原创 均衡器CTLE的原理、特点及作用

2017-11-24 09:31 3009 10 10 分类: PCB

CTLE是什么?上篇文章也提到了,直白的翻译为连续时间线性均衡。它是在接收端芯片上的一种技术。之前也提到了,CTLE的作用可以在传输损耗较大的链路,有效的改善接收端眼图的性能。

 

对于有过高速串行信号仿真经验的同行来说,最经常看到它的地方是IBIS-AMI的模型,以XILINX的V7芯片的ibis-ami模型为例,一般有以下对CTLE的描述:

 

很多初学的同行在对接收端的模型进行参数调节的时候,是不是一看到了“AUTO”的字眼,就马上选上,然后静静的等着之前闭合的接收端眼图慢慢张开,然后就会在结论中给出“接收端模型采用AUTO的自适应均衡即可满足要求”。的确,软件就是软件,做得越自动化越能提高仿真的效率,软件对CTLE的自动算法,的确能在确定通道频域特性的情况下优化出CTLE的响应,使得RX的接收频域特性达到最优,这样的话,时序和频域的波形就会变好了。


但是,如果真的要问CTLE为什么能使原本闭合的眼图张开,或者上述ibis-ami模型关于CTLE的参数是什么意思,均衡器CTLE的原理是什么,这可能会难倒相当一部分人吧。好吧,我们喜欢从结果出发,那就先来看看加入CTLE后的效果吧。


我们选择PCIE3.0协议的CTLE模型进行探讨,该模型的描述如下所示:

 

看到它实际上是频率和(幅度)dB值的关系曲线,我们先不管它的作用,先通过数学对下面的公式分析下:

 

首先我们知道,当s=0时,H(0)=ADC,也就是当频率为0的时候也就是直流的时候,实际上幅度是一个负的增益(常数),当频率在一个比较高(趋向无穷大)时,H为趋向于负无穷大;实际上曲线变化频段的部分是由公式上两个pole点来控制,我们一般称为极点或者peak点。根据该公式的数学运算,在两个pole点之间会出现该曲线的一个最大值。这样我们就通过增益,零点,极点来定义了一个频域响应了。


因此CTLE曲线就是一个在低频时增益衰减为常数,然后随着频率升高慢慢衰减变小,但是过了一个较高频率之后,衰减又开始慢慢变大的效果。其实我们想利用的频段是前两部分:在低频时候常数增益衰减,然后随着频率升高慢慢衰减变小的频段。然后我们能下这么一个结论,实际上,在起作用的频段内,CTLE是一个高通滤波器。


那我们来看看CTLE对于通道的作用吧。


当PCIE3.0的传输通道达到如下损耗时,接收端眼图已经全部闭合。

 

然后我们加入一个-12db-ADC的CTLE均衡,眼图变成了下面的样子。

 

这时我们再去关注RX端的频率响应,加入CTLE前后的RX端损耗对比如下:

 

想不到有均衡之后的接收端损耗曲线竟然全频段都在无CTLE均衡的下面,说明均衡后的损耗总体都比无均衡的要差。

文章评论0条评论)

登录后参与讨论
相关推荐阅读
一博科技 2023-09-19 13:46
加泪滴对DDRX等信号S参数有什么影响
高速先生成员--周伟受到了越来越多的关注后,我们也会经常被粉丝以及客户问各种关于高速设计的一些问题,还有些通过我们的市场经理们来问,这不下面就是我们的一个客户通过我们的市场经理问的一个问题: ...
一博科技 2023-09-13 09:01
PCB布局注意这一点,波峰焊接无风险
高速先生成员--王辉东网红芬说,世界上最遥远的距离是我就在你对面,而你对我却视而不见,风清云淡,毫无关联。你走你的阳关道,我过我的独木桥,我们是井水不犯河水,安全。世界上最近的距离,不是心与心的共颤,...
一博科技 2023-09-04 16:23
不懂就问,混压板上的走线损耗该怎么算啊?
高速先生成员--黄刚一个关于传输线损耗很简单的理论就是,使用的板材的损耗因子(俗称DF)越小,传输线的损耗也就越小。我们通常也就是按照DF来对板材进行分类,例如DF大于0.02的板材,我们一般叫普通板...
一博科技 2023-08-29 09:50
参考平面很重要,为啥这里要挖掉?
高速先生成员--姜杰传输线结构包括信号路径和返回路径,以平面形式出现的返回路径通常被称为参考平面。不少刚接触高速信号设计的朋友会有这样的困惑:都说走线的参考平面很重要,为啥有些信号还要把途经SMD元器...
一博科技 2023-08-22 16:36
请设计工程师避开这个坑,8层板为何变成了假12层
高速先生成员--王辉东每一个七夕,有花有爱有如烟,更有电路板。林如烟说世间最美好的爱情,就是自己心爱的人手捧鲜花向她款款走来,这一刻胜过一切浪漫。赵理工说等我这个板子下了线,我就帮你实现。林如烟笑着说...
EE直播间
更多
我要评论
0
10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
关闭 站长推荐上一条 /3 下一条