高速电路接口：PECL的输入端与输出端详解

"PECL电路是高速电路中的一种接口标准，常用于高速数据传输，具有低功耗和良好的噪声性能。PECL（Positive Emitter Coupled Logic，正发射极耦合逻辑）电路最初由Motorola公司提出，其设计目标是解决随着工作速率提升，传统TTL电路不再适用的问题。ECL电路因其工作在非饱和状态，即线性区或截止区，避免了少数载流子存储时间的限制，因此能够实现非常高的工作速率，甚至可达10Gbps。 ECL电路主要由三部分构成：差分放大器、发射极跟随器输出电路以及偏置电源（参考源）。差分放大器的核心是Q3、Q4、Q5组成的电路，Q5作为恒流源，提供强直流负反馈，确保高速性能。发射极跟随器Q1、Q2负责电平位移和输出驱动，确保输出共模电平与下一级电路匹配，并提供电流放大和低输出阻抗。Q6、Q7及D1、D2构成的偏置电源则保证差分放大器稳定工作在线性放大区，其共模电平Vbb设定为Vcc-1.3V。 ECL电路的一些关键特点包括： 1. 高速性能：ECL电路采用差分放大器结构，工作在放大区或截止区，适合高速应用。 2. 小电压摆幅：ECL电路的电压摆幅较小，一般在850mV左右，高速情况下可能更低，这有助于减少功耗和噪声。 3. 输入端处理：ECL电路的输入端不强制内置偏置，且通常采用射极开路输出，允许直流耦合信号传输。 PECL电路的输入端和输出端都维持相同的静态直流电压Vcc-1.3V，这样可以直流耦合传输信号，减少了外部元件的需求。然而，为了获得最佳性能，可能会采用输出并联端接，例如使用50Ω电阻，但这会增加辅助电源Vcc-2V的需求，使得系统复杂度增加，因此在现代设计中已较少采用这种方案。 在实际应用中，理解PECL、LVPECL、CML和LVDS等高速接口标准的输入输出电路结构至关重要，这涉及到如何进行直流偏置和终端匹配。通过掌握这些知识，工程师可以有效地解决高速IC芯片间的互连问题，保证数据传输的质量和速度。"