高速ADSL调制解调器需要高输出电压/电流，高速运算放大器根据所使用的线路代码的特性在峰值条件下提供大信号。在ADSL市场中，有两种常用的编码:DMT(离散多音)和CAP(无载波振幅/相位)调制。DMT调制使用大量锁相载波在电缆上传输数据。因此，目前用于ADSL的DMT系统显示出5.33:1的高波峰因子(峰值与均方根之比)。另一方面，基于cap的系统使用单载波调制，其波峰因子较低，为3:1。在这些ADSL系统中，数据在两个独立的频带和不同的均方根功率水平上传输。标记为“上游”的较低频段由30kHz至140kHz的频谱频段定义，而标记为“下游”的较高频段由170kHz至1.5MHz的频谱频段定义。在这些系统中，下行频段传输的信号功率均方根值为20dBm。上行频段传输的均方根信号功率为13dBm, ADSL系统的参考阻抗水平一般为100欧姆。

尽管传输的均方根功率相当低，但较大的波峰因子会产生较大的峰值信号/功率电平，必须进行干净的处理，以避免误码率下降。DMT系统在峰值条件下需要70dBc的动态性能;基于cap的系统需要60dBc的动态性能。表1总结了基于DMT和cap的系统所需的峰值电压和电流水平。

为了处理这些峰值信号电平，目前市场上的解决方案使用具有非常高的静态电流的放大器- 35ma或更高。为了产生所需的峰值输出电压驱动，这些放大器通常使用±15V电源，因此可以产生超过1瓦的零负载功耗。由于需要大量的PC板面积来散热设备，因此高静态功耗阻碍了调制解调器制造商在中心局中实现多线调制解调器卡。

图1中的电路建立在差分线路驱动器设计思想的基础上，该思想首次在1996年5月的《线性技术》杂志(1)上阐述，并对线路驱动器放大器中的静态和动态功耗问题进行了调整。

线路驱动器静态电流控制

线路驱动放大器要消耗大量的功率来向负载传递信号功率(也称为动态功耗)。在放大器的总功耗中，50% ~ 60%的功耗来自静态功耗。在不牺牲速度或性能的情况下降低静态功率，可以使线路驱动电路运行得更冷，并使用更少的pc板面积——这两个因素在多线高速调制解调器卡的实现中非常重要。

LT1207系列cfa(例如LT1210和LT1206)的一个独特功能是能够通过SHUTDOWN引脚控制放大器静态电流。最初打算与连接到GND的外部电阻或与数字控制的开路集电极/漏极器件一起使用，可编程电流接收器可用于改变偏置电流，以适当地匹配放大器中的功耗以满足应用的动态要求。

为了使用这一特性，在图1所示的基本差分线路驱动电路中添加了一个放大器-静态电流控制环路。控制回路由U2、Q1/Q2(双匹配NPN晶体管)和一对6.19k电阻组成。这些组件组合形成两个匹配的电流汇，设计工作范围为0µA至400µA。在此控制电流范围内，LT1207内部cfa的静态电流可以设置为200µA至18mA。

在U2的非反相输入端施加0V至2.5V的直流电压，以设置放大器的静态电流。针对LT1207CS设计的控制电路的传输特性为7.2mA/V。因此，V(CTRL)上的零伏设置将两个放大器置于关断状态，其中放大器电源电流降至每个放大器的200µa以下。在V(CTRL)上设置2.5V，使两个放大器偏置到最大电源电流。如果直流电压源或电压输出DAC不可用于控制电路，则管家微控制器的定时器输出可以产生PWM信号，该信号可以经过滤波，然后用作直流控制电压。

表演

图1中的电路在表中所示的三个峰值输出水平上进行了评估。对于ADSL上行应用，使用100kHz单音正弦波来评估线路驱动器的谐波失真性能作为放大器静态电流控制的函数。在这三种情况下，输出信号都经过衰减，以获得用于测量的HP4195A网络分析仪的最大灵敏度。

图2显示了线路驱动电路在输出电平为15V(P-P)时对100欧姆负载的动态性能。三阶谐波失真(3HD)约为70dBc(足以满足峰值功率DMT远程终端操作);这是通过每个放大器的6mA静态电流实现的。该电路的输出电平为8.5V(P-P)，用于基于cap的远程终端应用，具有64dBc的动态性能(如图3所示)，每个线路驱动器放大器工作在2mA。明显的二阶伪影(2HD)的存在表明线路驱动器放大器核心中的电流饥饿。逐渐增加放大器的供电电流可以有效地降低这种二阶谐波失真。

虽然单音失真测量是单载波应用中电路性能的良好指标，但当一次处理多个音调时，它们不能提供任何对放大器线性度的洞察。在这些应用中，测量动态性能的有效工具是双音互调。图4显示了图1电路在600kHz和700kHz两个正弦波下的性能。所显示的频谱是DMT和CAP下游操作的代表，选择这两个音调是为了显示频段内的二阶和三阶IMD产品(2IMD和3IMD)。使用1:1匝比变压器，调整电路的输出电平以在100欧姆负载上产生18.9V(P-P)包络。这个输出电压电平意味着整个线路驱动器输出的峰值差分电压约为38V(P-P)。当每个放大器在13mA的电源电流下工作时，电路实现了63dBc的无杂散动态性能，足以满足基于cap系统的峰值功率工作。在较低的电源电流下，变压器匝数比大于1:1可以实现性能的改进，即放大器输出电流驱动取代放大器输出电压驱动。

结论

在直流电压或数字控制下，可以(静态或动态)调节线路驱动器CFAs的静态电源电流，以降低其静态功耗，而不会牺牲下游或上游的动态性能。此外，这种供电电流控制可以与降低线路驱动器供电电压相结合，以降低放大器的动态功耗。然而，电源电压不应降低到使放大器输出级剪切传输信号峰值的水平以下。测量调制解调器动态性能的最佳方法是监测其误码率(BER)性能。在正常的DMT或CAP操作(下游或上游)下，可以降低线路驱动器放大器的电源电压和静态电流，直到系统误码率下降到可接受的最小值以上。

注意:

凯文·霍斯金斯。LT1207:一个优雅的双60MHz, 250mA电流反馈放大器。线性技术VI:2(1996年5月)，pp. 9-13。