电子产品世界

1. 产品简介

Qorvo推出的QPA3311和QPA3316两款新型混合功率倍增放大器是针对宽带电缆网络的DOCSIS® 4.0产品组合的重要补充。这些设备专为1.8 GHz及以下的下行操作进行了优化，支持向统一DOCSIS和智能放大器架构的行业转变，这些架构在混合光纤同轴（HFC）系统中提供了更高的可见性、效率和适应性。QPA3311和QPA3316提供了更高的总复合功率（TCP）和改进的信号完整性，减少了级联要求，增强了线路末端性能，并通过消除昂贵的增压放大器需求来降低基础设施成本。这两款产品提供了不同的输出配置文件，以支持各种节点和放大器部署需求，从而使得网络运营商能够根据具体的网络条件和性能要求灵活选择合适的设备。通过提供灵活的功率选项和卓越的输出性能，Qorvo使得智能放大器系统的设计成为可能，这些系统能够随着DOCSIS 4.0的要求进行扩展，同时提高整个网络的效率。

2. 产品指标

3. 提升放大器功效的方法

在设计宽带混合光纤同轴（HFC）网络的上游架构时，电子工程师需要特别关注如何满足日益增长的带宽需求，尤其是随着DOCSIS 3.1和DOCSIS 4.0标准的推出，这些标准提供了更高的上游频率分割，从而带来更大的带宽和容量。目前，大多数HFC网络的上游能力是网络中的薄弱环节，而DOCSIS 3.1和DOCSIS 4.0的推出将有助于改善这一点。工程师需要考虑的关键因素包括总复合信号电平要求、损耗和倾斜水平，这些因素随着带宽的增加变得更加重要。此外，工程师还需要考虑如何在不同的节点和放大器部署需求中灵活选择输出配置文件，以支持各种应用场景。

为了帮助工程师应对这些挑战，Qorvo提出了一种基于构建模块的方法，这种方法包括小尺寸、低功耗的放大器，以及衰减器、均衡器和开关。这些构建模块允许客户根据其最终应用的需求灵活地放置设备。Qorvo的放大器产品线为这一具有挑战性的新市场提供了多种选择，这些放大器具有不同的增益、输出功率、线性和噪声功率比（NPR），能够满足从5MHz到684MHz的所有上游应用需求。此外，Qorvo还提供了一系列控制产品，如SPDT和SPST开关、电压控制衰减器和数字步进衰减器，这些产品都具有高达31dB的衰减范围，并且采用75欧姆设计，以满足上游设计的需求。

为了进一步支持工程师的设计工作，Qorvo开发了多个参考板，这些参考板展示了不同的功能和选项，可以帮助工程师评估各种新的分割和信号要求。例如，参考板295128展示了如何使用QPB8896和QPL8832来构建一个灵活的设计，以应对扩展频谱上游的要求。这个参考设计提供了一个总增益为44dB的系统，其中QPB8896作为驱动级提供了25dB的增益，而输出级QPL8832提供了19dB的增益。通过在两个阶段之间添加一个4dB的垫片，可以模拟实际应用中可能遇到的损耗，例如自动电平和斜率控制（ALSC）、热跟踪或均衡。此外，工程师还可以通过调整输出级的偏置来优化设备性能，例如，通过增加设备电流（IDD）和设备电压（VDD），可以在一定程度上提高线性和输出容量。

在设计过程中，工程师还需要考虑如何通过改变输出级的增益来调整噪声功率比（NPR）动态范围。通过减少输出级的增益，可以扩展NPR曲线的压缩侧，从而扩展整体动态范围。此外，工程师还可以通过调整输出级的电压和电流，或者通过调整两个阶段之间的损耗来减少到达最终阶段的信号电平，从而优化NPR动态范围。Qorvo的QPL883x系列提供了引脚兼容性，允许用户通过更换输出设备来改变整体系统增益，这为工程师提供了更大的灵活性。

此外，工程师还需要考虑如何补偿上游带宽增加时放大器之间的损耗。Qorvo提供了一个集成的线性均衡器QPC7334，用于从5MHz到684MHz的频率范围。在参考板295445中，QPB8896被用来驱动QPC7334均衡器和QPL8832输出级。通过在QPB8896之后应用倾斜，可以只对QPL8832输出级产生影响，从而在不改变系统增益的情况下调整复合功率损耗。随着倾斜水平的增加，较低频道的载噪比（CNR）会下降到噪声和互调底噪的水平，而QPL883x系列能够在广泛的电流和电压范围内工作，这有助于克服高倾斜时的性能损失。

最后，工程师还需要考虑系统的稳定性，确保在75欧姆环境中可以检查到3GHz的稳定性，或者在50欧姆系统中检查到6到8GHz的稳定性，以确保系统的稳定性。此外，还需要考虑带宽限制，以确保上游和下游路径不会相互作用，从而防止系统不稳定。由于上游MMIC被设计为在684MHz之外提供功率，因此它们的增益带宽积将超出684MHz，这意味着良好的设计实践可能需要在上游路径中添加低通滤波器，以及根据所需的上游分割调整系统双工器。其他工具，如使用更窄带宽的巴伦（例如，对于204MHz分割使用5-200MHz巴伦）和增加QPB8896和QPL883x的输出并联电容，可以帮助提高带外抑制，这可能需要根据电容的数量对输出匹配进行额外调整。

通过利用Qorvo的构建模块方法，工程师可以根据其最终应用的需求灵活地放置设备，并利用Qorvo提供的成熟设计方案和参考板来优化设计。这不仅有助于满足HFC网络中日益增长的上游带宽需求，还为工程师提供了一种灵活且高效的设计方法，以应对未来网络升级的挑战。

关键词： Qorvo QPA3311 QPA3316 放大器