78P2352-DB STM1e/E4/OC3 演示板深度解析

在高速通信领域，对于 SONET/SDH 和 PDH 应用的测试与评估至关重要。TERIDIAN 的 78P2352-DB 演示板为我们提供了一个便捷且功能强大的评估平台。今天，我们就来深入探讨这款演示板的设计、操作以及相关技术细节。

文件下载：78P2352-DB-CMI.pdf

一、引言

78P2352-DB 演示板（Board rev. D2352T8C）主要用于评估 78P2352 双信道线路接口单元（LIU）在电气（同轴）领域的性能。78P2352 是 TERIDIAN 针对 155Mbit/s SONET/SDH（OC - 3 或 STM - 1e）和 140Mbit/s PDH（E4）应用推出的最新产品。

二、演示板特性

2.1 易于评估

该演示板允许对 78P2352 进行轻松评估，通过板上的配置头和拨码开关，可方便地将其配置为不同的操作模式。

2.2 硬件控制选项

包含配置头和拨码开关，用于硬件控制选项，为用户提供了灵活的操作方式。

2.3 链路状态指示

具备两个通道的链路状态 LED，方便用户实时了解链路状态。

2.4 时钟选择

提供使用板载晶体振荡器或外部参考时钟的选项，板载的 17.408MHz 和 19.44MHz 晶体振荡器便于对 PDH 和 SDN/SONET 应用进行评估。

2.5 接口丰富

拥有 48 针盒式连接器用于并行（半字节）接口，以及 SMA 连接器用于串行（LVPECL）接口。

2.6 电源供应

采用 3.3V 电源供电。

三、所需设备

要使用 78P2352-DB 演示板，需要准备以下设备：

1. TERIDIAN D2352T8C 演示板
2. 3.3V、1.5A 的电源
3. 用于电源的香蕉插头连接电缆
4. 75Ω 同轴电缆套件
5. 测试设备（信号源发生器、抖动测量仪等）

四、开始使用

4.1 配置头配置

• JP1：将分流器连接到 P/S 以使用 SW1
• JP2：将分流器连接到 E/S 以使用 SW1
• JP3：将分流器连接到 GND 以使用硬件控制模式
• JP4：将分流器连接到 MON 以使用 SW1
• JP5：将分流器连接到 C/E 以使用 SW1
• JP6：将分流器连接到 E4 以在 STM - 1/STS - 3 模式下使用 19.44M XO，或连接到 STM1 以在 E4 模式下使用 17.408M XO
• JP7：将分流器连接到 LOC 以使用板载晶体振荡器作为参考时钟，或连接到 EXT 以使用 SMA 连接器（CKREF）提供的外部时钟源

4.2 拨码开关配置

• SW1：
  • 引脚 1：线路接口选择（CMI 或 ECL）
  • 引脚 2：接收器监控模式（启用或禁用）
  • 引脚 3：系统接口选择（并行或串行）
  • 引脚 4：速率选择（E4 或 SMT1/STS3）
• SW2：
  • 引脚 1：发射机电源关闭（启用或禁用）
  • 引脚 2：冗余通道（启用或禁用，78P2352 中未使用）
• S1：
  • 引脚 1：FIFO 相位初始化（浮空，正常操作）
  • 引脚 2：通道 2 环回（浮空，远程环回）
  • 引脚 3：通道 1 环回（浮空，远程环回）
  • 引脚 4：时钟（定时）模式选择（高，准同步模式）
  • 引脚 5：CMI 发射幅度提升（低，正常）
  • 引脚 6：CMI 发射峰值控制（浮空，无峰值）
  • 引脚 7：参考时钟频率（低，17.408MHz 或 19.44MHz）
  • 引脚 8：未使用

4.3 供电

将 3.3V 电源应用到演示板上。

五、比特率配置

D2352T8C 可以通过 SW1（引脚 4）配置为 E4 或 STS3/STM1 速率，每种速率需要相应的参考时钟输入：	速率	参考时钟
E4	17.408MHz, 139.264 MHz
STS3 /STM1	19.44MHz, 77.76MHz, 155.52 MHz

S1（引脚 7）用于根据所选的比特率配置参考时钟频率：	CKSL	参考时钟
高	139.264 MHz, 155.52 MHz
浮空	77.76MHz
低	17.408MHz, 19.44MHz

演示板提供板载 17.408MHz 和 19.44MHz 晶体振荡器，以及用于外部参考时钟源的 SMA 连接器，通过 JP6 和 JP7 可以轻松选择参考时钟源。

六、线路接口

6.1 同轴接口

78P2352-DB 预配置为便于评估 CMI 编码的同轴线路接口。

6.2 光接口

为评估 78P2352 的光线路接口，提供了光模块的占位符。如需在光（NRZ）模式下配置 D2352T8C 板的更多信息，请联系 TERIDIAN 的应用支持团队。

七、信号路径

7.1 发射信号路径

发射机的同轴连接器通过 1:1CT（中心抽头）变压器连接到 LIU 发射机引脚（CMxP, CMxN），变压器中心抽头连接到 Vcc 以偏置发射驱动器。信号路径在变压器的 LIU 侧通过 75Ω 电阻进行差分端接，端接电阻与变压器的特性阻抗和线路阻抗共同为 LIU 驱动器创建所需的脉冲整形阻抗。用户可以通过更改 SW1（引脚 3）配置串行或并行接口，建议使用串行准同步模式以消除发射时钟/数据与参考时钟之间的同步定时关系需求。

7.2 接收信号路径

线路侧（同轴）接收器接口与发射接口具有相同的架构，只是变压器绕组的中心抽头悬空。接收到的信号在内部进行色散电缆衰减均衡，并在 CMI 到 NRZ 解码器中解码。用户同样可以通过更改 SW1（引脚 3）配置串行或并行接口，推荐使用串行准同步模式。

八、补充浪涌保护

同轴线路侧包含可选的浪涌保护电路，以确保设备在存在差分电压浪涌时正常运行，符合 ITU - T、Bellcore 和 IEC 规范。保护二极管 U3 在电源香蕉插孔处提供额外的 ESD 和电源瞬态保护。

九、环回操作

S1（引脚 2 和 3）提供配置内部环回模式的控制：

• 引脚拉低时，芯片处于正常模式。
• 引脚拉高时，接收器使用发射机输出信号作为输入，即本地（模拟）环回。
• 引脚浮空时，接收到的信号环回到发射机，即远程（数字）环回。

十、差分测试点

提供了多个测试点，便于进行测试和测量，例如 PDT1 - PDT17 等，分别对应不同的信号描述。

十一、状态引脚

78P2352 为状态引脚提供了开漏和 CMOS 两种版本，演示板上有电阻填充选项，可用于评估不同版本的芯片，默认填充开漏芯片。

十二、PCB 设计

12.1 分层结构

78P2352-DB（D2352T8C）演示板为四层 PCB，顶层有主要组件和信号线路，底层有旁路电容和大部分杂散分立组件以及额外的信号线路，内部两层分别为接地层和电源层，78P2352 LIU 的电源和接地引脚直接连接到这些层。

12.2 接地设计

接地层采用分割平面，将系统接地和框架（或底盘）接地分开，框架接地平面在变压器的线路侧（初级侧和 BNC 处），系统数字接地在 LIU 侧（变压器的次级侧）。

12.3 电源层设计

电源层仅延伸到变压器的 LIU 侧，电源层的外边缘比接地层的外边缘短 10 密耳，以避免平面边缘的平面间电流边缘效应。

12.4 去耦设计

使用了不同容量的电容进行去耦，如 0.1uF 和 0.001uF 的电容组合。

12.5 模拟走线

所有 CMI 发射和接收差分对信号线路到变压器次级侧的差分阻抗为 75Ω，线路侧发射对（变压器初级侧）和线路侧接收对为 75Ω 单端走线，同轴屏蔽直接连接到线路侧底盘接地。

12.6 变压器

使用 1:1CT 宽带变压器进行发射和接收，推荐的变压器供应商和型号包括 Halo 的 TG04 - TDK1N1 和 TAMURA 的 TTC - 300。

十三、测试结果与设置

13.1 测试结果

附录 A 提供了样本测试结果，包括 STM - 1e 脉冲掩码测量、抖动容限和抖动传递函数测试结果。

13.2 测试设置

附录 C 提供了推荐的测试设置，包括不同测试场景下的信号源、演示板配置以及所需的适配器等信息。

总之，78P2352-DB 演示板为 78P2352 线路接口单元的评估提供了一个全面且便捷的平台。各位工程师在实际使用过程中，是否遇到过类似演示板在配置或测试方面的挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。