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使用LT1886作为线路驱动器的ADSL调制解调器可以产生长距离和快速数据速率

来源:analog 发布时间:2023-12-29

摘要: ADSL技术允许与远程互联网服务器进行通信,数据速率接近1Mbit/s,比传统调制解调器快近20倍,通过普通电话线达到18000英尺。

ADSL技术允许与远程互联网服务器进行通信,数据速率接近1Mbit/s,比传统调制解调器快近20倍,通过普通电话线达到18000英尺。实现这一目标的关键部件是用于将编码数据信号驱动到电话线上的功率放大器。理想情况下,线路驱动器不能对传输信号造成任何失真。这允许系统通过使用所有可用的载波音进行数据传输,在最长的布线范围内最大限度地提高数据速率。LT1886线路驱动器输出不失真的宽带功率到电话网络中。

LT1886也保持非常低的失真,即使配置为高水平的闭环增益。用于提供编码数据的低电源电压VLSI数字电路要求在线路驱动器中获得显著的电压增益而不引入失真。

LT1886:低失真线路驱动器

LT1886是一款高速双功率放大器,具有优异的高频失真性能。LT1886具有700MHz增益带宽产品,200V/μs转换速率和超过200mA的输出电流驱动,采用小型SO-8封装。仅使用单个12V电源,LT1886是ADSL CPE调制解调器(客户端设备)中线路驱动器的最佳选择。

图1显示了LT1886驱动1:2匝比隔离/耦合变压器的差分线路驱动器。在这里可以看到,200kHz音调的第二和第三谐波分量,即使闭环增益为10,也远低于-80dBc,标称信号功率为13dBm, 4V(P-P)置于线路上。在复杂调制ADSL传输信号中经常出现的大信号瞬态15V(P-P)时,畸变保持在-70dBc以内。在ADSL传输期间,驱动器的标称有效值输出电流仅为30mA,但峰值驱动器电流能力必须大于160mA。为了防止信号失真,线路驱动器不能限制电流。


图1所示。具有低谐波失真性能的单12V ADSL调制解调器线路驱动器。

传统上,功率级是高频性能的限制因素。LT1886采用先进的低压互补双极工艺制造,结合了高频放大和输出功率处理能力。此外,为了获得最佳的失真性能,放大器必须维持一个非常高的开环增益,以尽可能高的频率。

LT1886频率响应

图2显示了LT1886的增益和相移响应与频率的关系。该放大器采用电压反馈设计,对大于10的增益进行补偿,并具有传统的单极开环增益滚降特性。


图2。开环增益和相位与频率的关系。

低频开环增益在60kHz频率下超过80dB,增益带宽积约为700MHz。注意,在闭环增益为10 (20dB)的情况下,闭环带宽为70MHz,相位裕度接近70°,因此运行非常稳定。然而,放大器故意失补偿,以最大限度地提高失真性能的增益带宽。在相位裕度降至0°的频率处,约为230MHz,放大器仍有12dB增益。如果闭环增益这么低,放大器就会振荡。

为了稳定,对于放大器来说,重要的是始终具有0.1或更小的反馈因子,以保持噪声增益值为10或更高。因此,在图1中,驱动器的两个100欧姆增益设置电阻返回到由1μ f旁路电容提供的良好交流接地。这确保了从反相输入到地的阻抗,即使超过300MHz, LT1886仍然有增益,被控制并保持在足够低的值以稳定运行。

增益小于10的电路“把戏”

在许多应用中,可能仍然希望以小于10的增益操作驱动级。在这种情况下,可以采用一种简单的电路“技巧”来补偿运算放大器。在放大器的两个输入端之间增加一个电阻(和一个可选的电容)可以在任何期望的闭环增益下提供稳定的工作。图3说明了反相和非反相放大器的增益补偿元件。


图3。增益补偿10.

在较低的频率下,放大器的开环增益非常高,两个输入之间的信号非常小。由于没有信号穿过补偿电阻R(C),它有效地脱离了电路。反馈电阻R(F)和增益设置电阻R(G)决定放大器的闭环增益。在更高的频率下,随着开环增益的减小,信号通过R(C)产生,它成为电路的一部分,并有效地平行电阻R(G)。这假定在非反相输入处对地阻抗远低于反馈分量值。较低的R(G)值降低了反馈因子,并在本质上欺骗放大器以更高的增益工作。可以用下式确定R(C)的值,以确保在低于要求的闭环增益时保持稳定:

R(c) = R(f) / a (vrequired) - a (vactual)

其中A(VREQUIRED)为10,A(VACTUAL)为1到10之间的任何增益。使用这种技术,放大器以稳定的较低闭环增益工作,但具有增益为放大器10的带宽。

电容C(C)是可选的,以防止增益增加到放大器的直流偏置。对于LT1886,该电容器应与R(C)一起调整大小,以便在5MHz和15MHz之间的频率下生效。

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