线路驱动器 EL1508C在ADSL局端的设计与应用

ADSL设备通常分为局端和用户端两个部分。随着ADSL技术和市场的日趋成熟，ADSL局端设备 ——数字用户线路访问多路复用器(DSLAM)中线路卡的设计正呈现高密度化和低功耗的趋势。这必然要求生产商和设计人员选用极低功耗、更低失真度和外围电路优化的线路驱动器，为终端用户提供更高性价比的ADSL解决方案和相关产品。

EL1508C正是一款能够满足低功耗、高密度ADSL市场需求的线路驱动器,Alcatel、Globespan和Centillium等ADSL主要芯片和方案提供商已将EL1508C作为最新的线路驱动参考设计。

如图1所示，ADSL局端设备DSLAM可采用T1（传输速率可达1.544Mb/s的通信线路）、POTS(普通电话业务)、IDSL、G.SHDSL和ADSL等多种接入方式与通信终端相连。我们知道，当DSLAM设备的总I/O的功率一定时，提高DSLAM中线路卡的密度、降低每个端口的功耗，将意味着减少单位面积的成本并将会给ADSL局端制造商和电信运营商带来更多的利润。这正是高集成度ADSL线卡设计时必须遵循的原则。因此，分析线路驱动的功率指标和降低功耗成为高密度ADSL应用的首要环节。表1中列出了目前流行的DSL系统的关键功率指标。其中的Full Rate表示满速率，即G.DMT，下行速率为8Mbps，带宽约为1.1MHz。G.Lite为一种低速率的ADSL，下行速率为1.5Mbps、带宽约为0.5MHz。Crest Factor为波峰因数，为峰值与有效值的比值。

线路驱动器EL1508C内部采用高电压的双极性硅绝缘体工艺 (bipolar SOI)，可工作在-40℃～+85℃的工业级温度中。EL1508C内部具有两个高宽带A/B类放大器，可在±5V～±12V 双电源供电下工作。它在满速率的ADSL线路中具有极低的失真度，总功耗最优时仅为720mW。与其引脚和封装完全兼容的早期版本——EL1503C相比，EL1508C仅从静态功耗指标上就降低了近100mW。EL1508C的最大驱动电流为450mA，当线路负载为100Ω时，可输出高达43.6Vp-p的差分电压幅值。因此它可理想地用于ADSL的CAP和DMT满功率的电路设计中。

EL1508C作为第五代的电流反馈式DSL线路驱动器，具有低功耗、易使用和优化外围元器件的特点。EL1508C的多音频功率比 (MTPR)失真优于-75dB。供电电流典型值仅为10mA，调节与IADJL引脚相连的电阻可使供电电流减小，IADJH端的电阻则可使供电电流增加。当供电电流为24mA时，EL1508C的失真度为最小。另外，改变两个电源管理引脚 C0 和C1的逻辑电平可将供电电流设置成四种预置功率模式下运行(100%、67%、33%、全关断)。相对于其它电压反馈式线路驱动器，EL1508C可减少多达9个外围元器件，大大地优化了电路设计。

·ADSL线路驱动

·HDSL 线路驱动

·视频分配放大器

·视频双绞线线路驱动

ADSL采用高速的数字调制技术将已调信号送至高保真驱动的模拟接口电路，然后经变压器耦合至双绞线上进行传输。通常ADSL局端的结构示意图如图2所示。

模拟接口电路如图2虚框内所示，由线路驱动、线路接收(通常集成在模拟前端AFE内部)和混合电路三部分构成。

ADSL全速率G.DMT下行时的频带宽度为133K～1.1MHz，G.Lite下行为133K～0.5MHz，二者上行频宽皆为26K～130KHz，通常要求驱动放大器具有50MHz的带宽。EL1508C 内部的两个大功率线路驱动器可连接成全双工的差分电路形式。在-3dB、增益为+5的条件下，它具有高达80MHz的频带宽度，并可高保真地驱动高达4MHz的信号。

如图3所示放大器为正负极相连的单端输入、差分输出的方式。这样，两个放大器便会在增益为3或更高时具有相同的频率响应，同时具有很好的共模输出抑制特性。但是在增益较低的情况下，我们必须调整两个驱动器间的RF电阻值以获得较好的频率响应。与负增益相比较，正极性增益通常能获得更多的带宽和输出幅值。

图4为差分输入的驱动连接方式，每个放大器等同于正极输入的增益连接，这样的连接利于电路对共模信号的抑制。另外，放大器的差分输入线路相对单端的直流输入具有更好的零点漂移和共模信号的抑制能力。

ADSL线路驱动器对感性内阻信号源较为敏感，通常超过100 nH的信号源内阻便会有可能导致ADSL离散多音频调制(DMT)驱动信号出现振铃甚至自激现象。未屏蔽的线路板引线长达4英寸或6英寸，未经匹配的传输线都可等效为这样的感抗，然而通常的高频放大电路不存在这样的情况。这一点，在ADSL线路卡的PCB板布线时尤要引起注意。

图5为一款实用ADSL局端线路驱动电路，用于驱动来自模拟前端(AFE)的G.DMT或G.Lite信号。

如图所示，EL1508C采用±12V双电源供电，电源必须采用L27、C154进行低频去耦和C155、C156高频旁路电容滤波。C11和C12为输入耦合电容，用于耦合来自模拟前端(AFE)的G.DMT或G.Lite 模拟数据流信号。D21、D22为过压保护限幅二极管，用于提供线路(变压器初级端)的过压保护。C1、C0逻辑控制端与ADSL数字信号处理器(DSP)的功率管理输出脚相连。R1、R2、R21、R22为放大器反馈增益电阻。R7为Iadj 对地电阻，一般选5.7KΩ。R13和R14为线路的回馈电阻，用来放大器与输出线路间的匹配和抵消传输信号的反射驻波。R16、R99为主动反馈模式的正反馈电阻。由于线路采用了主动反馈模式，可使线路输出功率的效率提高近20%，有关主动匹配模式的详细应用请参阅《电子产品世界》2001年9月A版的《DSL驱动器电路的主动匹配》一文。

由于驱动电路采用差分I/O的方式，因此在布线方面要求输入与输出端的走线要严格对称，输入端1脚和18脚的信号走线应尽量地短，而且至少与周边铜箔保持1～2mm的间距，以确保尽可能小的分布电感和电容引发信号的振铃或自激现象。■

参考文献

1 Elantec半导体公司的EL1508C数据手册

2 DSL局端线路驱动器的设计和热阻《电子产品世界》2000(12)

3 DSL驱动器电路的主动匹配《电子产品世界》2001(9A)