一種適用于高速接口電路的新型均衡電路

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　　傳輸線與印制ＰＣＢ背板損耗已成為限制高速信號(hào)傳輸速度的主要因素．在信號(hào)傳輸過(guò)程中，趨膚效應(yīng)和介電損耗對(duì)信號(hào)高頻分量的影響尤其嚴(yán)重．同時(shí)，信號(hào)的高頻衰減會(huì)引起強(qiáng)烈的碼間干擾（ＩＳＩ），對(duì)后級(jí)時(shí)鐘數(shù)據(jù)的恢復(fù)增加了難度，導(dǎo)致更高的誤碼率．為了改善信號(hào)傳輸效果，降低整個(gè)信號(hào)傳輸系統(tǒng)的誤碼率，通常要對(duì)信號(hào)高頻成分進(jìn)行補(bǔ)償，其中最典型的方法有預(yù)加重和均衡器技術(shù)．本文提出一種新型均衡濾波電路結(jié)構(gòu)，在傳統(tǒng)源級(jí)負(fù)反饋均衡器的基礎(chǔ)上運(yùn)用有源電感和對(duì)稱(chēng)負(fù)載技術(shù)，優(yōu)化電路均衡效果。

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　　從頻域角度看，電纜或者傳輸線有低通特性，信號(hào)經(jīng)過(guò)傳輸線時(shí)，高頻分量幅度衰減，衰減和損耗的程度與頻率成正比．這樣信號(hào)就有可能丟失，出現(xiàn)嚴(yán)重的碼間干擾，使得系統(tǒng)誤碼率增大．因此，為了降低整個(gè)系統(tǒng)的誤碼率，需要采用均衡技術(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行高頻補(bǔ)償．對(duì)采用均衡技術(shù)的位置不同，可以分為前級(jí)均衡與后級(jí)均衡．前級(jí)均衡技術(shù)代表有預(yù)加重技術(shù)，人為地加重（提升）發(fā)射機(jī)輸入調(diào)制信號(hào)的高頻分量；后級(jí)均衡是在輸入端對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波，對(duì)高低頻信號(hào)有選擇的以不同增益放大，以抵消在傳輸線上衰減的部分，其各自幅頻特性如圖１所示．預(yù)加重技術(shù)通常通過(guò)輸出信號(hào)相位移動(dòng)后疊加產(chǎn)生效果，從圖１（ａ）中可以看出，接收端信號(hào)實(shí)際是整體衰減的；在接收端設(shè)置均衡器是對(duì)衰減后的信號(hào)進(jìn)行放大，使后級(jí)接收到的信號(hào)趨近于未衰減，圖１（ｂ）所示．本文接收器電路中采用的均衡器為后級(jí)均衡。

　　３　傳統(tǒng)源極負(fù)反饋均衡器

　　傳統(tǒng)均衡器結(jié)構(gòu)如圖２（ａ）所示，其中Ｍ５，Ｍ６為ＭＯＳ電容，Ｍ７管工作在深線性區(qū)與ＲＭ并聯(lián)，作為一個(gè)可調(diào)電阻，當(dāng)控制電壓不同時(shí)，可調(diào)節(jié)該管阻抗，以調(diào)節(jié)不同的均衡度．半邊等效電路（圖２（ｂ））分析，該電路傳輸函數(shù)為：

　　從公式可以看出，該傳輸函數(shù)中含有兩個(gè)極點(diǎn)一個(gè)零點(diǎn)，其中主級(jí)點(diǎn)和零點(diǎn)分別為位于－?。ǎ玻玻纾恚遥停玻茫保遥秃停玻茫保遥汀。泓c(diǎn)在極點(diǎn)之前，通過(guò)調(diào)節(jié)ＲＭ阻值與ＭＯＳ電容大小，可調(diào)節(jié)該零點(diǎn)與其他極點(diǎn)相對(duì)位置，通過(guò)零點(diǎn)的作用對(duì)高頻信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，使電路幅頻特性曲線在平帶后跟隨一段增益放大區(qū)域．對(duì)于這種結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，電阻ＲＭ為低頻通路，而電容Ｃ１為高頻通路，采用這一結(jié)構(gòu)無(wú)需增加高低頻通路求和電路，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單且不會(huì)帶來(lái)高低頻通路不匹配的影響．然而，傳統(tǒng)均衡器由于只使用一個(gè)補(bǔ)償零點(diǎn)產(chǎn)生均衡效果，均衡效果有限．同時(shí)，使用電阻負(fù)載在工藝實(shí)現(xiàn)中會(huì)帶來(lái)更大誤差，這對(duì)電路性能及均衡效果有很多不利因素。

４　改進(jìn)型源極負(fù)反饋均衡器

　　為了改進(jìn)傳統(tǒng)源極負(fù)反饋均衡器效果不理想的情況，一般采用片上電感的方式，通過(guò)增加零點(diǎn)個(gè)數(shù)提高均衡效果和系統(tǒng)帶寬．但片上電感成本較高，同時(shí)占用較大的芯片面積，不便于集成．為了同時(shí)獲得更好的噪聲抑制特性和更高的帶寬，本電路同時(shí)運(yùn)用了對(duì)稱(chēng)負(fù)載和有源電感結(jié)構(gòu)，得到基于源極負(fù)反饋的新型均衡器結(jié)構(gòu)，如圖３（ａ）所示。