应用笔记 3763

DS317x与DS318x T3/E3/STS-1 LIU回波损耗的测量与改善


摘要 : 本应用笔记讨论了如何测量并改善DS317x和DS318x LIU收发器上的回波损耗。对标准测试设置的改进使得T3/E3收发器和内置LIU的ATM/分组PHY可得到满足行业标准规范的回波损耗。

概述

本应用笔记讨论了怎样测量并改善DS317x和DS318x T3/E3收发器上的回波损耗:它首先给出了回波损耗的定义,介绍了回波损耗规范的行业标准;然后是对回波损耗的测量,先是采用标准的测试设置,然后使用调整改进后的设置;最后的测试数据表明所建议的改进方案会得到一个符合行业规范的回波损耗。

本应用笔记适用于下列产品。

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

回波损耗的定义

当高速信号到达传输线路的终端时,如果传输线路没有很好地端接,部分信号能量将会向发送端反射。该反射信号与原始信号混合,这将导致原始信号失真,使得LIU接收器很难正确恢复时钟和数据。

回波损耗是原始信号与反射信号的功率比(用dB表示)。简单的说,回波损耗表示的是反射信号的相对大小,同时也反映了传输线路终端的匹配度或者失配度。如果在给定频率下测得LIU卡的回波损耗为20dB,则表明在该频率下反射信号比原始信号功率小20dB。

回波损耗的要求

ITU G.703和ETS 300-686都规定了对E3线路输入回波损耗以及输出回波损耗的要求,如表1表2所列。

表1. 输入端最小回波损耗
Frequency Range (kHz) Return Loss (dB)
860 to 1720 12
1720 to 34368 18
34368 to 51550 14

表2. 输出端最小回波损耗
Frequency Range (kHz) Return Loss (dB)
860 to 1720 6
1720 to 51550 8

回波损耗的测量

ETS 300-686规范中的A.2.5和A.2.6细则描述了测量E3回波损耗的测试配置和程序。图1所示的测试设置用于测量输入回波损耗,并验证其是否符合表1所列出的要求。输出回波损耗的测量设置与之相似,只是测量设置被连接到了发送器的输出而非接收器的输入。

图1设置中,回波损耗电桥采用的是Wide Band Engineering的A57TLSTD。两个50Ω/75Ω阻抗转换器(Wide Band Engineering的A65L)用来连接75Ω电桥与50Ω信号发生器和50Ω频谱分析仪端口。图1中桥右侧的75Ω精密电阻是回波损耗桥的组成部分。Advantest的R3132频谱分析仪同时作为信号发生器和频谱分析仪。

图1. 回波损耗测量设置
图1. 回波损耗测量设置

在图1设置中,信号发生器在860kHz至51,550kHz的频率范围内,提供峰值为1V的正弦信号。

在测量回波损耗之前需要检测测试设置,电桥的NTP接口(图1中左侧的接口)应连接至75Ω ±0.25Ω的测试负载。在Maxim的设置中,这个精密电阻作为回波损耗桥中的一个元件来自于Wide Band Engineering。用该电阻作为测试负载时,回波损耗应该比表1所要求的回波损耗高出20dB以上。图2所示为采用Maxim设置所测得的回波损耗。1720kHz频率下,该设置测量所得的回波损耗为45.27dB。

图2. 75ohm测试负载时的回波损耗
图2. 75Ω测试负载时的回波损耗

当把电桥的NTP接口连接至DS3174DK或DS3184DK评估板的接收端口,并采用330Ω标准端接电阻时,在34.37MHz频率下所测量的回波损耗DS3174为16.86dB,DS3184为16.43dB,分别如图3图4所示。这些值并不能满足表1中的要求。

图3. 具有端接网络的DS317x在34.37MHz频率下的回波损耗
图3. 具有端接网络的DS317x在34.37MHz频率下的回波损耗

图4. 具有端接网络的DS318x在34.37MHz频率下的回波损耗
图4. 具有端接网络的DS318x在34.37MHz频率下的回波损耗

将电桥的NTP接口连接至DS3174DK或DS3184DK评估板的接收端口,并采用330Ω标准端接电阻。图5图6中显示了在51.55MHz频率下所测量的回波损耗,DS3174为12.80dB,DS3184为13.55dB。这些回波损耗值仍不能满足表1中的要求。

因此,我们清楚地知道,必须改进回波损耗以满足既定的要求。

图5. 具有端接网络的DS317x在51.55MHz频率下的回波损耗
图5. 具有端接网络的DS317x在51.55MHz频率下的回波损耗

图6. 具有端接网络的DS318x在51.55MHz频率下的回波损耗
图6. 具有端接网络的DS318x在51.55MHz频率下的回波损耗

DS317x与DS318x回波损耗的改进

我们可以通过将一个100nH电感的初级线圈串联在LIU上来改善回波损耗。DS3174DK和DS3184DK评估板上都做了这样的改变。图7所示是按此调整后的DS317x和DS318x接收端标准端接网络。

图7. DS317x和DS318x LIU调整后的端接网络。
图7. DS317x和DS318x LIU调整后的端接网络。

图8显示了在34.37MHz频率下,具有100nH电感和330Ω端接电阻的DS317x的回波损耗为21.65dB。图9显示了在34.37MHz频率下,同样具有100nH电感和330Ω端接电阻的DS318x的回波损耗为22.16dB。这两个回波损耗值都满足了表1中的要求。

图8. 端接网络调整后DS317x在34.37MHz频率下的回波损耗
图8. 端接网络调整后DS317x在34.37MHz频率下的回波损耗

图9. 端接网络调整后DS318x在34.37MHz频率下的回波损耗
图9. 端接网络调整后DS318x在34.37MHz频率下的回波损耗

图10显示了在51.55MHz频率下,具有100nH电感和330Ω端接电阻的DS317x的回波损耗为16.85dB。图11显示了在51.55MHz频率下,同样具有100nH电感和330Ω端接电阻的DS318x的回波损耗为15.49dB。这两个回波损耗值都满足表1中的要求。

图10. 端接网络调整后DS317x在51.55MHz频率下的回波损耗
图10. 端接网络调整后DS317x在51.55MHz频率下的回波损耗

图11. 端接网络调整后DS318x在51.55MHz频率下的回波损耗
图11. 端接网络调整后DS318x在51.55MHz频率下的回波损耗

结束语

本文所述的回波损耗测量技术和端接电阻调整也同样适用于Maxim其他的DS3/E3/STS-1线路接口单元(LIU)和单片收发器(SCT)。应首先采用330Ω标准端接电阻对电路板进行测量,之后再决定是否需要调整设计以满足回波损耗规范。如果采用330Ω端接电阻时回波损耗不能满足要求,可以采用调整端接电阻或者串联电感初级线圈的方法来尝试改进回波损耗。

如果有关于回波损耗的进一步疑问或对Maxim电信产品有任何其他使用问题,请通过技术支持中心或电话(01) 972-371-6555 (美国)联络我们的电信产品应用支持组。