簡(jiǎn)單的去加重實(shí)現(xiàn)方法是把輸出信號(hào)延時(shí)一個(gè)或多個(gè)比特后乘以一個(gè)加權(quán)系數(shù)并和 原信號(hào)相加。一個(gè)實(shí)現(xiàn)4階去加重的簡(jiǎn)單原理圖。
去加重方法實(shí)際上壓縮了信號(hào)直流電平的幅度,去加重的比例越大,信號(hào)直流電平被壓縮得越厲害,因此去加重的幅度在實(shí)際應(yīng)用中一般很少超過(guò)-9.5dB。做完預(yù)加重或者去加重的信號(hào),如果在信號(hào)的發(fā)送端(TX)直接觀察,并不是理想的眼圖。圖1.31所示是在發(fā)送端看到的一個(gè)帶-3.5dB預(yù)加重的10Gbps的信號(hào)眼圖,從中可以看到有明顯的“雙眼皮”現(xiàn)象。 數(shù)字信號(hào)的帶寬(Bandwidth);寧夏數(shù)字信號(hào)測(cè)試聯(lián)系人
通常情況下預(yù)加重技術(shù)使用在信號(hào)的發(fā)送端,通過(guò)預(yù)先對(duì)信號(hào)的高頻分量進(jìn)行增強(qiáng)來(lái) 補(bǔ)償傳輸通道的損耗。預(yù)加重技術(shù)由于實(shí)現(xiàn)起來(lái)相對(duì)簡(jiǎn)單,所以在很多數(shù)據(jù)速率超過(guò) 1Gbps 的總線中使用,比如PCle,SATA 、USB3 .0 、Displayport等總線中都有使用。當(dāng) 信號(hào)速率進(jìn)一步提高以后,傳輸通道的高頻損耗更加嚴(yán)重,靠發(fā)送端的預(yù)加重已經(jīng)不太 夠用,所以很多高速總線除了對(duì)預(yù)加重的階數(shù)進(jìn)一步提高以外,還會(huì)在接收端采用復(fù)雜的均 衡技術(shù),比如PCle3.0 、SATA Gen3 、USB3.0 、Displayport HBR2 、10GBase-KR等總線中都 在接收端采用了均衡技術(shù)。采用了這些技術(shù)后,F(xiàn)R-4等傳統(tǒng)廉價(jià)的電路板材料也可以應(yīng)用 于高速的數(shù)字信號(hào)傳輸中,從而節(jié)約了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的成本。寧夏數(shù)字信號(hào)測(cè)試聯(lián)系人數(shù)字信號(hào)的時(shí)鐘分配(Clock Distribution);
采用串行總線以后,就單根線來(lái)說(shuō),由于上面要傳輸原來(lái)多根線傳輸?shù)臄?shù)據(jù),所以其工作速率一般要比相應(yīng)的并行總線高很多。比如以前計(jì)算機(jī)上的擴(kuò)展槽上使用的PCI總線采用并行32位的數(shù)據(jù)線,每根數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)傳輸速率是33Mbps,演變到PCle(PCI-express)的串行版本后每根線上的數(shù)據(jù)速率至少是2.5Gbps(PCIel.0代標(biāo)準(zhǔn)),現(xiàn)在PCIe的數(shù)據(jù)速率已經(jīng)達(dá)到了16Gbps(PCIe4.0代標(biāo)準(zhǔn))或32Gbps(PCIe5.0代標(biāo)準(zhǔn))。采用串行總線的另一個(gè)好處是在提高數(shù)據(jù)傳輸速率的同時(shí)節(jié)省了布線空間,芯片的功耗也降低了,所以在現(xiàn)代的電子設(shè)備中,當(dāng)需要進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸時(shí),使用串行總線的越來(lái)越多。
數(shù)據(jù)速率提高以后,對(duì)于阻抗匹配、線路損耗和抖動(dòng)的要求就更高,稍不注意就很容易產(chǎn)生信號(hào)質(zhì)量的問(wèn)題。圖1.10是一個(gè)典型的1Gbps的信號(hào)從發(fā)送端經(jīng)過(guò)芯片封裝、PCB、連接器、背板傳輸?shù)浇邮斩说男盘?hào)路徑,可以看到在發(fā)送端的接近理想的0、1跳變的數(shù)字信號(hào)到達(dá)接收端后由于高頻損耗、反射等的影響,信號(hào)波形已經(jīng)變得非常惡劣,所以串行總線的設(shè)計(jì)對(duì)于數(shù)字電路工程師來(lái)說(shuō)是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。
對(duì)于真實(shí)的數(shù)據(jù)信號(hào)來(lái)說(shuō),其頻譜會(huì)更加復(fù)雜一些。比如偽隨機(jī)序列(PRBS)碼流的頻譜的包絡(luò)類似一個(gè)sinc函數(shù)。圖1.4是用同一個(gè)發(fā)送芯片分別產(chǎn)生的800Mbps和2.5Gbps的PRBS信號(hào)的頻譜,可以看到雖然輸出數(shù)據(jù)速率不一樣,但是信號(hào)的主要頻譜能量集中在4GHz以內(nèi),也并不見(jiàn)得2.5Gbps信號(hào)的高頻能量就比800Mbps的高很多。
頻譜儀是對(duì)信號(hào)能量的頻率分布進(jìn)行分析的準(zhǔn)確的工具,數(shù)字工程師可以借助頻譜分析儀對(duì)被測(cè)數(shù)字信號(hào)的頻譜分布進(jìn)行分析。當(dāng)沒(méi)有頻譜儀可用時(shí),我們通常根據(jù)數(shù)字信號(hào)的上升時(shí)間估算被測(cè)信號(hào)的頻譜能量:
信號(hào)的比較高頻率成分=0.5/信號(hào)上升時(shí)間(10%~90%)
或者當(dāng)使用20%~80%的上升時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)時(shí),計(jì)算公式如下:
信號(hào)的比較高頻率成分=0.4/信號(hào)上升時(shí)間(20%~80%) 數(shù)字信號(hào)抖動(dòng)的成因(Root Cause of Jitter);
數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)8b/10b編碼后有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)有足夠多的跳變沿,可以從數(shù)據(jù)中進(jìn)行時(shí)鐘恢復(fù)。正常傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中可能會(huì)有比較長(zhǎng)的連續(xù)的0或者連續(xù)的1,而進(jìn)行完8b/10b編碼后,其編碼規(guī)則保證了編碼后的數(shù)據(jù)流中不會(huì)出現(xiàn)超過(guò)5個(gè)連續(xù)的0或1,信號(hào)中會(huì)出現(xiàn)足夠多的跳變沿,因此可以采用嵌入式的時(shí)鐘方式,即接收端可以從數(shù)據(jù)流中通過(guò)PLL電路直接恢復(fù)時(shí)鐘,不需要專門的時(shí)鐘傳輸通道。
(2)直流平衡,可以采用AC耦合方式。經(jīng)過(guò)編碼后數(shù)據(jù)中不會(huì)出現(xiàn)連續(xù)的0或者1, 但還是有可能在某個(gè)時(shí)間段內(nèi)0或者1的數(shù)量偏多一些。從上面的編碼表中我們可以看 到,同一個(gè)Byte對(duì)應(yīng)有正、負(fù)兩組10bit的編碼, 一個(gè)編碼中1的數(shù)量多一些,另一個(gè)編碼中 0 的數(shù)量多一些。數(shù)據(jù)在對(duì)當(dāng)前的Byte進(jìn)行8b/10b編碼傳輸時(shí),會(huì)根據(jù)前面歷史傳輸?shù)?數(shù)據(jù)中正負(fù)bit的數(shù)量來(lái)選擇使用哪一組編碼,從而可以保證總線上正負(fù)bit的數(shù)量在任何 時(shí)刻基本都是平衡的,也就是直流點(diǎn)不會(huì)發(fā)生大的變化。直流點(diǎn)平衡以后,在信號(hào)傳輸?shù)穆?徑上我們就可以采用AC耦合方式(常用的方法是在發(fā)送端或接收端串接隔直電容),這 樣信號(hào)對(duì)于收發(fā)端的地電平變化和共模噪聲的抵抗能力進(jìn)一步增強(qiáng),可以傳輸更遠(yuǎn)的距離。 數(shù)字信號(hào)的波形分析(Waveform Analysis);DDR測(cè)試數(shù)字信號(hào)測(cè)試維修電話
數(shù)字信號(hào)處理的解決方案;寧夏數(shù)字信號(hào)測(cè)試聯(lián)系人
由于真正的預(yù)加重電路在實(shí)現(xiàn)時(shí)需要有相應(yīng)的放大電路來(lái)增加跳變比特的幅度,電路 比較復(fù)雜而且增加系統(tǒng)功耗,所以在實(shí)際應(yīng)用時(shí)更多采用去加重的方式。去加重技術(shù)不是 增大跳變比特的幅度,而是減小非跳變比特的幅度,從而得到和預(yù)加重類似的信號(hào)波形。 圖 1.29是對(duì)一個(gè)10Gbps的信號(hào)進(jìn)行-3.5dB的去加重后對(duì)頻譜的影響??梢钥吹?,去加 重主要是通過(guò)壓縮信號(hào)的直流和低頻分量(長(zhǎng)0 或者長(zhǎng) 1 的比特流),從而改善其在傳輸過(guò) 程中可 能造成的對(duì)短0或者短1 比特的影響。寧夏數(shù)字信號(hào)測(cè)試聯(lián)系人
深圳市力恩科技有限公司主要經(jīng)營(yíng)范圍是儀器儀表,擁有一支專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)和良好的市場(chǎng)口碑。公司業(yè)務(wù)涵蓋實(shí)驗(yàn)室配套,誤碼儀,協(xié)議分析儀,矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀等,價(jià)格合理,品質(zhì)有保證。公司從事儀器儀表多年,有著創(chuàng)新的設(shè)計(jì)、強(qiáng)大的技術(shù),還有一批專業(yè)化的隊(duì)伍,確保為客戶提供良好的產(chǎn)品及服務(wù)。力恩科技秉承“客戶為尊、服務(wù)為榮、創(chuàng)意為先、技術(shù)為實(shí)”的經(jīng)營(yíng)理念,全力打造公司的重點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)力。