專利名稱：寬帶用戶線路技術(shù)收發(fā)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種寬帶XDSL收發(fā)器，尤其是一種在寬頻帶范圍內(nèi)具有恒定傳輸增益的XDSL收發(fā)器。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的用戶線路技術(shù)(DSL)利用現(xiàn)有的銅質(zhì)電話線提供高速數(shù)據(jù)傳輸。在DSL中，寬帶數(shù)據(jù)信號是在比傳統(tǒng)窄帶電話信號相對較高的頻段上進行傳輸?shù)?。由于窄帶電話信號和寬帶?shù)據(jù)信號都是在同一條用戶線路上傳輸，分路器被設(shè)置成用于在用戶線路的兩端，即電話總局或交換中心、和用戶位置的終端分離并重組兩種不同類型的信號。在過去幾年中已經(jīng)有ADSL、HDSL、SDSL和VDSL等各種不同的用戶線路技術(shù)。
離散多音(DMT)ADSL和一部分多載波VDSL的基礎(chǔ)是復(fù)頻調(diào)制。這種調(diào)制也被稱為正交頻分復(fù)接(OFDM)。
在通常由一對銅線組成的電話線路上，為了傳輸XDSL數(shù)據(jù)信號，電話總局設(shè)有線路驅(qū)動器。用于對電話線路的衰減進行補償?shù)木€路驅(qū)動器必須符合各自的DSL標(biāo)準(zhǔn)的PSD屏蔽(mask)要求。線路驅(qū)動器放大線路編碼的XDSL信號，以使用戶位置在下游能接收到足夠強度的信號。
在XDSL應(yīng)用中，信號是同時地發(fā)送和接收的。發(fā)送的信號被線路驅(qū)動器放大，而且由接收器對接收信號進行接收和估值。線路驅(qū)動器的輸出端和接收器的輸入端均接于信號線路。經(jīng)信號線路，在接收器的輸入端，施加被線路驅(qū)動器所放大的發(fā)送信號和來自遠(yuǎn)距離收發(fā)器的接收信號。在收發(fā)器的接收器的輸入端，發(fā)送信號比由于信號線路的阻抗而被衰減的接收信號有高得多的振幅。為了避免發(fā)送信號和失真信號耦合到接收器，傳統(tǒng)的寬帶DSL收發(fā)器包含了回波消除橋路用以在收發(fā)器的信號輸入端抑制發(fā)送信號。通過減小施加在接收器輸入端的發(fā)送信號的振幅，使得接收信號的信噪比(SNR)提高，從而XDSL收發(fā)器可完成的數(shù)據(jù)比特率也得到了提高。
圖1示出了用于根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)發(fā)送和接收XDSL信號的的XDSL收發(fā)器。這種XDSL收發(fā)器包括用于驅(qū)動發(fā)送信號的線路驅(qū)動器，該發(fā)送信號通過例如由一對銅線形成的信號線路施加到模擬線路驅(qū)動器的信號輸入端。線路驅(qū)動器的輸出端通過變壓器(圖中未示出)連接于傳輸線路。傳輸線路包括合成線路阻抗ZL。
如圖1所示的根據(jù)背景技術(shù)的XDSL收發(fā)器進一步包括接收器，用來對通過信號線路接收并施加在該接收器的輸入端的接收信號進行估值。如圖1所示，感應(yīng)電阻RS連接于XDSL收發(fā)器的輸出端子，用來測量線路驅(qū)動器的輸出電流。
反饋電阻網(wǎng)絡(luò)(FRN)設(shè)置于XDSL收發(fā)器輸出端子和模擬線路驅(qū)動器的信號輸入端之間。反饋電阻網(wǎng)絡(luò)(FRN)設(shè)置成用于將XDSL收發(fā)器的合成端子輸出阻抗ZT形成為感應(yīng)電阻RS和合成因數(shù)的乘積。至少由兩個電阻RA和RB形成根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)所述的XDSL收發(fā)器的反饋電阻網(wǎng)絡(luò)(FRN)。反饋電阻網(wǎng)絡(luò)的電阻阻值設(shè)定為要使得XDSL收發(fā)器的終端阻抗ZT和傳輸線路的負(fù)載阻抗ZL相匹配。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的XDSL收發(fā)器包括由感應(yīng)電阻RS和反饋電阻網(wǎng)絡(luò)(FRN)形成的有源終端阻抗。反饋電阻網(wǎng)絡(luò)(FRN)通常與線路驅(qū)動器和接收器一起集成于XDSL收發(fā)器芯片。
如圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)下的XDSL收發(fā)器包括回波消除橋路(ECB)，其設(shè)置成用來將由線路驅(qū)動器在接收器輸入端產(chǎn)生的傳送信號最小化?；夭ㄏ龢蚵?ECB)形成為全微分式的且包括兩對合成阻抗Z1、Z2。因為回波消除橋路(ECB)的阻抗Z1、Z2不是純電阻性的而是合成的，所以這些元件難以集成在XDSL收發(fā)器芯片上。正是如此，圖1所示的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的XDSL收發(fā)器的回波消除橋路(ECB)沒有集成到XDSL收發(fā)器芯片中。
因此，如圖1所示的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的XDSL收發(fā)器的第一個缺點就是，由于回波消除橋路(ECB)沒有集成到收發(fā)器芯片上，而使得XDSL收發(fā)器線路卡的尺寸和生產(chǎn)成本都增加了。進一步的，設(shè)置于XDSL收發(fā)器芯片外部的回波消除橋路(ECB)很有可能從環(huán)境中吸收噪聲，比如接收器的噪聲敏感度增加。
如圖1所示的傳統(tǒng)的XDSL收發(fā)器的另一個更嚴(yán)重的缺點就是，因為感應(yīng)電阻RS為電阻式的，從而造成了XDSL收發(fā)器的合成終端阻抗ZT和傳輸線路的負(fù)載阻抗ZL之間的匹配和理想值相差過大，從而使得傳輸增益在寬頻帶范圍內(nèi)不是一條平滑的曲線，即傳輸增益不是常數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的主要目的是提供一種XDSL收發(fā)器，該XDSL收發(fā)器在寬頻帶范圍內(nèi)具有與傳輸線路的負(fù)載阻抗ZL相匹配的合成終端輸出阻抗ZT。
獨立權(quán)利要求1中所述的寬帶XDSL收發(fā)器的技術(shù)特征用以實現(xiàn)這個目的。
本發(fā)明提供一種寬帶XDSL收發(fā)器，用于在預(yù)定的寬帶頻率范圍內(nèi)通過具有合成線路阻抗的信號線路發(fā)送和接收信號，其中所述XDSL收發(fā)器包括線路驅(qū)動器，用于驅(qū)動通過所述信號線路施加到所述線路驅(qū)動器的信號輸入端的發(fā)送信號；接收器，用于對通過所述信號線路接收并施加到所述接收器的信號輸入端的接收信號進行估值；回波消除橋路，用于消除所述接收器的信號輸入端處的發(fā)送信號；連接到信號線路的感應(yīng)阻抗(ZS)；反饋電阻網(wǎng)絡(luò)，其設(shè)置在感應(yīng)阻抗(ZS)和所述線路驅(qū)動器的信號輸入端之間，用于把XDSL收發(fā)器的合成終端阻抗(ZT)形成為感應(yīng)阻抗(ZS)和阻抗合成因數(shù)(G)的乘積；其中感應(yīng)阻抗(ZS)是合成阻抗，以使合成終端阻抗(ZT)與線路阻抗(ZL)在預(yù)定的寬帶頻率范圍內(nèi)相匹配。
在優(yōu)選的實施例中，反饋電阻網(wǎng)絡(luò)是可編程的，以調(diào)整阻抗合成因數(shù)(G)。
其優(yōu)點在于，XDSL收發(fā)器的合成終端阻抗(ZT)能適應(yīng)具有不同負(fù)載阻抗(ZL)的不同傳輸線路。
在按照本發(fā)明的XDSL收發(fā)器進一步的優(yōu)選實施例中，回波消除橋路是可編程的，以使得接收器信號輸入端處的發(fā)送信號最小化。
在優(yōu)選的實施例中，線路驅(qū)動器、接收器、反饋電阻網(wǎng)絡(luò)和回波消除橋路都集成于XDSL收發(fā)器芯片。
回波消除橋路集成于XDSL收發(fā)器芯片，具有XDSL收發(fā)器線路卡的尺寸被縮小的優(yōu)點。
進一步的優(yōu)點就是，寬帶XDSL收發(fā)器的制造成本降低了。
回波消除橋路集成于XDSL收發(fā)器芯片的進一優(yōu)點在于，接收器的噪音敏感度得到減小，即接收器被環(huán)境干擾的可能性就變小了。
在優(yōu)選的實施例中，所述XDSL收發(fā)器形成為全微分式的。
在進一步的實施例中，線路驅(qū)動器包括信號輸出端，其通過變送器連接于信號線路。
在優(yōu)選的實施例中，回波消除橋路由集成在XDSL收發(fā)器芯片中的一些電阻組成的電阻網(wǎng)絡(luò)形成。
下面參照隨附的附圖，說明按照本發(fā)明所述的可編程XDSL收發(fā)器的優(yōu)選實施例。


圖1所示的是現(xiàn)有技術(shù)中的XDSL收發(fā)器。
圖2所示的是根據(jù)本發(fā)明的寬帶XDSL收發(fā)器的第一實施例。
圖3所示的是根據(jù)本發(fā)明的寬帶XDSL收發(fā)器的第二實施例。
圖中，1XDSL收發(fā)器2XDSL收發(fā)器芯片3線路驅(qū)動器4信號輸入端5內(nèi)部線路6收發(fā)器端子7負(fù)載阻抗8接收器9接收器輸入端10回波消除橋路11感應(yīng)阻抗12反饋線路13端子14內(nèi)部線路
15反饋電阻網(wǎng)絡(luò)16反饋線路17端子18內(nèi)部線路19內(nèi)部線路20可編程控制線路具體實施方式
如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明所述寬帶XDSL收發(fā)器1包括XDSL收發(fā)器芯片2，該XDSL收發(fā)器芯片2包括線路驅(qū)動器3，線路驅(qū)動器3用于驅(qū)動施加在線路驅(qū)動器3的信號輸入端4a、4b的發(fā)送信號。線路驅(qū)動器3放大所施加的模擬信號，并將放大后的信號通過內(nèi)部線路5a、5b輸出到XDSL收發(fā)器芯片2的輸出端子6a、6b。XDSL收發(fā)器芯片2的輸出端子6a、6b通過圖中未示出的變送器連接到負(fù)載阻抗為ZL的傳輸線路。傳輸線路的阻抗ZL為是合成的。圖2中，傳輸線路由7a、7b表示。
XDSL收發(fā)器1進一步包括接收器8，接收器8用于對通過信號線路接收并施加在接收器8的信號輸入端9a、9b的接收信號進行估值。XDSL收發(fā)器1還包括回波消除橋路10，其用來消除接收器8的信號輸入端9a、9b處的發(fā)送信號。感應(yīng)阻抗11連接到信號線路上。根據(jù)本發(fā)明的XDSL收發(fā)器1的感應(yīng)阻抗11和傳輸線路的阻抗ZL一樣也是合成的。具有合成阻抗ZS的感應(yīng)阻抗11在圖2所示的實施例中沒有集成到XDSL收發(fā)器芯片2中。
XDSL收發(fā)器芯片2的信號端子6a、6b通過第一反饋線路12a、12b反饋到XDSL收發(fā)器芯片2的端子13a、13b。端子13a、13b通過內(nèi)部線路14a、14b連接到反饋電阻網(wǎng)絡(luò)15a、15b。XDSL收發(fā)器1的感應(yīng)阻抗11通過第二外部反饋線路16a、16b連接到XDSL收發(fā)器芯片2的端子17a、17b。這些端子17a、17b也通過內(nèi)部線路18a、18b連接到反饋電阻網(wǎng)絡(luò)15a、15b。反饋電阻網(wǎng)絡(luò)15a、15b每一個都包括至少兩個電阻RA和RB。進一步的，反饋電阻網(wǎng)絡(luò)15a、15b包含開關(guān)(圖中未示出)，從而使反饋阻值可被編程。反饋電阻網(wǎng)絡(luò)15a、15b通過內(nèi)部線路19a、19b連接到線路驅(qū)動器3的輸入端4a、4b。
回波消除橋路10包括兩對電阻R1、R2。電阻R1、R2不是合成阻抗而是純電阻性的，因此，它們能容易地集成到XDSL收發(fā)器芯片2里。第一電阻R1連接在內(nèi)部線路5a、5b與接收器8的信號輸入端9a、9b之間。第二電阻R2連接在合成感應(yīng)阻抗11與接收器8的信號輸入端9a、9b之間。
在優(yōu)選的實施例中，回波消除橋路10還能夠通過內(nèi)部編程線路20a、20b進行編程，以使線路驅(qū)動器3在接收器8的信號輸入端9a、9b處產(chǎn)生的發(fā)送信號被最小化?？删幊痰幕夭ㄏ龢蚵?0包括被控制線路20a、20b控制的開關(guān)(圖中未示出)。編程控制線路20a、20b連接到設(shè)置于XDSL收發(fā)器1內(nèi)部的微處理器。
反饋電阻網(wǎng)絡(luò)15a、15b設(shè)置在感應(yīng)阻抗11和線路驅(qū)動器3的輸入端4a、4b之間，其形成了XDSL收發(fā)器1的合成終端阻抗ZT。
XDSL收發(fā)器1的合成終端阻抗ZT是感應(yīng)阻抗ZS和可調(diào)整阻抗合成因數(shù)(G)的乘積ZT＝G*ZS(1)當(dāng)終端阻抗ZT和信號線路的負(fù)載阻抗ZL相同的時候能實現(xiàn)最理想的匹配ZT＝ZL(2)因此，此時ZL＝G*ZS(3)以下給出由線路驅(qū)動器3在接收器輸入端9a、9b產(chǎn)生的發(fā)送信號的傳輸增益GTX=1-[21+R2R1]·[1-12(1+ZSZL)]---(4)]]>當(dāng)負(fù)載阻抗ZL已知時，可以通過正確地設(shè)置回波消除橋路10中的電阻R1、R2的阻值和阻抗11的合成阻抗ZS的大小實現(xiàn)傳輸增益GTX為0。
因此，采用在接收器8的信號輸入端幾乎完全地消除發(fā)送信號的方式，能夠?qū)崿F(xiàn)回波消除橋路10，從而能實現(xiàn)噪聲干擾的最小化。
以下給出接收信號的增益
GRX=1G[G+1-G1+R2R1]---(5)]]>回波消除橋路10中電阻R1、R2的阻值的設(shè)置成要使增益G最小。合成因數(shù)G的選擇地足夠高，以使接收信號增益GRX可接受，但是也要夠低，以保證較低的功率耗散。
當(dāng)減小阻抗ZS從而使功率耗散最小時，這樣折衷的選擇是接收信號的增益GRX減小。
如等式(4)所示，由于感應(yīng)電阻和信號線路的阻抗一樣也是合成阻抗，ZS/ZL的商為常數(shù)，因此GRX在寬頻率范圍內(nèi)為零。所以，在XDSL收發(fā)器1預(yù)定的寬帶頻率范圍的所有頻率上，都能夠?qū)崿F(xiàn)傳輸信號的平坦傳輸增益。
由于阻抗11是合成阻抗(ZS)，這就使得XDSL收發(fā)器1使用純電阻性的回波消除橋路10，例如回波消除橋路10僅包含沒有復(fù)合阻抗的電阻。因此，根據(jù)本發(fā)明的XDSL收發(fā)器1的回波消除橋路10能夠很容易地集成到XDSL收發(fā)器芯片2中。所以，XDSL收發(fā)器1就能同時實現(xiàn)出色的匹配和最小化的噪聲干擾。進而，根據(jù)本發(fā)明的XDSL收發(fā)器1的尺寸小，并且制造成本更少。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的XDSL收發(fā)器1的另一種可選實施例。
在此實施例中，感應(yīng)阻抗ZS與負(fù)載阻抗ZL串聯(lián)，使用或者不使用變壓器?；夭ㄏ龢蚵?0的第二電阻R2設(shè)置在接收器8的信號輸入端9a、9b與反饋回路的端子17a、17b之間。
在典型的應(yīng)用中，信號線路的負(fù)載阻抗ZL一般為100歐姆左右。為了使感應(yīng)電阻11的阻抗最小而且功率耗散也最小，使用反饋回路形成合成終端阻抗ZT，該合成終端阻抗和信號線路的負(fù)載阻抗ZL相匹配，即終端阻抗通常也為100歐姆左右。在根據(jù)本發(fā)明的XDSL收發(fā)器1的典型實施例中，阻抗合成因數(shù)G大約是7。
權(quán)利要求
1.寬帶XDSL收發(fā)器，用于在預(yù)定的寬帶頻率范圍(ΔF)內(nèi)通過具有合成線路阻抗(ZL)的信號線路發(fā)送和接收信號，其中所述XDSL收發(fā)器(1)包括(a)線路驅(qū)動器(3)，用于驅(qū)動通過所述信號線路施加到所述線路驅(qū)動器(3)的信號輸入端(4a、4b)的發(fā)送信號；(b)接收器(8)，用于對通過所述信號線路接收并施加到所述接收器(8)的信號輸入端的接收信號進行估值；(c)回波消除橋路(10)，用于消除所述接收器(8)的信號輸入端(9a、9b)處的發(fā)送信號，其中回波消除橋路(10)能夠利用所述收發(fā)器(1)的微處理器通過對控制線路(20a、20b)進行編程而使所述回波消除橋路(10)是可編程的，以使接收器(8)的信號輸入端(9a、9b)處的發(fā)送信號最小化；(d)連接到信號線路的感應(yīng)阻抗(11)；(e)反饋電阻網(wǎng)絡(luò)(15a、15b)，其設(shè)置在感應(yīng)阻抗(11)和所述線路驅(qū)動器(3)的信號輸入端(4a、4b)之間，用于把XDSL收發(fā)器(1)的合成終端阻抗(ZT)形成為感應(yīng)阻抗(ZS)和阻抗合成因數(shù)(G)的乘積，其中反饋電阻網(wǎng)絡(luò)(15a、15b)利用所述微處理器通過所述編程控制線路(20a、20b)是可編程的，以調(diào)整阻抗合成因數(shù)(G)，以使合成終端阻抗(ZT)與所述信號線路的負(fù)載阻抗(ZL)相匹配；(f)其中感應(yīng)阻抗(11)是合成阻抗(ZS)，以使合成終端阻抗(ZT)與線路阻抗(ZL)在預(yù)定的寬帶頻率范圍(ΔF)內(nèi)相匹配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶XDSL收發(fā)器，其中，線路驅(qū)動器(3)、接收器(8)、反饋電阻網(wǎng)絡(luò)(15a、15b)和回波消除橋路(10)都集成于XDSL收發(fā)器芯片(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶XDSL收發(fā)器，其中，所述XDSL收發(fā)器(1)形成為全微分式的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶XDSL收發(fā)器，其中，所述線路驅(qū)動器(3)包括信號輸出端，其通過變送器連接于信號線路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的寬帶XDSL收發(fā)器，其中，所述回波消除橋路(10)是由集成在所述XDSL收發(fā)器芯片(2)中的電阻(R1、R2)組成的電阻網(wǎng)絡(luò)形成的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的寬帶XDSL收發(fā)器，其中，所述接收器(8)接收的接收信號的增益如下GRX=1G[G+1-G1+R2R1]]]>式中的G是阻抗合成因數(shù)，而R1、R2是回波消除橋路(10)中的電阻。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的寬帶XDSL收發(fā)器，其中，所述反饋電阻網(wǎng)絡(luò)(15a、15b)被編程為使合成因數(shù)(G)足夠高，以使接收信號增益GRX可接受，而且足夠低，以實現(xiàn)低功率耗散。
全文摘要
寬帶XDSL收發(fā)器，用于在預(yù)定的寬帶頻率范圍內(nèi)通過具有合成線路阻抗的信號線路發(fā)送和接收信號，其中所述XDSL收發(fā)器包括線路驅(qū)動器，用于驅(qū)動通過所述信號線路施加到所述線路驅(qū)動器的信號輸入端的發(fā)送信號；接收器，用于對通過所述信號線路接收并施加到所述接收器的信號輸入端的接收信號進行估值；回波消除橋路，用于消除所述接收器的信號輸入端處的發(fā)送信號；連接到信號線路的感應(yīng)阻抗；反饋電阻網(wǎng)絡(luò)，其設(shè)置在感應(yīng)阻抗和所述線路驅(qū)動器的信號輸入端之間，用于把XDSL收發(fā)器的合成終端阻抗形成為感應(yīng)阻抗和阻抗合成因數(shù)的乘積；其中感應(yīng)阻抗是合成阻抗，以使合成終端阻抗與線路阻抗在預(yù)定的寬帶頻率范圍內(nèi)相匹配。
文檔編號H04B3/23GK1716799SQ20051007541
公開日2006年1月4日 申請日期2005年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月29日
發(fā)明者斯特凡·巴爾卡羅, 托爾比約恩·蘭達(dá)爾, 卡爾－米卡埃爾·約翰松, 拉爾斯·卡爾松, 布·博金格 申請人:印芬龍科技股份有限公司