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自适应均衡器在LVDS息线长距离传输中的应用
7页1、自适应均衡器在LVDS息线长距离传输中的应用懸 http:/ 2008 年 08 月 08 日 社区交流关键字:分频器 VHDI POS机信号采集处理 A / D转换器文件创建内容摘要:自适应均衡嚣可自为信号损耗提供补偿,使电缆传来的串行数字信号可以重新恢复 其原有强度。利用这一特点,采用高速串行数字接口(SDI)自适应电缆均衡器厦电缆驱动器芯片构 建系统,可以扩大I, VDS技术的数据传送范围,以满足高速率条件下长距离传送的要求。详细介 绍自适应电缆均衡器CLCO12的结构和工作原理;给出以Belden型同轴电缆和五类未屏蔽双绞线 为载体进行实验的结果。盘 引言随着各式各样接入通信设备的应用,数据传输的需求急剧增加。系统设计工程师所设计 的电路系统,必须支持数据的高速率传输。低电压差分信号 IVDS(IOw-Vo1tage Differ ential signal)便是这样一种技术。LVDS又称ANSI/TIA/EIA一 644总线,是20世纪90年 代才出现的一种性能优良的数据传输和物理层接口技术,为系统提供了高速数据传输、抑制 共模噪声及降低功耗的能力。利用这种技术,可以设计数据
2、传输系统,以确保能够支持千兆 位以上的数据传输。理论上, LVDS 的最高传输速率可达 1923Gbps。LVDS技术的核心是采用极低的电压摆幅高速差分传输数据,可以实现点对点或一点对 多点的连接;具有低功耗、低误码率、低串扰和低辐射等特点。其传输介质可以是铜质的P CB连线,也可以是平衡电缆。LVDS在对信号完整性、低抖动及共模特性要求较高的系统 中得到了越来越广泛的应用。LVDS的发展不断衍生出各种新技术,如总线式低电压差分信 号传输(BLVDS)技术。其优点是,确保利用低电压差分方式传输的信号,可获双向及多站(开 岔)式配置的支持。LVDS信号的传输一般由三部分组成:差分信号发送器、差分信号互联器和差分信号接 收器,如图 1 所示。由于LVDS技术可以支持数据的高速率传输,且功耗远比同类技术低,因此渐渐成为 厂商普遍采用的差分接口标准。市场上的很多产品都需要在低功耗的操作环境下进行高速率 数据传输,而采用LVDS技术,可以确保所开发的产品能够支持高达数百Mbps的数据传 输速率。有一点要注意的是,IVDS的出现虽然满足了短距离传输条件下数据高速传输的要 求,但传统的IVDS不能支
3、持长距离传输。具体就是,I。vDs串行/解串器接口可以驱动, 但电缆的长度受到一定的限制。一般距离短至只有几英寸(芯片与芯片之问),最长则不超过 几米;但目前许多系统都需要具有长距离传送数据的能力,以确保可以利用长达几百米以上 的电缆传送数据。对于系统设计来说,电缆加长之后,便要解决多个长距离传送的设计问题。 本文主要讨论如何扩大IVDS技术的数据传送范围,以满足长距离传送的要求。推出了 AN SI/TIA/EIA一 644标准的美国国家半导体公司建议的办法是,采用高速串行数字接口自适 应电缆均衡器及电缆驱动器芯片。1 传输系统结构同轴电线和双绞线是应用很广泛的信号传输载体,同时也是有损耗的传输线。对信号的 传输损耗与信号频率的平方根成正比,会使信号产生失真和畸变,引起数字码元间的串扰。 因此信号在传送过程中都会出现大幅衰减,衰减程度取决于数据传输率(频率)及电缆长度。 经由电缆传送的低电压差分信号也会同样出现衰减情况,因此这类信号只适用于短距离的传 送。若采用没有信号调节功能的LVDs芯片,电缆的长度一般不能超过几米;但这些系统只 要采用设有驱动器预加重功能和接收器均衡功能的LVDS
4、集成电路,电缆的长度便可最多到数百米。采用LVDS接口芯片的系统如果必须进行长距离的数据传送,便应采用专为驱动较长电缆而设的芯片,并将之搭配LVDS芯片一起使用,以便互相支持。图2所示的通 信通道采用10位的LVDS串行/解串器,以及串行数字接口电缆驱动器/均衡器芯片组,驱 动经同轴电缆传送的信号。数据传输連灌:27Mbps矗输入来自FPGA3.3VVDrrr图2 LVDS长距离传输通道示意图这条传输通道采用美国国家半导体10 位的串行/解串器(可以有很多选择,国家半导体 推出了 10位/16 位/18位的SerDes, Maxim也推出了自己的这类产品)以及串行数字接口电 缆驱动器/均衡器芯片组(比如CLC001和CLC012,现在国家半导体又推出了一系列这类产 品,如CLC005和CLC014,性能有了很大提高)。这组串行/解串器可以缩小连接器及电缆 的体积,有助降低系统成本。此外,串行/解串器还可充分利用低电压差分信号传输的优点, 例如卓越的抗噪声干扰能力、低功率操作、低电磁干扰以及简单的终端设计。在利用10位的LVDS串行/解串器以及串行数字接口电缆驱动器/均衡器芯片组驱动,
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