LVDS串行-解串器在電纜數(shù)據(jù)傳輸中的性能

　　利用串行-解串器能夠大大減少短距離、寬帶數(shù)據(jù)通信中的連線。類似的應用有電信和網(wǎng)絡設備的背板互連、3G蜂窩電話基站中機架內(nèi)部的互連、數(shù)字視頻接口等。采用電流模式、低電壓差分信號(LVDS)的好處在于易端接、低傳輸功率和低電磁干擾(EMI)。但LVDS的主要標準TIA/EIA-644-A中只規(guī)定了信號電平等物理層參數(shù)，而沒有給出諸如數(shù)據(jù)速率與電纜長度對應關系的互連特性。LVDS標準提供給用戶的僅僅是LVDS信號的基本兼容規(guī)范，在實際的高速應用中，用戶還必須了解在規(guī)定的電纜和傳輸距離條件下所能達到的性能。

　　Maxim公司生產(chǎn)的MAX9205/MAX9207 LVDS串行器和MAX9206/MAX9208 LVDS解串器能夠通過差分特性阻抗為100Ω的串行點對點鏈路進行高速數(shù)據(jù)傳輸，MAX9205/MAX9206的串行“有效載荷”數(shù)據(jù)速率(含同步碼)為160Mbps～400Mbps;MAX9207/MAX9208的速率為400Mbps～600Mbps。該兩組芯片引腳兼容，但分別優(yōu)化在不同的頻率范圍。下面介紹MAX9205/MAX9207 LVDS串行器和MAX9206/MAX9208解串器在不同數(shù)據(jù)速率、電纜長度下的實驗室測試結果和誤碼率(BER)分析。同時將BER與不同長度的CAT-5E非屏蔽雙絞線上的眼圖抖動相關聯(lián)。

　　1　BER測試

　　BER測試是衡量傳輸鏈路可靠性最直接、最準確的途徑。數(shù)字通信鏈路所要求的誤碼率非常低，通常為千億分之一(10-12)或更低。

　　進行BER測試需要高品質的信號發(fā)生器和特定的測試設備，通常BER測試需要用數(shù)小時甚至幾天的時間來傳輸大量的數(shù)據(jù)以達到10-12或更低BER的測試要求，這取決于數(shù)據(jù)的傳輸速率。考慮到BER測試比較耗時，通常用一些快速測量方式預測傳輸鏈路的可靠性，如設置產(chǎn)生低BER的抖動電平等。實際上，BER測試通常用于驗證數(shù)據(jù)表中抖動指標的最大值。圖1所示是用LVDS串行器/解串器建立點對點鏈路的配置。

　　2　測試裝置

　　當MAX9205或MAX9207 LVDS串行器發(fā)送LVDS信號后，串行器將在并行數(shù)據(jù)時鐘(TCLK)的上升沿鎖存10位并行數(shù)據(jù)，并在加入2位同步碼后通過單路LVDS輸出端口發(fā)送串行數(shù)據(jù)。MAX9205的并行數(shù)據(jù)時鐘范圍為16～40MHz;MAX9207的時鐘范圍為40～60MHz。加入2位同步碼后，串行數(shù)據(jù)比特率為12倍 TCLK?！坝行лd荷”串行數(shù)據(jù)速率(串行比特率減去2位同步碼)為10倍TCLK。

　　在圖2所示的電纜測試裝置中，2號評估板的串行器和解串器可將安捷倫(Agilent)公司的86130A BER測試儀的串行I/O轉換成并行I/O，然后將并行數(shù)據(jù)送入或從1號電纜測試評估板讀出。86130A輸出的串行數(shù)據(jù)序列碼長為1200位，其中1000位取自2m-1偽隨機二進制序列(PRBS)，每10位PRBS碼插入01同步碼仿真串行器的添加位。2號評估板的解串器可移出同步碼并輸出PRBS并行數(shù)據(jù)至1號評估板的電纜測試串行器。串行數(shù)據(jù)序列被連續(xù)重復發(fā)送，而安捷倫公司的81250則主要用于提供所需要的參考時鐘(TCLK用于串行器、REF-CLK用于解串器)。

　　通過分別測試電纜長度為5英尺、15英尺、30英尺、60英尺和100英尺(采用General Cable公司的5E類以太網(wǎng)AWG24非屏蔽雙絞線，型號為2133629H)時的BER，并采用Tektroni