MAXIM MAX3801

19-1999; Rev 0; 4/01
3.2Gbpsアダプティブイコライザ
特長 _______________________________
MAX3801は、+3.3Vアダプティブケーブルイコライザ
で、同軸及び双軸ケーブルによる２点間通信アプリ
ケーション用に設計されています。このイコライザは、
差動CMLデータ入出力、ロス・オブ・シグナル( LOS )
出力、及びケーブル保全モニタ(CIM)出力を備えています。
◆ 電源動作：+3.3V単一
このアダプティブケーブルイコライザは、最大データ
速度3.2Gbpsで差動又はシングルエンド信号をイコラ
イジングできます。これは、1 . 6 G H zにおいて最大
30dBの表皮効果損失による減衰を自動的に調整します。
本製品は、高周波インターコネクトアプリケーション
において、銅ケーブルの使用可能長を効率よく大きくし
ます。
◆ イコライジング：1.6GHz(3.2Gbps)において
0dB∼30dB
MAX3801は、エクスポーズドパッド付24ピンQFNパッ
ケージで提供されており、+3.3Vで僅か125mWしか
消費しません。
◆ 動作温度範囲：0℃∼+85℃
◆ 標準消費電力：125mW(+3.3V)
◆ データ速度：3.2Gbps (max)
◆ ケーブル長に応じた自動イコライジング調整
◆ ロス・オブ・シグナル( LOS )インジケータ
◆ ケーブル保全モニタ(CIM)
◆ 内蔵入出力終端処理
◆ 少ない外付部品数
◆ 入出力にESD保護
アプリケーション_____________________
通信及びデータシステムにおける高速リンク
バックプレーン及びインターコネクトアプリ
ケーション
型番 _______________________________
PART
TEMP. RANGE
MAX3801UGG
SDH/SONET伝送機器
0°C to +85°C
PIN-PACKAGE
24 QFN-EP*
* EP=エクスポーズドパッド
ピン配置はデータシートの最後に記載されています。
標準アプリケーション回路_____________________________________________________
+3.3V
EIN
EOUT
LOS
CIM
CARD 1
+3.3V
CARD 2
MAX3801
MAX3801
EOUT
EIN
LOS
CIM
THIS SYMBOL INDICATES A CONTROLLED-IMPEDANCE TRANSMISSION LINE.
________________________________________________________________ Maxim Integrated Products
1
本データシートに記載された内容は、英語によるマキシム社の公式なデータシートを翻訳したものです。翻訳により生じる相違及び誤りに
ついての責任は負いかねます。正確な内容の把握にはマキシム社の英語のデータシートをご参照下さい。
無料サンプル及び最新版データシートの入手にはマキシム社のホームページをご利用下さい。www.maxim-ic.com
MAX3801
概要 _______________________________
MAX3801
3.2Gbpsアダプティブイコライザ
ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS
Supply Voltage, VCC..............................................-0.5V to +6.0V
Voltage at LOS and CIM.............................-0.5V to (VCC + 0.5V)
Voltage at EIN+, EIN- .........................(VCC - 1V) to (VCC + 0.5V)
Current Out of EOUT+, EOUT-............................................25mA
Continuous Power Dissipation (TA = +85°C)
24-Pin QFN-EP (derate 25.1mW/°C above +85°C).....1630mW
Operating Ambient Temperature Range ................0°C to +85°C
Storage Temperature Range .............................-55°C to +150°C
Lead Temperature (soldering, 10s) .................................+300°C
Stresses beyond those listed under “Absolute Maximum Ratings” may cause permanent damage to the device. These are stress ratings only, and functional
operation of the device at these or any other conditions beyond those indicated in the operational sections of the specifications is not implied. Exposure to
absolute maximum rating conditions for extended periods may affect device reliability.
DC ELECTRICAL CHARACTERISTICS
(VCC = +3.14V to +3.46V, TA = 0°C to +85°C. Typical values are at VCC = +3.3V and TA = +25°C, unless otherwise noted.)
PARAMETER
Supply Current
SYMBOL
ICC
CONDITIONS
MIN
Includes external load current
TYP
MAX
UNITS
37
60
mA
650
700
mVp-p
INPUT SPECIFICATIONS
Minimum Cable Input (Differential)
3.2Gbps, 30dB cable loss at 1.6GHz (Note 1)
Maximum Cable Input (Differential)
1100
Input Impedance
Single-ended
40
Output Voltage (Differential)
(Note 2)
500
Output Impedance
Single-ended
50
53
mVp-p
62.5
Ω
1000
mVp-p
OUTPUT SPECIFICATIONS
Voltage at CIM Output (Differential)
Voltage at CIM Output
(Single-Ended)
Voltage at LOS
Output Common-Mode Voltage
2
VCIM
VCIM+,
VCIM-
65
75
Ω
No external load, VCIM = (VCIM+) - (VCIM-)
-0.5
+0.5
Vp-p
No external load
0.5
VCC
- 0.5
V
Output high (Note 3)
2.4
Output low (Note 3)
Each output DC-coupled 50Ω to VCC
0.4
VCC - 0.2
_______________________________________________________________________________________
V
V
3.2Gbpsアダプティブイコライザ
(VCC = +3.14V to +3.46V, TA = 0°C to +85°C. Typical values are at VCC = +3.3V and TA = +25°C, unless otherwise noted.) (Note 4)
PARAMETER
SYMBOL
CONDITIONS
TYP
MAX
0dB cable loss (Note 6)
120
240
24dB cable loss (Note 6)
140
240
Maximum Input Data Rate
Residual Jitter (Note 5)
MIN
3.2
UNITS
Gbps
mUIp-p
30dB cable loss (Note 6)
100
200
Output Edge Speed
20% to 80%
64
90
Input Return Loss (Single-Ended)
≤3.2GHz
15
dB
Output Return Loss (Single-Ended)
≤3.2GHz
15
dB
Equalization Compensation
1.6GHz (skin-effect losses only)
Equalization Time Constant
Note 1:
Note 2:
Note 3:
Note 4:
Note 5:
30
ps
dB
5
µs
Minimum cable input for LOS to assert high.
Input voltage within specification limits, 50Ω to VCC at each output.
100kΩ load to ground.
AC electrical characteristics are guaranteed by design and characterization.
Includes random jitter and deterministic jitter.
Note 6: Differential cable input voltage = 700mVp-p, 3.2Gbps 213-1 PRBS with 100 consecutive ones and 100 consecutive zeros
substituted. Cable loss is due to skin effect only.
_______________________________________________________________________________________
3
MAX3801
AC ELECTRICAL CHARACTERISTICS
標準動作特性 _______________________________________________________________
(TA = +25°C, VCC = +3.3V, all jitter measurements done at 3.2Gbps, 700mV cable input with 213-1 PRBS pattern with 100 consecutive
ones and 100 consecutive zeros substituted. Note: Test pattern produces near worst-case jitter results. Results will vary with pattern,
unless otherwise noted.)
EQUALIZER RESIDUAL JITTER vs.
POWER-SUPPLY NOISE
(100mVp-p SINE WAVE)
(85FT OF GORE 89 CABLE)
MAX3801 toc02
50
130
100FT
120
JITTER (psp-p)
MAX3801 toc01
40
JITTER (psp-p)
SUPPLY CURRENT (mA)
60
EQUALIZER RESIDUAL JITTER vs. INPUT
AMPLITUDE AT 3.2GHz (RG59 – 75Ω
COAXIAL CABLE – SINGLE-ENDED)
MAX3801 toc03
SUPPLY CURRENT vs. TEMPERATURE
45
110
100
90
288FT
40
35
80
70
10
20
30 40 50 60 70
TEMPERATURE (°C)
80
90
EQUALIZER RESIDUAL JITTER vs.
CABLE LENGTH (RG59 – 75Ω COAXIAL
CABLE – SINGLE-ENDED)
INPUT LEVEL OF 500mVp-p
80
50
100
400
600
800 1000
INPUT AMPLITUDE (mVp-p)
EQUALIZER RESIDUAL JITTER vs.
CABLE LENGTH (RG179B – 75Ω
COAXIAL CABLE – SINGLE-ENDED)
INPUT LEVEL OF 700mVp-p
EQUALIZER RESIDUAL JITTER vs.
CABLE LENGTH
(CATEGORY 5E – TWISTED PAIR)
INPUT LEVEL OF 700mVp-p
80
JITTER (psp-p)
60
1.2Gbps
10
90
2.5Gbps
70
1
0
2.5Gbps
1200
180
160
2.5Gbps
140
3.2Gbps
70
200
200
MAX3801 toc05
3.2Gbps
90
0.1
NOISE FREQUENCY (MHz)
100
MAX3801 toc04
100
0.01
JITTER(psp-p)
0
188FT
60
MAX3801 toc06
30
0.001
30
JITTER (psp-p)
MAX3801
3.2Gbpsアダプティブイコライザ
1.2Gbps
60
50
3.2Gbps
120
1.2Gbps
100
80
622Mbps
60
40
40
30
622Mbps
40
20
20
20
100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
CABLE LENGTH (FEET)
4
622Mbps
30
0
25
35
45
55
65
CABLE LENGTH (FEET)
75
5
15
25 35 45 55 65
75
CABLE LENGTH (FEET)
_______________________________________________________________________________________
85 95
3.2Gbpsアダプティブイコライザ
(TA = +25°C, VCC = +3.3V, all jitter measurements done at 3.2Gbps, 700mV cable input with 213-1 PRBS pattern with 100 consecutive
ones and 100 consecutive zeros substituted. Note: Test pattern produces near worst-case jitter results. Results will vary with pattern,
unless otherwise noted.)
100
MAX3801 toc08
MAX3801 toc07
110
EQUALIZER OUTPUT EYE DIAGRAM
AFTER 288 FT OF RG59 CABLE
(INPUT OF 1000mVp-p, 3.2Gbps, 223-1 PRBS)
EQUALIZER INPUT AFTER
115FT OF CABLE (TOP)
EQUALIZER OUTPUT (BOTTOM)
MAX3801 toc09
EQUALIZER RESIDUAL JITTER vs. LINE LENGTH
(FR-4 6MIL STRIPLINE – SINGLE-ENDED)
80
70
622Mbps
2.5Gbps
3.2Gbps
60
50
40
40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 (INCHES)
1.02 1.14 1.27 1.40 1.52 1.65 1.77 1.90 2.03 2.16 (METERS)
LINE LENGTH
EQUALIZER OUTPUT EYE DIAGRAM
AFTER 70FT OF CATEGORY 5E CABLE
(INPUT OF 1000mVp-p, 1.25 Gbps)
EQUALIZER OUTPUT EYE DIAGRAM
AFTER 115FT OF 50Ω GORE 89 CABLE
(INPUT OF 1000mVp-p, 3.2Gbps)
MAX3801 toc12
MAX3801 toc11
MAX3801 toc10
EQUALIZER OUTPUT EYE DIAGRAM
AFTER 100FT OF 75Ω RG179 CABLE
(2.5Gbps, SINGLE-ENDED, 27-1 PRBS)
200ps/div
68ps/div
50ps/div
EQUALIZER OUTPUT RETURN LOSS (S22)
EQUALIZER INPUT RETURN LOSS (S11)
40
30
40
30
20
10
10
GAIN (dB)
20
0
-10
MAX3801 toc15
50
MAX3801 toc14
50
GAIN (dB)
JITTER (psp-p)
90
0
-10
-20
-20
-30
-30
-40
-40
-50
-50
0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.6 4.0
FREQUENCY (GHz)
0
0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.6 4.0
FREQUENCY (GHz)
_______________________________________________________________________________________
5
MAX3801
標準動作特性(続き) __________________________________________________________
MAX3801
3.2Gbpsアダプティブイコライザ
端子説明 ___________________________________________________________________
PIN
端子
名称
NAME
1, 3, 7, 12, 16, 18,
19, 24
GND
グランド
Ground
2, 4, 8, 11, 17, 20,
23
VCC
電源
Power Supply
5
CIM-
負のケーブル保全モニタ(CIM)出力
Negative Cable Integrity Monitor (CIM) Output
6
CIM+
正のケーブル保全モニタ(CIM)出力
Positive Cable Integrity Monitor (CIM) Output
9
EOUT-
負のイコライザ出力、CML
Negative Equalizer Output, CML
10
EOUT+
Postive Equalizer Output, CML
正のイコライザ出力、CML
13, 14
N.C.
無接続。未接続のままにして下さい。
No connection. Leave unconnected.
15
LOS
イコライザのロス・オブ・シグナル出力、アクティブロー
Equalizer Loss-of-Signal Output, Active-Low
21
EIN+
正のイコライザ入力、CML
Postive Equalizer Input, CML
22
EIN-
負のイコライザ入力、CML
Negative Equalizer Input, CML
EP
Exposed Pad
CP
Corner Pins
FUNCTION
機 能
Ground. The exposed pad must be soldered to the circuit board ground for proper
グランド。正しい熱及び電気動作を行うには、エクスポーズドパッドを回路基板の
グランドにハンダ付けして下さい。
thermal and electrical operation.
Ground. The corner pins must be soldered to supply ground.
グランド。コーナーピンは、電源グランドにハンダ付けして下さい。
詳細 _______________________________
本アダプティブケーブルイコライザは、最大速度
3.2Gbpsの差動CML入力データを受け付け、差動又は
シングルエンド信号をイコライジングすることができ
ます。1.6GHzにおいて30dBまでの（銅ケーブルの表皮
効果損失による）減衰レベルを自動的に調整します。
イコライザは、CML入力バッファ、ロス・オブ・シグ
ナル検出器、フラット応答アンプ、表皮効果補償アンプ、
電流ステアリング回路、デュアル電力検出器フィード
バックループ、出力リミッテングアンプ、及びCML出力
バッファから成っています(図1)。
一般動作理論
ランダムビット列の電力スペクトラムの形状は、sinc
関数の平方によって表すことができます。ここで、sinc
f=(sin πf )/πfです。十分に長いビットパターン(非ラン
ダムビット列)の場合、sinc2(f )は良い近似となります。
sinc2(f )関数の形状から、任意の2つの周波数における
電力密度比を推定できます。MAX3801アダプティブ
イコライザは2つの周波数で電力を連続的にモニタし、
正しい電力比を維持するために、動的にイコライザを
調整するフィードバックループを内蔵することにより、
この原理を用いています。
CML入出力バッファ
電流モードロジック(CML)を使用した入出力バッファが
内蔵されています。等価回路を図2及び3に示します。
CMLとのインタフェースの詳細については、マキシム社
6
のアプリケーションノートHFAN-1.0「Interfacing
Between CML, PECL, and LVDS」を参照して下さい。
フラット応答及び
表皮効果補償アンプ
バッファされた入力波形は2つのアンプ、即ちフラット
応答アンプ及び表皮効果補償アンプに均等に供給され
ます。フラット応答アンプは、デバイスの全周波数範囲
にわたって一定の利得を備えています。表皮効果補償
アンプは、銅ケーブルに固有な表皮効果減衰を反転近似
させた利得特性を備えています。表皮効果減衰(単位長
さあたりのdB)は、周波数の平方根に比例します。2つの
アンプからの出力電流は、電流ステアリング回路に供給
されます。LOS がローの時は、イコライジングが最小
になっていることに注意して下さい。
電流ステアリング回路
電流ステアリング回路の機能は、フラット応答アンプ
及び表皮効果補償アンプからの出力電流の可変量を組み
合わせ、所望の電流比を実現します。電流比の調整は、
デュアル電力検出器フィードバックループによって制御
されます。
電流ステアリング回路には、電流加算ノードに供給
される一対の可変アッテネータで実現されています。
可変アッテネータは、デュアル電力検出フィードバック
ループの制御下で、フラット応答及び表皮効果補償
_______________________________________________________________________________________
CIM-
MAX3801
CIM+
3.2Gbpsアダプティブイコライザ
200MHz
PWR DETECTOR
FLAT
RESPONSE
AMP
600MHz
PWR DETECTOR
LOOP
FILTER
|H(f)|
VARIABLE
ATTENUATOR
|H(f)|
EIN
Σ
√f
CML
SKIN
EFFECT
COMPENSATION
AMP
P0WER
DETECTOR
LIMITING
AMP
CML
EOUT
VARIABLE
ATTENUATOR
CURRENT STEERING NETWORK
MAX3801
LOS
図1. ファンクションダイアグラム
VCC
VCC
ESD
STRUCTURES
62.5Ω
50Ω
62.5Ω
50Ω
EOUT+
EIN+
EOUT-
EIN-
ESD
STRUCTURES
GND
GND
図2. CML入力等価回路
図3. CML出力等価回路
_______________________________________________________________________________________
7
イコライジング（即ち、CIM出力レベル）は、ケーブルの
種類、ケーブル長、信号帯域幅等、様々な因子に影響
されます。
ロス・オブ・シグナル( LOS )出力
ロス・オブ・シグナルはLOS出力によって表示されます。
LOSがローレベルの時は、イコライザの入力信号電力が
スレッショルド以下であることを示します。LOS出力は
信号消失を示します。イコライザがチャネルからの
信号を検出しなくなると、LOS出力はローになります。
チャネルに十分な入力電圧(標準で650mV以上)がある時、
LOSはハイになります。LOS出力により、ケーブルの
切断、ドライバの故障、或いはイコライザへの接続の
喪失等に起因する伝送リンクの問題を検出することが
できます。
8
VCC
GND
23
22
21
20
19
GND
GND
1
18
GND
VCC
2
17
VCC
GND
3
16
GND
VCC
4
15
LOS
CIM-
5
14
N.C.
CIM+
6
13
N.C.
MAX3801*
7
GND
8
9
10
11
12
GND
QFN
*CORNER GND PADS AND THE EXPOSED PAD
MUST BE SOLDERED TO THE SUPPLY GROUND.
_______________________________________________________________________________________
GND
差動CIM出力電流は、
（電流ステアリング回路を制御する 「詳細」
を参照）
ループアンプの出力電流に比例します。
このアナログ電流出力は、適用しているイコライジング
の量を示します。CIM電流を監視する簡便な方法は、
各CIM出力とグランドの間に1 0 0 kΩ抵抗を接続し、
CIMピンの電圧を測定することです。
24
GND
VCC
ケーブル保全モニタ(CIM)
TOP VIEW
EIN+
詳細アプリケーション情報については、マキシム社の
アプリケーションノートHFDN-10.0「Equalizing Gigabit
C o p p e r C a b l e L i n k s w i t h t h e M A X 3 8 0 0 」を
www.maxim-ic.comでご覧下さい。
ピン配置 ____________________________
EOUT+
アプリケーション情報 _________________
EIN-
出力制限アンプは電流ステアリング回路からの信号を
増幅し、規定の出力電圧スイングを実現します。
MAX3801の性能は、回路基板のレイアウト及び設計に
著しく左右されます。グランドインダクタンスを最小
にする、又は高周波データ信号に対して固定インピー
ダンス伝送ラインを使用する等、適切な高周波設計法を
使用して下さい。電源デカップリングコンデンサは、
できるだけVCCの近くに取り付ける必要があります。
EOUT-
出力制限アンプ
レイアウト上の考慮
VCC
電流ステアリング回路の出力は、2つの周波数が特定
された電力検出器の入力に印加されます。一方の電力
検出器は200MHzに調整され、他方は600MHzに調整
されています。2つの電力検出器の出力は、差動ループ
アンプの反転入力(200MHz電力検出器)及び非反転入力
(600MHz電力検出器)に印加されます。ループアンプ
の差動出力は、電流ステアリング回路の可変アッテ
ネータを制御します。
イコライザのシングルエンド動作を行うには、未使用
の入力を（他のACカップリングコンデンサと同じ値の）
コンデンサと50Ω抵抗を直列に接続し、グランドに接続
して下さい。MAX3801が差動動作用であることに注意
して下さい。シングルエンド用途での実効均等化範囲
は、1.6GHzにおいて約4dB∼30dBです。
VCC
デュアル電力検出器フィードバックループ
シングルエンド動作
GND
アンプの出力電流を減衰させます。2つのアッテネータの
出力は加算ノードで結合された後、出力制限アンプと
フィードバックループに送られます。
GND
MAX3801
3.2Gbpsアダプティブイコライザ
3.2Gbpsアダプティブイコライザ
12,16,20, 24L QFN.EPS
_______________________________________________________________________________________
9
MAX3801
パッケージ _________________________________________________________________
パッケージ(続き) ____________________________________________________________
12,16,20, 24L QFN.EPS
MAX3801
3.2Gbpsアダプティブイコライザ
販売代理店
〒169 -0051東京都新宿区西早稲田3-30-16（ホリゾン1ビル）
TEL. (03)3232-6141
FAX. (03)3232-6149
マキシム社では全体がマキシム社製品で実現されている回路以外の回路の使用については責任を持ちません。回路特許ライセンスは明言されていません。
マキシム社は随時予告なしに回路及び仕様を変更する権利を保留します。
10 ____________________Maxim Integrated Products, 120 San Gabriel Drive, Sunnyvale, CA 94086 408-737-7600
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