PECL、LVDS和CML电平互联

ECL、PECL、LVPECL是常用的差分信号，本文重点介绍PECL与PECL直流耦合和交流耦合的差别。其余的可以参考原文链接。

ECL、PECL、LVPECL使用注意：不同电平不能直接驱动。中间可用交流耦合、电阻网络或专用芯片进行转换。以上三种均为射随输出结构，必须有电阻拉到一个直流偏置电压。

1.PECL接口输出结构 PECL 电路的输出结构如图所示，包含一个差分对和一对射随器。输出射随器工作在正电源范围内，其电流始终存在，这样有利于提高开关速度。标准的输出负载是接50Ω至VCC-2V的电平上，如图中所示，在这种负载条件下，OUT+与OUT-的静态电平典型值为VCC-1.3V，OUT+与OUT-输出电流为14mA。PECL 结构的输出阻抗很低，典型值为4~ 5 Ω，这表明它有很强的驱动能力，但当负载与PECL 的输出端之间有一段传输线时，低的阻抗造成的失配将导致信号时域波形的振铃现象。

PECL 输入结构如图2所示，它是一个具有高输入阻抗的差分对。该差分对共模输入电压需偏置到VCC-1.3V，这样允许的输入信号电平动态最大。MAXIM 公司的PECL 接口有两种形式的输入结构，一种是在芯片上已加有偏置电路，如MAX3867、MAX3675，另一种则需要外加直流偏置。

2. PECL到PECL的连接

2.1. 直流耦合情况

该等效电路应满足如下方程：

上面的VCC-2V之所以与下面交流耦合的不一样，是因为直流耦合本身有从输入端到输出端的电流，14mA*50Ω=0.7V，VCC-2V+0.7V=VCC-1.3V，这就是下面交流耦合是VCC-1.3V的原因。

在3.3V 供电时，电阻按5%的精度选取，R1 为130Ω，R2 为82Ω。而在5V 供电时，R1为82Ω，R2 为130Ω。下图给出了这两种供电情况时的详细电路。

2.2. 交流耦合情况

PECL 在交流耦合输出到50Ω的终端负载时，要考虑PECL 的输出端加一直流偏置电阻，如图所示。

PECL 的输出共模电压需固定在Vcc-1.3V，在选择直流偏置电阻时仅需该电阻能够提供14mA 到地的通路，这样R1=（Vcc-1.3V）/14mA。在3.3V 供电时，R1=142Ω，5V 供电时，R1=270Ω。然而这种方式给出的交流负载阻抗低于50Ω，在实际应用中，3.3V 供电时，R1 可以从142Ω到200Ω之间选取，5V 供电时，R1 可以从270Ω到350Ω之间选取，原则是让输出波形达到最佳。

PECL 交流耦合另外有两种改进结构，一种是在信号通路上串接一个电阻，从而可以增大交流负载阻抗使之接近50Ω；另一种方式是在直流偏置通道上串接电感，以减少该偏置通道影响交流阻抗。 上图中R1和R2 的选择应考虑如下几点：（1）PECL 输入直流偏压应固定在Vcc-1.3V；（2）输入阻抗应等于传输线阻抗；（3）低功耗；（4）外围器件少。最常用的就是图11 中的两种。在上图（a）中，R1 和R2 的选择应满足下面方程组：

求解得到：

R2 = 82 Ω and R3 = 130 Ω +3.3 V供电时

R2 = 68 Ω and R3 = 180 Ω +5 V供电时

图（a）有一个缺点就是它的功耗较大，当对功耗有要求时，可以采用图（b）所示的结构，在这种情况下，R2 和R3 需满足如下方程组：

R2 和R3 通常选：

R2 = 2.7 KΩ and R3 = 4.3 KΩ +3.3 V供电时 R2 = 2.7 KΩ and R3 = 7.8 KΩ +5 V供电时