數字信號的預加重(Pre-emphasis) 如前所述，很多常用的電路板材料或者電纜在高頻時都會呈現出高損耗的特性。目前的高速串行總線速度不斷提升，使得流行的電路板材料達到極限從而對信號有較大的損耗，這可能導致接收端的信號極其惡劣以至于無法正確還原和解碼信號，從而出現傳輸誤碼。如果我們觀察高速的數字信號經過長的傳輸通道傳輸后到達接收端的眼圖，它可能是閉合的或者接近閉合的。因此工程師可以有兩種選擇：一種是在設計中使用較為昂貴的電路板材料；另一種是仍然沿用現有材料，但采用某種技術來補償傳輸通道的損耗影響?？紤]到在高速率的情況下低損耗的電路板材料和電纜的成本過高，我們通常會優(yōu)...

數字信號的時域和頻域 數字信號的頻率分量可以通過從時域到頻域的轉換中得到。首先我們要知道時域是真實世界，頻域是更好的用于做信號分析的一種數學手段，時域的數字信號可以通過傅里葉變換轉變?yōu)橐粋€個頻率點的正弦波的。這些正弦波就是對應的數字信號的頻率分量。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，其振幅頻譜對應的正弦波頻率是基頻的奇數倍頻(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)。 數字 信號處理系統(tǒng)的基本組成；遼寧數字信號測試 采用前向時鐘的總線...

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(fā)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。傳輸線對數字信號的影響；上海電氣性能測試數字信號測試 數字信號...

采用前向時鐘的總線因為有專門的時鐘通路，不需要再對數據進行編解碼，所以總線效率一般都比較高。還有一個優(yōu)點是線路噪聲和抖動對于時鐘和數據線的影響基本是一樣的(因為走線通常都在一起),所以對系統(tǒng)的影響可以消除到小。 嵌入式時鐘的電路對于線路上的高頻抖動非常敏感，而采用前向時鐘的電路對高頻抖動的敏感度就相對小得多。前向時鐘總線典型的數據速率在500Mbps～12Gbps. 在前向時鐘的拓撲總線中，時鐘速率通常是數據速率的一半(也有采用1/4速率、1/10或其他速率的),數據在上下邊沿都采樣，也就是通常所說的DDR方式。使用DDR采樣的好處是時鐘線和數據線在設計上需要的帶寬是一樣的，任...

為了提高信號在高速率、長距離情況下傳輸的可靠性，大部分高速的數字串行總線都會采用差分信號進行信號傳輸。差分信號是用一對反相的差分線進行信號傳輸，發(fā)送端采用差分的發(fā)送器，接收端相應采用差分的接收器。圖1.13是一個差分線的傳輸模型及真實的差分PCB走線。 采用差分傳輸方式后，由于差分線對中正負信號的走線是緊密耦合在一起的，所以外界噪聲對于兩根信號線的影響是一樣的。而在接收端，由于其接收器是把正負信號相減的結果作為邏輯判決的依據，因此即使信號線上有嚴重的共模噪聲或者地電平的波動，對于的邏輯電平判決影響很小。相對于單端傳輸方式，差分傳輸方式的抗干擾、抗共模噪聲能力 提高。 數字信號處理系統(tǒng)...

為了保證接收端在時鐘有效沿時采集到正確的數據，通常都有建立/保持時間的要求，以避免采到數據線上跳變時不穩(wěn)定的狀態(tài)，因此這種總線對于時鐘和數據線間走線長度的差異都有嚴格要求。這種并行總線在使用中比較大的挑戰(zhàn)是當總線時鐘速率超過幾百MHz后就很難再提高了，因為其很多根并行線很難滿圖1.15并行總線的時鐘傳輸足此時苛刻的走線等長的要求，特別是當總線上同時掛有多個設備時。為了解決并行總線工作時鐘頻率很難提高的問題，一些系統(tǒng)和芯片的設計廠商提出了嵌入式時鐘的概念。其思路首先是把原來很多根的并行線用一對或多對高速差分線來代替，節(jié)省了布線空間；然后把系統(tǒng)的時鐘信息通過數據編碼的方式嵌在數據流里，省去了專門的...

我們經常使用到的總線根據數據傳輸方式的不同，可以分為并行總線和串行總線。 并行總線是數字電路中早也是普遍采用的總線結構。在這種總線上，數據線、地址線、控制線等都是并行傳輸，比如要傳輸8位的數據寬度，就需要8根數據信號線同時傳輸；如果要傳輸32位的數據寬度，就需要32根數據信號線同時傳輸。除了數據線以外，如果要尋址比較大的地址空間，還需要很多根地址線的組合來不同的地址空間。圖1.7是一個典型的微處理器的并行總線的工作時序，其中包含了1根時鐘線、16根數據線、16根地址線以及一些讀寫控制信號。 模擬信號和數字信號的差異；西藏電氣性能測試數字信號測試 采用串行總線以后，就單根線來說，由于...

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(fā)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(fā)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(xié)議層面做些特殊處理)。為了把發(fā)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。 數字信號是由“0”和“1”。湖北信號完整性測試數字信號測試 ...

采用并行總線的另外一個問題在于總線的吞吐量很難持續(xù)提升。對于并行總線來說， 其總線吞吐量=數據線位數×數據速率。我們可以通過提升數據線的位數來提高總線吞吐 量，也可以通過提升數據速率來提高總線吞吐量。以個人計算機中曾經非常流行的PCI總 線為例，其**早推出時總線是32位的數據線，工作時鐘頻率是33MHz,其總線吞吐量= 32bit×33MHz;后來為了提升其總線吞吐量推出的PCI-X總線，把總線寬度擴展到64位， 工作時鐘頻率比較高提升到133MHz,其總線吞吐量=64bit×133MHz。是PCI插槽 和PCI-X插槽的一個對比，可以看到PCI-X由于使用了更多的數據線，其插槽...

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(huán)路濾波器(...

采用這種時鐘恢復方式后，由于CDR能跟蹤數據中的 一 部分低頻抖動，所以數據傳輸 中增加的低頻抖動對于接收端采樣影響不大，因此更適于長距離傳輸。(不過由于受到環(huán)路 濾波器帶寬的限制，數據線上的高頻抖動仍然會對接收端采樣產生比較大的影響。) 采用嵌入式時鐘的缺點在于電路的復雜度增加，而且由于數據編碼需要一些額外開銷，降低了總線效率。 隨著技術的發(fā)展，一些對總線效率要求更高的應用中開始采用另一種時鐘分配方式，即前向時鐘(ForwardClocking)。前向時鐘的實現得益于DLL(DelayLockedLoop)電路的成熟。DLL電路比較大的好處是可以很方便地用成熟的CMOS工藝大...

需要注意的是，采用8b/10b編碼方式也是有缺點的，比較大的缺點就是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的總線速率分別達到8Gbps、16Gbps和32Gbps,并通過效率更高的128b/130b的編碼結合擾碼的方法來實現直流平衡和嵌入式時鐘。另一個例子是FibreChannel總線，1xFC、2xFC、4xFC、8xFC的數據速率分別為1.0625Gbp...

數字信號的預加重(Pre-emphasis) 如前所述，很多常用的電路板材料或者電纜在高頻時都會呈現出高損耗的特性。目前的高速串行總線速度不斷提升，使得流行的電路板材料達到極限從而對信號有較大的損耗，這可能導致接收端的信號極其惡劣以至于無法正確還原和解碼信號，從而出現傳輸誤碼。如果我們觀察高速的數字信號經過長的傳輸通道傳輸后到達接收端的眼圖，它可能是閉合的或者接近閉合的。因此工程師可以有兩種選擇：一種是在設計中使用較為昂貴的電路板材料；另一種是仍然沿用現有材料，但采用某種技術來補償傳輸通道的損耗影響?？紤]到在高速率的情況下低損耗的電路板材料和電纜的成本過高，我們通常會優(yōu)...

時間偏差的衡量方法。由于信號邊沿的時間偏差可能是由于各種因素造成的，有隨機的噪聲，還有確定性的干擾。所以這個時間偏差通常不是一個恒定值，而是有一定的統(tǒng)計分布，在不同的應用場合這個測量的結果可能是用有效值(RMS)衡量，也可能是用峰-峰值(peak-peak)衡量，更復雜的場合還會對這個時間偏差的各個成分進行分解和估計。因此抖動的精確測量需要大量的樣本以及復雜的算法。對抖動進行衡量和測量時，需要特別注意的是，即使對于同一個信號，如果用不同的方法進行衡量，得到的抖動測量結果也可能不一樣，下面是幾種常用的抖動測量項目。數字信號處理中的基礎運算；廣西數字信號測試價格多少 采用前向時鐘的總線因為有專門...

數字信號并行總線與串行總線(Parallel and Serial Bus) 雖然隨著技術的發(fā)展，現代的數字芯片已經集成了越來越多的功能，但是對于稍微復雜 一點的系統(tǒng)來說，很多時候單獨一個芯片很難完成所有的工作，這就需要和其他芯片配合起 來工作。比如現在的CPU的處理能力越來越強，很多CPU內部甚至集成了顯示處理的功 能，但是仍然需要配合外部的內存芯片來存儲臨時的數據，需要配合橋接芯片擴展硬盤、 USB等接口；現代的FPGA內部也可以集成CPU、DSP、RAM、高速收發(fā)器等，但有些 場合可能還需要配合用的DSP來進一步提高浮點處理效率，配合額外的內存芯片來擴展 存儲空間，...

由于真正的預加重電路在實現時需要有相應的放大電路來增加跳變比特的幅度，電路 比較復雜而且增加系統(tǒng)功耗，所以在實際應用時更多采用去加重的方式。去加重技術不是 增大跳變比特的幅度，而是減小非跳變比特的幅度，從而得到和預加重類似的信號波形。 圖 1.29是對一個10Gbps的信號進行-3.5dB的去加重后對頻譜的影響?？梢钥吹剑ゼ? 重主要是通過壓縮信號的直流和低頻分量(長0 或者長 1 的比特流),從而改善其在傳輸過 程中可 能造成的對短0或者短1 比特的影響。數字信號的建立/保持時間（Setup/Hold Time）;吉林數字信號測試維修價格需要注意的是，采用8b/10b編碼方式也是有...

反映的是一個5Gbps的信號經過35英寸的FR-4板材傳輸后的眼圖，以及經過CTLE均衡后對眼圖的改善。 FFE均衡的作用基本上類似于FIR(有限脈沖響應)濾波器，其方法是根據相鄰比特的電壓幅度的加權值進行當前比特幅度的修正，每個相鄰比特的加權系數直接和通道的沖激響應有關。下面是一個三階FFE的數學描述： e(t)=cor(t-(0Tp))+cir(t-(1Tp))+czr(t-(2Tp)) 式中，e(t)為時間t時的電壓波形，是經校正(或均衡)后的電壓波形；Tp為時間延遲(抽頭的時間延遲);r(t-nTp)為距離當前時間n個抽頭延遲之前的波形，是未經校正(或均衡)的波形...

由于真正的預加重電路在實現時需要有相應的放大電路來增加跳變比特的幅度，電路 比較復雜而且增加系統(tǒng)功耗，所以在實際應用時更多采用去加重的方式。去加重技術不是 增大跳變比特的幅度，而是減小非跳變比特的幅度，從而得到和預加重類似的信號波形。 圖 1.29是對一個10Gbps的信號進行-3.5dB的去加重后對頻譜的影響。可以看到，去加 重主要是通過壓縮信號的直流和低頻分量(長0 或者長 1 的比特流),從而改善其在傳輸過 程中可 能造成的對短0或者短1 比特的影響。數字信號處理系統(tǒng)設計流程；天津數字信號測試需要注意的是，采用8b/10b編碼方式也是有缺點的，比較大的缺點就是8bit到10bi...

什么是數字信號(DigitalSignal) 典型的數字設備是由很多電路組成來實現一定的功能的，系統(tǒng)中的各個部分主要通過數字信號的傳輸來進行信息和數據的交互。 數字信號通過其0、1的邏輯狀態(tài)的變化來一定的含義，典型的數字信號用兩個不同的信號電平來分別邏輯0和邏輯1的狀態(tài)(有些更復雜的數字電路會采用多個信號電平實現更多信息的傳輸)。真實的世界中并不存在理想的邏輯0、1狀態(tài)，所以真實情況下只是用一定的信號電平的電壓范圍來相應的邏輯狀態(tài)。比如圖1.1中，當信號的電壓低于判決閾值(中間的虛線部分)的下限時邏輯0狀態(tài)，當信號的電壓高于判決閾值的上限時邏輯1狀態(tài)。 數字信號的預加重（Pr...

這種并/串轉換方法由于不涉及信號的編解碼，結構簡單，效率較高，但是需要收發(fā)端進行精確的時鐘同步以控制信號的復用和解復用操作，因此需要專門的時鐘傳輸通道，而且串行信號上一旦出現比較大的抖動就會造成串/并轉換的錯誤。 因此，這種簡單的并/串轉換方式一般用于比較關注傳輸效率的芯片間的短距離互連或者一些光端機信號的傳輸中。另外，由于信號沒有經過任何編碼，信號中可能會出現比較長的連續(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模或地噪聲，會嚴重影響信號質量，因此這種并/串轉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(通常<50c...

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(tǒng)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...

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(tǒng)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...

數字信號的抖動(Jitter) 抖動的概念 抖動(Jitter)是數字信號，尤其是高速數字信號的一個非常關鍵的概念。如圖1.40所 示，抖動反映的是數字信號偏離其理想位置的時間偏差。 高頻數字信號的比特周期都非常短，一般為幾百ps甚至幾十ps,很小的抖動都會造成信號采樣位置的變化從而造成數據誤判，所以高頻數字信號對于抖動都有嚴格的要求。抖動這個概念說起來簡單，但實際上仔細研究起來是非常復雜的，關于其概念的理解有以下幾個需要注意的方面： 數字通信的帶寬表征為：bit的傳輸速率；中國香港自動化數字信號測試 什么是數字信號(DigitalSignal) 典型的數...

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...

通常情況下預加重技術使用在信號的發(fā)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(fā)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...

數字信號的預加重(Pre-emphasis) 如前所述，很多常用的電路板材料或者電纜在高頻時都會呈現出高損耗的特性。目前的高速串行總線速度不斷提升，使得流行的電路板材料達到極限從而對信號有較大的損耗，這可能導致接收端的信號極其惡劣以至于無法正確還原和解碼信號，從而出現傳輸誤碼。如果我們觀察高速的數字信號經過長的傳輸通道傳輸后到達接收端的眼圖，它可能是閉合的或者接近閉合的。因此工程師可以有兩種選擇：一種是在設計中使用較為昂貴的電路板材料；另一種是仍然沿用現有材料，但采用某種技術來補償傳輸通道的損耗影響?？紤]到在高速率的情況下低損耗的電路板材料和電纜的成本過高，我們通常會優(yōu)...

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(tǒng)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...

要把并行的信號通過串行總線傳輸，一般需要對數據進行并/串轉換。為了進一步減少傳輸線的數量和提高傳輸距離，很多高速數據總線采用嵌入式時鐘和8b/10b的數據編碼方式。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、編解碼結構相對簡單等優(yōu)點，在很多高速的數字總線如FiberChannel、PCIe、SATA、USB3.0、DisplayPort、XAUI、RapidIO等接口上得到廣泛應用。圖1.20是一路串行的2.5Gbps的8b/10b編碼后的數據流以及相應的解碼結果，從中可以明顯看到解出的K28.5等控制碼以及相應的數據信息。數字信號的時鐘分配（Clock Di...

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...

數字信號并行總線與串行總線(Parallel and Serial Bus) 雖然隨著技術的發(fā)展，現代的數字芯片已經集成了越來越多的功能，但是對于稍微復雜 一點的系統(tǒng)來說，很多時候單獨一個芯片很難完成所有的工作，這就需要和其他芯片配合起 來工作。比如現在的CPU的處理能力越來越強，很多CPU內部甚至集成了顯示處理的功 能，但是仍然需要配合外部的內存芯片來存儲臨時的數據，需要配合橋接芯片擴展硬盤、 USB等接口；現代的FPGA內部也可以集成CPU、DSP、RAM、高速收發(fā)器等，但有些 場合可能還需要配合用的DSP來進一步提高浮點處理效率，配合額外的內存芯片來擴展 存儲空間，...