均衡器技術(shù)研究-基礎(chǔ)電子

精品文檔-下載后可編輯均衡器技術(shù)研究-基礎(chǔ)電子1引言

在信號(hào)的高速長(zhǎng)距離傳輸中，電纜可以看成有損的傳輸線。它具有高通濾波器的特性。從頻域的角度看，電纜是個(gè)帶限網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)發(fā)送器的信號(hào)經(jīng)電纜傳輸時(shí)，信號(hào)的高頻分量被衰減，電纜的趨附效應(yīng)使高頻分量的傳輸速度慢于信號(hào)的低頻分量，信號(hào)出現(xiàn)頻散。從時(shí)域的角度看，信號(hào)的頻散使接收到的信號(hào)幅度降低，脈寬變大。當(dāng)前碼元收到以前碼元能量的干擾，特別是在一串連續(xù)不變的信號(hào)后出現(xiàn)一個(gè)脈沖切換，而后又保持不變的情況下，該脈沖會(huì)因電纜的帶限效應(yīng)，出現(xiàn)嚴(yán)重的失真，如果脈沖幅度達(dá)不到接收器的檢測(cè)閾值，該信號(hào)就不能正確檢測(cè)出來(lái)。即使勉強(qiáng)檢測(cè)了，脈沖寬度也會(huì)減小。因此，為了減小傳輸數(shù)據(jù)的誤碼率，在接收器的前端通常要加入均衡器，以補(bǔ)償電纜對(duì)信號(hào)的衰減。通常來(lái)說(shuō)，當(dāng)數(shù)據(jù)率達(dá)到1Gbps，就必須使用均衡器。

發(fā)送信號(hào)經(jīng)過(guò)具有低通特性的電纜后被衰減，為了補(bǔ)償被衰減的信號(hào)，均衡器應(yīng)該高通來(lái)增強(qiáng)接收信號(hào)的高頻成分。理想情況下，經(jīng)均衡器補(bǔ)償后的信號(hào)頻響應(yīng)為全同特性，被電纜衰減的頻率成分被全部補(bǔ)償。但考慮到均衡器本身也是帶限系統(tǒng)，在高頻時(shí)，均衡器的頻響也呈現(xiàn)低通衰減趨勢(shì)，因此，在均衡器的設(shè)計(jì)中要保證在信號(hào)頻率及其低次諧波如二階、三階分量能被補(bǔ)償?？紤]到實(shí)際電路實(shí)現(xiàn)時(shí)，電路及外部噪聲是不可避免的，因此要求均衡器在高頻時(shí)呈現(xiàn)低通。

2各種均衡技術(shù)

2．1發(fā)送器預(yù)均衡技術(shù)

所謂預(yù)加重，就是在發(fā)送器端預(yù)先增加信號(hào)高頻分量的能量。通過(guò)設(shè)計(jì)，使預(yù)加重的信號(hào)分量和線上衰減疊加后剛好抵消，從而在接收端產(chǎn)生一個(gè)平坦的頻率響應(yīng)特性。因其設(shè)計(jì)上相對(duì)簡(jiǎn)單，是早應(yīng)用于LVDS收發(fā)器的一種均衡技術(shù)。

因?yàn)椴⑿袛?shù)據(jù)總線通?？梢杂脕?lái)給FIR(有限脈寬響應(yīng))濾波器作數(shù)據(jù)輸入，預(yù)加重也可以采用FIR濾波器實(shí)現(xiàn)。4階的FIR濾波器實(shí)現(xiàn)的預(yù)加重均衡器的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

圖中，和第三階用來(lái)消除由前兆位(precursor)和后兆位(post—cursor)導(dǎo)致的碼間干擾(LSD，而第四階的作用是消除由于線上阻抗不匹配導(dǎo)致的反射。第二階與當(dāng)前位成正比。四個(gè)2位數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)相當(dāng)于一個(gè)FIR濾波器的乘法器。其輸入信號(hào)來(lái)自串行化器。FIR系數(shù)由控制這些DAC的舵電流(steeringcurrent)來(lái)設(shè)置，這個(gè)控制還需要另外四個(gè)6位的DAC。四個(gè)DAC的輸出電流在輸出節(jié)點(diǎn)相加，然后通過(guò)片外的端接電阻轉(zhuǎn)換成電壓。采用FIR濾波器實(shí)現(xiàn)的好處是可以做到更加，特別是當(dāng)均衡器不適合自適應(yīng)系統(tǒng)的條件下，這個(gè)優(yōu)點(diǎn)是比較重要的。但其結(jié)構(gòu)太過(guò)復(fù)雜，有時(shí)候根本就不需要。而采用模擬的方法則可以彌