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适用于ADSL2/ADSL2+局端设计的24V供电线路驱动器

发布时间:2008/5/27 0:00:00 访问次数:448

        

    

    

    在高密度adsl、adsl2/adsl2+局端设备中,线路驱动器相对于数字信号处理器和模拟前端主芯片而言,会消耗更多功率。为了优化线路驱动器的功耗和提高数据率,设计师必须非常谨慎地选用线路卡供电电源、线路匹配、变压器变比以及线性度良好的线路驱动器。本文将讨论如何优化供电电压和整体性能,并阐述采用24v电压的线路驱动器如何在5至48v工作范围内实现低功耗和成本优化。

    

    

    dsl信号通路由数字信号处理器、模拟前端(a/d、d/a和接收器)、线路驱动器和变压器组成(图1)。为了节省整个系统的成本,我们应在dsl的局端设备数字用户线路访问多路复用器(dslam)上应尽可能多地集成线路卡的数量,从而降低每端口的成本。如今在端口密度为48、72和96的线路卡上,各端口线路驱动器正呈现低功耗和微型化封装的趋势,由于线路驱动器和外围混合滤波电路消耗了电源的大部分功率,并且管脚也占用了相当部分的pcb面积,因此为了优化线路卡的功耗、pcb大小和合理降低成本,必须谨慎选择线路驱动器的类别和对应供电电压。

    

    

    在dsl信号框图中,线路驱动器放大来自模拟前端(afe)的离散多频(dmt)信号,并经变压器耦合后驱动电话线上的大电流负载。设计师在选择线路驱动器时必须考虑四个主要因素,分别是高输出电压幅值并具极好的线性度、低于800mw的功耗、小引脚和低成本。由于a/b类电流反馈放大器所具有的优良性能完全符合以上要求,因此该类线路驱动器已成为业内dsl驱动器的主流产品。

    

    

    下面我们通过分析dsl信号的驱动部分,进一步了解它们相互间的关系。我们先给出驱动线路的供电电压、电流和功耗要求,接下来再讨论驱动器的供电电压、工艺和成本。

    

    

    局端下行参数

    

    

    当pots电话线路阻抗为100欧姆时,全速率离散多频信号的峰值输出功率高达+20dbm。实际中我们取波峰因数为14.5db并对削波信号进行纠错处理,并以此优化驱动器的功耗。

    

    

    利用线路输出功率和线路阻抗,我们可计算出线路输出的均值电压和电流:

    

    20dbm=10log(pout/1mw)

    

    pout=20dbm=100mw

    

    pout=vout-rms2/rload

    

    pout=100mw=vout-rms2/100

    

    vout-rms=3.16v

    

    

    由于电话线采用差分驱动方式的双绞线传导,因此可使线间串扰的共模噪声减至最小。通过波峰因素(cfr)和峰均值比(par)能算出差分输出电压峰峰值:

    

    波峰系数(cfr)=20log(par)=14.5db

    

    par=5.3

    

    vout-ptp=vout-rms×par=3.16×5.3=16.76v

    

    vout-ptp diff=vout-ptp×2=33.52v

    

    

    基于以上分析,在差分双绞线路上的adsl co输出电压幅度高达33.52vp-p,最大输出峰值电流值可通过输出峰值电压除以100欧姆线路阻抗得出。在adsl2+应用中,它的值为167.6ma。

    

    

    差分驱动器通常采用两个放大器组来传输差分信号,典型的差分驱动器电路结构图如图2所示。由上面的计算我们已得出线路峰值输出电压为33.52v,峰值电流为167.6ma。从驱动器一边分析,驱动器输出电流和电压幅值由变压器变比n和反馈电阻rterm决定。

    

    

    差分驱动器和接收器的其它重要指标还有对称动态响应、宽带宽、低相位和增益差、使能/非使能功率关断工作模式、较强驱动输出电流及极低的总谐波失真(thd)。另外回路匹配电阻rterm是

        

    

    

    在高密度adsl、adsl2/adsl2+局端设备中,线路驱动器相对于数字信号处理器和模拟前端主芯片而言,会消耗更多功率。为了优化线路驱动器的功耗和提高数据率,设计师必须非常谨慎地选用线路卡供电电源、线路匹配、变压器变比以及线性度良好的线路驱动器。本文将讨论如何优化供电电压和整体性能,并阐述采用24v电压的线路驱动器如何在5至48v工作范围内实现低功耗和成本优化。

    

    

    dsl信号通路由数字信号处理器、模拟前端(a/d、d/a和接收器)、线路驱动器和变压器组成(图1)。为了节省整个系统的成本,我们应在dsl的局端设备数字用户线路访问多路复用器(dslam)上应尽可能多地集成线路卡的数量,从而降低每端口的成本。如今在端口密度为48、72和96的线路卡上,各端口线路驱动器正呈现低功耗和微型化封装的趋势,由于线路驱动器和外围混合滤波电路消耗了电源的大部分功率,并且管脚也占用了相当部分的pcb面积,因此为了优化线路卡的功耗、pcb大小和合理降低成本,必须谨慎选择线路驱动器的类别和对应供电电压。

    

    

    在dsl信号框图中,线路驱动器放大来自模拟前端(afe)的离散多频(dmt)信号,并经变压器耦合后驱动电话线上的大电流负载。设计师在选择线路驱动器时必须考虑四个主要因素,分别是高输出电压幅值并具极好的线性度、低于800mw的功耗、小引脚和低成本。由于a/b类电流反馈放大器所具有的优良性能完全符合以上要求,因此该类线路驱动器已成为业内dsl驱动器的主流产品。

    

    

    下面我们通过分析dsl信号的驱动部分,进一步了解它们相互间的关系。我们先给出驱动线路的供电电压、电流和功耗要求,接下来再讨论驱动器的供电电压、工艺和成本。

    

    

    局端下行参数

    

    

    当pots电话线路阻抗为100欧姆时,全速率离散多频信号的峰值输出功率高达+20dbm。实际中我们取波峰因数为14.5db并对削波信号进行纠错处理,并以此优化驱动器的功耗。

    

    

    利用线路输出功率和线路阻抗,我们可计算出线路输出的均值电压和电流:

    

    20dbm=10log(pout/1mw)

    

    pout=20dbm=100mw

    

    pout=vout-rms2/rload

    

    pout=100mw=vout-rms2/100

    

    vout-rms=3.16v

    

    

    由于电话线采用差分驱动方式的双绞线传导,因此可使线间串扰的共模噪声减至最小。通过波峰因素(cfr)和峰均值比(par)能算出差分输出电压峰峰值:

    

    波峰系数(cfr)=20log(par)=14.5db

    

    par=5.3

    

    vout-ptp=vout-rms×par=3.16×5.3=16.76v

    

    vout-ptp diff=vout-ptp×2=33.52v

    

    

    基于以上分析,在差分双绞线路上的adsl co输出电压幅度高达33.52vp-p,最大输出峰值电流值可通过输出峰值电压除以100欧姆线路阻抗得出。在adsl2+应用中,它的值为167.6ma。

    

    

    差分驱动器通常采用两个放大器组来传输差分信号,典型的差分驱动器电路结构图如图2所示。由上面的计算我们已得出线路峰值输出电压为33.52v,峰值电流为167.6ma。从驱动器一边分析,驱动器输出电流和电压幅值由变压器变比n和反馈电阻rterm决定。

    

    

    差分驱动器和接收器的其它重要指标还有对称动态响应、宽带宽、低相位和增益差、使能/非使能功率关断工作模式、较强驱动输出电流及极低的总谐波失真(thd)。另外回路匹配电阻rterm是

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