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一种适用于高速接口电路的新型均衡电路

发布时间:2020-06-30 19:34:07 阅读: 来源:异型管厂家

1引言

传输线与印制PCB背板损耗已成为限制高速信号传输速度的主要因素.在信号传输过程中,趋肤效应和介电损耗对信号高频分量的影响尤其严重.同时,信号的高频衰减会引起强烈的码间干扰(ISI),对后级时钟数据的恢复增加了难度,导致更高的误码率.为了改善信号传输效果,降低整个信号传输系统的误码率,通常要对信号高频成分进行补偿,其中最典型的方法有预加重和均衡器技术.本文提出一种新型均衡滤波电路结构,在传统源级负反馈均衡器的基础上运用有源电感和对称负载技术,优化电路均衡效果。

2均衡技术

从频域角度看,电缆或者传输线有低通特性,信号经过传输线时,高频分量幅度衰减,衰减和损耗的程度与频率成正比.这样信号就有可能丢失,出现严重的码间干扰,使得系统误码率增大.因此,为了降低整个系统的误码率,需要采用均衡技术对信号进行高频补偿.对采用均衡技术的位置不同,可以分为前级均衡与后级均衡.前级均衡技术代表有预加重技术,人为地加重(提升)发射机输入调制信号的高频分量;后级均衡是在输入端对信号进行滤波,对高低频信号有选择的以不同增益放大,以抵消在传输线上衰减的部分,其各自幅频特性如图1所示.预加重技术通常通过输出信号相位移动后叠加产生效果,从图1(a)中可以看出,接收端信号实际是整体衰减的;在接收端设置均衡器是对衰减后的信号进行放大,使后级接收到的信号趋近于未衰减,图1(b)所示.本文接收器电路中采用的均衡器为后级均衡。

3传统源极负反馈均衡器

传统均衡器结构如图2(a)所示,其中M5,M6为MOS电容,M7管工作在深线性区与RM并联,作为一个可调电阻,当控制电压不同时,可调节该管阻抗,以调节不同的均衡度.半边等效电路(图2(b))分析,该电路传输函数为:

从公式可以看出,该传输函数中含有两个极点一个零点,其中主级点和零点分别为位于-(2+2gmRM)/2C1RM和-2/C1RM.零点在极点之前,通过调节RM阻值与MOS电容大小,可调节该零点与其他极点相对位置,通过零点的作用对高频信号进行补偿,使电路幅频特性曲线在平带后跟随一段增益放大区域.对于这种结构来说,电阻RM为低频通路,而电容C1为高频通路,采用这一结构无需增加高低频通路求和电路,实现简单且不会带来高低频通路不匹配的影响.然而,传统均衡器由于只使用一个补偿零点产生均衡效果,均衡效果有限.同时,使用电阻负载在工艺实现中会带来更大误差,这对电路性能及均衡效果有很多不利因素。

4改进型源极负反馈均衡器

为了改进传统源极负反馈均衡器效果不理想的情况,一般采用片上电感的方式,通过增加零点个数提高均衡效果和系统带宽.但片上电感成本较高,同时占用较大的芯片面积,不便于集成.为了同时获得更好的噪声抑制特性和更高的带宽,本电路同时运用了对称负载和有源电感结构,得到基于源极负反馈的新型均衡器结构,如图3(a)所示。 电路相关文章:电路分析基础

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