現(xiàn)代專用集成電路(ASIC)中的串行器與解串器(SERDES)與現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)通常能夠獲得損耗最多30dB的優(yōu)異的跨信道連接性能。更長或損耗更大的信道通常需要重定時器或中繼器等信號調(diào)節(jié)器的幫助。這些器件能夠補(bǔ)償長信道的影響,為系統(tǒng)提供驅(qū)動額外距離的必要能力。
中繼器或重定時器的一項主要功能是補(bǔ)償信道的插入損耗。這一功能可以分解為接收均衡和發(fā)送均衡。接收均衡電路通常由連續(xù)時間線性均衡器(CTLE)組成,偶爾由判決反饋均衡器(DFE)組成。去加重或有限脈沖響應(yīng)濾波器(FIR)是發(fā)送均衡電路的通常選項。接收均衡電路為長信道進(jìn)行放大信號,補(bǔ)償頻率相關(guān)的損耗。發(fā)送均衡電路會調(diào)整發(fā)射信號的形狀,使信號在經(jīng)過信道減弱后更容易恢復(fù)。
對于接收均衡和發(fā)送均衡而言,施加適量均衡非常重要。施加的均衡太小(均衡不足)會使信號無法完全恢復(fù)。但施加過多均衡(均衡過度)也會出現(xiàn)問題,因為過度均衡波形會干擾接收器恢復(fù)數(shù)據(jù)的能力。
圖1為眼圖的兩個例子。一個眼圖為信道進(jìn)行了合適的調(diào)整(左圖),而另一個眼圖則顯示了過度均衡的信號(右圖)。
圖1:調(diào)整適當(dāng)眼圖與過度均衡眼圖
兩幅眼圖在0V交匯處差異最大。右側(cè)過度均衡的眼圖顯示上升沿和下降沿均有分離。這一現(xiàn)象通常稱為“雙條帶”。雙條帶會干擾接收器正常探測頻率或與輸入數(shù)據(jù)保持正確相位關(guān)系的能力。
使用示波器的抖動分解功能,可以在圖2中看到過度均衡的眼圖是如何顯示雙峰抖動內(nèi)容的。換而言之,抖動分布在兩個頻率上,平均值為數(shù)據(jù)速率,而非實際數(shù)據(jù)速率本身。進(jìn)一步的測試表明,這一雙峰抖動分布與數(shù)據(jù)相關(guān)抖動有關(guān),會受均衡器所施加均衡量的直接影響。
圖2:調(diào)整適當(dāng)與過度均衡眼圖的抖動分解
過度均衡會有多種體現(xiàn)方式;圖3為更經(jīng)典的例子。左側(cè)為適當(dāng)均衡的眼圖。右側(cè)過度均衡的眼圖顯示出雙條帶眼圖沿和位元轉(zhuǎn)換的幅度過大。在這種情況下,位元轉(zhuǎn)換的過大幅度會導(dǎo)致與系統(tǒng)規(guī)格發(fā)生邏輯高和邏輯低電平相容性的匹配問題。還要注意抖動輪廓之間的差異。
圖3:過度均衡的另一種體現(xiàn)方式——過沖雙條帶
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