10/100M以太网收发器模拟均衡器设计

论文摘要

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。

论文目录

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