[发明专利]有源非线性传输线

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及数字信令系统，具体来说，涉及高 带宽数字信令系统。

背景技术

高速数字系统中使用的常规印刷电路(PC)板(例如用于 高速计算机的主板)由支持键合和/或套接集成电路(IC)的玻璃纤维-环 氧树脂绝缘层，并且具有提供电力、地和信号线的金属迹线(例如铜)。 微处理器的速度及相关计算芯片以指数速率不断增加，证实了摩尔定 律——它预测每18个月数据速率会翻一番。

预测大约在五年后，对于PCB上的铜传输线的速度需 求将达到其大约为每秒50千兆位(Gb/s)的最终带宽极限。这个极限受 信号衰减和频率分散的组合的影响。甚至在当今，这些影响正驱使 PC板设计人员放弃位并行多点总线而转向位串行点对点连接。此外， 随着信令速度增加并且工作电压电平下降，常规PC板传输线成为电 磁辐射和串扰的主要来源，它限制了互连的密度(间距)，并且最终限 制芯片外围每英寸每秒的I/O的千兆位数(Gb/Sec/in)。

上述考虑因素驱使电路和系统设计人员转向光互连。但 是，光互连系统可导致PC主板的制造成本极大地增加。正在研究其 它更为特殊的方法，包括光子晶体波导和嵌入毫米波导。但是，这些 方法未经证明，并且也可能极大地增加成本。

附图说明

通过附图、作为示例而不是限制来说明本发明的实施 例，附图包括：

图1示出双导体传输线的集总元件近似；

图2A示出一个实施例中的微带传输线；

图2B示出一个实施例中的共面波导传输线；

图3A-3D示出常规传输线上传播的脉冲的分散和衰减；

图4示出无源非线性传输线模型；

图5A示出微带传输线的横截面视图；

图5B示出一个实施例的图5A的微带传输线的等效电 路；

图6示出共面波导传输线的横截面视图；

图7示出一个实施例中的高数据速率脉冲串；

图8示出一个实施例中的传输线上的二极管的分布；

图9示出一个实施例中的非线性共面波导传输线；

图10A-10C示出若干实施例中的二极管的平面阵列；

图11说明一个实施例中的二极管的体积阵列；

图12示出一个实施例中的有源非线性传输线；

图13示出一个实施例中的有源非线性传输线的有源元 件之间的临界距离；

图14A示出有源非线性传输线的一个实施例；

图14B示出有源非线性传输线的另一个实施例；

图15是示出一个实施例中的方法的流程图；以及

图16示出一个实施例中结合了有源非线性传输线的系 统。

详细描述

在以下描述中，阐明例如具体组件、装置、方法等许多 具体细节，以便提供对本发明的实施例的透彻了解。然而，本领域的 技术人员会清楚地知道，这些具体细节不一定要用于实施本发明的实 施例。在其它情况下，没有详细描述众所周知的材料或方法，以免不 必要地影响对本发明的实施例的理解。本文所使用的术语“耦合”可表 示直接耦合或者通过一个或多个中间组件或系统间接耦合。

描述了有源非线性传输线的方法和装置。在一个实施例 中，装置包括：非线性传输线，其配置成可传播具有非传播幅度上门 限和脉冲分离幅度上门限的非分散脉冲；以及与非线性传输线耦合的 多个脉冲放大器，其中脉冲放大器放大具有高于幅度下门限的幅度的 信号，而衰减具有低于幅度下门限的幅度的信号。