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摘要：本應用筆記討論了如何測量并改善DS317x和DS318x LIU收發器上的回波損耗。對標準測試設置的改進使得T3/E3收發器和內置LIU的ATM/分組PHY可得到滿足行業標準規范的回波損耗。
本應用筆記適用于下列產品。
回波損耗是原始信號與反射信號的功率比(用dB表示)。簡單的說，回波損耗表示的是反射信號的相對大小，同時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得LIU卡的回波損耗為20dB，則表明在該頻率下反射信號比原始信號功率小20dB。
表1. 輸入端最小回波損耗
表2. 輸出端最小回波損耗
圖1設置中，回波損耗電橋采用的是Wide Band Engineering的A57TLSTD。兩個50Ω/75Ω阻抗轉換器(Wide Band Engineering的A65L)用來連接75Ω電橋與50Ω信號發生器和50Ω頻譜分析儀端口。圖1中橋右側的75Ω精密電阻是回波損耗橋的組成部分。Advantest的R3132頻譜分析儀同時作為信號發生器和頻譜分析儀。
圖1. 回波損耗測量設置
在圖1設置中，信號發生器在860kHz至51,550kHz的頻率范圍內，提供峰值為1V的正弦信號。
在測量回波損耗之前需要檢測測試設置，電橋的NTP接口(圖1中左側的接口)應連接至75Ω ±0.25Ω的測試負載。在Maxim的設置中，這個精密電阻作為回波損耗橋中的一個元件來自于Wide Band Engineering。用該電阻作為測試負載時，回波損耗應該比表1所要求的回波損耗高出20dB以上。圖2所示為采用Maxim設置所測得的回波損耗。1720kHz頻率下，該設置測量所得的回波損耗為45.27dB。
圖2. 75Ω測試負載時的回波損耗
當把電橋的NTP接口連接至DS3174DK或DS3184DK評估板的接收端口，并采用330Ω標準端接電阻時，在34.37MHz頻率下所測量的回波損耗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. 具有端接網絡的DS317x在34.37MHz頻率下的回波損耗
圖4. 具有端接網絡的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評估板的接收端口，并采用330Ω標準端接電阻。圖5和圖6中顯示了在51.55MHz頻率下所測量的回波損耗，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，必須改進回波損耗以滿足既定的要求。
圖5. 具有端接網絡的DS317x在51.55MHz頻率下的回波損耗
圖6. 具有端接網絡的DS318x在51.55MHz頻率下的回波損耗
圖7. DS317x和DS318x LIU調整后的端接網絡。
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。這兩個回波損耗值都滿足了表1中的要求。
圖8. 端接網絡調整后DS317x在34.37MHz頻率下的回波損耗
圖9. 端接網絡調整后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。這兩個回波損耗值都滿足表1中的要求。
圖10. 端接網絡調整后DS317x在51.55MHz頻率下的回波損耗
圖11. 端接網絡調整后DS318x在51.55MHz頻率下的回波損耗
概述
本應用筆記討論了怎樣測量并改善DS317x和DS318x T3/E3收發器上的回波損耗：它首先給出了回波損耗的定義，介紹了回波損耗規范的行業標準；然后是對回波損耗的測量，先是采用標準的測試設置，然后使用調整改進后的設置；最后的測試數據表明所建議的改進方案會得到一個符合行業規范的回波損耗。本應用筆記適用于下列產品。
| 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
當高速信號到達傳輸線路的終端時，如果傳輸線路沒有很好地端接，部分信號能量將會向發送端反射。該反射信號與原始信號混合，這將導致原始信號失真，使得LIU接收器很難正確恢復時鐘和數據。回波損耗是原始信號與反射信號的功率比(用dB表示)。簡單的說，回波損耗表示的是反射信號的相對大小，同時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得LIU卡的回波損耗為20dB，則表明在該頻率下反射信號比原始信號功率小20dB。
回波損耗的要求
ITU G.703和ETS 300-686都規定了對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 |
回波損耗的測量
ETS 300-686規范中的A.2.5和A.2.6細則描述了測量E3回波損耗的測試配置和程序。圖1所示的測試設置用于測量輸入回波損耗，并驗證其是否符合表1所列出的要求。輸出回波損耗的測量設置與之相似，只是測量設置被連接到了發送器的輸出而非接收器的輸入。圖1設置中，回波損耗電橋采用的是Wide Band Engineering的A57TLSTD。兩個50Ω/75Ω阻抗轉換器(Wide Band Engineering的A65L)用來連接75Ω電橋與50Ω信號發生器和50Ω頻譜分析儀端口。圖1中橋右側的75Ω精密電阻是回波損耗橋的組成部分。Advantest的R3132頻譜分析儀同時作為信號發生器和頻譜分析儀。
圖1. 回波損耗測量設置
在圖1設置中，信號發生器在860kHz至51,550kHz的頻率范圍內，提供峰值為1V的正弦信號。
在測量回波損耗之前需要檢測測試設置，電橋的NTP接口(圖1中左側的接口)應連接至75Ω ±0.25Ω的測試負載。在Maxim的設置中，這個精密電阻作為回波損耗橋中的一個元件來自于Wide Band Engineering。用該電阻作為測試負載時，回波損耗應該比表1所要求的回波損耗高出20dB以上。圖2所示為采用Maxim設置所測得的回波損耗。1720kHz頻率下，該設置測量所得的回波損耗為45.27dB。
圖2. 75Ω測試負載時的回波損耗
當把電橋的NTP接口連接至DS3174DK或DS3184DK評估板的接收端口，并采用330Ω標準端接電阻時，在34.37MHz頻率下所測量的回波損耗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. 具有端接網絡的DS317x在34.37MHz頻率下的回波損耗
圖4. 具有端接網絡的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評估板的接收端口，并采用330Ω標準端接電阻。圖5和圖6中顯示了在51.55MHz頻率下所測量的回波損耗，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，必須改進回波損耗以滿足既定的要求。
圖5. 具有端接網絡的DS317x在51.55MHz頻率下的回波損耗
圖6. 具有端接網絡的DS318x在51.55MHz頻率下的回波損耗
DS317x與DS318x回波損耗的改進
我們可以通過將一個100nH電感的初級線圈串聯在LIU上來改善回波損耗。DS3174DK和DS3184DK評估板上都做了這樣的改變。圖7所示是按此調整后的DS317x和DS318x接收端標準端接網絡。圖7. DS317x和DS318x LIU調整后的端接網絡。
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。這兩個回波損耗值都滿足了表1中的要求。
圖8. 端接網絡調整后DS317x在34.37MHz頻率下的回波損耗
圖9. 端接網絡調整后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。這兩個回波損耗值都滿足表1中的要求。
圖10. 端接網絡調整后DS317x在51.55MHz頻率下的回波損耗
圖11. 端接網絡調整后DS318x在51.55MHz頻率下的回波損耗
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