發(fā)射預(yù)加重和接收均衡可以使串行器/解串器（SerDes）設(shè)備在便宜的電纜上或更長(zhǎng)的距離上工作。本應(yīng)用筆記介紹了如何通過(guò)電纜使信號(hào)降級(jí)以及如何補(bǔ)償這種降級(jí)。此外，本文還介紹了在使用有損電纜時(shí)，如何通過(guò)Maxim千兆位多媒體串行鏈路（GMSL）產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健的鏈路。本文還概述了線(xiàn)路均衡。

視頻應(yīng)用的最新進(jìn)展，以及數(shù)據(jù)流量的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，已經(jīng)引起了對(duì)更高數(shù)據(jù)速率的需求。結(jié)果，低成本雙絞線(xiàn)（TP）電纜引起了人們的特別興趣。但是，這些TP電纜的長(zhǎng)距離衰減取決于頻率，這是對(duì)其最佳使用的主要限制因素。這種與頻率有關(guān)的衰減會(huì)在接收到的信號(hào)中引起嚴(yán)重的符號(hào)間干擾（ISI），進(jìn)而給時(shí)鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)帶來(lái)困難，并導(dǎo)致更高的誤碼率（BER）。圖1顯示了在信號(hào)到達(dá)接收器之前被電纜衰減的傳輸信號(hào)的示意圖。通過(guò)顯著降低ISI并恢復(fù)嚴(yán)重降級(jí)的數(shù)據(jù)，

接收方的ISI。

Maxim GMSL器件中的高速3.125Gbps收發(fā)器通過(guò)允許系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員動(dòng)態(tài)編程特定電纜的均衡電平，從而提供了可靠的鏈接。發(fā)射器和接收器均具有均衡調(diào)整，可以單獨(dú)或一起編程以延長(zhǎng)傳輸距離。這種靈活的均衡調(diào)整功能允許使用各種低成本的有損電纜。

本應(yīng)用筆記介紹了如何使用Maxim GMSL產(chǎn)品和有損電纜設(shè)計(jì)穩(wěn)健的鏈路。它還概述了線(xiàn)路均衡。

GMSL發(fā)送器預(yù)加重和接收器均衡

GMSL鏈路采用發(fā)射機(jī)預(yù)加重和接收機(jī)均衡來(lái)補(bǔ)償傳輸損耗。

發(fā)射機(jī)預(yù)加重

當(dāng)在接收器端未應(yīng)用均衡時(shí)，高頻“ 0”脈沖可能無(wú)法在連續(xù)的“ 1”之后達(dá)到信號(hào)擺幅的中間電平，如圖2所示。該圖說(shuō)明了頻率與衰減的關(guān)系可以通過(guò)強(qiáng)調(diào)過(guò)渡和不強(qiáng)調(diào)“無(wú)過(guò)渡”來(lái)克服。

時(shí)域中的預(yù)加重過(guò)濾。

如圖3所示，電纜由于導(dǎo)體和介電損耗而具有低通傳遞函數(shù)。通過(guò)利用均衡（高通傳遞曲線(xiàn)），可以在所需頻率的帶寬內(nèi)獲得平坦（均勻衰減）的系統(tǒng)頻率響應(yīng)。范圍。

頻域中的預(yù)加重濾波。

有效使用這種均衡技術(shù)將影響三個(gè)主要的系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)：

• 電纜長(zhǎng)度
• 電纜類(lèi)型
• 最大系統(tǒng)數(shù)據(jù)速率

例如，通過(guò)6dB的預(yù)加重，可以合理地張開(kāi)10m電纜末端的完全閉合的眼（圖4）。

10m電纜連接后的3.125Gbps數(shù)據(jù)：（a）無(wú)與（b）6dB的預(yù)加重。

如MAX9259數(shù)據(jù)手冊(cè)所述，預(yù)加重電平由寄存器地址0x05 D [3：0]設(shè)置。用戶(hù)可以根據(jù)表1編程預(yù)加重級(jí)別。負(fù)預(yù)加重級(jí)別對(duì)應(yīng)于不強(qiáng)調(diào)高頻項(xiàng)，而僅對(duì)低頻項(xiàng)不加重的情況。同樣重要的是要注意，過(guò)度增強(qiáng)會(huì)導(dǎo)致時(shí)序抖動(dòng)略有增加。

預(yù)加重和去加重級(jí)別

在以下各節(jié)中，將討論如何同時(shí)使用發(fā)射器和接收器均衡器以及表格測(cè)試數(shù)據(jù)。

接收器均衡

接收機(jī)均衡的基本原理如圖6所示。有損鏈路利用近似一階傳遞函數(shù)衰減前向信道數(shù)據(jù)，該函數(shù)的帶寬遠(yuǎn)低于數(shù)據(jù)頻率（數(shù)據(jù)頻率fb等于1）。比特率的一半）。由于符號(hào)間干擾，這將導(dǎo)致確定性抖動(dòng)。此外，對(duì)于長(zhǎng)電纜，該有損電纜末端的眼圖可以完全閉合。為了補(bǔ)償這種損失，首先通過(guò)傳遞函數(shù)處理數(shù)據(jù)，理想情況下，該函數(shù)是電纜傳遞函數(shù)的反函數(shù)。因此，當(dāng)鏈路和均衡器級(jí)聯(lián)時(shí)，可以獲得足夠的帶寬。在GMSL解串器中實(shí)現(xiàn)了12級(jí)可編程增益方法，以防止針對(duì)不同的電纜長(zhǎng)度進(jìn)行過(guò)低或過(guò)高的放大。

通過(guò)在接收器中應(yīng)用信道傳遞函數(shù)的逆函數(shù)來(lái)均衡數(shù)據(jù)。

不同升壓設(shè)置的接收器傳遞函數(shù)（AC特性）如圖7所示。

通過(guò)在接收器中應(yīng)用信道傳遞函數(shù)的逆函數(shù)來(lái)均衡數(shù)據(jù)。

當(dāng)升壓字為8（9.4dB）時(shí)，整個(gè)傳遞函數(shù)在感興趣的頻率范圍內(nèi)變得最大平坦。10m STP電纜的接收器輸入和輸出眼圖如圖8所示。請(qǐng)注意，均衡器增益提升是如何使完全閉合的眼圖張開(kāi)的。

鏈接活動(dòng)檢測(cè)器

GMSL解串器具有一個(gè)信號(hào)檢測(cè)器電路，當(dāng)鏈路上沒(méi)有信號(hào)時(shí)，它將禁用接收器。當(dāng)信號(hào)電平由于電纜較長(zhǎng)或預(yù)加重電平很高而非常低時(shí)，解串器可能無(wú)法檢測(cè)到鏈路上的活動(dòng)。因此，強(qiáng)烈建議禁用活動(dòng)檢測(cè)器，同時(shí)搜索長(zhǎng)電纜（> 10m）的最佳預(yù)加重和均衡器設(shè)置。通過(guò)向解串器的字節(jié)11寫(xiě)入“ 0x80”可以禁用檢測(cè)器。選擇最佳值后，可通過(guò)將“ 0x20”寫(xiě)入同一字節(jié)來(lái)再次啟用它。根據(jù)我們的實(shí)驗(yàn)室測(cè)量，活動(dòng)檢測(cè)器在最大PCLK頻率104.16MHz時(shí)對(duì)15m電纜的預(yù)加重高達(dá)8dB。活動(dòng)檢測(cè)器還有一個(gè)低閾值選項(xiàng)。可以通過(guò)將“ 0x00”寫(xiě)入字節(jié)11來(lái)進(jìn)行編程。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室測(cè)量，當(dāng)選擇低閾值的活動(dòng)檢測(cè)器工作到14分貝預(yù)加重為15米的電纜。如果電纜長(zhǎng)于15m，且預(yù)加重為14dB，則建議禁用活動(dòng)檢測(cè)器。這些測(cè)量中使用的電纜是標(biāo)準(zhǔn)的汽車(chē)STP電纜。

編輯：hfy