張洺誠(chéng)

摘?要：研究將重點(diǎn)結(jié)合第一種——LVPECVL到LVPECVL之間的差分信號(hào)互連作為主要分析對(duì)象，從直流耦合的角度以及交流耦合的角度和交流耦合電容選擇等方法三個(gè)方面做出相應(yīng)的探索與分析，希望能為后續(xù)的研究工作開展提供相應(yīng)的支撐和幫助。

關(guān)鍵詞：高速差分信號(hào);LVPECL;互連;直流耦合;交流耦合

隨著當(dāng)前數(shù)據(jù)信息的發(fā)展以及水對(duì)數(shù)據(jù)信息業(yè)務(wù)量的需求不斷加大，目前相關(guān)學(xué)者在這一研究領(lǐng)域中將研究重點(diǎn)放在了如何有效提升數(shù)據(jù)的互連質(zhì)量、如何有效促進(jìn)數(shù)據(jù)的互連效果、如何實(shí)現(xiàn)對(duì)高速差分信號(hào)的穩(wěn)定運(yùn)行?；谝陨先齻€(gè)問(wèn)題，需要從一個(gè)根本上對(duì)其進(jìn)行探索——通過(guò)合理的、科學(xué)的方法有效解決告訴IC芯片的互連問(wèn)題，進(jìn)而提升高速差分信號(hào)的互連質(zhì)量。在此，研究將主要針對(duì)其中一種互連方法對(duì)其進(jìn)行研究，在LVPECL互連模式下，需要應(yīng)用高速數(shù)字系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行支撐，而且需要結(jié)合不同的連接端口設(shè)計(jì)相應(yīng)的IC芯片連接標(biāo)準(zhǔn)。這樣才能從根本上解決這一問(wèn)題，推動(dòng)告訴差分信號(hào)LVPECL互連的有效發(fā)展與建設(shè)。

一、直流耦合

LVPECL的標(biāo)準(zhǔn)輸出是基于50歐姆阻抗跨接至Vcc-2V的電平上完成的，這一環(huán)節(jié)有效的組建了基于直流耦合下的LVPECL連接渠道。在此，研究將對(duì)這一電路急性方程式的構(gòu)造與設(shè)計(jì)。首先：Vcc-2V=Vcc°（R2）/（R1+R2）其次：（R1°R2）/（R1+R2）=50Ω。在此，對(duì)這一方程進(jìn)行解析，可得出結(jié)論為：R1=（50°Vcc）/（Vcc-2V），R2=25°Vcc。在3.3V的供電過(guò)程中，需要按照5%的精準(zhǔn)度對(duì)電阻進(jìn)行選擇，其中，R1是130歐姆，R2是82歐姆。在5的供電過(guò)程中，R1是82歐姆，R2是130歐姆。

二、交流耦合

在LVPECL之間的交流和電路中，需要確保交流耦合的輸出值在50歐姆以上，且需要確保這一終端負(fù)載的穩(wěn)定性和可靠性。在此，需要對(duì)LVPECL的輸出端展開重點(diǎn)的分析與研究，而且需要針對(duì)交流耦合電路的直流偏置電阻展開研究與分析。在這一背景下，LVPECL的輸出共模電壓一定要穩(wěn)定的控制在Vcc-1.3V，而且，在選取直流偏置電阻的時(shí)候，還需要針對(duì)直流偏置電阻為其提供14mA的到地通路。LVPECL在輸入直流偏壓的時(shí)候，電壓需要控制在Vcc-1.3V，而且需要對(duì)輸入阻抗進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其能夠與傳輸線阻抗保持統(tǒng)一水平線。針對(duì)這一電路圖，對(duì)其進(jìn)行方程式的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。首先：（Vcc-1.3V）/（14mA）=R1;其次，Vcc-1.3V=Vcc°（R3）/（R2+R3）;然后，R2//R3≈50Ω。通過(guò)對(duì)這一方程式的求證，可以得出：在3.3V的供電過(guò)程中，R1=142Ω;R2=82歐姆;R3=130Ω。在5V的供電過(guò)程中，R1=270歐姆，R2=68歐姆，R3=180歐姆。但是，這一方法計(jì)算出的結(jié)果，其交流負(fù)載阻抗相要小魚50歐姆，而在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，3.3V的供電過(guò)程中，R1能夠在142歐姆和200歐姆之間自由轉(zhuǎn)換。同時(shí)，在5V的供電過(guò)程中，R1能夠在270歐姆和350歐姆之間自由轉(zhuǎn)換。在這一背景下，輸出的波形是最佳狀態(tài)。

三、交流耦合電容選擇

在對(duì)LVPECL之間的交流耦合進(jìn)行構(gòu)造的過(guò)程中，需要從耦合電容的選擇方面對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)與研究，而且要特別注意對(duì)耦合電容的選取，以此確保負(fù)載阻抗和電容之間能夠形成一個(gè)較為有效的高通濾波系統(tǒng)。在非歸零的情況下，如果反復(fù)出現(xiàn)了從0到1的變化之后，吃屎的電容必然會(huì)對(duì)接收端電壓造成影響，且電壓會(huì)不斷的降低，進(jìn)而會(huì)造成零點(diǎn)漂移現(xiàn)象的發(fā)生，寵兒導(dǎo)致高速信號(hào)的減弱，設(shè)置會(huì)讓高速信號(hào)無(wú)法應(yīng)用。結(jié)合一階高通RC網(wǎng)絡(luò)對(duì)其進(jìn)行研究，經(jīng)過(guò)時(shí)域分析和探索，可以計(jì)算得出，在2.5Gbps的系統(tǒng)應(yīng)用背景下，電容值是6.2nF的狀態(tài)中，信號(hào)的強(qiáng)弱程度和抖動(dòng)程度為13ps，在電容值是100nF的時(shí)候，信號(hào)的強(qiáng)弱程度和抖動(dòng)程度為1ps。同時(shí)，電容值越高，其抖動(dòng)的現(xiàn)象就越小。但是，在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，電容的抖動(dòng)與寄生阻抗也有一定的影響，其具體表現(xiàn)模式為：寄生阻抗和寄生電感兩類。寄生阻抗會(huì)讓信號(hào)發(fā)生反射情況，而且寄生阻抗的值越高，說(shuō)明反射情況越嚴(yán)重，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致信號(hào)的質(zhì)量不斷降低，甚至失靈，無(wú)法工作。另外，在高頻傳輸過(guò)程中，容值越高，說(shuō)明其寄生阻抗就越高。所以，在對(duì)交流耦合的電容進(jìn)行選擇的過(guò)程中，并非說(shuō)越高越好，而是要結(jié)合現(xiàn)實(shí)情況對(duì)其進(jìn)行合理的分析與應(yīng)用。如，在對(duì)2.5Gbps傳輸速率進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，如果能夠按照10nF來(lái)選擇和應(yīng)用電容，那么便可以達(dá)到一個(gè)較好的效果。

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和推進(jìn)，當(dāng)前告訴差分信號(hào)的互連方法應(yīng)用模式也越來(lái)越多。但是從根本上主要集中在以下三種模式中：第一是LVPECL模式、第二是LVDS模式、第三是CML模式?；谝陨先N模式，能夠?qū)Ω咚俨罘中盘?hào)進(jìn)行有效的互連與設(shè)計(jì)，且可以確保差分信號(hào)應(yīng)用的實(shí)效性與可靠性。此次研究主要針對(duì)第一種模式作出了分析，并討論了其實(shí)際應(yīng)用方法和效果，希望為后續(xù)研究提供相應(yīng)的保障。

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