擴(kuò)展MAX9930在CATV應(yīng)用的功能

MAX9930-MAX9933系列RF控制器和檢測(cè)器適用于各種應(yīng)用，其中，通過光纖傳輸有線電視信號(hào)(CATV)是該系列器件非常理想的應(yīng)用之一，利用RF控制器或RF檢測(cè)器控制互阻放大器(TIA)的增益。本文介紹了如何使用MAX9930構(gòu)成RF控制器或檢波器。

PON技術(shù)

在高速互聯(lián)網(wǎng)接入和有線電視(CATV)市場(chǎng)需求的驅(qū)動(dòng)下，光纖設(shè)備的需求量迅速增長(zhǎng)。市場(chǎng)增長(zhǎng)的關(guān)鍵因素是新一代低成本的PON (無源光網(wǎng)絡(luò))硬件系統(tǒng)以及GPON (吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò))和EPON (以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò))新標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)。

PON系統(tǒng)通常包含一個(gè)中心局(稱為OLT，光纖線路終端)和多個(gè)用戶端設(shè)備(稱為ONU，光網(wǎng)絡(luò)終端)。多達(dá)32個(gè)ONT可以連接到一個(gè)OLT，互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、語音數(shù)據(jù)、電視信號(hào)等多種信號(hào)可以在同一條多模光纖上采用不同波長(zhǎng)傳輸。ONT中的光收發(fā)器用于恢復(fù)語音、數(shù)據(jù)、視頻信息。

CATV系統(tǒng)RF控制器和檢波器的基本操作

PON系統(tǒng)的光收發(fā)器也稱作三工器，提供三路輸出，其中一路用于CATV的RF端口，用于連接機(jī)頂盒。光收發(fā)器通常需要一個(gè)互阻放大器(TIA)，把來自光二極管的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓輸出。為了在光纖信號(hào)強(qiáng)度變化時(shí)為機(jī)頂盒提供固定的RF輸出功率，需要自動(dòng)調(diào)整TIA增益。增益控制可以通過單純的模擬反饋環(huán)路RF控制器(圖1)實(shí)現(xiàn)，也可以利用微控制器內(nèi)部數(shù)字反饋環(huán)路的RF檢測(cè)器(圖2)實(shí)現(xiàn)。

CATV應(yīng)用中，TIA的帶寬以及提供增益調(diào)整的RF控制器/檢測(cè)器帶寬范圍為：47MHz到870MHz。MAX9930–MAX9933系列RF控制器和檢測(cè)器設(shè)計(jì)滿足這一應(yīng)用需求。

MAX9930 RF控制器工作在2MHz至1600MHz頻率范圍，可接收-45dBm至0dBm輸入功率。MAX9933 RF檢測(cè)器與MAX9930工作在相同的頻率范圍和輸入功率范圍，圖3所示為兩款芯片的內(nèi)部框圖。

圖3. MX9930 (RF控制器)和MAX9933 (RF檢測(cè)器)原理框圖。

RF控制器典型應(yīng)用

圖1所示應(yīng)用電路中，利用MAX9930檢測(cè)輸出功率，放大器(MAX4412)對(duì)MAX9930輸出反相，從而為TIA提供一個(gè)負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)(圖4)。TIA (MAX3654等)電路中，當(dāng)增益控制輸入電壓(VAGC)增加時(shí)，互阻放大器增益下降。因此，MAX9930輸出必需反相。

圖4. MAX9930作為RF控制器的典型應(yīng)用。

利用控制器實(shí)現(xiàn)RF檢測(cè)

圖2中，利用微控制器和RF檢測(cè)器構(gòu)成數(shù)字反饋網(wǎng)絡(luò)，MAX9933 RF檢測(cè)器可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，圖3所示MAX9930 RF控制器可以作為RF檢測(cè)器，將環(huán)路連接在輸出引腳(OUT)和輸入引腳之間，SET從外部實(shí)現(xiàn)極性反轉(zhuǎn)構(gòu)成閉合環(huán)路。極性反轉(zhuǎn)提供負(fù)反饋閉合環(huán)路，可利用反相配置的MAX4412放大器。圖5給出了MAX9930 RF控制器用作RF檢測(cè)電路的原理圖。

圖5. 配合MAX4412反相放大器，MAX9930 RF控制器構(gòu)成RF檢測(cè)器。

圖5電路在下述條件下進(jìn)行測(cè)試：VCC = 5V，R = 10kΩ，C = 2200pF和VREF = 2V。MAX9930的RFIN輸入由50MHz RF信號(hào)發(fā)生器提供，發(fā)生器輸出功率在-45dBm到±0dBm (50Ω終端匹配)。

圖5中的SET電壓(RF檢測(cè)器輸出)與RFIN功率呈對(duì)數(shù)關(guān)系，如圖6所示。

圖6. 圖5中RF檢測(cè)器MAX9930的SET輸出與RFIN之間的關(guān)系曲線。

總結(jié)

CATV光纖通信中，RF控制器/檢測(cè)器可以用來控制TIA增益。本文介紹的MAX9930 RF控制器可以配合運(yùn)算放大器，調(diào)整CATV信號(hào)鏈的增益。

審核編輯：郭婷