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随着移动互联网的普及,大数据和云计算等新兴技术的兴起,通信系统对数据传输速率的要求越来越高。由于传输信道的高频损耗、串扰和反射等非理想因素的存在,高速通信系统中信号的完整性将会恶化。为了提高通信质量,高速系统一般都会采用均衡技术,该技术通过对传输信道进行高频补偿进而达到降低码间干扰的目的。由于实际应用中传输信道的长度和材质等变化,信道的高频衰减具有不确定性。为了防止出现欠补偿或过补偿,设计中需要采用自适应均衡技术,该技术是近年来国内外研究的热点,其面临的主要问题是如何在电路复杂度、均衡性能、传输速率和功耗等诸多方面进行折中。本文对高速接口自适应均衡技术进行了研究,基于USB3.1背板传输系统应用环境,设计了传输速率为5 Gb/s的自适应补偿再驱动系统,并进行了流片验证。本文首先介绍了一款适用于均衡系统的高速低失调全差分限幅放大器的设计。设计中采用了有源电感峰化技术来提高系统的带宽,同时,为了优化因器件间失配导致的失调电压,提出了一种改进的失调电压消除结构,通过在电压-电流反馈网路中使用18 pF的电容来构建低通滤波器,该技术可以实现22.8 KHz的高通截止频率。蒙特卡罗仿真结果表明,该放大器输出端直流失调电压均值为78.48 uV,标准差为3.73mV,工作在1.8 V电源电压下,限幅放大器的带宽为6.96 GHz,增益为24.2 dB,功耗为23.6 mW。其次,在对现有均衡技术进行广泛研究和深入分析的基础上,提出了一种新颖的自适应均衡结构,并基于0.13 um CMOS工艺设计了5 Gb/s自适应补偿再驱动系统。该系统在接收端采用了连续时间线性自适应均衡,在发送端采用预减重技术,主要由均衡滤波器、限幅放大器、自适应控制回路和发送端驱动电路构成。对于均衡滤波器,设计中基于源极负反馈结构,利用数字控制信号调整负反馈网络中的电阻电容,实现了在2.5 GHz频率处0-18 dB的高频均衡范围。自适应回路由低频增益环路和高频增益环路构成,包括可变增益放大器（VGA）、低通滤波器、全通滤波器、能量检测电路、误差放大器、高速比较器和数字状态机。在内部时钟和状态机的控制下系统首先对低频增益环路进行训练,利用均衡滤波器和VGA输出信号低频能量的比较结果来调节VGA的增益;之后进行高频增益环路训练,以VGA输出信号为参考,通过比较VGA输出信号和均衡滤波器输出信号的能量来获取与传输信道损耗相对应的均衡值,实现自适应均衡。发送端采用预减重技术,利用固定的均衡值来补偿传输信道的衰减,提高系统的通信质量。最后,本文完成了自适应补偿再驱动电路的测试工作。对接收端自适应均衡,利用-3 dB带宽为844 MHz的PCB背板传输信道进行了测试,测试中将传输速率为5Gb/s、误码率为10-12,幅度为1 Vp-p的随机信号223-1经FR4背板信道加入到芯片的输入端,芯片输出端通过100 nF电容连接到50 ohm负载电阻上。测试结果表明,芯片输入端信号的眼图接近闭合,眼高和眼宽小,抖动大,该信号难以被下级接收端正确判别;而经过均衡系统处理后,发送端信号的眼高大于800 mV,抖动为46 ps（0.23UI）,眼宽为154 ps（0.77 UI）。通过对比可知,所设计自适应系统工作正常,信号恢复性能良好。对于发送端均衡,测试了预减重分别为0 dB、-3.5 dB和-6.0 dB三种条件下输出的瞬态结果,符合设计预期。该自适应均衡系统核心电路的面积为0.3567mm2,在1.8 V电源电压下,功耗为81.7 mW。本文设计的再驱动系统满足设计指标,相较于已有文献中阐述的均衡系统,具有优异的性能。