KR20090069276A - ｘＤＳＬ 스플리터용 복수 차수의 저역 통과 필터 - Google Patents

ｘＤＳＬ 스플리터용 복수 차수의 저역 통과 필터 Download PDF

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KR20090069276A
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Abstract

필터의 제 1 입력단자(Vin1)와 제 1 출력단자(Vout1) 사이에 결합된 제 1 코일(Lp1), 이 필터의 제 2 입력단자(Vin2)와 제 2 출력단자(Vout2) 사이에 결합된 제 2 코일(Lp2), 및 제 1 출력단자와 제 2 출력단자 사이에 결합된 커패시터(C)를포함하는 저역 통과 필터. 필터는, 제 1 입력단자와 제 1 코일 간에 결합된 제 1 임피던스(Rsense1) 양단에 결합된 제 1 입력들, 제 2 입력단자와 제 2 코일 간에 결합된 제 2 임피던스(Rsense2) 양단에 결합된 제 2 입력들을 구비한 전류 감지 회로(CS), 그리고 전류 감지 회로(CS)의 출력에 결합된 입력을 구비하고 병렬로 실장된 제 3 코일(Ls1) 및 제 4 코일(Ls2)을 통해 접지 단자(Vgrd)에 접속된 출력을 구비하는 증폭기(A)를, 포함하는 필터 향상 수단(filter enhanced means:FEM)를 더 포함한다. 코일들은 쌍들로 자기적으로 결합되고 동일 코어 상에 위치된다.
밸런스 저역 통과 필터, 필터 향상 수단(FEM), 트랜스포머, 주파수 종속성 증폭기, 트랜스콘덕턴스 증폭기, xDSL 원격통신 시스템, 저역 통과 필터 스플리터, 평이한 구식 전화 시스템(POTS), 통합 서비스 디지털 네트워크(ISDN), 고객 구내 장비(CPE)

Description

ｘＤＳＬ 스플리터용 복수 차수의 저역 통과 필터{MULTIPLE ORDER LOW PASS FILTER FOR AN xDSL SPLITTER}
본 발명은 입력단자와 출력단자 간에 결합된 코일 및 상기 출력단자와 접지단자 사이에 결합된 커패시터를 포함하는 일단(singl-ended) 저역 통과 필터에 관한 것이다.
이러한 기본적인 일단 저역 통과 필터는 일반적으로 현 기술에 공지되어 사용되고 있다.
같은 개념이 예를 들면 xDSL 원격통신 시스템의 스플리터들(splitter)에서 저역 통과 필터로서 사용된다. 그러나, 이러한 응용에서는 밸런스(balanced) 혹은 차분(differential) 저역 통과 필터가 바람직하다.
그러므로, 발명에 대한 대상으로서 위에 언급된 일단 저역 통과 필터를 배제하지 않을지라도, 후자 발명은 또한, 밸런스 저역 통과 필터의 제 1 입력과 제 1 출력단자 사이에 결합된 제 1 코일, 상기 필터의 제 2 입력과 제 2 출력단자 간에 결합된 제 2 코일, 및 상기 제 1 출력단자와 제 2 출력단자 간에 결합된 커패시터를 포함하는 밸런스 저역 통과 필터에 관한 것이다.
밸런스 저역 통과 필터가 주로 위의 일단 저역 통과 필터의 원리에서 도 출(extrapolation)되며 본 발명이 두 설계들에 적용되는 것에 유의해야 한다.
또한, xDSL 원격통신 시스템과 같은 응용에 있어서, 공지된 저역 통과 필터가 xDSL 요구조건들을 달성하기 위해서 향상될 필요가 있는 것은 자명하다.
xDSL 스플리터의 저역 통과 필터의 구현을 위한 2가지 기본적인 해결책들이 시장에 존재한다.
. 더 많은 코일들(인덕터들) 및 커패시터들에 기초한 수동적 해결책; 및
. 자이레이터(gyrator) 블록들을 포함하는 집적회로들에 기초한 능동적 해결책.
공지된 수동적 해결책의 비교적 고 비용에 더하여, 더 높은 밀도를 위해 크기를 더 감소하지 못하게 하는 코일들의 크기에 기인하여 부피가 큰 해결책이다. 예를 들면 이러한 수동적 해결책은 5차 저역 통과 필터를 달성하기 위해 3개의 필터 코일들 및 4개의 커패시터들을 필요로 한다.
능동적 해결책은 크기가 더 작은 잇점이 있으나, 주로 2개의 전화선들(telephone wire)에 직렬의 반도체 소자들에 기반하며, 다음의 단점들이 있다.
- 직렬의 반도체 블록들 양단에 전압 강하(전형적으로 선들 각각에서 2볼트)로, 전화 세트(set)의 공급전압을 감소시킨다.
- 전화선들을 통하는 전류가 제로일 때(예를 들면, 후크(hook) 전송시, 링잉(ringing) 동안 제로-크로싱(zero-crossing)), 직렬 소자들에서 크로스오버(crossover) 왜곡.
- 반도체 회로들은 전화선들에 과전압들 및 과전류들(번개, 전력 유도, ...) 에 직접 노출된다.
. 비교적 고 생산비용.
이러한 능동적 해결책은 위에 단점들에 기인하여 아직 대량 배치에 사용될 수 없다.
본 발명의 목적은 위에 공지된 유형이지만 더 높은 밀도(더 소형의 구성요소들), 더 큰 융통성(용이한 적응, 프로그램가능성)을 가능하게 하며 더 낮은 비용으로 생산될 수 있는 저역 통과 필터를 제공하는 것이다.
발명에 따라서, 이 목적은 상기 일단 저역 통과 필터가, 상기 입력단자와 상기 코일 사이에 결합된 임피던스, 그리고 상기 임피던스 양단에 결합된 입력들을 구비하고 필터 향상 수단의 일부를 형성하는 제 2 코일을 통해 상기 접지단자에 접속된 출력을 구비하는 증폭기를 포함하는, 상기 필터 향상 수단을 더 포함하고, 언급된 제 1 코일 및 제 2 코일은 각각 트랜스포머(transformer)의 제 1 및 제 2 권선(winding)을 구성한다는 사실로 인해 성취된다.
한편, 이 목적은 상기 밸런스 저역 통과 필터가, 상기 제 1 입력단자와 상기 제 1 코일 간에 결합된 제 1 임피던스 양단에 결합된 제 1 입력들, 상기 제 2 입력단자와 상기 제 2 코일 간에 결합된 제 2 임피던스 양단에 결합된 제 2 입력들을 구비한 전류 감지 회로, 그리고 상기 전류 감지 회로의 출력에 결합된 입력을 구비하고 필터 향상 수단의 일부를 형성하는 제 3 코일 및 제 4 코일을 통해 접지 단자에 접속된 출력을 구비하는 증폭기를 포함하는, 상기 필터 향상 수단를 더 포함하며, 상기 제 3 코일은 상기 제 1 코일에 자기적으로 결합되게 구성되고, 상기 제 4 코일은 상기 제 2 코일에 자기적으로 결합되게 구성되고, 상기 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 코일들은 트랜스포머의 동일 코어 상에 위치된다는 사실에 기인하여 달성된다.
이렇게 하여, 필터에서 코일 값은 이를 통해 흐르는 전류를 감지하고, 이 전류를 증폭하고, 이를 트랜스포머의 2차권선(제 3 및 제 4 코일)에 피드백(feed back)함으로써 향상된다(증가 혹은 감소된다). 이러한 향상을 저역 통과 필터에 적용함으로써, 보통 2차 저역 통과 필터일 뿐인 단일 코일(트랜스포머) 및 커패시터에 기초하여, 복수 차수의 저역 통과 필터를 실현하는 것이 가능하다.
본 발명의 바람직한 특징적 실시예에서, 밸런스 저역 통과 필터의 상기 제 3 및 제 4 코일들은 상기 증폭기의 출력과 상기 접지 단자 사이에 병렬로 결합된다.
이를테면 예를 들어 증폭기의 출력과 접지 단자 간에 직렬로 결합된 제 3 및 제 4 코일들과 같은, 다른 설계들이 자명하게 가능하다.
본 발명의 또 다른 바람직한 특징적 실시예에서, 상기 일단 저역 통과 필터는 상기 입력단자와 상기 코일 간에 결합된 임피던스 양단에 접속된 입력들을 구비한 전류 감지 회로, 그리고 상기 전류 감지 회로의 출력에 결합된 입력을 구비하고 필터 향상 수단의 일부를 형성하는 제 2 코일을 통해 상기 접지 단자에 접속된 출력을 구비하는 증폭기를 포함하는, 상기 필터 향상 수단을 더 포함하고, 언급된 제 1 코일 및 상기 제 2 코일은 각각 트랜스포머의 1차권선 및 2차권선을 구성한다.
일단 및 밸런스 저역 통과 필터 둘 다에 적용할 수 있는 본 발명의 또 다른 특징적 특성은 주파수 종속성 증폭기와 상기 주파수 종속성 증폭기의 상기 출력 전 압을 대응하는 전류로 변환하게 구성된 트랜스콘덕턴스(transconductance) 증폭기와의 캐스캐이드(cascade) 결합을 포함한다는 것이다.
결과는 저역 통과 필터에 코일의 값이 값에서 향상되고 주파수 종속성이 되게 하여, 복수 차수의 저역 통과 필터를 제공한다는 것이다. 저역 통과 필터의 차수는 이와 같이 생성된 피드백 루프(loop)에 필터(감지된 전류에 대한 필터)의 차수에 따른다.
모든 이러한 것은 저역 통과 필터, 예를 들면 xDSL 스플리터의 보다 소형의 크기로, 보다 적은 비용으로, 그리고 보다 유연하게 구현하게 한다.
본 일단 및 밸런스 저역 통과 필터의 다른 특징적 실시예들은 첨부된 청구항들에 언급되어 있다.
청구항들에서 사용되는 '포함하다'라는 용어는 이후 나열되는 수단으로 제약되는 것으로 해석되지 않아야 함에 유의해야 한다. 그러므로, '수단 A 및 B를 포함하는 디바이스'라는 표현의 범위는 구성요소들 A 및 B만으로 구성된 디바이스들로 제한되지 않는다. 이것은 본 발명에 관하여, 디바이스의 단지 관련된 구성요소들이 A 및 B임을 의미한다.
유사하게, 청구항들에서도 사용되는 '결합된' 이라는 용어가 직접적인 접속들만으로 제약되는 것으로 해석되지 않아야 하는 것에 유의해야 한다. 따라서, 디바이스 B에 결합된 디바이스 A'라는 표현의 범위는 디바이스 A의 출력이 디바이스 B의 입력에 직접 접속되는 디바이스들 혹은 시스템들로 제한되지 않아야 한다. 이것은 다른 디바이스들 혹은 수단을 포함하는 경로일 수 있는, A의 출력과 B의 입력 간에 경로가 존재함을 의미한다.
발명의 위에 목적들 및 특징들과 다른 목적들 및 특징들은 첨부한 도면들에 관련하여 취해진 실시예의 다음 설명을 참조함으로써 더 명백해질 것이며 발명 자체가 최상으로 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 필터 향상 수단을 구비한 일단 저역 통과 필터를 나타낸 것이다.
도 2는 도 1의 일단 저역 통과 필터의 고차 변형예를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따라 향상된 3차 저역 통과 필터의 주파수 특성을 나타낸 것이다.
도 4는 저역 통과 필터의 밸런스 버전(version)을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 저역 통과 필터를 포함하는 xDSL 원격통신 시스템을 도시한 것이다.
도 1에 도시된 저역 통과 필터는 예를 들면 xDSL 원격통신 시스템에서 사용될 수 있는 필터의 일단 버전이다. 저역 통과 필터는 접지단자(Vgrd)에 관하여 입력단자(Vin) 및 출력단자(Vout)를 구비한다. 코일(Lp)은 바람직하게는 감지 저항기(Rsense)로 구성되는 임피던스(impedance)를 통해 입력단자(Vin)에 결합되는 제 1 노드(1)를 구비하고, 출력단자(Vout)에 접속되는 제 2 노드(2)를 구비한다. 필터는 출력단자(Vout)와 접지단자(Vgrd) 사이에 접속되는 커패시터(C)를 더 포함한다. 또한, 저역 통과 필터는 임피던스(Rsense), 증폭기(A) 및 제 2 코일(Ls)로 구성되는 필터 향상 회로(FEM1)를 포함한다. 증폭기(A)는 임피던스(Rsense) 양단에 접속되는 입력들을 구비하며 제 2 코일(Ls)을 통해 접지단자(Vgrd)에 접속된 출력을 구비한다. 제 1 코일(Lp) 및 제 2 코일(Ls)은 각각 트랜스포머(transformer)(T)의 1차권선 및 2차권선을 구성한다.
본 발명의 기본적인 생각은 단일 코일 혹은 인덕터(inductor)(Lp) 및 커패시터(C)에 의해 구성되는 2차 저역 통과 필터의 필터 특성을 수정하는 것이다. 이러한 수정은 다음에 의해 달성된다.
- 저항기(Rsense) 양단의 전압을 측정함으로써 코일(Lp)을 통해 흐르는 전류(Ip)를 감지한다.
- 증폭기(A)에 의해 이 전류(Ip)를 증폭하고 필터링한다.
- 증폭기(A)의 출력에서의 증폭 및 필터링된 전류(Is)를, 코일들(Lp, Ls)로 구성된 트랜스포머(T)의 2차권선(Ls)에 피드백(feed back)한다.
도 1의 일단 저역 통과 필터의 동작은 이하 더 상세히 기술될 것이며, 여기서 Ip는 저항기(Rsense) 및 코일(Lp)을 통해 흐르는 전류이다.
Rsense에 걸쳐 전류(Ip)가 감지되고 증폭기(A)에서 증폭되어, 전류(Is)가 된다.
전류(Is)는 인덕터(Lp)가 1차권선인 트랜스포머(T)의 2차권선을 형성하는 제 2 코일 혹은 인덕터(Ls)에 피드백된다.
전류(Is)는 다음 식에 의해 주어진다.
IS = AㆍIP
코일(Ls)에서 전류(Is)는 트랜스포머(T)의 코어(core)의 자기장에 영향을 미쳐 노드(1)과 노드(2)와의 사이에 결과적인 코일(Lr)은 다음 식에 의해 기술될 수 게 된다.
LR = LP + nㆍAㆍLS
여기서 n은 트랜스포머(T)의 권선비이며, 이것은 다음 식에 의해 주어진다(np는 Lp의 권선수이고 ns는 LS의 권선수이다).
Figure 112009016813417-PCT00001
Ls이 없고 피드백이 없는(코일(Lp) 및 C로 구성되는 2차 필터에 대한 필터 특성) 필터 특성(주파수 ω의 함수로)은 다음에 의해 주어진다.
Figure 112009016813417-PCT00002
Ls를 구비하며 구비된 증폭기(A)를 통한 피드백을 갖춘 필터 특성(주파수 ω의 함수로)은 다음에 의해 주어진다.
Figure 112009016813417-PCT00003
이러하기 때문에, 총 필터의 필터 특성을 정의하는 코일(Lr)은 Ls 및 증폭기(A)의 특성들을 조정함으로써 적응될 수 있다.
증폭기(A)에서 증폭과 트랜스포머(T)의 권선비에 따라, 코일의 서로 다른 적응들이 가능하다.
. -1 < (nㆍA) < 0, 즉 코일(Lp) 내 전류(Ip)에 대해 반대되는 위상으로 코일(Ls)에 피드백되는 전류(Is)에 대해서, 결과적인 코일(Lr)은 원래 코일(Lp)보다 작다. 이것은 "억압(suppressed)" 코일 모드라고 한다. 조건 (nㆍA) < -1은 이것이 회로가 불안정하게 할 것이기 때문에 회피되어야 한다.
. (nㆍA) > 0, 즉 코일(Lp) 내 전류(Ip)와 동상으로 코일(Ls)에 피드백되는 전류(Is)에 대해서, 결과적인 코일(Lr)은 원래 코일(Lp)보다 크다. 이것은 향상된 코일 모드라고 한다.
. 또한, 0°내지 360°의 전류 Is 및 Ip의 가능한 위상 시프트를 나타내는, 증폭기 A(Ar + jㆍAi)의 증폭의 복소수 값들이 가능하다. Ar은 증폭 A의 실수 부분이고, Ai는 증폭 A의 허수 부분이다.
여전히 단일 코일 및 커패시터에 기초하여, 복수의 (고)차 저역 통과 필터를 실현하기 위해서, 증폭기(A)는 바람직하게는 주파수 종속성 증폭기, 즉, A(ω)와 트랜스콘덕턴스(transconductance) 증폭기, 즉, gm와의 캐스캐이드 결합(도시되지 않음)을 포함한다. 트랜스콘덕턴스 증폭기는 주파수 종속성 증폭기의 출력 전압을 대응하는 전류로 변환한다.
주파수 종속성으로 전류(Ip)에서 전류(Is)로 증폭 A를 행함으로써, 결과적인 코일(Lr)도 주파수 종속성이 된다. 이러하기 때문에, 복수 차수의 필터가 생성된다. 저역 통과 필터의 차수는 상기한 바와 같이 생성된 피드백 루프 내 필터의 차수에 따른다.
고차 저역 통과 필터의 블록도가 도 2에 주어졌다. 이에, 전류(Is) 쪽으로 전류(Ip)의 증폭은 필터 향상 수단(FEM2)의 부분을 형성하는 다음 항목들(items)에 의해 정의된다.
- 임피던스(Rsense) 양단에 접속된 입력들, 그리고 증폭기(A), 더 구체적으로 이 증폭기의 주파수 종속성 증폭기 A(ω)의 입력에 결합된 출력을 구비한 전류 감지 회로 또는 감지 증폭기(CS). 주파수에 독립적인 감지 증폭기(CS)는 전류(Ip)를 감지 증폭기 출력에서 대응되는 전압으로 변환시킨다.
- 주파수 종속성 증폭기(A(ω)) 그리고 증폭기(A(ω))의 출력 전압을 대응하는 전류(Is)로 변환시키는 gm 증폭기(트랜스콘덕턴스 증폭기)를 포함하는 증폭기(A).
증폭기(A)가 고 주파수들에서 코일 향상을 제공하는, 차수 OA의 고역 통과 필터를 나타낼 때, 필터의 총 차수 OT는 다음에 의해 주어진다.
OT = 2 + OA
결과적인 코일 Lr은 차수 OA에 따라 자신의 주파수 값을 변경하는데, 차수 2는 코일 Lp 및 커패시터 C로 구성된 저역 통과 필터에서 본래 존재한다.
필터의 요구되는 주파수 응답을 얻기 위해서 증폭기(A)를 위해 고역 통과 필 터를 사용하는 것 외에도, 대역 통과 필터처럼 다른 필터들이 가능한 것에 유의한다.
도 3은 증폭기(A)에 1차 고역 통과 필터에 기초하여 3차의 총 저역 통과 필터의 주파수 응답의 한 예를 제공한다. 이에 다음이 적용된다.
Ai는 주파수 ωi에서 A(ω)의 증폭이며, i = 0, 1, 2, 3이다.
LR = LP + nㆍA(ω)ㆍLS
Li = LP + nㆍAiㆍLS, i = 0,1,2,3
Figure 112009016813417-PCT00004
결과적인 코일 Lr 및 커패시터 C에 기초하여, 총 필터의 주파수 특성은 주파수가 ω0에서 ω3으로 증가함에 따라 주파수 특성이 L0C에 기초한 2차 특성에서 L3C에 기초한 2차 특성으로 이동하기 때문에, 3차 특성에 따른다.
동일하게 고차 및 증폭기 A(ω)의 대역 통과 필터 특성들에 대해서 마찬가지로 적용된다.
xDSL 원격통신 시스템의 스플리터 기능에 저역 통과 필터의 구현을 위해 위에 기술된 원리가 적용된다. xDSL에서 사용되는 저역 통과 필터의 블록도가 도 4에 주어졌다. 도 2의 구현에 비교해 주된 차이는 2개의 감지 저항기들(Rsense1, Rsense2) 및 이중 단(double-ended) 트랜스포머(T1)를 구비한 밸런스 또는 이중 단이라는 것이다. 또한, 이에, 필터 및 증폭기 블록, 즉 필터 향상 수단은 xDSL 스플 리터에 대한 표준들에 따르도록 설계된다.
보다 상세히, 도 4의 밸런스 혹은 차분 저역 통과 필터는 이 필터의 제 1 입력(Vin1)과 제 1 출력(Vout1) 단자 간에 결합된 제 1 코일(Lp1), 이 필터의 제 2 입력(Vin2)과 제 2 출력(Vout2) 간에 결합된 제 2 코일(Lp2), 및 제 1 출력 단자와 제 2 출력 단자 간에 결합된 커패시터(C)를 포함한다. 이 밸런스 저역 통과 필터는 제 1 입력 단자(Vin1)와 제 1 코일(L1) 간에 결합된 제 1 임피던스(Rsense1) 양단에 결합된 제 1 입력들, 및 제 2 입력 단자(Vin2)와 제 2 코일(L2) 간에 결합된 제 2 임피던스(Rsense2) 양단에 결합된 제 2 입력들을 구비하는 전류 감지 회로(CS), 그리고 전류 감지 회로의 출력에 결합된 입력을 구비하고 필터 향상 수단의 부분을 또한 형성하는 제 3 코일(Ls1) 및 제 4 코일(Ls2)을 통해 접지 단자(Vgrd)에 접속되는 출력을 구비하는 증폭기(A)를, 포함하는 필터 향상 수단(filter enhanced means:FEM)을 더 포함한다. xDSL 응용에서, 필터의 제 1 입력단자(Vin1) 및 제 2 입력단자(Vin2)는 원격통신 회선(TL)에 결합되고, 이 필터의 제1 출력단자(Vout1) 및 제 2 출력단자(Vout2)는 POTS 혹은 ISDN 종단(termination)인 회선 단말(LT; Line terminal)에 결합된다.
제 1 코일(Lp1), 제 2 코일(Lp2), 제 3 코일(Ls1) 및 제 4 코일(Ls2)은 자기적으로 결합되고 트랜스포머(T1)의 동일 코어 상에 위치된다.
바람직한 실시예에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 증폭기(A)의 출력과 접지 단자(Vgrd) 사이에 병렬로 제 3 코일(Ls1) 및 제 4 코일(Ls2)이 결합된다. 그러나, 예를 들면 증폭기의 출력과 접지 단자 간에 직렬로 결합된 제 3 코일 및 제 4 코일 과 같이, 다른 설계들이 가능하다.
도 2의 일단 저역 통과 필터와 유사하게, 도 4의 밸런스 저역 통과 필터의 증폭기(A)는 바람직하게는 주파수 종속성 증폭기(A(ω))와, 이 주파수 종속성 증폭기의 출력전압을 대응하는 전류로 변환시키도록 적응된 트랜스콘덕턴스 증폭기 gm와의 캐스캐이드 결합(도시되지 않음)을 포함한다.
위에 기술된 필터의 원리는 전체 저역 통과 필터의 필터 특성들을 조정함으로써 유연성을 개선하기 위해, 도 4의 필터 향상 수단의 필터 특성을 프로그램가능하게(예를 들면, 소프트웨어에 의해) 하는 구현(예를 들면, 통합에 의해)을 할 수 있게 한다. 이것은 최근에 서로 다른 응용들 및 시장들을 위해 요구되는 매우 다양한 스플리터들의 버전 수를 줄일 수 있게 한다.
도 5는 xDSL 스플리터에서 본 저역 통과 필터의 구현의 블록도이다.
중앙국(CO; Central Office) 측에서, xDSL 환경에서 스플리터 기능은 저 주파수 대역(POTS 혹은 ISDN)과 고 주파수 대역(ADSL, VDSL과 같은 xDSL)을 동일 전화회선(TL) 상에 주파수 멀티플렉싱(multiplexing)할 수 있게 한다. 그러므로, xDSL 스플리터는 고역 통과 필터(흔히 xDSL 회선 종단 보드(board) 상에 배치된) 및 저역 통과 필터(흔히 별도의 보드들 상에 배치된)로 구성된다.
고객 구내들(CPE)에서, 저역 및 고역 통과 필터로 구성되는 스플리터 기능 역시, POTS/ISDN 단말(LT)을 향한 POTS/ISDN 신호들과 xDSL 모뎀을 향한 xDSL 신호들을 주파수 멀티플렉싱하기 위해 존재한다.
xDSL 및 POTS/ISDN 주파수 멀티플렉싱의 이러한 토폴로지(topology)가 도 5 에 도시되었으며, 여기서 다음의 약어들이 사용된다.
LT = 회선 단말;
LPF = 저역 통과 필터;
HPF = 고역 통과 필터;
CPE = 고객 구내 장비;
CP = 고객 구내들;
TL = 원격통신 회선;
CO = 중앙국;
POTS(Plain Old Telephone Services) = 평이한 구식 전화 서비스들; 및
ISDN(Integrated Services Digital Network) = 통합 서비스 디지털 네트워크.
위에 기술된 서로 다른 구현들 때문에, 다음의 잇점들을 달성하는 것이 가능하다.
- 수동적 스플리터 구현들에 비해 소형 크기(단지 하나의 코일)이고;
- 특히 부피가 큰 구성요소들에 대해(코일들, 고 전압 커패시터들), 덜 비용이 들며;
- 전화회선 상에 과전압 및 과전류들(고 저항(Ohmic) 전류 감지 네트워크 그리고 트랜스포머(T1)를 통한 전기(galvanic) 분리)에 덜 민감하며;
- 다른 능동형 스플리터 구현들에서 흔히 접하게 되는 바와 같은 크로스오버 왜곡(전화회선의 선들의 제로-크로싱에서)이 전혀 없으며;
- 다른 능동형 스플리터 구현들 상에 존재하는 바와 같은, DC 전압 강하가 전혀 없으며;
- 필터 특성들의 유연한 프로그래밍이다.
마지막 언급할 것은 본 발명의 실시예들이 기능 블록들에 의하여 위에 기술되었다는 것이다. 위에 주어진, 이들 블록들의 기능적 서술로부터, 이들 블록들의 실시예들이 공지의 전자 부품들로 어떻게 제조될 수 있는가는 전자 디바이스들을 설계하는 기술의 당업자에겐 명백할 것이다. 그러므로 기능 블록들의 내용들의 상세한 구조는 여기에선 주어지지 않는다.
발명의 원리들이 특정의 장치에 관련하여 위에 기술되었으나, 이 설명은 예로서만 행해진 것이며 첨부한 청구항들에 정의된 바와 같이, 발명의 범위에 제한으로서 행해진 것은 아님을 명백히 알아야 한다.

Claims (11)

  1. 입력단자(Vin)와 출력단자(Vout) 사이에 결합된 코일(Lp), 및 상기 출력단자와 접지단자(Vgrd) 사이에 결합된 커패시터(C)를 포함하는 일단(single-ended) 저역 통과 필터(도 1)에 있어서,
    상기 저역 통과 필터는 필터 향상 수단(FEM1)을 더 포함하고, 상기 필터 향상 수단은 상기 입력단자(Vin)와 상기 코일(Lp) 사이에 결합된 임피던스(Rsense), 그리고 상기 임피던스 양단에 결합된 입력들을 구비하고 상기 필터 향상 수단의 일부를 형성하는 제 2 코일(Ls)을 통해 상기 접지단자(Vgrd)에 접속된 출력을 구비하는 증폭기(A)를 포함하고,
    상기 언급된 제 1 코일(Lp) 및 상기 제 2 코일(Ls) 각각은 트랜스포머(transformer)(T)의 1차 및 2차 권선을 구성하는 것을 특징으로 하는, 일단 저역 통과 필터.
  2. 입력단자(Vin)와 출력단자(Vout) 사이에 결합된 코일(Lp), 및 상기 출력단자와 접지단자(Vgrd) 사이에 결합된 커패시터(C)를 포함하는 일단 저역 통과 필터(도 2)에 있어서,
    상기 저역 통과 필터는 필터 향상 수단(FEM2)를 더 포함하고, 상기 필터 향상 수단은 상기 입력단자(Vin)와 상기 코일(Lp) 간에 결합된 임피던스(Rsense) 양단에 접속된 입력들을 구비한 전류 감지 회로(CS), 그리고 상기 전류 감지 회로의 출력에 결합된 입력을 구비하고 상기 필터 향상 수단의 일부를 형성하는 제 2 코일(Ls)를 통해 상기 접지 단자(Vgrd)에 접속된 출력을 구비하는 증폭기(A)를 포함하고,
    상기 언급된 제 1 코일(Lp) 및 상기 제 2 코일(Ls)은 각각 트랜스포머(T)의 상기 1차 권선 및 2차 권선을 구성하는 것을 특징으로 하는, 일단 저역 통과 필터.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 증폭기(A)는 주파수 종속성 증폭기와 상기 주파수 종속성 증폭기의 상기 출력 전압을 대응하는 전류로 변환하게 적응된 트랜스콘덕턴스(transconductance) 증폭기와의 캐스캐이드 결합을 포함하는, 일단 저역 통과 필터.
  4. 밸런스(balanced) 저역 통과 필터(도 4)로서, 상기 필터의 제 1 입력단자(Vin1)와 제 1 출력단자(Vout1) 간에 결합된 제 1 코일(Lp1), 상기 필터의 제 2 입력단자(Vin2)와 제 2 출력단자(Vout2) 간에 결합된 제 2 코일(Lp2), 및 상기 제 1 출력단자와 상기 제 2 출력단자 간에 결합된 커패시터(C)를 포함하는, 상기 밸런스 저역 통과 필터에 있어서,
    상기 저역 통과 필터는 필터 향상 수단(FEM)를 더 포함하고, 상기 필터 향상 수단은 상기 제 1 입력단자(Vin1)와 상기 제 1 코일(Lp1) 간에 결합된 제 1 임피던스(Rsense1) 양단에 결합된 제 1 입력들, 상기 제 2 입력단자(Vin2)와 상기 제 2 코일(Lp2) 간에 결합된 제 2 임피던스(Rsense2) 양단에 결합된 제 2 입력들을 구비 한 전류 감지 회로(CS), 그리고 상기 전류 감지 회로의 출력에 결합된 입력을 구비하고 상기 필터 향상 수단의 일부를 형성하는 제 3 코일(Ls1) 및 제 4 코일(Ls2)을 통해 접지 단자(Vgrd)에 접속된 출력을 구비하는 증폭기(A)를 포함하고,
    상기 제 3 코일(Ls1)은 상기 제 1 코일(Lp1)에 자기적으로 결합되도록 적응되고,
    상기 제 4 코일(Ls2)은 상기 제 2 코일(Lp2)에 자기적으로 결합되도록 적응되고,
    상기 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 코일들은 트랜스포머(T1)의 동일 코어 상에 위치된 것을 특징으로 하는, 밸런스 저역 통과 필터.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 3 코일(Ls1) 및 제 4 코일(Ls2)은 상기 증폭기(A)의 상기 출력과 상기 접지단자(Vgrd) 사이에 병렬로 결합된 것을 특징으로 하는, 밸런스 저역 통과 필터.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 증폭기(A)는 주파수 종속성 증폭기와 상기 주파수 종속성 증폭기의 상기 출력 전압을 대응하는 전류로 변환하게 적응된 트랜스콘덕턴스 증폭기와의 캐스캐이드 결합을 포함하는 것을 특징으로 하는, 밸런스 저역 통과 필터.
  7. 저역 통과 필터 스플리터(splitter)를 포함하는 xDSL 원격통신 시스템에 있 어서, 상기 저역 통과 필터 스플리터는 제 5 항에 따른 상기 밸런스 저역 통과 필터이고,
    상기 제 1 입력단자(Vin1) 및 제 2 입력단자(Vin2)는 원격통신 회선(TL)에 결합되고, 상기 제 1 출력단자(Vout1) 및 제 2 출력단자(Vout2)는 전화회선 종단(LT)에 결합되는 것을 특징으로 하는, xDSL 원격통신 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 저역 통과 필터 스플리터는 상기 원격통신 시스템의 중앙국(CO; Central Office) 부분에 위치되는 것을 특징으로 하는, xDSL 원격통신 시스템.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 저역 통과 필터 스플리터는 상기 원격통신 시스템의 고객 구내 장비(CPE; Customer Premise Equipment) 부분에 위치되는 것을 특징으로 하는, xDSL 원격통신 시스템.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 전화회선 종단(TL)은 평이한 구식 전화 시스템(POTS; Plain Old Telephone System)인 것을 특징으로 하는, xDSL 원격통신 시스템.
  11. 제 7 항에 있어서, 상기 전화회선 종단(TL)은 통합 서비스 디지털 네트워크(ISDN)인 것을 특징으로 하는, xDSL 원격통신 시스템.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8005206B1 (en) * 2007-03-15 2011-08-23 Bh Electronics, Inc. VDSL splitter
EP2051378A1 (en) 2007-10-18 2009-04-22 Alcatel Lucent Inductance enchancement circuit
EP2175667B1 (en) * 2008-10-10 2014-01-01 Alcatel Lucent Universal ISDN/POTS splitter
RU2714109C1 (ru) * 2019-04-09 2020-02-11 Акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (АО "ОНИИП") Активный электрический фильтр на две полосы пропускания
CN111524683A (zh) * 2020-06-04 2020-08-11 东莞铭普光磁股份有限公司 一种变压器及电子设备

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4594648A (en) * 1984-11-28 1986-06-10 Venus Scientific Inc. Wide frequency band coupling network for an active ripple and noise filter
US5530396A (en) 1994-09-19 1996-06-25 Center For Innovative Technology Damped EMI input filter power factor correction circuits
DE19713449C2 (de) 1997-04-01 1999-04-01 Gerd Bajog Funkentstörfilter
US6466588B1 (en) * 1997-09-18 2002-10-15 Globespanvirata, Inc. Apparatus for facilitating combined POTS and xDSL services at a customer premises
JP2000341089A (ja) * 1999-05-28 2000-12-08 Mitsubishi Electric Corp フィルタ回路
SE516523C2 (sv) * 1999-07-02 2002-01-22 Ericsson Telefon Ab L M Filterarrangemang och metod för filtrering och impedansomvandling
FR2838255B1 (fr) * 2002-04-05 2004-06-18 Europe Adsl Lab Circuit integre a application specifique pour dispositif de filtrage passe-bas destine au decouplage des voies xdsl
CN1244985C (zh) * 2002-08-13 2006-03-08 财团法人工业技术研究院 用于跨导电容滤波器的频率调整回路
CN1581717A (zh) * 2003-08-12 2005-02-16 华为技术有限公司 一种在同轴电缆上传输电话信号的装置
DE102005004177A1 (de) * 2005-01-27 2006-08-10 Nordseewerke Gmbh Anordnung zur Dämpfung oder Kompensation leitungsgebundener asymmetrischer Störströme

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