均衡的秘密之FFE

說(shuō)完CTLE之后，大家不用猜都知道會(huì)講FFE。的確，F(xiàn)FE（Feed Forward Equalization前向反饋均衡）和前面CTLE有一些相似之處，它們都是模擬的均衡器，同時(shí)也是線性的。當(dāng)然說(shuō)模擬，線性什么的比較抽象，實(shí)際上我認(rèn)為它們還有更大的相似之處，先賣(mài)個(gè)關(guān)子，下面會(huì)描述到。

還是按照上圖這個(gè)結(jié)構(gòu)分析，F(xiàn)FE的位置在發(fā)送端，它是利用波形本身來(lái)校正接收到的信號(hào)，而不是用波形的閾值（判決邏輯1或0 ）進(jìn)行校正。FFE的作用基本上類(lèi)似于 FIR（有限脈沖響應(yīng)）濾波器，它在校正當(dāng)前比特電壓時(shí)，使用的是前一個(gè)比特和當(dāng)前比特的電壓電平，加上校正因子（抽頭系數(shù)），來(lái)校正當(dāng)前比特的電壓電平。一句話，就是當(dāng)使用FFE時(shí)，是對(duì)實(shí)際采集到的波形執(zhí)行均衡算法。

那這種對(duì)發(fā)送的波形進(jìn)行移位的加加減減，對(duì)接收端眼圖真的會(huì)有改善嗎？我們還是以仿真來(lái)說(shuō)明下吧，仿真的速率為25Gbps，其中傳輸通道損耗如下：

無(wú)FFE均衡時(shí)發(fā)送波形和接收眼圖如下：

FFE均衡時(shí)發(fā)送波形和接收眼圖如下：

的確，使用加加減減之后奇怪波形作為發(fā)送端時(shí)，接收端眼圖可以張開(kāi)，反而采用原來(lái)正兒八經(jīng)的波形發(fā)送，眼圖卻是閉合。

我們來(lái)看看接收端的波形，看看兩者差異在哪？

原來(lái)眼圖閉合的原因和上期的CTLE文章類(lèi)似，都是由于在長(zhǎng)0或長(zhǎng)1之后的變化位無(wú)法跨過(guò)本身的電平門(mén)限，也就是說(shuō)在低頻數(shù)據(jù)之后的高頻變換數(shù)據(jù)由于衰減比較多，因此幅度無(wú)法從低頻的高電壓位拉到相反的正確電平范圍內(nèi)，因此導(dǎo)致“1”不到“1”，“0”不到“0”的情況，眼圖自然就閉合了。

為什么文章開(kāi)頭說(shuō)FFE和CTLE有更大的相似之處？在哪呢？我們把數(shù)據(jù)波形通過(guò)傅里葉變換轉(zhuǎn)到頻域上看，大家就知道了。

FFE均衡與否發(fā)送端數(shù)據(jù)和接收端數(shù)據(jù)的頻域幅度分布如下：

原來(lái)，在發(fā)送端進(jìn)行FFE均衡后，其實(shí)也相當(dāng)于一個(gè)低通濾波器的效果，事先就把發(fā)送信號(hào)的低頻部分衰減，這樣的話在接收端高頻和低頻幅度的差異就變小了，因此有效的解決了ISI的問(wèn)題，就能得到張開(kāi)的眼圖。