專利名稱：帶有集成混合電路的收發器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種收發器或帶有集成混合電路的發射和接收電路。
背景技術：
圖1示出了基于現有技術的發射和接收電路或收發器。
該發射和接收電路包含一個將發射信號傳送給線信號驅動器LT的發射信號源。該線驅動器采用微分設計并對接收到的發射信號進行放大。線驅動器的輸出一側經電阻器連接到傳輸信號線用于傳輸發射和接收信號。該信號線具有一特定的線阻抗。
發射和接收電路包含一個接收濾波器，該接受濾波器濾出經信號線接收的信號。在線驅動器LT和電阻器R之間連接一回波消除濾波器或均衡濾波器，用于模擬頻率響應，象ZLINE和接收濾波器的結果一樣，發射信號以該頻率響應到達減法器的輸入端。回波消除濾波器濾出由線驅動器LT放大的發射信號。通過一個減法器，將由回波消除濾波器濾出的發射信號從來自接收濾波器的輸出信號中減去，使得包含在來自接收濾波器輸出信號中的發射信號得到補償。接著減法器的輸出提供想要的接收信號，該接收信號的提供用于收發器內部接收信號處理電路的進一步信號處理。
用于寬帶通信系統，特別是用于xDSL系統中的發射和接收電路或者收發器，需要滿足功率損耗方面非常高的要求。
德國專利NO.10045721描述了一種只需要低供電電壓并具有低功率損耗的微分線驅動器電路。其中描述的微分線驅動器電路具有兩個輸入接點用于提供第一和第二輸入信號。該微分線驅動器電路還包括兩個運算放大器。第一運算放大器上的正相輸入端連接到線驅動器電路的第一輸入接點，而第一運算放大器的信號輸出端經反饋電阻器連接到第一運算放大器的反相輸入端。第二運算放大器上的正相輸入端連接到線驅動器電路的第二輸入接點。第二運算放大器的信號輸出端經又一個反饋電阻器連接到第二運算放大器的反相輸入端。一調整電阻器用于調整增益，該調整電阻器連接在兩個運算放大器的反相輸入端之間。此外，提供一個連接在第一運算放大器信號輸出端和線驅動器電路一個輸出接點之間的第一匹配電阻器。在第二運算放大器信號輸出端和線驅動器電路的第二輸出接點之間提供一個第二匹配電阻器。
DE10045721中的微分線驅動器電路具有第一和第二正反饋電阻器。第一正反饋電阻器連接在線驅動器電路的第一輸出接點和第二運算放大器的反相輸入端之間。第二正反饋電阻器連接在線驅動器電路的第二輸出接點和第一運算放大器的反相輸入端之間。在如DE10045721所描述的常規微分線驅動器電路中，線驅動器電路的輸出阻抗與信號線的阻抗相匹配。在這種情況下，輸出阻抗由一個輸出阻抗綜合因子與兩個匹配電阻器的阻抗之和的乘積決定。
如圖1所示基于現有技術的收發器中，不可能使用如DE10045721中所描述的微分線驅動器電路，因為回波消除濾波器在使用帶有阻抗合成的線驅動器LT時，不能再直接連接到線驅動器的接收信號空閑(reception-signal-free)輸出端。帶有綜合輸出阻抗的線驅動器LT實際上沒有接收信號空閑(reception-signal-free)輸出端。同樣的，回波消除濾波器也不可能連接到線驅動器LT的信號輸入端，因為線驅動器的非線性在減法器上不能再補償。為了這些目的，線驅動器在模擬回波消除濾波器或均衡濾波器的回波抑止附近需要更線性的設計，也就是說在20和30分貝之間的數量級中。這也就不利地導致了線驅動器LT中較大的靜態電流和較高的功率損耗。同樣的，不可能在終端阻抗的綜合部分(RSYN)和物理部分(R)之間連接回波消除濾波器。這種情況下，大部分的接收信號由減法器抑止了。
由于上述缺點，因此以前在包含回波消除濾波器的寬帶通信系統中，不用綜合線驅動器LT，也就是具有綜合輸出阻抗的線驅動器。
發明內容
因此，本發明的目的是提供一種具有回波消除濾波器的收發器，由于帶綜合輸出阻抗的微分設計的線驅動器，使其具有低功率損耗。
本發明通過具有專利權利要求1中所引用特征的收發器來實現這一目的。
本發明提供一種用于發射和接收信號的收發器，該信號能夠通過信號線傳輸，包括一個線驅動器，用于通過信號線驅動發射信號，還包括一個模擬回波消除濾波器，用于對由發射信號造成的回波信號進行信號抑止，其中該線驅動器具有一綜合輸出阻抗，還提供一混合電路，提供該電路的目的是將模擬回波消除濾波器連接到信號傳輸線。
本發明的收發器具有一個混合電路，即使當使用帶有綜合輸出阻抗的線驅動器時該混合電路也允許連接模擬回波消除濾波器。
在本發明收發器的一個優選實施例中，模擬回波消除濾波器是可編程的。
在本發明收發器的一個特別優選實施例中，回波消除濾波器的傳輸函數具有一個可編程極點和一個可編程零點。
線驅動器最好是微分設計的。
綜合輸出阻抗最好是實數。
用于本發明收發器的混合電路最好具有一個第一雙極接點，用于連接到線驅動器的輸出端，一個第二雙極接點用于連接到信號線，和一個第三雙極接點用于連接到回波消除濾波器。
混合電路的第一接點和混合電路的第二接點最好具有位于其間的串聯電阻器，該串聯電阻器與信號線的線阻抗ZLINE串聯連接。
優選地，混合電路的第一接點和混合電路的第二接點各自具有位于其間的第一和第二串聯交叉耦合電阻器。
混合電路上用于連接回波消除濾波器的第三雙極接點最好從兩個各自串聯交叉耦合的電阻器之間引出。
連接在混合電路中的電阻器最好是實數電阻器。
在一個優選實施例中，混合電路是對稱設計的。
本發明的收發器最好具有一個模擬接收濾波器，用于過濾通過信號線接收的信號。
在本發明收發器的一個優選實施例中，提供一個減法電路，該減法器從來自接收濾波器的濾過輸出信號中減去由模擬回波消除濾波器濾出的發射信號，以產生一個釋放了回波信號的接收信號。
本發明的收發器最好用于寬帶通信系統。
該寬帶通信系統最好是xDSL寬帶通信系統。
下面將參考附圖對本發明收發器的一個優選實施例進行描述，以說明本發明的基本特征。
這些圖中圖1示出了基于現有技術的收發器；圖2示出了本發明收發器的一個優選實施例。
具體實施例方式
如圖2所示，基于本發明的收發器或發射和接收電路1具有一個帶兩個接點2a、2b的線接口，用于連接具有特定線阻ZLINE的信號線。收發器1使用信號線來發送發射信號并接收接收信號。收發器1具有一個發射信號源3，它的輸出一側經線4a、4b連接到線驅動器6的輸入接點5a、5b。線驅動器6用于對發射信號的信號放大，且最好是微分設計的。在一個優選實施例中，為了信號放大，線驅動器6包含至少一個帶有綜合輸出阻抗7a、7b的運算放大器7，以使功率損耗最小化。線驅動器6具有輸出信號終端8a、8b，該終端通過線9a、9b連接到混合電路11上第一雙極接點10的連接終端10a、10b上。混合電路11總共有三個雙極接點10a、10b。第一雙極接點用于連接線驅動器6的輸出端。帶有連接終端12a、12b的第二雙極接點12用于將混合電路11連接到收發器1上的線接口2a、2b上。基于這個目的，連接終端12a、12b通過信號線13a、13b連接到線接口2的連接終端2a，2b上。混合電路11具有帶連接終端14a、14b的第三雙極接點14，用于連接一個模擬回波消除濾波器或B-濾波器15。該回波消除濾波器15經線16a、16b連接到混合電路11的連接終端14a、14b上。該回波消除濾波器15是一個模擬濾波器，它用于對由發射信號造成的回波信號進行信號抑止。
模擬回波消除濾波器15最好是可編程的。在這種情況下，回波消除濾波器15就可以和復雜的線阻ZLINE匹配。在回波消除濾波器15或B-濾波器15的一個優選實施例中，這種濾波器包括一個有源段和一個無源電路部分。該回波消除濾波器15最好具有一個帶極點和零點的傳輸函數。回波消除濾波器15模擬由收發器1發送的發射信號并將該模擬的發射信號通過線17傳送到減法電路19的第一輸入端18。這種情況下，回波消除濾波器15模擬頻率響應，象ZLINE和接收濾波器的結果一樣，發射信號以該頻率響應到達減法器的輸入端。減法電路19還有一個輸入端20，該輸入端20通過線21連接到接收濾波器22的輸出端。模擬接收濾波器22的輸入一側通過線23a、23b連接到收發器1上的線接口2a、2b。接收濾波器22從在線接口2a、2b處引入的信號中濾出接收信號。將該接收信號和它疊加的發射信號從接收濾波器22的輸出一側傳送到減法電路19的第二輸入端20。減法電路19從帶有疊加發射信號的接收信號中減去由回波消除濾波器15濾出的發射信號，于是補償了包含在疊加信號中的發射信號。減法電路19的輸出一側通過線24將純接收信號傳送到包含在收發器中的接收信號處理電路25，以進行進一步的信號處理。
提供混合電路11目的是為了將模擬回波消除濾波器15連接到信號傳輸線。線驅動器電路6放大由發射信號源3傳送的發射信號，并使其非線性化。為了在線驅動器6的輸出端獲得來自線驅動器6的非線性發射信號，混合電路11具有特殊的設計。該混合電路11具有串聯電阻器R1、R1′，該串聯電阻器在第一雙極接點10a、10b和第二雙極接點12a、12b之間的縱方向上連接。該串聯電阻器R1、R1′最好是由線驅動器中的匹配電阻器構成，用于阻抗合成。此外，混合電路11包括第一和第二交叉耦合電阻器R2、R3及R2′和R3′。這種情況下，如圖2所示，兩組各自交叉耦合的電阻器R2、R3和R2′、R3′串聯連接。混合電路11上的第三雙極接點14通過線26a、26b從串聯交叉耦合的電阻器R2′、R3和R2、R3′之間引出。混合電路11是對稱設計的，即R1＝R1′R2＝R2′及R3＝R3′線驅動電路6中的綜合輸出阻抗7a、7b和電阻器R1、R1′用作收發器1的終端阻抗。混合電路11在第三雙極接點14a、14b上輸出由線驅動器6放大的發射信號。這是通過在混合電路11的輸出端14a、14b處完全消除到達線接口2a、2b的接收信號來實現的。
由收發器1在線接口2a、2b上接收的信號是一個F因子F=RSYN(RSYN+R1)]]>因為由電阻器引起的分壓，與在線接口2a、2b處的幅度相比，其在線驅動器6的輸出端較小。使得接收信號在混合電路11的輸出接點14a、14b上不起任何作用，根據這個因子F，選擇電阻器R2比電阻器R3的阻值小。在這樣的設計中，還使用如下約束串聯電阻器R1、R1′的電阻值比交叉耦合電阻器R2、R2′和R3、R3′的電阻值小得多，例如大約小上兩百倍。
對于一個混合電路11的特別優選實施例，混合電路是對稱設計的，其中R1＝R1′R2＝R2′及R3＝R3′此外，在R1、R1′小于R2、R2′、R3、R3′的輔助條件下，電阻值滿足下面的關系式R2=R3·RSYNR1+RSYN]]>如果混合電路11根據上述條件進行設計，那么來自混合電路第三接點14a、14b上的輸出信號就完全釋放了接收信號成分。這適用于線阻抗ZLINE的任何阻抗數量值。這樣向B-濾波器15專門提供來自線驅動器6的非線性放大發射信號。B-濾波器或回波消除濾波器15從此處產生一個發射信號，該發射信號根據接收信號路徑的頻率響應來進行模擬，并提供給減法器19。即使對于具有綜合輸出阻抗的線驅動器6，混合電路11也允許帶有B-濾波器15或回波消除濾波器15。由于該綜合輸出阻抗，收發器內來自線驅動器6的功率損耗很低。
這樣本發明的收發器1優點在于高回波抑止的同時具有低功率損耗。這樣收發器1特別適合于在寬帶通信系統，尤其是xDSL通信系統中使用。參考列表1收發器2線接口3發射信號源4線5線驅動器輸入端6線驅動器電路7運算放大器7a、7b綜合輸出阻抗8線驅動器輸出端9a、9b線10a、10b混合電路接點11混合電路12a、12b混合電路第二接點13a、13b線14a、14b混合電路第三接點15回波消除濾波器16a、16b線17線18減法器輸入端19減法器20減法器輸入端21線22接收濾波器23a、23b線24信號線25接收信號處理電路26a、26b線
權利要求
1.一種用于發射和接收信號的收發器，該信號能夠通過一具有特定線阻抗(ZLINE)的信號線傳輸，包括a)一線驅動器(6)，用于通過信號線驅動發射信號，還包括b)一模擬回波消除濾波器(15)，用于對由發射信號造成的回波信號進行信號抑止，其特征在于所述線驅動器(6)具有一綜合輸出阻抗(RSYN)，所述線驅動器(6)帶有下游混合電路(11)，用于連接一模擬回波消除濾波器(15)。
2.如權利要求1所述的收發器，其特征在于所述模擬回波消除濾波器(15)是可編程的。
3.如權利要求2所述的收發器，其特征在于所述回波消除濾波器(15)的傳輸函數具有一個可編程極點和一個可編程零點。
4.如權利要求1所述的收發器，其特征在于所述線驅動器(6)是微分設計的。
5.如權利要求1所述的收發器，其特征在于所述線驅動器(6)的綜合輸出阻抗(RSYN)是實數。
6.如權利要求1所述的收發器，其特征在于所述混合電路(11)具有一個與所述線驅動器(6)輸出端相鄰的第一雙極接點(10a，10b)，一個用于連接到信號線的第二雙極接點(12a，12b)，以及一個用于連接到模擬回波消除濾波器(15)的第三雙極接點(14a，14b)。
7.如權利要求6所述的收發器，其特征在于所述混合電路(11)上的第一接點(10a，10b)和所述混合電路(11)上的第二接點(12a，12b)具有位于它們之間的串聯電阻器(R1，R1′)，該串聯電阻器與信號線的線阻抗(ZLINE)串聯連接。
8.如權利要求6所述的收發器，其特征在于所述混合電路(11)上的第一接點(10a，10b)和所述混合電路(11)上的第二接點(12a，12b)分別具有位于它們之間的第一和第二串聯交叉耦合電阻器(R2，R2′R3，R3′)。
9.如權利要求6所述的收發器，其特征在于所述混合電路(11)上用于連接回波消除濾波器(15)的第三雙極接點(14a，14b)從串聯交叉耦合電阻器((R2，R3′，R2′，R3)之間引出。
10.如權利要求6所述的收發器，其特征在于連接在所述混合電路(11)中的電阻器的電阻值滿足以下等式R2=R3·RSYNR1+RSYN]]>其中R1是串聯電阻器的電阻值，R2是第一交叉耦合電阻器的電阻值，R3是第二交叉耦合電阻器的電阻值，而其中RSYN是所述線驅動器(6)的綜合輸出阻抗。
11.如權利要求6所述的收發器，其特征在于連接在所述混合電路(11)中的電阻器(R1，R1′，R2，R2′，R3，R3′)是實數電阻器。
12.如權利要求6所述的收發器，其特征在于所述混合電路(11)是對稱設計的。
13.如權利要求1所述的收發器，其特征在于提供一接收濾波器(22)，用于過濾經由信號線接收的信號。
14.如權利要求1所述的收發器，其特征在于提供一減法電路(19)，該減法電路從來自接收濾波器(22)的過濾輸出信號中減去由回波消除濾波器(15)模擬的發射信號，以產生一個已經釋放了回波信號的接收信號。
15.如權利要求1所述的收發器用于寬帶通信系統，特別用于一種xDSL寬帶通信系統。
全文摘要
一種用于發射和接收信號的收發器，其中該信號能夠由具有特定線阻抗(Z
文檔編號H04B3/23GK1484387SQ0312748
公開日2004年3月24日 申請日期2003年7月30日 優先權日2002年7月30日
發明者托馬斯·費里安, 托馬斯 費里安 申請人:印芬龍科技股份有限公司