SE511825C2 - Förfarande och anordning i en analog linjekrets - Google Patents

Description

k) Ut LJ! 511 825 2 En nackdel med denna andra metod är emellertid att drivimpedansens anpassning till iinj ens karakteristiska impedans kommer att bli dålig eftersom det inte är möjligt att implementera en icke-resistiv avslutningsimpedans.

Om denna lösning implementeras på kisel består en annan nackdel i att den resistiva avslutningsimpedansen kommer att vara beroende av temperatur och spridning i till- verkningsprocessparametrarna. I värsta fall kan den resistiva avslutningsimpedansen variera så mycket som 50% vilket är oacceptabelt i många tillämpningar, exempel- vis xDSL, d.v.s. olika DSL-tekniker (”Digital Subscriber Line technologies”), så- som exempelvis ADSL-tekniker (”Asymmetric Digital Subscriber Line technologi- es”). För att kompensera dessa variationer måste sändningseffekten till linjen ökas.

Båda ovannämnda metoder resulterar således i stora effektförluster. Den andra me- toden ger också dålig kontroll över avslutningsimpedansen mot linjen. l xDSL-tillämpningar minskar en stor effektförlust i linjedrivaren/mottagaren möj- lighetema att packa flera linjer på ett och samma linjekort vilket gör lösningen dyra- fö.

I xDSL-tillämpningar är det också viktigt att kunna reglera avslutningsimpedansen mot linjen väl (missanpassningsdämpningen måste vara högre än 10dB) samt att kunna ändra avslutningsimpedansen mot linjen på ett flexibelt sätt utan att ändra externa kretsar eftersom olika abonnenter kan vara anslutna via olika typer av kablar med olika karakteristiska impedanser.

I de speciella xDSL-tilläinpningarna kan vidare lastförhållandena över linjen ändras under drift eftersom linjen delas med normal telefoni. 10 511 825 3 REDoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN Ändamålet med uppfinningen är att eliminera problemen med de kända lösningarna enligt ovan.

Detta emås genom att impedansen mot en tvinnad tvåtrådskopparlinje inställs ge- nom att spänningen mellan de två trådarna, d.v.s. A- och B-trådama, avkänns, att denna spänning buffras med en spänningsförstärkningsfaktor, att den buffrade spän- ningen omvandlas till en ström medelst ett externa impedansnät, att strömmen for- stärks med en strömförstärkningsfaktor samt att den förstärkta strömmen injiceras på A- respektive B-tråden.

Genom att justera spänningsförstärkningsfaktorn och/eller strömforstärkningsfak- tom och/eller det externa impedansnätets impedans kan önskad avslutningsimpe- dans ställas in.

I enlighet med uppfinningen behöver inget extra ímpedansnät insättas i serie med strömförstärkarnas utgångar för åstadkommande av korrekt avslutningsimpedans.

Utgångsspänningen kan således reduceras och följaktligen kan matningsspärtningen och effektförbrukningen minskas.

Genom att göra avslutningsimpedansen mot linjen beroende av det extema impe- dansnätet liksom av spännings- och strömförstärkningsfaktorema kan impedansen definieras ytterst väl i en kiseltillämpning genom att impedansnätet kan byggas upp medelst externa komponenter som är mycket väl definierade (runt i1%). Även för- stärkningsfaktorerna kan definieras mycket väl på kisel eftersom de endast är bero- ende av komponentanpassningen som kan styras till inom :19/0.

God kontroll över avslutníngsirnpedansen gör det även möjligt att reducera mat- ningsspitnningen íjâimfïårelse med den ovannämnda. kända andra metoden eftersom 10 20 30 511 825 4 inga marginaler behöver adderas till utspänningen i och for kompensering såsom i fall där kontrollen över avslutningsimpedansen är dålig.

Vidare kan en godtycklig icke-resistiv impedans ställas in genom att välja olika RLC-komponentkombinationeri det externa impedansnätet, vilket förbättrar impe- dansanpassningen mot linjen i jämförelse med ovannämnda andra kända metod.

Genom att programmera spännings- och strömförstärkningsfaktorema kommer det att vara enkelt att justera avslutningsimpedansen mot linjen utan behov av att ersätta några diskreta komponenter.

Medelst uppfinningen blir det således möjligt att uppnå noggrann kontroll över av- slutníngsimpedansen mot linjen, att ställa in icke-resistiva avslutningsimpedanser, att justera avslutningsimpedansen noggrant utan att behöva byta några externa kom- ponenter, att signifikant reducera effektförlusten på två olika sätt nämligen genom att undvika externa impedansnät i serie med linjedrivarutgångarna och genom att inreglera avslutningsimpedansen mot linjen noggrant och således minska behovet av marginaler i sändningseffekten samt att mottaga signaler från och sända signaler till linjen i samma slinga.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning på vilken den enda figuren visar en utforingsforin av en avslutningsimpedansinställ- ningsanordning enligt uppfinningen i en linjekrets.

FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORNI Figuren visar en utforingsforin av en avslutningsimpedansinställningsanordning en- ligt uppfinningen i en linjekrets som for övrigt inte visas.

UI 10 l\) UI _ 511 825 Växelströmssignaler skall sändas och mottagas via linjekretsen som är ansluten till en A-tråd 1 och en B-tråd 2 i en tvinnad tvåtrådskopparlinje till en abonnent (icke visad) via en transformator 3 med omsättningstörhållandet n: 1.

På transforrnatorns 3 linjekretssida är en strömtörstärkare 4 ansluten till A-tråden 1, medan en strömförstärkare 5 är ansluten till B-tråden 2. Strömtörstärkarna 4 och 5 utgör tillsammans en linjedrivkrets.

De ovannämnda växelströmssignalerna avkänns och injiceras på ett sätt som kom- mer att beskrivas nedan.

För att enligt uppfinningen anpassa avslutningsimpedansen hos linjekretsen inklusi- ve transformatom 3 till linjens karakteristiska impedans är en förstärkare 6 med ställbar förstärkningsfaktor såsom antyds medelst två ställingångskläxnrnor 7 och 8 anslutningsbar med sina ingångsklämmor till A- respektive B-tråden i och för att avkänna linjespänningen på transforrnatorns 3 linjekretssida.

Om linjespänningen antages vara U, kommer den av förstärkaren 6 avkända spän- ningen att vara lika med U|/n.

Om ställingångsklämrnan 7 ställs hög, vilket sluter strömställare 15 och 16 kommer forstärkningen i förstärkaren 6 att inställas av motstånd 9 och 10 tillsammans med motstånd 11 och 14.

Om à andra sidan ställingångsklämman 8 ställs hög, vilket sluter strömställare 17 och 18, kommer förstärkarens 6 förstärkning att inställas av motstånd 13 och 12 till- sammans med motstånden ll och 14. 10 (JJ (D 511 825 6 Förstärkaren 6 är även ansluten på sådant sätt att den omvandlar en inkommande differentialsignal till en obalanserad signal relativt en referensspänning 19. Om För- stärkningsfaktorn i förstärkaren 6 antages inställas till Kl kommer spänningen U,/n att förstärkas med faktorn Kl, d.v.s. spänningen på förstärkarens 6 utgång kommer att vara lika med (KpxUQ/n.

I enlighet med uppfinningen omvandlas förstärkarens 6 utspänning till en ström me- delst ett impedansnät 20 med impedansen Z, som är anslutet mellan förstärkarens 6 utgångsklämma och en strömbufferts 21 ingång. Strömbuffertens 21 ingång hålls på nämnda referensspänning 19.

Strömmen genom impedansnätet 20 kommer således att vara (K, x UQ/(n x Z).

Strömbufferten 21 reproducerar denna ström och matar den till strömförstärkarnas 4 och 5 ingångar.

Strömförstärkarens 4 strömförstärkningsfaktor ställs av förhållandet mellan mot- stånd 22 och 23 och strömförstärkarens 5 strömförstärkningsfaktor ställs av förhål- landet mellan motstånd 24 och 25.

Om strömförstärkarnas 4 och 5 strömförstärkningsfaktor antages ställas till GR kommer utströmmarna från dessa strömförstärkare att vara lika med (GR x K, x UQ/(n x Z).

Den till linjen l, 2 via transfonnatom 3 matade strömmen, d.v.s. linjeströmmen, kommer att vara lika med (GR x K] x UQ/(nz x Z).

Impedansen mot linjen l, 2 via transformatorn 3, d.v.s. avslutningsimpedansen, kommer således att vara lika med (nl x Z)/(GR x K,). 10 20 7 511 825 Av ovanstående uttryck framgår det att avslutningsimpedansen kan justeras genom justering av törstärkningsfaktorn K; och/eller forstärkningsfaktorn GR utan ändring av några externa komponenter.

Om impedansnätets 20 impedans Z ställs in under användande av externa kompo- nenter som är mycket noggranna är det uppenbart att avslutningsimpedansen blir noggrant inställd eftersom den endast beror på Förhållanden (GR och Kl) som är mycket enkla att definiera på kisel med små toleranser.

Det är slutligen även uppenbart att godtycklig icke-resistiv avslutningsimpedans mot linjen kan ínställas genom att bilda nätet 20 av kombinationer av RLC- komponenter.

Genom att undvika impedansnät i serie med strömforstärkarnas 4 och 5 utgångar och genom att noggrant reglera avslutningsimpedansen kommer effektforlusten att reduceras signifikant i jämförelse med de kända lösningama.

Den beskrivna slingan kan användas for mottagning av signaler från och sändning av signaler till linjen via den definierade avslutningsimpedansen ZL.

Mottagna signaler kan avkännas direkt på transforrnatorns 3 linjekretssida och sän- das till exempelvis en analog-digital omvandlare (icke visad).

Signaler som skall sändas injiceras företrädesvis genom att överlagra en signalström på strömbuffertens 21 ingång. Ett enkelt sätt att åstadkomma detta är att ansluta en till referensspänningen 19 relaterad signalspänningskälla 26 via en impedans 27 till strömbuffeitens 21 ingång.

Claims (4)

UI 10 20 511 825 PATENTKRAV

1. l. Förfarande för att i en abonnentlinjekrets för analoga bredbandstillämpningar in- ställa en avslutningsimpedans mot en tvinnad tvåtrådskopparlinje, kännetecknat av att linjens differentiella spänning avkänns, att den avkända differentiella linjespänningen förstärks med en faktor K] till en obalanserad spänning relativt en referensspänning, - att den förstärkta spänningen omvandlas till en ström medelst ett diskret impe- dansnät som är anslutet till en till referensspänningen ansluten strömbuffertin- sång, - att strömbuffertens utström buffras och förstärks med en faktor GR, - att den förstärkta strömmen injiceras på linjen och - att avslutningsimpedansen inställs genom att faktom Kl och/eller faktorn GR ställs in eller genom att impedansnätets impedans modifieras.

2. Förfarande enligt kravet l, kännetecknat av att en andra ström överlagras nämn- da ström genom påtryckning av en spänning som är proportionell mot en önskad sändningsutgångsspärming relativt nämnda referensspänning, över ett till strörnbuf- fertingången anslutet, andra impedansnät.

3. Anordning för inställning av en avslutningsimpedans mot en tvinnad tvåtrådskop- parledning (1, 2) i en analog linjekrets för bredbandstilläinpningar och innefattande två strömförstärkare (4, 5) som var och en har en förstärkningsfaktor GR och som är anslutna med sina utgångar till respektive tråd (1, 2) hos den tvinnade tvåtrådskopp- arlinjen via en transformatorn (3) för injicering av förstärkta växelströmssignaler på respektive tråd ( l, 2) via transformatorn (3), kännetecknad av att anordningen in- nefattar - en spänningsförstärkare (6) som är ansluten till transformatom (3) för att avkän- na den av transforrnatorn (3) transfoimerade linjespänningen, för att förstärka den avkända spänningen med en faktor K| samt för att omvandla den differenti- Ur 9 511 825 ella inspänningen till en obalanserad utspänning relativt en referensspänning (19), - ett diskret spänning-til1-strömomvandlarimpedansnät (20) som är anslutet mellan nämnda strömtörstärkares (6) utgång och en strömbufferts (21) ingång for att omvandla nämnda utspänning till en ström, varvid strömbuffertens ingång är an- sluten till nämnda referensspänning ( 19) och strömbufferten (21) är anordnad att buffra nämnda ström till strömförstärkarnas (4, 5) ingångar samt - inställningsorgan (7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18) för attjustera fak- torn K; och/eller faktom GR för inställning av avslutningsimpedansen.

4. Anordning enligt kravet 3, kännetecknad av att en till nämnda referensspänning (19) relaterad signalspänningskälla (21) är ansluten till nämnda strömbufferts (21) ingång via ett andra impedansnät (27) i och För att överlagra en signalström på nämnda ström som skall buffras till strömförstärkarnas (4, 5) ingångar.