Transceiver對(duì)電源文波噪聲的要求

Transceiver對(duì)電源文波噪聲的要求XILINX在Transceiver用戶手冊(cè)里提出了對(duì)模擬電源的文波噪聲要求：10mVp-p10kHz~80Mhz。大多數(shù)客戶一看到該指標(biāo)要求的第一反應(yīng)是——我做不到，XILINX的Transceiver不好，對(duì)電源要求太嚴(yán)了!事實(shí)是這樣的嗎？不是。XILINX在其用戶手冊(cè)里給出該指標(biāo)，是為了方便客戶作電源設(shè)計(jì)。因?yàn)?，有?shù)據(jù)可以參考了。很多其他供應(yīng)商沒(méi)有給出該指標(biāo)要求，不等于沒(méi)有要求。他們往往是通過(guò)應(yīng)用筆記等其他形式規(guī)定具體的濾波網(wǎng)絡(luò)來(lái)達(dá)到他們的要求，這樣反而減小了客戶的應(yīng)用靈活性，往往是不可能嚴(yán)格實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)榭蛻舻钠骷?kù)不見得有供應(yīng)商推薦的器件。隨著Transceiver的工作速率越來(lái)越高，通道數(shù)越來(lái)越多，需要的電源電流越來(lái)越大。原來(lái)的LDO+LC濾波網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)受到挑戰(zhàn)，電源效率太低，散熱是大問(wèn)題。因此，在實(shí)際的應(yīng)用中不得不考慮用DC/DC給Transceiver供電，選擇怎樣的DC/DC？沒(méi)有技術(shù)指標(biāo)，看來(lái)是不可接受的了。XILINX給出10mVp-p10kHz~80Mhz的指標(biāo)是有依據(jù)的，可實(shí)現(xiàn)的。XILINX最早在UG366里給出該指標(biāo)時(shí)做過(guò)電源噪聲到輸出Jitter的傳遞函數(shù)測(cè)試，結(jié)果如圖1：圖1電源文波噪聲到輸出Jitter的傳遞函數(shù)曲線可見，隨著頻率的升高，每毫伏產(chǎn)生的輸出Jitter增加。在10MHz時(shí)的靈敏度大約是1.5pS/mV。我們?cè)賮?lái)看看Tranceiver對(duì)哪個(gè)頻點(diǎn)的Jitter最敏感？能容忍多少Jitter惡化？根據(jù)GTX的特性報(bào)告RPT120，10MHz的Jitter對(duì)CDR的性能惡化最敏感（圖2）。根據(jù)GTX的特性報(bào)告RPT120，可以接受約0.1UI（16pS@6.5Gbps）的Jitter惡化（圖3）。此時(shí)，對(duì)CDR的性能只有微弱影響。圖2.在不同頻點(diǎn)注入0.4UI的Jitter的CDR抖動(dòng)容忍度曲線

圖3.在10MHz頻點(diǎn)注入不同Jitter的CDR抖動(dòng)容忍度曲線但是，對(duì)于電源測(cè)試來(lái)說(shuō)，10mVp-p10kHz~80Mhz的指標(biāo)確實(shí)是挑戰(zhàn)。很多儀表（示波器）的本底噪聲可能已經(jīng)接近5mV，如果探頭系統(tǒng)不用細(xì)同軸線加DCBlock的辦法，從探頭引入的噪聲可能已經(jīng)超過(guò)了10mVp-p。因此，需要選用本底噪聲低的示波器，最好有可調(diào)頻點(diǎn)的濾波器，只測(cè)10kHz~80Mhz頻率段。將示波器的垂直分辨率調(diào)到5mV/格，水平方向設(shè)成100uS/格，作長(zhǎng)余輝測(cè)試（見圖4）。量其最大峰峰值，要求不超過(guò)10mV。如果發(fā)現(xiàn)最大峰峰值有少量超過(guò)10mV，我們可以用頻譜儀作一個(gè)附加測(cè)試，看看主要的噪聲頻譜在什么地方（見圖5）？如果不在敏感頻率上（比如10MHz），而是在低頻段（比如1MHz以下），對(duì)系統(tǒng)的性能就不會(huì)有較大的影響?？梢圆惶幚?，因?yàn)樵诘皖l段對(duì)電源濾波作處理的代價(jià)很大。比如，需要換用LDO，增加系統(tǒng)散熱負(fù)擔(dān)。圖4長(zhǎng)余輝法測(cè)試電源噪聲

圖5頻譜儀法測(cè)試電源噪聲譜從最近幾年的工程實(shí)踐來(lái)看，即使是沒(méi)有使用單獨(dú)的DC/DC模塊給SERDES供電，也沒(méi)有引起SERDES