DE102005041052B3

DE102005041052B3 - Verfahren zur Stabilitätskontrolle einer selbstschwingenden Treiberschaltung und selbstschwingende Treiberschaltung

Info

Publication number: DE102005041052B3
Application number: DE102005041052A
Authority: DE
Inventors: David Dipl.-Ing. San Segundo Bello; Dario Dipl.-Ing. Giotta; Andreas Dr. Wiesbauer; Thomas Dipl.-Ing. Pötscher
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Intel Germany Holding GmbH
Priority date: 2005-08-30
Filing date: 2005-08-30
Publication date: 2007-03-29
Anticipated expiration: 2025-08-31
Also published as: US8063697B2; US20120019317A1; US8791755B2; US20070069814A1

Abstract

Eine erfindungsgemäße selbstschwingende Treiberschaltung umfasst eine Treiberstufe (5, 6), einen Vorwärtskopplungspfad, welcher mit einem Eingang der Treiberstufe (5, 6) gekoppelt ist, und einen Rückkopplungspfad, welcher einen Ausgang der Treiberstufe (5, 6) mit einem Eingang des Vorwärtskopplungspfads koppelt. Der Vorwärtskopplungspfad umfasst ein Vorwärtskopplungsfilter (10), welches als aktives Filter ausgestaltet ist. Um einen oszillatorischen Zustand der Treiberschaltung bei einer unerwünschten Frequenz zu verhindern, wird vorgeschlagen, dass eine interne Zustandsvariable des Vorwärtskopplungsfilters (10) überwacht wird und dass das Vorwärtskopplungsfilter (10) zurückgesetzt wird, wenn der Wert der überwachten internen Zustandsvariable außerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt.

Description

Verfahren zur Stabilitätskontrolle einer selbstschwingenden Treiberschaltung und selbstschwingende Treiberschaltung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Stabilitätskontrolle einer selbstschwingenden Treiberschaltung sowie eine selbstschwingende Treiberschaltung. Speziell betrifft die Erfindung selbstschwingende Treiberschaltungen vom getakteten oder Klasse-D-Typ zum Einsatz in einer DSL-Kommunikationsvorrichtung.

Bei Leitungstreibern ist es bekannt, so genannte getaktete oder Klasse-D-Leitungstreiber zu verwenden, welche insbesondere den Vorteil eines hohen Wirkungsgrads aufweisen, so dass die Leistungsaufnahme einer die Treiberschaltung verwendenden Kommunikationsvorrichtung verringert werden kann. Das Grundprinzip einer getakteten Leitungstreiberschaltung beruht darauf, ein analoges Eingangssignal der Treiberschaltung zunächst in ein pulsweitenmoduliertes Signal umzuwandeln, welches dann auf besonders effiziente Weise verstärkt werden kann. Mittels einer Tiefpassfilterung wird aus dem verstärkten pulsweitenmodulierten Signal dann das verstärkte Ausgangssignal der Treiberschaltung erhalten. Zur Durchführung der Pulsweitenmodulation ist grundsätzlich ein entsprechendes Taktsignal erforderlich, auf welchem die Pulsweitenmodulation basiert. Das Taktsignal kann beispielsweise mittels eines externen Oszillators zugeführt werden.

Eine weitere Möglichkeit zur Erzeugung des Taktsignals besteht darin, die Treiberschaltung mit einer Rückkopplungsschleife zu versehen, welche einen Ausgang der Treiberschaltung mit einem Eingang eines Vorwärtskopplungspfads der Treiberschaltung verbindet, so dass über den Rückkopplungspfad und den Vorwärtskopplungspfad eine geschlossene Schleife gebildet wird, welche ein oszillierendes Verhalten der Treiberschaltung selbst ermöglicht. Weiterhin gewährleisten typi scherweise ein Vorwärtskopplungsfilter in dem Vorwärtskopplungspfad und ein Rückwärtskopplungsfilter in dem Rückkopplungspfad eine ausreichende Linearität der Signalübertragung.

Bei höheren Linearitätsanforderungen, wie sie zum Beispiel für DSL-Kommunikationsanwendungen mit höheren Datenübertragungsraten bestehen, ist es jedoch erforderlich, als Vorwärtskopplungsfilter aktive Filter höherer Ordnung zu verwenden. In diesem Fall kann die Treiberschaltung ein oszillatorisches Verhalten bei verschiedenen Frequenzen zeigen, von welchen es sich lediglich bei einer um die für den Betrieb der Treiberschaltung erwünschte Frequenz handelt. Weiterhin wird durch Fertigungsschwankungen oder Veränderungen der äußeren Umgebung der verfügbare Parameterbereich für das gewünschte oszillatorische Verhalten der Treiberschaltung verkleinert.

Die WO 00/27028 A1 beschreibt eine Initialisierungsschaltung für einen selbstoszillierenden Verstärker vom Klasse-D-Typ. Der grundsätzliche Schaltungsaufbau umfasst einen Vorwärtskopplungspfad, einen Rückkopplungspfad und ein Vorwärtskopplungsfilter in dem Vorwärtskopplungspfad. In Piessens, T.; Steyaert, M.: „A Central Office Combined ADSL-VDSL Line Driver Solution in .35 μm CMOS"; IEEE 2002 Custom Integrated Circuits Conference, S. 45–48, ist eine selbstschwingende Treiberschaltung für DSL-Kommunikationsanwendungen beschrieben, welche ebenfalls die oben beschriebenen Merkmale aufweist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Stabilitätskontrolle einer selbstschwingenden Treiberschaltung sowie eine selbstschwingende Treiberschaltung bereitzustellen, durch welche ein oszillatorisches Verhalten der Treiberschaltung bei unerwünschten Frequenzen effektiv vermieden wird.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie durch eine selbstschwingende Treiberschaltung gemäß Anspruch 6 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.

Die vorliegende Erfindung geht aus von einer selbstschwingenden Treiberschaltung mit einer Treiberstufe, einem Vorwärtskopplungspfad, welcher mit einem Eingang der Treiberstufe gekoppelt ist, und einem Rückkopplungspfad, welcher einen Ausgang der Treiberstufe mit einem Eingang des Vorwärtskopplungspfads koppelt. Die Treiberstufe dient der Signalverstärkung. Um ein oszillatorisches Verhalten der Treiberschaltung zu ermöglichen und eine ausreichende Linearität zu gewähr leisten, umfasst der Vorwärtskopplungspfad ein Vorwärtskopplungsfilter, welches als aktives Filter ausgestaltet ist. Der Rückkopplungspfad kann beispielsweise ein passives Rückkopplungsfilter umfassen.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass eine interne Zustandsvariable des Vorwärtskopplungsfilters überwacht wird. Wenn der Wert der internen Zustandsvariable außerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt, wird veranlasst, dass das Vorwärtskopplungsfilter zurückgesetzt wird. Das Zurücksetzen des Vorwärtskopplungsfilters erfolgt vorzugsweise durch Zurücksetzen mindestens eines Integrators des Vorwärtskopplungsfilters. Hierbei kann insbesondere ein kapazitives Element des Integrators, z. B. ein Kondensator, vorübergehend überbrückt werden.

Durch diese Maßnahmen wird ein oszillatorischer Zustand der Treiberschaltung bei einer unerwünschten Frequenz erfasst und durch Zurücksetzen des Vorwärtskopplungsfilters gestört, so dass ein erneuter Einschwingvorgang erfolgt. Aufgrund der allgemeinen Ausgestaltung der Treiberschaltung, welche für einen oszillatorischen Zustand bei der gewünschten Frequenz ausgelegt ist, erfolgt das erneute Einschwingen mit erhöhter Wahrscheinlichkeit bei der gewünschten Frequenz. Fehlerhalte Einschwingvorgänge, welche mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit aufgrund von Fertigungsschwankungen oder Änderungen der äußeren Bedingungen auftreten können, führen daher nicht zu einem Betrieb der Treiberschaltung bei einer unerwünschten Frequenz.

Als interne Zustandsvariable des Vorwärtskopplungsfilters wird vorzugsweise eine Größe gewählt, welche mit hoher Empfindlichkeit auf einen oszillatorischen Zustand der Treiberschaltung bei einer unerwünschten Frequenz reagiert. Beispielsweise kann eine Größe gewählt werden, welche bei einem oszillatorischen Zustand mit der gewünschten Frequenz einen kleinen Wert aufweist, während sie bei einem oszillatorischen Zustand mit einer unerwünschten Frequenz einen großen Wert aufweist. Der oszillatorische Zustand mit der unerwünschten Frequenz kann dann zuverlässig dadurch erkannt werden, dass der Wert der internen Zustandsvariablen mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen wird. Es hat sich gezeigt, dass bei einem aktiven Filter, welches wenigstens einen Integrator umfasst, eine zur Überwachung vorteilhaft geeignete interne Zustandsvariable aus einer Spannung an einem Ausgang des Integrators abgeleitet werden kann.

Die erfindungsgemäße selbstschwingende Treiberschaltung umfasst einen Vorwärtskopplungspfad, welcher mit einem Eingang der Treiberstufe gekoppelt ist, und einen Rückkopplungspfad, welcher einen Ausgang der Treiberstufe mit einem Eingang des Vorwärtskopplungspfads koppelt. Der Vorwärtskopplungspfad umfasst ein Vorwärtskopplungsfilter, welches als aktives Filter ausgestaltet ist. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Vorwärtskopplungsfilter um ein aktives Filter höherer Ordnung, so dass eine hohe Linearität der Treiberschaltung gewährleistet werden kann.

Die Treiberschaltung umfasst eine Steuerschaltung, welche dazu ausgestaltet ist, abhängig von einem Überwachungssignal, welches aus einer internen Zustandsvariable des Vorwärtskopplungsfilters abgeleitet ist, ein Steuersignal zu erzeugen, wenn der Wert der internen Zustandsvariablen des Vorwärtskopplungsfilters außerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt. Das Vorwärtskopplungsfilter ist durch das Steuersignal zurücksetzbar, so dass, wenn anhand des Überwachungssignals erfasst wird, dass die interne Zustandsvariable außerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt und somit die Treiberschaltung bei einer unerwünschten Frequenz oszilliert, das Vorwärtskopplungsfilter zurückgesetzt wird, und somit ein neuer Einschwingvorgang herbeigeführt wird.

Um ein Zurücksetzen des Vorwärtskopplungsfilters zu ermöglichen, umfasst dieses mindestens einen Integrator, von welchem eine kapazitive Komponente, z. B. ein Kondensator, mittels eines Schaltmittels überbrückbar ist, wobei dieses Schaltmittel durch das von der Steuerschaltung erzeugte Steuersignal angesteuert ist. Durch ein vorübergehendes Schließen des Schaltmittels kann so auf einfache Weise der momentane oszillatorische Zustand der Treiberschaltung gestört und ein erneuter Einschwingvorgang bewirkt werden.

Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen genauer erläutert.
1 zeigt eine selbstschwingende Treiberschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
2 zeigt schematisch ein aktives Filter dritter Ordnung, welches bei der Treiberschaltung von 1 als Vorwärtskopplungsfilter einsetzbar ist.
3 zeigt beispielhaft die Amplitudentransferfunktion und Phasentransferfunktion für ein aktives Filter gemäß der Struktur von 2.
4 zeigt eine schaltungstechnische Implementierung des aktiven Filters.
1 zeigt eine selbstschwingende Treiberschaltung, welche insbesondere zum Einsatz als Leitungstreiberschaltung in einer DSL-Kommunikationsvorrichtung geeignet ist.
Die Treiberschaltung umfasst eine Treiberstufe, welche im vorliegenden Fall durch einen Komparator 5 und eine Inverterschaltung 6 gebildet ist. Der Komparator 5 bewirkt eine Vorverstärkung, während die Inverterschaltung 6 eine Endverstärkung bewirkt. Ein Eingang der Treiberstufe, d. h. ein Eingang des Komparators 5, ist mit einem Vorwärtskopplungspfad verbunden, welcher insbesondere ein Vorwärtskopplungsfilter 10 beinhaltet. Der andere Eingang des Komparators 5 ist mit einem festen Potential verbunden. Die Treiberschaltung umfasst weiterhin einen Rückkopplungspfad, welcher einen Ausgang der Treiberstufe, d. h. einen Ausgang der Inverterschaltung 6 negativ im Summationsknotenpunkt 4 mit einem Eingang des Vorwärtskopplungspfads koppelt. Der Rückkopplungspfad umfasst insbesondere ein Rückkopplungsfilter 20, welches als passives Filter ausgestaltet ist. Ein Rückkopplungsfaktor des Rückkopplungspfads ist mit G_FB veranschaulicht. Der Verstärkungsfaktor des Rückkopplungspfads ist typischerweise kleiner als eins, d. h. es handelt sich tatsächlich um einen Dämpfungsfaktor. Im Summationsknotenpunkt 4 wird das Signal des Rückkopplungspfads von einem Eingangssignal IN der Treiberschaltung subtrahiert.
Um eine ausreichende Linearität der Signalübertragung durch die Treiberschaltung zu gewährleisten und ein selbstschwingendes Verhalten der Treiberschaltung zu ermöglichen, ist das Vorwärtskopplungsfilter 10 als aktives Filter höherer Ordnung ausgestaltet. In der nachfolgenden Beschreibung wird von einem Filter dritter Ordnung ausgegangen, wobei selbstverständlich je nach Erfordernissen hinsichtlich der Linearität auch abweichende Filter höherer Ordnung verwendet werden können.
Aufgrund der oben dargestellten Struktur weisen Signale in der geschlossenen Schleife der Treiberschaltung ein oszillatorisches Verhalten auf. Hierdurch wird bewirkt, dass das analoge Eingangssignal IN der Treiberschaltung in ein verstärktes Signal eines pulsweitenmodulierten Typs am Ausgang der Treiberstufe umgeformt wird, wobei die dem pulsweitenmodulierten Signal zugrunde liegende Frequenz durch die Oszillationsfrequenz der Treiberschaltung bestimmt ist.
Mittels eines Tiefpassfilters 8 werden hochfrequente Anteile aus dem Ausgangssignal der Treiberstufe herausgefiltert, so dass ein auf dem Eingangssignal IN basierendes verstärktes analoges Ausgangssignal OUT erhalten wird, welches mittels eines Transformators in eine Übertragungsleitung 9 eingekoppelt wird. Das Tiefpassfilter 8 ist insbesondere dazu ausgestaltet, die Oszillationsfrequenz der selbstschwingenden Treiberschaltung aus dem Ausgangssignal der Treiberstufe herauszufiltern.
Während die Treiberschaltung, d. h. die Treiberstufe sowie der Vorwärtskopplungs- und der Rückkopplungspfad, typischerweise auf einem DSL-Kommunikationshalbleiterbaustein angeordnet sind, handelt es sich bei dem Tiefpassfilter 8 in der Regel um eine externe Komponente.
Die in 1 dargestellte Treiberschaltung umfasst weiterhin eine Steuerschaltung 18, welche von dem Vorwärtskopplungsfilter 10 ein Überwachungssignal 1 aufnimmt und abhängig von dem Überwachungssignal 1 ein Steuersignal 2 erzeugt, welches dem Vorwärtskopplungsfilter 10 zugeführt ist.
Das Überwachungssignal 1 ist aus einer internen Zustandsvariable des Vorwärtskopplungsfilters 10 abgeleitet und wird verwendet, um zu erfassen, ob die Treiberschaltung bei einer unerwünschten Frequenz oszilliert. Ein oszillatorischer Zustand der Treiberschaltung bei einer unerwünschten Frequenz zeigt sich in einem abweichenden Wert der internen Zustandsvariablen des Vorwärtskopplungsfilters 10. Daher erzeugt die Steuerschaltung 18, wenn anhand des Überwachungssignals 1 erkannt wird, dass die überwachte interne Zustandsvariable außerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt, ein Steuersignal 2, welches bewirkt, dass das Vorwärtskopplungsfilter 10 zurückgesetzt wird. Zu diesem Zweck kann die Steuerschaltung 18 beispielsweise einen Komparator umfassen, welcher den Wert des Überwachungssignals 1 oder den Wert der internen Zustandsvariable mit einem vorgegebenen Schwellenwert vergleicht. Je nach Erfordernis kann das Steuersignal 2 erzeugt werden, wenn der Wert der internen Zustandsvariablen den Schwellenwert übersteigt oder wenn der Wert der internen Zustandsvariablen unter den Schwellenwert fällt. Weiterhin ist auch ein Ver gleich mit sowohl einem oberen als auch einem unteren Schwellenwert denkbar, so dass ein zulässiger Bereich für den Wert der internen Zustandsvariablen definiert wird.
Ein Zurücksetzen des Vorwärtskopplungsfilters 10 stört den momentanen oszillatorischen Zustand der Treiberschaltung und führt somit zu einem erneuten Einschwingvorgang, welcher mit erhöhter Wahrscheinlichkeit zu einem oszillatorischen Zustand bei der erwünschten Frequenz führt. Es wird somit mit hoher Zuverlässigkeit gewährleistet, dass die Treiberschaltung nur bei der gewünschten Frequenz und nicht bei abweichenden Frequenzen, bei welchen ebenfalls ein stabiler oszillatorischer Zustand möglich wäre, oszilliert.
Nachfolgend soll genauer der Aufbau des Vorwärtskopplungsfilters 10 erläutert werden, welcher sowohl eine Überwachung einer internen Zustandsvariablen als auch das Zurücksetzen mittels des Steuersignals 2 gewährleistet.
2 zeigt schematisch die Struktur eines aktiven Filters, welches als das Vorwärtskopplungsfilter 10 der Treiberschaltung von 1 einsetzbar ist. Es handelt sich um ein Filter dritter Ordnung, d. h. es ist ein erster Integrator 12, ein zweiter Integrator 14 und ein dritter Integrator 16 vorgesehen, welche im Wesentlichen in Reihe verschaltet sind. Die Integratoren 12, 14 und 16 haben Integrationskoeffizienten, welche mit c₁/s, c₂/s bzw. c₃/s bezeichnet sind.
Darüber hinaus sind eine Vorwärtskopplungsschleife 13, welche ein Ausgangssignal des ersten Integrators 12 positiv an einen Signalausgang des dritten Integrators 16 koppelt und eine Vorwärtskopplungsschleife 15, welche ein Ausgangssignal des zweiten Integrators 14 positiv an den Signalausgang des dritten Integrators 16 koppelt, vorgesehen. Eine Rückkopplungsschleife 17 koppelt ein Ausgangssignal des Filters negativ an einen Signaleingang des zweiten Integrators 14. Die Vorwärtskopplungsschleifen 13 und 15 haben Vorwärtskopplungskoeffi zienten d₁ bzw. d₂. Die Rückkopplungsschleife 17 hat einen Rückkopplungskoeffizienten g₁.
3 zeigt beispielhaft die Amplitudenübertragungsfunktion A und die Phasenübertragungsfunktion P für ein Filter des in 2 dargestellten Typs als Funktion der Frequenz f. Wie es insbesondere aus der Phasenübertragungsfunktion ersichtlich ist, zeigt die Übertragungsfunktion des Filters mehrere Singularitäten, welche sich in diskontinuierlichen Sprüngen der Phasenübertragungsfunktion äußern. Ein oszillatorischer Zustand der Treiberschaltung ist somit für mehrere Frequenzen möglich, jedoch nur für eine dieser Frequenzen erwünscht. In 3 finden sich beispielsweise Punkte für einen stabilen oszillatorischen Zustand bei einer ersten Frequenz von ungefähr 3·10⁶ Hz und bei einer zweiten Frequenz von ungefähr 10⁷ Hz. Die Phasenübertragungsfunktion springt bei diesen Frequenzen zwischen +180° und –180° bzw. zwischen –180° und +180°. Eine Phasenbandbreite ist im unteren Teil von 3 als Differenz zwischen –180° und dem lokalen Maximum der Phasenübertragungsfunktion zwischen 3·10⁶ Hz und 10⁷ Hz veranschaulicht. Entsprechend ist im oberen Teil von 3 eine Amplitudenbandbreite als Differenz der Amplitudenübertragungsfunktion bei der ersten Frequenz und bei der zweiten Frequenz veranschaulicht.
Insbesondere wenn für den gewünschten oszillatorischen Zustand eine hohe Frequenz erforderlich ist, z. B. wenn die Treiberschaltung ein hohes Oversampling-Verhältnis aufweisen soll, ergeben sich eine geringe Phasenbandbreite und eine geringe Amplitudenbandbreite, was bedeutet, dass ein oszillatorischer Zustand bei einer unerwünschten Frequenz verstärkt auftreten kann. Wie bereits erläutert, wird in diesem Fall das Vorwärtskopplungsfilter 10 zurückgesetzt, so dass durch einen erneuten Einschwingvorgang ein oszillatorischer Zustand bei der gewünschten Frequenz erreicht wird.
4 zeigt eine detailliertere Implementierung des aktiven Filters von 2 in differentieller Ausgestaltung. Die Integratoren 12, 14 und 16 umfassen jeweils einen Operationsverstärker 12', 14' bzw. 16' sowie Eingangswiderstände R₁, R₃ bzw. R₅ und kapazitive Elemente C₁, C₃ bzw. C₅, welche in doppelter Ausführung jeweils für einen positiven Strang und einen negativen Strang des differentiell ausgestalteten Filters vorgesehen sind. Weitere kapazitive Elemente C₂ und C₄ sowie weitere Widerstände R₄ dienen der Implementierung der Vorwärtskopplungsschleifen 13, 15 und der Rückkopplungsschleife 17.
In 4 sind als interne Zustandsvariablen, welche zur Überwachung herangezogen werden können, eine Ausgangsspannung V₁ am Ausgang des ersten Integrators 12, eine Ausgangsspannung V₂ am Ausgang des zweiten Integrators 14 und eine Ausgangsspannung V₃ am Ausgang des dritten Integrators 16 veranschaulicht. Bei der Ausgangsspannung V₃ am Ausgang des dritten Integrators 16 ist jedoch zu beachten, dass aufgrund der Summation der vorwärtsgekoppelten Ausgangssignale des ersten Integrators 12 und des zweiten Integrators 14, wie sie in 2 veranschaulicht ist, die Ausgangsspannung V₃ tatsächlich die Summe der Ausgangsspannungen der Integratoren 12, 14 und 16 darstellt. Ebenso ist für die Ausgangsspannung V₁ zu beachten, dass diese aufgrund der Rückkopplungsschleife 17 tatsächlich die Differenz der Ausgangsspannung des ersten Integrators 12 und des vom Ausgang des Filters rückgekoppelten Signals darstellt.
Wenn die Integrationskoeffizienten c₁/s, c₂/s und c₃/s derart gewichtet sind, dass die Amplituden vom Eingang des Filters zum Ausgang des Filters abnehmen, ist es bevorzugt, die Ausgangsspannung V₁ am Ausgang des ersten Integrators 12 oder die Ausgangsspannung V₂ am Ausgang des zweiten Integrators 14 zu überwachen. Wie oben erwähnt, ist bei der dargestellten Struktur des Filters jedoch nur die Ausgangsspannung des zweiten Integrators 14 separat verfügbar und wird bevorzugt zur Überwachung herangezogen.
Weiterhin ist aus 4 erkennbar, dass die kapazitiven Elemente C₁ des ersten Integrators 12 jeweils für den positiven Strang und für den negativen Strang ein Schaltmittel 11 umfassen, welches durch das von der Steuerschaltung 18 erzeugte Steuersignal 2 angesteuert ist. Somit kann mittels des Steuersignals 2 das Schaltmittel 11 geschlossen werden, so dass das kapazitive Element C₁ überbrückt ist. Durch vorübergehendes Schließen des Schaltmittels 11 wird der Integrator 12 zurückgesetzt, was einen erneuten Einschwingvorgang der Treiberschaltung bewirkt.
Die Steuerschaltung 18 erzeugt das Steuersignal 2 derart, dass das Schaltmittel 11 vorübergehend geschlossen wird, wobei der momentane oszillatorische Zustand der Treiberschaltung ausreichend gestört wird, um einen erneuten Einschwingvorgang zu bewirken. Obwohl dies in 4 nicht dargestellt ist, können entsprechende Schaltmittel auch an den kapazitiven Elementen C₃ und C₅ des zweiten Integrators 14 bzw. des dritten Integrators 16 vorgesehen sein. Durch Zurücksetzen mehrerer Integratoren wird eine ausgeprägtere Störung des momentanen oszillatorischen Zustands erreicht, so dass der erneute Einschwingvorgang mit höherer Zuverlässigkeit oder durch kürzeres Schließen des Schaltmittels 11 erreicht werden kann. Weiterhin ist es auch nicht notwendig, dass das Schaltmittel 11 an demjenigen Integrator vorgesehen ist, an dessen Ausgang die interne Zustandsvariable überwacht wird. So könnte beispielsweise die Spannung V₁ am Ausgang des ersten Integrators 12 überwacht werden, während ein Schaltmittel an dem kapazitiven Element C₃ des zweiten Integrators verwendet wird, um den zweiten Integrator 14 und damit das Filter zurückzusetzen.
Weiterhin versteht es sich, dass die Spannungen an den Ausgängen der Integratoren 12, 14 und 16, welche als interne Zu standsvariablen zur Überwachung verwendet werden können, typischerweise mit einer bestimmten Amplitude oszillieren. Es ist daher bevorzugt, die Oszillationsamplitude der Spannung zu überwachen, welche in charakteristischer Weise abhängig von dem jeweiligen oszillatorischen Zustand der Treiberschaltung variiert.

Claims

Verfahren zur Stabilitätskontrolle einer selbstschwingenden Treiberschaltung, wobei die Treiberschaltung umfasst: eine Treiberstufe (5, 6), einen Vorwärtskopplungspfad, welcher mit einem Eingang der Treiberstufe (5, 6) gekoppelt ist, und einen Rückkopplungspfad, welcher einen Ausgang der Treiberstufe (5, 6) mit einem Eingang des Vorwärtskopplungspfads koppelt, wobei der Vorwärtskopplungspfad ein aktives Vorwärtskopplungsfilter (10) umfasst, gekennzeichnet durch die Schritte: – Überwachen einer internen Zustandsvariablen (V₁, V₂, V₃) des Vorwärtskopplungsfilters (10), und – Zurücksetzen des Vorwärtskopplungsfilters (10), wenn die interne Zustandsvariable (V₁, V₂, V₃) des Vorwärtskopplungsfilters (10) außerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorwärtskopplungsfilter (10) mindestens einen Integrator (12, 14, 16) umfasst, wobei die interne Zustandsvariable (V₁, V₂, V₃) aus einer Spannung an einem Ausgang des mindestens einen Integrator (12, 14, 16) abgeleitet ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorwärtskopplungsfilter (10) mindestens einen Integrator (12, 14, 16) umfasst, wobei zum Zurücksetzen des Vorwärtskopplungsfilters (10) mindestens einer der Integratoren (12, 14, 16) zurückgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorwärtskopplungsfilter (10) mehrere Integratoren (12, 14, 16) umfasst, wobei zum Zurücksetzen des Vorwärtskopplungsfilters (10) alle Integratoren (12, 14, 16) zurückgesetzt werden.
Verfahren nach einem der vorhergenenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Überwachen der internen Zustandsvariablen (V₁, V₂, V₃) des Vorwärtskopplungsfilters (10) der Wert der internen Zustandsvariablen (V₁, V₂, V₃) mit einem Schwellenwert verglichen wird.
Selbstschwingende Treiberschaltung, umfassend: eine Treiberstufe (5, 6), einen Vorwärtskopplungspfad, welcher mit einem Eingang der Treiberstufe (5, 6) gekoppelt ist, und einen Rückkopplungspfad, welcher einen Ausgang der Treiberstufe (5, 6) mit einem Eingang des Vorwärtskopplungspfads koppelt, wobei der Vorwärtskopplungspfad ein aktives Vorwärtskopplungsfilter (10) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Treiberschaltung (10) eine Steuerschaltung (18) umfasst, welche dazu ausgestaltet ist, abhängig von einem Überwachungssignal (1), welches aus einer internen Zustandsvariablen (V₁, V₂, V₃) des Vorwärtskopplungsfilters (10) abgeleitet ist, ein Steuersignal (2) zu erzeugen, wenn der Wert der internen Zustandsvariable (V₁, V₂, V₃) des Vorwärtskopplungsfilters (10) außerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt, wobei das Vorwärtskopplungsfilter (10) durch das Steuersignal (2) zurücksetzbar ist.
Treiberschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorwärtskopplungsfilter (10) mindestens einen Integrator (12, 14, 16) umfasst, wobei mindestens eine kapazitive Komponente (C₁, C₃, C₅) des mindestens einen Integrators (12, 14, 16) mittels eines Schaltmittels (11) überbrückbar ist, wobei das Schaltmittel (11) durch das Steuersignal (2) angesteuert ist.
Treiberschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung dazu ausgestaltet ist, das Steuersignal (2) derart zu erzeugen, dass das Schaltmittel (11) vorübergehend geschlossen wird, wenn der Wert der internen Zustandsvariablen (V₁, V₂, V₃) außerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt.
Treiberschaltung nach einem der Ansprüche 6–8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückkopplungspfad ein passives Rückkopplungsfilter (20) umfasst.
Treiberschaltung nach einem der Ansprüche 6–9, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorwärtskopplungsfilter (10) ein Filter dritter Ordnung ist.
Treiberschaltung nach einem der Ansprüche 6–10, dadurch gekennzeichnet, dass die Treiberschaltung als Leitungstreiber für eine DSL-Kommunikationsvorrichtung ausgestaltet ist.