專利名稱：用于非屏蔽雙絞線信號的放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于模擬放大器，特別是與非屏蔽雙絞線一起使用的放大器。
背景技術(shù)：
數(shù)據(jù)通信用戶永遠(yuǎn)不斷需要更快的服務(wù)。聲學(xué)調(diào)制解調(diào)器通常能夠傳送最大56k字節(jié)每秒(kbps)。更高速度的寬帶連接已鼓勵內(nèi)容提供商提供在較低速度不可行的服務(wù)，這些服務(wù)通常要求最小150kbps。數(shù)字用戶路(DSL)提供高達(dá)幾兆字節(jié)每秒(Mbps)的速度，其取決于從電話服務(wù)提供商的中心局(CO)到用戶辦事設(shè)備(CPE)的距離以及用戶支付額外費(fèi)用的意愿。在某些距離，以任何合理的價(jià)格均不可能獲得高速DSL，因?yàn)榧夹g(shù)不能達(dá)到。通常，消費(fèi)者速度DSL不由距CO大于2.5英里的電信公司提供。因而，提供商的服務(wù)區(qū)域受CO的數(shù)量及其相互之間的鄰近程度的限制。該局限源于DSL廠商利用現(xiàn)有非屏蔽雙絞線(UTP)銅線網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)自商用電話之初即已是電話基礎(chǔ)設(shè)施的支柱。UTP的優(yōu)點(diǎn)在于其依靠其用于承載普通電話連接而虛擬地進(jìn)入每一家庭和辦公場所。UTP的缺點(diǎn)在于其不太適合高頻信號，因?yàn)樗Ｍ麛?shù)據(jù)速率需要的高頻率被導(dǎo)線媒質(zhì)本身嚴(yán)重衰減。這是因?yàn)殡S連線長度建立的阻抗所致。
競爭寬帶服務(wù)由電視電纜公司提供，其中光纖服務(wù)安裝在附近地區(qū)。之后，有限數(shù)量的用戶可經(jīng)同軸導(dǎo)線共享距光纖連接終端至多約1.25英里遠(yuǎn)可用的總帶寬。電纜寬帶速度通常高于1Mbps。為與電纜提供商競爭寬帶覆蓋率及速度，DSL提供商被迫也安裝更多的光纖連接，其更加遠(yuǎn)離CO，從光纖連接處可分散DSL UTP線路。由于勞動力、材料及接入權(quán)(某些情況下)，光纖的安裝成本非常高。在美國，盡管寬帶電纜目前已較DSL具有更多的市場，但寬帶服務(wù)的總市場滲透還非常小。因而份額競爭非常有空間。
如果DSL提供商能經(jīng)濟(jì)地以現(xiàn)有的UTP基礎(chǔ)設(shè)施擴(kuò)展其市場覆蓋率并提供可與寬帶電纜競爭的數(shù)據(jù)速率，則應(yīng)是經(jīng)濟(jì)的且DSL提供商可具有時(shí)間對市場優(yōu)勢?，F(xiàn)有技術(shù)已主要基于中繼器，其接收DSL信號、使用有關(guān)錯誤檢測和校正協(xié)議解碼DSL信號、然后再形成數(shù)據(jù)并用復(fù)原的信號中繼站發(fā)送該數(shù)據(jù)。這樣的方法成本非常高。相應(yīng)領(lǐng)域的其它產(chǎn)品利用UTP基礎(chǔ)設(shè)施，但需要電信公司在CO和CPE安裝不同的設(shè)備，這同樣成本高昂。
本發(fā)明經(jīng)現(xiàn)有的UTP線路擴(kuò)展DSL業(yè)務(wù)范圍，不改變CO或CPE處的設(shè)備或軟件，且通常具有較當(dāng)前可達(dá)到的數(shù)據(jù)速率更高的速率。本發(fā)明的目標(biāo)是使DSL服務(wù)提供商能夠經(jīng)濟(jì)地?cái)U(kuò)展其市場覆蓋率、在速度方面與寬帶電纜提供商競爭、并使他們能夠因較低的基礎(chǔ)設(shè)施擴(kuò)展資金需要而比寬帶電纜提供商更快速地提高覆蓋率和進(jìn)行服務(wù)改進(jìn)。
DSL技術(shù)基于CO處的數(shù)字用戶線路接入多路復(fù)用器(DSLAM)板和客戶房屋處的DSL調(diào)制解調(diào)器之間的雙向連接。有一對一的關(guān)系。也就是說，單一、專用雙絞線組從DSLAM上的單一端口延伸到客戶的DSL調(diào)制解調(diào)器。沒有其它的用戶可為同一組導(dǎo)線服務(wù)。在房屋入口點(diǎn)處或其附近的分路器從專用于DSL使用的光譜分出分配給模擬聲音信號(如果有)的頻譜。較低的30khz預(yù)留供聲音信號之用。DSL信號被分配一個(gè)或多個(gè)分開的、不相重疊的“上行鏈路”(朝向CO)方向頻帶和一個(gè)或多個(gè)不相重疊的“下行鏈路”(朝向CPE)方向頻帶。在這兩個(gè)方向中流動的數(shù)據(jù)相互獨(dú)立并同時(shí)流動，只是在同一時(shí)間通過同一媒質(zhì)的方向不同，其通過頻率而不是通過時(shí)間分開。因而，插入在房屋分路器和CO DSLAM之間的任何裝置必須適應(yīng)從接近直流到1100khz或更高范圍的信號，而不管方向如何，其中“方向”在連接端是發(fā)射機(jī)(在CPE為上行鏈路、在CO為下行鏈路)和接收機(jī)(在CPE為下行鏈路、在CO為上行鏈路)時(shí)是不同的。
用于傳輸?shù)姆菍ΨQDSL(“ADSL”，ADSL意味著下行鏈路數(shù)據(jù)速率與上行鏈路數(shù)據(jù)速率不同)及對稱DSL(“SDSL”)標(biāo)準(zhǔn)可用于將同時(shí)出現(xiàn)在UTP上的聲音、上行鏈路和下行鏈路信號。這與高比特率DSL(“HDSL”)形成對比，其中下行鏈路數(shù)據(jù)被施加到一UTP組，而上行鏈路數(shù)據(jù)被施加到另一UTP組，且聲音數(shù)據(jù)根本不由系統(tǒng)運(yùn)送。工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(在ANSI T1.417及其它地方描述)通過頻率范圍分離不同的數(shù)據(jù)范疇。
在G.992.1(ADSL)標(biāo)準(zhǔn)的1100khz帶寬中，有256個(gè)4.3125khz“桶”。出現(xiàn)在ADSL物理電線上的信號稱為數(shù)字多頻聲(DMT)，因?yàn)槠溆刹煌l聲的能量組成。DMT的桶的頻率越高，隨UTP電線長度的增加信號遭受越大的衰減。因此，相對于那些較低頻率的桶，較高頻率的桶的有效運(yùn)送數(shù)據(jù)的能力被妨礙。
對于ADSL，從大約0Hz(桶0)到大約30khz(桶7)的帶寬部分預(yù)留用于聲音通道及其它信令。從大約34khz(桶8)到125khz(桶29)的帶寬部分分配給ADSL上行數(shù)據(jù)流通道，因而包括隨后的22個(gè)桶。隨著UTP電線長度的增加，越來越少的上行數(shù)據(jù)流桶能夠運(yùn)送數(shù)據(jù)，從而導(dǎo)致上行數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)速率的降低。
從大約164khz(桶38)到1100khz(桶255)的帶寬部分分配給下行數(shù)據(jù)流通道，因而包括上面的218個(gè)桶。隨著UTP電線長度的增加，越來越少的下行數(shù)據(jù)流桶能夠運(yùn)送數(shù)據(jù)，從而導(dǎo)致下行數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)速率的降低。數(shù)據(jù)速率在CO和CPE之間協(xié)商。
超過大約18000英尺的常用UTP電話線之后，大多數(shù)相應(yīng)的帶寬被減小，大多數(shù)下行數(shù)據(jù)流桶被使得無用，經(jīng)ADSL標(biāo)準(zhǔn)的通信完全中斷。
在一般情況下，任意數(shù)量的不相重疊頻帶可被分配用于上行鏈路和下行鏈路數(shù)據(jù)，大概二者被輪流使用。例如，圖1示出了交錯DSL的一般分配方案。圖2示出了ADSL的頻帶分配標(biāo)準(zhǔn)，其中只有一個(gè)頻帶(34khz到125khz)被分配給上行鏈路數(shù)據(jù)，及只有一個(gè)頻帶(164khz到1100khz)被分配給下行鏈路數(shù)據(jù)。高于1100khz的頻譜未被使用。正在發(fā)展的其它標(biāo)準(zhǔn)可能一定程度上分配不同的頻率塊和/或利用更高的最大頻率。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，本發(fā)明可應(yīng)用于這樣的不同頻率分配，其為在此描述的各個(gè)電路塊選擇不同的元件值使得它們被調(diào)諧從而在適當(dāng)?shù)念l率范圍中濾掉或通過或放大。
本發(fā)明對ISO OSI模型層1起作用。也就是說，其是沒有軟件或協(xié)議或幀的綜合的純模擬設(shè)備。其捕獲弱的有噪聲的信號、對其進(jìn)行清理和放大。因此，不管信號表示的是哪種協(xié)議，其均是有用的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解其在任何UTP傳輸系統(tǒng)內(nèi)改善信號質(zhì)量的適用性。

發(fā)明內(nèi)容
電子電路插入在非屏蔽雙絞線DSL連接的電信中心局和客戶房屋設(shè)備之間。已通過所分配的頻帶分開的下行鏈路或上行鏈路信號按各自的信號條件處理分開。下行鏈路信號，通常具有比上行鏈路信號高的頻率，被分開、放大、濾波、均衡、放大、及在UTP連接上驅(qū)動到CO。在另一實(shí)施例中，上行鏈路信號被分開、放大、濾波、均衡、放大、及在UTP連接上驅(qū)動到CO。任何聲音信號通過與UTP上的上行鏈路和下行鏈路信號連接的低通濾波器在活動電路周圍雙向、無修改地傳送。在另一實(shí)施例中，上行鏈路和下行鏈路信號不共享共同的UTP導(dǎo)線組，并被無混頻或?yàn)V波的放大。


圖1示出了交錯系統(tǒng)的頻帶分配。
圖2示出了ADSL系統(tǒng)的頻帶分配。
圖3為本發(fā)明一般形式的框圖。
圖4為本發(fā)明的框圖，其示出了ADSL實(shí)施情況下的主要功能塊和信號流的方向。
圖5為MIXER1的原理圖。
圖6為前置放大器的原理圖。
圖7為高通濾波器FILTER1的原理圖。
圖8為均衡放大器AMP1的原理圖。
圖9為低通濾波器FILTER2的原理圖。
圖10為低通濾波器FILTER3的原理圖。
圖11為多個(gè)峰值放大器和驅(qū)動器的原理圖。
圖12為放大器AMP2的原理圖。
圖13為AMP1的一組SPICE仿真。
圖14為某些元件的值為距CO和CPE的距離的函數(shù)的表。
具體實(shí)施例方式
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，模擬電路以CO和CPE之間的適當(dāng)距離插入在UTP線路中。其為分隔三個(gè)或更多頻帶(分配給聲音(如果有)的頻帶、上行鏈路、下行鏈路)的裝置。本發(fā)明無修改地通過任何聲音信號、濾波和放大上行鏈路和下行鏈路信號，之后將任何聲音信號與上行鏈路或下行鏈路數(shù)據(jù)信號重新結(jié)合為適當(dāng)信號。因此，如果所插入的設(shè)備因功率失效等發(fā)生故障，在用戶房屋的電話將沒有變化地繼續(xù)運(yùn)行。這滿足行業(yè)需求，其要求與緊急號911的連通性不被損害。
圖3示出了本發(fā)明的一實(shí)施例，適于頻率分配方案，其中指明了多個(gè)“m”下行鏈路和多個(gè)“n”上行鏈路頻帶，其實(shí)例之一如圖1中所示。來自CO的UTP線與混頻器/分路器MIXER1.1316連接。前置放大器PREAMP1.1300和一個(gè)或多個(gè)帶通濾波器(FILTER1.1-1304到FILTER1.1-m306)被提供用于m個(gè)下行鏈路頻帶中的每一個(gè)，每一濾波器被適當(dāng)調(diào)諧以用于特定的頻帶。濾波器的輸出與匹配數(shù)量的放大器AMP1.1-1308到AMP1.1-m310連接。放大器輸出被提供給DRIVER1.1324，其驅(qū)動信號通過MIXER2.1而到UTP線上從而到CPE分路器。來自CPE的上行鏈路信號以類似的方式進(jìn)行處理。如圖1中所示，上行鏈路信號被分配n個(gè)頻帶。如果有聲音信號，其將不被處理，而是經(jīng)低通濾波器FILTER3.1330傳送。
圖4示出了ADSL系統(tǒng)的實(shí)施例。ADSL信號的頻帶分配實(shí)例如圖7中所示。上行鏈路頻帶需要前置放大器和濾波器，下行鏈路頻帶還需要用于聲音頻帶的低通濾波器。所插入的、稱為雙向差分寬帶均衡放大器(BDBEA)100一端經(jīng)線420和422上的差分信號與CO連接，另一端經(jīng)UTP線452和454上的差分信號與CPE連接。首先看與CO連接的那端，第一元件為MIXER1400，其具有三個(gè)目的1)阻止線420和422上的聲音信號進(jìn)入PREAMP1402；2)使線456和458上的上行鏈路信號與線420和422上的下行鏈路信號分離；3)將來自線456和458上的AMP2的上行鏈路信號與線464和466上的聲音信號混合。因此，MIXER1400是阻止器、分路器或混頻器，取決于頻帶及每一信號被施加給MIXER1400的哪一端口。下行鏈路信號通過MIXER1400損失6db。
對于下行鏈路方向，下一階段為PREAMP1402，通過線424和426與MIXER1400連接。PREAMP1402對下行鏈路信號和剩余的已放大的(通過AMP2416)上行鏈路信號提供大約12db的增益，因?yàn)樗猩闲墟溌沸盘栁幢籑IXER11取消。在PREAMP1402的輸出，不需要的上行鏈路信號的電壓電平大大高于下行鏈路的信號的電壓電平。下行鏈路信號表現(xiàn)為騎在上行鏈路信號上的紋波。因此，需要FILTER1404濾掉上行鏈路信號，留下所需要的下行鏈路信號。
FILTER1404的輸入通過線428和430與PREAMP1402的輸出連接。信號所分配的頻帶低于下行鏈路頻帶，其為上行鏈路頻帶，沒有信號被分配以高于下行鏈路的頻帶。因此，F(xiàn)ILTER1404是高通濾波器，其截止頻率正好低于165khz。在FILTER1404的輸出，剩下的唯一信號為下行鏈路信號，上行鏈路信號比下行鏈路信號大約低70db。FILTER1404的輸出通過線432和434與AMP1406的輸入連接。下行鏈路信號通過FILTER1404大約損失6db。
剩下的下行鏈路信號由峰值均衡放大器AMP1406強(qiáng)烈放大，根據(jù)頻率提供大約28db到46db的增益。
均衡是在某一“設(shè)定頻率”增加或降低信號強(qiáng)度，但較少影響其它頻率。峰值均衡器在指定的設(shè)定頻率及接近設(shè)定頻率的頻率范圍放大。設(shè)計(jì)的Q設(shè)定將被放大的頻帶的寬度；其影響將具有大致類似的放大量的設(shè)定頻率周圍的頻率范圍。均衡影響桶的數(shù)據(jù)運(yùn)送能力，因?yàn)槠涓淖兓竞椭C波頻率的強(qiáng)度關(guān)系。
由于BDBEA100放在CO和CPE之間，在一實(shí)施例中，峰值均衡器的設(shè)定頻率和下行數(shù)據(jù)流信號的Q補(bǔ)償已經(jīng)由從CO到BDBEA100的導(dǎo)向長度的影響導(dǎo)致的信號衰減，并預(yù)補(bǔ)償因從BDBEA100到CPE的導(dǎo)線長度的影響可能導(dǎo)致的信號衰減。這使得下行鏈路數(shù)據(jù)信號到達(dá)CPE調(diào)制解調(diào)器時(shí)已被預(yù)補(bǔ)償。
線407上的AMP1406的輸出為單端輸出且不足夠強(qiáng)，從而不足以驅(qū)動UTP線452和454。由此，線407與DRIVER1408連接，其增大信號強(qiáng)度并向線436和438上的MIXER2410提供差分信號。
在ADSL系統(tǒng)的一實(shí)施例中，其中下行鏈路信號被分配給比上行鏈路信號高得多的頻率范圍，均衡和預(yù)補(bǔ)償只在下行數(shù)據(jù)流信號上使用。在另一實(shí)施例中，均衡和預(yù)補(bǔ)償被用在大多數(shù)或所有上行鏈路和下行鏈路頻帶上。
MIXER2410與CPE分路器連接，繼而與UTP線452和454上的CPE DSL調(diào)制解調(diào)器連接。因此，輸入的下行鏈路信號已被清理、放大，并經(jīng)UTP連同來自線460和462的聲音信號一起中繼站發(fā)送。
在ADSL應(yīng)用的一實(shí)施例中，通過BDBEA100的上行鏈路通道與下行鏈路通道幾乎一樣。區(qū)別僅在于AMP2416不是均衡放大器及在AMP2416和MIXER1400之間沒有驅(qū)動器階段。在ADSL系統(tǒng)中，上行鏈路方向不需要均衡放大器，因?yàn)檩^低的頻譜分配導(dǎo)致上行鏈路信號不會遭受與下行鏈路信號一樣多的信號損失。同樣，F(xiàn)ILTER2414與FILTER1404不同，因?yàn)镕ILTER2414為低通濾波器，其濾掉尚存在于線444和446上的任何下行鏈路信號。上行鏈路方向的最后階段為AMP2416，其在被MIXER1400混合及隨后連同來自線464和466的聲音信號一起傳送給UTP線420和422上的CO之前提供大約6db到26db的增益。
MIXER1400和MIXER2410是相同的電路。在此將詳細(xì)闡述MIXER1400。本領(lǐng)域技術(shù)人員將看出MIXER2410的相應(yīng)細(xì)節(jié)。
參考圖5，線420和422上的正和負(fù)信號COp和COn來自CO。全部直流到1100khz信號均由這些線路運(yùn)送。DSL變壓器500將CO信號與BDBEA100隔開，并有效地阻止直流到30khz的聲音信號。同時(shí)，信號Acpep和Acpen由AMP2416以非常高的電平呈現(xiàn)在線路456和458上，遠(yuǎn)高于來自變壓器500的輸出的下行數(shù)據(jù)流信號。變壓器500的左側(cè)(如圖5中所見)表示如下行鏈路信號所見的變壓器的次級。但其也表示(放大的)上行鏈路信號Acpep和Acpen所見的變壓器的初級。這是MIXER1400和MIXER2410的雙重特性輸入和輸出，真正的雙向定義。變壓器500呈現(xiàn)給CO的阻抗與CO的阻抗即行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的100歐姆精密匹配是非常重要的。這可通過50歐姆的電阻器Rtcon502和Rtcop504與考慮變壓器500的初級的上行鏈路信號串聯(lián)而實(shí)現(xiàn)。電容器Ccoac506阻止任何直流分量被通過變壓器500的初級。
變壓器500的輸出508和510與R/2R混合耦合器512連接，其包括電阻器R1cop514、R1con516、R2con518和R2cop520?；旌像詈掀?12使得呈現(xiàn)給線路424和426上的PREAMP1402的混合信號中的不需要的上行鏈路信號的信號強(qiáng)度降低大約6db。電阻器514、516、518和520的值并不重要，只要它們的比為2∶1即可。圖5中給出了標(biāo)稱值。
現(xiàn)在參考圖6，詳細(xì)設(shè)計(jì)寬帶PREAMP1402。PREAMP1402和PREAMP2412在結(jié)構(gòu)上相同，但可具有不同的增益。本領(lǐng)域的技術(shù)人員從這里的描述將理解PREAMP2412的使用。PREAMP1402的輸入是線路424和426上的信號，MIXER1400的輸出。在該點(diǎn)，信號包含下行鏈路信號及一些剩下的上行鏈路信號。濾波器階段FILTER1404將去除剩下的上行鏈路信號，但需要較好的信號強(qiáng)度進(jìn)行工作，因而需要PREAMP1402進(jìn)行放大。PREAMP1402是差分放大器。線路424和426上的信號之間的相位關(guān)系通過將它們分別連接到放大器600和602的正相輸入而保持。放大器的增益由反饋電阻器Rcoip604、Rcoin606和Rcog608控制。Rcoip604和Rcoin606的推薦值應(yīng)考慮制造商對運(yùn)算放大器600和602的說明。通過PREAMP1402所得的增益為大約12db。對PREAMP1402和PREAMP2412應(yīng)小心以確保不會出現(xiàn)削波。差分輸出線路428和430與高通濾波器FILTER1404連接。
FILTER1404在圖7中詳細(xì)示出。在一實(shí)施例中，F(xiàn)ILTER1404為九階橢圓濾波器。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)知道其它適當(dāng)?shù)母咄V波器。FILTER1404的實(shí)現(xiàn)方式并不重要，只要其使用能強(qiáng)烈衰減低于164khz的信號而較少或不衰減高于164khz的信號的高通濾波器即可。電阻器Rbpp700、Rbpn702、Rbpsp704及Rbpsn706用于阻抗匹配。FILTER1404經(jīng)線路428和430與PREAMP1402連接。FILTER1404的輸出在線路432和434上，與AMP1406連接。
AMP1406為峰值均衡放大器。參考圖8，來自FILTER1404的輸入信號經(jīng)線路432和434與視頻差放大器800連接。視頻差放大器800的增益由線路804上的電壓控制。線路802接地。增益按下面的關(guān)系式確定Gain800=Z(Rdfc)Z(Rdbb,Cdbb)+1]]>視頻差放大器800的峰值增益頻率由電容器Cdbb808強(qiáng)有力地控制。隨Cdbb808的值增加，峰值增益頻率下降。在CO和CPE的DSLAM協(xié)商它們之間的數(shù)據(jù)速率。它們將把大多數(shù)數(shù)據(jù)裝入較低的桶，在那里的損失比上面的桶小，其被分配較高的頻率。因此，在一實(shí)施例中，峰值增益頻率被設(shè)定為略低于下行數(shù)據(jù)流頻帶的最高頻率。
圖13示出了各個(gè)元件值的SPICE仿真。所有仿真均以Rdfc812為1k歐姆進(jìn)行。在圖13A中，Cdbb＝33nF，Rdbb＝10歐姆。峰值增益在805khz處，且最大增益為43db。通過將Cdbb808改為47nF，在圖13B中可以看到峰值增益頻率下降到671khz，而最大增益幾乎沒有變化。相反，將Rdbb810改為5歐姆(Cdbb為33nF)，在圖13C中可以看到頻率保持在805khz，增益增大到48db。對于Rdbb＝5歐姆，其峰值增益的滾降比Rdbb＝10歐姆的情形陡。
來自AMP1406的輸出為線路407上的單端信號。該信號通過限流電阻器Rdse809呈現(xiàn)給DRIVER1408的環(huán)形線圈807。環(huán)形線圈807的目的在于再次具有差分信號。環(huán)形線圈807的次級將差分信號呈現(xiàn)給線路815和817上的放大器816和818。
放大器816和818為UTP線路452和454的驅(qū)動器，帶有MIXER2410提供的耦合。
AMP1406和DRIVER1408的全部增益的最佳值取決于距CO的距離和距CPE的距離。另外，在AMP1406的增益和DRIVER1408的增益之間有相互影響，在UTP線路452和454上將準(zhǔn)許行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的最大功率，及MIXER2410中的R/2R混合耦合器可有效減少不需要的下行鏈路信號，使得FILTER2414可向AMP2416提供其中下行鏈路信號已被足夠衰減的信號。在一實(shí)施例中，AMP1406和DRIVER1408被按圖表配置以Rdfc812和Rddg814的值，該圖表可用于配置BDBEA100用于特定的距CO和CPE的距離。一個(gè)例子如圖14中所示。圖14用于從CO到BDBEA100為13500英尺的安裝。列A列出了從BDBEA100到CPE的多個(gè)距離，從3000英尺到13000英尺。對于每一距離，在列B和C中可分別發(fā)現(xiàn)Rdfc812和Rddg814的相應(yīng)值。這些值已以經(jīng)驗(yàn)為主進(jìn)行確定，考慮了剛才描述的權(quán)衡因素。
MIXER2410經(jīng)線路436和438與DRIVER1408連接。MIXER2410將下行鏈路信號傳給延伸到CPE房屋分路器的UTP導(dǎo)線452和454。此外，線路460和462上的聲音信號在該點(diǎn)(在MIXER2410之外)物理上與UTP線路452和454連接，因而保持CO和CPE之間的聲音信號的雙向連接。MIXER2410與MIXER12一樣進(jìn)行設(shè)計(jì)和運(yùn)行，盡管很顯然現(xiàn)在下行鏈路信號是不需要的信號及上行鏈路信號是呈現(xiàn)給PREAMP2412的所需信號。MIXER2410經(jīng)線路440和442與PREAMP2412連接。
如上所述，PREAMP2412結(jié)構(gòu)上與PREAMP1402一樣。兩個(gè)前置放大器的增益可以不同，每一個(gè)被設(shè)定以在沒有削波的情況下提供盡可能多的增益。PREAMP2412經(jīng)線路444和446與FILTER2414連接。
FILTER2414與FILTER1404不同。FILTER2414為低通濾波器，其截止頻率剛好高于125khz。結(jié)果是通過上行鏈路信號同時(shí)衰減下行鏈路信號。圖9中所示的設(shè)計(jì)為九階橢圓濾波器，盡管與FILTER1404一樣有許多本領(lǐng)域技術(shù)人員可選擇的其它低通濾波器設(shè)計(jì)。圖中示出了該設(shè)計(jì)的建議元件值。電阻器900、902、904和906被選擇來提供阻抗匹配。FILTER2414經(jīng)線路448和450上的信號與AMP2416連接。在FILTER2414的輸出，不需要的下行鏈路信號比上行鏈路信號大約低70db。
如圖12中所示，因?yàn)榍懊骊U述的原因，AMP2416不是均衡放大器。其在線路448和450上的輸入信號和線路456和458上的輸出信號之間提供6db到26db的增益，線路456和458與MIXER1400連接。AMP2416具有足夠的增益使得不需要驅(qū)動器階段。出于與設(shè)置AMP1404和DRIVER1406的全部增益時(shí)相同的考慮，AMP2416增益以經(jīng)驗(yàn)為主進(jìn)行確定。再次參考圖14，對于列明在列A中的每一距CPE的距離，有Rudg950的推薦值(圖12)。
在一實(shí)施例中，對于系統(tǒng)如ADSL2和VDSL，其中有多個(gè)上行鏈路和/或下行鏈路頻帶，為每一頻帶提供濾波器和放大器。再次參考圖3，對于具有兩個(gè)下行鏈路頻帶(m＝2)的系統(tǒng)，一實(shí)施例包括FILTER1.1-1和FILTER1.1-2，每一帶通濾波器用于所分配的頻帶。每一濾波器輸出與放大器連接，其增益和峰值增益頻率被調(diào)諧以用于感興趣的頻帶。圖11示出了怎樣配置每一放大器。運(yùn)算放大器1110在線路1100和1102上接收來自FILTER1.1-1304的信號。如AMP1406的ADSL實(shí)施例處所述，Rdbb.11120和Cdbb.11122為所分配頻帶的最佳頻率和增益進(jìn)行確定。運(yùn)算放大器1112在線路1104和1106上接收來自FILTER1.2的信號。由于運(yùn)算放大器1112被呈現(xiàn)以不同于運(yùn)算放大器1110的頻帶的信號，Rdbb.21106和Cdbb.21108的最佳值不同于運(yùn)算放大器1110的相應(yīng)元件的值。所得到的這兩個(gè)放大器的輸出(在限流電阻器之后)與線路407相連，其進(jìn)一步與DRIVER1408中的環(huán)形線圈807連接。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解這種布置可擴(kuò)展到任意數(shù)量的上行鏈路和/或下行鏈路頻帶。在一實(shí)施例中，上行鏈路信號被分配用于信號足夠高從而導(dǎo)致明顯信號損失的頻帶，因而使用一個(gè)或多個(gè)峰值均衡放大器。在另一實(shí)施例中，這些信號被給予另一增益階段(DRIVER2328，圖3)以補(bǔ)償高頻損失和/或距CO的距離。
在一實(shí)施例中，聲音信號出現(xiàn)在CO和CPE之間的UTP線路上。在這種情況下，低通濾波器FILTER3418在BDBEA100的活動電路周圍傳送信號。FILTER3418的一個(gè)例子如圖10中所示，盡管本領(lǐng)域技術(shù)人員將知道幾種另外的低通濾波器設(shè)計(jì)。
在一些DSL系統(tǒng)中，一組UTP導(dǎo)線專用于下行鏈路信號，另一組UTP導(dǎo)線專用于上行鏈路信號。沒有為聲音信號提供導(dǎo)線。由于上行鏈路和下行鏈路信號被分開，放大器不比提供混頻器或?yàn)V波器，簡化了每一UTP組中的均衡放大器，如果需要，具有用于耦合的DSL變壓器。
權(quán)利要求
1.電子電路，包括第一雙向端子；與第一雙向端子連接的第一混頻器；與第一混頻器連接的第一放大器；與第一放大器連接的一個(gè)或多個(gè)第一濾波器；與第一一個(gè)或多個(gè)濾波器連接的一個(gè)或多個(gè)第二放大器；與一個(gè)或多個(gè)第二放大器連接的第一驅(qū)動器；與第一驅(qū)動器連接的第二混頻器；與第二混頻器連接的第二雙向端子；與第二混頻器連接到的第三放大器；與第三放大器連接的一個(gè)或多個(gè)第二濾波器；與一個(gè)或多個(gè)第二濾波器連接繼而與第一混頻器連接的一個(gè)或多個(gè)第四放大器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電子電路，還包括連接在第四一個(gè)或多個(gè)放大器和第一混頻器之間的第二驅(qū)動器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的電子電路，其中第一混頻器還包括包括初級和次級線圈端的第一變壓器，所述初級線圈端與第一雙向端子相連，所述次級線圈端與R/2R混合耦合器及一個(gè)或多個(gè)第四放大器相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的電子電路，其中第一混頻器還包括包括初級和次級線圈端的第一變壓器，所述初級線圈端與第一雙向端子相連，所述次級線圈端與R/2R混合耦合器及一個(gè)或多個(gè)第二驅(qū)動器相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2的電子電路，其中第一放大器為差分放大器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的電子電路，其中差分放大器還包括其正相輸入與第一差分輸入相連的第一運(yùn)算放大器和其正相輸入與第二差分輸入相連的第二運(yùn)算放大器，其中第一運(yùn)算放大器的反相輸入與反饋電阻器的第一端子相連，第二運(yùn)算放大器的反相輸入與反饋電阻器的第二端子相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2的電子電路，其中第一一個(gè)或多個(gè)濾波器為低通濾波器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2的電子電路，其中第一一個(gè)或多個(gè)濾波器為帶通濾波器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2的電子電路，其中一個(gè)或多個(gè)第二放大器還包括與第一一個(gè)或多個(gè)濾波器連接的視頻差放大器；視頻差放大器的增益設(shè)置反饋電路，其包括連接在視頻差放大器的輸出及其增益設(shè)置輸入之間的第一電阻器，所述增益設(shè)置輸入還與所述第一電阻器并聯(lián)連接到由第二電阻器和第一電容器串聯(lián)接地組成的假接地基準(zhǔn)點(diǎn)；限流電阻器，其第一端子與視頻差放大器的輸出相連，第二端子連接環(huán)形線圈的第一初級線圈端；環(huán)形線圈還包括第二初級線圈端、第一次級線圈端和第二次級線圈端，所述第二初級線圈端接地，所述第一次級線圈端與第一運(yùn)算放大器的正相輸入連接，所述第二次級線圈端與第二運(yùn)算放大器的正相輸入連接；所述第一和第二運(yùn)算放大器連接為差分放大器，其中電阻器連接在第一運(yùn)算放大器的反相輸入和第二運(yùn)算放大器的反相輸入之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2的電子電路，還包括截止頻率不高于34khz的低通濾波器，第一雙向端子和第二雙向端子與第一混頻器和第二混頻器并聯(lián)連接。
全文摘要
模擬電子電路(100)放在數(shù)字用戶線路系統(tǒng)的電信提供商的中心局和客戶房屋設(shè)備之間，所述系統(tǒng)使用非屏蔽雙絞線(UTP)。電子電路(100)用第一混頻器(400)將下行鏈路信號與上行鏈路信號分開。如果有聲音信號，其在電子電路(100)周圍無修改地發(fā)送。下行鏈路信號被放大(402)、濾波(404)、用一個(gè)或多個(gè)峰值均衡放大器再次放大(406)，之后用提供功率以驅(qū)動下行鏈路信號通過UTP線路上的第二混頻器到客戶房屋設(shè)備的驅(qū)動器(407)放大。電子電路用第二混頻器將上行鏈路信號與下行鏈路信號分開。上行鏈路信號被放大、濾波、再次放大，之后通過第一混頻器驅(qū)動到與中心局連接的UTP上。
文檔編號H04L12/66GK101023641SQ200580023512
公開日2007年8月22日 申請日期2005年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月12日
發(fā)明者路易斯·拉薩瓦爾, 愛德華·保爾·蓬甘尼斯 申請人:菲洛杰公司