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基于PAM4信号的发送端分数间隔前馈均衡器设计

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为了抑制 18 英寸FR4 背板的高频损耗、提高传输速率,采用TSMC 0.18 μm CMOS工艺设计了一种基于PAM4 信号的发送端分数间隔前馈均衡器.该均衡器采用源极电容衰减延时单元来提高延时器的带宽,通过电容校准技术调节低频时的群延时,并同时采用电阻和电容校准技术来提高不同工艺角下群延时的平坦度.均衡器芯片的核心面积为 0.427 mm×0.475 mm,功耗为 258.6 mW.后仿真表明,两路 5 Gbps的NRZ信号通过 3 抽头 3T/4间隔的FFE均衡器和 18 英寸FR4 背板传输后,可得到眼图水平张开达 95 ps,垂直张开达 30 mV的 10 Gbps PAM4 信号.
Design of fractionally-spaced feed forward equalizer based on PAM4 signal at the transmitter
In order to suppress the high frequency loss of the 18-inch FR4 backplane and improve the transmission rate,a fractionally-spaced feed forward equalizer(FFE)based on PAM4 signal was designed adopting TSMC 0.18 μm CMOS technology.The bandwidth of the delay unit was boosted by source degeneration capacitance and the group delay at low frequency was adjusted by the technology of capacitance calibration.Meanwhile,the flatness of the group delay at different process corners was improved by the calibration technology of resistance and capacitance.The core area of the equalizer chip is 0.427 mm×0.475 mm and consumes a power of 258.6 mW.The post-simulation results show that the two-way 5 Gbps NRZ signals transmitted through FFE equalizer with 3-tap and 3T/4 spaced and 18-inch FR4 backplane,can get a 10 Gbps PAM4 signal eye diagram with 95 ps horizontal opening and of 30 mV vertical opening.

feed forward equalizercapacitance calibrationgroup delayeye diagram

卢明伟、张银行

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吉首大学 通信与电子工程学院,湖南 吉首 416000

前馈均衡器 电容校准 群延时 眼图

国家自然科学基金国家自然科学基金湖南省教育厅科学研究项目湖南省教育厅科学研究项目研究生校级科研项目研究生校级科研项目

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2024

微电子学与计算机
中国航天科技集团公司第九研究院第七七一研究所

微电子学与计算机

CSTPCD
影响因子:0.431
ISSN:1000-7180
年,卷(期):2024.41(10)