[其他]宽带信号空间耦合装置

说明书

电信技术的新进展导致了综合业务的信息传输与中继系统应用于窄带和宽带通信业务，该系统在用户线路方面采用光波导管作为传播媒介，通过该系统不仅可以进行窄带通信业务（特别象64千比特/秒的数字电话），还可进行宽带通信业务（特别象140兆比特/秒的电视电话）。然而这时在中继站（尤其是总控制装置）中同时采用了窄带信号耦合装置和宽带信号耦合装置（西德专利DE-PS    2421002）。

关于宽带信号分时多路转换的耦合装置（其耦合点在分时多路转换中总是用于多路联接）众所周知的是，每两根导线总是利用一个门电路元件联接，该门电路元件由一个双稳态D触发器所构成的耦合点专用的存贮单元予以接通和断开，这时仅在一个坐标方向上即在其D输入端上驱动这些耦合点专用的存贮单元，存贮单元的时钟输入端上作用一相应的时钟信号（普凡施米特：“宽带数字信号之耦合网络的工作速度极限”，博士论文，布朗什维克，1978，图6.7）。考虑到在140兆比特/秒的传输速率时可达到的分时多路转换因数大约为4至8，以及这时要求成本较高的线路工艺，目前正优先选用纯空间耦合装置来传输宽带信号，在该装置中通过每个耦合点的连线只是在空间上为彼此分离。

一个纯宽带信号的空间耦合结构可以做成一个耦合点矩阵。在这些耦合点上，耦合元件总是由一译码器控制的耦合点专用的保持存贮单元予以控制（普凡施米特，同上，图6.4）。该耦合元件此时可制成为C-MOS（互补金属氧化物半导体）传递门（C-MOS传输门）（1984年国际开关会议，会议论文，23C1，图9）。应用简单的C-MOS传输门作为耦合元件，在其导通状态期间将通过其输出端的电容对其输入端加载，这可能引起信号延迟。此外根据MOS晶体管对串扰现象的所谓低阈值效应（例如，以泄漏电流或低阈值电流形式），它还可能使处于闭锁状态的耦合元件转换。

类似情形也适用于具有耦合点的宽带信号空间耦合装置，其耦合元件总是可由一个耦合点专用的存贮单元所控制。这些耦合元件系由增强型MOS晶体管的C-MOS变换器线路组成，其输入与所属的信号输入线联接，而其输出接至所属的信号输出线。在P沟道增强型晶体管与所属的电源之间插入了一个P沟道耗尽型晶体管，其控制极接在存贮单元的一个输出端上，而在n沟道增强型晶体管与所属电源之间插入了一个n沟道耗尽型晶体管，其控制极接在存贮单元的互补输出上（1984年国际开关会议，会议论文，31C3，图14）。耦合元件的这种结构，由于两个耗尽型晶体管虽然微弱、但持续的导电，即使在其闭锁状态也导致了耦合点的静态功率损耗，而且还使处于导通状态的耦合元件通过处于闭锁状态但仍微弱导电的耦合元件而加载。此外，信号电平的变化可能没有完全达到两个电源电压值所规定的幅值。

本发明的任务是为宽带空间耦合装置中的耦合元件提供一个非常符合要求的设计途径，从而避免那些前述的缺点。

本发明涉及的是一个具有耦合点的宽带信号空间耦合装置，每个耦合元件均可由一译码器控制的耦合点专用的存贮单元予以控制。这些耦合元件由一具有增强型MOS晶体管的C-MOS变换器线路组成，其输入端与所属信号输入线联接，而输出端接至所属信号输出线。在一种沟道类型的MOS晶体管与所属电势源之间插入了一个相同类型的MOS晶体管，其控制极接在存贮单元的一个输出上;而在另一种沟道类型的MOS晶体管与所属电势源之间插入了同样为另一种沟道类型的MOS晶体管，其控制极接在存贮单元的互补输出上。根据本发明，该宽带信号空间耦合装置的特征在于：在P沟道增强型晶体管与所属电势源之间插入了一个同样为P沟道增强型的晶体管;而在n沟道增强型晶体管与所属电势源之间插入了一个同样的n沟道增强型晶体管。

本发明的优点在于：除了具有对输入与输出线完全解耦、从而消除了串扰问题，并在处于闭锁状态的耦合元件中避免了功率损失外，进一步的优点是工作速度高。这是因为，一方面避免了输出线电容对输入线的反作用;另一方面，作为输出线驱动缓冲器的变换器线路显著地放大了导通信号的边沿陡度。与此同时，信号是在两个电势源之间的整个范围内进行导通的。

下面按图详细阐述本发明，从中可清晰地看出本发明的其它特点。

图1示出了一种宽带耦合结构的实施例，图2示出了按本发明在线路技术上实现该耦合结构的细节。