MAX3507 節(jié)省空間的EURO-DOCSIS CATV上行放大器

摘要：本應(yīng)用筆記分析了CATV上行放大器中產(chǎn)生雜散信號(hào)干擾的原因。MAX3507的內(nèi)置濾波器能夠抑制這些雜散信號(hào)，測(cè)試數(shù)據(jù)表明MAX3507的IP2雜散信號(hào)近似為-68dBc，IP3近似為-85dBc。

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概述

MAX3507是一個(gè)獨(dú)特的上行放大器，為了消除上行調(diào)制器DAC產(chǎn)生的毛刺干擾內(nèi)部集成了一個(gè)抗混疊濾波器。片上濾波器配合MAX3507的超小型、28引腳QFN封裝，為DOCSIS和EURO-DOCSIS的應(yīng)用者創(chuàng)立了一個(gè)緊湊的DOCSIS解決方案。

關(guān)于毛刺傳播的描述

一種典型的電纜調(diào)制解調(diào)器(圖1)需要一個(gè)復(fù)雜的、差分低通濾波器，該濾波器位于上行放大器前端用于抑制將調(diào)制信號(hào)從數(shù)字位流轉(zhuǎn)換成模擬波形時(shí)所產(chǎn)生的毛刺。這些混疊毛刺干擾出現(xiàn)在采樣頻率與所期望的輸出頻率的差頻處，這些毛刺相對(duì)于所期望的輸出信號(hào)幅度甚至可以達(dá)到-10dBc。如果不濾除這些毛刺干擾，它們將與所期望的信號(hào)混頻，產(chǎn)生二次、三次諧波成分，無法滿足DOCSIS規(guī)范對(duì)雜散信號(hào)的要求。
圖1. DOCSIS電纜調(diào)制解調(diào)器

在進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換時(shí)，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的經(jīng)驗(yàn)性規(guī)則是：所采用的最小時(shí)鐘頻率應(yīng)該大于模擬輸出最高頻率的2.5倍。大多數(shù)電纜PHY/MAC芯片使用的時(shí)鐘頻率大約是最高輸出頻率的3倍。圖2標(biāo)示了電纜調(diào)制解調(diào)器設(shè)計(jì)者在確定抗混疊濾波器衰減參數(shù)時(shí)必須要考慮的寄生干擾信號(hào)。在這個(gè)例子中，時(shí)鐘頻率固定在184MHz。期望信號(hào)是按3種不同頻率產(chǎn)生：a) 5MHz；b) 35MHz；c) 65MHz。


圖2. 雜散成分

我們對(duì)例a)所示的情形不感興趣，因?yàn)樗须s散成分都恰好落在通頻帶以外。例b)表示所期望的信號(hào)頻率較高，雜散信號(hào)比較靠近通頻帶。最后，從例c)可以看出：為了滿足EURO-DOCSIS的要求，頻帶內(nèi)的2次和3次諧波干擾必須低于-53dBc。

MAX3507的性能

按照圖3所示配置對(duì)MAX3507評(píng)估板進(jìn)行了測(cè)試。MAX3507所設(shè)計(jì)的標(biāo)稱輸入電壓為+34dBmV，該輸入對(duì)應(yīng)于圖2所示的“期望信號(hào)”。除了所期望的信號(hào)外，還向MAX3507注入了一個(gè)相對(duì)于期望信號(hào)差-10dBc的混疊雜散信號(hào)，并記錄雜散成分的幅度。表1列出了在大功率和低增益?zhèn)鬏斈Ｊ较聦?duì)應(yīng)于不同增益時(shí)的性能指標(biāo)。


圖3. 測(cè)試配置

表1. 測(cè)試結(jié)果

FIN1 = 65MHz幅度為+34dBmV (連續(xù)波輸入)
FIN2 = 119MHz幅度為+24dBmV (連續(xù)波輸入)
IP2雜散信號(hào)，在54MHz頻點(diǎn)測(cè)試
IP3雜散信號(hào)，在11MHz頻點(diǎn)測(cè)試

結(jié)論

典型的電纜調(diào)制解調(diào)器在PHY/MAC芯片的后面需要用12個(gè)元件(電感和電容)構(gòu)成抗混疊濾波器。采用MAX3507可以省掉這個(gè)濾波器；為DOCSIS應(yīng)用提供一個(gè)既節(jié)省空間、又減少花費(fèi)的上行驅(qū)動(dòng)放大器。