LVDS串行-解串器在電纜數據傳輸中的性能

　　利用串行-解串器能夠大大減少短距離、寬帶數據通信中的連線(xiàn)。類(lèi)似的應用有電信和網(wǎng)絡(luò )設備的背板互連、3G蜂窩電話(huà)基站中機架內部的互連、數字視頻接口等。采用電流模式、低電壓差分信號(LVDS)的好處在于易端接、低傳輸功率和低電磁干擾(EMI)。但LVDS的主要標準TIA/EIA-644-A中只規定了信號電平等物理層參數，而沒(méi)有給出諸如數據速率與電纜長(cháng)度對應關(guān)系的互連特性。LVDS標準提供給用戶(hù)的僅僅是LVDS信號的基本兼容規范，在實(shí)際的高速應用中，用戶(hù)還必須了解在規定的電纜和傳輸距離條件下所能達到的性能。

　　Maxim公司生產(chǎn)的MAX9205/MAX9207 LVDS串行器和MAX9206/MAX9208 LVDS解串器能夠通過(guò)差分特性阻抗為100Ω的串行點(diǎn)對點(diǎn)鏈路進(jìn)行高速數據傳輸，MAX9205/MAX9206的串行“有效載荷”數據速率(含同步碼)為160Mbps～400Mbps;MAX9207/MAX9208的速率為400Mbps～600Mbps。該兩組芯片引腳兼容，但分別優(yōu)化在不同的頻率范圍。下面介紹MAX9205/MAX9207 LVDS串行器和MAX9206/MAX9208解串器在不同數據速率、電纜長(cháng)度下的實(shí)驗室測試結果和誤碼率(BER)分析。同時(shí)將BER與不同長(cháng)度的CAT-5E非屏蔽雙絞線(xiàn)上的眼圖抖動(dòng)相關(guān)聯(lián)。

　　1　BER測試

　　BER測試是衡量傳輸鏈路可靠性最直接、最準確的途徑。數字通信鏈路所要求的誤碼率非常低，通常為千億分之一(10-12)或更低。

　　進(jìn)行BER測試需要高品質(zhì)的信號發(fā)生器和特定的測試設備，通常BER測試需要用數小時(shí)甚至幾天的時(shí)間來(lái)傳輸大量的數據以達到10-12或更低BER的測試要求，這取決于數據的傳輸速率?？紤]到BER測試比較耗時(shí)，通常用一些快速測量方式預測傳輸鏈路的可靠性，如設置產(chǎn)生低BER的抖動(dòng)電平等。實(shí)際上，BER測試通常用于驗證數據表中抖動(dòng)指標的最大值。圖1所示是用LVDS串行器/解串器建立點(diǎn)對點(diǎn)鏈路的配置。

　　2　測試裝置

　　當MAX9205或MAX9207 LVDS串行器發(fā)送LVDS信號后，串行器將在并行數據時(shí)鐘(TCLK)的上升沿鎖存10位并行數據，并在加入2位同步碼后通過(guò)單路LVDS輸出端口發(fā)送串行數據。MAX9205的并行數據時(shí)鐘范圍為16～40MHz;MAX9207的時(shí)鐘范圍為40～60MHz。加入2位同步碼后，串行數據比特率為12倍 TCLK?！坝行лd荷”串行數據速率(串行比特率減去2位同步碼)為10倍TCLK。

　　在圖2所示的電纜測試裝置中，2號評估板的串行器和解串器可將安捷倫(Agilent)公司的86130A BER測試儀的串行I/O轉換成并行I/O，然后將并行數據送入或從1號電纜測試評估板讀出。86130A輸出的串行數據序列碼長(cháng)為1200位，其中1000位取自2m-1偽隨機二進(jìn)制序列(PRBS)，每10位PRBS碼插入01同步碼仿真串行器的添加位。2號評估板的解串器可移出同步碼并輸出PRBS并行數據至1號評估板的電纜測試串行器。串行數據序列被連續重復發(fā)送，而安捷倫公司的81250則主要用于提供所需要的參考時(shí)鐘(TCLK用于串行器、REF-CLK用于解串器)。

　　通過(guò)分別測試電纜長(cháng)度為5英尺、15英尺、30英尺、60英尺和100英尺(采用General Cable公司的5E類(lèi)以太網(wǎng)AWG24非屏蔽雙絞線(xiàn)，型號為2133629H)時(shí)的BER，并采用Tektroni