DSL模擬前端中高速運算放大器的應(yīng)用

隨著上網(wǎng)的人數(shù)的迅速增長，傳統(tǒng)調(diào)制解調(diào)器、ISDN提供的低速和易斷線的窄帶上網(wǎng)方式開始逐漸遭到用戶的擯棄。在各種各樣的寬帶連網(wǎng)方案中，ADSL受到了廣大網(wǎng)民的青睞。但是，如何選擇理想的ADSL調(diào)制解調(diào)器解決方案，是設(shè)計工程師所面臨的新挑戰(zhàn)。

針對這種現(xiàn)狀，本文介紹采用LMH6643滿擺幅輸出芯片、LMH6672線路驅(qū)動器及LMH6622低噪聲運算放大器組合實現(xiàn)的方案，該方案具有能充分發(fā)揮ADSL基帶數(shù)字信號處理器性能的優(yōu)點。結(jié)構(gòu)框圖參見圖1所示。

圖中數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的輸出端可采用在LMH6643芯片中的一對放大器作為差分緩沖放大器，提供LMH6643與LMH6672之間的低通濾波器的阻抗匹配、絕緣及驅(qū)動。圖 2 的電路圖顯示所采用的SPICE模型。圖中的反相緩沖放大器的電壓增益定義為 -RB1+/RB2+和-RB1/RB2。

LMH6672用作上行線路驅(qū)動器

由于LMH6672芯片只需一個電源供電便可輸出極高的驅(qū)動電流，而且失真率低，因此可以用作上行DSL線路驅(qū)動器。LMH6672芯片用作差分輸出驅(qū)動器時，可以驅(qū)動50Ω負載，達到 16.8Vpp的擺幅，失真率只有-93dBc，可支持最高的上行功率，確保ADSL線路支持最高的傳輸率。圖3是典型的線路驅(qū)動器電路圖，圖中的線路驅(qū)動器通過匝數(shù)比為1:2的變壓器，可驅(qū)動100Ω的雙絞線電纜。這個非反相驅(qū)動放大器的電壓增益由公式(1)或(2)確定。

1 + 2×RF+/RG (1)

1 + 2×RF-/RG (2)

圖中采用電容CG，將直流增益設(shè)定為1V/V。

LMH6622用作下行低噪聲前置放大器

由于LMH6622的噪聲及失真率較低，因此可用作下行鏈路的低噪聲前置放大器。低噪聲及低失真率這兩個優(yōu)點可確保接收通路具有很高的動態(tài)范圍，以滿足 ADSL標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)線性度及噪聲的嚴格規(guī)定。圖4的LMH6622芯片可以實現(xiàn)反相加法放大器的功能，以便提供接收前置放大器通道增益，并消除驅(qū)動器的回波信號。為了消除接收通道上的驅(qū)動器回波信號的干擾，R1+必須設(shè)定為2×R2+，而 R1-也必須設(shè)定為 2×R2-。實際應(yīng)用中，由于信號匹配并不理想，因此混合抑制約為12dB。在仿真時可以改變電阻值，以便測試出接收電路的真正性能。

在提供這些設(shè)計芯片的基礎(chǔ)上，美國國家半導(dǎo)體公司還提供了一個可上網(wǎng)查閱的數(shù)據(jù)庫。很顯然，若從零開始設(shè)計運算放大器的SPICE模型以供仿真的過程不僅很困難而且費時，所以，該公司專門設(shè)立了OrCAD Capture數(shù)據(jù)庫以及PSPICE模型數(shù)據(jù)庫，儲存有關(guān)采用先進 VIP10工藝技術(shù)制造的高速運算放大器的資料，其中包括 LMH 系列高速運算放大器的性能表現(xiàn)模型及運算放大器的電路圖符號。