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【做信号链,你需要了解的高速信号知识(三)】 高速的挑战 – 传输链路的损耗和均衡

时间:2024-04-08 16:07:09

高速进级迭代的抵触在于,消费者对功能的需要驱动着旌旗灯号速度成倍的增进,消费者对便捷性的需要使得传输线无奈收缩,消费者对低成本的寻求请求材和传输线不克不及太贵,这就致使ISI颤动变得愈来愈紧张。平衡(Equalization)便是为了应答ISI颤动,而被普遍使用的黑科技。既然ISI颤动的本源,是传输链路对分歧频次旌旗灯号消耗的差别,平衡便是要想设施赔偿掉这个差别,让分歧频次旌旗灯号的幅度都能坚持匀称。

依据平衡技术所应用的地位,普通分为发送端平衡(Tx EQ)和接受端平衡(Rx EQ)。

发送端平衡普通接纳前向平衡(FFE, Feed Forward Equalization) 手艺,用一组合营乘法器和,依据以后bit位r(n)遭到前多少bits r(n-1) 、r(n-2) 、r(n-3)…的影响,来批改r(n)的电压值。典范的表达式是:

e(n)=r(n)*k1+r(n-1)*k2+…

这个表达式有N项,就称之为N阶FFE,代表以后bit的,遭到本身及前(N-1) bits的影响。在高速串行中使用最普遍的“预加剧/去加剧“(Pre/De-emphasis)手艺,便是一个二阶的FFE,它会依据以后bit和前1 bit的逻辑状况,来调解以后bit的电平。

咱们来看一个Pre-emphasis的实在案例。当发送端的旌旗灯号不做任何处置时,发送端是很圆满的;一旦旌旗灯号经太长背板传输以后,紧张的ISI颤动会致使眼图简直闭合(例1)。当发送端增添3.5dB预加剧时,会将频次较高的跳变沿旌旗灯号(Transition Bits,指的是与前一bit逻辑状况分歧的bit,如01码型中的1,或110码型中的0等) 的幅度加强3.5dB。这些预先的加强会部份抵消长背板的消耗,从而分歧码型的电平在抵达接受端时基础相称,ISI颤动就大幅降低了。接受端的眼图无论是眼高眼宽,仍是颤动,都有异常显然的改良(例2)。

发送端平衡对眼图的影响

如果说发送端平衡是未雨缱绻,那末接受端平衡便是亡羊补牢。当ISI 颤动曾经通报到了接受端,接受端应当若何举行平衡,测验考试失掉更好的眼图呢?接受端平衡普通接纳CTLE(继续时候线性平衡)或DFE(负反馈平衡),或两者连系的体式格局,来下降数据的ISI颤动。

DFE平衡和FFE近似,分歧的是DFE有负反馈调理性能。经由过程负反馈,能够自适应平衡系数,以达到最好的平衡结果。同时, DFE不仅能排除ISI颤动,关于通道间的串扰也能供应必定的赔偿结果,关于的晋升用途很大。

CTLE 的完成要领和有点像,完成的是一个类似的结果。下图是一组典范的CTLE滤波器,低频衰减大,而高频衰减小。这个滤波曲线,和传输链路的消耗恰好构成互补(传输链路拔出消耗是低频衰减小,而高频衰减大)。在接受端,完成了分歧频次间匀称的整体消耗,从而降低了ISI颤动。CTLE和DFE/FFE分歧,它不依附参考时钟,在继续时候域上对旌旗灯号举行平衡;而DFE/FFE是数字域上的平衡,必需要先有参考时钟,来区别分歧的bit,能力举行平衡。接受端经常应用CTLE和DFE的组合,先用CTLE关上近乎闭合的眼图,恢复出时钟,再用DFE进一步平衡赔偿。

典范的CTLE平衡类似于带通滤波器

设想为了解决ISI题目,经常需要在链路消耗和平衡手艺之间做出综合思量。泰克的SDLA能够模仿发送端的Tx EQ和接受端的Rx EQ,还能模仿传输链路的分歧消耗。

SDLA软件支撑发送端、接受端平衡,以及链路嵌入/去嵌模仿

让你在产物设想的早期,就可以预估链路的ISI颤动,索求和测验考试最好的平衡组合以下降ISI颤动,大幅缩小产物研发的时候。

发送端眼图,经由过程SDLA通道嵌入失掉的接受端眼图,经由过程SDLA平衡失掉的终究眼图

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