MAX3507 節省空間的EURO-DOCSIS CATV上行放大器

摘要：本應用筆記分析了CATV上行放大器中產生雜散信號干擾的原因。MAX3507的內置濾波器能夠抑制這些雜散信號，測試數據表明MAX3507的IP2雜散信號近似為-68dBc，IP3近似為-85dBc。

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概述

MAX3507是一個獨特的上行放大器，為了消除上行調制器DAC產生的毛刺干擾內部集成了一個抗混疊濾波器。片上濾波器配合MAX3507的超小型、28引腳QFN封裝，為DOCSIS和EURO-DOCSIS的應用者創立了一個緊湊的DOCSIS解決方案。

關于毛刺傳播的描述

一種典型的電纜調制解調器(圖1)需要一個復雜的、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制信號從數字位流轉換成模擬波形時所產生的毛刺。這些混疊毛刺干擾出現在采樣頻率與所期望的輸出頻率的差頻處，這些毛刺相對于所期望的輸出信號幅度甚至可以達到-10dBc。如果不濾除這些毛刺干擾，它們將與所期望的信號混頻，產生二次、三次諧波成分，無法滿足DOCSIS規范對雜散信號的要求。
圖1. DOCSIS電纜調制解調器

在進行數模轉換時，一個標準的經驗性規則是：所采用的最小時鐘頻率應該大于模擬輸出最高頻率的2.5倍。大多數電纜PHY/MAC芯片使用的時鐘頻率大約是最高輸出頻率的3倍。圖2標示了電纜調制解調器設計者在確定抗混疊濾波器衰減參數時必須要考慮的寄生干擾信號。在這個例子中，時鐘頻率固定在184MHz。期望信號是按3種不同頻率產生：a) 5MHz；b) 35MHz；c) 65MHz。


圖2. 雜散成分

我們對例a)所示的情形不感興趣，因為所有雜散成分都恰好落在通頻帶以外。例b)表示所期望的信號頻率較高，雜散信號比較靠近通頻帶。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MAX3507評估板進行了測試。MAX3507所設計的標稱輸入電壓為+34dBmV，該輸入對應于圖2所示的“期望信號”。除了所期望的信號外，還向MAX3507注入了一個相對于期望信號差-10dBc的混疊雜散信號，并記錄雜散成分的幅度。表1列出了在大功率和低增益傳輸模式下對應于不同增益時的性能指標。


圖3. 測試配置

表1. 測試結果

FIN1 = 65MHz幅度為+34dBmV (連續波輸入)
FIN2 = 119MHz幅度為+24dBmV (連續波輸入)
IP2雜散信號，在54MHz頻點測試
IP3雜散信號，在11MHz頻點測試

結論

典型的電纜調制解調器在PHY/MAC芯片的后面需要用12個元件(電感和電容)構成抗混疊濾波器。采用MAX3507可以省掉這個濾波器；為DOCSIS應用提供一個既節省空間、又減少花費的上行驅動放大器。