数字用户回路的讯号收发电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明是关于数字用户回路的讯号收发电路，尤其是关于讯号收发电路的回音消 除电路及混合电路的架构。
【背景技术】
[0002] 请参阅图1，其为习知数字用户回路（Digital Subscriber Line, DSL)的系统方块 图。数字用户回路系统10包含客户端的讯号收发电路105、电信回路150及电信局端电路 160。讯号收发电路105通过电信回路150来传送数据讯号给电信局端电路160或自电信局 端电路160接收数据讯号。讯号收发电路105包含讯号发送模块110、讯号接收模块120、 回音消除（echo cancelling)电路130及混合电路（Hybrid circuit) 140。讯号发送模块 110产生数据讯号，数据讯号以差动讯号的方式传送给混合电路140。混合电路140包含变 压器，用于将数据讯号藉由电磁耦合的方式经由电信回路150传送至电信局端电路160。另 一方面，当电信局端电路160传送数据讯号至讯号收发电路105时，电信回路150上的数据 讯号同样是经由混合电路140以电磁耦合的方式将数据讯号传送至讯号接收模块120以进 行后续的讯号处理。
[0003] 由于数据讯号的发送及接收都会经由混合电路140处理，当讯号发送模块110发 送数据讯号时，一部分的数据讯号将被耦合至讯号收发电路105本身的接收端，也就是说， 讯号接收模块120所接收的数据讯号包含讯号发送模块110发送的数据讯号。为了避免发 送模块110所发送的数据讯号对讯号接收模块120造成干扰，导致信号噪声比（Signalto NoiseRatio)的损失，在差动讯号传送路径115及差动讯号接收路径116之间耦接有回音 消除电路130,其功用在于仿真混合电路140及电信回路150的特征阻抗（characteristic impedance)。
[0004] 请参阅图2,其为数据讯号于讯号收发电路内部的传输示意图。讯号发送模块110 所发送的数据讯号TX-方面进入混合电路140以进一步传送至电信回路150,另一方面进 入回音消除电路130。因为电磁耦合的关系，进入混合电路140的数据讯号TX会在讯号收 发电路105内部产生回音频号TXecho。由电信回路150传送进讯号收发电路105的数据讯 号RX通过混合电路140耦合至讯号接收模块120。然而因为回音频号TXecho的干扰，讯号 接收模块120将会接收到RX+TXecho的数据讯号，而非单纯的数据讯号RX。
[0005] 回音频号TXecho除了受混合电路140的特征阻抗影响之外，因为混合电路140 的电磁耦合的关系，回音讯号TXecho实际上也将包含电信回路150的特征阻抗。为了 消除回音讯号TXecho,回音消除电路130必须仿真混合电路140与电信回路150的特征 阻抗，而数据讯号TX经过回音消除电路130后形成回音消除讯号TX' echo,经过加法器 170与数据讯号RX+TXecho相加后，最终讯号接收模块120接收到的数据讯号RX'将等于 RX+TXecho-TX'echo。因此如果回音消除电路130能完全仿真混合电路140与电信回路150 的特征阻抗，也就是使TXecho与TX' echo相等，讯号接收电路120将收到理想的数据讯号 RX。
[0006] 习知的回音消除电路130是由主动组件所构成，好处是可以组合成任意的转移函 数（transferfunction),因而可以简单地仿真代表混合电路140与电信回路150的特征阻 抗的多项式。然而主动组件本身有带宽的限制，而且有零点（zero)与极点（pole)的存在， 因此有可能造成某些频率范围阻抗匹配的状况不佳，或甚至在零点与极点处产生极差的效 果。
[0007] 另一方面，习知的混合电路140所使用的变压器也有其缺点。请参阅图3,其为习 知数字用户回路的讯号收发电路的局部示意图。由于目前只关心讯号收发电路中讯号发送 路径上讯号发送模块110与变压器310耦合的部分，故图3中省略回音消除电路及讯号接 收路径。变压器310包含绕组（winding) 313及316,其匝数比为N:M。绕组313包含线圈 314及315,绕组316包含线圈317及318。因为线圈所感应的电压具有极性，所以变压器 310内的所有线圈314、315、317、318的两端皆可区分为第一极性端及第二极性端，在本说 明书中以空心圆点代表第一极性端，而第二极性端则没有任何标示。由图3可见，讯号发送 模块110的差动讯号对的正端TXP经由阻抗301耦接线圈314的第一极性端，线圈314的 第二极性端与线圈315的第一极性端耦接，而线圈315的第二极性端经由阻抗302耦接讯 号发送模块110的差动讯号对的负端TXN。而在变压器310的另一侧，线圈317的第二极性 端经由电容319耦接线圈318的第一极性端，而电信回路150的两端则分别耦接线圈317 的第一极性端及线圈318的第二极性端。由于讯号发送模块110与阻抗301、302以及绕组 313形同串联，因此讯号发送模块110的讯号若须达到最佳的上行能量传送，在阻抗匹配理 论上，其输出电压必须为绕组313所需电压的2倍，如此绕组313的两端方能得到所需的电 压，亦即有一半的电压摆幅损失于负载301及302上。而较高的工作电压对于以先进集成 电路制程的组件将形成负担，因为其电压耐受度较小。提高组件的电压耐受度除提高整体 成本外，过度超压使用还是可能减短组件的寿命。
【发明内容】
[0008] 鉴于先前技术的不足，本发明的一目的在于提供一种数字用户回路的讯号收发电 路，以得到较佳的回音消除能力及以较低的驱动电压传输讯号。
[0009] 本发明公开了一种数字用户回路的讯号收发电路，用来发送一输出讯号至一电信 回路，与自该电信回路接收一输入讯号，包含：一变压器，包含一第一绕组、一第二绕组及一 第三绕组，该第一绕组包含一第一线圈及一第二线圈，该第三绕组耦接该电信回路，该第一 及第二线圈各自包含一第一极性端及一第二极性端；一第一阻抗单元，其两端分别耦接该 第一线圈的该第一极性端及该第二线圈的该第一极性端；一第二阻抗单元，其两端分别耦 接该第一线圈的该第二极性端及该第二线圈的该第二极性端；一讯号发送模块，耦接该第 一绕组，用来产生该输出讯号；以及一讯号接收模块，耦接该第二绕组，用来处理该输入讯 号；其中，该第一绕组及该第三绕组通过电磁耦合的方式将输出讯号传送至该电信回路，以 及该第三绕组及该第二绕组通过电磁耦合的方式将输入讯号传送至该讯号接收模块。
[0010] 本发明另公开了一种数字用户回路的讯号收发电路，用来发送一输出讯号至一电 信回路，或自该电信回路接收一输入讯号，包含：一变压器，耦接该电信回路；一讯号发送 模块，耦接该变压器，用来产生该输出讯号；一讯号接收模块，耦接该变压器，用来处理该输 入讯号；一回音消除电路，由被动组件所组成并具有两端点，一端耦接该讯号发送模块及该 变压器，另一端耦接该讯号接收模块及该变压器；其中，该输出讯号通过该变压器的电磁耦 合传送至该电信回路，以及该输入讯号通过该变压器的电磁耦合传送至该讯号接收模块。
[0011] 本发明的数字用户回路的讯号收发电路仅使用被动式组件即可仿真混合电路及 电信回路的特征阻抗，相较于使用主动式的组件来实现转移函数，本发明多阶转移函数可 以依实际状况调整各阶的直流增益与极点频率，因此实作上更具弹性，而且非对称数字用 户回路（Asymmetric Digital Subscriber Line,以下简称ADSL)及超高速数字用户回路 (Very High Speed Digital Subscriber Line,以下简称VDSL)可以共享回音消除电路。 再者，本发明提出并联式的讯号发送模阻、匹配阻抗及变压器的绕组，并且搭配三绕组式的 变压器，使讯号收发电路能以较低的电压摆幅达成输出阻抗匹配及传送讯号，并且接收讯 号的路径与传送讯号的路径不共享绕组，因此接收的讯号能维持较高的振幅。
[0012] 有关本发明的特征、实作与功效，兹配合附图作较佳实施例详细说明如下。
【附图说明】
[0013] 图1为习知数字用户回路的系统方块图；
[0014] 图2为数据讯号于讯号收发电路内部的传输示意图；
[0015] 图3为习知数字用户回路的讯号收发电路的局部示意图；
[0016] 图4为本发明用于数字用户回路的客户端的讯号收发电路；
[0017] 图5为ADSL直线回路的特征阻抗随频率变化的极坐标图；；
[0018] 图6为ADSL直线回路的回波损耗；
[0019] 图7为VD