CATV上行放大器选择指南

CATV上行放大器选择指南

摘要：本选择指南提供了MAX3503、MAX3505、MAX3507、MAX3509、MAX3510、MAX3514和MAX3516上行驱动放大器在电缆调制解调器和CATV系统中的差别。这些器件均符合DOCSIS及EuroDOCSIS标准。

概述

本应用笔记对Maxim CATV上行放大器的特性和功能进行了比较。文中描述了6种器件，并给出了它们主要的功能差异和工作特性曲线。

MAX3510

MAX3510推出后，立刻成为CATV上行放大器的行业标准。该芯片采用差分输入/输出模式，且为电流驱动输出。MAX3510的突发通/断瞬态电平远远优于DOCSIS标准(参见图1)。输出为60dBmV时，MAX3510可保证37mVp-p的最大瞬态电平，典型值能达到7mVp-p，这些都远低于DOCSIS中设定的100mVp-p的限制。而且，MAX3510还提供优于DOCSIS规定的发射禁止模式下带内噪声低于-59dBmV的指标，在0°C至+85°C的工作温度范围内、发射禁止模式下，MAX3510最大输出噪声为-70dBmV。


图1. DOCSIS规定的突发通/断瞬态电平

MAX3514

MAX3514是针对Euro-DOCSIS的扩展频率范围(65MHz)设计的，它与MAX3510一样，也是采用差分输入/输出模式，且为电流驱动输出。该芯片在整个温度和增益代码范围内具有更加严谨的增益特性(参见图2)。±1dB的典型增益变化范围(固定增益代码，0°C至85°C)允许双工滤波器存在1dB的带内波动。使得电缆调制解调器固件对功率电平的校正更加容易。MAX3514完全符合DOCSIS和双重设计的EuroDOCSIS/DOCSIS电缆调制解调器规范。MAX3514正在取代MAX3510成为新的行业标准。MAX3514与MAX3510的引脚完全兼容。


图2. DOCSIS规定的上行功率电平和MAX3514的性能

MAX3514提供优于DOCSIS规定的发射禁止模式下带内噪声低于-59dBmV的指标，在0°C至+85°C工作温度范围内、发射禁止模式下，MAX3514最大输出噪声为-71dBmV。DOCSIS要求50dB的输出功率范围(参见图3)和1dB的增益级差。


图3. DOCSIS规定的上行功率电平

实际应用中可能需要更宽的范围以克服在42MHz的频带边缘上放大器的增益损耗和双工器损耗(参见图4)。当然，这取决于具体的双工器设计特性。


图4. 频带边缘损耗

MAX3514可提供56dB的增益控制范围和0.5dB的增益级差。MAX3514具有很好的谐波特性，数据说明书中给出的指标是：输出61dBmV时，如果输入频率33MHz、二次谐波失真为-55dBc；如果输入频率22MHz、三次谐波失真为-55dBc。谐波特性改善了系统的低频性能，很容易满足DOCSIS关于带内杂散信号辐射(参见图5)的规范。


图5. DOCSIS规定的带内杂散辐射

MAX3509

MAX3509具有MAX3510所提供的功能，另外它还具有相当高的输出摆幅(+68dBmV) 。该芯片的特点是电压驱动、近零阻抗的差分输出，适用于提供外部总线端接(比如：通过10dB耦合器)的系统。可采用1:1输出变压器，该芯片能在给定电源下提供最高的驱动电平。待机电流只有7.8mA，在功率敏感系统中大大降低了平均功率损耗。

MAX3517

MAX3517实质上就是外置输出匹配电阻的MAX3514。这为定制调谐输出变压器和独特的双工器源阻抗提供了灵活选择。

MAX3516

MAX3516用来处理电缆电话和机顶盒的高输出功率。它基本上是在MAX3514的基础上增加了3dB增益和大尺寸、热增强型封装20引脚TSSOP-EP，裸露焊盘有利于散热和提高芯片的可靠性。

MAX3503

The MAX3503 drives 61dBmV (QPSK) into a 75Ω load. By using a 3.3V supply a 5V regulator and associated power supply circuitry may be eliminated resulting in reduced BOM cost. Gain control is available in 0.5dB steps. The device operates over a frequency range of 5MHz to 65MHz.

MAX3505

The MAX3505 is basically a MAX3503 designed to operate with a 5V supply. The MAX3505 has very good linearity and can deliver +64dBmV.

MAX3507

The MAX3507 is capable of generating +63dBmV output. The on-chip anti-alias lowpass filter saves BOM cost and significant space reduction. The optional positive slope generator provides system design flexibility.

MAX3532

在新的设计中，并不推荐使用MAX3532，可用MAX3510、MAX3514和MAX3516替代。

基于市场的选择指南

Market				Part	Features
DOCSIS Cable Modem				MAX3510	56dB gain range, 1dB gain step, 20QSOP
EuroDOCSIS Cable Modem				MAX3514	Pin-for-pin compatible with MAX3510, 0.5dB gain step, tight gain control, 20QSOP
DOCSIS/EuroDOCSIS Cable Modem (Module)				MAX3514	Pin-for-pin compatible with MAX3510, 0.5dB gain step, tight gain control, 20QSOP
U.S. Set-Top Box				MAX3510	56dB gain range, 1dB gain step, 20QSOP
European Set-Top Box				MAX3514	Pin-for-pin compatible with MAX3510, 0.5dB gain step, tight gain control, 20QSOP
DVB Set-Top Box				MAX3516	20TSSOPP-EP
Cable Telephony (Circuit Switched)				MAX3509	68dBmV, low output impedance, 20TSSOP-EP
Cable Telephony (Packet Switched)				MAX3514	Pin-for-pin compatible with MAX3510, 0.5dB gain step, tight gain control, 20QSOP
Open Cable Set-Top Box				MAX3516	20TSSOPP-EP
DOCSIS 2.0				MAX3503	3.3V supply, 20QFN
				MAX3505	+64dBmV, 20QFM
				MAX3507	Positive slope generator, Integrated anti-alias filter, 28QFN
				MAX3514	Industry standard, 20Q50P
				MAX3516	PHigh reliability exposed paddle 20T SSOPP-EP package

基于功率特性的选择指南

Power (dBmV)				Harmonics	Supply Voltage	Part
66				-56dBc 2HD, f = 33MHz Pout = +66dBmV -53dBc 3HD, f= 22MHz Pout = +66dBmV	9	MAX3509
64				-55dBc 2HD, f = 33MHz Pout = +64dBmV -50dBc 3HD, f= 22MHz Pout = +64dBmV	5	MAX3516
61				-55dBc 2HD, f = 33MHz Pout = +61dBm -55dBc 3HD, f= 22MHz Pout = +61dBmV	5	MAX3514
59				-55dBc 2HD, f = 33MHz Pout = +59dBmV -54dBc 3HD, f= 22MHz Pout = +59dBmV	5	MAX3510
63				-58dBc 2HD, f = 33MHz Pout = +63dBm -53dBc 3HD, f= 22MHz Pout = +63dBmV	5	MAX3507
64				-55dBc HD2, f = 33MHz Pout = +64dBmV -55dBc HD3, f= 22MHz Pout = +64dBmV	5	MAX3505
61				-55dBc HD2, f = 33MHz Pout = +61dBm -55dBc HD3, f= 22MHz Pout = +61dBmV	5	MAX3503