| 在過去的幾年里,對于高速進入國際互聯(lián)網(wǎng)、內部局域網(wǎng)以及短距離數(shù)據(jù)通信的需求呈指數(shù)增長,并預計至2005年內將還會不斷地增長。電話線路中諸如雙絞線式的傳輸,可用于本地網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)端和計算機端的數(shù)據(jù)傳輸以及視頻點播（VOD）應用中。與這些類似的技術還可能會被視頻設計者采用,他們準備將成本較高的同軸電纜用更低價位的雙絞線替代。這些應用都需要極快的速率和更高的集成化技術。 從過去到現(xiàn)在,采用純技術數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾y題在于其占用的帶寬遠遠超過了其數(shù)據(jù)率。針對于此,目前調制解調器技術正蓬勃地發(fā)展成一個由數(shù)字用戶環(huán)路（DSL）型構成的家庭系列,這里我們統(tǒng)稱為XDSL。在這些環(huán)路應用中,模擬技術的采用可在電話線路上實現(xiàn)數(shù)據(jù)率成百倍析增長。 數(shù)字用戶環(huán)路（DSL）是一門新興技術。由于采用電纜、光纖和衛(wèi)星等方式進入英特網(wǎng)的大量需求,使它得以迅猛地發(fā)展。下面主要闡述ADSL局端CO（Central Office）系統(tǒng)驅動部分,有關技術上的分析和討論適用于各款標準的DSL和所有驅動器的設計。 討論了ADSL DMT CO線路驅動器的要求之后,我們會給出典型的線路驅動器的回路。由變壓器的變比和熱阻值還可計算出驅動器的輸出電流和電壓值。接著,我們會測試驅動器的線性度和功率消耗。由功耗我們還可計算所需的熱阻值。最后,給出關于ADSL和HDSLII的不同的功率需求。 ADSL CO驅動器的關鍵指標如下： 線路峰值輸出功率（peak output line power）為20dBm 電話線路阻抗（POTS line impedance）為100歐姆 ADSL DMT CO的波峰因數(shù)（crest factor）為14.5dB 由線路的輸出功率和阻抗,我們可計算出線路輸出的平均電壓和電流值。 Pout=(Vout-rms)2 / Rline Vout-rms=3.16V 線路的差分輸出峰峰值由峰均值比（PAR）和相應的波峰因數(shù)（CF）計算出來。 CR=20log(PAR)=4.5dB, PAR=5.3 Voutpp-diff=Vout-rms*PAR*2=33.52V ADSL Co的輸出電壓峰峰值需為33.52V,峰值輸出電流可由峰值輸出電壓除以100歐姆的線路阻抗得出,其值為167.6mA。 常用的差分收發(fā)電路中,驅動器由兩個放大器組成,用來傳輸差分信號。接收器將返回的信號轉換成單端信號。 圖1給出了一個典型的差分驅動器的電路結構圖。作為計算的初始條件,輸出電壓的峰峰值為32.52V,線路的峰值電流為167.6mA。驅動器的線路輸出電壓和電流由變壓器的變化N和回路匹配電阻Rterm的值決定。差分式驅動器和接收器的總的關鍵指標在于要有：對稱式的動態(tài)響應、較寬的頻帶寬度、低的相位和增益差、靈活的操作、大的輸出電流和低的總諧波失真。 變壓器的變比N是非常重要的參數(shù),因為它決定著驅動器的輸出電流、電壓和功率消耗。例如,我們設定N為1.41（典型值）,那么驅動器的峰值輸出電流Iout-peak則為： 167.6mA*1.41=236.3mA 在變壓器與驅動器相聯(lián)的一側的差分輸出電壓峰值（Vout peak to peak）為： 32.5V/1.41=23.1V 每個放大器的輸出電壓峰峰值為11.53V。 驅動器的輸出值取決于匹配電阻的大小。匹配電阻用來匹配線路的阻抗和消除返回到信號源的反射功率。 當線路100%匹配時,電阻值為25歐姆,輸出電壓值為23.1V。在60%匹配時,電阻值則降低為15歐姆,輸出電壓為18.45V。這點較容易滿足驅動器的輸出需求,但是要允許有部分反射功率回到驅動放大器。因此,這類放大器的輸出電路應針對此類反射而設計決定。 兩個輸出幅度電平的失真如圖2所示。這些線性曲線為DSL驅動器EL1503的特性。失真從線性區(qū)急劇地上升。而在60%匹配時,輸出電壓為18.5V時,器件則工作在線性區(qū)。因此,僅簡單地從失真的指標考慮,對于ADSL CO驅動器放大器的配置設計,60%的匹配是較好的。 線路的信號強度是由信噪比（SNR）來量化的。有許多因素決定了它,其中包括接收器的分辯率、線路的衰減以及系統(tǒng)的附加噪聲。首先的干擾源為電話線路和設備產生的背景噪聲,其次為單管多絞線間的信號串擾。這類多絞線間的串擾對音頻無大礙,但對DSL的信號卻很不利。由于衰減和串擾是由頻率決定的,因而作為此二者所決定的信噪比（SNR）也受頻率限制。信噪比決定了系統(tǒng)的線路驅動能力。 變壓器的變化N為1.41,電阻值由匹配在60%時選擇,功耗使可計算機出來。給出的電壓Vs=+/-12V,選擇為滿功率模式[C0,C1為低],Rest選為1.5K歐姆,正端供電電流為12mA,負端為1lmA�，F(xiàn)在可計算出靜態(tài)的功率消耗。 Pd(靜態(tài))=Vs+*(Is+-7mA)+Vs-*(Is- -7mA) (引處的7mA 是驅動得負載時流向輸出的靜態(tài)電流) 在這個等式中,靜態(tài)功耗為108mW。輸出級的功耗可由供電電壓（減去輸出電壓的有效值）乘以輸出電流來計算。總的功率消耗為1.023W。當功耗為1.023W和60%的匹配電阻時,效率為8.5%。最高的晶片溫度設在150℃,最高環(huán)境溫度假定為80℃,最大熱阻指標為63.3℃/W。 圖3中的電路給出了一個熱阻的測試方法。內部的二極管用于測試晶片的1.76mV/℃的溫度系數(shù)。驅動器為電流反饋的單位增益放大器,Vin+接地,反饋電阻為2k歐姆。測試線路板放置于一個封閉的環(huán)境中,以獲得穩(wěn)定的周邊氣流和溫度條件。首先當U1和U2開關打開時,測量C0和C1間的二極管電壓。接下來,接通U1和U2開關給晶片加電。5分鐘后晶片的溫度趨于穩(wěn)定,這時可測得正負電流來計算出功率消耗： Pd=[(Is+)+(Is-)]*12V 經(jīng)過5分鐘后,可測得C0與C1間的二極管電壓來計算出溫度的變化： △Temp=[V(二極管接通)-V（二極管斷開）]/1.67mV/C 一旦功耗和△T確定下來,熱阻便可由△T除以功耗計算出來。
表1 其它的DSL指標 |
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