?本文將討論信號(hào)集成和硬件工程師在設(shè)計(jì)或調(diào)試速度高達(dá)幾個(gè)Gb每秒的連接時(shí)所面臨的挑戰(zhàn)。無(wú)論是進(jìn)行下一代高分辨率視頻顯示、醫(yī)學(xué)成像、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)或是在最新的高速以太網(wǎng)和電信協(xié)議中，我們都面臨相同的信號(hào)集成挑戰(zhàn)。那就從過(guò)度均衡開(kāi)始討論。?

現(xiàn)代專(zhuān)用集成電路（ASIC）中的串行器與解串器（SERDES）與現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA）通常能夠獲得損耗最多30dB的優(yōu)異的跨信道連接性能。更長(zhǎng)或損耗更大的信道通常需要重定時(shí)器或中繼器等信號(hào)調(diào)節(jié)器的幫助。這些器件能夠補(bǔ)償長(zhǎng)信道的影響，為系統(tǒng)提供驅(qū)動(dòng)額外距離的必要能力。

中繼器或重定時(shí)器的一項(xiàng)主要功能是補(bǔ)償信道的插入損耗。這一功能可以分解為接收均衡和發(fā)送均衡。接收均衡電路通常由連續(xù)時(shí)間線性均衡器（CTLE）組成，偶爾由判決反饋均衡器（DFE）組成。去加重或有限脈沖響應(yīng)濾波器（FIR）是發(fā)送均衡電路的通常選項(xiàng)。接收均衡電路為長(zhǎng)信道進(jìn)行放大信號(hào)，補(bǔ)償頻率相關(guān)的損耗。發(fā)送均衡電路會(huì)調(diào)整發(fā)射信號(hào)的形狀，使信號(hào)在經(jīng)過(guò)信道減弱后更容易恢復(fù)。

對(duì)于接收均衡和發(fā)送均衡而言，施加適量均衡非常重要。施加的均衡太小（均衡不足）會(huì)使信號(hào)無(wú)法完全恢復(fù)。但施加過(guò)多均衡（均衡過(guò)度）也會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，因?yàn)檫^(guò)度均衡波形會(huì)干擾接收器恢復(fù)數(shù)據(jù)的能力。

圖1為眼圖的兩個(gè)例子。一個(gè)眼圖為信道進(jìn)行了合適的調(diào)整（左圖），而另一個(gè)眼圖則顯示了過(guò)度均衡的信號(hào)（右圖）。

圖1：調(diào)整適當(dāng)眼圖與過(guò)度均衡眼圖

兩幅眼圖在0V交匯處差異最大。右側(cè)過(guò)度均衡的眼圖顯示上升沿和下降沿均有分離。這一現(xiàn)象通常稱(chēng)為“雙條帶”。雙條帶會(huì)干擾接收器正常探測(cè)頻率或與輸入數(shù)據(jù)保持正確相位關(guān)系的能力。

使用示波器的抖動(dòng)分解功能，可以在圖2中看到過(guò)度均衡的眼圖是如何顯示雙峰抖動(dòng)內(nèi)容的。換而言之，抖動(dòng)分布在兩個(gè)頻率上，平均值為數(shù)據(jù)速率，而非實(shí)際數(shù)據(jù)速率本身。進(jìn)一步的測(cè)試表明，這一雙峰抖動(dòng)分布與數(shù)據(jù)相關(guān)抖動(dòng)有關(guān)，會(huì)受均衡器所施加均衡量的直接影響。

圖2：調(diào)整適當(dāng)與過(guò)度均衡眼圖的抖動(dòng)分解

過(guò)度均衡會(huì)有多種體現(xiàn)方式；圖3為更經(jīng)典的例子。左側(cè)為適當(dāng)均衡的眼圖。右側(cè)過(guò)度均衡的眼圖顯示出雙條帶眼圖沿和位元轉(zhuǎn)換的幅度過(guò)大。在這種情況下，位元轉(zhuǎn)換的過(guò)大幅度會(huì)導(dǎo)致與系統(tǒng)規(guī)格發(fā)生邏輯高和邏輯低電平相容性的匹配問(wèn)題。還要注意抖動(dòng)輪廓之間的差異。

圖3：過(guò)度均衡的另一種體現(xiàn)方式——過(guò)沖雙條帶

在為了獲得最佳性能而調(diào)整和優(yōu)化連接時(shí)，記住水平和垂直方向的眼圖。很容易會(huì)將其中一個(gè)最大化，但是一定要避免過(guò)度均衡信號(hào)，否則會(huì)增大誤碼率。