常用差分接口电平转换.pdf

CML、、PECL 及及 LVDS 间的互相连接间的互相连接 、、 及及 间的互相连接间的互相连接 简介： 随着高速数据传输业务需求的增加，如何高质量的解决高速 IC 芯片间的互连变得越来 越重要。低功耗及优异的噪声性能是要解决的主要问题。芯片间互连通常有三种接口：PECL （Positive Emitter-Coupled Logic ）、LVDS （Low-Voltage Differential Signals）、CML （Current Mode Logic）。在设计高速数字系统时，人们常会遇到不同接口标准 IC 芯片间的 连接，为解决这一问题，我们首先需要了解每一种接口标准的输入输出电路结构，由此可以 知道如何进行直流偏置，接什么样的负载。该文章正是针对该问题展开讨论，作为例子，文 中列举了一些 MAXIM 公司的产品。 1. PECL 接口 PEL 是有 ECL 标准发展而来，在 PECL 电路中省去了负电源，较 ECL 电路更方便使用。PECL 信号的摆幅相对 ECL 要小，这使得该逻辑更适合于高速数据的串性或并行连接。PECL 标准最 初有 MOTOROLA 公司提出，经过很长一段时间才在电子工业界推广开。 1.1. PECL 接口输出结构 PECL 电路的输出结构如图 1 所示，包含一个差分对和一对射随器。输出射随器工作在正 电源范围内，其电流始终存在，这样有利于提高开关速度。标准的输出负载是接 50 Ω至VCC-2V 的电平上，如图 1 中所示，在这种负载条件下，OUT+与 OUT-的静态电平典型值为 VCC-1.3V， OUT+与 OUT-输出电流为 14mA。PECL 结构的输出阻抗很低，典型值为 4~ 5 Ω，这表明它有很 强的驱动能力，但当负载与 PECL 的输出端之间有一段传输线时，低的阻抗造成的失配将导致 信号时域波形的振铃现象 。 VCC OUT+ OUT- 50 Ω 50 Ω VCC-2V PECL 终端负载 图1. PECL 输出结构 1.2. PECL 接口输入结构 1 PECL 输入结构如图 2 所示，它是一个具有高输入阻抗的差分对。该差分对共模输入电压 需偏置到 VCC-1.3V，这样允许的输入信号电平动态最大 。MAXIM 公司的 PECL 接口有两种形式 的输入结构，一种是在芯片上已加有偏置电路，如 MAX3867、MAX3675，另一种则需要外加直 流偏置。 VCC VCC VCC-1.3V 1KΩ 1KΩ IN+ IN+ IN- IN- (a) 片内偏置 (b) 片外偏置 图2. PECL 输入电路结构 表一中给出了 MAXIM 公司 PECL 接口输入输出的具体 电气指标。 表格1. PECL 输入输出指标 参数 条件 最小值 典型值 最大值 单位 Ta=0℃~85℃