1*9光模塊PECL接口終端匹配技術(shù)詳解：直流與交流耦合設(shè)計(jì)指南

1.PECL到PECL 的連接

1.1 直流耦合：50Ω至(VCC-2V)的Thevenin 等效電路

PECL 到 PECL 的連接分直流耦合和交流耦合兩種形式，下面介紹：直流耦合情況下 PECL 輸出設(shè)計(jì)成驅(qū)動(dòng) 50Ω負(fù)載至(VCC-2V)。由于一般情況下無法向終端網(wǎng)絡(luò)提供(VCC-2V)電源，經(jīng)常會(huì)用并聯(lián)電阻，得到一個(gè)Thevenin 等效電路。圖1 給出了Thevenin 變換，50Ω至(VCC-2V)的終端匹配要求滿足：

在3.3V 供電時(shí)，電阻按5%的精度選取，R1 為130Ω，R2 為82Ω。而在+5.0V 供電時(shí)，R1 為82Ω，R2 為130Ω。圖2 給出了+3.3V 和+5.0V 供電時(shí)的Thevenin 等效終端網(wǎng)絡(luò)。

注：PECL 輸出配置為射極開路，沒有背向終端匹配 圖1. Thevenin 等效變換

注：PECL 告警接R10=2K，或R9 and R10 按PECL 電平匹配，TTL 電平告警R9=R10=NC。不同種類的模塊告警有差別，視具體情況而定！

圖2. +3.3V 和+5.0V 供電時(shí)光模塊與協(xié)議轉(zhuǎn)換IC 直流匹配網(wǎng)絡(luò)

1.2交流耦合

PECL 在交流耦合輸出到50Ω的終端負(fù)載時(shí)，要考慮PECL 的輸出端加一直流偏置電阻，如圖3 所示。

(b)

圖3. PECL 與PECL 之間的交流耦合

R1 和R2 的選擇應(yīng)考慮如下幾點(diǎn)：(1) PECL 輸入直流偏壓應(yīng)固定在VCC-1.3V；(2)輸入阻抗應(yīng)等于傳輸線阻抗；(3)低功耗；(4)外圍器件少。最常用的就是圖3 中的兩種。在圖3(a)中，R1 和R2 的選擇應(yīng)滿足下面方程組：

R1=82Ω,R2=130Ω For =+3.3V Supply

and

R1=68Ω,R2=180Ω For =+5V Supply

圖 3(a)的缺陷是：由終端網(wǎng)絡(luò)引起的功耗較大。如果系統(tǒng)對于功耗要求較高，可以采用圖 3(b)所示電路。

這時(shí)，我們需要滿足：

R1=2.7KΩ,R2=4.7KΩ For =+3.3V Supply

and

R1=2.7KΩ,R2=7.8KΩ For =+5V Supply

PECL 的輸出共模電壓需固定在VCC-1.3V，在選擇直流偏置電阻(R1)時(shí)僅需該電阻能夠提供14mA 到地的通路，這樣R1=(VCC-1.3V)/14mA。在+3.3V 供電時(shí)，R1=142 ，+5.0V 供電時(shí)，R1=270Ω。然而這種方式給出的交流負(fù)載阻抗低于50Ω，在實(shí)際應(yīng)用中，+3.3V 供電時(shí)，R1 可以從142Ω到200Ω之間選取，+5.0V 供電時(shí)，R1 可以從270Ω到350Ω之間選取，原則是讓輸出波形達(dá)到**。

可以通過兩種方式進(jìn)一步改善PECL 的終端匹配：

(1)增加一個(gè)與耦合電容串聯(lián)的電阻，使得PECL 驅(qū)動(dòng)器端的等效交流阻抗接近50Ω；

(2)添加一個(gè)與R1 串聯(lián)的電感，使交流阻抗受控于接收器阻抗，與R1 無關(guān)。

注意：上表是假設(shè)光模塊與協(xié)議轉(zhuǎn)換IC 供電電壓相同，如果協(xié)議轉(zhuǎn)換IC 的供電與光模塊的供電不同，協(xié)議轉(zhuǎn)換IC 部分可根據(jù)供電電壓按上表中參數(shù)匹配。

由終端網(wǎng)絡(luò)引起的功耗較大

注意：上表是假設(shè)光模塊與協(xié)議轉(zhuǎn)換IC 供電電壓相同，如果協(xié)議轉(zhuǎn)換IC 的供電與光模塊的供電不同，協(xié)議轉(zhuǎn)換IC 部分可根據(jù)供電電壓按上表中參數(shù)匹配。

(b) 如果系統(tǒng)對于功耗要求較高，可以采用該電路。

圖4 +3.3V 和+5.0V 供電時(shí)光模塊與協(xié)議轉(zhuǎn)換IC 交流匹配網(wǎng)絡(luò)