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图 8. CML到CML的连接

5.2 PECL到PECL的连接

5.2.1 直流耦合:驱动50Ω至(VCC-2V)的戴维宁等效电路

PECL输出设计成驱动50Ω负载至(VCC-2V)。由于一般情况下无法向终端网络提供(VCC-2V)电源,经常会用并联电阻,得到一个戴维宁等效电路。图9给出了戴维宁变换的结果,50Ω至(VCC-2V)的终端匹配要求满足:

并且()=50Ω

解出R1、R2,可得:

并且 R2=25Vcc

图 9. 戴维宁等效变换

在3.3V供电时,电阻按5%的精度选取,R1为130Ω,R2为82Ω。而在+5.0V供电时,R1为82Ω,R2为130Ω。图10给出了+3.3V和+5.0V供电时的戴维宁等效终端网络。注:PECL输出配置为射极开路,没有背向终端匹配(参见图1)。

图 10. PECL与PECL

之间的直流耦合 5.2.2 交流耦合

PECL在交流耦合输出到50Ω的终端负载时,在将PECL输出交流耦合至传输线之前,需要在PECL输出端加一个对地直流偏置电阻,如图11所示。

PECL的输入端接R2和R3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) 与传输线特性阻抗的匹配情况;(3)功耗;(4) 外围器件。图11(a)的电路针对采用最少的元件数进行了优化,这种情况下R2和R3的选择应满足下面方程组:

求解得到:

R2 = 82Ω并且R3 = 130Ω +3.3V供电 并且

R2 = 68Ω并且R3 = 180Ω +5.0V供电

图 11. PECL与PECL之间的交流耦合

图11(a)的缺点是由终端网络引起的功耗较大。如果系统对于功耗要求较高,可以采用图11(b)所示电路。这时,我们需要满足:

解得:

R2 = 2.7kΩ并且R3 = 4.3kΩ +3.3V供电 并且

R2 = 2.7kΩ并且R3 = 7.8kΩ +5.0V供电

PECL的输出共模电压需固定在(VCC-1.3V),在选择直流偏置电阻(R1)时仅需该电阻能够提供14mA到地的直流电流,这样

。在+3.3V供电时,R1 =

142Ω,+5.0V供电时,R1 = 270Ω。然而这种方式给出的PECL输出交流负载阻抗低于50Ω。在实际应用中,折中交流和直流的要求,+3.3V供电时,R1可以从142Ω到200Ω之间选取,+5.0V供电时,R1可以从270Ω到350Ω之间选取。

可以通过两种方式进一步改善PECL的终端匹配:(1) 增加一个与耦合电容串联的电阻,使得PECL驱动器端的等效交流阻抗接近50Ω;(2) 添加一个与R1串联的电感,使交流阻抗受控于接收器阻抗,与R1无关。