VoIP升压电路对ADSL性能的影响
1、现象
在调试Gawv5.9U22K-B1 四口无线IAD产品时,ADSL的连接速率不能满足客户欧标TR100要求,经过分析与研究,发现VoIP的升压电路是影响DSL的性能的最主要原因。
2、参考电路
3、原因分析
在调试与测试带Voice 功能产品Gawv5.9U22K-B1时,发现其ADSL曲线很差且测试TR100时不能达到要求。后续经过分析得知,影响ADSL Tone的频点与Voice 升压电路的开关频率340kHz 或其多次倍频一样, 且通过断开VoIP使其不工作时, ADSL就不受影响,ADSL自环测试曲线也非常OK。因此判断是由于VoIP的升压电路的开关工作频率影响其ADSL的自环测试曲线。
VoIP正常工作时ADSL 自环测试曲线如下图:
VoIP未工作时ADSL 自环测试曲线如下图:
VOIP DC-DC升压原理分析:
脉冲输出驱动电路,QSW、QD1A、QD1B是脉冲输出驱动电路,与一般DC-DC驱动电路有所不同的是其第一极驱动电路采用推挽放大器(推挽放大器中两个三极管是交替导通)。SWOUTY、Q1DB基极、Q1DA基极和QSW的波形示意图如下,在SWOUT输出高电平期间(3.3V),Q1DB导通,CP2充电,电容上的电压接近于2.6V,当SWOUTY输出变低,因电容上的电压不能突变,Q1DB的基极加上-1.9V的电压,使Q1DB迅速截止,在截止期间CP2经RB2放电。当SWOUTY从低到高时,在Q1DB的基极产生大于0.7V的电压,使Q1DB迅速导通。同理,在SWOUTY从高变低,Q1DA迅速导通,SWOUTY从低到高,Q1DA迅速截止,使得在QSW的栅极的脉冲波形的边沿很陡。
从上面的分析中,Voice的升压电路肯定会产生几百kHz的开关频率,且在需要提供振铃信号时,需要用几百kHz方波信号来产生振铃信号。所以我们的解决方法是控制开关频率信号尽量不要辐射出去或通过地线传出去影响AFE电路。
4、解决方法
1、控制VoIP升压电路所产生的开关频率尽量不要辐射出去或通过地线传导出去。方法:尽量拉开VoIP升压电路与DSL AFE部分电路的距离(特别是DSL信号变压器和DSL接收滤波器的电感),使用好的磁性材料的电感(注意电感的绕线方向、磁环的方向),升压电路的电流环路面积尽量小,且VoIP的GND采取隔离、单点与数字地连接的措施。
RX滤波与升压电路的距离如下图示意说明:
升压电流环路走线示意图如下:
2、提高AFE电路抗干拢能力。方法:DSL滤波部分电路放在PCB的bottom面或使用屏蔽措施隔离起来,DSL信号变压器使用好磁性材质的物料。PCB布局时尽量使DSL滤波电路远离升压电路,同时DSL信号变压器也需要这样处理。
RX滤波电路放在Bottom图示说明如下:
通过以上方法调试前后的曲线对比如下:
5、结论
在设计带Voice功能的ADSL产品时特别要注意VoIP升压电路对AFE中接收滤波电路及DSL信号变压器的影响。特别需要注意如下要点:1、尽可能地拉开VoIP升压电路与AFE部分的距离;2、控制好VoIP升压电路上所使用电感在工作时电磁方向不影响AFE电路;3、AFE滤波电路间二级滤波电感保持一定的距离(大于2cm);4、DSL使用结电容小的防雷管(建议小于10pF)。5、注意AFE线性驱动电路上的电源滤波,保证电源管脚上的供电先经过电容再到输入管脚上。