要約
このアプリケーションノートは、MAX3514/3516ケーブルアップストリームアンプの測定性能を示しています。測定データには、第2高調波、第3高調波、出力電力対周波数、およびACPRが含まれています。DOCSIS 2.0を規格として使用しテストを実施した結果、アンプはすべての要件を満たすことがわかりました。
概要
アップストリームCATVアンプMAX3514/MAX3516がDOCSIS 2.0 PHYの要件に従っているかどうかをテストしました。テスト結果は、これらのICがDOCSIS
2.0の規格を満たすことを示しています。
DOCSIS 2.0
DOCSIS (Data-Over-Cable Service Interface Specification:データオーバケーブルサービスインタフェース仕様)は、高速データオーバケーブルシステム用のRFインタフェース仕様です。
DOCSIS 2.0は第3世代のDOCSIS仕様です。DOCSIS 2.0、DOCSIS 1.1、およびDOCSIS 1.0という用語は、3種類の仕様を表しています。
DOCSIS 2.0仕様は、主としてDOCSIS 1.0または1.1ベースのケーブルアクセスシステムのアップストリーム物理層での限定された性能を向上することを目的としています。2つの新しいMAC (medium access controller)管理メッセージのタイプが定義され、またいくつかの新しいパラメータエンコード方式が既存のMACメッセージで定義されています。DOCSIS 2.0のCMTS (Cable Modem Termination System:ケーブルモデム終端システム)は、所定のチャネル帯域幅でのアップストリームのスループットの増大、およびアップストリームで発生するノイズ耐性の向上を達成しています。DOCSIS 2.0 CMTSは、DOCSIS 1.0およびDOCSIS 1.1と下位互換性があります。
MAX3514/MAX3516は、CATVアップストリームアプリケーション用に設計されたプログラマブル利得アップストリームアンプの製品ファミリです。MAX3514/MAX3516は5MHz~65MHzの周波数範囲で動作し、最大+64dBmVのQPSK (MAX3516)を駆動します。入力と出力の両ポートが差動であるため、出力ポートに外付けバラン(平衡不平衡変成器)が必要となります。可変利得機能はSPI 3線インタフェースによって制御され、これにより、56dBを超えるダイナミックレンジが得られ(MAX3514/MAX3516)ます。利得は0.5dB単位(MAX3514/MAX3516)、または1dB単位(MAX3510)で制御できます。
測定
- テストはすべて室温で実施
- VCC = 5.0V
- PIN = -13dBm (50Ωシステムで+34dBmVのチャネル電力)
- 入力信号
- QPSK変調(20b PRBS、ルートコサインフィルタα = 0.25)
- 16 QAM変調(20b PRBS、ルートコサインフィルタα = 0.25)
- 64 QAM変調(2b PRBS、ルートコサインフィルタα = 0.25)
- 高電力モード
- 入力ACPR -66dBc
- 160kHzの測定帯域幅(200kHzのチャネル間隔)
- 320kHzの測定帯域幅(400kHzのチャネル間隔)
- 640kHzの測定帯域幅(800kHzのチャネル間隔)
- 1280kHzの測定帯域幅(1600kHzのチャネル間隔)
- 2560kHzの測定帯域幅(3200kHzのチャネル間隔)
- 5120kHzの測定帯域幅(6400kHzのチャネル間隔)
補正および単位変換
- 50Ωシステムにて、PIN/OUT (dBmV) = PIN/OUT (dBm) + 47dB
- 75Ωシステムにて、PIN/OUT (dBmV) = PIN/OUT (dBm) + 49dB
- MAX3514/MAX3516EVキットボードは出力に7.5dBの最小損失パッドがあるので、POUT (dBmV) = POUT (dBm) + 47dB + 7.5dB + ケーブル損失となる
テスト機器の一覧
(標準的なテストのセットアップについては、図1を参照)
- 64 QAM信号を生成可能な信号発生器(RODHE & SCHWARZ SMIQ 06B)
- スペクトラムアナライザ(RODHE & SCHWARZ FSEB)
- パワーメータ(HP437B)
- パワーセンサ(HP8482A)
- 電源(Agilent E3632A)
- DMM (HPE3631A)

図1. テスト機器のセットアップ
結果
テスト信号:
変調 = 64
QAM α = 0.25
変調信号の中心周波数 = 22MHz
シンボルレート:160ksps、320ksps、640ksps、1280ksps、2560ksps、5120ksps
表1. MAX3514の第2および第3高調波対出力電力/周波数(+54dBmV~+58dBmV)
22MHz (160 ksps) | Input (dBm) | GCW | Output (dBm) | Output (dBmv) | 2nd Harm (dBc) | 3rd Harm (dBc) |
-13 | 108 | 6.8 | 53.8 | -61.7 | -60.0 | |
-13 | 110 | 7.8 | 54.8 | -61.8 | -60.0 | |
-13 | 112 | 8.8 | 55.8 | -61.9 | -59.8 | |
-13 | 114 | 9.8 | 56.8 | -62.1 | -59.4 | |
-13 | 116 | 10.8 | 57.8 | -62.3 | -59.0 | |
22MHz (320 ksps) | Input (dBm) | GCW | Output (dBm) | Output (dBmv) | 2nd Harm (dBc) | 3rd Harm (dBc) |
-13 | 108 | 6.9 | 53.9 | -61.0 | -59.8 | |
-13 | 110 | 7.9 | 54.9 | -61.3 | -59.7 | |
-13 | 112 | 8.9 | 55.9 | -61.4 | -59.5 | |
-13 | 114 | 9.9 | 56.9 | -61.6 | -59.2 | |
-13 | 116 | 10.9 | 57.9 | -61.7 | -58.8 | |
22MHz (640 ksps) | Input (dBm) | GCW | Output (dBm) | Output (dBmv) | 2nd Harm (dBc) | 3rd Harm (dBc) |
-13 | 108 | 6.8 | 53.8 | -59.8 | -58.6 | |
-13 | 110 | 7.8 | 54.8 | -60.0 | -58.6 | |
-13 | 112 | 8.8 | 55.8 | -60.2 | -58.7 | |
-13 | 114 | 9.8 | 56.8 | -60.4 | -58.6 | |
-13 | 116 | 10.8 | 57.8 | -60.6 | -58.8 | |
22MHz (1280 ksps) | Input (dBm) | GCW | Output (dBm) | Output (dBmv) | 2nd Harm (dBc) | 3rd Harm (dBc) |
-13 | 109 | 7.1 | 54.1 | -58.4 | -58.0 | |
-13 | 111 | 8.1 | 55.1 | -58.8 | -58.1 | |
-13 | 113 | 9.1 | 56.1 | -59.1 | -58.1 | |
-13 | 115 | 10.1 | 57.1 | -59.2 | -57.7 | |
-13 | 117 | 11.0 | 58.0 | -59.4 | -57.4 | |
22MHz (2560 ksps) | Input (dBm) | GCW | Output (dBm) | Output (dBmv) | 2nd Harm (dBc) | 3rd Harm (dBc) |
-13 | 109 | 7.0 | 54.0 | -56.1 | -56.5 | |
-13 | 111 | 8.0 | 55.0 | -56.3 | -56.9 | |
-13 | 113 | 9.0 | 56.0 | -56.6 | -57.2 | |
-13 | 115 | 10.0 | 57.0 | -57.0 | -57.3 | |
-13 | 117 | 11.0 | 58.0 | -57.2 | -56.7 | |
22MHz (5120 ksps) | Input (dBm) | GCW | Output (dBm) | Output (dBmv) | 2nd Harm (dBc) | 3rd Harm (dBc) |
-13 | 109 | 7.1 | 54.1 | -53.5 | -54.6 | |
-13 | 111 | 8.1 | 55.1 | -54.1 | -55.0 | |
-13 | 113 | 9.1 | 56.1 | -54.6 | -55.1 | |
-13 | 115 | 10.1 | 57.1 | -54.9 | -55.1 | |
-13 | 117 | 11.1 | 58.1 | -55.4 | -55.3 |
表2. 2次および3次高調波でのDOCSIS 2.0仕様(57dBmV出力)
Modulation Rate (ksps) | 160 | 320 | 640 | 1280 | 2560 | 5120 |
2nd order harmonics DOCSIS 2.0 Spec. (dBc) | -47 | -50 | -50 | -50 | -50 | -50 |
3rd order harmonics DOCSIS 2.0 Spec. (dBc) | -47 | -50 | -50 | -50 | -50 | -50 |

図2.
図3.
表3. MAX3516の第2高調波対出力電力/周波数(+57dBmV~+61dBmV)
22MHz (160 ksps) | Input (dBm) | GCW | Output (dBm) | Output (dBmv) | 2nd Harm (dBc) | 3rd Harm (dBc) |
-13 | 108 | 10.0 | 57.0 | -66.0 | -60.7 | |
-13 | 110 | 11.0 | 58.8 | -66.5 | -60.7 | |
-13 | 112 | 12.0 | 59.0 | -67.0 | -59.7 | |
-13 | 114 | 13.0 | 60.0 | -67.7 | -58.4 | |
-13 | 116 | 14.0 | 61.0 | -68.5 | -56.5 | |
22MHz (320 ksps) | Input (dBm) | GCW | Output (dBm) | Output (dBmv) | 2nd Harm (dBc) | 3rd Harm (dBc) |
-13 | 108 | 10.0 | 57.0 | -64.8 | -60.3 | |
-13 | 110 | 11.0 | 58.0 | -65.1 | -60.0 | |
-13 | 112 | 12.0 | 59.0 | -65.6 | -59.1 | |
-13 | 114 | 13.0 | 60.0 | -66.3 | -58.0 | |
-13 | 116 | 14.0 | 61.0 | -67.0 | -56.4 | |
22MHz (640 ksps) | Input (dBm) | GCW | Output (dBm) | Output (dBmv) | 2nd Harm (dBc) | 3rd Harm (dBc) |
-13 | 108 | 10.0 | 57.0 | -63.1 | -59.8 | |
-13 | 108 | 11.0 | 58.0 | -63.4 | -59.8 | |
-13 | 110 | 12.0 | 59.0 | -63.7 | -59.1 | |
-13 | 112 | 13.0 | 60.0 | -64.4 | -58.4 | |
-13 | 114 | 14.0 | 61.0 | -65.0 | -56.6 | |
22MHz (1280 ksps) | Input (dBm) | GCW | Output (dBm) | Output (dBmv) | 2nd Harm (dBc) | 3rd Harm (dBc) |
-13 | 108 | 10.0 | 57.0 | -61.2 | -59.1 | |
-13 | 110 | 11.0 | 58.0 | -61.3 | -59.0 | |
-13 | 112 | 12.0 | 59.0 | -61.8 | -58.5 | |
-13 | 114 | 13.0 | 60.0 | -62.2 | -57.5 | |
-13 | 116 | 14.0 | 61.0 | -62.7 | -56.0 | |
22MHz (2560 ksps) | Input (dBm) | GCW | Output (dBm) | Output (dBmv) | 2nd Harm (dBc) | 3rd Harm (dBc) |
-13 | 108 | 9.8 | 56.8 | -58.0 | -57.7 | |
-13 | 110 | 10.8 | 57.8 | -58.5 | -57.7 | |
-13 | 112 | 11.8 | 58.8 | -59.0 | -57.4 | |
-13 | 114 | 12.8 | 59.8 | -59.5 | -56.7 | |
-13 | 116 | 13.8 | 60.8 | -59.8 | -55.6 | |
22MHz (5120 ksps) | Input (dBm) | GCW | Output (dBm) | Output (dBmv) | 2nd Harm (dBc) | 3rd Harm (dBc) |
-13 | 108 | 9.8 | 56.8 | -55.3 | -55.7 | |
-13 | 110 | 10.8 | 57.8 | -55.7 | -55.8 | |
-13 | 112 | 11.8 | 58.8 | -56.0 | -55.8 | |
-13 | 114 | 12.8 | 59.8 | -56.3 | -55.4 | |
-13 | 116 | 13.8 | 60.8 | -56.7 | -54.6 |
表4. 2次および3次高調波でのDOCSIS 2.0仕様(60dBmV出力)
Modulation Rate (ksps) |
160 |
320 |
640 |
1280 |
2560 |
5120 |
2nd order harmonics DOCSIS 2.0 Spec. (dBc) |
-47 |
-50 |
-50 |
-50 |
-50 |
-50 |
3rd order harmonics DOCSIS 2.0 Spec.
(dBc) |
-47 |
-50 |
-50 |
-50 |
-50 |
-50 |

図4.
図5.
表5. MAX3514 ACPR対出力電力/周波数
39MHz (160 ksps) |
Input (dBm) |
GCW |
Output (dBm) |
Output (dBmv) |
ACPR (dBc) |
-13 |
109 |
7.0 |
54.0 |
-55.5 |
|
-13 |
111 |
8.0 |
55.0 |
-54.4 |
|
-13 |
113 |
9.0 |
56.0 |
-53.2 |
|
-13 |
115 |
10.0 |
57.0 |
-52.0 |
|
-13 |
117 |
11.0 |
58.0 |
-50.9 |
|
39MHz (320 ksps) |
Input (dBm) |
GCW |
Output (dBm) |
Output (dBmv) |
ACPR (dBc) |
-13 |
109 |
7.0 |
54.0 |
-54.8 |
|
-13 |
111 |
8.0 |
55.0 |
-54.2 |
|
-13 |
113 |
9.0 |
56.0 |
-53.3 |
|
-13 |
115 |
10.0 |
57.0 |
-52.2 |
|
-13 |
117 |
11.0 |
58.0 |
-51.0 |
|
39MHz (640 ksps) |
Input (dBm) |
GCW |
Output (dBm) |
Output (dBmv) |
ACPR (dBc) |
-13 |
109 |
7.0 |
54.0 |
-53.9 |
|
-13 |
111 |
8.0 |
55.0 |
-53.3 |
|
-13 |
113 |
9.0 |
56.0 |
-52.1 |
|
-13 |
115 |
10.0 |
57.0 |
-51.4 |
|
-13 |
117 |
11.0 |
58.0 |
-50.2 |
|
39MHz (1280 ksps) |
Input (dBm) |
GCW |
Output (dBm) |
Output (dBmv) |
ACPR (dBc) |
-13 |
109 |
6.8 |
53.8 |
-52.2 |
|
-13 |
111 |
7.8 |
54.8 |
-51.6 |
|
-13 |
113 |
8.8 |
55.8 |
-50.8 |
|
-13 |
115 |
9.8 |
56.8 |
-50.0 |
|
-13 |
117 |
10.8 |
57.8 |
-48.6 |
|
39MHz (2560 ksps) |
Input (dBm) |
GCW |
Output (dBm) |
Output (dBmv) |
ACPR (dBc) |
-13 |
109 |
7.0 |
54.0 |
-49.3 |
|
-13 |
111 |
8.0 |
55.0 |
-48.4 |
|
-13 |
113 |
9.0 |
56.0 |
-48.0 |
|
-13 |
115 |
10.0 |
57.0 |
-47.1 |
|
-13 |
117 |
11.0 |
58.0 |
-46.3 |
|
39MHz (5120 ksps) |
Input (dBm) |
GCW |
Output (dBm) |
Output (dBmv) |
ACPR (dBc) |
-13 |
109 |
6.8 |
53.8 |
-46.2 |
|
-13 |
111 |
7.8 |
54.8 |
-45.6 |
|
-13 |
113 |
8.8 |
55.8 |
-45.1 |
|
-13 |
115 |
9.8 |
56.8 |
-44.3 |
|
-13 |
117 |
10.8 |
57.8 |
-43.5 |
表6. 隣接チャネル電力比のDOCSIS 2.0仕様
Modulation Rate (ksps) |
160 |
320 |
640 |
1280 |
2560 |
5120 |
ACPR DOCSIS 2.0 SPec. (dBc) |
-47 |
-47 |
-46 |
-45 |
-44 |
-42 |
表7. MAX3516 ACPR対出力電力/周波数
39MHz (160 ksps) |
Input (dBm) |
GCW |
Output (dBm) |
Output (dBmv) |
ACPR (dBc) |
-13 |
109 |
10.2 |
57.2 |
-52.0 |
|
-13 |
111 |
11.2 |
58.2 |
-50.9 |
|
-13 |
113 |
12.2 |
59.2 |
-49.4 |
|
-13 |
115 |
13.2 |
60.2 |
-47.8 |
|
-13 |
117 |
14.2 |
61.2 |
-46.0 |
|
39MHz (320 ksps) |
Input (dBm) |
GCW |
Output (dBm) |
Output (dBmv) |
ACPR (dBc) |
-13 |
108 |
9.9 |
56.9 |
-52.2 |
|
-13 |
110 |
10.8 |
57.8 |
-50.9 |
|
-13 |
112 |
11.8 |
58.8 |
-49.8 |
|
-13 |
114 |
12.8 |
59.8 |
-48.4 |
|
-13 |
116 |
13.8 |
60.8 |
-46.9 |
|
39MHz (640 ksps) |
Input (dBm) |
GCW |
Output (dBm) |
Output (dBmv) |
ACPR (dBc) |
-13 |
109 |
10.3 |
57.3 |
-50.7 |
|
-13 |
111 |
11.2 |
58.2 |
-49.8 |
|
-13 |
113 |
12.2 |
59.2 |
-48.7 |
|
-13 | 115 | 13.2 | 60.2 | -47.3 | |
-13 | 117 | 14.2 | 61.2 | -45.7 | |
39MHz (1280 ksps) | Input (dBm) | GCW | Output (dBm) | Output (dBmv) | ACPR (dBc) |
-13 | 109 | 10.1 | 57.1 | -49.6 | |
-13 | 111 | 11.0 | 58.0 | -48.7 | |
-13 | 113 | 12.1 | 59.1 | -47.6 | |
-13 | 115 | 13.0 | 60.0 | -46.5 | |
-13 | 117 | 14.0 | 61.0 | -44.9 | |
39MHz (2560 ksps) | Input (dBm) | GCW | Output (dBm) | Output (dBmv) | ACPR (dBc) |
-13 | 109 | 10.2 | 57.2 | -46.7 | |
-13 | 111 | 11.1 | 58.1 | -46.0 | |
-13 | 113 | 12.1 | 59.1 | -45.0 | |
-13 | 115 | 13.1 | 60.1 | -43.8 | |
-13 | 117 | 14.1 | 61.1 | -42.6 | |
39MHz (5120 ksps) | Input (dBm) | GCW | Output (dBm) | Output (dBmv) | ACPR (dBc) |
-13 | 109 | 10.2 | 57.2 | -43.8 | |
-13 | 111 | 11.2 | 58.2 | -43.1 | |
-13 | 113 | 12.2 | 59.2 | -42.2 | |
-13 | 115 | 13.2 | 60.2 | -41.4 | |
-13 | 117 | 14.2 | 61.2 | -40.3 |
表8. 隣接チャネル電力比のDOCSIS 2.0仕様
Modulation Rate (ksps) | 160 | 320 | 640 | 1280 | 2560 | 5120 |
ACPR DOCSIS 2.0 SPec. (dBc) | -47 | -47 | -46 | -45 | -44 | -42 |

図6.
図7.
結論
表1、3、5、7のテスト結果は、MAX3514/MAX3516がDOCSIS 2.0の規格を満たしていることを示しています。
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