數(shù)字信號(hào)完整性和信號(hào)恢復(fù)

數(shù)據(jù)通信和與無線能信有關(guān)的數(shù)字信號(hào)處理對(duì)帶寬的需求日益增長。日超激烈的產(chǎn)品競爭，促使電路設(shè)計(jì)工程師考慮使用廉價(jià)的方案以盡可能高的速率傳輸數(shù)字信號(hào)。與往日側(cè)重遠(yuǎn)距離傳輸信號(hào)時(shí)對(duì)信號(hào)完整性和信號(hào)恢復(fù)的考慮不同，板間、芯片組之間廣泛使用的高速數(shù)據(jù)連接側(cè)重于廉價(jià)連接時(shí)的信號(hào)完整性和信號(hào)恢復(fù)。

信號(hào)完整性問題

當(dāng)試圖在一定的距離上連接高速信號(hào)時(shí)，例如在機(jī)房之間傳輸38Mbps數(shù)據(jù)或在相鄰機(jī)架之間傳輸2.5Gbps信號(hào)時(shí)，模擬效應(yīng)對(duì)數(shù)字信號(hào)的影響均可簡單歸結(jié)為信號(hào)完整性問題。細(xì)分則可分為定時(shí)抖動(dòng)、邏輯電平誤觸發(fā)和數(shù)據(jù)序列位間串?dāng)_。由于信號(hào)擺幅和邏輯電平判決門限的下降（因信號(hào)傳輸造成信號(hào)幅度衰減，需人為調(diào)低邏輯電平判決門限。），耦合到信號(hào)中的噪聲會(huì)造成嚴(yán)重的抖動(dòng)、誤觸發(fā)和串?dāng)_、與之相關(guān)的效應(yīng)被定義為電磁干擾。

高數(shù)據(jù)傳輸速率和處理電路簡化的折衷使得高速數(shù)字信號(hào)傳輸時(shí)廣泛采用不歸零（NRZ）單極二進(jìn)制編碼方式，此時(shí)信號(hào)的完整性包括邏輯電平的幅度和參考時(shí)鐘相關(guān)的定時(shí)準(zhǔn)確性。該參考時(shí)鐘可能取自信號(hào)流自身，也可能從獨(dú)立于該信號(hào)通路之外的連接獲得。

信號(hào)恢復(fù)

參考圖1，實(shí)現(xiàn)信號(hào)完整性恢復(fù)的信號(hào)處理方式有均衡補(bǔ)償接收量化、時(shí)鐘一數(shù)據(jù)恢復(fù)和利用彈性存儲(chǔ)器與參考時(shí)鐘再生數(shù)據(jù)序列3鐘。這3種處理方式分別針對(duì)不同模擬效應(yīng)的影響，可根據(jù)實(shí)際的信號(hào)特點(diǎn)組合使用。

均衡補(bǔ)償接收量化電路補(bǔ)償傳輸線路的衰減，以及在高低頻提供不同的增益均衡傳輸導(dǎo)致的信號(hào)失真。這部分電路實(shí)現(xiàn)基本的信號(hào)幅度判決和信號(hào)幅度恢復(fù)，主要改善信號(hào)經(jīng)傳輸后的判決性抖動(dòng)、誤觸發(fā)和串?dāng)_，對(duì)是否可有效地傳輸高速數(shù)字信號(hào)起關(guān)鍵作用。

時(shí)鐘-數(shù)據(jù)恢復(fù)電路主要用于消除級(jí)連傳輸時(shí)判決性抖動(dòng)的累積和降低高頻抖動(dòng)，對(duì)消除低于其鎖相環(huán)（PLL）環(huán)路濾波器極點(diǎn)頻率的抖動(dòng)沒有任何作用。

再生數(shù)據(jù)序列時(shí)的抖動(dòng)參數(shù)將由參考時(shí)鐘抖動(dòng)傳遞確定，先入先出FIFO彈性存儲(chǔ)器暫存由于低頻抖動(dòng)引起的滑差位，一般是在多次級(jí)連傳輸后，由數(shù)據(jù)流提取的時(shí)鐘相對(duì)于系統(tǒng)時(shí)鐘出現(xiàn)較大低頻抖動(dòng)時(shí)再生數(shù)據(jù)序列。

MAX3800自適應(yīng)傳輸線均衡收發(fā)器

MAX3800內(nèi)部包括一整套完整的CML信號(hào)自適應(yīng)均衡補(bǔ)償接收量化電路和一套CML線纜驅(qū)動(dòng)電路。使用一對(duì)MAX3800可以在30m同軸電纜或2mBPS微帶線上有效傳輸3.2Gbps的數(shù)字信號(hào)。圖2是MAX3800判決和恢復(fù)CML信號(hào)的實(shí)例。MAX3800內(nèi)部電路包括一個(gè)針對(duì)集膚效應(yīng)提供頻率響應(yīng)補(bǔ)償?shù)姆糯笃骱透鶕?jù)信號(hào)功率頻率分布調(diào)節(jié)頻率補(bǔ)償?shù)目刂齐娐?。配合一個(gè)限幅放大量化單元，可自適應(yīng)接收不同線纜長度和類型、不同速度的CML數(shù)字信號(hào)。