ecl端接匹配笔记

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1、以下笔记主要参考文档AND8020。1.ECL模型LVPECL输出为射极跟随电路，输出阻抗约为6到8Ω（Ro）。在通常用法中，摆幅约为800mVpp，直流平衡点约为Vcc-1.3V。持续的输出电流一般应限制在50mA以下。LVPECL输出正常工作时，端接匹配端始终吸收电流。1.1.Re最小值计算上图中的Re需要保证持续的输出电流被限制在安全值（50mA）以下，即Re的最小值可以通过以下公式计算。Re=Voh/Imax式1Voh为输出端最大电压，Imax为最大允许的持续电流（50mA）。1.2.Re最大值计算Re的最大值将影响输出信号的摆幅，R

2、e越小，摆幅越大。在发射端，Ro、Re和传输线阻抗Z0可以看做一个整体。当Re减小时，电流增大，而传输线阻抗Z0不变，所以传输介质上的电压越大，即摆幅越大。以下是Re、

3、Vcc-Vee

4、与摆幅之间的关系。1.信号传输分析上图是无端接的情况。此时传输信号在负载端会发生反射，反射信号回到发送端时，由于发射端输出阻抗与传输线阻抗的不同，会再次发生反射。ρL=(RL–Z0)/(RL+Z0)式2ρS=(RS–Z0)/(RS+Z0)式3ρL为接收端反射系数，ρS为发送端反射系数，RL为接收端负载，RS为发送端阻抗（如果发送端为串联电阻，则等于Ro）。一般

5、情况下，接收端不做匹配时的阻抗非常大，所以ρL接近1。RS一般比传输线阻抗小得多，如8Ω，所以ρS为负。上述情况下，发送信号很容易产生振铃现象。为了改善传输信号的信号完整性，需要根据情况对发送端和接收端进行匹配，主要有以下4种方式。a)极短距离传输时无端接b)并行端接c)串行端接d)二极管端接1.端接方式1.1.无端接只有在传输距离极短的情况下才会采用无端接（指输出端仍需要通过Re端接到Vee，输入端无端接）的方式，其条件如下。将信号上升时间记为tr，表示从20%到80%的变化。Lmax

6、行端接并行端接的优点如下。l电气特性最好l尤其适用于分布式负载l线上波形无畸变l功率消耗小并行端接分为远端端接和近端端接。近端并行端接时，驱动器输出电流在近端通过对Vee的匹配电阻返回；远端并行端接时，驱动器输出电流通过匹配电阻被远端的Vtt吸收。1.2.1.近端并行端接近端并行端接是指并行端接位于发送端，如下图所示。这种接法中，发送端通过Re端接至Vee，接收端使用Rt做匹配。对于部分将Rt集成在内部的芯片，其连接方式如下图。Rt取值等于传输线阻抗。1.1.1.远端并行端接（VTT）1.1.1.1.使用VTT电源接收端通过Rt将信号端接至V

7、tt电压，Rt的阻值等于传输线阻抗。由于使用了Vtt（大于Vee），该方法的功耗较小。差分和单端的端接方式如下图。Vtt的电压必须小于最坏情况下的VOLmin，且始终吸收电流。Vtt标准值为Vcc-2.0V。1.1.1.1.不使用Vtt远端并行端接需要Vtt电压。可以使用“Y”端接方式将信号连接至Vee，而不用使用Vtt。此时Vtt的电压通过选择合适的电阻获得，如下图所示。上图中个电阻值的计算如下。Rt1=Rt2=Z0式5Rt3=Rt1((Vtt-Vee)/(Voh+Vol-2*Vtt))式6Vtt=(Rt3(Voh+Vol)+(Rt1*Ve

8、e))/(Rt1+2*Rt3))式7以下是不同情况下的推荐值列表。1.1.1.与LVDS端接及作为互补单端信号输出如下图所示，LVDS输出可以直接连接至ECL的接收器，如下图所示。差分ECL的输出也可以作为两个独立的互补的单端信号进行匹配。上述两种使用方法会改变Voh的直流电平，使其偏移±40mV。不过绝大多数应用中，直流电平被置于窗口中间，所以±40mV的偏移不会带来问题。但是在输出Vol时的风险稍大。最坏情况下，IOLmin可能使射极跟随电路进入截止状态（0mA）。这将导致延时增大。这种情况只有在多种极端因素同时发生时才会出现（极少见）。

9、1.1.戴维宁等效并行端接戴维宁等效并行端接也可以避免使用Vtt。单端和差分端接如下图所示。该匹配方式消耗更多功率。这些额外的功率均由外部分压网络消耗，不会施加在发送或接受芯片上。R1和R2的计算公式如下。R2=Z0*(Vcc-Vee)/(Vcc-Vtt)式8R1=R2*(Vcc-Vtt)/(Vtt-Vee)式9Vtt为Vcc-2.0V。公式8和9的计算原理如下。R1和R2分别上拉和下拉至Vcc和Vee，接收器输入管脚对信号的阻抗为R1和R2并联，即R1*R2/(R1+R2)，要实现阻抗匹配，Z0=R1*R2/(R1+R2)。通过上拉和下拉，

10、在接收器输入管脚处生成Vtt以避免使用外部Vtt。根据分压关系可以得到(Vcc-Vtt)/R1=(Vtt-Vee)/R2。根据此处得到的两个方程，可以推导出公式8和