通常情況下預加重技術使用在信號的發送端,通過預先對信號的高頻分量進行增強來 補償傳輸通道的損耗。預加重技術由于實現起來相對簡單,所以在很多數據速率超過 1Gbps 的總線中使用,比如PCle,SATA 、USB3 .0 、Displayport等總線中都有使用。當 信號速率進一步提高以后,傳輸通道的高頻損耗更加嚴重,靠發送端的預加重已經不太 夠用,所以很多高速總線除了對預加重的階數進一步提高以外,還會在接收端采用復雜的均 衡技術,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。采用了這些技術后,FR-4等傳統廉價的電路板材料也可以應用 于高速的數字信號傳輸中,從而節約了系統實現的成本。真實的數字信號頻譜;黑龍江數字信號測試保養
預加重是一種在發送端事先對發送信號的高頻分量進行補償的方法,這種方法的實現是通過增大信號跳變邊沿后個比特(跳變比特)的幅度(預加重)來完成的。比如對于一個00111的比特序列來說,做完預加重后序列里個1的幅度會比第二個和第三個1的幅度大。由于跳變比特了信號里的高頻分量,所以這種方法實際上提高了發送信號中高頻信號的能量。在實際實現時,有時并不是增加跳變比特的幅度,而是相應減小非跳變比特的幅度,減小非跳變比特幅度的這種方法有時又叫去加重(De-emphasis)。圖1.26反映的是預加重后信號波形的變化。
對于預加重技術來說,其對信號改善的效果取決于其預加重的幅度的大小,預加重的幅度是指經過預加重后跳變比特相對于非跳變比特幅度的變化。預加重幅度的計算公式如圖1.27所示。數字總線中經常使用的預加重有3.5dB、6dB、9.5dB等。對于6dB的預加重來說,相當于從發送端看,跳變比特的電壓幅度是非跳變比特電壓幅度的2倍。 校準數字信號測試銷售數字信號是由“0”和“1”。
數字信號的帶寬(Bandwidth)
在進行數字信號的分析和測試時,了解我們要分析的數字信號的帶寬是很重要的一點,它決定了我們進行電路設計時對PCB走線和傳輸介質傳輸帶寬的要求,也決定了測試對儀表的要求。
數字信號的帶寬可以大概理解為數字信號的能量在頻域的一個分布范圍,由于數字信號不是正弦波,有很多高次諧波成分,所以其在頻域的能量分布是一個比較復雜的問題。
傳統上做數字電路設計的工程師習慣根據信號的5次諧波來估算帶寬,比如如果信號的數據速率是100Mbps,其快的0101的跳變波形相當于50MHz的方波時鐘,這個方波時鐘的5次諧波成分是250MHz,因此信號的帶寬大概就在250MHz以內。這種方法看起來很合理,因為5次諧波對于重建信號的基本波形形狀是非常重要的,但這種方法對于需要進行精確波形參數測量的場合來說就不太準確了。比如同樣是50MHz 的信號,如果上升沿很陡接近理想方波,其高次諧波能量就比較大;而如果上升沿很緩接近 正弦波,其高次諧波能量就很小。
很多經典的處理器采用了并行的總線架構。比如大家熟知的51單片機就采用了8根并行數據線和16根地址線;CPU的鼻祖——Intel公司的8086微處理器——**初推出時具有16根并行數據線和16根地址線;
現在很多嵌入式系統中多使用的ARM處理器則大部分使用32根數據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序比較簡單,電路實現起來比較容易;但是缺點也是非常明顯的,比如并行總線的信號線數量非常多,會占用大量的引腳和布線空間,因此芯片和PCB的尺寸很難實現小型化,特別是如果要用電纜進行遠距離傳輸時,由于信號線的數量非常多,使得電纜變得非常昂貴和笨重。 數字信號處理系統設計流程;
對于并行總線來說,更致命的是這種總線上通常掛有多個設備,且讀寫共用,各種信號分叉造成的反射問題使得信號質量進一步惡化。
為了解決并行總線占用尺寸過大且對布線等長要求過于苛刻的問題,隨著芯片技術的發展和速度的提升,越來越多的數字接口開始采用串行總線。所謂串行總線,就是并行的數據在總線上不再是并行地傳輸,而是時分復用在一根或幾根線上傳輸。比如在并行總線上 傳輸1Byte的數據寬度需要8根線,而如果把這8根線上的信號時分復用在一根線上就可 以減少需要的走線數量,同時也不需要再考慮8根線之間的等長關系。 數字 信號處理系統的基本組成;校準數字信號測試銷售
模擬信號和數字信號的相互轉換;黑龍江數字信號測試保養
這種方法由于不需要單獨的時鐘走線,各對差分線可以采用各自的CDR電路,所以對各對線的等長要求不太嚴格(即使要求嚴格也很容易實現,因為走線數量減少,而且信號都是點對點傳輸)。為了把時鐘信息嵌在數據流里,需要對數據進行編碼,比較常用的編碼方式有ANSI的8b/10b編碼、64b/66b編碼、曼徹斯特編碼、特殊的數據編碼以及對數據進行加擾等。
嵌入式時鐘結構的關鍵在于CDR電路,CDR的工作原理如圖1.17所示。CDR通常用一個PLL電路實現,可以從數據中提取時鐘。PLL電路通過鑒相器(PhaseDetector)比較輸入信號和本地VCO(壓控振蕩器)間的相差,并把相差信息通過環路濾波器(Filter)濾波后轉換成低頻的對VCO的控制電壓信號,通過不斷的比較和調整終實現本地VCO對輸入信號的時鐘鎖定。 黑龍江數字信號測試保養
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