CML 到CML 之间连接分两种情况,当收发两端的器件使用相同的电源时,CML 到CML 可 以采用直流耦合方式,这时不需加任何器件;当收发两端器件采用不同电源时,一般要考虑 交流耦合,如图8 中所示,注意这时选用的耦合电容要足够大,以避免在较长连0 或连1 情 况出现时,接收端差分电压变小。
4.2. PECL到PECL的连接
PECL 到PECL 的连接分直流耦合和交流耦合两种形式,下面分别介绍: 4.2.1. 直流耦合情况
PECL 负载一般考虑是通过50Ω接到Vcc-2V 的电源上,一般该电源是不存在的,因此通 常的做法是利用电阻分压网络做等效电路,如图9 中所示,该等效电路应满足如下方程:
解上面方程组,得到:
在3.3V 供电时,电阻按5%的精度选取,R1 为130Ω,R2 为82Ω。而在5V 供电时,R1 为82Ω,R2 为130Ω。图10 给出了这两种供电情况时的详细电路。
这种等效电路同时提供50Ω的交流阻抗以匹配传输线。然而并没有规定,PECL 的输出阻抗要和传输线特征阻抗匹配。
4.2.2. 交流耦合情况
PECL 在交流耦合输出到50Ω的终端负载时,要考虑PECL 的输出端加一直流偏置电阻, 如图11 所示。
PECL 的输出共模电压需固定在Vcc-1.3V,在选择直流偏置电阻时仅需该电阻能够提供 14mA 到地的通路,这样R1=(Vcc-1.3V)/14mA。在3.3V 供电时,R1=142Ω,5V 供电时,R1=270
Ω。然而这种方式给出的交流负载阻抗低于50Ω,在实际应用中,3.3V 供电时,R1 可以从
142Ω到200Ω之间选取,5V 供电时,R1 可以从270Ω到350Ω之间选取,原则是让输出波形
达到最佳。
PECL 交流耦合另外有两种改进结构,一种是在信号通路上串接一个电阻,从而可以增大 交流负载阻抗使之接近50Ω;另一种方式是在直流偏置通道上串接电感,以减少该偏置通道
影响交流阻抗。
图11 中R1和R2 的选择应考虑如下几点:(1)PECL 输入直流偏压应固定在Vcc-1.3V; (2)输入阻抗应等于传输线阻抗;(3)低功耗;(4)外围器件少。最常用的就是图11 中的
两种。在图11(a)中,R1 和R2 的选择应满足下面方程组:
求解得到:
图11(a)有一个缺点就是它的功耗较大,当对功耗有要求时,可以采用图11(b)所 示的结构,在这种情况下,R2 和R3 需满足如下方程组:
R2 和R3 通常选:
4.3. LVDS到LVDS的连接
因为LVDS 的输入与输出都是内匹配的,所以LVDS 间的连接可以如图12 中那样直接连 接。
5. LVDS,PECL,CML 间的互连
在下面的讨论中,PECL 按3.3V 供电考虑,即LVPECL 情况。 5.1. LVPECL到CML的连接 5.1.1. 交流耦合情况
LVDS到CML的一种连接方式就是交流耦合方式,如图13 所示。在LVPECL的两个输出端 各加一个到地的偏置电阻,电阻值选取范围可以从142Ω到200Ω。如果LVPECL 的输出信号
摆幅大于CML 的接收范围,可以在信号通道上串一个25Ω的电阻,这时CML 输入端的电压摆
幅变为原来的0.67 倍。
5.1.2. 直流耦合情况
在LVPECL 到CML 的直流耦合连接方式中需要一个电平转换网络,如图14中所示。该电 平转换网络的作用是匹配LVPECL 的输出与CML的输入共模电压。一般要求该电平转换网络引
入的损耗要小,以保证LVPECL 的输出经过衰减后仍能满足CML 输入灵敏度的要求;另外还要
求自LVPECL端看到的负载阻抗近似为50Ω。下面以LVPECL驱动MAX3875 的CML 输入为例说
明该电平转换网络。
下面是该电阻网络必须满足的方程:
注:假定LVPECL的最小差分输出摆幅为400mV,而MAX3875的输入灵敏度为50mV,这样电阻网络的最小增益必须大于 50mV/400mV=0.125
求解上面的方程组,我们得到R1=182Ω,R2=82Ω,R3=290Ω,VA=1.35V,VB=3.11V, Gain=0.147,Zin=49Ω。把LVPECL输出与MAX3875 输入连接好,实测得:VA=2V,VB=3.13V。 LVPECL 到MAX3875 的直流耦合结构如图15 所示,对于其它的CML 输入,最小共模电压 和灵敏度可能不同,读者可根据上面的考虑计算所需的电阻值。
5.2. CML到LVPECL的连接
图16 给出了CML 到LVPECL 三种交流耦合解决方案。
5.3. LVPECL到LVDS的连接 5.3.1 直流耦合情况
LVPECL到LVDS 的直流耦合结构需要一个电阻网络,如图17中所示,设计该网络时有这 样几点必须考虑:首先,我们知道当负载是50Ω接到Vcc-2V 时,LVPECL 的输出性能是最优 的,因此我们考虑该电阻网络应该与最优负载等效;然后我们还要考虑该电阻网络引入的衰