用MAX3861AGC放大器構(gòu)成SFP限幅放大器
關(guān)鍵詞：光收發(fā)模塊;SFF;SFP;MAX3861;限幅放大器
引言
隨著光收發(fā)模塊尺寸的減小,對帶有接收信號強度指示(RSSI)、結(jié)構(gòu)緊湊的限幅放大器的需求也迅速增長。限幅放大器可提供低抖動數(shù)據(jù)輸出,而RSSI則可反映出互阻放大器(TIA)增益的變化和激光管的變化,監(jiān)視光輸入功率。這兩種性能都是可熱插拔的小型化結(jié)構(gòu)(SFP)多源協(xié)議及其它應(yīng)用所必需的。
采用4mm x 4mm QFN微型封裝、內(nèi)置RSSI的MAX3861適合作SFP模塊的后置放大。它與限幅放大器不同、是一款具有自動增益控制(AGC)功能的后置放大器。在SFP模塊中,AGC放大器并不象限幅放大器那樣具有吸引力。本文討論通過修正MAX3861后置放大器,使其成為一個具有RSSI的限幅放大器。
MAX3861和AGC放大器的應(yīng)用
通常,AGC放大器在保持固定輸出幅度的前提下,通過反饋環(huán)路放大或衰減輸入信號。功率檢測器用來監(jiān)視放大器輸出、調(diào)節(jié)可變增益放大器的增益,保持固定的輸出電壓。通過連續(xù)反饋方式保證信號不被限幅,輸出電壓與輸入電壓保持線性關(guān)系。
線性放大對于引入了光放大器的長距離DWDM系統(tǒng)很實用,這些光放大器,特別是摻鉺光纖放大器(EDFA)會在高電平數(shù)據(jù)上引入更多的噪聲。AGC對于這種應(yīng)用非常有用,而限幅放大器則不然。這一點可以從下面的范例中找到答案：通過光二極管-互阻放大器-限幅放大器檢測光信號時,限幅放大器通過限制信號的高、低電平確定數(shù)據(jù)是“1”還是“0”。如果信號為“1”、而且信噪比相當(dāng)?shù)?受噪聲的影響,信號有可能跌落到高電平的判決門限以下,使限幅放大器輸出為“0”。如果利用AGC和工作在線性區(qū)域的TIA保持一條從光二極管到后置放大器的線性信號通路,可由下一級電路(通常是時鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)單元)做出高、低電平的判決。帶有縱向門限調(diào)節(jié)的時鐘與數(shù)據(jù)恢復(fù)(CDR)電路可以將電平判決門限調(diào)節(jié)到噪聲電平以下,以獲得最低誤碼率(BER)。
線性放大器并非對所有系統(tǒng)都是最優(yōu)的。在沒有光放大器的光纖系統(tǒng)中,假設(shè)作用到“1”和“0”電平的噪聲相同,選用限幅放大器比較合適,因為它可以提供快速的輸出瞬態(tài)響應(yīng),有利于減小輸出抖動。另一方面,由于AGC是線性的,其輸出瞬態(tài)響應(yīng)時間取決于輸入瞬態(tài)響應(yīng)。在一個2.7Gbps模塊內(nèi),后置放大器的輸入瞬態(tài)響應(yīng)時間一般在130ps~140ps(20%~80%)范圍內(nèi),具體與接收器帶寬、FR4帶狀線的限制以及其它因素有關(guān)。這時,AGC放大器的輸出瞬態(tài)響應(yīng)大約為：140ps~150ps。較低的邊沿速度將會導(dǎo)致抖動增大、提高系統(tǒng)的誤碼率。
開環(huán)增益控制
為了使MAX3861限制輸入信號的幅度,需要打開AGC環(huán)路、增益設(shè)置為最大。圖1是MAX3861的AGC環(huán)路增益隨VCG的變化關(guān)系曲線。當(dāng)CG+和CG-之間的差分電壓VCG約為80mV時,放大器達到其最大增益：43.5dB,此時,如果輸入為6mVp-p,輸出為920mVp-p。
