河北通信數(shù)字信號測試

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。數(shù)字設(shè)備是由很多電路組成來實(shí)現(xiàn)一定的功能，系統(tǒng)中的各個部分通過數(shù)字信號的傳輸來進(jìn)行信息和數(shù)據(jù)的交互。河北通信數(shù)字信號測試

數(shù)字信號的上升時間(Rising Time)

任何一個真實(shí)的數(shù)字信號在由一個邏輯電平狀態(tài)跳轉(zhuǎn)到另一個邏輯電平狀態(tài)時,其中間的過渡時間都不會是無限短的。信號電平跳變的過渡時間越短，說明信號邊沿越陡。我們通常使用上升時間(RisingTime)這個參數(shù)來衡量信號邊沿的陡緩程度，通常上升時間是指數(shù)字信號由幅度的10%增加到幅度的90%所花的時間(也有些場合會使用20%～80%的上升時間或其他標(biāo)準(zhǔn))。上升時間越短，說明信號越陡峭。大部分?jǐn)?shù)字信號的下降時間(信號從幅度的90%下降到幅度的10%所花的時間)和上升時間差不多(也有例外)。圖1.2比較了兩種不同上升時間的數(shù)字信號。上升時間可以客觀反映信號邊沿的陡緩程度，而且由于計(jì)算和測量簡單，所以得到的應(yīng)用。對有些非常高速的串行數(shù)字信號，如PCIe、USB3.0、100G以太網(wǎng)等信號，由于信號速率很高，傳輸線對信號的損耗很大，信號波形中很難找到穩(wěn)定的幅度10%和90%的位置，所以有時也會用幅度20%～80%的上升時間來衡量信號的陡緩程度。通常速率越高的信號其上升時間也會更陡一些(但不一定速率低的信號上升時間一定就緩),上升時間是數(shù)字信號分析中的一個非常重要的概念，后面我們會反復(fù)提及和用到這個概念。 廣東PCI-E測試數(shù)字信號測試傳輸線對數(shù)字信號的影響；

需要注意的是，采用8b/10b編碼方式也是有缺點(diǎn)的，比較大的缺點(diǎn)就是8bit到10bit的編碼會造成額外的20%的編碼開銷，所以很多10Gbps左右或更高速率的總線不再使用8b/10b編碼方式。比如PCIe1.0和PCIe2.0的總線速率分別為2.5Gbps和5Gbps,都是采用8b/10b編碼，而PCle3.0、PCle4.0、PCle5.0的總線速率分別達(dá)到8Gbps、16Gbps和32Gbps,并通過效率更高的128b/130b的編碼結(jié)合擾碼的方法來實(shí)現(xiàn)直流平衡和嵌入式時鐘。另一個例子是FibreChannel總線，1xFC、2xFC、4xFC、8xFC的數(shù)據(jù)速率分別為1.0625Gbps、2 . 125Gbps,4 . 25Gbps 、8 . 5Gbps,都是采用8b/10b編碼，而16xFC 、32xFC 的數(shù)據(jù)速率分別  為14.025Gbps和28.05Gbps,采用的是效率更高的64b/66b編碼方式。64b/66b編碼在 10G和100G以太網(wǎng)中也有廣泛應(yīng)用。

簡單的預(yù)加重對信號的頻譜改善并不是完美的，比如其頻率響應(yīng)曲線并不一定與實(shí)際 的傳輸通道的損耗曲線相匹配，所以高速率總線會采用階數(shù)更高、更復(fù)雜的預(yù)加重技術(shù)。 圖1.28所示是一個3階的預(yù)加重，其除了對跳變沿后面的第1個比特進(jìn)行預(yù)加重處理外，跳變沿 之后的第2個比特的幅度也有變化。跳變沿后第1個比特的幅度變化有時也叫Post Cursorl,

跳變沿后的第2個比特的幅度變化有時也叫Post Cursor2。有些總線如PCIe3.0,會對跳變 沿前面的1個比特的幅度也進(jìn)行調(diào)整，叫作Pre Cursor1,有時也稱為PreShoot。 數(shù)字信號可通過分時將大量信號合成為一個信號（稱復(fù)用信號），通過某個處理器處理后，再將信號解復(fù)用；

數(shù)字信號的均衡(Equalization)

前面介紹了預(yù)加重或者去加重技術(shù)對于克服傳輸通道損耗、改善高速數(shù)字信號接收端信號質(zhì)量的作用，但是當(dāng)信號速率進(jìn)一步提高或者傳輸距離更長時，**在發(fā)送端已不能充分補(bǔ)償傳輸通道帶來的損耗，這時就需要在接收端同時使用均衡技術(shù)來進(jìn)一步改善信號質(zhì)量。所謂均衡，是在數(shù)字信號的接收端進(jìn)行的一種補(bǔ)償高頻損耗的技術(shù)。常見的信號均衡技術(shù)有3種：CTLE(ContinuousTimeLinearEqualization)、FFE(FeedForwardEqualization)和DFE(DecisionFeedbackEqualization).CTLE是在接收端提供一個高通濾波器，這個高通濾波器可以對信號中的主要高頻分量進(jìn)行放大，這一點(diǎn)和發(fā)送端的預(yù)加重技術(shù)帶來的效果是類似的。有些速率比較高的總線，為了適應(yīng)不同鏈路長度損耗的影響，還支持多擋不同增益的CTLE均衡器。圖1.35是PCle5.0總線在接收端使用的CTLE均衡器的頻響曲線的例子。 抖動是數(shù)字信號，特別是高速數(shù)字信號重要的一個概念，越是高速的信號，其比特周期越短對于抖動要求就嚴(yán)格；測量數(shù)字信號測試銷售

數(shù)字信號是離散的。它的幅度被限制在一個確定的值。河北通信數(shù)字信號測試

時域數(shù)字信號轉(zhuǎn)換得到的頻域信號如果起來，則可以復(fù)現(xiàn)原來的時域信號。

描繪了直流頻率分量加上基頻頻率分量與直流頻域分量加上基頻和3倍頻頻率分量，以及5倍頻率分量成的時域信號之間的差別，我們可以看到不同頻域分量的所造成的時域信號邊沿的差別。頻域里包含的頻域分量越多，這些頻域分量成的時域信號越接近 真實(shí)的數(shù)字信號，高頻諧波分量主要影響信號邊沿時間，低頻的分量影響幅度。當(dāng)然，如果 時域數(shù)字信號轉(zhuǎn)變岀的一個個頻率點(diǎn)的正弦波都疊加起來，則可以完全復(fù)現(xiàn)原來的時域 數(shù)字信號。其中復(fù)原信號的不連續(xù)點(diǎn)的震蕩被稱為吉布斯震蕩現(xiàn)象。 河北通信數(shù)字信號測試

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