【摘 要】
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海量数据对数据中心传输带宽提出了更高的要求,在下一代400G以太网中,单路数据速率要达到50G/bs以上,基于NRZ信号的串行传输系统已无法满足带宽的需求。而四阶脉冲幅度调制技术（PAM4）以其带宽压缩的特性,广泛应用于50Gb/s以上的超高速串行传输系统中。本文研究基于65nm CMOS工艺的50Gb/s PAM4信号串行通信接收器设计。本文的PAM4接收器包括一个由连续时间线性均衡器（CTLE
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海量数据对数据中心传输带宽提出了更高的要求,在下一代400G以太网中,单路数据速率要达到50G/bs以上,基于NRZ信号的串行传输系统已无法满足带宽的需求。而四阶脉冲幅度调制技术（PAM4）以其带宽压缩的特性,广泛应用于50Gb/s以上的超高速串行传输系统中。本文研究基于65nm CMOS工艺的50Gb/s PAM4信号串行通信接收器设计。本文的PAM4接收器包括一个由连续时间线性均衡器（CTLE）和1抽头判决反馈均衡器（DFE）构成的组合均衡器。其中,CTLE采用源级电容退化结构来拓展电路带宽。在DFE的设计中,针对PAM4信号的四个电平,设计了电平移位和限幅放大器,能够判决四个电平并生成三路温度计码,再利用CML锁存器和乘加器实现DFE反馈补偿。本文的PAM4接收器还包括了时钟数据恢复电路（CDR）和解码电路。其中,CDR采用PLL环路结构,主要包括Bang-Bang鉴相器（PD）,电压电流转换器（V/I）,低通滤波器（LPF）和压控振荡器（VCO）。PD中的高速异或门采用完全对称结构,避免静态相位失调,压控振荡器采用LC结构,获得良好的相噪特性。解码电路采用特殊展平结构的三输入异或门,具有带宽大的优点,在25Gb/s下能够正常工作。本文完成了整个接收器的版图设计和后仿真,包括焊盘在内的版图面积为0.375mm~2,1.2V下电源电压下的功耗为320m W。均衡器后的PAM4信号眼图水平张开度达0.45UI。1MHz处VCO的相位噪声为104.9d Bc/Hz,恢复的时钟抖动为3.2ps（0.08UI）,恢复的数据抖动为3.6ps（0.09UI）,解码器输出的两路NRZ信号眼图的水平张开度达0.8UI。后仿真结果表明,所设计的电路达到指标要求。
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