專利名稱：Dsl調(diào)制解調(diào)器和變壓器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及數(shù)字用戶線(DSL)調(diào)制解調(diào)器、供這種調(diào)制解調(diào)器之用的變壓器、傳送電子數(shù)據(jù)的方法、制造DSL調(diào)制解調(diào)器的方法和空芯變壓器。
背景技術：
Michael Faraday在1831年發(fā)明了變壓器。需要注意的是，變壓器的初始設計主要供電力應用之用。該設計既龐大又笨重，因為它包括由多匝銅線環(huán)繞的鐵氧體芯。一個多世紀，該設計始終沒有什么變化，盡管各種應用從高壓設備延伸到復雜的微電子設備。
最近，提出了復合DSP技術和編碼，以便利用現(xiàn)有電話網(wǎng)絡或者簡單老式電話系統(tǒng)(POTS)的電話線來以高數(shù)據(jù)速率(約為幾兆比特/秒)傳輸電子數(shù)據(jù)。常規(guī)的電話傳輸線一般包括一對銅導線，用于連接電話機和最近的中心局(CO或電話網(wǎng)絡運營商)，數(shù)字環(huán)路載波系統(tǒng)，遠程交換機或者充當CO提供的業(yè)務的延伸部分的任何其它設備。該對銅導線常被稱為“雙絞線”。許多這樣的雙絞線通常一起被捆扎在相同的電纜組中。
借助這種手段的電子數(shù)據(jù)傳輸一般被稱為數(shù)字用戶線或“DSL”。在由雙絞銅線耦接的兩個調(diào)制解調(diào)器之間建立DSL，一個調(diào)制解調(diào)器位于用戶端(用戶終端設備-CPE)，另一個調(diào)制解調(diào)器位于CO。在DSL下提出了一系列的不同標準，通常被稱為“xDSL”，新標準正在制定中。該系列中的DSL技術的變化包括SHDSL(對稱高速DSL)，HDSL2(第二代高速DSL)，RADSL(速率自適應DSL)，VDSL(甚高速DSL)和ADSL(非對稱DSL)。用于利用DSL技術傳輸電子數(shù)據(jù)的頻率從約25kHz一直到幾MHz。
一些DSL技術，比如ADSL具有普通語音數(shù)據(jù)傳輸，即POTS能夠與電子數(shù)據(jù)傳輸共用相同的雙絞線的優(yōu)點。圖1表示對于ADSL，頻譜是如何被劃分的。低頻帶(0-4kHz)被用于語音數(shù)據(jù)，而高頻帶(25kHz-1.1MHz)被用于電子數(shù)據(jù)。高頻帶再被分成兩個頻帶，一個用于上游傳輸(即用戶到CO)，另一個用于下游傳輸(即CO到用戶)。下游傳輸頻帶遠大于上游傳輸頻帶，因為多數(shù)用戶將從因特網(wǎng)下載遠比他們上傳的多得多的數(shù)據(jù)。間隔4.3125kHz布置的256個載頻為上游和下游傳輸頻帶提供大約1.1MHz的帶寬。ADSL實現(xiàn)的實際下游數(shù)據(jù)速率取決于大量的因素，包括雙絞線的長度，其線規(guī)，橋接抽頭的存在和交叉耦合干擾。
位于雙絞線每端的調(diào)制解調(diào)器采用濾波器過濾數(shù)據(jù)傳輸頻帶或語音頻帶以便進行后續(xù)處理。
在POTS中，線路接口變壓器多年來一直被用作電話線和用戶住宅或辦公室中的電路之間的接口。通過使雙絞線與用戶隔離，從而防止在雙絞線中感應的大電壓(例如雷擊)被傳到用戶住宅中的電路，該接口變壓器保證用戶的安全。
隨著DSL技術的出現(xiàn)，對這樣的線路接口變壓器提出了另外幾個要求，包括在更寬的帶寬內(nèi)提供平直的頻率響應；極好的信號傳輸性質(zhì)(理想地1∶1)，阻抗匹配和最小的介入損耗。鑒于DSL信號的靈敏性，變壓器的如實再現(xiàn)輸入信號的能力特別重要。
到目前為止，供DSL調(diào)制解調(diào)器之用的變壓器一直是傳統(tǒng)的變壓器，其中使用鐵芯將來自初級銅繞組的磁通量耦合到次級銅繞組。這是因為在DSL頻率，尤其是在低頻率下，其中1/e或者63％的初級繞組磁場被次級繞組吸收的集膚深度在銅中從10kHz下的0.667毫米到1MHz下的0.067毫米。剩余的可用能量未被吸收，通過這些相應深度的導體。從而為了在初級繞組和次級繞組之間獲得良好的磁漏或者耦合系數(shù)，必須(1)具有存在于次級繞組中的足夠材料，來吸收來自初級繞組的能量，(2)當來自初級繞組的磁通量擴大和收縮時，確保所述磁通量切割所述材料。在繞組比率一般為1∶1的DSL變壓器中這特別重要。任何磁漏都是極其不良的，因為將不能不失真地再現(xiàn)信號。
如上所述，對供DSL調(diào)制解調(diào)器之用的變壓器領域中的該問題的傳統(tǒng)并且普遍接受的解決方案是使用鐵芯變壓器。例如，ADSL變壓器具有從幾百微享到幾毫享的線路端電感。它們不需要傳送DC；但是它們被形成間隙，以便將它們的電感控制在±5％-±10％的范圍內(nèi)。漏電感大約正比于線路端電感，從幾微享到幾十微享。在上游信號和下游信號重疊的頻率范圍中，在ADSL系統(tǒng)中采用回波消除，使失真成為一個關鍵因素。典型的失真要求對于CPE端來說是-85dB最大THD，對于CO端來說是-80dB THD；這兩者都是在100KHz下以15Vp-p信號測得的。
DSL正在變成企業(yè)和消費者的有關高速通信和因特網(wǎng)接入的最普及選擇。DSL技術在全球的較大成功使所有電信制造商承受著生產(chǎn)下一代DSL產(chǎn)品的壓力。為了保持和提高DSL占優(yōu)勢的可用性，服務質(zhì)量和性能，需要優(yōu)先考慮的主要事項是設計具有高信號可靠性和低功率操作的模擬電路。于是，模擬設計人員面對關于模擬前端標準部件，包括電路組件，線路接口變壓器的要求的新挑戰(zhàn)。所有這些參數(shù)顯著影響傳輸?shù)目傮w性能和服務質(zhì)量。
但是，典型的ADSL變壓器尺寸約為1厘米×1厘米×1厘米，即該裝置的總的長寬比約為1∶1(具有類似于立方體的形狀的三維物體)。不幸的是，這種構(gòu)造龐大，笨重并且制造成本高，需要大量的原材料和熟練的勞動力來裝配部件。對較小電子裝置的持續(xù)壓力迫使制造商尋找如在DSL調(diào)制解調(diào)器中使用的傳統(tǒng)變壓器的更小、更輕的替代品，所述替代器不依賴于鐵氧體磁芯，但是不會導致性能降低。
在我們的PCT專利申請PCT/GB2004/050011中描述了一種DSL變壓器，即，和本發(fā)明具有相同的應用，但是完全不同的結(jié)構(gòu)，復雜性和耦合，于是被看作完全不同的裝置的雙繞變壓器。該雙繞變壓器由借助于呈水平平行分布的兩個30匝線圈(一個用于初級繞組，一個用于次級繞組)，呈許多層的垂直分布的多層結(jié)構(gòu)組成。這種結(jié)構(gòu)利用了內(nèi)繞組初級回路和次級回路之間的水平磁耦合，以及垂直磁耦合。根據(jù)本發(fā)明的變壓器利用許多單一的60匝線圈實現(xiàn)多層(層疊)結(jié)構(gòu)，它主要利用了垂直磁耦合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的優(yōu)選實施例以能夠用幾何纏繞結(jié)構(gòu)代替用來在DSL頻率下工作的線路接口變壓器中的鐵氧體磁芯，而不會降低性能的理解為基礎。一個特別的優(yōu)點在于和等同的常規(guī)DSL鐵氧體磁芯變壓器相比，該幾何結(jié)構(gòu)較小(至少在某一維上)并且較輕。意外的是，申請人發(fā)現(xiàn)借助恰當?shù)慕Y(jié)構(gòu)和幾何形狀，而不是借助外部電路組件，能夠減輕這里公開的層疊變壓器構(gòu)造的一些實施例的共振效應，使這樣的變壓器對寬帶寬內(nèi)的平直頻率響應特別重要的DSL技術中的應用具有吸引力。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種變壓器，它包括至少一個基本平坦的初級電路和至少一個基本平坦的次級電路，每個電路由連續(xù)的導電材料形成，其中初級電路和次級電路基本平行，并且在垂直平面中間隔一定的距離。所謂垂直平面指的是與初級電路或次級電路的平面(為了方便起見，稱為水平平面)成直角。
變壓器最好包含一個初級電路和一個次級電路，每個電路由連續(xù)的導電材料形成，并且電路呈材料的基本平行的螺旋形式。所述螺旋可以是圓形、橢圓形、正方形、長方形、卵形或者不規(guī)則形狀。
螺旋最好基本符合由極坐標方程r(θ)＝αθ形成的螺旋，其中θ是極坐標中的角度，r是半徑，α是調(diào)節(jié)匝數(shù)和間隔的常數(shù)。螺旋中的匝數(shù)至少為5。
可存在多個初級電路和次級電路，所有的初級電路可以彼此鄰近，并借助氣隙與彼此相鄰地排列的次級電路分開。另一方面，初級電路和次級電路可被排列成相互交錯，以致它們交替，在每個初級電路和次級電路之間存在一個氣隙。
保持磁漏和變壓器能力的一種途徑是借助緊致的層疊構(gòu)造，即，如果初級電路和次級電路在兩個垂直分離的平行平面中。這導致兩個垂直分離的螺旋線圈(從而“層疊的”變壓器)。線圈的串聯(lián)連接產(chǎn)生層疊結(jié)構(gòu)，改進了信號傳輸。該構(gòu)造增大了裝置的高度。但是，裝置的定義為直徑高度的總的高寬比保持較大，因此它代表準平面變壓器(QPT)。
為了改進該組件，替代變壓器功能的2D解決方案由一種平面結(jié)構(gòu)組成，所述平面結(jié)構(gòu)具有層疊的兩個線圈(一個在另一個之上，兩個均被隔離)，其特征在于沒有鐵磁元件。
通過利用單線圈串聯(lián)構(gòu)造，一個單線圈用于初級電路，一個單線圈用于次級電路，對于初級電路和次級電路來說，一般可至少存在10層或者更多層，通常層數(shù)越大，變壓器工作越好。
本發(fā)明的特征是缺少鐵磁元件，以及極低高寬比變壓器裝置的生產(chǎn)，例如1∶5或更小的高寬比，最好小于1∶10或者小于1∶20的高寬比。本發(fā)明提供一種沒有鐵磁(通常鐵氧體)元件，高寬比較低的變壓器。它具有另外的優(yōu)點，因為制造工藝可按平面膜技術處理，還可按多層制備技術處理。本發(fā)明的實質(zhì)在于基于3D鐵氧體磁芯的設計被2D多層設計代替，在2D多層設計中，所有平面層被相互串聯(lián)連接。本發(fā)明特別可用于(但不限于)不對稱數(shù)字用戶線ADSL和甚高速DSL(VDSL)應用。意外的是，發(fā)現(xiàn)鐵磁元件的去除和該裝置中低的物理高寬比是可能的，于是觀察到變壓作用。鐵磁元件(例如鐵氧體)的廢除減輕了構(gòu)造工作。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種數(shù)字用戶線(DSL)調(diào)制解調(diào)器，它包含具有耦合傳輸線路的初級電路，和輸出通過所述傳輸線路傳送的信號的次級電路的線路接口變壓器，每個電路由連續(xù)的導電材料形成，其中初級電路定義第一平面，次級電路定義第二平面，所述第一平面和第二平面基本相互平行。要認識到平面是一個便利的術語，每個電路并不完全位于一個平面內(nèi)。最好所述第一平面與所述第二平面隔開一定距離。這得到一種結(jié)構(gòu)，其中初級電路和次級電路在垂直平面中隔開一定距離。這樣的變壓器利用了垂直磁耦合，它可包含產(chǎn)生電感、電容和電阻的大量繞組(幾百個)。這樣的特性產(chǎn)生共振頻率，于是已發(fā)現(xiàn)恰當?shù)姆椒軌驕p輕共振行為，提供良好的ADSL變壓器工作。這些方法與外部電路和/或變壓器幾何形狀和結(jié)構(gòu)相關。
有利的是，所述線路接口變壓器包含交替的多層所述初級電路和所述次級電路。每層可存在一個以上的每種電路。
最好，存在多個第一平面和第二平面，每個平面形成一層，其中所述初級電路包含基本平行的多層，所述第二電路包含基本平行的多層。
有利的是，所述多層初級電路彼此相鄰，所述多層次級電路彼此相鄰，所述初級電路和次級電路由間隙隔開。所述間隙最好不大于電路之間所需的絕緣寬度，最好不大于0.1毫米。所述間隙可以是氣隙。
在一個實施例中，所述初級電路層形成初級電路疊層，所述次級電路層形成次級電路疊層，所述初級電路疊層和所述次級電路疊層相互鄰近地層疊。在這兩個疊層之間存在間隙。所述間隙可以是氣隙。間隙的大小介于0.1毫米-0.5毫米之間，取決于其中將使用所述變壓器的帶寬。通過調(diào)整間隙的大小，能夠調(diào)整變壓器的電容，從而轉(zhuǎn)移共振。
在另一實施例中，各層所述初級電路與各層所述次級電路交錯。
最好，兩層之間的間隔不大于0.5毫米。這有助于確保在關心的頻帶內(nèi)的良好變壓器作用。
有利的是，所述多層初級電路被串聯(lián)或并聯(lián)連接。每層中的各個電路之間的串聯(lián)連接更可取，因為這有助于增大電感。
最好，所述多層次級電路被串聯(lián)或并聯(lián)連接。每層中的各個電路之間的串聯(lián)連接更可取，因為這有助于增大電感。
變壓器的頻率響應曲線隨著電路的層數(shù)的增大而改進。有利的是，線路接口變壓器還包括至少10層所述基本平行的多層所述初級電路，和至少10層的所述基本平行的多層所述次級電路。對于通過變壓器的信號傳輸來說，已發(fā)現(xiàn)這可產(chǎn)生良好的結(jié)果，每種電路的層數(shù)最好為20-40層，30層可提供尺寸和重量與性能之間的良好折衷。
優(yōu)選的是，每個電路的匝數(shù)至少為10。最好每個電路具有大約50-70匝，約60匝可產(chǎn)生良好的結(jié)果。
有利的是，DSL調(diào)制解調(diào)器還包含阻尼所述次級電路中的共振的阻尼裝置。所述阻尼裝置可以是動態(tài)的或者無源的。在一個實施例中，阻尼裝置是平面金屬元件，比如金屬板或金屬箔。在另一實施例中，阻尼裝置可以是已被短路的無源初級電路和/或次級電路，以形成一個隔離的導電通路，其中將感應產(chǎn)生電壓，從而提供阻尼效果。從制造的觀點來看，這樣的構(gòu)造特別簡單。
最好，所述阻尼裝置被布置在所述線路接口變壓器的一側(cè)。一側(cè)意味著與平面電路之一相鄰。
有利的是，所述阻尼裝置被布置在所述線路接口變壓器的兩側(cè)。
最好，所述阻尼裝置布置在所述初級電路和次級電路之間。已發(fā)現(xiàn)這種構(gòu)造以很少的電路層產(chǎn)生極佳的結(jié)果。在整個變壓器結(jié)構(gòu)中，阻尼裝置鄰近初級電路，鄰近次級電路的排列可被重復。在一個實施例中，這種結(jié)構(gòu)具有至少10個初級電路層和至少10個次級電路層。初級電路層的數(shù)目可以和次級電路層的數(shù)目相同，也可不同。增大層數(shù)將延伸變壓器的頻帶寬度的上端。
在一個實施例中，所述阻尼裝置包含金屬，比如鋁。在另一實施例中，所述金屬可以是鐵磁材料，比如鐵。
有利的是，所述初級電路和所述次級電路呈導電材料的基本平行的螺旋形狀，所述螺旋定義不同的平面。
最好，所述螺旋基本上為圓形、橢圓形、正方形、長方形、卵形或者不規(guī)則形狀。
有利的是，螺旋基本符合由極坐標方程r(θ)＝αθ形成的螺旋，其中θ是極坐標中的角度，r是半徑，α是調(diào)節(jié)匝數(shù)和間隔的常數(shù)。
最好，線路接口變壓器具有為1∶5或者更大的長寬比(定義為直徑∶寬度)。從而，與現(xiàn)有的DSL變壓器相比，變壓器的高度被大大降低。
有利的是，所述線路接口變壓器不包含鐵磁芯。鐵磁芯的消除大大降低了線路接口變壓器的重量、尺寸和成本，從而大大降低了DSL調(diào)制解調(diào)器的重量、尺寸和成本。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種供DSL調(diào)制解調(diào)器之用的線路接口變壓器，所述線路接口變壓器具有上面陳述的任意線路接口變壓器特征。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種通過傳輸線路傳送電子數(shù)據(jù)的方法，所述方法包括利用上面陳述的線路接口變壓器將所述電子數(shù)據(jù)放在所述傳輸線路上的步驟。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種制造DSL調(diào)制解調(diào)器的方法，所述方法包括插入如上陳述的線路接口變壓器，和電連接所述變壓器的步驟。該方法可由利用DSL連接向用戶傳送數(shù)據(jù)(例如網(wǎng)頁、電子郵件、文件)的電話公司執(zhí)行。數(shù)據(jù)可以是數(shù)字數(shù)據(jù)，該方法還可包括以調(diào)制形式，例如依據(jù)DMT和/或QAM，通過線路接口變壓器傳送數(shù)據(jù)的步驟。該方法還可包括在許多載頻內(nèi)，通過線路接口變壓器傳送數(shù)據(jù)的步驟。在一個實施例中，在從約26kHz-2.2MHz的帶寬(它約為2MHz)內(nèi)，載頻間隔一定的距離。最好，利用xDSL信號，比如ADSL、ADSL2和ADSL2+通過變壓器傳送數(shù)字數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種在約10kHz和20MHz之間傳送低頻帶數(shù)字數(shù)據(jù)信號的空芯變壓器，所述變壓器包含一個初級電路和一個次級電路，所述初級電路和次級電路具有許多匝，以致所述變壓器包含許多層，每層具有所有初級或所有次級導體，存在所述許多匝和許多層的足以獲得在所述頻帶內(nèi)，將所述數(shù)字數(shù)據(jù)信號從所述初級電路傳給所述次級電路的變壓器作用的組合。空芯變壓器可具備上面提及的任何阻尼裝置特征。此外，變壓器的適當實施例可具有傳遞高于2.5MHz的頻率的應用。
最好，所述層從所述變壓器的中心沿徑向向外延伸。從而該層可被看成定義一個平面，不過顯然初級電路和次級電路是三維的，并且將包含該平面，但是并不僅僅位于該平面內(nèi)。
有利的是，多層所述初級電路彼此相鄰，從而形成初級電路疊層，多層所述次級電路彼此相鄰，從而形成次級電路疊層，該構(gòu)造是這樣的，以致所述初級電路疊層和所述次級電路疊層相系堆疊，從而促進所述變壓器作用。
最好，多層所述初級電路與多層所述次級電路交錯，該構(gòu)造是這樣的，以致存在交替的多層所述初級電路和次級電路。
有利的是，所述交替層包含單層的所述初級電路和次級電路。
最好，每層中的導體之間的間隔約為0.02毫米-0.075毫米。
有利的是，每層之間的間隔約為0.02毫米-0.2毫米。
最好，每個電路至少有10層，并且每個電路具有大約50-70匝，約60匝可產(chǎn)生良好的結(jié)果。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種包含如上所述的空芯變壓器的電路。已發(fā)現(xiàn)該電路提供DSL頻帶中的有用信號傳輸性質(zhì)，電流和電壓。要認識到本領域的技術人員可改變匝數(shù)和層數(shù)，同時仍然獲得傳送DSL信號所必需的變壓器作用。但是，DSL調(diào)制解調(diào)器中的良好信號過濾技術允許減少匝數(shù)/層數(shù)，只要在關心的DSL頻帶內(nèi)保持基本線性的傳輸特性。此外，不同的制造技術可得到實現(xiàn)相同結(jié)果所需的不同匝數(shù)/層數(shù)。例如，絕緣導線的手工或機器纏繞技術允許匝數(shù)/層數(shù)稍少，因為與PCB制造抽樣調(diào)查上比，導線相對靠近。在PCB中，由于導電跡線未被絕緣，跡線之間的間隔需要較大，以防止短路。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種包含如上所述的空芯變壓器的電路。所述電路可以是具體表現(xiàn)為獨立單元或者PC卡的DSL調(diào)制解調(diào)器電路。


為了更好地理解本發(fā)明，下面將參考附圖舉例說明，其中圖1是表示POTS和ADSL使用的頻帶的頻率-振幅示意圖；圖2是由雙絞線連接的根據(jù)本發(fā)明的兩個ADSL調(diào)制解調(diào)器的方框圖；圖3A表示圖2中的ADSL調(diào)制解調(diào)器之一的更多細節(jié)；
圖3B是DSL調(diào)制解調(diào)器電路的一部分的示意電路圖，表示線路接口變壓器的位置；圖3C是圖解說明DSL信號的本質(zhì)的兩個圖；圖4是ADSL帶寬內(nèi)，標準DSL變壓器的頻率-振幅曲線圖；圖5是ADSL2帶寬內(nèi)，標準DSL變壓器的頻率-振幅曲線圖；圖6是ADSL2+帶寬內(nèi)，標準DSL變壓器的頻率-振幅曲線圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的變壓器的第一實施例的示意透視圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的變壓器的第二實施例的示意透視圖；圖9是用于構(gòu)成和圖8中的變壓器類似的變壓器的兩個PCB模塊的示意橫截面圖；圖10是圖8的PCB變壓器的照片；圖11是根據(jù)本發(fā)明的兩個導體結(jié)構(gòu)的示意橫截面圖；圖12是在ADSL、ADSL2和ADSL2+帶寬內(nèi)，圖8的變壓器的頻率-振幅曲線圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明的變壓器的第三實施例的示意透視圖；圖14是在ADSL、ADSL2和ADSL2+帶寬內(nèi)，圖13的變壓器的頻率-振幅曲線圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明的變壓器的第四實施例的示意透視圖；圖16是在ADSL2帶寬內(nèi)，圖15的變壓器的頻率-振幅曲線圖；圖17是在ADSL2+帶寬內(nèi)，圖15的變壓器的頻率-振幅曲線圖；圖18是根據(jù)本發(fā)明的變壓器的第五實施例的示意橫截面圖；圖19是在ADSL2+帶寬內(nèi)，圖18的變壓器的頻率-振幅曲線圖。
具體實施例方式
參見圖2和3A，通過雙絞銅線16在兩個調(diào)制解調(diào)器12、14之間建立ADSL 10。就功能來說，調(diào)制解調(diào)器12、14相同，從而將只詳細說明一個調(diào)制解調(diào)器。調(diào)制解調(diào)器12包含低通濾波器18，用于過濾POTS音頻帶(～0-4kHz)，和高通濾波器20，用于過濾ADSL頻帶(～26kHz-1.1MHz)。包含線繞的三維鐵氧體磁芯的寬帶變壓器22位于高通濾波器20的下游，用于將剩余的下游電路和雙絞線16隔開，如上所述。ADSL芯片集24接收來自寬帶變壓器22的次級繞組(未示出)的ADSL信號(即～26kHz以上的頻率)。ADSL芯片集24用于放大和譯解ADSL信號以便進行后續(xù)處理。ADSL芯片集24將處理后的ADSL信號傳送給因特網(wǎng)服務提供商(ISP)或者傳送給個人計算機(PC)，取決于調(diào)制解調(diào)器的位置。低通濾波器18將低頻POTS信號傳給公共交換電話網(wǎng)(PSTN)或者電話機，取決于調(diào)制解調(diào)器是位于CO還是位于CP。圖3B表示寬帶變壓器22在典型的ADSL電路26中的位置，所述典型的ADSL電路26是調(diào)制解調(diào)器12、14的一部分。
參見圖3C，兩個圖29和29′圖解說明了DSL信號的本質(zhì)。ADSL依賴于離散多音調(diào)(DMT)調(diào)制來通過電話線傳送數(shù)字數(shù)據(jù)。ADSL頻譜占據(jù)從～26kHz-1.1MHz的頻率，同時將20kHz以下的空間留給語音信號(參見圖1)。在該時域中觀察到的信號表現(xiàn)為偽隨機噪聲信號，圖29暗示DMT信號一般產(chǎn)生兩個低rms電壓電平。但是，xDSL線路激勵放大器(參見圖3C)必須能夠傳送由幾個子頻帶或音調(diào)中的許多載波可能相位對準的有限概率引起的峰值電壓。當產(chǎn)生這些大峰值時，為了再現(xiàn)它們，必須產(chǎn)生動態(tài)凈空容限。
在頻域中，DMT調(diào)制表現(xiàn)為包含在幾個單獨的子頻帶(有時稱為音調(diào)或bin)中的功率，每個子頻帶均勻地間隔4.3125kHz(參見圖29′)。在每個子頻帶或音調(diào)的中心頻率發(fā)生唯一編碼的類似正交調(diào)幅(QAM)的信號。在所描述的頻域中，上游DMT信號在每個子頻帶產(chǎn)生大約-1dBm的峰值。組合每個子頻帶中的功率，總共13dBm的功率被傳給負載。保持足夠的電壓凈空，以致放大器能夠傳送未失真的峰值是有挑戰(zhàn)性的。這些罕見的峰值與DMT波形中的rma電平的比值被稱為峰均值比(PAR)或者“波峰因數(shù)”。當設計ADSL調(diào)制解調(diào)器的線路激勵器混合電路時，一般使用5.3的波峰因數(shù)。
如果來自一個子頻帶的QAM信號被來自其它子頻帶的QAM信號破壞，那么當對包含在DMT子頻帶中的信息解碼時存在困難?；フ{(diào)失真是主要的顧慮，因為典型的xDSL下游DMT信號可能包含QAM信號的多達256個載波(子頻帶或音調(diào))。在xDSL調(diào)制解調(diào)器中，要求DMT信號保真度，以致解調(diào)器能夠準確地檢測模擬信號振幅。ADC從而能夠準確地將包含在每個子頻帶內(nèi)的量值和符號信息轉(zhuǎn)換成對應的數(shù)字比特流。當糾錯方案不能恢復由于DMS信號保真性的缺失而導致的一塊破壞數(shù)據(jù)時，會發(fā)生比特差錯。簡而言之，必須通過ADSL線路激勵器和橋接混合電路保持DMT信號保真性，以便保持性能，使數(shù)據(jù)破壞最小化和提高DSL調(diào)制解調(diào)器中的數(shù)據(jù)傳輸速率。
在有源裝置的電流和電壓能力需要與不同的負載阻抗匹配的地方，變壓器得到許多應用。由于變壓器以匝數(shù)比的平方的形式將次級負載阻抗反映到初級負載阻抗中，因此在電壓激勵降低的時候，電流激勵需求增大。
ADSL調(diào)制解調(diào)器需要模擬橋接混合電路來提供幾個重要的功能。橋接混合電路通過電話線傳送和接收包含在模擬信號中的數(shù)據(jù)，將接收信號和傳送信號分開，提供適當?shù)木€路終端阻抗，和將線路與調(diào)制解調(diào)器隔開。它還可被設計成使傳送給線路的功率最優(yōu)化。
在ADSL標準中陳述了本上下文內(nèi)寬帶變壓器22的功能要求。在下面的表中給出了這些要求表ADSL要求


從而，寬帶變壓器22必須跨越ADSL頻帶基本無失真，無振幅損耗，無相移和無諧波地傳遞來自雙絞線的信號。特別地，調(diào)制解調(diào)器14在26KHz和138KHz之間將表示電子數(shù)據(jù)的信號發(fā)送給電話公司調(diào)制解調(diào)器12，并接收從138KHz一直到1.1MHz的信號。參見圖4、5和6，ADSL、ADSL2和ADSL2+頻帶內(nèi)寬帶變壓器22(APCLimited model 41199 0040C)的頻率響應圖分別由附圖標記30、32和34識別。圖30、32和34分別包含變壓器的初級繞組的響應曲線30a、32a和34a，以及變壓器的次級繞組的響應曲線30b、32b和34b，在各個帶寬內(nèi)測試信號為7.5V。在100kHz和每個范圍的上端(即，分別為1MHz、1.2MHz和2.2MHz)之間，次級繞組的頻率響應相對平直。但是，在20kHz和100kHz之間，隨著頻率降低，來自次級繞組的輸出電壓下降。這歸因于在背景技術中提及的低頻下的磁漏問題。特別地，當頻率降低時，集膚深度增大，即，假定其它一切保持恒定，繞組中為了吸收包含在磁通量中的63％的可用能量而需要的材料的數(shù)量增大。如果在該低頻下需要更大比例的能量轉(zhuǎn)移，那么現(xiàn)有技術中可接受的解決方案是增大次級繞組中的材料的數(shù)量和/或增大鐵芯的尺寸以便集中磁通量。申請人發(fā)現(xiàn)一種除去典型DSL變壓器的鐵芯，而不存在磁鏈方面的顯著損失的途徑。
參見圖7，由附圖標記40識別的變壓器的第一實施例包含兩個螺旋電路初級電路42和次級電路44。要注意的是不存在鐵氧體磁芯。每個電路定義一個平面，每個平面與另一平面平行，每個電路纏繞，從而形成阿基米行德螺旋(為了清楚起見，每個電路的線圈之間的間隔被大大放大)。每個電路在疊層電路板(未示出)上蝕刻，并且包括在電路板上方的寬度約為0.075毫米，高度約為0.05毫米的銅跡線。每個電路具有60匝，直徑約為18.29毫米。每個電路42、44的跡線之間的水平間距(在最近的邊緣間測量)為0.075毫米。線圈的總直徑為20毫米。在下面的表中給出了變壓器40的單層的規(guī)范。

參見圖8，由附圖標記50識別的變壓器的第二實施例包含14層初級電路的疊層51，每層具有60匝。初級電路52被堆疊，它們的平面相互平行(為了清楚起見，圖中表示成隔開一定距離)。每個初級電路52之間的間距約為0.07毫米。每個初級電路52在其徑向最內(nèi)側(cè)端部與直接在上方的初級電路52的徑向最內(nèi)側(cè)端部連接，在其徑向最外側(cè)端部與直接在下方的初級電路52的徑向最外側(cè)端部連接，反之亦然，從而在輸入端53和輸出端54之間形成一個連續(xù)的導電通路(即，初級電路之間的串聯(lián))。
變壓器50還包括14層次級電路56的疊層55(只表示了14層)。每層具有60匝。次級電路56被堆疊，它們的平面相互平行(為了清楚起見，圖中表示成隔開一定距離)。每個次級電路56之間的間距約為0.07毫米。每個次級電路56在其徑向最內(nèi)側(cè)端部與直接在上方的次級電路56的徑向最內(nèi)側(cè)端部連接，在其徑向最外側(cè)端部與直接在下方的次級電路56的徑向最外側(cè)端部連接，反之亦然，從而在輸入端57和輸出端58之間形成一個連續(xù)的導電通路(即，次級電路之間的串聯(lián))。
在它們的最近點，疊層51和疊層55之間的間距約為0.1毫米。變壓器操作和頻率響應隨著層數(shù)改進，層數(shù)介于20層和40層之間(每層60匝)產(chǎn)生DSL應用的良好結(jié)果。
參見圖9，以PCB電路的形式表示了變壓器50。每個PCB層具有一個初級或次級電路，所述初級或次級電路具有60匝，尺寸為20毫米×20毫米，厚度為0.355毫米(在壓制之前)，即，它具有高的高寬比(直徑∶高度)。制造中，6個PCB層被堆疊，加熱和壓制，形成初級或次級電路的模塊6。初級電路52和次級電路56的模塊60可相互堆疊，從而形成具有所需數(shù)目的電路層的變壓器50。變壓器50包含初級電路52的五個模塊和次級電路56的五個模塊，于是包含60個電路層。在每個模塊60內(nèi)，初級電路52(和次級電路56)通過接線61或者在PCB的中心附近，或者在PCB的邊緣附近與下面的一層上的對應電路連接。此外，每個PCB層之間的接線61在中心位置和邊緣位置之間交替。每個模塊60之間的間隔為0.2毫米，并由PCB薄板形成，從而將一個模塊60的電路與另一模塊60的電路隔開。圖10中表示了PCB變壓器的照片，從該照片可看出，PCB變壓器顯然是準平面的。尺寸小是很明顯的，尤其是在高度方面。圖10中的PCB變壓器50的尺寸為2.3毫米×20毫米×20毫米(H×W×D)，重量為1.9克，典型的ADSL變壓器的重量為6.3克。這樣的重量降低(大約70％)在制造和運輸成本方面對行業(yè)帶來顯著的優(yōu)點。
初級電路52和次級電路56的這種幾何構(gòu)造的目的是主要通過全局耦合(即，由初級電路42與次級電路44產(chǎn)生的垂直磁通量分量的耦合)，而不是電路的相鄰跡線之間的局部磁通量轉(zhuǎn)移來實現(xiàn)變壓器作用。特別地，參見圖12，兩種初級電路和次級電路導線分布圖被圖解表示為“Stacked-1”和“Stacked-2”。這些構(gòu)造均包含一個三維結(jié)構(gòu)，所述三維結(jié)構(gòu)具有層疊的多層初級電路和次級電路。就Stacked-1來說，初級電路被相互層疊，從而形成初級電路疊層，次級電路被相互層疊，從而形成次級電路疊層。這兩個疊層隨后被安裝成一個疊層在另一疊層之上。就Stacked-2來說，初級電路被交替層疊在次級電路之上，從而形成交錯結(jié)構(gòu)。
這種三維繞組結(jié)構(gòu)的特殊優(yōu)點在于初級電路的電感被增大，到次級電路的磁漏被改進，即使在DSL的低頻率下。此外，這種結(jié)構(gòu)提供低的Q因數(shù)，從而在整個ADSL頻率范圍內(nèi)存在良好的頻率響應。Stacked-2結(jié)構(gòu)的特殊優(yōu)點在于每個初級電路上下都具有次級電路。次級導線(或者跡線)與初級導線(或跡線)如此接近，以致獲得極好的局部磁鏈。和初級電路的疊層的內(nèi)層和外層更加遠離電路的次級疊層的Stacked-1構(gòu)造不同，Stacked-2構(gòu)造使初級電路和次級電路被對稱布置。于是，變壓器50主體內(nèi)的磁通量更均勻，因為磁通量的垂直(即，垂直于每個電路定義的平面)分量占優(yōu)勢，水平磁通量的分量較小。由于每個電路的相鄰部分水平間隔一定距離，因此重要的是減小磁通量的擴大/收縮的水平分量，從而降低自感應。
此外在更大的規(guī)模上來看，這種結(jié)構(gòu)有助于降低初級導線和次級導線之間的寄生電容。當導線被纏繞從而形成這些結(jié)構(gòu)時，導線之間的間隔只是這兩個導線之間的絕緣體的寬度(一般～0.02毫米)。當使用PCB制造技術時，該間隔將稍大(～0.075毫米)，因為導電跡線未被絕緣體封閉。需要采取預防措施來防止短路，因為線路接口變壓器的隔離安全功能極為重要。
參見圖12，由附圖標記70識別的曲線圖表示變壓器50在ADSL2+頻帶寬度(它包含ADSL和ADSL2帶寬)內(nèi)的頻率響應。7.5V的輸入電壓被輸入初級電路42，通過變壓器作用從次級電路產(chǎn)生輸出電壓72。在約300kHz下，在輸出電壓72中觀察到明顯的共振73，共振73隨后在300kHz-約1.25MHz的頻率范圍內(nèi)按指數(shù)規(guī)律地降低到0。次級輸出電壓72中的該共振特別不合需要，因為為了在接收器獲得最小的誤碼率，在整個DSL頻率范圍內(nèi)，DSL線路接口變壓器應理想地具有1∶1的電壓傳輸特性。信號衰減是可容忍的，只要在關心的頻率范圍內(nèi)損耗基本上是一樣的(即，衰減與輸入頻率無關)。因此，如果變壓器50要具有作為線路接口(或者寬帶)變壓器的實際應用，那么重要的是應減輕共振和與頻率相關的衰減。這可通過改變變壓器的電感和/或電容性質(zhì)，使頻率響應變平(例如，通過將共振移出關心的頻帶之外)來實現(xiàn)。在目前的情況下，本發(fā)明通過改變變壓器的幾何結(jié)構(gòu)(例如匝數(shù)，層數(shù)，各層之間的間隔等)來提供這些調(diào)節(jié)。另外或者另一方面，為此可結(jié)合變壓器使用另一電路組件(例如電容器)。
參見圖13，由附圖標記80識別的變壓器的第二實施例包含初級電路81和次級電路82的交錯結(jié)構(gòu)。初級電路81以平面平行的方式層疊在次級電路82之上，以致每個初級電路81在任何一側(cè)具有一個次級電路82，反之亦然。在交替的各層之間實現(xiàn)電連接，以致初級電路被串聯(lián)連接成到端子83、84的第一電路，次級電路被串聯(lián)連接成到端子85、86的第二電路。該交錯結(jié)構(gòu)意圖改進初級電路和次級電路之間的耦合，從而改變變壓器的電容特性，和降低在DSL帶寬中的頻率上的共振效應。另外或者另一方面，可平行于變壓器(或者這里描述的任何其它變壓器)布置一個電容器，從而將共振移到關心的頻帶寬度之外。在DSL帶寬內(nèi)，變壓器80的耦合系數(shù)高達約0.9。這種構(gòu)造的一個特殊優(yōu)點在于初級電路和次級電路之間的電容耦合被減小，使變壓器80能夠在更高的頻率，例如ADSL2+下使用。
變壓器80的PCB結(jié)構(gòu)和上面關于所參考的變壓器50描述的PCB結(jié)構(gòu)類似。變壓器80每個電路層具有60匝。理想地，如果變壓器要在ADSL2帶寬(即，高達約1.1MHz)內(nèi)使用，那么應至少存在20個初級電路層和20個次級電路層；理想地，如果變壓器要在ADSL2+帶寬(即，約2.2MHz)內(nèi)使用，那么應至少存在30個初級電路層和30個次級電路層。各層間的間隔應如上所述。
參見圖14，附圖標記90識別的曲線圖表示在ADSL2+頻帶寬度(它包含ADSL和ADSL2帶寬)內(nèi)，具有5個初級電路層81和5個次級電路層82的手工形式的變壓器80的頻率響應。7.5V的輸入電壓92被輸入初級電路81，通過變壓器作用從次級電路82產(chǎn)生輸出電壓92。在ADSL/ADSL2頻帶寬度(即，高達1.1MHz)內(nèi)，變壓器80的頻率響應相對平直，在750kHz-1.1MHz的輸入頻率下，在輸出電壓92中出現(xiàn)共振93。共振93的峰值出現(xiàn)在約1.1MHz頻率下，次級電路82輸出四倍于輸入電壓，隨后，輸出電壓92在大于1.1MHz頻率的輸入頻率下逐漸降低。在大于約1.6MHz的輸入頻率下，輸出電壓92小于輸入電壓91。對于DSL應用來說，這些特性并不令人滿意。
申請人仔細考慮了該問題，意外地發(fā)現(xiàn)在變壓器的各層的一側(cè)或兩側(cè)和/或在變壓器的各層內(nèi)使用電磁屏蔽元件可減小共振/衰減問題。驚人的是，實驗發(fā)現(xiàn)只在一側(cè)使用金屬元件產(chǎn)生良好的結(jié)果。驚人的是，在變壓器的各層內(nèi)散布這樣的金屬元件產(chǎn)生更好的結(jié)果。金屬元件可以呈板狀，箔狀或者連續(xù)的導電跡線。金屬元件的形狀理想地(不過不是必需地)應和變壓器的各層的形狀相同，這種情況下基本上為圓形。金屬元件的厚度應小于約0.2毫米，層數(shù)可介于1-10之間，5層可用于DSL應用。
參見圖15，由附圖標記100識別的變壓器的第四實施例包含變壓器80和四層鋁箔101，所述四層鋁箔101彼此鄰近，并且布置在變壓器80的一側(cè)，以致由鋁箔層101定義的平面基本平行于由變壓器80的電路層定義的平面。每片鋁箔厚度為0.05毫米，并被切割成圓形以便和變壓器0的軌跡相符，不過相同的形狀不是必不可少的。注意每層的內(nèi)部線圈已被省略。每層的內(nèi)部10圈對變壓器的電感的貢獻很小，于是省略它們不會極大地影響變壓器80的性質(zhì)。但是，獲得一些制造優(yōu)點，并且各層之間的寄生電容被降低。這里描述的任何變壓器可以將許多(例如5-10)內(nèi)部線圈省略掉。
使用中，鋁箔層101的功能是借助變壓器80周圍不斷變化的磁場產(chǎn)生渦流，和降低共振效應。依據(jù)Lenz定律，這些渦流對抗變壓器80的磁通量的變化。于是，鋁箔層101通過對抗在次級電路82中產(chǎn)生的較高電壓，阻尼任何共振峰值。當輸出信號被衰減時，鋁箔層101中的渦流試圖維持次級電路中的較高電壓。在DSL頻率范圍中，對于鋁來說，其中吸收1/e或者63％的磁場的集膚深度約為0.5毫米-0.086毫米。從而，通過恰當?shù)剡x擇鋁箔層101的總厚度，能夠確保在低頻率下，渦流較小，并對次級輸出電壓具有對應的影響；而在觀察到共振的較高頻率下，渦流具有更大的量值，于是阻尼共振并且抗拒衰減。這樣，在DSL頻率范圍內(nèi)，可使變壓器80的頻率響應曲線變平。
參見圖16，由附圖標記110識別的曲線圖表示在ADSL/ADSL2頻帶寬度內(nèi)，包含10個電路層(5個初級電路層，5個次級電路層)的手工纏繞變壓器100的頻率響應。7.5V的輸入電壓111被輸入初級電路，通過變壓器作用從次級電路82產(chǎn)生輸出電壓112。在大部分ADSL/ADSL2頻率范圍內(nèi)，輸出電壓102基本平直，尤其是在該頻率范圍的上端觀察到的較大共振已被大大降低。
參見圖17，由附圖標記120識別的曲線圖表示在ADSL2+頻帶寬度內(nèi)，手工纏繞的變壓器100的頻率響應。7.5V的輸入電壓121被輸入初級電路，通過變壓器作用從次級電路產(chǎn)生輸出電壓122。在大部分ADSL2+頻率范圍內(nèi)，輸出電壓122基本平直，尤其是在該頻率范圍的中間觀察到的較大共振已被大大降低(現(xiàn)在它只比輸入電壓121高約30％，而不是像在圖15中那樣高400％)，并被推到該頻率范圍的上端。通過增加更多的電路層，一直到每種電路約30層，可將2MHz下的較小共振移到ADSL2+頻帶之外。
參見圖18，由附圖標記130識別的變壓器的第五實施例包括交替的多層初級電路131，次級電路132和鋁板133，從而形成由兩個鋁板133分開的6個電路層。每個鋁板133的尺寸和上面所述的類似。每個初級電路層131具有60匝，每個次級電路層132具有60匝。變壓器130手工纏繞(不過這種結(jié)構(gòu)服從于任何適宜的自動化制造工藝)，每個電路的導體之間的間隔和每層之間的間隔為兩個絕緣體厚度。變壓器130的電學性質(zhì)為Lpri＝1.33mHLsec＝1.39mHRpri＝3.49ΩRsec＝3.55ΩCpri＝Csec＝19μF參見圖19，由附圖標記140識別的曲線圖表示變壓器130在ADSL2+頻帶寬度內(nèi)的頻率響應。7.5V的輸入電壓141被輸入初級電路，通過變壓器作用從次級電路產(chǎn)生輸出電壓142。在ADSL2+帶寬內(nèi)，變壓器130表現(xiàn)出非常平直的頻率響應，衰減基本上與頻率無關。鑒于層數(shù)較少，這是非常令人驚奇的。向變壓器130增加由鋁板隔開的更多層會減少衰減量，將變壓器的平直頻率響應延伸到更高的頻率。特別地，增加更多的初級電路層和次級電路層增大了變壓器130的電感，從而降低了輸出電壓142的衰減。但是，輸出電壓142中在某些頻率下觀察到的共振效應相應地增大。如果增加更多的鋁板133，那么任何共振被移向更高的頻率，但是輸出電壓142的衰減被增大。從而，必須在電路層的數(shù)目和鋁板133的數(shù)目之間達到平衡。申請人發(fā)現(xiàn)上面描述的組合產(chǎn)生良好的結(jié)果。對于DSL應用，初級電路、次級電路、鋁板的分布模式可被重復，直到初級電路和次級電路均為10-20層為止。這樣的構(gòu)造可用于數(shù)十MHz下的DSL應用，例如VDSL。
在一個備選實施例中，鋁板/箔可由無源電路替代，即，類似于初級電路和次級電路，但是被短路的螺旋電路。這樣的無源電路可實現(xiàn)和鋁板相同的功能，但是帶來制造優(yōu)點，尤其是對于PCB來說更是如此，就PCB來說，一層只是被短路，而不是與其它的初級電路或次級電路連接。
在另一備選實施例中，在各層鋁板之間(或者無論使用哪種共振阻尼裝置)可存在一個以上的每種電路。
要認識到這里描述的變壓器可按照各種制造工藝處理，包括蝕刻，印刷電路板，薄膜沉積和自動化機器纏繞。利用這些方法能夠用數(shù)量減少的原材料快速、便宜地生產(chǎn)這樣的變壓器。和常規(guī)的DSL變壓器相比，完成的產(chǎn)品又輕又小。
導線的直徑和材料(或者跡線的寬度)，導線間的間隔，各層間的間隔，每個電路的匝數(shù)，層數(shù)和各層的厚度，以及金屬元件的位置都影響這里描述的變壓器的性能。但是，根據(jù)這里描述的形成具有層疊結(jié)構(gòu)的變壓器的原理，本領域的技術人員能夠調(diào)整上面的各種參數(shù)來獲得所需的低頻寬帶信號傳輸特性，同時減小重量和空間。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字用戶線(DSL)調(diào)制解調(diào)器，包括具有耦合傳輸線路的初級電路，以及輸出通過所述傳輸線路傳送的信號的次級電路的線路接口變壓器，每個電路由連續(xù)的導電材料形成，其中所述初級電路定義第一平面，所述次級電路定義第二平面，所述第一平面和第二平面基本相互平行。
2.按照權(quán)利要求1所述的DSL調(diào)制解調(diào)器，其中所述第一平面與所述第二平面隔開一定距離。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的DSL調(diào)制解調(diào)器，其中所述線路接口變壓器包括交替的多層所述初級電路和所述次級電路。
4.按照權(quán)利要求1、2或3所述的DSL調(diào)制解調(diào)器，其中存在多個第一平面和第二平面，每個平面形成一層，其中所述初級電路包括基本平行的多層，所述第二電路包括基本平行的多層。
5.按照權(quán)利要求4所述的DSL調(diào)制解調(diào)器，其中所述多層初級電路彼此相鄰，所述多層次級電路彼此相鄰，所述初級電路和次級電路由間隙隔開。
6.按照權(quán)利要求5所述的DSL調(diào)制解調(diào)器，其中所述初級電路層形成初級電路疊層，所述次級電路層形成次級電路疊層，所述初級電路疊層和所述次級電路疊層相互鄰近地層疊。
7.按照權(quán)利要求3或4所述的DSL調(diào)制解調(diào)器，其中各層所述初級電路與各層所述次級電路交錯。
8.按照權(quán)利要求4-7任意之一所述的DSL調(diào)制解調(diào)器，其中所述各層之間的間隔不大于0.5毫米。
9.按照權(quán)利要求4-8任意之一所述的DSL調(diào)制解調(diào)器，其中所述多層初級電路被串聯(lián)或并聯(lián)連接。
10.按照權(quán)利要求4-9任意之一所述的DSL調(diào)制解調(diào)器，其中所述多層次級電路被串聯(lián)或并聯(lián)連接。
11.按照權(quán)利要求4-10任意之一所述的DSL調(diào)制解調(diào)器，還包括至少10層所述基本平行的多層所述初級電路，以及至少10層的所述基本平行的多層所述次級電路。
12.按照前述任何一個權(quán)利要求所述的DSL調(diào)制解調(diào)器，其中每個電路的匝數(shù)至少為10。
13.按照前述任何一個權(quán)利要求所述的DSL調(diào)制解調(diào)器，還包括阻尼所述次級電路中的共振的阻尼裝置。
14.按照權(quán)利要求13所述的DSL調(diào)制解調(diào)器，其中所述阻尼裝置被布置在所述線路接口變壓器的一側(cè)。
15.按照權(quán)利要求13或14所述的DSL調(diào)制解調(diào)器，其中所述阻尼裝置被布置在所述線路接口變壓器的兩側(cè)。
16.按照權(quán)利要求13、14或15所述的DSL調(diào)制解調(diào)器，其中所述阻尼裝置布置在所述初級電路和次級電路之間。
17.按照權(quán)利要求13、14、15或16所述的DSL調(diào)制解調(diào)器，其中所述阻尼裝置包括金屬。
18.按照權(quán)利要求17所述的DSL調(diào)制解調(diào)器，其中所述阻尼裝置包括金屬板或金屬箔。
19.按照前述任何一個權(quán)利要求所述的DSL調(diào)制解調(diào)器，其中所述初級電路和所述次級電路呈導電材料的基本平行的螺旋形狀，用以定義不同的平面。
20.按照權(quán)利要求19所述的DSL調(diào)制解調(diào)器，其中所述螺旋基本上為圓形、橢圓形、正方形、長方形、卵形或者不規(guī)則形狀。
21.按照權(quán)利要求19或20所述的DSL調(diào)制解調(diào)器，其中所述螺旋基本符合由極坐標方程r(θ)＝αθ形成的螺旋，其中θ是極坐標中的角度，r是半徑，α是用于調(diào)節(jié)匝數(shù)和間隔的常數(shù)。
22.按照前述任何一個權(quán)利要求所述的DSL調(diào)制解調(diào)器，具有為1∶5或者更大的長寬比，所述長寬比被定義為直徑寬度。
23.按照前述任何一個權(quán)利要求所述的DSL調(diào)制解調(diào)器，其中所述線路接口變壓器不包含鐵磁芯。
24.一種供DSL調(diào)制解調(diào)器之用的，具有任何一個前述權(quán)利要求所述的任意線路接口變壓器特征的線路接口變壓器。
25.一種通過傳輸線路傳送電子數(shù)據(jù)的方法，所述方法包括利用按照權(quán)利要求24所述的線路接口變壓器，將所述電子數(shù)據(jù)設置在所述傳輸線路上的步驟。
26.一種制造DSL調(diào)制解調(diào)器的方法，所述方法包括插入按照權(quán)利要求24所述的線路接口變壓器，并且電連接所述變壓器的步驟。
27.一種在約10kHz和20MHz之間傳送低頻帶數(shù)字數(shù)據(jù)信號的空芯變壓器，所述變壓器包括初級電路和次級電路，所述初級電路和次級電路具有許多匝，以致所述變壓器包括許多層，每層具有所有初級或所有次級導體，存在足以獲得在所述頻帶內(nèi)，將所述數(shù)字數(shù)據(jù)信號從所述初級電路傳給所述次級電路的變壓器作用的所述許多匝和許多層的組合。
28.按照權(quán)利要求27所述的空芯變壓器，其中所述層從所述變壓器的中心沿徑向向外延伸。
29.按照權(quán)利要求27或28所述的空芯變壓器，其中多層所述初級電路彼此相鄰，從而形成初級電路疊層，多層所述次級電路彼此相鄰，從而形成次級電路疊層，所述布置使得所述初級電路疊層和所述次級電路疊層相系堆疊，從而實現(xiàn)所述變壓器作用。
30.按照權(quán)利要求27或28所述的空芯變壓器，其中多層所述初級電路與多層所述次級電路交錯，所述布置使得存在交替的多層所述初級電路和次級電路。
31.按照權(quán)利要求30所述的空芯變壓器，其中所述交替層包括單層的所述初級電路和次級電路。
32.按照權(quán)利要求27-31任何一個所述的空芯變壓器，其中每層中的導體之間的間隔約為0.02毫米-0.075毫米。
33.按照權(quán)利要求27-32任何一個所述的空芯變壓器，其中每層之間的間隔約為0.02毫米-0.2毫米。
34.按照權(quán)利要求27-33任何一個所述的空芯變壓器，其中存在至少10層。
35.一種包括按照權(quán)利要求27-34任何一個所述的空芯變壓器的電路。
36.一種包含按照權(quán)利要求35所述的電路的DSL調(diào)制解調(diào)器。
全文摘要
一種數(shù)字用戶線(DSL)調(diào)制解調(diào)器，包括具有耦合傳輸線路的初級電路，以及輸出通過所述傳輸線路傳送的信號的次級電路的線路接口變壓器，每個電路由連續(xù)的導電材料形成，其中所述初級電路定義第一平面，所述次級電路定義第二平面，所述第一平面和第二平面基本相互平行。
文檔編號H01F27/28GK1910709SQ200480039806
公開日2007年2月7日 申請日期2004年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月3日
發(fā)明者尼爾·M·艾爾弗德, 恩納奧蘭多·薩林納斯弗羅萊斯, 斯塔弗羅斯·迪米特利歐 申請人:南岸大學企業(yè)有限公司