개요: 이 애플리케이션 노트에서는 DS317x 및 DS318x LIU 트랜시버 상의 리턴 손실을 측정하고 향상시키는 방법을 설명한다. 표준 시험 셋업을 향상시키면 T3/E3 트랜시버를 비롯해 LIU 내장 ATM/패킷 PHY에 대한 업계 표준 규격을 만족하는 리턴 손실을 얻을 수 있다.
머리말
이 애플리케이션 노트에서는 DS317x 및 DS318x T3/E3 트랜시버 상의 리턴 손실을 측정하고 향상시키는 방법을 설명한다. 리턴 손실은 무엇이며, 업계 표준이 요구하는 리턴 손실 규격은 어떤지 알아본다. 먼저 표준 시험 셋업을 사용하여 리턴 손실을 측정하고, 그런 다음 향상시킨 조정된 셋업으로 다시 측정한다. 최종 시험 데이터는 여기서 제안하는 설계로 인한 향상이 리턴 손실이 업계 규격을 만족하도록 만든다는 것을 보여준다.
이 애플리케이션 노트는 다음 제품에 적용된다.
T3/E3 트랜시버
LIU가 내장된 ATM/패킷 PHY
DS3171
DS3181
DS3172
DS3182
DS3173
DS3183
DS3174
DS3184
리턴 손실 정의
불완전하게 종단된 전송 라인의 끝에 고속 신호가 도달하는 경우, 전송 라인은 송신기로 되돌아가는 신호 에너지의 일부를 반사한다. 이렇게 반사된 신호는 원래의 신호와 섞여 원 신호를 왜곡시킨다. 결과적으로, LIU 수신기가 클록과 데이터를 정확하게 복구하는 것이 더 어려워진다.
리턴 손실은 원 신호의 출력과 반사된 신호의 출력의 비율이다(dB로 표시). 간단히 설명하면, 리턴 손실은 반사된 신호의 상대적 크기를 나타내고, 따라서 전송 라인이 얼마나 완벽하게 또는 불완전하게 종단되었는지를 나타낸다. 만약 LIU 카드의 측정된 리턴 손실이 주어진 주파수에서 20dB라면, 반사된 신호는 같은 주파수에서 원 신호보다 20dB 더 낮은 출력을 갖는다.
리턴 손실 요구조건
ITU G.703과 ETS 300-686은 모두 E3에 대한 입력 리턴 손실 요구조건을 규정하고 있으며 표 1에 나와 있다. 출력 리턴 손실 요구조건은 표 2에서 볼 수 있다.
표 1. 입력 포트 최소 리턴 손실
주파수 범위 (kHz)
리턴 손실 (dB)
860 ~ 1720
12
1720 ~ 34368
18
34368 ~ 51550
14
표 2. 출력 포트 최소 리턴 손실
주파수 범위 (kHz)
리턴 손실 (dB)
860 ~ 1720
6
1720 ~ 51550
8
리턴 손실의 측정
E3 리턴 손실을 측정하기 위한 시험 셋업 및 절차는 ETS 300-686 규격의 A.2.5 및 A.2.6 항에 설명되어 있다. 그림 1의 시험 구성은 입력 리턴 손실을 측정하고 표 1에 나와있는 요구조건의 준수를 검증하기 위해 설계되었다. 출력 리턴 손실 구성은 동일한 장치를 사용하지만, 장치를 수신기 입력에 연결하는 대신 송신기 출력에 연결한다.
그림 1 셋업에서 리턴 손실 브리지는 Wide Band Engineering Company, Inc.의 A57TLSTD이다. 2개의 50Ω/75Ω 임피던스 컨버터(Wide Band Engineering의 A65L)는 50Ω발생기와 50Ω 스펙트럼 분석기 포트를 가진 75Ω 브리지를 인터페이스한다. 리턴 손실 브리지에는 브리지 오른쪽에 정밀 75Ω 저항이 내장되어 있다. Advantest R3132 스펙트럼 분석기는 신호 발생기와 스펙트럼 분석기의 두 가지 기능을 수행한다.
그림 1. 리턴 손실 측정을 위한 셋업
그림 1 셋업에서 발생기는 860kHz ~ 51,550kHz 범위의 주파수에서 1V 피크 정현파 신호를 발생시킨다.
리턴 손실을 측정하기 전에 시험 셋업을 확인하기 위해 그림 1의 왼쪽에 있는 브리지의 NTP 인터페이스를 75Ω ±0.25Ω 시험 부하에 연결해야 한다. Maxim 셋업에서 이 정밀 저항은 리턴 손실 브리지가 포함된 Wide Band Engineering 제품이다. 이러한 시험 부하를 사용할 경우 리턴 손실은 표 1에 표시된 요구조건보다 20dB 더 높아야 한다. 그림 2는 Maxim 셋업으로 측정한 리턴 손실을 보여준다. 이 셋업은 1720kHz에서 45.27dB 리턴 손실이 측정되었다.
그림 2. 75Ω 시험 부하의 리턴 손실
표준 330Ω 터미네이션 저항을 사용하여 브리지의 NTP 인터페이스를 DS3174DK 또는 DS3184DK 설계 킷의 수신기에 연결한 경우, 그림 3과 그림 4에서 보듯이, 34.37MHz에서 측정된 리턴 손실은 DS3174은 16.86dB, DS3184는 16.43dB이다. 이 값은 표 1의 요구조건을 만족하지 않는다.
그림 3. 34.37MHz에서 터미네이션 네트워크를 사용한 DS317x의 리턴 손실
그림 4. 34.37MHz에서 터미네이션 네트워크를 사용한 DS318x의 리턴 손실
표준 330Ω 터미네이션 저항을 사용하여 브리지의 NTP 인터페이스를 DS3174DK 또는 DS3184DK 설계 킷의 수신기에 연결하였다. 그림 5와 그림 6은 51.55MHz에서 측정된 리턴 손실을 보여주고 있는데, DS3174는 12.80dB이고, DS3184는 13.55dB이다. 이 리턴 손실값도 표 1의 요구조건을 만족하지 않는다.
따라서 정의된 요구조건을 만족하기 위해서는 리턴 손실을 향상시켜야 한다는 것을 분명하게 알 수 있다.
그림 5. 51.55MHz에서 터미네이션 네트워크를 사용한 DS317x의 리턴 손실
그림 6. 51.55MHz에서 터미네이션 네트워크를 사용한 DS318x의 리턴 손실
DS317x 및 DS318x의 리턴 손실 향상시키기
100nH 인덕터를 1차 코일과 직렬로 추가하면 이러한 LIU 상의 리턴 손실을 향상시킬 수 있다. DS317xDK와 DS318xDK 설계 킷 보드에 이러한 변경을 수행해보았다. 그림 7은 DS317x 및 DS318x 수신기를 위해 이와 같이 개선된 표준 터미네이션 네트워크를 보여준다.
그림 7. DS317x 및 DS318x LIU를 위한 개선된 터미네이션 네트워크
그림 8은 100nH 인덕터와 330Ω 터미네이션 저항을 사용한 경우 DS317x에 대한 리턴 손실이 34.37MHz에서 21.65dB임을 보여주고 있다. 그림 9는 100nH 인덕터와 330Ω 터미네이션 저항을 사용한 경우 DS318x에 대한 리턴 손실이 34.37MHz에서 22.16dB임을 보여준다. 이 두 리턴 손실 값은 모두 표 1의 요구조건을 만족한다.
그림 8. 34.37MHz에서 수정된 터미네이션 네트워크를 사용한 DS317x의 리턴 손실
그림 9. 34.37MHz에서 수정된 터미네이션 네트워크를 사용한 DS318x의 리턴 손실
그림 10은 100nH 인덕터와 330Ω 터미네이션 저항을 사용한 경우 DS317x에 대한 리턴 손실이 51.55MHz에서 16.85dB임을 보여주고 있다. 그림 11은 100nH 인덕터와 330Ω 터미네이션 저항을 사용한 경우 DS318x에 대한 리턴 손실이 51.55MHz에서 15.49dB임을 보여준다. 이 두 리턴 손실값은 모두 표1의 요구조건을 만족한다.
그림 10. 51.55MHz에서 수정된 터미네이션 네트워크를 사용한 DS317x의 리턴 손실
그림 11. 51.55MHz에서 수정된 터미네이션 네트워크를 사용한 DS318x의 리턴 손실
결론
위에서 설명한 리턴 손실 측정 기법과 터미네이션 저항 조정은 Maxim의 다른 DS3/E3/STS-1 라인 인터페이스 유닛(LIU)과 트랜시버(SCT)에도 적용할 수 있다. 리턴 손실 규격을 만족하기 위한 설계 수정에 대한 결정은 이상적인 330Ω 터미네이션 저항을 사용하여 보드를 측정한 후 수행되어야 한다. 330Ω 저항을 사용한 리턴 손실 요구조건이 만족되지 않는 경우, 필요에 따라 터미네이션 저항 값을 조정하거나 또는 인덕터를 1차 코일에 직렬로 추가하여 리턴 손실 요구조건을 만족시킨다.
리턴 손실에 대한 추가적인 의문사항이나 Maxim 텔레콤 제품 사용에 관한 기타 사항은 기술 지원 센터를 통해 Telecom 제품 애플리케이션 지원팀에 이메일 또는 전화 972-371-6555로 문의한다.
다운로드, PDF 형식
