步骤S817中，信号接收装置1还会重置信号检测电路143和信号处理电路144的运行。因此，在步骤S817后的步骤S819中，信号接收装置1将重新检测第一输出信号O1和/或第三输出信号O3的信号电平是否超过第一临界电压Vth1。若检测到第一输出信号O1和/或第三输出信号O3的信号电平超过第一临界电压Vth1，则信号接收装置1对第一输出信号O1和第三输出信号O3进行交互相减，以生成第一差值信号D1和第二差值信号D2，并在第二预设时间内，分别计数第一差值信号D1和第二差值信号D2的信号边缘数量(即步骤S821)；若检测不到则返回执行步骤S801。

接着，在步骤S823中，判断(检查)在第二预设时间内所计数出的这些信号边缘数量(即第三计数值C3和第四计数值C4)是否符合第二预期数值。若是，信号接收装置1即执行步骤S825和步骤S827；若不是，信号接收装置1则返回执行步骤S801，并在返回执行的步骤S801中，信号接收装置1也将重置信号检测电路143和信号处理电路144的运行。由于其它细节如前述内容所述，故在此不再多加赘述。在步骤S825中，输出为第一逻辑电平的模式选择信号MS，以控制第三选择器13保持选择输出直流信号DS作为第三输出信号O3，或者说保持默认信号输入模式为单端信号。

另外，在步骤S827中，对第一差值信号D1和/或第二差值信号D2进行信号特征比对，以判断第一差值信号D1和/或第二差值信号D2是否具有预期的至少一第二信号特征。若是，即比对成功，代表第一输入信号S1符合预期属于该交流信号，所以信号接收装置1执行步骤S829；若不是，即比对不成功，代表第一输入信号S1不符合预期属于该交流信号，所以信号接收装置1则执行步骤S831。

在步骤S829中，输出至少一输入源选择信号，以控制第一选择器11保持选择输出第一输入信号S1作为第一输出信号O1。相对地，在步骤S831中，输出至少一输入源选择信号，以控制第一选择器11改为选择输出第二输入信号S2作为第一输出信号O1。需说明的是，步骤S827的至少一第二信号特征是指可用来作为辨别该交流信号的信号特征，并且在信号接收装置1已控制第一选择器11改为选择输出第二输入信号S2作为第一输出信号O1后，信号接收装置1还可继续对第一差值信号D1和/或第二差值信号D2进行信号特征比对，以再次判断第二输入信号S2是否符合预期分别属于该交流信号。若不是，信号接收装置1则恢复成控制第一选择器11选择输出第一输入信号S1作为第一输出信号O1，但此举并不影响本发明的实现。

综上所述，本发明提供一种适应信号输入模式的信号接收装置及其信号处理方法。所述信号接收装置可以是针对各种信号输入模式，例如差分信号或单端信号进行判断，并且选择适当的信号来源，使得所述信号接收装置除了可正确收到输入信号外，还可把收到的输入信号调整为振幅相同、相位相反的差分信号，以让后续的数据分析工作变得更加容易进行。

以上所提供的内容仅为本发明的优选实施例，并非因此局限本发明的申请范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的同等技术变化，均包含于本发明的申请专利范围内。

【符号说明】

1：信号接收装置

11：第一选择器

12：第二选择器

13：第三选择器

14：控制电路

141、142：控制电路的输入端

15：交流/直流转换器

S1：第一输入信号

S2：第二输入信号

O1：第一输出信号

O2：第二输出信号

O3：第三输出信号

DS：直流信号

MS：模式选择信号

IS1、IS2：输入源选择信号

143：信号检测电路

144：信号处理电路

145：特征比对电路

D1：第一差值信号

D2：第二差值信号

EN：致能信号

Vth1：第一临界电压

Vth2：第二临界电压

1431、1433、1441、1442：比较器

1432、1434：触发器

1435：或门

1443：计数电路

Comp1、Comp2：比较信号

LS1、LS2：锁存信号

S801～S831：流程步骤

Claims (10)

1.一种适应信号输入模式的信号接收装置，包括：

一第一选择器，所述第一选择器的第一输入端和第二输入端分别接收第一输入信号和第二输入信号，所述第一选择器的输出端则输出一第一输出信号，并在一初始状态下，所述第一选择器选择输出所述第一输入信号作为所述第一输出信号；

一第二选择器，所述第二选择器的第一输入端和第二输入端分别接收所述第一输入信号和所述第二输入信号，所述第二选择器的输出端则输出一第二输出信号，并在所述初始状态下，所述第二选择器选择输出所述第二输入信号作为所述第二输出信号；

一第三选择器，所述第三选择器的第一输入端接收所述第一输出信号经直流转换后的直流信号，所述第三选择器的第二输入端接收所述第二输出信号，所述第三选择器的输出端则输出一第三输出信号，并在所述初始状态下，所述第三选择器选择输出所述第二输出信号作为所述第三输出信号；以及

一控制电路，具有第一输入端和第二输入端并分别接收所述第一输出信号和所述第三输出信号，所述控制电路用来对所述第一输出信号和所述第三输出信号进行交互相减，以生成第一差值信号和第二差值信号，并在第一预设时间内，分别计数所述第一差值信号和所述第二差值信号的信号边缘数量，以及根据在所述第一预设时间内所计数出的所述信号边缘数量，判断所述信号输入模式是否为差分信号，其中当判断所述信号输入模式不为所述差分信号时，所述控制电路输出为一第一逻辑电平的模式选择信号，以控制所述第三选择器改为选择输出所述直流信号作为所述第三输出信号，而当判断所述信号输入模式为所述差分信号时，所述控制电路则输出为一第二逻辑电平的所述模式选择信号，以控制所述第三选择器保持选择输出所述第二输出信号作为所述第三输出信号。

2.根据权利要求1所述的信号接收装置，其特征在于，所述控制电路包括：

一信号检测电路，耦接所述控制电路的所述第一输入端和所述第二输入端，并用来检测所述第一输出信号和/或所述第三输出信号的信号电平是否超过一第一临界电压，当所述第一输出信号和/或所述第三输出信号的所述信号电平超过所述第一临界电压时，所述信号检测电路输出一致能信号；以及

一信号处理电路，耦接所述控制电路的所述第一输入端和所述第二输入端，当收到所述信号检测电路所输出的所述致能信号时，用来对所述第一输出信号和所述第三输出信号进行交互相减，然后将交互相减后的结果与一第二临界电压作比较，以消去其信号电平小于所述第二临界电压的噪音而生成所述第一差值信号和所述第二差值信号，并在所述第一预设时间内，分别计数所述第一差值信号和所述第二差值信号的所述些信号边缘数量，以及根据在所述第一预设时间内所计数出的所述些信号边缘数量，判断所述信号输入模式是否为所述差分信号。

3.根据权利要求2所述的信号接收装置，其特征在于，所述信号检测电路包括：

一第一比较器，所述第一比较器的正相输入端和反相输入端分别接收所述第一输出信号和所述第一临界电压，并当所述第一输出信号的所述信号电平超过所述第一临界电压时，所述第一比较器的输出端输出为高逻辑电平的一第一比较信号，而当所述第一输出信号的所述信号电平不超过所述第一临界电压时，所述第一比较器的所述输出端则输出为低逻辑电平的所述第一比较信号；

一第一触发器，所述第一触发器的频率输入端耦接所述第一比较器的所述输出端，并当所述第一比较器输出为所述高逻辑电平的所述第一比较信号时，所述第一触发器的输出端则保持输出为所述高逻辑电平的一第一锁存信号；

一第二比较器，所述第二比较器的正相输入端和反相输入端分别接收所述第三输出信号和所述第一临界电压，并当所述第三输出信号的所述信号电平超过所述第一临界电压时，所述第二比较器的输出端输出为所述高逻辑电平的一第二比较信号，而当所述第三输出信号的所述信号电平不超过所述第一临界电压时，所述第二比较器的所述输出端则输出为所述低逻辑电平的所述第二比较信号；

一第二触发器，所述第二触发器的频率输入端耦接所述第二比较器的所述输出端，并当所述第二比较器输出为所述高逻辑电平的所述第二比较信号时，所述第二触发器的输出端则保持输出为所述高逻辑电平的一第二锁存信号；以及

一或门，具有第一输入端和第二输入端分别接收所述第一锁存信号和所述第二锁存信号，以及一输出端用来输出所述第一锁存信号和所述第二锁存信号经逻辑或后的运算结果作为所述致能信号。

4.根据权利要求3所述的信号接收装置，其特征在于，所述信号处理电路包括：

一第三比较器，所述第三比较器的第一正相输入端和第一反相输入端分别接收所述第一输出信号和所述第三输出信号，并在所述第三比较器的第二正相输入端和第二反相输入端之间生成所述第二临界电压，使得所述第三比较器将所述第一输出信号减所述第三输出信号的结果与所述第二临界电压作比较，以生成所述第一差值信号从所述第三比较器的输出端输出；

一第四比较器，所述第四比较器的第一正相输入端和第一反相输入端分别接收所述第三输出信号和所述第一输出信号，并在所述第四比较器的第二正相输入端和第二反相输入端间生成所述第二临界电压，使得所述第四比较器将所述第三输出信号减所述第一输出信号的结果与所述第二临界电压作比较，以生成所述第二差值信号从所述第四比较器的输出端输出；以及

一计数电路，耦接所述第三比较器和所述第四比较器，用来接收所述第一差值信号和所述第二差值信号，并在所述第一预设时间内，分别计数所述第一差值信和所述第二差值信号的所述些信号边缘数量，以及根据在所述第一预设时间内所计数出的所述些信号边缘数量，所述计数电路判断所述信号输入模式是否为所述差分信号，从而输出为所述第一逻辑电平或所述第二逻辑电平的所述模式选择信号。

5.根据权利要求2所述的信号接收装置，其特征在于，所述控制电路还包括：

一特征比对电路耦接所述信号处理电路，并且用来对所述第一差值信号和/或所述第二差值信号进行信号特征比对，以判断所述第一差值信号和/或所述第二差值信号是否具有预期的至少一信号特征，其中当判断所述第一差值信号和/或所述第二差值信号具有预期的所述至少一信号特征时，所述特征比对电路输出至少一输入源选择信号，以控制所述第一选择器和所述第二选择器分别保持选择输出所述第一输入信号和所述第二输入信号作为所述第一输出信号和所述第二输出信号，或者只控制所述第一选择器保持选择输出所述第一输入信号作为所述第一输出信号，而当判断所述第一差值信号和/或所述第二差值信号不具有预期的所述至少一信号特征时，所述特征比对电路则输出所述至少一输入源选择信号，以控制所述第一选择器和所述第二选择器分别改为选择输出所述第二输入信号和所述第一输入信号作为所述第一输出信号和所述第二输出信号，或者只控制所述第一选择器改为选择输出所述第二输入信号作为所述第一输出信号。

6.根据权利要求5所述的信号接收装置，其特征在于，根据在所述第一预设时间内所计数出的所述些信号边缘数量，判断所述信号输入模式是否为所述差分信号的步骤中，包括：

判断在所述第一预设时间内所计数出的所述些信号边缘数量是否符合第一预期数值；

若是，判断所述信号输入模式为所述差分信号；以及

若不是，判断所述信号输入模式不为所述差分信号。

7.根据权利要求6所述的信号接收装置，其特征在于，在判断所述信号输入模式不为所述差分信号，并输出为所述第一逻辑电平的所述模式选择信号，以控制所述第三选择器选择输出所述直流信号作为所述第三输出信号后，所述信号处理电路还用来重置所述信号检测电路的运行，使得所述信号检测电路重新检测所述第一输出信号和/或所述第三输出信号的信号电平是否超过所述第一临界电压，并且也重置所述信号处理电路的运行，使得当所述信号处理电路再次收到所述信号检测电路所输出的所述致能信号时，所述信号处理电路才又开始用来对所述第一输出信号和所述第三输出信号进行交互相减，然后将交互相减后的结果与所述第二临界电压作比较，以消去其信号电平小于所述第二临界电压的所述噪音而生成所述第一差值信号和所述第二差值信号，并在第二预设时间内，分别计数所述第一差值信号和所述第二差值信号的所述些信号边缘数量，以及根据在所述第二预设时间内所计数出的所述些信号边缘数量，判断所述信号输入模式是否为单端信号。

8.根据权利要求7所述的信号接收装置，其特征在于，根据在所述第二预设时间内所计数出的所述些信号边缘数量，判断所述信号输入模式是否为所述单端信号的步骤，包括：

判断在所述第二预设时间内所计数出的所述些信号边缘数量是否符合第二预期数值；

若是，判断所述信号输入模式为所述单端信号；以及

若不是，判断所述信号输入模式不为所述单端信号。

9.根据权利要求8所述的信号接收装置，其特征在于，在判断所述信号输入模式为所述差分信号后，当判断所述第一差值信号和/或所述第二差值信号具有预期的所述至少一信号特征时，所述控制电路输出所述至少一输入源选择信号，以控制所述第一选择器和所述第二选择器分别保持选择输出所述第一输入信号和所述第二输入信号作为所述第一输出信号和所述第二输出信号，而当判断所述第一差值信号和/或所述第二差值信号不具有预期的所述至少一信号特征时，所述控制电路则输出所述至少一输入源选择信号，以控制所述第一选择器和所述第二选择器分别改为选择输出所述第二输入信号和所述第一输入信号作为所述第一输出信号和所述第二输出信号。

10.一种信号处理方法，执行于一信号接收装置中，所述信号接收装置包括一第一选择器、一第二选择器、一第三选择器以及一控制电路，所述信号处理方法包括：

控制所述第一选择器选择输出第一输入信号作为第一输出信号，控制所述第二选择器选择输出第二输入信号作为第二输出信号，以及控制所述第三选择器选择输出所述第二输出信号作为第三输出信号；

检测所述第一输出信号和/或所述第三输出信号的信号电平是否超过第一临界电压；

若超过所述第一临界电压，对所述第一输出信号和所述第三输出信号进行交互相减，以生成第一差值信号和第二差值信号，并在第一预设时间内，分别计数所述第一差值信号和第二差值信号的信号边缘数量；

判断在所述第一预设时间内所计数出的所述些信号边缘数量是否符合第一预期数值；

若不符合所述第一预期数值，输出为一第一逻辑电平的模式选择信号，以控制所述第三选择器改为选择输出所述第一输出信号经直流转换后的直流信号作为所述第三输出信号；以及

若符合所述第一预期数值，输出为一第二逻辑电平的所述模式选择信号，以控制所述第三选择器保持选择输出所述第二输出信号作为所述第三输出信号。

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