[发明专利]一种PAM4信号接收端阈值电压自适应调整电路的均衡系统

说明书

本发明涉及的是一种PAM4信号接收端阈值电压自适应调整电路的均衡系统，主要包括：连续时间线性均衡器、第一敏感放大器(F1)、第二敏感放大器(F2)、第三敏感放大器(F3)、第一限幅放大器(XF1)、第二限幅放大器(XF2)、第三限幅放大器(XF3)、第一阈值电压自适应电路(FZ1)、第二阈值电压自适应电路(FZ2)等模块。阈值电压自适应调整电路依据第一限幅放大器(XF1)输出端V_A和第三限幅放大器(XF3)输出端V_C的温度计码逻辑电平的统计分布对阈值电压+V_T和‑V_T进行自适应调整。本发明可有效降低PAM4信号接收机的误码率，提高串行链路通信的信号完整性。

技术领域

本发明涉及一种串行链路通信接收端的电路结构，具体涉及基于PAM4信号的接收端均衡系统中阈值电压的自适应调整电路。

背景技术

随着超大规模数据中心对带宽需求的日益提升，对数据流量的需求急剧增加。国际电信联盟通信标准组(简称ITU-T)、光互连论坛(简称OIF)和电气和电子工程师协会(简称IEEE)三大国际标准组织均从不同角度开展100G以上标准的研究和制定工作。2017年12月6日，以太网联盟正式批准了2006以太网和400G以太网标准。信道的非理想因素，如介质损耗、趋肤效应、串扰、反射、抖动等严重影响背板互联，光网络互联，芯片与芯片间通信等串行链路的信号完整性。为了有效提高传输信号的质量、降低误码率，一方面从电路设计技术、先进工艺等角度对前馈均衡器、连续时间线性均衡器(简称CTLE)、判决反馈均衡器(简称DFE)以及最大似然均衡器(简称MLSE)等各种均衡技术的高速实现方式进行研究。另一方面，对信号的调制方式进行改进，以提高信号的带宽利用率。普遍采用的非归零信号(简称NRZ信号)很难突破56Gb/s的传输速率，因此业界目前倾向于采用多电平脉冲调制四电平脉冲调制信号(简称PAM4信号)。PAM4信号有4种码元，即逻辑电平V₃，V₁，V_-1，V_-3，且相邻两个电平之间的电压差相等。因每个码元包含2比特信息，PAM4信号可以在不增加带宽的情况下，获得双倍于非归零信号的传输速率，但接收端均衡器需3个阈值电压，即+V_T，V_O，-V_T，这导致硬件实现复杂度相对较高。

当信道特性变化时，如背板长度，背板老化等，需要提高均衡器的自适应性能以保持良好的信号完整性。在PAM4信号调制方式下，接收端敏感放大器的阈值电压直接影响其分离出的三个温度计码电平的准确性，影响接收端均衡系统的误码率，因此设计基于PAM4信号接收端均衡器中阈值电压的自适应调整电路具有重要价值。

发明内容

技术问题：通信速率、通信链路长度、通信链路的材料等多种因素均对接收端信号的幅度有重要影响，对于基于PAM4信号的接收端均衡系统而言，迫切需要灵敏放大器的阈值电压能够依据接收信号的幅度进行自适应调整。为了解决上述问题，本发明提供一种PAM4信号接收端阈值电压自适应调整电路的均衡系统，通过实现灵敏放大器阈值电压的自适应电路可以正确分离出PAM4信号的四个电平，有效降低误码率，提高高速率下串行链路通信的信号完整性，且该发明硬件电路简单。

技术方案：本发明的一种PAM4信号接收端阈值电压自适应调整电路的均衡系统，该均衡系统包括：连续时间线性均衡器、第一阈值电压自适应电路、第二阈值电压自适应电路、第一敏感放大器、第二敏感放大器、第三敏感放大器、第一限幅放大器、第二限幅放大器、第三限幅放大器、PAM4信号解码器；第一阈值电压自适应电路的输入端接第一限幅放大器的输出端，第二阈值电压自适应电路的输入端接第三限幅放大器的输出端，连续时间线性均衡器的输出端接第一敏感放大器、第二敏感放大器、第三敏感放大器的输入端，第一敏感放大器的输出端接第一限幅放大器的输入端，第二敏感放大器的输出端接第二限幅放大器的输入端，第三敏感放大器的输出端接第三限幅放大器的输入端，第一限幅放大器、第二限幅放大器和第三限幅放大器的输出端接PAM4信号解码器的输入端。