串行系列-均衡技术

作者：陈德恒    

来，跟着小陈一起念：“减小低频能量，增加高频能量！减小低频能量，增加高频能量！减小低频能量，增加高频能量！”不管使用何种预加重均衡的方法，我们的核心思想是不变的。不过在念这句话的时候，大家觉不觉得跟另外一个器件性能很像？对，高通滤波器。

最简单的无源CTLE-Continuous Time Linear Equalizer连续时间均衡器其实就相当于一个高通滤波器，物理实现也非常简单，就是一个电阻与电容的并联，他的频率响应是这样子的：

而我们的有损线的频率响应大概是这样子的：

将走线与前面的高通滤波器串联在一起的话，全通道的频率响应是这样子的：

看起来好惨，低频段的都直接衰减了-9个dB。可是再仔细一看，在5GHz以内似乎变成了平坦性衰落，而10Gbps信号最主要的频谱分布就在5GHz之内，该通道去传输10Gbps的信号似乎不再需要担心出现严重的ISI问题。要根据不同的通道去调整高通滤波器的频率响应的话，只需要调整电阻和电容的大小即可。

除去简单的无源CTLE，芯片内部大多是有源CTLE，由多个有源滤波器构成。其频率响应可调，下图是某芯片的CTLE频响示意图：

可以看到，实际上高频的增益其实是可以做到很高了，16dB是什么概念呢？普通10inch的FR4在10GHz时候的损耗大概在16dB左右。

RX端均衡除去CTLE技术之外，常用的还有 FFE (Feed-Forward Equalizer,前馈均衡器)

DFE (Decision Feedback Equalizer, 判决反馈均衡器)。这两个就跟FIR比较像。只不过FIR中的乘法器是乘一个脉冲信号，而FFE与DFE中的乘法器，乘以信号本身。看图理解：

（画图好辛苦，大概意思是这样，叠加后的波形画得不好就不要管他了）

FFE与DFE最大的不同就在于各tap工作之前的那一个判决步骤了吧。