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10/100M以太网收发器模拟均衡器设计

作　者: 黄梅娟
导　师: 杨银堂
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 以太网收发器双绞线均衡器自适应均衡
分类号: TP393.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

快速以太网(如10BASE-T/100BASE-TX)采用价廉的五类非屏蔽双绞线作为传输介质,提供了快速高带宽的通信网络,是局域网(LAN)的极佳选择。但由于双绞线的非理想特性,信号在传输过程中会出现直流衰减、高频衰减和基带漂移等问题,造成严重的码间干扰(ISI)。因此在接收电路中必须采用合适的均衡技术来补偿信道响应,消除这些非理想因素带来的影响,恢复出被干扰的信号以达到10-10的误码率要求。另外均衡器的设计要针对不同的双绞线线长实现不同的均衡,这就是自适应均衡。本文分析了信号失真的的各种原因,推导了双绞线的传输模型,并介绍了均衡器的基本原理和常用的LMS自适应算法。具体CMOS电路设计中,设计基带漂移纠正器(BLW)以恢复在变压器处损失的低频能量;设计自动增益控制(AGC)以实现对双绞线直流衰减的补偿;设计高通滤波器(HPF)以实现对双绞线高频衰减的补偿;设计电流加法、电流电压转换器实现模拟加法器,与AGC和HPF一起构成整个接收电路的核心——模拟均衡器;设计一些辅助电路,如偏置、双端变单端和共模反馈等配合均衡器工作。此外,本文还设计了一个低温度系数、高电源抑制比的带隙电压源,为系统提供稳定的电流。上述电路采用中芯国际0.35μm 2P3M(2层多晶,3层金属)混合信号CMOS工艺,通过Cadence工具设计完成。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-17
  1.1 以太网技术的发展历史  7-12
    1.1.1 以太网技术的起源  7-8
    1.1.2 标准以太网技术  8-9
    1.1.3 快速以太网技术  9-10
    1.1.4 千兆以太网技术  10-11
    1.1.5 万兆以太网技术  11-12
  1.2 以太网的物理实现  12-13
  1.3 国内外均衡器的现状  13-14
  1.4 论文研究目的、意义及内容安排  14-17
第二章信道特性  17-25
  2.1 概述  17-19
  2.2 信号失真的影响因素  19-22
    2.2.1 信道衰减  19-20
    2.2.2 串扰  20-21
    2.2.3 回波损耗  21
    2.2.4 噪声  21
    2.2.5 基带漂移  21-22
  2.3 双绞线模型  22-25
    2.3.1 电路模型  22-23
    2.3.2 特性阻抗  23
    2.3.3 传输函数  23-25
第三章均衡技术  25-33
  3.1 概述  25-26
  3.2 均衡原理  26-27
  3.3 自适应均衡器  27-33
    3.3.1 原理  27-28
    3.3.2 LMS自适应算法  28-30
    3.3.3 以太网技术中的自适应均衡  30-33
第四章均衡电路设计  33-45
  4.1 接收电路总体结构  33-34
  4.2 电路设计  34-42
    4.2.1 自动增益控制  34-36
    4.2.2 高通滤波器HPF  36-38
    4.2.3 加法电路与电流电压转换器  38-39
    4.2.4 BLW电路  39
    4.2.5 辅助电路  39-42
  4.3 仿真结果  42-45
第五章带隙基准源的设计  45-55
  5.1 带隙基准源基本原理  45-47
    5.1.1 负温度系数电压  45-46
    5.1.2 正温度系数电压  46-47
    5.1.3 带隙基准  47
  5.2 带隙基准源电路  47-52
    5.2.1 经典的带隙基准源结构  47-48
    5.2.2 改进的带隙基准源结构  48-50
    5.2.3 带隙基准源电路拓扑  50-52
  5.3 仿真结果  52-55
第六章总结与展望  55-57
致谢  57-59
参考文献  59-62

10/100M以太网收发器模拟均衡器设计

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