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CTLE是什么?(原理、特點及作用)

電子說 ? 來源:一博科技 ? 作者:黃剛 ? 2021-04-07 10:07 ? 次閱讀

CTLE是什么?上篇文章也提到了,直白的翻譯為連續時間線性均衡。它是在接收端芯片上的一種技術。之前也提到了,CTLE的作用可以在傳輸損耗較大的鏈路,有效的改善接收端眼圖的性能。

pIYBAGBtE0KAYMBnAAHI6cMKDXk505.png

對于有過高速串行信號仿真經驗的同行來說,最經??吹剿牡胤绞荌BIS-AMI的模型,以XILINX的V7芯片的ibis-ami模型為例,一般有以下對CTLE的描述:

gscx5-02.jpg

很多初學的同行在對接收端的模型進行參數調節的時候,是不是一看到了“AUTO”的字眼,就馬上選上,然后靜靜的等著之前閉合的接收端眼圖慢慢張開,然后就會在結論中給出“接收端模型采用AUTO的自適應均衡即可滿足要求”。的確,軟件就是軟件,做得越自動化越能提高仿真的效率,軟件對CTLE的自動算法,的確能在確定通道頻域特性的情況下優化出CTLE的響應,使得RX的接收頻域特性達到最優,這樣的話,時序和頻域的波形就會變好了。

但是,如果真的要問CTLE為什么能使原本閉合的眼圖張開,或者上述ibis-ami模型關于CTLE的參數是什么意思,均衡器CTLE的原理是什么,這可能會難倒相當一部分人吧。好吧,我們喜歡從結果出發,那就先來看看加入CTLE后的效果吧。

我們選擇PCIE3.0協議的CTLE模型進行探討,該模型的描述如下所示:

gscx5-03.jpg

看到它實際上是頻率和(幅度)dB值的關系曲線,我們先不管它的作用,先通過數學對下面的公式分析下:

gscx5-04.jpg

首先我們知道,當s=0時,H(0)=ADC,也就是當頻率為0的時候也就是直流的時候,實際上幅度是一個負的增益(常數),當頻率在一個比較高(趨向無窮大)時,H為趨向于負無窮大;實際上曲線變化頻段的部分是由公式上兩個pole點來控制,我們一般稱為極點或者peak點。根據該公式的數學運算,在兩個pole點之間會出現該曲線的一個最大值。這樣我們就通過增益,零點,極點來定義了一個頻域響應了。

因此CTLE曲線就是一個在低頻時增益衰減為常數,然后隨著頻率升高慢慢衰減變小,但是過了一個較高頻率之后,衰減又開始慢慢變大的效果。其實我們想利用的頻段是前兩部分:在低頻時候常數增益衰減,然后隨著頻率升高慢慢衰減變小的頻段。然后我們能下這么一個結論,實際上,在起作用的頻段內,CTLE是一個高通濾波器。

那我們來看看CTLE對于通道的作用吧。

當PCIE3.0的傳輸通道達到如下損耗時,接收端眼圖已經全部閉合。

gscx5-05.jpg

然后我們加入一個-12db-ADC的CTLE均衡,眼圖變成了下面的樣子。

gscx5-06.jpg

這時我們再去關注RX端的頻率響應,加入CTLE前后的RX端損耗對比如下:

gscx5-07.jpg

想不到有均衡之后的接收端損耗曲線竟然全頻段都在無CTLE均衡的下面,說明均衡后的損耗總體都比無均衡的要差。

編輯:hfy

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