单端PECL与差分PECL的互连

2006-05-07 15:49:56来源: 电子产品世界

    正射极耦合逻辑(PECL)是成帧器高速I/O的标准逻辑电平,这种输出方式耗电较大,为降低功耗需采用一些间接的解决方案。Maxim推出的MAX3881、MAX3891复用/解复用器的并行通道采用单端PECL I/O,可有效解决上述问题,但在单端与差分接口之间连接时需注意未使用的I/O端必须适当连接。

差分PECL输出成帧器IC与MAX3891的接口

    MAX3891具有单端PECL输入,与差分PECL输出的成帧器连接时,成帧器不用的输出必须加终端匹配,在不用的反相输出端接匹配电阻使差分输出负载趋于平衡,减小输出偏差。MAX3881内部带有与图2相同的自适应放大器,通过确定PECL摆幅的共模电压设置单端数据输入的0/1判决门限。

    图1提供了一种通用的接口连接,选择适当的上拉、下拉电阻确保戴维南等效电源的内阻为50Ω、电压为(Vcc - 2V)。可参考下式设置上拉、下拉电阻:

    上拉电阻 = 50 x Vcc / (Vcc - 2V);下拉电阻 = 25 x Vcc

    Vcc = 3.3V时,上拉电阻= 127Ω,下拉电阻= 82.5Ω。建议选用精度为1%的电阻,以减小数据线之间的非平衡度。未选用的数据输出端(反相端)匹配电阻应使该端输出约14mA的直流。PECL共模电压的典型值为Vcc - 1.3V,为输出14mA电流,匹配电阻应为:(Vcc-1.3V)/14mA,Vcc = 3.3V时,终端电阻为143Ω。

MAX3881与差分PECL输入成帧器IC的接口

   
当单端PECL输出的MAX3881与差分PECL输入的成帧器芯片连接时,未使用的成帧器芯片输入端必须驱动在MAX3881 PECL输出摆幅的共模电压。当IN+ > IN-时,成帧器判定为逻辑“1”;IN+ < IN-时,判定为逻辑“0”。如果不用的输入端IN-未被设置在适当的电平,将导致较大的误码率。MAX3881具有差分PCLKO输出,采用图2电路确定PECL摆幅的共模电压并驱动成帧器未使用的输入端。图2电路提供的方案可跟踪任何由于温度、电源电压的变化所导致的PCLKO共模电压的偏移。同样,选择上拉、下拉电阻使戴维南等效电源的内阻为50Ω、电压为(Vcc - 2V)。Vcc = 3.3V时,上拉电阻为127Ω,下拉电阻为82.5Ω。

    另一解决方案是用电阻分压网络提供直流参考电压,如图3。该电路无法跟踪PECL共模电压的偏移,距理想参数有一定偏差。图中滤波电容可减小因串扰或耦合引入的噪声,该方案会在恢复信号中产生PWD(脉宽失真),使输入级的最小建立时间和保持时间增大。

计算PWD

   
当MAX3881与差分输入成帧器连接时,由于这些输入端直接影响输入级的0/1判决门限(图4),如果未使用的输入端没有设置在适当的直流电平,将使输入数据产生脉宽失真。

    为避免建立时间和保持时间的影响,需计算输入信号的PWD以便对建立时间和保持时间作相应的调节。假设在最差情况下,MAX3881的PECL输出上升时间与下降时间为1ns(20~80%),输出摆幅最小值为530mVp-p,则:

    设共模电压偏离(Vcc - 1.3V)的最大值为±150mV,则信号的最大PWD为:

    由上式可知:为避免建立时间和保持时间的影响,应使建立时间和保持时间延长377ps。

    值得注意的是以上计算基于最差的条件,特别是数据通过眼图中心的斜率以20~80%的电压摆幅除以20~80%的上升时间或下降时间进行估算,而通常靠近数据中心处的斜率要远远高于顶部或底部的斜率,这将使电压偏差产生的PWD大大减小。

编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/others/200605/2527.html
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