需要一个工作频率高达2至3 GHz的XOR门

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我遇到了一种不寻常的情况，我需要一个XOR门，当出现频率为2至3 GHz的方波输入时，该门将能够可靠地工作。我知道台式机CPU的逻辑门可以这些速度运行，但是我不知道有任何集成电路可以做到这一点。我应该尝试用晶体管来构建门吗？

另外，以这些速度，我是否需要担心使用地平面，斜接弯头和微带线？

transistors digital-logic high-frequency

— 好吧
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当然，这是需要快速响应的时间...我想74系列甚至都无法接近切芥末...;）

— Majenko 2011年

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@okw，对此非常重要的元素。大多数人会根据他们时钟的频率来指定规格。您实际上需要指定拐点频率。这是信号的1 /上升时间。这意味着，如果您使用3GHz时钟，那么拐点频率将决定带宽需求。但是，我有一些希望，您知道什么是弯头，但大多数情况不是这样。

— 2011年

感谢您提供所有详细的答案-我可能不得不重新考虑设计，并将频率要求降低到900MHz以下。

— okw 2011年

这个问题让我想起了“ A20门”在486之前是实际的外部“与”门的原因。–

— Yuyu Bao

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一直以来，最快的逻辑家族一直是ECL。尽管最近经常被忽视，但是诸如PECL和LVPECL（本质上是正电源ECL和差分PECL）的发展使该系列一直处于逻辑交换的最前沿。消除了先前对多个电源和负电压的限制，但在许多情况下都具有向后兼容性。

MC10EP08 / MC100EP08设备将满足您的要求 http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/MC10EP08-D.PDF

不太好，但也几乎符合您的规格 http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/MC10EL07-D.PDF

可从Digikey获得（有货） http://search.digikey.com/scripts/DkSearch/dksus.dll?Detail&name=MC100EP08DTGOS-ND

在PECL模式下，这些器件将在Vcc = 3.3V至5V和Vee = 0V的范围内工作。

最大频率典型值> 3 GHz，传播延迟典型值为250皮秒（！），25°C时最大传播延迟为300皮秒，周期抖动<1 ps。

Digikey列出了一系列ECL门。

虽然3 GHz操作可能最好留给现有的诸如此类的门，但是使用具有ECL类型拓扑的分立器件自己实现极高速度的门相对容易。查看较旧的ECL门的等效电路可以提供一个良好的开端（现代数据表通常仅提供总体功能图，而没有关于如何实现结果的任何线索）。大门本质上是非常熟悉的长尾对型布置。每次努力的性能和成本可能比大多数其他方法要好得多。

TI关于“ LVPECL，VML，CML和LVDS电平之间的接口”的优秀教程，其中包括关于阻抗匹配，传输线，反射，偏置...的讨论，并提供了实现功能的图。

http://focus.ti.com/lit/an/slla120/slla120.pdf

— 罗素·麦克马洪
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我建议改变做法。您没有说为什么需要这样的XOR，但我会建议，如果您要询问有关斜角和地平面的问题，那么您实际上并不需要进行这种电路。别冒犯了我，因为我怀疑这个网站上99.99％的人无法做到这一点-包括我在内，而且我以前做过GHz电路！因此，我建议您不要以3 GHz XOR的方式，而是以不需要如此快的速度的方式来完成所需的工作。

为了清楚起见，这就是为什么我建议更改您的方法的原因...假设您可以进行3 GHz XOR，那么这里将面临一些问题和解决方案：

您不会用单个晶体管来做到这一点，太慢了。TTL型零件也太慢了。相反，您将不得不考虑一些高速逻辑部件。过去，您可能会使用ECL或PECL部件（不同的系列，例如TTL，但不使用）。我不知道您现在将使用什么，或者即使ECL / PECL部件仍然存在。当然，定制芯片也可以这样做，但要付出巨大的代价。
绝对是地平面。受控阻抗PCB，是。取决于其他要求，也许是6层或8层PCB。至少要有4层。弯曲的弯头也可以。绝对是微带/微平面迹线。当然，您必须非常注意PCB布局。请记住，3 GHz约为0.333 ns。
一切构建完成后，就说它不起作用了。那呢出去看看！大多数爱好O型示波器的最高频率约为100 MHz。在我的办公室中，我有一个1 GHz，4通道示波器，价格为1万美元，但是1 GHz探头的价格为2000美元。您至少需要5或6 GHz和3个示波器探头。我已经有一段时间没有定价了，但这至少要花费1万美元，甚至可能要花3万美元。

因此，要做到这一点，您将不得不使用很难找到的零件，在多层PCB上进行复杂的布局，并且当它不能正常工作（奇怪的是不会）时，您必须在O型镜上花费很多钱来帮助您解决问题。然后再次重复该过程，因为在3 GHz频率下，您无法修复PCB以修复缺陷。哎哟!

最后，这是一些On-Semi ECL XOR门的链接：http ://www.onsemi.com/PowerSolutions/product.do? id= MC100EL07看起来，它几乎可以做到2 GHz。3 GHz看起来很宽泛，但并非完全不可能。他们确实有该芯片的评估板（哇，我以前从未见过XOR门的评估板）。如果您坚持要走这条路，那块评估板可能是您最好的选择（Digikey售价137美元）。但是您仍然需要一个观察镜。

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请查看NBSG86A和NB7L86M，了解On Semi声明可分别用作8 GHz和12 GHz的XOR / XNOR的零件。它们实际上是2：1 MUX，实际上可以将其连接为任何门。他们没有解释如何连接XOR函数以获得正确的终端。

— Photon

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3Ghz？杜德，你真的很麻烦:-)

绝不能选择使用晶体管-即使使用最快的晶体管，也不会超过100 Mhz。主要问题是走线长度，电磁干扰和柔性晶体管。

即使您使用所需速度的独立芯片-您也必须担心传输带宽高达10-15Ghz的信号（要拥有至少一些可见的前端，您需要能够传输目标数字频率的倍数）。同样，以这种速度，信号反射将需要在任何地方进行阻抗匹配（即，您不仅需要接地层，还需要特定的PCB厚度和走线宽度+端接）。

唯一可靠的解决方案是将XOR门留在您设备的其余部分自定义ASIC中。即使是0.25um，也可以轻松实现3Ghz XOR。

— 酒吧怪兽
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这就是为什么大多数现代高速微处理器都具有相对低速的主板接口，并且在内部以该倍数运行的原因。与主板上的相比，芯片内的距离很小。虽然可以在处理器上使用2.66GHz的前端总线，但这使主板几乎不切实际。

— 马延科

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纳秒表示以光速传播时的光英尺。在PCB上更长。虽然不适合胆小者，但实际上我可以列出并可以使用我列出的IC。即使在ASIC等中实现，也必须处理信号。该要求可能是“不切实际的”，但如果他在实践中有此要求，则PECL将允许其以适当的谨慎和技巧得到满足。如果没有适当的照顾和技巧，则3 GHz的NO解决方案将无法正常工作。

— 罗素·麦克马洪

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可能对您来说有用，但Hittite的HMC721LC3C适合14 GHz。在撰写本文时，Digikey有10个库存。

您可以从他们的评估PCB中收集一些有用的设计信息，其中许多信息将适用于要求不高的要求。

快速采样范围非常有用-您可以看到PCB弯曲，连接器，签证等引入的不连续性。这样的野兽可以从船锚eBay的发现中拼凑出几K（美元），但它不会十分便携。

— 斯佩罗·佩法尼（Spehro Pefhany）
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