光纤通道中光收发模块的设计与研究

武汉理工大学

硕士学位论文

光纤通道中光收发模块的设计与研究

姓名：龚纯

申请学位级别：硕士

专业：通信与信息系统

指导教师：陈伟

20051101

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图４—８差分输出的光信号上升和下降时问

（２）改善电流环路

差分驱动结构提供了一个闭合的电流环，这能改善一些激光器的整体性能并降低ＥＭＩ幅射，参见图４—９和图４—１０。

图４—９ｏｃ４８光眼图（直流耦台）图４—１００Ｃ４８光眼图（差分驱动）（３）增大了电感容限

调制信号通路上的交流耦合电容将激光器的Ｊ下向电压与驱动器输出隔离。这提高了激光调制的裕量，使得输出允许在信号通路上存在更大的电感容限。２．差分驱动的缺点

（Ｉ）基线波动

差分驱动结构必须采用交流耦合，而交流耦合引入了低频截止，这在利用长模板时由于基线波动将影响低数据率的性能。

（２）激光器引脚输出

为达到最好的性能，激光器的阳极和阴极应与监视器二极管和外壳隔离。

图５—１仿真器观察到的反射现象

由图５一ｌ可见，当特性阻抗ｚ。和负载阻抗ＲＬ不等时，就会引起反射，波形会失真。通常情况下Ｒ。，Ｚ。时，是欠阻尼；吃ｔＺ。时，是过阻尼。

２．消除反射的端接方法

传输线的长度符合下式的条件应使用端接技术。

¨三（５—１）

２ｆｍ

式中，Ｌ为传输线线长，ｔ，为源端信号的上升时间，ｔＤｄＬ为传输线上每单位长度的带载传输延迟。即当ｔ。小于２ＴＤ时，源端完整的电平转移将发生在从传输线的接收端反射回源端的反射波到达源端之前，这时需要使用端接匹配技术，否则会在传输线上引起振铃。

在ＰＣＢ设计中，反射通常由连线阻抗的不匹配造成，如：不同布线层阻抗不一样、Ｔ型连接、过孔、线宽的变化、器件的输入输出阻抗，封装寄生参数等等。而有效的消除或削弱信号反射的终端匹配技术又有如下几种”６“…：（１）简单的并行端接

这种端接方式是简单的在负载端加入一下拉到地的电阻ＲＴ（ＲＴ＝ｚｏ）来实现匹配，如图５—２所示。采用此端接的条件是驱动端必须能够提供输出高电平时的驱动电流，以保证通过端接电阻的高电平电压满足门限电压要求。

图５—８信号线附近的场分布

在系统中的每两个网络之间，总是存在来自于边缘场的电感耦合和电容耦合。我们把耦合电感和耦合电容分别叫做互感和互容。很明显，如果将相邻的信号线与其返回路径的间距增大，则互感和互容的值会降低。

由此可见，串扰形成的直接原因是由于传输线之间存在互容和互感，电容和电感的勰合为串扰的产生提供了根本的途径。

４．消除串扰的方法

根据常见的布板知识，可采取如下措施减小和消除串扰的影响，使布板得以优化：

≯加大线间距，减小线平行长度。

≯加入端接匹配可以减小或消除反射，从而减小串扰。

≯对于微带传输线和带状传输线，将走线高度限制在高于地线平面ｌＯｍｉｌ以内，可以显著减小串扰。

≯在布线空间允许的条件下，在串扰较严重的两条线之间插入一条地线，可以起到隔离的作用，从而减小串扰。

≯设计叠层时，在满足阻抗要求的条件下，减少信号层与地层之问的高度。

≯把关键的高速信号设计成差分线对，如高速系统时钟。

≯如果两个信号层是邻近的，布线时按正交方向进行布线，以减少层与层之间的耦合。

≯将高速信号线设计成带状线或埋式微带线。

≯在满足系统设计要求的情况下，尽量使用低速器件。

≯对于感性串扰，应尽量减小环路面积，如果允许的话，消除这个环路。