[发明专利]用于二线传输系统的耦合电路

说明书

本发明属于数字数据传输领域，尤其是，本发明涉及二线数据传输电路的杂音滤除、放大电路。

使用一对导线来传输数字信息是已知的。可以用这种二线系统互连许多不同的装置，这些装置包括计算机和电话交换网络，在二线系统中，数据同时在该相同的两条线上接收和发送。当一二线传输系统连接到计算机或类似装置时，需要一可将数字信息送入计算机并从中传送出来的耦合电路，这种电路被称为二对四线转换器或混合耦合电路，其一般例子表示在图1中。在图1中，系统10由一个二线传输媒介、第一数字设备12和第二数字设备14所组成。每一数字设备含有接收和发送放大器，发送和接收放大器连接到传输媒介11，接收放大器13和发送放大器15在设备12中，而发送放大器19和接收放大器17在设备14中。在该应用中，把发送和接收放大器耦合到该二线系统的电路被称为混合耦连电路。在该混合耦连电路上的同步传输和接收通常是由2对4线转换来实现的，其中，接收放大器和发送放大器都连接到同一对导线。一种用于在一个二线传输媒介上传输和接收模拟及数字信号二者的系统已被揭示于美国专利申请案第07/385，610号中，名为“数字附加主线系统”（DigitalAdded  Main  Line  System），此处引用该申请案以供参考之用。

上述设置方式具有一些固有的问题。被传输的信号基本上相当强，具有一达数伏特的振幅。经传输线衰减之后，所接收到的信号通常是一非常小的，通常大约为数毫伏。当所传输信号的一部分反馈到接收放大器时，高振幅的发送信号将消除进来的信号。另外，虽然传输线和发送器的阻抗必须匹配，以使在该一对双线上获得最大的功率传输，但加入其中以改善传输特性的阻抗也进一步衰减了进入的信号，最后，进入的杂音必须从进入的信号中滤除，以改善接收，但是所述滤除必须不影响到向外输出的信号。

上述问题在本领域中是众所周知的，而且已有各项解决办法的尝试。一种已知的混合耦连电路表示在图2中，在与输出变压器T₁并用中，电阻RF₁为馈入电阻，其值选为使发送器的阻抗与负载ZL阻抗匹配，可获得最大传输功率。假设系统在标为“Sym”的线位置成镜象映射，而且ZL为135欧姆，若T₁无阻抗，则两RF₁将为67.5欧姆。Vprime将为1/2Vout（该RF₁作用如同一分压电路），而且电路每一端可推动另一端以获得最大效率。电阻RF₂和阻抗ZR用以镜象映射出现在变压器T₁初级线圈上的电压，该映射的电压表示为VRef。在一较佳实施例中，该RF₂和ZR和RF₁的倍数（这里为RF₁的5到15倍），而且RD₁和RD₂相等并大约为RF₂的5到15倍，一自Vout发送的信号导致VRec为零，这是由于RD₁和RD₂的分压器所造成。VRef和Vprime之间的分压造成倒相输出信号，而且原来的输出信号被同步地加到接收放大器。该两信号彼此相消，造成反馈至接收器的输出信号的极大减少。在此同时，进入的信号Vsecond改变，而Vout仍然保持为零。只要Vout仍然为零，则VRef仍然大约为零，而且VRec等于1/2Vprime，这通过由RD₁和RD₂所构成的分压器接收到。

关于输出特性，图2中电路之输出等于：

VRec＝Vprime·RD₂（RD₁+RD₂）＝Vprime/2，当RD₁＝RD₂时。

虽然图2中的电路大大地减低了进入接收器的反馈信号，由于分压器，其仍然衰减了进入的信号大约1/2，因此，有必要保留图2中电路的信号相消特性，但仍然可获得改善的进入信号。

本发明是对已知混合耦连电路的改进，通过加上额外的侧部线圈至耦合变压器，以及把RF₁连接到改进的变压器的中央线圈以及把各RD₁连接到该改进的变压器的外部线圈，所接收到的信号强度比已有技术中增强。以此方式，VRec/Vprime最大值趋近1，不同于已有技术中的最大值1/2。