通信与网络中的高速串行通信模块中的串扰恶化

两个信道之间的串扰定义为：没有输入信号时信道A的输出除以由输入信号激励的信道B输出所得到的比值。以分贝表示的B至A串扰定义为： 　　 　　 　　对于隔离信道的理想情况是，该分贝值为负无穷大（参考文献1）。对于双向模块，信道A代表接收器预放输出，而信道B则表示发射驱动器的输出（图1）。 　　 　　　　由于对传导与发射的发射机辐射的电磁敏感性，串扰可降低接收器灵敏度。高速电路大量使用对输入端噪声特别敏感的动态电路（参考文献2）。存在两种由串扰引起的错误，即短暂性错误与逻辑性错误。短暂性错误是指由串扰造成的时延偏差，而逻辑性错误则源自动态电路中不正确的估计（参考文献3）。本文主要讨论由串 在通信与网络领域，高速串行通信模块是现代通信系统中的关键组成部分，它们在数据传输速度和信号完整性方面起着至关重要的作用。然而，串扰是这类系统中一个普遍存在的问题，它严重影响了通信的质量和可靠性。串扰是指在两个相邻信道之间，由于电磁耦合导致的一个信道的信号对另一个信道信号的干扰。这种干扰通常会导致接收端出现短暂性错误和逻辑性错误。 串扰的定义是当没有输入信号时，信道A的输出与由输入信号激励的信道B输出的比值。在理想情况下，隔离信道的串扰分贝值应为负无穷大，意味着无任何干扰。但在实际的双向模块中，例如，信道A代表接收器的前置放大器输出，而信道B则是发射驱动器的输出。由于高速电路中广泛使用对输入噪声敏感的动态电路，串扰可能导致接收器灵敏度下降，从而增加误码率。 串扰引起的错误有两种类型：短暂性错误和逻辑性错误。短暂性错误源自串扰导致的信号时延偏差，可能导致接收端解码错误。逻辑性错误则是由于动态电路对信号的错误估计，这可能引发更深层次的系统问题。设计者通常使用误码率(BER)来量化逻辑性错误，以评估串扰对通信系统性能的影响。 为减少串扰的影响，设计者需要遵循良好的射频设计原则，尤其是在电子元件越来越小、速度越来越快的背景下，串扰隔离变得更为重要。量化串扰是个挑战，因为这涉及复杂的电路拓扑、阻抗匹配、物理布局和集成电路技术。差分电路因其抗串扰能力而受到青睐，但测量差分信号间的串扰依然复杂。 直接测量串扰可以通过纯模式矢量网络分析仪(PMVNA)进行，该设备能够测量差模和共模响应，但这种方法成本高且需要直接接触电路。另外，可以通过关闭主信号、关闭串扰源或人为产生串扰来进行实验，以观察和分析串扰效应。此外，利用误码率测量是一种间接评估串扰影响的有效方法，它通过测量数据接收路径的灵敏度降低来反映串扰的严重程度。 在实际应用中，例如2.5Gbps光纤收发器、10Gbps串行收发器芯片和10Gbps光纤转发器等高速通信模块，都会采用类似的测试方法来评估和控制串扰。测试通常包括精密时钟、线速测试发生器、电衰减器、相位延迟元件、时钟和数据恢复(CDR)组件以及误码率测试器(BERT)，并可能需要光学设备如光发射器、光衰减器和光功率计，以确保在不同速率和条件下评估串扰对系统性能的影响。 串扰是高速串行通信模块中的重要问题，它影响通信的稳定性和效率。有效的串扰管理策略包括精确的测量、优化的电路设计和测试，以及对串扰影响的量化评估。通过这些方法，工程师可以确保通信系统的高质量运行，满足高速数据传输的严格要求。