1. 產品簡介

Qorvo推出的QPA3311和QPA3316兩款新型混合功率倍增放大器是針對寬帶電纜網絡的DOCSIS? 4.0產品組合的重要補充。這些設備專為1.8 GHz及以下的下行操作進行了優(yōu)化，支持向統(tǒng)一DOCSIS和智能放大器架構的行業(yè)轉變，這些架構在混合光纖同軸（HFC）系統(tǒng)中提供了更高的可見性、效率和適應性。QPA3311和QPA3316提供了更高的總復合功率（TCP）和改進的信號完整性，減少了級聯要求，增強了線路末端性能，并通過消除昂貴的增壓放大器需求來降低基礎設施成本。這兩款產品提供了不同的輸出配置文件，以支持各種節(jié)點和放大器部署需求，從而使得網絡運營商能夠根據具體的網絡條件和性能要求靈活選擇合適的設備。通過提供靈活的功率選項和卓越的輸出性能，Qorvo使得智能放大器系統(tǒng)的設計成為可能，這些系統(tǒng)能夠隨著DOCSIS 4.0的要求進行擴展，同時提高整個網絡的效率。

2. 產品指標

3. 提升放大器功效的方法

在設計寬帶混合光纖同軸（HFC）網絡的上游架構時，電子工程師需要特別關注如何滿足日益增長的帶寬需求，尤其是隨著DOCSIS 3.1和DOCSIS 4.0標準的推出，這些標準提供了更高的上游頻率分割，從而帶來更大的帶寬和容量。目前，大多數HFC網絡的上游能力是網絡中的薄弱環(huán)節(jié)，而DOCSIS 3.1和DOCSIS 4.0的推出將有助于改善這一點。工程師需要考慮的關鍵因素包括總復合信號電平要求、損耗和傾斜水平，這些因素隨著帶寬的增加變得更加重要。此外，工程師還需要考慮如何在不同的節(jié)點和放大器部署需求中靈活選擇輸出配置文件，以支持各種應用場景。

為了幫助工程師應對這些挑戰(zhàn)，Qorvo提出了一種基于構建模塊的方法，這種方法包括小尺寸、低功耗的放大器，以及衰減器、均衡器和開關。這些構建模塊允許客戶根據其最終應用的需求靈活地放置設備。Qorvo的放大器產品線為這一具有挑戰(zhàn)性的新市場提供了多種選擇，這些放大器具有不同的增益、輸出功率、線性和噪聲功率比（NPR），能夠滿足從5MHz到684MHz的所有上游應用需求。此外，Qorvo還提供了一系列控制產品，如SPDT和SPST開關、電壓控制衰減器和數字步進衰減器，這些產品都具有高達31dB的衰減范圍，并且采用75歐姆設計，以滿足上游設計的需求。

為了進一步支持工程師的設計工作，Qorvo開發(fā)了多個參考板，這些參考板展示了不同的功能和選項，可以幫助工程師評估各種新的分割和信號要求。例如，參考板295128展示了如何使用QPB8896和QPL8832來構建一個靈活的設計，以應對擴展頻譜上游的要求。這個參考設計提供了一個總增益為44dB的系統(tǒng)，其中QPB8896作為驅動級提供了25dB的增益，而輸出級QPL8832提供了19dB的增益。通過在兩個階段之間添加一個4dB的墊片，可以模擬實際應用中可能遇到的損耗，例如自動電平和斜率控制（ALSC）、熱跟蹤或均衡。此外，工程師還可以通過調整輸出級的偏置來優(yōu)化設備性能，例如，通過增加設備電流（IDD）和設備電壓（VDD），可以在一定程度上提高線性和輸出容量。

在設計過程中，工程師還需要考慮如何通過改變輸出級的增益來調整噪聲功率比（NPR）動態(tài)范圍。通過減少輸出級的增益，可以擴展NPR曲線的壓縮側，從而擴展整體動態(tài)范圍。此外，工程師還可以通過調整輸出級的電壓和電流，或者通過調整兩個階段之間的損耗來減少到達最終階段的信號電平，從而優(yōu)化NPR動態(tài)范圍。Qorvo的QPL883x系列提供了引腳兼容性，允許用戶通過更換輸出設備來改變整體系統(tǒng)增益，這為工程師提供了更大的靈活性。

此外，工程師還需要考慮如何補償上游帶寬增加時放大器之間的損耗。Qorvo提供了一個集成的線性均衡器QPC7334，用于從5MHz到684MHz的頻率范圍。在參考板295445中，QPB8896被用來驅動QPC7334均衡器和QPL8832輸出級。通過在QPB8896之后應用傾斜，可以只對QPL8832輸出級產生影響，從而在不改變系統(tǒng)增益的情況下調整復合功率損耗。隨著傾斜水平的增加，較低頻道的載噪比（CNR）會下降到噪聲和互調底噪的水平，而QPL883x系列能夠在廣泛的電流和電壓范圍內工作，這有助于克服高傾斜時的性能損失。

最后，工程師還需要考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性，確保在75歐姆環(huán)境中可以檢查到3GHz的穩(wěn)定性，或者在50歐姆系統(tǒng)中檢查到6到8GHz的穩(wěn)定性，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性。此外，還需要考慮帶寬限制，以確保上游和下游路徑不會相互作用，從而防止系統(tǒng)不穩(wěn)定。由于上游MMIC被設計為在684MHz之外提供功率，因此它們的增益帶寬積將超出684MHz，這意味著良好的設計實踐可能需要在上游路徑中添加低通濾波器，以及根據所需的上游分割調整系統(tǒng)雙工器。其他工具，如使用更窄帶寬的巴倫（例如，對于204MHz分割使用5-200MHz巴倫）和增加QPB8896和QPL883x的輸出并聯電容，可以幫助提高帶外抑制，這可能需要根據電容的數量對輸出匹配進行額外調整。

通過利用Qorvo的構建模塊方法，工程師可以根據其最終應用的需求靈活地放置設備，并利用Qorvo提供的成熟設計方案和參考板來優(yōu)化設計。這不僅有助于滿足HFC網絡中日益增長的上游帶寬需求，還為工程師提供了一種靈活且高效的設計方法，以應對未來網絡升級的挑戰(zhàn)。