新疆?dāng)?shù)字信號(hào)測(cè)試推薦貨源

來源: 發(fā)布時(shí)間:2024-04-16

數(shù)字信號(hào)的帶寬(Bandwidth)

在進(jìn)行數(shù)字信號(hào)的分析和測(cè)試時(shí),了解我們要分析的數(shù)字信號(hào)的帶寬是很重要的一點(diǎn),它決定了我們進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)PCB走線和傳輸介質(zhì)傳輸帶寬的要求,也決定了測(cè)試對(duì)儀表的要求。

數(shù)字信號(hào)的帶寬可以大概理解為數(shù)字信號(hào)的能量在頻域的一個(gè)分布范圍,由于數(shù)字信號(hào)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(gè)比較復(fù)雜的問題。

傳統(tǒng)上做數(shù)字電路設(shè)計(jì)的工程師習(xí)慣根據(jù)信號(hào)的5次諧波來估算帶寬,比如如果信號(hào)的數(shù)據(jù)速率是100Mbps,其快的0101的跳變波形相當(dāng)于50MHz的方波時(shí)鐘,這個(gè)方波時(shí)鐘的5次諧波成分是250MHz,因此信號(hào)的帶寬大概就在250MHz以內(nèi)。這種方法看起來很合理,因?yàn)?次諧波對(duì)于重建信號(hào)的基本波形形狀是非常重要的,但這種方法對(duì)于需要進(jìn)行精確波形參數(shù)測(cè)量的場(chǎng)合來說就不太準(zhǔn)確了。比如同樣是50MHz 的信號(hào),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。
數(shù)字信號(hào)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。新疆?dāng)?shù)字信號(hào)測(cè)試推薦貨源

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為了提高信號(hào)在高速率、長(zhǎng)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(hào)進(jìn)行信號(hào)傳輸。差分信號(hào)是用一對(duì)反相的差分線進(jìn)行信號(hào)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(duì)中正負(fù)信號(hào)的走線是緊密耦合在一起的,所以外界噪聲對(duì)于兩根信號(hào)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(hào)相減的結(jié)果作為邏輯判決的依據(jù),因此即使信號(hào)線上有嚴(yán)重的共模噪聲或者地電平的波動(dòng),對(duì)于的邏輯電平判決影響很小。相對(duì)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。 福建校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)測(cè)試抖動(dòng)是數(shù)字信號(hào),特別是高速數(shù)字信號(hào)重要的一個(gè)概念,越是高速的信號(hào),其比特周期越短對(duì)于抖動(dòng)要求就嚴(yán)格;

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  數(shù)字信號(hào)測(cè)試方法:

需要特別注意,當(dāng)數(shù)字信號(hào)的電壓介于判決閾值的上限和下限之間時(shí),其邏輯狀態(tài)是不 確定的狀態(tài)。所謂的“不確定”是指如果數(shù)字信號(hào)的電壓介于判決閾值的上限和下限之間, 接收端的判決電路有可能把這個(gè)狀態(tài)判決為邏輯0,也有可能判決為邏輯1。這種不確定是  我們不期望的,因此很多數(shù)字電路會(huì)盡量避免用這種不確定狀態(tài)進(jìn)行信號(hào)傳輸,比如會(huì)用一  個(gè)同步時(shí)鐘只在信號(hào)電平穩(wěn)定以后再進(jìn)行采樣。


數(shù)字信號(hào)的建立/保持時(shí)間(Setup/HoldTime)

不論數(shù)字信號(hào)的上升沿是陡還是緩,在信號(hào)跳變時(shí)總會(huì)有一段過渡時(shí)間處于邏輯判決閾值的上限和下限之間,從而造成邏輯的不確定狀態(tài)。更糟糕的是,通常的數(shù)字信號(hào)都不只一路,可能是多路信號(hào)一起傳輸來一些邏輯和功能狀態(tài)。這些多路信號(hào)之間由于電氣特性的不完全一致以及PCB走線路徑長(zhǎng)短的不同,在到達(dá)其接收端時(shí)會(huì)存在不同的時(shí)延,時(shí)延的不同會(huì)進(jìn)一步增加邏輯狀態(tài)的不確定性。

由于我們感興趣的邏輯狀態(tài)通常是信號(hào)電平穩(wěn)定以后的狀態(tài)而不是跳變時(shí)所的狀態(tài),所以現(xiàn)在大部分?jǐn)?shù)字電路采用同步電路,即系統(tǒng)中有一個(gè)統(tǒng)一的工作時(shí)鐘對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣。如圖1.5所示,雖然信號(hào)在跳變過程中可能會(huì)有不確定的邏輯狀態(tài),但是若我們只在時(shí)鐘CLK的上升沿對(duì)信號(hào)進(jìn)行判決采樣,則得到的就是穩(wěn)定的邏輯狀態(tài)。 什么是模擬信號(hào)?數(shù)字信號(hào)?

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預(yù)加重是一種在發(fā)送端事先對(duì)發(fā)送信號(hào)的高頻分量進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒?,這種方法的實(shí)現(xiàn)是通過增大信號(hào)跳變邊沿后個(gè)比特(跳變比特)的幅度(預(yù)加重)來完成的。比如對(duì)于一個(gè)00111的比特序列來說,做完預(yù)加重后序列里個(gè)1的幅度會(huì)比第二個(gè)和第三個(gè)1的幅度大。由于跳變比特了信號(hào)里的高頻分量,所以這種方法實(shí)際上提高了發(fā)送信號(hào)中高頻信號(hào)的能量。在實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí),有時(shí)并不是增加跳變比特的幅度,而是相應(yīng)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(shí)又叫去加重(De-emphasis)。圖1.26反映的是預(yù)加重后信號(hào)波形的變化。

對(duì)于預(yù)加重技術(shù)來說,其對(duì)信號(hào)改善的效果取決于其預(yù)加重的幅度的大小,預(yù)加重的幅度是指經(jīng)過預(yù)加重后跳變比特相對(duì)于非跳變比特幅度的變化。預(yù)加重幅度的計(jì)算公式如圖1.27所示。數(shù)字總線中經(jīng)常使用的預(yù)加重有3.5dB、6dB、9.5dB等。對(duì)于6dB的預(yù)加重來說,相當(dāng)于從發(fā)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。 數(shù)字信號(hào)的波形分析(Waveform Analysis);河北HDMI測(cè)試數(shù)字信號(hào)測(cè)試

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數(shù)據(jù)經(jīng)過8b/10b編碼后有以下優(yōu)點(diǎn):

(1)有足夠多的跳變沿,可以從數(shù)據(jù)中進(jìn)行時(shí)鐘恢復(fù)。正常傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中可能會(huì)有比較長(zhǎng)的連續(xù)的0或者連續(xù)的1,而進(jìn)行完8b/10b編碼后,其編碼規(guī)則保證了編碼后的數(shù)據(jù)流中不會(huì)出現(xiàn)超過5個(gè)連續(xù)的0或1,信號(hào)中會(huì)出現(xiàn)足夠多的跳變沿,因此可以采用嵌入式的時(shí)鐘方式,即接收端可以從數(shù)據(jù)流中通過PLL電路直接恢復(fù)時(shí)鐘,不需要專門的時(shí)鐘傳輸通道。

(2)直流平衡,可以采用AC耦合方式。經(jīng)過編碼后數(shù)據(jù)中不會(huì)出現(xiàn)連續(xù)的0或者1, 但還是有可能在某個(gè)時(shí)間段內(nèi)0或者1的數(shù)量偏多一些。從上面的編碼表中我們可以看 到,同一個(gè)Byte對(duì)應(yīng)有正、負(fù)兩組10bit的編碼, 一個(gè)編碼中1的數(shù)量多一些,另一個(gè)編碼中 0 的數(shù)量多一些。數(shù)據(jù)在對(duì)當(dāng)前的Byte進(jìn)行8b/10b編碼傳輸時(shí),會(huì)根據(jù)前面歷史傳輸?shù)?數(shù)據(jù)中正負(fù)bit的數(shù)量來選擇使用哪一組編碼,從而可以保證總線上正負(fù)bit的數(shù)量在任何 時(shí)刻基本都是平衡的,也就是直流點(diǎn)不會(huì)發(fā)生大的變化。直流點(diǎn)平衡以后,在信號(hào)傳輸?shù)穆?徑上我們就可以采用AC耦合方式(常用的方法是在發(fā)送端或接收端串接隔直電容),這  樣信號(hào)對(duì)于收發(fā)端的地電平變化和共模噪聲的抵抗能力進(jìn)一步增強(qiáng),可以傳輸更遠(yuǎn)的距離。 新疆?dāng)?shù)字信號(hào)測(cè)試推薦貨源