偽隨機碼型(PRBS)
在進行數字接口的測試時,有時會用到一些特定的測試碼型。比如我們在進行信號質量測試時,如果被測件發送的只是一些規律跳變的碼型,可能不了真實通信時的惡劣情況,所以測試時我們會希望被測件發出的數據盡可能地隨機以惡劣的情況。同時,因為這種數據流很多時候只是為了測試使用的,用戶的被測件在正常工作時還是要根據特定的協議發送真實的數據流,因此產生這種隨機數據碼流的電路比較好盡可能簡單,不要額外占用太多的硬件資源。那么怎么用簡單的方法產生盡可能隨機一些的數據流輸出呢?首先,因為真正隨機的碼流是很難用簡單的電路實現的,所以我們只需要生成盡可能隨機的碼流就可以了,其中常用的一種數據碼流是PRBS(PseudoRandomBinarySequence,偽隨機碼)碼流。PRBS碼的產生非常簡單,圖1.21是PRBS7的產生原理,只需要用到7個移位寄存器和簡單的異或門就可以實現。 波形參數測試室數字信號測試常用的測量方法,隨著數字信號速率的提高,波形參數的測量方法越來越不適用了。河南數字信號測試聯系人
要想得到零邊沿時間的理想方波,理論上是需要無窮大頻率的頻率分量。如果比較高只考慮到某個頻率點處的頻率分量,則來出的時域波形邊沿時間會蛻化,會使得邊沿時間增大。例如,一個頻率為500MHz的理想方波,其5次諧波分量是2500M,如果把5次諧波以內所有分量成時域信號,貝U其邊沿時間大概是0.35/2500M=0.14ns,即140ps。
我們可以把數字信號假設為一個時間軸上無窮的梯形波的周期信號,它的傅里葉變換
對應于每個頻率點的正弦波的幅度,我們可以勾勒出虛線所示的頻譜包絡線, 可以看到它有兩個轉折頻率分別對應1/材和1/”(刁是半周期,。是邊沿時間)
從1/叫轉折頻率開始,頻譜的諧波分量是按I/?下降的,也就是-40dB/dec (-40分貝每 十倍頻,即每增大十倍頻率,諧波分量減小100倍)。可以看到相對于理想方波,從這個頻 率開始,信號的諧波分量大大減小。 新疆數字信號測試推薦貨源數字信號的建立/保持時間(Setup/Hold Time);
數字信號的時鐘分配(ClockDistribution)
前面講過,對于數字電路來說,目前絕大部分的場合都是采用同步邏輯電路,而同步邏輯電路中必不可少的就是時鐘。數字信號的可靠傳輸依賴于準確的時鐘采樣,一般情況下發送端和接收端都需要使用相同頻率的工作時鐘才可以保證數據不會丟失(有些特殊的應用中收發端可以采用大致相同頻率工作時鐘,但需要在數據格式或協議層面做些特殊處理)。為了把發送端的時鐘信息傳遞到接收端以進行正確的信號采樣,數字總線采用的時鐘分配方式大體上可以分為3類,即并行時鐘、嵌入式時鐘、前向時鐘,各有各的應用領域。
采用AC耦合方式的另一個好處是收發端在做互連時不用太考慮直流偏置點的互相影響, 互連變得非常簡單,對于熱插拔的支持能力也更好。
(3)有利于信號校驗。很多高速信號在進行傳輸時為了保證傳輸的可靠性,要對接收 到的信號進行檢查以確認收到的信號是否正確。在8b/10bit編碼表中,原始的8bit數據總 共有256個組合,即使考慮到每個Byte有正負兩個10bit編碼,也只需要用到512個10bit 的組合。而10bit的數據總共可以有1024個組合,因此有大約一半的10bit組合是無效的 數據,接收端一旦收到這樣的無效組合就可以判決數據無效。另外,前面介紹過數據在傳輸 過程中要保證直流平衡, 一旦接收端收到的數據中發現違反直流平衡的規則,也可以判決數 據無效。因此采用8b/10b編碼以后數據本身就可以提供一定的信號校驗功能。需要注意的是,這種校驗不是足夠可靠,因為理論上還是可能會有幾個bit在傳輸中發生了錯誤,但 是結果仍然符合8b/10b編碼規則和直流平衡原則。因此,很多使用8b/10b編碼的總線還 會在上層協議上再做相應的CRC校驗(循環冗余校驗)。 數字信號的時鐘分配(Clock Distribution);
采用串行總線以后,就單根線來說,由于上面要傳輸原來多根線傳輸的數據,所以其工作速率一般要比相應的并行總線高很多。比如以前計算機上的擴展槽上使用的PCI總線采用并行32位的數據線,每根數據線上的數據傳輸速率是33Mbps,演變到PCle(PCI-express)的串行版本后每根線上的數據速率至少是2.5Gbps(PCIel.0代標準),現在PCIe的數據速率已經達到了16Gbps(PCIe4.0代標準)或32Gbps(PCIe5.0代標準)。采用串行總線的另一個好處是在提高數據傳輸速率的同時節省了布線空間,芯片的功耗也降低了,所以在現代的電子設備中,當需要進行高速數據傳輸時,使用串行總線的越來越多。
數據速率提高以后,對于阻抗匹配、線路損耗和抖動的要求就更高,稍不注意就很容易產生信號質量的問題。圖1.10是一個典型的1Gbps的信號從發送端經過芯片封裝、PCB、連接器、背板傳輸到接收端的信號路徑,可以看到在發送端的接近理想的0、1跳變的數字信號到達接收端后由于高頻損耗、反射等的影響,信號波形已經變得非常惡劣,所以串行總線的設計對于數字電路工程師來說是一個很大的挑戰。 數字信號幅度測試的定義;安徽HDMI測試數字信號測試
數字信號處理技術經過幾十年的發展已經相當成熟,目前在很多領域都有著寬敞的應用。河南數字信號測試聯系人
(1)抖動的頻率范圍。抖動實際上是時間上的噪聲,其時間偏差的變化頻率可能比較 快也可能比較慢。通常把變化頻率超過10Hz以上的抖動成分稱為jitter,而變化頻率低于 10Hz的抖動成分稱為wander(漂移)。wander主要反映的是時鐘源隨著時間、溫度等的緩 慢變化,影響的是時鐘或定時信號的***精度。在通信或者信號傳輸中,由于收發雙方都會 采用一定的時鐘架構來進行時鐘的分配和同步,緩慢的時鐘漂移很容易被跟蹤上或補償掉, 因此wander對于數字電路傳輸的誤碼率影響不大,高速數字電路測量中關心的主要是高 頻的jitter。河南數字信號測試聯系人
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