バッファーとラインドライバー
バッファおよびラインドライバーは、入力回路と出力回路を分離する集積回路デバイスです。これにより入力回路の負荷が軽減され、PCBやケーブル上で信号をより長距離に送信し、ファンアウトも高くなります。ファンアウトとは、出力が駆動する典型的な入力の数を表すものです。各入力は駆動アンプに容量負荷を加えます。静電容量が上がるほど、電圧を別のレベルへ遷移させるために必要なピーク電流も増加します。これが出力の処理能力を超えたり、信号レベルの傾きが低すぎると回路性能が損なわれます。さらに、出力が過負荷になったり、不安定になったり、損傷したりすることがあります。低ノイズや高速ロジック信号が重要なPCBのクロックツリーにはバッファがよく見られます。バッファはバス用途や、システムのデジタルI/Oが負荷を駆動するには弱すぎる用途にも見られます。バッファは、マイクロコントローラに直接接続されたI/OよりもESDやラッチアップ保護性能が優れているため、デバイスの隔離や保護に使われます。
ラインドライバは、かなり長い伝送線路やケーブルを駆動できる特殊なタイプのバッファです。また、入力論理フォーマットを特定のライン駆動規格に合わせて調整することもあります。その一例がeSATAリドライバーです。これらのデバイスは、入力の差動電流モードロジック(CML)信号をバッファリングし、補正・補正されたCML信号として再送信することでSATA規格が支える距離を延長します。これらはイコライザーを組み込み、物理的な媒体(ケーブルやPCBトレース)上の信号の損失や歪みを補正し、最終的に受信機に正しい信号形状を提示できるようにします。
一部のバッファやラインドライバは、論理信号入力から高速シリアル出力に変換します。高速データ要件を満たすために、入力はパラレルバスである場合もあります。ケーブルドライバーは、ケーブル上で非常に高速なデータ転送をサポートする標準で差動シリアルデータ信号を出力する傾向があります。これは特に高精細化や超高精細ビデオシステムに当てはまります。これらは数百メートルの銅線ケーブル上で12GHz以上のシリアルデータストリームを送信する必要がある場合があります。CMLがこれらの用途で使用されるのは、差動トランジスタペアがスイッチングにほとんど電圧スイングを必要としないため、電圧指向型の代替品よりもはるかに高速に動作できるためです。この標準はSDIやHDMIなどのインターフェース標準で使用されています。
一部のドライバーはPCBトレースインピーダンスとケーブル特性インピーダンス間の平行移動も組み込んでいます。また、リクロックと呼ばれるプロセスを行う特別なドライバーのカテゴリがあり、データクロックを信号から復元し、新しいクリーンクロックをこの信号に位相ロックし、データはクリーンなクロックで再送信されます。これにより、経路で導入されたジッターを補正します。ジッターとは、システムノイズや物理媒体中の減衰効果によって信号に導入される位相雑音のことです。
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