一种适用于高速接口电路的新型均衡电路

　　１　引言

　　传输线与印制ＰＣＢ背板损耗已成为限制高速信号传输速度的主要因素．在信号传输过程中，趋肤效应和介电损耗对信号高频分量的影响尤其严重．同时，信号的高频衰减会引起强烈的码间干扰（ＩＳＩ），对后级时钟数据的恢复增加了难度，导致更高的误码率．为了改善信号传输效果，降低整个信号传输系统的误码率，通常要对信号高频成分进行补偿，其中最典型的方法有预加重和均衡器技术．本文提出一种新型均衡滤波电路结构，在传统源级负反馈均衡器的基础上运用有源电感和对称负载技术，优化电路均衡效果。

　　２　均衡技术

　　从频域角度看，电缆或者传输线有低通特性，信号经过传输线时，高频分量幅度衰减，衰减和损耗的程度与频率成正比．这样信号就有可能丢失，出现严重的码间干扰，使得系统误码率增大．因此，为了降低整个系统的误码率，需要采用均衡技术对信号进行高频补偿．对采用均衡技术的位置不同，可以分为前级均衡与后级均衡．前级均衡技术代表有预加重技术，人为地加重（提升）发射机输入调制信号的高频分量；后级均衡是在输入端对信号进行滤波，对高低频信号有选择的以不同增益放大，以抵消在传输线上衰减的部分，其各自幅频特性如图１所示．预加重技术通常通过输出信号相位移动后叠加产生效果，从图１（ａ）中可以看出，接收端信号实际是整体衰减的；在接收端设置均衡器是对衰减后的信号进行放大，使后级接收到的信号趋近于未衰减，图１（ｂ）所示．本文接收器电路中采用的均衡器为后级均衡。

　　３　传统源极负反馈均衡器

　　传统均衡器结构如图２（ａ）所示，其中Ｍ５，Ｍ６为ＭＯＳ电容，Ｍ７管工作在深线性区与ＲＭ并联，作为一个可调电阻，当控制电压不同时，可调节该管阻抗，以调节不同的均衡度．半边等效电路（图２（ｂ））分析，该电路传输函数为：

　　从公式可以看出，该传输函数中含有两个极点一个零点，其中主级点和零点分别为位于－　（２＋２ｇｍＲＭ）／２Ｃ１ＲＭ和－２／Ｃ１ＲＭ　．零点在极点之前，通过调节ＲＭ阻值与ＭＯＳ电容大小，可调节该零点与其他极点相对位置，通过零点的作用对高频信号进行补偿，使电路幅频特性曲线在平带后跟随一段增益放大区域．对于这种结构来说，电阻ＲＭ为低频通路，而电容Ｃ１为高频通路，采用这一结构无需增加高低频通路求和电路，实现简单且不会带来高低频通路不匹配的影响．然而，传统均衡器由于只使用一个补偿零点产生均衡效果，均衡效果有限．同时，使用电阻负载在工艺实现中会带来更大误差，这对电路性能及均衡效果有很多不利因素。

４　改进型源极负反馈均衡器

　　为了改进传统源极负反馈均衡器效果不理想的情况，一般采用片上电感的方式，通过增加零点个数提高均衡效果和系统带宽．但片上电感成本较高，同时占用较大的芯片面积，不便于集成．为了同时获得更好的噪声抑制特性和更高的带宽，本电路同时运用了对称负载和有源电感结构，得到基于源极负反馈的新型均衡器结构，如图３（ａ）所示。