摘要：本應(yīng)用筆記討論了如何測(cè)量并改善DS317x和DS318x LIU收發(fā)器上的回波損耗。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試設(shè)置的改進(jìn)使得T3/E3收發(fā)器和內(nèi)置LIU的ATM/分組PHY可得到滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的回波損耗。

概述

本應(yīng)用筆記討論了怎樣測(cè)量并改善DS317x和DS318x T3/E3收發(fā)器上的回波損耗：它首先給出了回波損耗的定義，介紹了回波損耗規(guī)范的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；然后是對(duì)回波損耗的測(cè)量，先是采用標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試設(shè)置，然后使用調(diào)整改進(jìn)后的設(shè)置；最后的測(cè)試數(shù)據(jù)表明所建議的改進(jìn)方案會(huì)得到一個(gè)符合行業(yè)規(guī)范的回波損耗。

本應(yīng)用筆記適用于下列產(chǎn)品。

T3/E3 Transceivers	ATM/Packet PHYs with Built-In LIU
DS3171	DS3181
DS3172	DS3182
DS3173	DS3183
DS3174	DS3184

回波損耗的定義

當(dāng)高速信號(hào)到達(dá)傳輸線路的終端時(shí)，如果傳輸線路沒(méi)有很好地端接，部分信號(hào)能量將會(huì)向發(fā)送端反射。該反射信號(hào)與原始信號(hào)混合，這將導(dǎo)致原始信號(hào)失真，使得LIU接收器很難正確恢復(fù)時(shí)鐘和數(shù)據(jù)。

回波損耗是原始信號(hào)與反射信號(hào)的功率比(用dB表示)。簡(jiǎn)單的說(shuō)，回波損耗表示的是反射信號(hào)的相對(duì)大小，同時(shí)也反映了傳輸線路終端的匹配度或者失配度。如果在給定頻率下測(cè)得LIU卡的回波損耗為20dB，則表明在該頻率下反射信號(hào)比原始信號(hào)功率小20dB。

回波損耗的要求

ITU G.703和ETS 300-686都規(guī)定了對(duì)E3線路輸入回波損耗以及輸出回波損耗的要求，如表1、表2所列。

表1. 輸入端最小回波損耗

Frequency Range (kHz)	Return Loss (dB)
860 to 1720	12
1720 to 34368	18
34368 to 51550	14

表2. 輸出端最小回波損耗

Frequency Range (kHz)	Return Loss (dB)
860 to 1720	6
1720 to 51550	8

回波損耗的測(cè)量

ETS 300-686規(guī)范中的A.2.5和A.2.6細(xì)則描述了測(cè)量E3回波損耗的測(cè)試配置和程序。圖1所示的測(cè)試設(shè)置用于測(cè)量輸入回波損耗，并驗(yàn)證其是否符合表1所列出的要求。輸出回波損耗的測(cè)量設(shè)置與之相似，只是測(cè)量設(shè)置被連接到了發(fā)送器的輸出而非接收器的輸入。

圖1設(shè)置中，回波損耗電橋采用的是Wide Band Engineering的A57TLSTD。兩個(gè)50Ω/75Ω阻抗轉(zhuǎn)換器(Wide Band Engineering的A65L)用來(lái)連接75Ω電橋與50Ω信號(hào)發(fā)生器和50Ω頻譜分析儀端口。圖1中橋右側(cè)的75Ω精密電阻是回波損耗橋的組成部分。Advantest的R3132頻譜分析儀同時(shí)作為信號(hào)發(fā)生器和頻譜分析儀。


圖1. 回波損耗測(cè)量設(shè)置

在圖1設(shè)置中，信號(hào)發(fā)生器在860kHz至51,550kHz的頻率范圍內(nèi)，提供峰值為1V的正弦信號(hào)。

在測(cè)量回波損耗之前需要檢測(cè)測(cè)試設(shè)置，電橋的NTP接口(圖1中左側(cè)的接口)應(yīng)連接至75Ω ±0.25Ω的測(cè)試負(fù)載。在Maxim的設(shè)置中，這個(gè)精密電阻作為回波損耗橋中的一個(gè)元件來(lái)自于Wide Band Engineering。用該電阻作為測(cè)試負(fù)載時(shí)，回波損耗應(yīng)該比表1所要求的回波損耗高出20dB以上。圖2所示為采用Maxim設(shè)置所測(cè)得的回波損耗。1720kHz頻率下，該設(shè)置測(cè)量所得的回波損耗為45.27dB。


圖2. 75Ω測(cè)試負(fù)載時(shí)的回波損耗

當(dāng)把電橋的NTP接口連接至DS3174DK或DS3184DK評(píng)估板的接收端口，并采用330Ω標(biāo)準(zhǔn)端接電阻時(shí)，在34.37MHz頻率下所測(cè)量的回波損耗DS3174為16.86dB，DS3184為16.43dB，分別如圖3、圖4所示。這些值并不能滿足表1中的要求。


圖3. 具有端接網(wǎng)絡(luò)的DS317x在34.37MHz頻率下的回波損耗


圖4. 具有端接網(wǎng)絡(luò)的DS318x在34.37MHz頻率下的回波損耗

將電橋的NTP接口連接至DS3174DK或DS3184DK評(píng)估板的接收端口，并采用330Ω標(biāo)準(zhǔn)端接電阻。圖5和圖6中顯示了在51.55MHz頻率下所測(cè)量的回波損耗，DS3174為12.80dB，DS3184為13.55dB。這些回波損耗值仍不能滿足表1中的要求。

因此，我們清楚地知道，必須改進(jìn)回波損耗以滿足既定的要求。


圖5. 具有端接網(wǎng)絡(luò)的DS317x在51.55MHz頻率下的回波損耗


圖6. 具有端接網(wǎng)絡(luò)的DS318x在51.55MHz頻率下的回波損耗

DS317x與DS318x回波損耗的改進(jìn)

我們可以通過(guò)將一個(gè)100nH電感的初級(jí)線圈串聯(lián)在LIU上來(lái)改善回波損耗。DS3174DK和DS3184DK評(píng)估板上都做了這樣的改變。圖7所示是按此調(diào)整后的DS317x和DS318x接收端標(biāo)準(zhǔn)端接網(wǎng)絡(luò)。


圖7. DS317x和DS318x LIU調(diào)整后的端接網(wǎng)絡(luò)。

圖8顯示了在34.37MHz頻率下，具有100nH電感和330Ω端接電阻的DS317x的回波損耗為21.65dB。圖9顯示了在34.37MHz頻率下，同樣具有100nH電感和330Ω端接電阻的DS318x的回波損耗為22.16dB。這兩個(gè)回波損耗值都滿足了表1中的要求。


圖8. 端接網(wǎng)絡(luò)調(diào)整后DS317x在34.37MHz頻率下的回波損耗


圖9. 端接網(wǎng)絡(luò)調(diào)整后DS318x在34.37MHz頻率下的回波損耗

圖10顯示了在51.55MHz頻率下，具有100nH電感和330Ω端接電阻的DS317x的回波損耗為16.85dB。圖11顯示了在51.55MHz頻率下，同樣具有100nH電感和330Ω端接電阻的DS318x的回波損耗為15.49dB。這兩個(gè)回波損耗值都滿足表1中的要求。


圖10. 端接網(wǎng)絡(luò)調(diào)整后DS317x在51.55MHz頻率下的回波損耗


圖11. 端接網(wǎng)絡(luò)調(diào)整后DS318x在51.55MHz頻率下的回波損耗