一种信号解码系统及其解码方法与流程

本发明涉及信号处理技术领域，特别涉及一种信号解码系统及其解码方法。

背景技术：

数字信号分为ttl信号与差分信号，其接收有所差异。

(1)ttl信号解码的过程当中，ttl信号是幅值为5v的数字信号，接收端模块会设定一个固定的阈值来接收信号的高电平与低电平，一般选取该阈值电压vt＝vcc/2，并根据实际应用抬高或者降低。当高电平高于阈值电压vt时，接收端收到电平1，当低电平低于阈值电压vt时，接收端收到电平0。有时候接收模块为了降低噪声的影响，会对高电平与低电平的接收设置不同的阈值电压，既vth\vtl，且vth>vthl，称之为迟滞门限解码。

(2)差分信号解码的过程当中，由于数据信号在传输的过程中存在信号幅值衰减或者干扰，差分信号传输很好的解决以上问题。差分信号解码模式是对接收到的两个信号的差值进行解码，因此解码阈值是一个差值电压，该电压可以小到0.2v。

在数据传输过程中，数据发送端模块与数据接收端模块之间通过数据线与地线相连接。一般情况下，数据线不会有大电流经过，所以信号的传输没有压降，而地线由于要流过大电流，会产生较大的压降，造成数据发送端与数据接收端的信号参考电平不一致。

如下图1a和图1b所示，数据发送端信号电压为0-5v，由于接收端与发送端信号参考地无压差，解码阈值vt0＝vcc/2，接收端可以完整的解码出传输数据，且波形时序没有畸变。

如下图2a和图2b所示，数据发送端信号电压为0-5v，由于接收端与发送端信号参考地电平差2v，接收端接收到的是2-7v的信号，信号高电平高于解码阈值vt0，信号低电平低于解码阈值vt0，信号仍能解码。但是由于解码阈值vt0≠vcc/2，接收端码型跳转点发生偏移，信号产生畸变。

如图3a和图3b所示，数据发送端信号电压为0-5v，由于接收端与发送端信号参考地电平差3v，接收端接收到的是3-8v的信号，信号低电平高于解码阈值vt0，信号解码失败。反之，当数据发送端与接收端的地参考电平存在反向电压时，也会存在上述可以正常解码、码型出现畸变、完全无输出等情况。

由于参考地电平的不一致，信号经常无法正确解码，造成数据接收干扰抖动。由于这种参考电平的电平波动是跟实际应用接线有关，并没有偏向性，所以单纯的调高或者调低信号接收模块的解码门限都难以解决信号的接收问题。采用差分信号传输模式可以消除数据发送端与数据接收端参考地电平不一致带来的影响。但是，差分信号传输需要引入一对差分信号线与参考地，相对于传统的ttl信号多了一条信号线，一些小型化产品由于体积小，只能接受传统的2线传输模式，无法采用3线的差分数据传输方式。

因而现有技术还有待改进和提高。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种信号解码系统及其解码方法，能够采用单线的数据传输方式接收数据，并有效的减少数据发送端与信号接收端之间地参考电平波动对解码的影响，提高了解码的准确性。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种信号解码系统，包括信号接收模块和信号解码模块，所述信号接收模块接收外部信号发送模块发送的解码信号，并根据n个预设解码阈值分别对所述解码信号进行解码后输出m路解码数据至所述信号解码模块，n为大于1的正整数，m为小于或等于n的正整数；当参考地电平信号有电平波动时，所述信号解码模块根据m路所述解码数据选择一路解码数据进行时序补偿后输出至外部数字系统；n个所述预设解码阈值中至少有两个不相同。

所述的信号解码系统中，所述信号接收模块包括n路解码信道，每路所述解码信道分别设置有一预设解码阈值；n路所述解码信道分别接收所述解码信号，并根据对应的所述预设解码阈值同时对所述解码信号进行解码后输出m路解码数据至所述信号解码模块。

所述的信号解码系统中，所述解码信道分别将所述解码信号的高电平和低电平与对应的预设解码阈值进行比较，并当所述解码信号的高电平高于所述预设解码阈值时，输出码1至所述信号解码模块；当所述解码信号的低电平低于所述预设解码阈值时，输出码0至所述信号解码模块。

所述的信号解码系统中，所述解码信道将所述高电平和所述低电平与所述预设解码阈值进行比较，并在所述低电平高于所述预设解码阈值或所述高电平低于所述预设解码阈值时，则无码值输出至所述信号解码模块。

所述的信号解码系统中，所述信号解码模块根据无码值输出的所述解码信道的预设解码阈值获得信号补偿时序，并根据所述信号补偿时序对选择的一路所述解码数据进行时序补偿后输出至所述外部数字系统。

一种基于如上所述的信号解码系统的解码方法，包括如下步骤：

所述信号接收模块接收外部信号发送模块发送的解码信号，并根据n个预设解码阈值分别对所述解码信号进行解码后输出m路解码数据至所述信号解码模块；

当参考地电平信号有电平波动时，所述信号解码模块根据m路所述解码数据选择一路解码数据进行时序补偿后输出至外部数字系统；n为大于1的正整数，m为小于或等于n的正整数。

所述的信号解码系统的解码方法中，所述信号接收模块接收外部信号发送模块发送的解码信号，并根据n个预设解码阈值分别对所述解码信号进行解码后输出m路解码数据至所述信号解码模块的步骤包括：

n路所述解码信道分别接收所述解码信号，并根据对应的所述预设解码阈值同时对所述解码信号进行解码后输出m路解码数据至信号解码模块。

所述的信号解码系统的解码方法中，所述的n路所述解码信道分别接收所述解码信号，并根据对应的所述预设解码阈值同时对所述解码信号进行解码后输出m路解码数据至所述信号解码模块的步骤包括：

所述解码信道分别将所述解码信号的高电平和低电平与对应的所述预设解码阈值进行比较；

当所述高电平高于所述预设解码阈值时，输出码1至所述信号解码模块；当所述低电平低于所述预设解码阈值时，输出码0至所述信号解码模块。

所述的信号解码系统的解码方法中，所述的n路所述解码信道分别接收外部信号发送模块发送的解码信号，并根据对应的所述预设解码阈值同时对所述解码信号进行解码后输出m路解码数据至所述信号解码模块的步骤还包括：

所述解码信号的低电平高于所述预设解码阈值或所述高电平低于所述预设解码阈值时，则无码值输出至所述信号解码模块。

所述的信号解码系统的解码方法中，所述信号解码模块根据m路所述解码数据选择一路解码数据进行时序补偿后输出至外部数字系统的步骤包括：

所述信号解码模块根据无码值输出的所述解码信道的预设解码阈值获得信号补偿时序；

所述信号解码模块根据所述信号补偿时序对选择的一路所述解码数据进行时序补偿后输出至所述外部数字系统。

相较于现有技术，本发明提供的一种信号解码系统及其解码方法，所述信号解码系统包括信号接收模块和信号解码模块，所述信号接收模块接收外部信号发送模块发送的解码信号，并根据n个预设解码阈值分别对所述解码信号进行解码后输出m路解码数据至所述信号解码模块，n为大于1的正整数，m为小于或等于n的正整数；当参考地电平信号有电平波动时，所述信号解码模块根据m路所述解码数据选择一路解码数据进行时序补偿后输出至外部数字系统；n个所述预设解码阈值中至少有两个不相同，进而实现了采用单线的数据传输方式接收数据，并有效的减少数据发送端与信号接收端之间地参考电平波动对解码的影响，提高了解码系统的可靠性。

附图说明

图1a为现有解码器中正常解码时的解码示意图；

图1b为现有解码器中正常解码时数据发送端信号的波形图和信号接收端信号的时序图；

图2a和图3a为现有解码器中解码异常时的解码示意图；

图2b和图3b为现有解码器中解码异常时数据发送端信号的波形图和信号接收端信号的时序图；

图4为本发明提供的信号解码系统的结构框图；

图5为本发明提供的信号解码系统第一实施例的结构框图；

图6为本发明提供的信号解码系统第一实施例的解码示意图；

图7为本发明提供的信号解码系统第一实施例中信号接收模块输出的解码数据的时序图；

图8为本发明提供的信号解码系统第一实施例中信号解码模块输入的解码信号和对应输出的解码数据的时序图；

图9为本发明提供的信号解码系统第二实施例的解码示意图；

图10为本发明提供的信号解码系统的解码方法的流程图；

图11为本发明提供的信号解码系统的解码方法中步骤s110的流程图；

图12为本发明提供的信号解码系统的解码方法中步骤s200的流程图。

具体实施方式

本发明提供的一种信号解码系统及其解码方法，能够采用单线的数据传输方式接收数据，并有效的减少数据发送端与信号接收端之间地参考电平波动对解码的影响，提高了解码系统的可靠性。

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图4，本发明提供的信号解码系统20，包括信号接收模块100和信号解码模块200，所述信号接收模块100的输入端与外部信号发送模块10连接，所述信号接收模块100的输出端与信号解码模块200连接，所述信号解码模块200还与外部数字系统30连接。

其中，所述信号接收模块100接收外部信号发送模块发送的解码信号，并根据n个预设解码阈值分别对所述解码信号进行解码后输出m路解码数据至所述信号解码模块200，n为大于1的正整数，m为小于或等于n的正整数；当参考地电平信号有电平波动时，所述信号解码模块200根据m路所述解码数据选择一路解码数据进行时序补偿后输出至外部数字系统；n个所述预设解码阈值中至少有两个不相同，通过设置至少两个不同的预设解码阈值，并依据不同的所述预设解码阈值对所述解码信号分别进行解码，进而实现了采用单线的数据传输方式接收数据，并有效的减少数据发送端与信号接收端之间地参考电平波动对解码的影响，提高了解码系统的可靠性。

进一步地，请参阅图5，本发明的第一实施例中，所述信号接收模块100包括n路解码信道110，n路所述解码信道分别设置一所述预设解码阈值，即n路所述解码信道共设置有n个所述预设解码阈值；n路所述解码信道110分别接收所述外部信号发送模块10发送的所述解码信号，并根据对应的预设解码阈值同时对所述解码信号进行解码后输出m路解码数据至所述信号解码模块200，当参考地电平信号有电平波动时，所述信号解码模块200根据m路所述解码数据选择一路解码数据进行时序补偿后输出至外部数字系统30；n路所述解码信道110的对应的n个所述预设解码阈值至少有两个不相同，通过设置至少两个不同的预设解码阈值，并设置多个不同的多个解码信道，使得每个所述解码信道依据各自的所述预设解码阈值对所述解码信号分别进行解码，实现了采用单线的数据传输方式接收数据，并有效的减少数据发送端与信号接收端之间地参考电平波动对解码的影响，提高了解码系统的可靠性。

具体来说，所述信号接收模块100的n路所述解码信道110均接收所述外部信号发送模块10的解码信号，每路所述解码信道110均对接收的解码信号进行解码，不同的是，每路解码信道110会依据自身预设解码阈值对所述解码信号进行解码，之后每路解码信道110各自输出对应的解码数据至所述信号解码模块200，由于参考地电平信号会存在波动，为避免参考地电平信号的电平波动干扰，所述信号解码模块200会选择m路解码数据中的一路解码数据，也即选择其中一路解码信道110输出的解码数据进行时序补偿后输出至外部数字系统30，进而提高解码的可靠性。

进一步地，本实施例中，n路所述解码信道110对应的所述预设解码阈值分别记为vt0、vt1、……、vtn、……vtn；各个所述预设解码阈值依据预定间隔递减设置，且所述预设解码阈值可在所述信号接收模块的电源电压和参考地电压之间选择；依据所述信号接收模块的电源电压vcc，每个所述预设阈值电压可分别设置为(n-1)*vcc/n、(n-2)*vcc/n、……、2*vcc/n、1*vcc/n，对应的，vt0＝(n-1)*vcc/n，vt1＝(n-2)*vcc/n，……，vtn＝1*vcc/n，所述预设阈值电压无法高于所述信号接收模块100的电源电压或参考地电压，因为所述信号接收模块100本身不能够提供所述预设解码阈值。通过设置多个预设解码阈值以及多路解码信道110，利用相邻的两个解码信道的预设解码阈值的压差检测出参考地电平信号的电平波动梯度，以便于后续获取更准确的补偿时序进行解码。

进一步地，所述解码信道110分别将所述解码信号的高电平和低电平与对应的预设解码阈值进行比较，并当所述解码信号的高电平高于所述预设解码阈值时，输出码1至所述信号解码模块200；当所述解码信号的低电平低于所述预设解码阈值时，输出码0至所述信号解码模块200，完成对接收到的所述解码信号的解码过程，并对应输出解码后的所述解码数据至所述信号解码模块200。

具体来说，当所述信号接收模块100中的各路所述解码信道110接收所述解码信号，本实施例中所述解码信号为数字信号vin，每一路所述解码信道110根据自身的预设解码阈值进行解码，当接收到的解码信号的高电平高于自身的预设解码阈值时，则输出码1，当接收到的解码信号的低电平低于自身的预设解码阈值时，则输出码0，依此，每路所述解码信道110将所述解码信号进行解码后获得对应的解码数据输出至所述信号解码模块200。在没有参考地电平信号没有电平波动的情况下，各路所述解码信道110均能够完整的解码所有数据并输出，此时所述信号解码模块200接收到的解码数据的数目m＝n，之后所述信号解码模块200选取中间的预设解码阈值为中间值的解码信道110输出的解码数据作为解码信号，码型没有畸变。

进一步地，所述解码信道110将所述高电平和所述低电平与所述预设解码阈值进行比较，并在所述低电平高于所述预设解码阈值或所述高电平低于所述预设解码阈值时，则无码值输出至所述信号解码模块200，那么对应的所述解码信道110将没有解码数据输出至所述信号解码模块200，此时所述信号解码模块200接收到的解码数据的数目m<n。

具体来说，当参考地电平信号有电平波动时，使得实际接收到的解码信号存在高电平低于所述预设解码阈值或者所述解码信号的低电平高于所述预设解码阈值的情况，就会产生部分所述解码信道110无数据输出，部分信道有数据输出的情况，相当于接收的所述解码信号与预设解码阈值不匹配，使得所述解码信道110解码出来的所述解码数据都会存在畸变。本实施例将各路所述解码信道110输出的解码数据记为vout0、vout1、……、voutn、……、voutn，当参考地电平信号有电平波动时，则可能存在解码数据vout0对应的解码通道解码失败，对应的所述信号解码模块200接收解码数据vout0失败，也即对应的解码信道110无数据输出，其他各路解码信道110解码输出对应的解码数据，但是接收到的各路所述解码数据会存在码型畸变的情况。

进一步地，所述信号解码模块200根据无码值输出的所述解码信道110的预设解码阈值获取信号补偿时序，并根据所述信号补偿时序对选择的所述解码数据进行时序补偿后输出至所述外部数字系统30，以完成数据接收解码过程。

具体来说，请参阅图6和图7，本实施例中，当参考地电平信号有电平波动时，假若所述参考地电平信号从0波动到-2，有的解码信道110解码失败无解码数据输出，有的解码信道110解码成功，有解码数据输出，但是存在码型畸变的情况，所述信号解码模块200根据无码值输出的解码信道110的预设解码阈值分析得到所述参考地电平信号的波动情况，例如：vout0对应的解码信道110无解码数据输出，解码不成功，说明接收的解码信号的高电平比对应的预设解码阈值vt0小，参考地电平信号的电平从0v至少往下偏移vcc-vt0，而vout1对应的有解码数据输出，则说明该解码信道110解码成功，说明参考地从0v往下偏移小于vcc-vt1，从而由此推断出参考地电平信号的电平偏移为vcc-vt0<v<vcc-vt1。

之后，所述信号解码模块200根据无解码数据输出的解码信道110的对应预设解码阈值推断出所述参考电平信号的电平波动情况后，根据参考地电平信号的电平波动情况获得信号补偿时序，例如，当vout0对应的无解码数据输出，其他解码信道110有解码数据时，所述信号解码模块200依据内部预设表格内容查表获得信号补偿时序为10ns；当vout0和vout1对应的无解码数据输出，其他解码信道110有解码数据时，所述信号解码模块200获得信号补偿时序为20ns。

请一并参阅图8，本实施例中，所述信号解码模块200在确定解码数据vout0对应的解码信道110无解码数据输出，其他解码信道110有解码数据时，之后选择将预设解码阈值为中间值的解码信道110输出的解码数据的高电平拓宽10ns进行还原之后输出至外部数字系统30，实现信号的接收解码过程；在所述参考电平信号没有波动的情况下，预设解码阈值为中间值的解码信道110输出的解码数据无畸变，其他所述预设解码阈值对应的解码信道解码得到所述解码数据仍有畸变；当所述参考电平信号有电平波动的情况下，预设解码阈值为中间值的解码信道110输出的解码数据也会发生畸变，而其他预设解码阈值对应的解码信道数据的解码数据可能存在或多或少的畸变，因而本实施例中选择预设解码阈值为中间值的解码信道110输出的解码数据进行时序补偿，当然，在其他实施例中也可以选择其他预设解码阈值对应解码得出的解码数据进行时序补偿，本发明对此不做限定。

其中，所述预设解码阈值为中间值即选择所述预设解码阈值为vtn＝vcc/2对应的解码信道，而当所述解码信道110的数目越多时候，相邻的两路信道的预设解码阈值阶梯会越小，所述信号解码模块200能够更加准确的判断出参考地电平信号的电平波动情况，以此补偿所述解码数据的解码时序，进而提高了系统解码的准确度。

进一步地，请参阅图9，本发明的第二实施例中，所述信号接收模块100包括一个解码信道110，所述解码信道110设置有n个所述预设解码阈值，通过切换n所述预设解码阈值分别对所述解码信号进行解码，并根据该所述预设解码阈值对应输出一个解码数据，对应的会输出m个解码数据到所述信号解码模块200。同样，所述信号解码模块200对依据无码值数据的对应预设解码阈值得到所述信号补偿时序，并根据所述信号补偿时序对所述预设解码阈值为中间值的解码数据进行时序补偿后输出至所述外部数字系统30，以完成数据接收解码过程，具体所述信号解码模块200的解码过程与第一实施例相同，由于上文对其进行了详细描述，在此不再赘述。

本发明通过设置多个预设解码阈值分别对接收到的数据进行解码得到多路解码数据，进而实现采用单线的数据传输方式接收数据，并有效的减少数据发送端与信号接收端之间地参考电平波动对解码的影响，提高了解码系统的可靠性。

本发明还提供了一种信号解码系统的解码方法，所述信号解码系统的解码方法适用于上述信号解码系统，由于上文对所述信号解码系统进行了详细描述，在此不再赘述，如图10所示，所述解码方法包括如下步骤：

s100、所述信号接收模块接收外部信号发送模块发送的解码信号，并根据n个预设解码阈值分别对所述解码信号进行解码后输出m路解码数据至所述信号解码模块；

s200、参考地电平信号有电平波动时，所述信号解码模块根据m路所述解码数据选择一路解码数据进行时序补偿后输出至外部数字系统。

进一步地，所述步骤s100包括：

s110、n路所述解码信号分别接收所述解码信号，并根据对应的所述预设解码阈值同时对所述解码信号进行解码后输出m路解码数据至信号解码模块。进一步地，请参阅图11，所述步骤s110包括：

s111、所述解码信道分别将所述解码信号的高电平和低电平与对应的预设解码阈值进行比较；

s112、当所述高电平高于所述预设解码阈值时，输出码1至所述信号解码模块；当所述低电平低于所述预设解码阈值时，输出码0至所述信号解码模块。

进一步地，所述步骤s110还包括：

s130、所述解码信号的低电平高于所述预设解码阈值或所述高电平低于所述预设解码阈值时，则无码值输出至所述信号解码模块。

进一步地，请参阅图12，所述步骤s200包括：

s210、所述信号解码模块根据无码值输出的所述解码信道的预设解码阈值获得信号补偿时序；

s220、所述信号解码模块根据所述信号补偿时序对选择的所述解码数据进行时序补偿后输出至所述外部数字系统。

综上所述，本发明提供的一种信号解码系统及其解码方法，所述信号解码系统包括信号接收模块和信号解码模块，所述信号接收模块接收外部信号发送模块发送的解码信号，并根据n个预设解码阈值分别对所述解码信号进行解码后输出m路解码数据至所述信号解码模块，n为大于1的正整数，m为小于或等于n的正整数；当参考地电平信号有电平波动时，所述信号解码模块根据m路所述解码数据选择一路解码数据进行时序补偿后输出至外部数字系统；n个所述预设解码阈值中至少有两个不相同，进而实现了采用单线的数据传输方式接收数据，并有效的减少数据发送端与信号接收端之间地参考电平波动对解码的影响，提高了解码系统的可靠性。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。