專利名稱：多路徑混合式電路以及相關(guān)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種全雙工(full-duplex)通訊的收發(fā)器，特別是有關(guān)于一種用于全雙工收發(fā)器的混合式電路(hybrid circuit)。
背景技術(shù)：
收發(fā)器包含回波(echo)消除混合式電路，以于收發(fā)器中結(jié)合傳送信號及接收信號，致使收發(fā)器可通過雙心傳輸線，如無遮蔽隔離式雙絞線(unshielded twist wire pair，UTP)，進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸?；旌鲜诫娐废邮招盘栔胁糠謧魉托盘査斐傻幕夭ㄐ盘?。
請參閱圖1，其繪示現(xiàn)有技術(shù)的收發(fā)器。圖中，收發(fā)器10通過傳輸線12，將輸入信號TX作為已傳送信號TX’遞送(forward)至遠(yuǎn)程收發(fā)器(圖中未顯示)，并根據(jù)自遠(yuǎn)程收發(fā)器到達(dá)傳輸線12的已接收信號RX’產(chǎn)生輸出信號RX。收發(fā)器10包含放大器11、加總放大器16及混合式電路18，放大器11用以放大輸入信號TX，加總放大器16用以產(chǎn)生輸出信號RX，混合式電路18連接傳輸線12、放大器11的輸出端及放大器16的輸入端?；旌鲜诫娐?8包含阻抗元件Z1及轉(zhuǎn)換器14，轉(zhuǎn)換器(transformer)14連接放大器11的輸出端及傳輸線12。轉(zhuǎn)換器14亦連接放大器16的非反相輸入端及傳輸線12。于傳輸線12的已接收信號RX’及已傳輸信號TX’皆為加總放大器16的非反相輸入端的信號VIN的成份?；旌鲜诫娐?8亦包含具有阻抗元件Z2及阻抗元件Z3的分壓網(wǎng)絡(luò)(voltage divider network)，以于加總放大器16的非反相輸入端提供偏移信號VOFF，以偏移VIN信號的傳輸信號成分。當(dāng)Z1/ZL＝Z2/Z3時(shí)，VOFF信號將消除已傳送信號TX’及已接收信號RX’的回波，其中ZL為傳輸線12的阻抗。
以調(diào)變解調(diào)器(modem)為例，符合非對稱數(shù)字式用戶線路(AsymmetricalDigital Subscriber Line，ADSL)標(biāo)準(zhǔn)的modem使用分頻雙工(FrequencyDivision Duplex，F(xiàn)DD)技術(shù)，其中傳輸線上的已接收信號RX’及已傳送信號TX’是占用不同頻帶。例如客戶端產(chǎn)品(customer premise equipment，CPE)ADSL modem，其已傳送信號占用30KHz～138KHz頻帶(上傳頻帶)，而已接收信號占用138KHz～1.1MHz頻帶(下傳頻帶)。雖然CPE modem的線驅(qū)動(dòng)器(line driver)于上傳頻帶發(fā)送已傳送信號TX’，然已傳送信號TX’不可避免地產(chǎn)生一些噪聲并干擾已接收信號RX’所占用的下傳頻帶。混合式電路18無法完全消除位于輸出信號RX的已傳送信號TX’的回波，而剩余回波的殘留部份駐于已接收信號的下傳頻帶。接收器的頻帶的剩余回波與已接收信號RX’難以辨識，并降低接收器的效能。
濾波器(CPE收發(fā)器的高通濾波器)可分離傳送頻帶的剩余回波，但若剩余回波的強(qiáng)度太強(qiáng)，則會(huì)令接收器飽和，特別是接收器的低噪聲放大器。因此，具有良好回波消除的混合式電路對收發(fā)器是十分重要的，收發(fā)器可藉此減少上傳頻帶及下傳頻帶的回波信號。當(dāng)傳輸線12為理想雙絞線時(shí)，設(shè)計(jì)可消除傳送頻帶及接收頻帶的回波的混合式電路并不困難。然而，雙絞傳輸線通常包含橋接分路(bridged taps)，其致使傳輸線的阻抗隨著頻率而變化，且橋接分路的長度及位置亦大大地影響傳輸線阻抗及信號頻率的關(guān)系。當(dāng)傳輸線的頻率響應(yīng)特性具有大幅度變化時(shí)，設(shè)計(jì)可消除傳送頻帶及接收頻帶的回波的混合式電路是一件困難的事。傳統(tǒng)解決方法是使用數(shù)個(gè)離散式開關(guān)以移除或增加電阻及/或電容至阻抗元件Z3，使混合式電路的阻抗元件Z3為可調(diào)整，以合成良好匹配傳輸線阻抗的阻抗。
下列專利是說明與橋接分路相關(guān)的混合式電路拓?fù)鋵ぶ?topologiesaddressing)傳輸線阻抗匹配問題美國專利公開資料2003/0147526、美國專利公開資料2003/0123650、美國專利公開資料2003/0169875、美國專利公開數(shù)據(jù)2003/0169806、以及美國專利6208732。
請參閱圖2，其繪示另一已知收發(fā)器20。輸入信號TX通過混合式電路21驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)傳輸線26的差動(dòng)放大器22，以產(chǎn)生已傳送信號TX’?；旌鲜诫娐?1亦連接傳輸線26及具有阻抗元件Z3反饋的差動(dòng)放大器28的輸入端。放大器28放大到達(dá)傳輸線26的已接收信號RX’，以產(chǎn)生輸出信號RX。
混合式電路21包含轉(zhuǎn)換器24，轉(zhuǎn)換器24具有主要線圈(primary winding)及多個(gè)次要線圈，主要線圈連接傳輸線26，次要線圈通過阻抗元件Z1連接放大器22的輸出端，其它次要線圈通過阻抗元件Z2連接放大器22的輸出端。阻抗元件Z1匹配傳輸線26的阻抗(nominal impedance)。例如，若傳輸線26的阻抗為100Ohms，假設(shè)轉(zhuǎn)換器的傳輸端(TX)及線端(line side)之間的轉(zhuǎn)換器線圈的匝數(shù)比為1∶1，則每一阻抗元件Z1應(yīng)為500hms。阻抗元件Z2為高于阻抗元件Z1的阻抗，致使混合式電路21自傳輸線26觀入(lookinginto)的阻抗實(shí)質(zhì)上匹配傳輸線26的阻抗。在差動(dòng)放大器28作為低噪聲放大器，其提供增益-Z3/Z2予到達(dá)傳輸線26的信號。被動(dòng)電路(passivecircuit)H1包含串聯(lián)阻抗元件H1Z，其配置于線驅(qū)動(dòng)器22的輸出端及放大器28的輸入端之間。流經(jīng)被動(dòng)電路H1的差動(dòng)信號的反極性可消除該回波。若線阻抗為100Ohms，且轉(zhuǎn)換器24的主要線圈及次要線圈有相同匝數(shù)，則阻抗元件Z1可為50Ohms的電阻，而阻抗元件Z2可為1KOhms。若放大器22的輸出信號為1V，則轉(zhuǎn)換器的連接線端及RX端之間的跨壓近似0.5V。位于放大器28的輸出端，由轉(zhuǎn)換器的次要線圈所造成的回波將為0.5V×Z3/1K。位于放大器28的輸出端，由被動(dòng)電路的路徑所造成的回波將為1V×Z3/H1Z。為了消除回波，H1Z必須符合下列方程式0.5V×Z3/1K＝1V×Z3/H1Z即表示H1Z應(yīng)為2KOhms。因?yàn)殡p絞線的線阻抗為頻率函數(shù)，使用串連電阻來實(shí)現(xiàn)H1無法有效地消除回波。然而，簡單的二階RC網(wǎng)絡(luò)可有效地消除回波。通常，若線驅(qū)動(dòng)器輸出信號為1V而線阻抗為ZL，則位于放大器28的輸出端，由轉(zhuǎn)換器的TX端及RX端之間連接所造成的回波近似1V×ZL/(2×Z1+ZL)×Z3/Z2。位于放大器28的輸出端，由電路H1的路徑所造成的信號將為1V×Z3/H1Z。為了消除回波，被動(dòng)電路H1的單端阻抗H1Z應(yīng)符合下列方程式1V×ZL/(2×Z1+ZL)×Z3/Z2＝1V×Z3/H1Z即表示H1Z＝Z2×(1+2×Z1/ZL)當(dāng)傳輸線26包含橋接分路(bridged taps)而非理想雙絞線時(shí)，電路H1的設(shè)計(jì)變得更困難此外，當(dāng)傳輸線26包含橋接分路時(shí)，使用簡單被動(dòng)電阻電容(RC)網(wǎng)絡(luò)無法達(dá)到良好的回波消除效果?；芈烽L度及橋接分路架構(gòu)，可以高階被動(dòng)電阻電容電感(RLC)網(wǎng)絡(luò)取代被動(dòng)RC網(wǎng)絡(luò)以得到近似阻抗Z2×(1+2×Z1/ZL)。然而，電感比起其它電子元件較為昂貴，不易降低成本。
請參閱圖3，其繪示另一已知收發(fā)器30。收發(fā)器30類似圖2的收發(fā)器20，除了收發(fā)器30的混合式電路是使用二階主動(dòng)濾波器電路HA取代圖2的被動(dòng)電路H1。請參閱圖4，其繪示已知二階主動(dòng)濾波器。于整合電路中，主動(dòng)濾波器可近似任何一阻抗，且無造成不穩(wěn)定的右平面極點(diǎn)(right halfplane pole)，故可以較低成本取代昂貴離散式RLC網(wǎng)絡(luò)。然而，主動(dòng)濾波器產(chǎn)生噪聲至混合式電路，且噪聲隨著濾波器的階數(shù)而增加。當(dāng)主動(dòng)濾波器所產(chǎn)生噪聲顯著時(shí)，其損害低噪聲放大器28的效能。
無遮蔽隔離式雙絞線26以40dB耗損減弱源自遠(yuǎn)程傳送器的已接收信號，接收器通常需要多階段放大以提升(boost)信號電平并補(bǔ)償損耗，使信號適合后端處理。信號電平自最初階段到最后階段逐漸增加，然而每一階段的信號放大亦增加了噪聲。所增加的噪聲特別損耗強(qiáng)度較弱的最初階段信號。因此，在最初放大階段需使用低噪聲放大器。然而混合式電路的主動(dòng)濾波器HA所產(chǎn)生噪聲損害低噪聲放大器28的效能。為了保護(hù)信號健全(preserve signalintegrity)，主動(dòng)濾波器HA必須為低噪聲設(shè)計(jì)，然其十分困難，特別是高階濾波器。
具有多種頻率變化阻抗的混合式電路架構(gòu)為傳輸線連接所迫切需要的，且此電路架構(gòu)不需昂貴的RLC網(wǎng)絡(luò)，僅使用簡單設(shè)計(jì)、低噪聲、低階的主動(dòng)濾波器。
有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的各項(xiàng)問題，為了能夠兼顧解決之，本發(fā)明人基于多年從事混合式電路的研究開發(fā)與諸多實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，提出一種多路徑主動(dòng)混合式電路，以作為改善上述缺點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)方式與依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種用于全雙工收發(fā)器的混合式電路，其包含比例轉(zhuǎn)換器(ratio converter)，其根據(jù)輸入信號TX于傳輸線上遞送已傳送信號TX’。比例轉(zhuǎn)換器亦根據(jù)到達(dá)傳輸線的已接收信號RX產(chǎn)生信號RXA，其中信號RXA包含輸入信號TX的回波。
再者，本發(fā)明提出一被動(dòng)濾波器及一第一主動(dòng)濾波器是分別處理輸入信號TX，以產(chǎn)生信號TXA及信號TXB。信號TXB及信號RXA相加以產(chǎn)生信號RXB作為放大器的輸入信號，而放大器輸出信號RXC。
此外，本發(fā)明提出一種第二主動(dòng)濾波器，其對輸入信號TX進(jìn)行濾波以產(chǎn)生信號TXC，信號TXC與信號RXC相加以產(chǎn)生信號RX。被動(dòng)濾波器的阻抗被設(shè)計(jì)以致使當(dāng)傳輸線具有目標(biāo)阻抗(target impedance)時(shí)，如理想雙絞線的阻抗，被動(dòng)濾波器的輸出信號TXA可適當(dāng)?shù)仄菩盘朢XA的TX信號回波。
此外，本發(fā)明提出一種控制電路，是監(jiān)看(monitor)輸出信號的剩余回波。當(dāng)傳輸線阻抗變化致使被動(dòng)濾波器無法適當(dāng)?shù)叵夭〞r(shí)，則控制電路開啟第一濾波器及/或第二濾波器以提供額外的回波消除。該些主動(dòng)濾波器的頻率響應(yīng)為可調(diào)整以適應(yīng)傳輸線的阻抗變化。當(dāng)不需濾波器時(shí)，控制電路關(guān)閉該些主動(dòng)濾波器，以避免增加輸出信號的噪聲。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于傳輸線、輸入端口及輸出端口之間的混合式電路，包含比例轉(zhuǎn)換器，根據(jù)到達(dá)該輸入端口的輸入信號，于該傳輸線上產(chǎn)生已傳輸信號，且該比例轉(zhuǎn)換器亦根據(jù)到達(dá)該傳輸線的已接收信號，產(chǎn)生第一信號，其中該第一信號包括該輸入信號的回波；第一濾波器，對該輸入信號進(jìn)行濾波以產(chǎn)生第二信號；第二濾波器，對該輸入信號進(jìn)行主動(dòng)濾波，以產(chǎn)生第三信號；以及放大電路，加總并放大該第一信號、該第二信號及該第三信號以產(chǎn)生第四信號，該第四信號是與該輸出端口的輸出信號相關(guān)聯(lián)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了一種用于傳輸線、輸入端口及輸出端口之間的接口方法，包含根據(jù)該輸入端口所接收的輸入信號，產(chǎn)生傳輸信號；根據(jù)該傳輸線的接收信號，產(chǎn)生第一信號，其包括該輸入信號的回波；對該輸入信號進(jìn)行濾波以產(chǎn)生第二信號；根據(jù)第一選定頻率響應(yīng)，對該輸入信號進(jìn)行濾波以產(chǎn)生第三信號；以及將該第一信號、該第二信號及該第三信號的總和進(jìn)行放大，以產(chǎn)生第四信號，其中該第四信號是與該輸出端口的輸出信號相關(guān)聯(lián)。
茲為使貴審查委員對本發(fā)明的技術(shù)特征及所達(dá)到的功效有更進(jìn)一步的了解與認(rèn)識，謹(jǐn)佐以較佳的實(shí)施例及配合詳細(xì)的說明如后。


圖1為已知收發(fā)器的示意圖；圖2為另一已知收發(fā)器的示意圖；圖3為另一已知收發(fā)器的示意圖；
圖4為圖3所示的已知主動(dòng)濾波器的示意圖；圖5為本發(fā)明的全雙工收發(fā)器的較佳實(shí)施例的架構(gòu)方塊圖；圖6為圖5所示混合式電路的較佳實(shí)施例的架構(gòu)示意圖；圖7為適用于圖5所示的混合式電路的主動(dòng)放大器的較佳實(shí)施例的架構(gòu)方塊圖；圖8為本發(fā)明的混合式電路的較佳實(shí)施例的架構(gòu)方塊圖；圖9為二對四比例轉(zhuǎn)換器的示意圖；以及圖10為圖5所示的DSP電路的較佳實(shí)施例的方塊圖。
10、20、30、40收發(fā)器11、22、28放大器12、26、41傳輸線14、24、50轉(zhuǎn)換器16加總放大器18、21混合式電路45、46、52、62放大器42輸入端口43輸出端口44節(jié)點(diǎn)47模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器48混合式電路49、87數(shù)字信號處理電路51濾波器60電阻電容(RC)網(wǎng)絡(luò)70比例轉(zhuǎn)換器80快速傅立葉轉(zhuǎn)換(FFT)82均衡器84截剪器(slicer)H1被動(dòng)濾波器H2，H3主動(dòng)濾波器Z1～Z5，H1Z阻抗元件
具體實(shí)施例方式
以下將參照相關(guān)圖式，說明依本發(fā)明較佳實(shí)施例的多路徑主動(dòng)混合式電路，為使便于理解，下述實(shí)施例中的相同元件是以相同的符號標(biāo)示來說明。
請參閱圖5，其為本發(fā)明的收發(fā)器的實(shí)施例的示意圖。圖中，收發(fā)器40通過傳輸線41與遠(yuǎn)程收發(fā)器進(jìn)行通訊。收發(fā)器40根據(jù)輸入信號TX傳送已傳送信號TX’至遠(yuǎn)程收發(fā)器，并產(chǎn)生輸出信號(DATA_OUT)以表示自遠(yuǎn)程收發(fā)器的已接收信號RX’所傳達(dá)的數(shù)據(jù)。收發(fā)器40包含差動(dòng)放大器45以放大信號TX”以產(chǎn)生輸入信號TX于輸入端口42。輸入端口42傳送信號TX至傳輸線41?；旌鲜诫娐?8連接輸入端口42，并根據(jù)輸入信號TX產(chǎn)生已傳輸信號TX’?；旌鲜诫娐?8亦連接傳輸線41及輸出端口43，并根據(jù)到達(dá)傳輸線41的已接收信號RX’，于傳輸端口41產(chǎn)生信號RX。差動(dòng)放大器46放大信號RX以產(chǎn)生輸出信號RX，及濾波器51減弱信號RX的傳輸頻帶以產(chǎn)生輸出信號RX”。一對阻抗元件Z5用以提供放大器46的反饋。模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)47對信號RX”進(jìn)行數(shù)字化以產(chǎn)生數(shù)據(jù)序列D1，其表示濾波器51的輸出信號RX”的連續(xù)取樣的振幅。數(shù)字信號處理(DSP)電路49處理數(shù)據(jù)序列D1以產(chǎn)生包含控制數(shù)據(jù)C2及C3的DATA_OUT序列。控制數(shù)據(jù)C2及C3控制該混合式電路48的操作特性。
請參閱圖6，其繪示圖5的混合式電路48的較佳實(shí)施例。圖中，混合式電路48包含轉(zhuǎn)換器(transformer)50，轉(zhuǎn)換器50具有一主要線圈及多個(gè)次要線圈。主要線圈連接傳輸線41，一次要線圈通過阻抗元件Z1連接輸入端口42，而其它次要線圈通過阻抗元件Z2連接差動(dòng)放大器52的輸入端及放大器52的輸入節(jié)點(diǎn)44。轉(zhuǎn)換器50根據(jù)到達(dá)傳輸線41的已接收信號RX’，于輸入節(jié)點(diǎn)44產(chǎn)生信號RXA。阻抗元件Z4連接放大器52的輸出端及圖5所示的輸出端口43，而阻抗元件Z3提供反饋予放大器52。
因?yàn)檗D(zhuǎn)換器50亦通過其次要線圈連接輸入端口42及放大器52的輸入節(jié)點(diǎn)44，轉(zhuǎn)換器50所提供的信號RXA包含混合式電路的輸入信號TX的回波。被動(dòng)濾波器H1及主動(dòng)濾波器H2分別對輸入信號TX進(jìn)行濾波，以產(chǎn)生信號TXA及信號TXB，其于放大器52的輸入端相加，以協(xié)助消除放大器輸出信號RXC的TX信號回波。主動(dòng)濾波器H 3亦對信號TX進(jìn)行濾波以產(chǎn)生另一信號TXC，信號TXC與放大器的輸出信號相加以產(chǎn)生混合式電路的輸出信號RX。信號TX用以協(xié)助消除信號RXC中的任何的信號Tx的剩余回波(residual echo)。當(dāng)信號TXB需要提供來消除回波時(shí)，圖5所示的控制數(shù)據(jù)C2將主動(dòng)濾波器H2啟動(dòng)，通過主動(dòng)濾波器H2與電源供應(yīng)器相連接；當(dāng)不需要信號TXB時(shí)，則關(guān)閉主動(dòng)濾波器H2。當(dāng)需要信號TXC以消除回波時(shí)，圖5所示的控制數(shù)據(jù)C3將主動(dòng)濾波器H啟動(dòng)3；當(dāng)不需要信號TXC時(shí)，則關(guān)閉主動(dòng)濾波器H3。當(dāng)濾波器H2及H3被啟動(dòng)時(shí)，控制數(shù)據(jù)C2及C3亦控制濾波器H2及H3以致于最小化該輸出信號RX的TX信號的回波。
被動(dòng)濾波器H1包含兩個(gè)串聯(lián)阻抗元件H1Z，其連接傳輸線42及44，其中ZL/(2×Z1+ZL)×Z3/Z2＝Z3/H1Z，ZL為傳輸線41的所選“目標(biāo)”阻抗(selected target impedance)。例如，若理想雙絞線無橋接分路，則阻抗ZL為傳輸線41的阻抗。由于所選的RC元件合成阻抗H1Z以達(dá)成傳輸線的回波消除，當(dāng)傳輸線41具有目標(biāo)阻抗時(shí)，控制數(shù)據(jù)C2及C3可關(guān)閉主動(dòng)濾波器H2及H3。若不需要?jiǎng)t將其關(guān)閉可避免主動(dòng)濾波器H2及H3成為噪聲源。
當(dāng)傳輸線41具有至少一橋接分路時(shí)，則線阻抗實(shí)質(zhì)上與目標(biāo)阻抗不同。單是使用被動(dòng)濾波器H1無法有效消除回波。在此狀況下，圖5所示的DSP電路49設(shè)定控制數(shù)據(jù)C2及C3以開啟主動(dòng)濾波器H2及/或主動(dòng)濾波器H3以協(xié)助消除剩余回波(residual echo)。
雖然主動(dòng)濾波器H2必須有低噪聲設(shè)計(jì)，因?yàn)榇藶V波器的階數(shù)比圖3所示已知混合式電路21架構(gòu)的階數(shù)更低，所以其設(shè)計(jì)困難度降低許多。因?yàn)榉糯笃?2已提升信號電平，使濾波器H3的噪聲限制較為寬松，致使圖5所示的放大器46可容忍較高電平的噪聲。放大器46及52皆為可調(diào)整增益的放大器。且應(yīng)在放大器輸出信號不飽和的條件下，先調(diào)整放大器52的增益至較高電平，接著，再調(diào)整放大器46至較高電平。
圖5所示的ADC 47周期性地對信號RX”進(jìn)行數(shù)字化以產(chǎn)生數(shù)據(jù)序列D1，其表示RX”的連續(xù)振幅。在初始校正程序期間，DSP電路49處理序列D1以決定輸出信號RX”的TX回波的量質(zhì)(amount)，且當(dāng)被動(dòng)濾波器H1無法有效消除回波時(shí)，DSP電路49設(shè)定數(shù)據(jù)C2及C3以啟動(dòng)主動(dòng)濾波器H2及/或H3，并適當(dāng)?shù)卣{(diào)整主動(dòng)濾波器的響應(yīng)(response)。
請參閱圖10，其繪示圖5所示的DSP電路49的方塊示意圖。DSP電路49包含快速傅立葉轉(zhuǎn)換(FFT)80、均衡器82及截剪器(slicer)84。FFT 80用以處理數(shù)據(jù)序列D1以產(chǎn)生第二數(shù)據(jù)序列D2，其表示位于頻域子載波(frequency domain subcarrier)的數(shù)字信號RX”的接收頻帶。于接收頻帶(如CPE的下傳頻帶)的FFT 80的每一輸出信號包含所欲得的接收信號及剩余回波誤差。均衡器82用以處理第二數(shù)據(jù)序列D2以產(chǎn)生第三數(shù)據(jù)序列D3。傳輸線41所造成的接收信號的振幅改變及相位偏移于第三數(shù)據(jù)序列D3進(jìn)行補(bǔ)償，以復(fù)原接收信號至遠(yuǎn)程收發(fā)機(jī)所傳送的原始振幅及相位。截剪器(slicer)84對數(shù)據(jù)序列D3進(jìn)行量化以產(chǎn)生數(shù)據(jù)序列D4，其近似于遠(yuǎn)程收發(fā)機(jī)所傳送的原始振幅及相位。額外的DSP電路87以廣為熟知的方法處理數(shù)據(jù)序列D4以產(chǎn)生DATA_OUT序列。
當(dāng)RX”信號的接收頻帶無回波時(shí)，截剪器的誤差(均衡器輸出序列D3及截剪器輸出序列D4之間的差異)甚小，且位于均衡器82輸出端的檢測信號RX將被以近似理想量化電平(quantization)進(jìn)行量化，此理想量化電平表示遠(yuǎn)程收發(fā)器所傳送的消息。信號RX”內(nèi)出現(xiàn)回波將致使截剪器誤差變大。誤差估算電路86根據(jù)截剪器的輸入序列D3及輸出序列D4，產(chǎn)生與接收頻帶(下傳頻帶)的剩余回波相對應(yīng)的誤差數(shù)據(jù)(ERROR)。當(dāng)觸發(fā)信號INIT以執(zhí)行初始化程序時(shí)，若截剪器誤差超過可接受的門坎值時(shí)，控制電路88只啟動(dòng)主動(dòng)濾波器H3并反復(fù)調(diào)整控制數(shù)據(jù)C3的值以調(diào)整主動(dòng)濾波器H3的響應(yīng)以減少截剪器誤差，藉此減少接收頻帶(下傳頻帶)內(nèi)的信號RX”剩余回波。
FFT 80亦處理數(shù)據(jù)序列D1以產(chǎn)生數(shù)據(jù)序列D5，數(shù)據(jù)序列D5表示數(shù)字信號RX”于頻域的傳送頻帶。估算電路89處理數(shù)據(jù)序列D5以產(chǎn)生POWER數(shù)據(jù)，POWER數(shù)據(jù)表示傳送頻帶(CPE的上傳頻帶)內(nèi)的剩余回波估算值。于初始化處理期間，若傳送頻帶內(nèi)的剩余回波超過門坎值，則控制電路88設(shè)定控制數(shù)據(jù)C2以啟動(dòng)主動(dòng)濾波器H2，并反復(fù)調(diào)整控制數(shù)據(jù)C2的值以調(diào)整主動(dòng)濾波器H2的響應(yīng)以減少傳送頻帶內(nèi)的回波功率。
請參閱圖7，其繪示以濾波器H2或H3實(shí)現(xiàn)的主動(dòng)濾波器。濾波器H2或H3包含RC網(wǎng)絡(luò)60以遞送其輸入信號至一對放大器62，以產(chǎn)生濾波器輸出信號提供予圖6所示的放大器52。RC網(wǎng)絡(luò)60包含與放大器62輸入端串聯(lián)的可變換的切換電容排(bank of switched capacitor)。控制數(shù)據(jù)C2及C3控制電容的切換以調(diào)整主動(dòng)濾波器的頻率響應(yīng)。
二對四線比例轉(zhuǎn)換器(two-to-four wire ratio converter)提供傳輸線端(line side)的兩線及收發(fā)器端的四線(兩線為TX，四線為RX)的阻抗匹配界面。雖然圖6所示的混合式電路所使用的二對四線比例轉(zhuǎn)換器，其包含轉(zhuǎn)換器(trans former)50、阻抗元件Z1及Z2，但其它二對四線比例轉(zhuǎn)換器亦在本發(fā)明的范圍內(nèi)。如圖8所示，圖6的混合式電路可包含任何種類的二對四線比例轉(zhuǎn)換器70。圖9是顯示另一二對四線比例轉(zhuǎn)換器架構(gòu)的范例，以實(shí)現(xiàn)圖8所示的二對四線比例轉(zhuǎn)換器70。
已上所述僅為舉例性，而非為限制性者。雖然本發(fā)明以分頻雙工(Frequency Division Duplex，F(xiàn)DD)系統(tǒng)進(jìn)行說明，然其它全雙工系統(tǒng)或是其它通訊系統(tǒng)亦在本發(fā)明的范圍內(nèi)，例如傳送頻帶與接收頻帶重迭的全雙工系統(tǒng)等等。任何未脫離本發(fā)明的精神與范疇，而對其進(jìn)行的等效修改或變更，均應(yīng)包含于所附的權(quán)利要求范圍中。
權(quán)利要求
1.一種用于傳輸線、輸入端口及輸出端口之間的混合式電路，包含比例轉(zhuǎn)換器，根據(jù)到達(dá)該輸入端口的輸入信號，于該傳輸線上產(chǎn)生已傳輸信號，且該比例轉(zhuǎn)換器亦根據(jù)到達(dá)該傳輸線的已接收信號，產(chǎn)生第一信號，其中該第一信號包括該輸入信號的回波；第一濾波器，對該輸入信號進(jìn)行濾波以產(chǎn)生第二信號；第二濾波器，對該輸入信號進(jìn)行主動(dòng)濾波，以產(chǎn)生第三信號；以及放大電路，加總并放大該第一信號、該第二信號及該第三信號以產(chǎn)生第四信號，該第四信號是與該輸出端口的輸出信號相關(guān)聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合式電路，其中該比例轉(zhuǎn)換器包含至少一第一阻抗元件；至少一第二阻抗元件；以及轉(zhuǎn)換器，具有主要線圈、第一次要線圈及第二次要線圈，該主要線圈是連接該傳輸線，該第一次要線圈通過該第一阻抗元件連接該輸入端口，該第二次要線圈通過該第二阻抗元件連接該放大電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合式電路，其中該放大電路包含放大器，具有至少一輸入端及一輸出端，該輸入端接收該第一信號、第二信號及第三信號；至少一第三阻抗元件，是連接該放大器的該輸入端及其輸出端；以及至少一第四阻抗元件，是連接該放大器的該輸出端及該輸出端口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合式電路，其中該第二濾波器具有可調(diào)整頻率響應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合式電路，其中該第一濾波器具有阻抗，而該第二濾波器具有可調(diào)整頻率響應(yīng)，致使該第二信號及該第三信號可最小化在該第四信號中的該輸入信號的該回波。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合式電路，其中還包含第一電路，依據(jù)該輸出信號以估算在該輸出信號中的該輸入信號的剩余回波的強(qiáng)度，該第一電路根據(jù)該剩余回波的強(qiáng)度估算值，以控制該第二濾波器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混合式電路，其中該第一電路包含數(shù)字器，對該輸出信號進(jìn)行數(shù)字化，以產(chǎn)生第一數(shù)據(jù)序列；傅立葉轉(zhuǎn)換器，處理該第一數(shù)據(jù)序列以產(chǎn)生第二數(shù)據(jù)序列，該第二數(shù)據(jù)序列表示該輸出信號的頻域信號；均衡器，用以處理該第二數(shù)據(jù)序列以產(chǎn)生第三數(shù)據(jù)序列，該第三數(shù)據(jù)序列表示該已接收信號的頻域信號；以及控制電路，依據(jù)該第三數(shù)據(jù)序列以估算在該輸出信號中的該輸入信號的該剩余回波的該強(qiáng)度，且該控制電路根據(jù)該剩余回波的該強(qiáng)度估算值以控制該第二濾波器。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混合式電路，其中當(dāng)該傳輸線具有目標(biāo)傳輸線阻抗時(shí)，該第一濾波器調(diào)整其阻抗致使該第二信號實(shí)質(zhì)上匹配在該第一信號中的該輸入信號的該回波。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混合式電路，其中該第二濾波器具有可調(diào)整頻率響應(yīng)，當(dāng)該傳輸線具有不同于該目標(biāo)傳輸線阻抗的阻抗時(shí)，通過調(diào)整該第二濾波器的頻率響應(yīng)，致使該第二信號及該第三信號的總和實(shí)質(zhì)上匹配在該第一信號中的該輸入信號的該回波。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合式電路，其中還包含第三濾波器，是連接該輸入端口及該輸出端口，并根據(jù)該輸入信號產(chǎn)生第五信號；其中，該第四信號及該第五信號是結(jié)合成為該輸出端口的該輸出信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的混合式電路，其中該第二濾波器及該第三濾波器中至少一個(gè)具有可調(diào)整頻率響應(yīng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的混合式電路，其中該傳輸信號駐于第一頻帶，該接收信號駐于不同于該第一頻帶的第二頻帶，其中該混合式電路還包含第一電路，用以依據(jù)該輸出信號以控制該第二濾波器以及該第三濾波器。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的混合式電路，其中該第一電路包含數(shù)字器，對該輸出信號進(jìn)行數(shù)字化，以產(chǎn)生第一數(shù)據(jù)序列；傅立葉轉(zhuǎn)換器，處理該第一數(shù)據(jù)序列以產(chǎn)生第二數(shù)據(jù)序列，該第二數(shù)據(jù)序列表示該輸出信號的頻域信號；均衡器，用以處理該第二數(shù)據(jù)序列以產(chǎn)生第三數(shù)據(jù)序列，該第三數(shù)據(jù)序列表示該已接收信號的頻域信號；截剪器，量化該第二數(shù)據(jù)序列以產(chǎn)生第四數(shù)據(jù)序列；誤差估算電路，根據(jù)該第三數(shù)據(jù)序列及該第四數(shù)據(jù)序列的差異值產(chǎn)生誤差數(shù)據(jù)；以及控制電路，依據(jù)該第三數(shù)據(jù)序列以估算在該輸出信號中的該輸入信號的第一剩余回波的強(qiáng)度，該控制電路亦依據(jù)該誤差數(shù)據(jù)以估算在該輸出信號中于該第一頻帶的第二剩余回波的強(qiáng)度，且該控制電路根據(jù)該第一剩余回波的強(qiáng)度估算值以控制該第二濾波器，且根據(jù)該第二剩余回波的強(qiáng)度估算值以控制該第三濾波器。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的混合式電路，其中該第三濾波器具有可調(diào)整頻率響應(yīng)，當(dāng)該傳輸線具有不同于該目標(biāo)阻抗的阻抗時(shí)，通過調(diào)整該第三濾波器的頻率響應(yīng)，致使該第五信號實(shí)質(zhì)上匹配在該第四信號中于該第二頻帶的該輸入信號的剩余回波。
15.一種用于傳輸線、輸入端口及輸出端口之間的接口方法，包含根據(jù)該輸入端口所接收的輸入信號，產(chǎn)生傳輸信號；根據(jù)該傳輸線的接收信號，產(chǎn)生第一信號，其包括該輸入信號的回波；對該輸入信號進(jìn)行濾波以產(chǎn)生第二信號；根據(jù)第一選定頻率響應(yīng)，對該輸入信號進(jìn)行濾波以產(chǎn)生第三信號；以及將該第一信號、該第二信號及該第三信號的總和進(jìn)行放大，以產(chǎn)生第四信號，其中該第四信號是與該輸出端口的輸出信號相關(guān)聯(lián)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的接口方法，其中該傳輸線具有不同于該目標(biāo)傳輸線阻抗的阻抗時(shí)，該第二信號及該第三信號的總和實(shí)質(zhì)上匹配在該第一信號中的該輸入信號的該回波。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的接口方法，其中還包含依據(jù)該輸出信號以估算在該輸出信號中的該輸入信號的剩余回波的強(qiáng)度；以及根據(jù)該剩余回波的強(qiáng)度估算值，以控制該第一選定頻率響應(yīng)。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的接口方法，還包含根據(jù)第二選定頻率響應(yīng)，對該輸入信號進(jìn)行濾波以產(chǎn)生第五信號；以及結(jié)合該第四信號與該第五信號而形成結(jié)合信號；其中，該結(jié)合信號與該輸出端口的該輸出信號相關(guān)聯(lián)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的接口方法，其中該第五信號實(shí)質(zhì)上匹配在該第四信號中的該輸入信號的剩余回波。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的接口方法，其中還包含估算在該輸出信號中的該輸入信號的第一剩余回波的強(qiáng)度；估算在該輸出信號中于該第一頻帶的第二剩余回波的強(qiáng)度；根據(jù)該第一剩余回波的強(qiáng)度估算值，以控制該第一選定頻率響應(yīng)；以及根據(jù)該第二剩余回波的強(qiáng)度估算值，以控制該第二選定頻率響應(yīng)。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的接口方法，其中該傳輸信號駐于第一頻帶，該接收信號駐于不同于該第一頻帶的第二頻帶。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的接口方法，還包含根據(jù)第二選定頻率響應(yīng)，對該輸入信號進(jìn)行濾波以產(chǎn)生第五信號；以及結(jié)合該第四信號與該第五信號而形成結(jié)合信號；其中，該結(jié)合信號與該輸出端口的該輸出信號相關(guān)聯(lián)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的接口方法，其中該第五信號實(shí)質(zhì)上匹配在該第四信號中的該輸入信號的剩余回波。
全文摘要
本發(fā)明揭露一種適用于全雙工收發(fā)器的混合式電路，其包含二對四比例轉(zhuǎn)換器(50，Z1，Z2)，其根據(jù)輸入信號TX于傳輸線41上遞送已傳送信號TX’，且比例轉(zhuǎn)換器亦根據(jù)到達(dá)傳輸線的已接收信號RX以產(chǎn)生信號RXA。被動(dòng)濾波器H1及第一主動(dòng)濾波器H2對輸入信號TX分別濾波以產(chǎn)生信號TXA及TXB，使放大器輸出信號RXC。第二主動(dòng)濾波器H3對輸入信號濾波以產(chǎn)生輸出信號RX。被動(dòng)濾波器的阻抗被設(shè)計(jì)致使當(dāng)傳輸線具有目標(biāo)阻抗時(shí)，被動(dòng)濾波器的輸出信號TXA適當(dāng)?shù)仄芓X信號回波RXA?？刂齐娐繁O(jiān)看輸出信號的剩余回波，且當(dāng)傳輸線阻抗變化而被動(dòng)濾波器無法消除回波時(shí)，啟動(dòng)第一主動(dòng)濾波器及/或第二主動(dòng)濾波器以消除回波。主動(dòng)濾波器的頻率響應(yīng)為可調(diào)整以適應(yīng)傳輸線阻抗的變化。
文檔編號H04B1/50GK1848699SQ200610071950
公開日2006年10月18日 申請日期2006年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月5日
發(fā)明者林嘉亮, 蕭佩杰 申請人:瑞昱半導(dǎo)體股份有限公司