線路驅動器 EL1508C在ADSL局端的設計與應用

ADSL設備通常分為局端和用戶端兩個部分。隨著ADSL技術和市場的日趨成熟，ADSL局端設備 ——數字用戶線路訪問多路復用器(DSLAM)中線路卡的設計正呈現高密度化和低功耗的趨勢。這必然要求生產商和設計人員選用極低功耗、更低失真度和外圍電路優化的線路驅動器，為終端用戶提供更高性價比的ADSL解決方案和相關產品。

EL1508C正是一款能夠滿足低功耗、高密度ADSL市場需求的線路驅動器,Alcatel、Globespan和Centillium等ADSL主要芯片和方案提供商已將EL1508C作為最新的線路驅動參考設計。

如圖1所示，ADSL局端設備DSLAM可采用T1（傳輸速率可達1.544Mb/s的通信線路）、POTS(普通電話業務)、IDSL、G.SHDSL和ADSL等多種接入方式與通信終端相連。我們知道，當DSLAM設備的總I/O的功率一定時，提高DSLAM中線路卡的密度、降低每個端口的功耗，將意味著減少單位面積的成本并將會給ADSL局端制造商和電信運營商帶來更多的利潤。這正是高集成度ADSL線卡設計時必須遵循的原則。因此，分析線路驅動的功率指標和降低功耗成為高密度ADSL應用的首要環節。表1中列出了目前流行的DSL系統的關鍵功率指標。其中的Full Rate表示滿速率，即G.DMT，下行速率為8Mbps，帶寬約為1.1MHz。G.Lite為一種低速率的ADSL，下行速率為1.5Mbps、帶寬約為0.5MHz。Crest Factor為波峰因數，為峰值與有效值的比值。

線路驅動器EL1508C內部采用高電壓的雙極性硅絕緣體工藝 (bipolar SOI)，可工作在-40℃～+85℃的工業級溫度中。EL1508C內部具有兩個高寬帶A/B類放大器，可在±5V～±12V 雙電源供電下工作。它在滿速率的ADSL線路中具有極低的失真度，總功耗最優時僅為720mW。與其引腳和封裝完全兼容的早期版本——EL1503C相比，EL1508C僅從靜態功耗指標上就降低了近100mW。EL1508C的最大驅動電流為450mA，當線路負載為100Ω時，可輸出高達43.6Vp-p的差分電壓幅值。因此它可理想地用于ADSL的CAP和DMT滿功率的電路設計中。

EL1508C作為第五代的電流反饋式DSL線路驅動器，具有低功耗、易使用和優化外圍元器件的特點。EL1508C的多音頻功率比 (MTPR)失真優于-75dB。供電電流典型值僅為10mA，調節與IADJL引腳相連的電阻可使供電電流減小，IADJH端的電阻則可使供電電流增加。當供電電流為24mA時，EL1508C的失真度為最小。另外，改變兩個電源管理引腳 C0 和C1的邏輯電平可將供電電流設置成四種預置功率模式下運行(100%、67%、33%、全關斷)。相對于其它電壓反饋式線路驅動器，EL1508C可減少多達9個外圍元器件，大大地優化了電路設計。

·ADSL線路驅動

·HDSL 線路驅動

·視頻分配放大器

·視頻雙絞線線路驅動

ADSL采用高速的數字調制技術將已調信號送至高保真驅動的模擬接口電路，然后經變壓器耦合至雙絞線上進行傳輸。通常ADSL局端的結構示意圖如圖2所示。

模擬接口電路如圖2虛框內所示，由線路驅動、線路接收(通常集成在模擬前端AFE內部)和混合電路三部分構成。

ADSL全速率G.DMT下行時的頻帶寬度為133K～1.1MHz，G.Lite下行為133K～0.5MHz，二者上行頻寬皆為26K～130KHz，通常要求驅動放大器具有50MHz的帶寬。EL1508C 內部的兩個大功率線路驅動器可連接成全雙工的差分電路形式。在-3dB、增益為+5的條件下，它具有高達80MHz的頻帶寬度，并可高保真地驅動高達4MHz的信號。

如圖3所示放大器為正負極相連的單端輸入、差分輸出的方式。這樣，兩個放大器便會在增益為3或更高時具有相同的頻率響應，同時具有很好的共模輸出抑制特性。但是在增益較低的情況下，我們必須調整兩個驅動器間的RF電阻值以獲得較好的頻率響應。與負增益相比較，正極性增益通常能獲得更多的帶寬和輸出幅值。

圖4為差分輸入的驅動連接方式，每個放大器等同于正極輸入的增益連接，這樣的連接利于電路對共模信號的抑制。另外，放大器的差分輸入線路相對單端的直流輸入具有更好的零點漂移和共模信號的抑制能力。

ADSL線路驅動器對感性內阻信號源較為敏感，通常超過100 nH的信號源內阻便會有可能導致ADSL離散多音頻調制(DMT)驅動信號出現振鈴甚至自激現象。未屏蔽的線路板引線長達4英寸或6英寸，未經匹配的傳輸線都可等效為這樣的感抗，然而通常的高頻放大電路不存在這樣的情況。這一點，在ADSL線路卡的PCB板布線時尤要引起注意。

圖5為一款實用ADSL局端線路驅動電路，用于驅動來自模擬前端(AFE)的G.DMT或G.Lite信號。

如圖所示，EL1508C采用±12V雙電源供電，電源必須采用L27、C154進行低頻去耦和C155、C156高頻旁路電容濾波。C11和C12為輸入耦合電容，用于耦合來自模擬前端(AFE)的G.DMT或G.Lite 模擬數據流信號。D21、D22為過壓保護限幅二極管，用于提供線路(變壓器初級端)的過壓保護。C1、C0邏輯控制端與ADSL數字信號處理器(DSP)的功率管理輸出腳相連。R1、R2、R21、R22為放大器反饋增益電阻。R7為Iadj 對地電阻，一般選5.7KΩ。R13和R14為線路的回饋電阻，用來放大器與輸出線路間的匹配和抵消傳輸信號的反射駐波。R16、R99為主動反饋模式的正反饋電阻。由于線路采用了主動反饋模式，可使線路輸出功率的效率提高近20%，有關主動匹配模式的詳細應用請參閱《電子產品世界》2001年9月A版的《DSL驅動器電路的主動匹配》一文。

由于驅動電路采用差分I/O的方式，因此在布線方面要求輸入與輸出端的走線要嚴格對稱，輸入端1腳和18腳的信號走線應盡量地短，而且至少與周邊銅箔保持1～2mm的間距，以確保盡可能小的分布電感和電容引發信號的振鈴或自激現象。■

參考文獻

1 Elantec半導體公司的EL1508C數據手冊

2 DSL局端線路驅動器的設計和熱阻《電子產品世界》2000(12)

3 DSL驅動器電路的主動匹配《電子產品世界》2001(9A)