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USB測試數(shù)字信號測試檢查

來源: 發(fā)布時(shí)間:2024-06-06

為了提高信號在高速率、長距離情況下傳輸?shù)目煽啃?,大部分高速的?shù)字串行總線都會(huì)采用差分信號進(jìn)行信號傳輸。差分信號是用一對反相的差分線進(jìn)行信號傳輸,發(fā)送端采用差分的發(fā)送器,接收端相應(yīng)采用差分的接收器。圖1.13是一個(gè)差分線的傳輸模型及真實(shí)的差分PCB走線。

采用差分傳輸方式后,由于差分線對中正負(fù)信號的走線是緊密耦合在一起的,所以外界噪聲對于兩根信號線的影響是一樣的。而在接收端,由于其接收器是把正負(fù)信號相減的結(jié)果作為邏輯判決的依據(jù),因此即使信號線上有嚴(yán)重的共模噪聲或者地電平的波動(dòng),對于的邏輯電平判決影響很小。相對于單端傳輸方式,差分傳輸方式的抗干擾、抗共模噪聲能力 提高。 數(shù)字信號處理系統(tǒng)的性能取決于3個(gè)因素:采樣頻率、架構(gòu)、字長。USB測試數(shù)字信號測試檢查

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反映的是一個(gè)5Gbps的信號經(jīng)過35英寸的FR-4板材傳輸后的眼圖,以及經(jīng)過CTLE均衡后對眼圖的改善。

FFE均衡的作用基本上類似于FIR(有限脈沖響應(yīng))濾波器,其方法是根據(jù)相鄰比特的電壓幅度的加權(quán)值進(jìn)行當(dāng)前比特幅度的修正,每個(gè)相鄰比特的加權(quán)系數(shù)直接和通道的沖激響應(yīng)有關(guān)。下面是一個(gè)三階FFE的數(shù)學(xué)描述:

e(t)=cor(t-(0Tp))+cir(t-(1Tp))+czr(t-(2Tp))

式中,e(t)為時(shí)間t時(shí)的電壓波形,是經(jīng)校正(或均衡)后的電壓波形;Tp為時(shí)間延遲(抽頭的時(shí)間延遲);r(t-nTp)為距離當(dāng)前時(shí)間n個(gè)抽頭延遲之前的波形,是未經(jīng)校正(或均衡)的波形;c,為校正系數(shù)(抽頭系數(shù))。 福建數(shù)字信號測試銷售廠數(shù)字信號處理系統(tǒng)經(jīng)歷了單片DSP處理器、多片DSP處理器并行工作的架構(gòu)模式。

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很多經(jīng)典的處理器采用了并行的總線架構(gòu)。比如大家熟知的51單片機(jī)就采用了8根并行數(shù)據(jù)線和16根地址線;CPU的鼻祖——Intel公司的8086微處理器——**初推出時(shí)具有16根并行數(shù)據(jù)線和16根地址線;

現(xiàn)在很多嵌入式系統(tǒng)中多使用的ARM處理器則大部分使用32根數(shù)據(jù)線以及若干根地址線。并行總線的比較大好處是總線的邏輯時(shí)序比較簡單,電路實(shí)現(xiàn)起來比較容易;但是缺點(diǎn)也是非常明顯的,比如并行總線的信號線數(shù)量非常多,會(huì)占用大量的引腳和布線空間,因此芯片和PCB的尺寸很難實(shí)現(xiàn)小型化,特別是如果要用電纜進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸時(shí),由于信號線的數(shù)量非常多,使得電纜變得非常昂貴和笨重。

采用前向時(shí)鐘的總線因?yàn)橛袑iT的時(shí)鐘通路,不需要再對數(shù)據(jù)進(jìn)行編解碼,所以總線效率一般都比較高。還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是線路噪聲和抖動(dòng)對于時(shí)鐘和數(shù)據(jù)線的影響基本是一樣的(因?yàn)樽呔€通常都在一起),所以對系統(tǒng)的影響可以消除到小。

嵌入式時(shí)鐘的電路對于線路上的高頻抖動(dòng)非常敏感,而采用前向時(shí)鐘的電路對高頻抖動(dòng)的敏感度就相對小得多。前向時(shí)鐘總線典型的數(shù)據(jù)速率在500Mbps~12Gbps.

在前向時(shí)鐘的拓?fù)淇偩€中,時(shí)鐘速率通常是數(shù)據(jù)速率的一半(也有采用1/4速率、1/10或其他速率的),數(shù)據(jù)在上下邊沿都采樣,也就是通常所說的DDR方式。使用DDR采樣的好處是時(shí)鐘線和數(shù)據(jù)線在設(shè)計(jì)上需要的帶寬是一樣的,任何設(shè)計(jì)上的局限性(比如傳輸線的衰減特性)對于時(shí)鐘和數(shù)據(jù)線的影響是一樣的。

前向時(shí)鐘在一些關(guān)注效率、實(shí)時(shí)性,同時(shí)需要高吞吐量的總線上應(yīng)用比較,比如DDR總線、GDDR總線、HDMI總線、Intel公司CPU互連的QPI/UPI總線等。 數(shù)字通信的帶寬表征為:bit的傳輸速率;

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通常情況下預(yù)加重技術(shù)使用在信號的發(fā)送端,通過預(yù)先對信號的高頻分量進(jìn)行增強(qiáng)來 補(bǔ)償傳輸通道的損耗。預(yù)加重技術(shù)由于實(shí)現(xiàn)起來相對簡單,所以在很多數(shù)據(jù)速率超過 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)字信號傳輸中,從而節(jié)約了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的成本。模擬信號和數(shù)字信號之間的區(qū)別嗎?西藏?cái)?shù)字信號測試商家

模擬信號和數(shù)字信號的相互轉(zhuǎn)換;USB測試數(shù)字信號測試檢查

什么是數(shù)字信號(DigitalSignal)

典型的數(shù)字設(shè)備是由很多電路組成來實(shí)現(xiàn)一定的功能的,系統(tǒng)中的各個(gè)部分主要通過數(shù)字信號的傳輸來進(jìn)行信息和數(shù)據(jù)的交互。

數(shù)字信號通過其0、1的邏輯狀態(tài)的變化來一定的含義,典型的數(shù)字信號用兩個(gè)不同的信號電平來分別邏輯0和邏輯1的狀態(tài)(有些更復(fù)雜的數(shù)字電路會(huì)采用多個(gè)信號電平實(shí)現(xiàn)更多信息的傳輸)。真實(shí)的世界中并不存在理想的邏輯0、1狀態(tài),所以真實(shí)情況下只是用一定的信號電平的電壓范圍來相應(yīng)的邏輯狀態(tài)。比如圖1.1中,當(dāng)信號的電壓低于判決閾值(中間的虛線部分)的下限時(shí)邏輯0狀態(tài),當(dāng)信號的電壓高于判決閾值的上限時(shí)邏輯1狀態(tài)。 USB測試數(shù)字信號測試檢查