《電子技術(shù)應(yīng)用》
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Transceiver對電源文波噪聲的要求
摘要: XILINX在Transceiver用戶手冊里提出了對模擬電源的文波噪聲要求:10mVp-p10kHz~80Mhz。大多數(shù)客戶一看到該指標(biāo)要求的第一反應(yīng)是——我做不到,,XILINX的Transceiver不好,,對電源要求太嚴(yán)了!
Abstract:
Key words :

XILINX在Transceiver用戶手冊里提出了對模擬電源的文波噪聲要求:10mV p-p  10kHz~80Mhz。大多數(shù)客戶一看到該指標(biāo)要求的第一反應(yīng)是——我做不到,,XILINX的Transceiver不好,,對電源要求太嚴(yán)了!

 

事實是這樣的嗎?不是,。XILINX在其用戶手冊里給出該指標(biāo),,是為了方便客戶作電源設(shè)計。因為,,有數(shù)據(jù)可以參考了,。很多其他供應(yīng)商沒有給出該指標(biāo)要求,,不等于沒有要求。他們往往是通過應(yīng)用筆記等其他形式規(guī)定具體的濾波網(wǎng)絡(luò)來達到他們的要求,,這樣反而減小了客戶的應(yīng)用靈活性,,往往是不可能嚴(yán)格實現(xiàn)的。因為客戶的器件庫不見得有供應(yīng)商推薦的器件,。

 

隨著Transceiver的工作速率越來越高,通道數(shù)越來越多,,需要的電源電流越來越大,。原來的LDO+LC濾波網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)受到挑戰(zhàn),電源效率太低,,散熱是大問題,。因此,在實際的應(yīng)用中不得不考慮用DC/DC給Transceiver供電,,選擇怎樣的DC/DC,?沒有技術(shù)指標(biāo),看來是不可接受的了,。

 

XILINX給出10mV p-p  10kHz~80Mhz的指標(biāo)是有依據(jù)的,,可實現(xiàn)的。XILINX最早在UG366里給出該指標(biāo)時做過電源噪聲到輸出Jitter的傳遞函數(shù)測試,,結(jié)果如圖1:

 

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圖1 電源文波噪聲到輸出Jitter的傳遞函數(shù)曲線

 

可見,,隨著頻率的升高,每毫伏產(chǎn)生的輸出Jitter增加,。在10MHz時的靈敏度大約是1.5pS/mV,。我們再來看看Tranceiver對哪個頻點的Jitter最敏感?能容忍多少Jitter惡化,?根據(jù)GTX的特性報告RPT120,, 10MHz的Jitter對CDR的性能惡化最敏感(圖2)。根據(jù)GTX的特性報告RPT120,,可以接受約0.1UI(16pS @6.5Gbps)的Jitter惡化(圖3),。此時,對CDR的性能只有微弱影響,。

 

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圖2.在不同頻點注入0.4UI的Jitter的CDR 抖動容忍度曲線

 

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圖3. 在10MHz頻點注入不同Jitter的CDR 抖動容忍度曲線

 

但是,,對于電源測試來說,10mV p-p  10kHz~80Mhz的指標(biāo)確實是挑戰(zhàn),。很多儀表(示波器)的本底噪聲可能已經(jīng)接近5mV,,如果探頭系統(tǒng)不用細同軸線加DC Block的辦法,從探頭引入的噪聲可能已經(jīng)超過了10mV p-p,。因此,,需要選用本底噪聲低的示波器,,最好有可調(diào)頻點的濾波器,只測10kHz~80Mhz頻率段,。將示波器的垂直分辨率調(diào)到5mV/格,,水平方向設(shè)成100uS/格,作長余輝測試(見圖4),。量其最大峰峰值,,要求不超過10mV。如果發(fā)現(xiàn)最大峰峰值有少量超過10mV,,我們可以用頻譜儀作一個附加測試,,看看主要的噪聲頻譜在什么地方(見圖5)?如果不在敏感頻率上(比如10MHz),,而是在低頻段(比如1MHz以下),,對系統(tǒng)的性能就不會有較大的影響??梢圆惶幚?,因為在低頻段對電源濾波作處理的代價很大。比如,,需要換用LDO,,增加系統(tǒng)散熱負擔(dān)。

 

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圖4 長余輝法測試電源噪聲

 

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圖5 頻譜儀法測試電源噪聲

 

從最近幾年的工程實踐來看,,即使是沒有使用單獨的DC/DC模塊給SERDES供電,,也沒有引起SERDES問題。即使測量發(fā)現(xiàn)問題,,也都是測量本身未按正確方法測引入的問題,。因此,XILINX給出的電源文波噪聲的要求是科學(xué)的,、合理的可以實現(xiàn)和驗證的,。

 

 

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