發射預加重和接收均衡可以使串行器/解串器（SerDes）設備在便宜的電纜上或更長的距離上工作。本應用筆記介紹了如何通過電纜使信號降級以及如何補償這種降級。此外，本文還介紹了在使用有損電纜時，如何通過Maxim千兆位多媒體串行鏈路（GMSL）產品實現穩健的鏈路。本文還概述了線路均衡。

視頻應用的最新進展，以及數據流量的指數級增長，已經引起了對更高數據速率的需求。結果，低成本雙絞線（TP）電纜引起了人們的特別興趣。但是，這些TP電纜的長距離衰減取決于頻率，這是對其最佳使用的主要限制因素。這種與頻率有關的衰減會在接收到的信號中引起嚴重的符號間干擾（ISI），進而給時鐘和數據恢復帶來困難，并導致更高的誤碼率（BER）。圖1顯示了在信號到達接收器之前被電纜衰減的傳輸信號的示意圖。通過顯著降低ISI并恢復嚴重降級的數據，

接收方的ISI。

Maxim GMSL器件中的高速3.125Gbps收發器通過允許系統設計人員動態編程特定電纜的均衡電平，從而提供了可靠的鏈接。發射器和接收器均具有均衡調整，可以單獨或一起編程以延長傳輸距離。這種靈活的均衡調整功能允許使用各種低成本的有損電纜。

本應用筆記介紹了如何使用Maxim GMSL產品和有損電纜設計穩健的鏈路。它還概述了線路均衡。

GMSL發送器預加重和接收器均衡

GMSL鏈路采用發射機預加重和接收機均衡來補償傳輸損耗。

發射機預加重

當在接收器端未應用均衡時，高頻“ 0”脈沖可能無法在連續的“ 1”之后達到信號擺幅的中間電平，如圖2所示。該圖說明了頻率與衰減的關系可以通過強調過渡和不強調“無過渡”來克服。

時域中的預加重過濾。

如圖3所示，電纜由于導體和介電損耗而具有低通傳遞函數。通過利用均衡（高通傳遞曲線），可以在所需頻率的帶寬內獲得平坦（均勻衰減）的系統頻率響應。范圍。

頻域中的預加重濾波。

有效使用這種均衡技術將影響三個主要的系統設計參數：

• 電纜長度
• 電纜類型
• 最大系統數據速率

例如，通過6dB的預加重，可以合理地張開10m電纜末端的完全閉合的眼（圖4）。

10m電纜連接后的3.125Gbps數據：（a）無與（b）6dB的預加重。

如MAX9259數據手冊所述，預加重電平由寄存器地址0x05 D [3：0]設置。用戶可以根據表1編程預加重級別。負預加重級別對應于不強調高頻項，而僅對低頻項不加重的情況。同樣重要的是要注意，過度增強會導致時序抖動略有增加。

預加重和去加重級別

在以下各節中，將討論如何同時使用發射器和接收器均衡器以及表格測試數據。

接收器均衡

接收機均衡的基本原理如圖6所示。有損鏈路利用近似一階傳遞函數衰減前向信道數據，該函數的帶寬遠低于數據頻率（數據頻率fb等于1）。比特率的一半）。由于符號間干擾，這將導致確定性抖動。此外，對于長電纜，該有損電纜末端的眼圖可以完全閉合。為了補償這種損失，首先通過傳遞函數處理數據，理想情況下，該函數是電纜傳遞函數的反函數。因此，當鏈路和均衡器級聯時，可以獲得足夠的帶寬。在GMSL解串器中實現了12級可編程增益方法，以防止針對不同的電纜長度進行過低或過高的放大。

通過在接收器中應用信道傳遞函數的逆函數來均衡數據。

不同升壓設置的接收器傳遞函數（AC特性）如圖7所示。

通過在接收器中應用信道傳遞函數的逆函數來均衡數據。

當升壓字為8（9.4dB）時，整個傳遞函數在感興趣的頻率范圍內變得最大平坦。10m STP電纜的接收器輸入和輸出眼圖如圖8所示。請注意，均衡器增益提升是如何使完全閉合的眼圖張開的。

鏈接活動檢測器

GMSL解串器具有一個信號檢測器電路，當鏈路上沒有信號時，它將禁用接收器。當信號電平由于電纜較長或預加重電平很高而非常低時，解串器可能無法檢測到鏈路上的活動。因此，強烈建議禁用活動檢測器，同時搜索長電纜（> 10m）的最佳預加重和均衡器設置。通過向解串器的字節11寫入“ 0x80”可以禁用檢測器。選擇最佳值后，可通過將“ 0x20”寫入同一字節來再次啟用它。根據我們的實驗室測量，活動檢測器在最大PCLK頻率104.16MHz時對15m電纜的預加重高達8dB。活動檢測器還有一個低閾值選項。可以通過將“ 0x00”寫入字節11來進行編程。根據實驗室測量，當選擇低閾值的活動檢測器工作到14分貝預加重為15米的電纜。如果電纜長于15m，且預加重為14dB，則建議禁用活動檢測器。這些測量中使用的電纜是標準的汽車STP電纜。

編輯：hfy