1 引言

　　在信號的高速長距離傳輸中，電纜可以看成有損的傳輸線。它具有高通濾波器的特性。從頻域的角度看，電纜是個帶限網(wǎng)絡。當發(fā)送器的信號經(jīng)電纜傳輸時，信號的高頻分量被衰減，電纜的趨附效應使高頻分量的傳輸速度慢于信號的低頻分量，信號出現(xiàn)頻散。從時域的角度看，信號的頻散使接收到的信號幅度降低，脈寬變大。當前碼元收到以前碼元能量的干擾，特別是在一串連續(xù)不變的信號后出現(xiàn)一個脈沖切換，而后又保持不變的情況下，該脈沖會因電纜的帶限效應，出現(xiàn)嚴重的失真，如果脈沖幅度達不到接收器的檢測閾值，該信號就不能正確檢測出來。即使勉強檢測了，脈沖寬度也會減小。因此，為了減小傳輸數(shù)據(jù)的誤碼率，在接收器的前端通常要加入均衡器，以補償電纜對信號的衰減。通常來說，當數(shù)據(jù)率達到1 Gbps，就必須使用均衡器。

　　發(fā)送信號經(jīng)過具有低通特性的電纜后被衰減，為了補償被衰減的信號，均衡器應該高通來增強接收信號的高頻成分。理想情況下，經(jīng)均衡器補償后的信號頻響應為全同特性，被電纜衰減的頻率成分被全部補償。但考慮到均衡器本身也是帶限系統(tǒng)，在高頻時，均衡器的頻響也呈現(xiàn)低通衰減趨勢，因此，在均衡器的設計中要保證在信號頻率及其低次諧波如二階、三階分量能被補償。考慮到實際電路實現(xiàn)時，電路及外部噪聲是不可避免的，因此要求均衡器在高頻時呈現(xiàn)低通。

　　2 各種均衡技術

　　2．1 發(fā)送器預均衡技術

　　所謂預加重，就是在發(fā)送器端預先增加信號高頻分量的能量。通過設計，使預加重的信號分量和線上衰減疊加后剛好抵消，從而在接收端產(chǎn)生一個平坦的頻率響應特性。因其設計上相對簡單，是早應用于LVDS收發(fā)器的一種均衡技術。

　　因為并行數(shù)據(jù)總線通常可以用來給FIR(有限脈寬響應)濾波器作數(shù)據(jù)輸入，預加重也可以采用FIR濾波器實現(xiàn)。4階的FIR濾波器實現(xiàn)的預加重均衡器的結構框圖如圖1所示。

　　圖中，和第三階用來消除由前兆位(precursor)和后兆位(post—cursor)導致的碼間干擾(LSD，而第四階的作用是消除由于線上阻抗不匹配導致的反射。第二階與當前位成正比。四個2位數(shù)模轉換器(DAC)相當于一個FIR濾波器的乘法器。其輸入信號來自串行化器。FIR系數(shù)由控制這些DAC的舵電流(steering current)來設置，這個控制還需要另外四個6位的DAC。四個DAC的輸出電流在輸出節(jié)點相加，然后通過片外的端接電阻轉換成電壓。采用FIR濾波器實現(xiàn)的好處是可以做到更加，特別是當均衡器不適合自適應系統(tǒng)的條件下，這個優(yōu)點是比較重要的。但其結構太過復雜，有時候根本就不需要。而采用模擬的方法則可以彌補這一點。

圖1 4階FIR濾波器組成的預加重均衡器結構圖

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