【摘 要】
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随着微电子的技术发展,高速串行接口的速率越来越高。信道对信号的高频衰减也随着速率的升高而增大,在串行接口的接收端需要对信道输出的信号进行高频增益补偿,以减小传输信号间的码间干扰。通常接收前端的均衡技术有模拟均衡技术和数字均衡技术,数字均衡器实现起来比较复杂,模拟均衡器具有结构简单,功耗较小的特点,近年来主流的均衡方式都是采用模拟均衡器和数字均衡器相结合的方式。本文首先对信道特性进行了分析,并对基于
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随着微电子的技术发展,高速串行接口的速率越来越高。信道对信号的高频衰减也随着速率的升高而增大,在串行接口的接收端需要对信道输出的信号进行高频增益补偿,以减小传输信号间的码间干扰。通常接收前端的均衡技术有模拟均衡技术和数字均衡技术,数字均衡器实现起来比较复杂,模拟均衡器具有结构简单,功耗较小的特点,近年来主流的均衡方式都是采用模拟均衡器和数字均衡器相结合的方式。本文首先对信道特性进行了分析,并对基于S参数（微波网络中的散射参数）的实际信道进行了仿真,确定了其频域响应和时域脉冲响应。然后在介绍常见均衡器的基础上,着重对典型模拟均衡器——连续时间线性均衡器（Continuous Time Linear Equalizer,CTLE）进行了理论分析、公式推导和电路仿真,以此指导电路设计。接着采用TSMC65nm CMOS工艺设计了一款用于4电平脉冲幅度调制（4-level Pulse Amplitude Modulation,PAM4）、工作在40Gbps接收机的模拟前端。该前端由CTLE、可变增益放大器（Variable Gain Amplifier,VGA）和缓冲器（Buffer）组成。其中,CTLE采用退化电阻电容和电感峰化技术,在10GHz频率处的增益从6.42d B至12.46d B范围内16级可调;VGA采用电流并联的方式对等效跨导进行控制,低频增益在-4.58d B至5.75d B范围内16级可调;Buffer采用类似CTLE的扩频技术,-3d B带宽达到20GHz,当40Gb/s PAM4信号经过17.13d B信道衰减后,模拟前端在10GHz处提供11.37d B的增益补偿;当信号经过6.39d B信道衰减后,模拟前端在10GHz处提供6.9d B的增益补偿。整体电路的均衡范围在10GHz达到6.35d B至12.46d B,功耗为15.1m W。最后设计了一款多频段可调的CTLE,解决了模拟前端中CTLE低频不可调的缺点。
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