作者：Michael Peffers

歡迎繼續(xù)閱讀《模擬線路》上的《獲得連接》系列博客！在上篇《獲得連接》博客《串行解串器 XAUI 至 SFI 設(shè)計(jì)》一文中，我們深入了解了在 XAUI 至 SFI 協(xié)議轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)中使用 TLK10232 的方法。本文我們將回過頭來了解如何在 LVPECL、VML、CML、LVDS 和子 LVDS 接口之間轉(zhuǎn)換。

系統(tǒng)當(dāng)前包含 CML 與 LVDS 等各種接口標(biāo)準(zhǔn)。理解如何正確耦合和端接串行數(shù)據(jù)通道或時鐘通道的傳輸線路是一項(xiàng)非常重要的技能。我們先來了解一下大多數(shù)通用接口的電壓等級及所需的端接技術(shù)：

圖 1：通用接口電壓等級

圖 2：通用端口端接

接口之間的電壓等級不同，而且各種接口需要不同的端接，因而接口之間并不兼容。不過沒關(guān)系，現(xiàn)在已經(jīng)有了解決該問題的方案。

要成功連接兩個不同的接口，必須在兩個接口之間布置各種 AC 耦合電容器。這些 AC 耦合電容器不僅可除去傳輸信號中的 DC 分量，而且還允許設(shè)置新的 DC 偏置或共模電壓。我一般盡可能將 AC 耦合電容器和端接網(wǎng)絡(luò)布置在靠近接收器的位置，以便幫助我避免任何傳輸線路影響。不過，如果在您設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中無法對接收器進(jìn)行控制，那么也可將 AC 耦合與端接設(shè)置在發(fā)送器附近。

在選擇 AC 耦合電容器值時應(yīng)注意，在比特周期結(jié)束前電容器不能完全充滿。典型的 AC 耦合電容器值在 0.1uF 至 0.01uF 之間，在有問題時，可計(jì)算出 RC 的時間常數(shù) T，并根據(jù)比特時間進(jìn)行檢查。在進(jìn)行 AC 耦合時，還必須具有 DC 平衡數(shù)據(jù)模式，因?yàn)檫B續(xù)不斷 1 和 0 的長期運(yùn)行會導(dǎo)致電容器飽和或完全放電，從而在比特轉(zhuǎn)換過程中產(chǎn)生比特錯誤。

在下圖 3 中，我舉了兩個實(shí)例，用以說明如何在 CML 驅(qū)動器、LVPECL 驅(qū)動器和 LVDS 接收器之間實(shí)施 AC 耦合。

圖 3：不同接口的互連

連接任意兩個不同接口時可使用這種相同的方法，只要正確端接驅(qū)動器和接收器，就可使用 AC 耦合電容器。

我常聽到的一個問題是，“我可不可以通過轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn) LVDS 驅(qū)動器的輸出來支持子 LVDS 接收器？”該問題的答案是“可以”，我將使用 SN65LVDS100 的 IBIS 以及 Hyperlynx 來介紹實(shí)施方法：

圖 4：LVDS 至子 LVDS 的端接方案

圖 5：傳輸?shù)?LVDS 波形

圖 6：在端接后接收到的子 LVDS 波形

在這個最后的實(shí)例中，我們并非一定要使用 AC 耦合電容器才能復(fù)位共模電壓，因?yàn)?R1 與 R3 以及 R2 與 R4 的比值可以設(shè)定適用于共模信號的衰減量。不過如果子 LVDS 接收器需要，在這一點(diǎn)上 AC 耦合仍然是一個選項(xiàng)。