用MAX3861AGC放大器构成SFP限幅放大器
关键词：光收发模块;SFF;SFP;MAX3861;限幅放大器
引言
随着光收发模块尺寸的减小,对带有接收信号强度指示(RSSI)、结构紧凑的限幅放大器的需求也迅速增长。限幅放大器可提供低抖动数据输出,而RSSI则可反映出互阻放大器(TIA)增益的变化和激光管的变化,监视光输入功率。这两种性能都是可热插拔的小型化结构(SFP)多源协议及其它应用所必需的。
采用4mm x 4mm QFN微型封装、内置RSSI的MAX3861适合作SFP模块的后置放大。它与限幅放大器不同、是一款具有自动增益控制(AGC)功能的后置放大器。在SFP模块中,AGC放大器并不象限幅放大器那样具有吸引力。本文讨论通过修正MAX3861后置放大器,使其成为一个具有RSSI的限幅放大器。
MAX3861和AGC放大器的应用
通常,AGC放大器在保持固定输出幅度的前提下,通过反馈环路放大或衰减输入信号。功率检测器用来监视放大器输出、调节可变增益放大器的增益,保持固定的输出电压。通过连续反馈方式保证信号不被限幅,输出电压与输入电压保持线性关系。
线性放大对于引入了光放大器的长距离DWDM系统很实用,这些光放大器,特别是掺铒光纤放大器(EDFA)会在高电平数据上引入更多的噪声。AGC对于这种应用非常有用,而限幅放大器则不然。这一点可以从下面的范例中找到答案：通过光二极管-互阻放大器-限幅放大器检测光信号时,限幅放大器通过限制信号的高、低电平确定数据是“1”还是“0”。如果信号为“1”、而且信噪比相当低,受噪声的影响,信号有可能跌落到高电平的判决门限以下,使限幅放大器输出为“0”。如果利用AGC和工作在线性区域的TIA保持一条从光二极管到后置放大器的线性信号通路,可由下一级电路(通常是时钟和数据恢复单元)做出高、低电平的判决。带有纵向门限调节的时钟与数据恢复(CDR)电路可以将电平判决门限调节到噪声电平以下,以获得最低误码率(BER)。
线性放大器并非对所有系统都是最优的。在没有光放大器的光纤系统中,假设作用到“1”和“0”电平的噪声相同,选用限幅放大器比较合适,因为它可以提供快速的输出瞬态响应,有利于减小输出抖动。另一方面,由于AGC是线性的,其输出瞬态响应时间取决于输入瞬态响应。在一个2.7Gbps模块内,后置放大器的输入瞬态响应时间一般在130ps~140ps(20%~80%)范围内,具体与接收器带宽、FR4带状线的限制以及其它因素有关。这时,AGC放大器的输出瞬态响应大约为：140ps~150ps。较低的边沿速度将会导致抖动增大、提高系统的误码率。
开环增益控制
为了使MAX3861限制输入信号的幅度,需要打开AGC环路、增益设置为最大。图1是MAX3861的AGC环路增益随VCG的变化关系曲线。当CG+和CG-之间的差分电压VCG约为80mV时,放大器达到其最大增益：43.5dB,此时,如果输入为6mVp-p,输出为920mVp-p。
