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http://inaoe.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1009/837| A 8-10Gbps 4-PAM transmitter actively terminated with pre-emphasis design | |
| JESUS ALONZO RODRIGUEZ ORTIZ | |
| GUILLERMO ESPINOSA FLORES VERDAD | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución-NoComercial-SinDerivadas | |
| 4-PAM Pre-emphasis Transmitter 10Gbps | |
| In the last decades an exponential growth in data communications has created the
need to design transmission and reception system of high performance, high speed
and low power consumption. This work is focused on the design on a 8-10Gbps 4
PAM transmitter actively terminated and a Pre-Emphasis circuit as well, in CMOS
technology of 0.18_m to drive a 12in FR4 transmission line.
In this work, 3 proposals of 4 PAM transmitter were made and compared, one
with a passive resistor and the others using NMOS transistors as termination devices.
In all the proposals, the main core circuit was changed from the conventional
transmitter to the use of 6 transistors and a current source in order to avoid mismatch
with any additional current source. In the latest proposal, a transistor set array was
introduced to compensate the variations of the resistance due to the output voltage
node; such resistance value has to be kept at 50 for the characteristic impedance of
the transmission line.
Also, the losses of a 12in FR4 transmission line including package models was
characterized, in order to obtain the ideal values of the amount of current and the
time of injection of such current for the Pre-Emphasis circuit, such circuit is based
on 6 transistors that will be ON depending on the data transition, by using this
additional circuit the Eye Diagram at the receiver can be improved at a low power
consumption.
Finally, the whole system was simulated using HSPICE Software, and the results
showed that the relation between power consumption and data rate was 1.22pJ/b at
10Gbps, which positions this work as one of the lowest power consume per transmitter
bit among the State of the Art. El crecimiento exponencial de la comunicación de datos ha creado la necesidad de diseñar sistemas de transmisión y recepción de alto rendimiento y bajo consumo de potencia. Este trabajo está enfocado en el diseño de un transmisor 4-PAM de 8- 10Gbps con terminación activa y un circuito de Pre-Énfasis, en tecnología CMOS de 180nm para usarse junto con una línea de transmisión de FR4 de 12 pulgadas. En este trabajo, 3 propuestas de transmisores 4-PAM fueron hechas y comparadas, una de ellas con un resistor pasivo y las demás usando transistores NMOS como dispositivos de terminación. En todas las propuestas, el núcleo principal del transmisor 4-PAM convencional fue cambiado para usar 6 transistores y una fuente de corriente para evitar el des apareamiento con cualquier fuente de corriente adicional. En la _ultima propuesta, una estructura de transistores usada como dispositivo de terminación fue presentada para compensar las variaciones de su resistencia equivalente, dadas por las variaciones del voltaje del nodo de salida, la cual tiene que mantenerse en 50 por la impedancia característica de la línea de transmisión. También, se hizo una caracterización de las pérdidas debidas a una línea de transmisión de FR4 de 12 pulgadas en conjunto con el modelo del empaque para obtener los valores idóneos de la corriente y el tiempo de inyección de dicha corriente para el circuito de Pre-Énfasis, el cual está conformado por 6 transistores que dependiendo de la transición de los datos estarían encendidos o no, con este circuito el Diagrama de Ojo de los datos puede ser mejorado a bajo costo de potencia consumida. Finalmente, el sistema completo fue simulado y los resultados mostraron que la relación entre consumo de potencia y bit transmitido fue de 1.22pJ/b a 10Gbps, lo cual posiciona este trabajo entre uno de los que menor potencia consume para transmitir un bit entre el estado del arte. | |
| Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica | |
| 2016-07 | |
| Tesis de maestría | |
| Inglés | |
| Estudiantes Investigadores Público en general | |
| Rodríguez-Ortiz J.A. | |
| ELECTRÓNICA | |
| Versión aceptada | |
| acceptedVersion - Versión aceptada | |
| Aparece en las colecciones: | Maestría en Electrónica |
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