要把并行的信號通過串行總線傳輸,一般需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行并/串轉(zhuǎn)換。為了進(jìn)一步減少傳輸線的數(shù)量和提高傳輸距離,很多高速數(shù)據(jù)總線采用嵌入式時鐘和8b/10b的數(shù)據(jù)編碼方式。8b/10b編碼由于直流平衡、支持AC耦合、可嵌入時鐘信息、抗共模干擾能力強(qiáng)、編解碼結(jié)構(gòu)相對簡單等優(yōu)點(diǎn),在很多高速的數(shù)字總線如FiberChannel、PCIe、SATA、USB3.0、DisplayPort、XAUI、RapidIO等接口上得到廣泛應(yīng)用。圖1.20是一路串行的2.5Gbps的8b/10b編碼后的數(shù)據(jù)流以及相應(yīng)的解碼結(jié)果,從中可以明顯看到解出的K28.5等控制碼以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。數(shù)字信號的時鐘分配(Clock Distribution);安徽數(shù)字信號測試
對于一個理想的方波信號,其上升沿是無限陡的,從頻域上看 它是由無限多的奇數(shù)次諧波構(gòu)成的,因此一個理想方波可以認(rèn)為是無限多奇次正弦諧波 的疊加。
但是對于真實(shí)的數(shù)字信號來說,其上升沿不是無限陡的,因此其高次諧波的能量會受到 限制。比如圖1.3是用同一個時鐘芯片分別產(chǎn)生的50MHz和250MHz的時鐘信號的頻 譜,我們可以看到雖然兩種情況下輸出時鐘頻率不一樣,但是信號的主要頻譜能量都集中在 5GHz以內(nèi),并不見得250MHz時鐘的頻譜分布就一定比50MHz時鐘的大5倍。 安徽數(shù)字信號測試數(shù)字信號幅度測試的定義;
這種并/串轉(zhuǎn)換方法由于不涉及信號的編解碼,結(jié)構(gòu)簡單,效率較高,但是需要收發(fā)端進(jìn)行精確的時鐘同步以控制信號的復(fù)用和解復(fù)用操作,因此需要專門的時鐘傳輸通道,而且串行信號上一旦出現(xiàn)比較大的抖動就會造成串/并轉(zhuǎn)換的錯誤。
因此,這種簡單的并/串轉(zhuǎn)換方式一般用于比較關(guān)注傳輸效率的芯片間的短距離互連或者一些光端機(jī)信號的傳輸中。另外,由于信號沒有經(jīng)過任何編碼,信號中可能會出現(xiàn)比較長的連續(xù)的0或者連續(xù)的1,因此信號必須采用直流耦合方式,收發(fā)端一旦存在比較大的共?;虻卦肼?,會嚴(yán)重影響信號質(zhì)量,因此這種并/串轉(zhuǎn)換方式用于電信號傳輸時或者傳輸速率不太高(通常<1Gbps),或者傳輸距離不太遠(yuǎn)(通常<50cm)的場合。
簡單的去加重實(shí)現(xiàn)方法是把輸出信號延時一個或多個比特后乘以一個加權(quán)系數(shù)并和 原信號相加。一個實(shí)現(xiàn)4階去加重的簡單原理圖。
去加重方法實(shí)際上壓縮了信號直流電平的幅度,去加重的比例越大,信號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-9.5dB。做完預(yù)加重或者去加重的信號,如果在信號的發(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)送端看到的一個帶-3.5dB預(yù)加重的10Gbps的信號眼圖,從中可以看到有明顯的“雙眼皮”現(xiàn)象。 幅度測量是數(shù)字信號常用的測量,也是很多其他參數(shù)側(cè)魯昂的基礎(chǔ)。
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,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。 數(shù)字信號的波形分析(Waveform Analysis);安徽數(shù)字信號測試
波形參數(shù)測試室數(shù)字信號測試常用的測量方法,隨著數(shù)字信號速率的提高,波形參數(shù)的測量方法越來越不適用了。安徽數(shù)字信號測試
數(shù)字信號的時域和頻域
數(shù)字信號的頻率分量可以通過從時域到頻域的轉(zhuǎn)換中得到。首先我們要知道時域是真實(shí)世界,頻域是更好的用于做信號分析的一種數(shù)學(xué)手段,時域的數(shù)字信號可以通過傅里葉變換轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€個頻率點(diǎn)的正弦波的。這些正弦波就是對應(yīng)的數(shù)字信號的頻率分量。假如定義理想方波的邊沿時間為0,占空比50%的周期信號,其在傅里葉變換后各頻率分量振幅。
可見對于理想方波,其振幅頻譜對應(yīng)的正弦波頻率是基頻的奇數(shù)倍頻(在50%的占空比下)。奇次諧波的幅度是按1"下降的(/是頻率),也就是-20dB/dec(-20分貝每十倍頻)。 安徽數(shù)字信號測試
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