偽隨機(jī)碼型(PRBS) 在進(jìn)行數(shù)字接口的測(cè)試時(shí)，有時(shí)會(huì)用到一些特定的測(cè)試碼型。比如我們?cè)谶M(jìn)行信號(hào)質(zhì)量測(cè)試時(shí)，如果被測(cè)件發(fā)送的只是一些規(guī)律跳變的碼型，可能不了真實(shí)通信時(shí)的惡劣情況，所以測(cè)試時(shí)我們會(huì)希望被測(cè)件發(fā)出的數(shù)據(jù)盡可能地隨機(jī)以惡劣的情況。同時(shí)，因?yàn)檫@種數(shù)據(jù)流很多時(shí)候只是為了測(cè)試使用的，用戶的被測(cè)件在正常工作時(shí)還是要根據(jù)特定的協(xié)議發(fā)送真實(shí)的數(shù)據(jù)流，因此產(chǎn)生這種隨機(jī)數(shù)據(jù)碼流的電路比較好盡可能簡(jiǎn)單，不要額外占用太多的硬件資源。那么怎么用簡(jiǎn)單的方法產(chǎn)生盡可能隨機(jī)一些的數(shù)據(jù)流輸出呢?首先，因?yàn)檎嬲S機(jī)的碼流是很難用簡(jiǎn)單的電路實(shí)現(xiàn)的，所以我們只需要生成盡可能隨機(jī)的碼流就可以了，其中常用的一種...

通常情況下預(yù)加重技術(shù)使用在信號(hào)的發(fā)送端，通過(guò)預(yù)先對(duì)信號(hào)的高頻分量進(jìn)行增強(qiáng)來(lái) 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(lái)相對(duì)簡(jiǎn)單，所以在很多數(shù)據(jù)速率超過(guò) 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(hào)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(duì)預(yù)加重的階數(shù)進(jìn)一步提高以外，還會(huì)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)...

由于真正的預(yù)加重電路在實(shí)現(xiàn)時(shí)需要有相應(yīng)的放大電路來(lái)增加跳變比特的幅度，電路 比較復(fù)雜而且增加系統(tǒng)功耗，所以在實(shí)際應(yīng)用時(shí)更多采用去加重的方式。去加重技術(shù)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(yù)加重類(lèi)似的信號(hào)波形。 圖 1.29是對(duì)一個(gè)10Gbps的信號(hào)進(jìn)行-3.5dB的去加重后對(duì)頻譜的影響?？梢钥吹?，去加 重主要是通過(guò)壓縮信號(hào)的直流和低頻分量(長(zhǎng)0 或者長(zhǎng) 1 的比特流),從而改善其在傳輸過(guò) 程中可 能造成的對(duì)短0或者短1 比特的影響。示波器進(jìn)行數(shù)字信號(hào)的幅度測(cè)試；山西數(shù)字信號(hào)測(cè)試市場(chǎng)價(jià)價(jià)格走勢(shì)抖動(dòng)的頻率范圍。抖動(dòng)實(shí)際上是時(shí)間上的噪聲，其時(shí)間偏差的變化頻率可能比...

數(shù)字信號(hào)基礎(chǔ)單端信號(hào)與差分信號(hào)(Single-end and Differential Signals) 數(shù)字總線大部分使用單端信號(hào)做信號(hào)傳輸，如TTL/CMOS信號(hào)都是單端信號(hào)。所謂單端信號(hào)，是指用一根信號(hào)線的高低電平的變化來(lái)進(jìn)行0、1信息的傳輸，這個(gè)電平的高低變化是相對(duì)于其公共的參考地平面的。單端信號(hào)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以用簡(jiǎn)單的晶體管電路實(shí)現(xiàn)，而且集成度高、功耗低，因此在數(shù)字電路中得到的應(yīng)用。是一個(gè)單端信號(hào)的傳輸模型。 當(dāng)信號(hào)傳輸速率更高時(shí)，為了減小信號(hào)的跳變時(shí)間和功耗，信號(hào)的幅度一般都會(huì)相應(yīng)減小。比如以前大量使用的5V的TTL信號(hào)現(xiàn)在使用越來(lái)越少，更多使用的是3.3V/...

簡(jiǎn)單的預(yù)加重對(duì)信號(hào)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(huì)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(gè)3階的預(yù)加重，其除了對(duì)跳變沿后面的第1個(gè)比特進(jìn)行預(yù)加重處理外，跳變沿 之后的第2個(gè)比特的幅度也有變化。跳變沿后第1個(gè)比特的幅度變化有時(shí)也叫Post Cursorl, 跳變沿后的第2個(gè)比特的幅度變化有時(shí)也叫Post Cursor2。有些總線如PCIe3.0,會(huì)對(duì)跳變 沿前面的1個(gè)比特的幅度也進(jìn)行調(diào)整，叫作Pre Cursor1,有時(shí)也稱(chēng)為PreShoot。 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...

數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)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(guò)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(guò)PLL電路直接恢復(fù)時(shí)鐘，不需要專(zhuān)門(mén)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(guò)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...

數(shù)字信號(hào)并行總線與串行總線(Parallel and Serial Bus) 雖然隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代的數(shù)字芯片已經(jīng)集成了越來(lái)越多的功能，但是對(duì)于稍微復(fù)雜 一點(diǎn)的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，很多時(shí)候單獨(dú)一個(gè)芯片很難完成所有的工作，這就需要和其他芯片配合起 來(lái)工作。比如現(xiàn)在的CPU的處理能力越來(lái)越強(qiáng)，很多CPU內(nèi)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(nèi)存芯片來(lái)存儲(chǔ)臨時(shí)的數(shù)據(jù)，需要配合橋接芯片擴(kuò)展硬盤(pán)、 USB等接口；現(xiàn)代的FPGA內(nèi)部也可以集成CPU、DSP、RAM、高速收發(fā)器等，但有些 場(chǎng)合可能還需要配合用的DSP來(lái)進(jìn)一步提高浮點(diǎn)處理效率，配合額外的內(nèi)存芯片來(lái)擴(kuò)展 存儲(chǔ)空間，...

采用AC耦合方式的另一個(gè)好處是收發(fā)端在做互連時(shí)不用太考慮直流偏置點(diǎn)的互相影響， 互連變得非常簡(jiǎn)單，對(duì)于熱插拔的支持能力也更好。 (3)有利于信號(hào)校驗(yàn)。很多高速信號(hào)在進(jìn)行傳輸時(shí)為了保證傳輸?shù)目煽啃?，要?duì)接收 到的信號(hào)進(jìn)行檢查以確認(rèn)收到的信號(hào)是否正確。在8b/10bit編碼表中，原始的8bit數(shù)據(jù)總 共有256個(gè)組合，即使考慮到每個(gè)Byte有正負(fù)兩個(gè)10bit編碼，也只需要用到512個(gè)10bit 的組合。而10bit的數(shù)據(jù)總共可以有1024個(gè)組合，因此有大約一半的10bit組合是無(wú)效的 數(shù)據(jù)，接收端一旦收到這樣的無(wú)效組合就可以判決數(shù)據(jù)無(wú)效。另外，前面介紹過(guò)數(shù)據(jù)在傳輸 過(guò)程中要保證直流平...

數(shù)字信號(hào)的上升時(shí)間(Rising Time) 任何一個(gè)真實(shí)的數(shù)字信號(hào)在由一個(gè)邏輯電平狀態(tài)跳轉(zhuǎn)到另一個(gè)邏輯電平狀態(tài)時(shí),其中間的過(guò)渡時(shí)間都不會(huì)是無(wú)限短的。信號(hào)電平跳變的過(guò)渡時(shí)間越短，說(shuō)明信號(hào)邊沿越陡。我們通常使用上升時(shí)間(RisingTime)這個(gè)參數(shù)來(lái)衡量信號(hào)邊沿的陡緩程度，通常上升時(shí)間是指數(shù)字信號(hào)由幅度的10%增加到幅度的90%所花的時(shí)間(也有些場(chǎng)合會(huì)使用20%～80%的上升時(shí)間或其他標(biāo)準(zhǔn))。上升時(shí)間越短，說(shuō)明信號(hào)越陡峭。大部分?jǐn)?shù)字信號(hào)的下降時(shí)間(信號(hào)從幅度的90%下降到幅度的10%所花的時(shí)間)和上升時(shí)間差不多(也有例外)。圖1.2比較了兩種不同上升時(shí)間的數(shù)字信號(hào)。上升時(shí)間可以客觀...

通常情況下預(yù)加重技術(shù)使用在信號(hào)的發(fā)送端，通過(guò)預(yù)先對(duì)信號(hào)的高頻分量進(jìn)行增強(qiáng)來(lái) 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(lái)相對(duì)簡(jiǎn)單，所以在很多數(shù)據(jù)速率超過(guò) 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(hào)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(duì)預(yù)加重的階數(shù)進(jìn)一步提高以外，還會(huì)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)...

由于真正的預(yù)加重電路在實(shí)現(xiàn)時(shí)需要有相應(yīng)的放大電路來(lái)增加跳變比特的幅度，電路 比較復(fù)雜而且增加系統(tǒng)功耗，所以在實(shí)際應(yīng)用時(shí)更多采用去加重的方式。去加重技術(shù)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(yù)加重類(lèi)似的信號(hào)波形。 圖 1.29是對(duì)一個(gè)10Gbps的信號(hào)進(jìn)行-3.5dB的去加重后對(duì)頻譜的影響?？梢钥吹?，去加 重主要是通過(guò)壓縮信號(hào)的直流和低頻分量(長(zhǎng)0 或者長(zhǎng) 1 的比特流),從而改善其在傳輸過(guò) 程中可 能造成的對(duì)短0或者短1 比特的影響。波形參數(shù)測(cè)試室數(shù)字信號(hào)測(cè)試常用的測(cè)量方法，隨著數(shù)字信號(hào)速率的提高，波形參數(shù)的測(cè)量方法越來(lái)越不適用了。解決方案數(shù)字信號(hào)測(cè)試聯(lián)系人 ...

數(shù)字信號(hào)的時(shí)域和頻域 數(shù)字信號(hào)的頻率分量可以通過(guò)從時(shí)域到頻域的轉(zhuǎn)換中得到。首先我們要知道時(shí)域是真實(shí)世界，頻域是更好的用于做信號(hào)分析的一種數(shù)學(xué)手段，時(shí)域的數(shù)字信號(hào)可以通過(guò)傅里葉變換轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)個(gè)頻率點(diǎn)的正弦波的。這些正弦波就是對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)的頻率分量。假如定義理想方波的邊沿時(shí)間為0,占空比50%的周期信號(hào)，其在傅里葉變換后各頻率分量振幅。 可見(jiàn)對(duì)于理想方波，其振幅頻譜對(duì)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)。 數(shù)字此案好的上升時(shí)間（Rising Time）;中國(guó)香港信息化數(shù)字信...

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。 數(shù)字信號(hào)是離散的...

對(duì)于一個(gè)理想的方波信號(hào)，其上升沿是無(wú)限陡的，從頻域上看 它是由無(wú)限多的奇數(shù)次諧波構(gòu)成的，因此一個(gè)理想方波可以認(rèn)為是無(wú)限多奇次正弦諧波 的疊加。 但是對(duì)于真實(shí)的數(shù)字信號(hào)來(lái)說(shuō)，其上升沿不是無(wú)限陡的，因此其高次諧波的能量會(huì)受到 限制。比如圖1.3是用同一個(gè)時(shí)鐘芯片分別產(chǎn)生的50MHz和250MHz的時(shí)鐘信號(hào)的頻 譜，我們可以看到雖然兩種情況下輸出時(shí)鐘頻率不一樣，但是信號(hào)的主要頻譜能量都集中在 5GHz以?xún)?nèi)，并不見(jiàn)得250MHz時(shí)鐘的頻譜分布就一定比50MHz時(shí)鐘的大5倍。 數(shù)字信號(hào)的時(shí)鐘分配（Clock Distribution）;福建數(shù)字信號(hào)測(cè)試聯(lián)系方式 對(duì)于典型的3.3V的低電壓TT...

反映的是一個(gè)5Gbps的信號(hào)經(jīng)過(guò)35英寸的FR-4板材傳輸后的眼圖，以及經(jīng)過(guò)CTLE均衡后對(duì)眼圖的改善。 FFE均衡的作用基本上類(lèi)似于FIR(有限脈沖響應(yīng))濾波器，其方法是根據(jù)相鄰比特的電壓幅度的加權(quán)值進(jìn)行當(dāng)前比特幅度的修正，每個(gè)相鄰比特的加權(quán)系數(shù)直接和通道的沖激響應(yīng)有關(guān)。下面是一個(gè)三階FFE的數(shù)學(xué)描述： e(t)=cor(t-(0Tp))+cir(t-(1Tp))+czr(t-(2Tp)) 式中，e(t)為時(shí)間t時(shí)的電壓波形，是經(jīng)校正(或均衡)后的電壓波形；Tp為時(shí)間延遲(抽頭的時(shí)間延遲);r(t-nTp)為距離當(dāng)前時(shí)間n個(gè)抽頭延遲之前的波形，是未經(jīng)校正(或均衡)的波形...

數(shù)字信號(hào)的抖動(dòng)(Jitter) 抖動(dòng)的概念 抖動(dòng)(Jitter)是數(shù)字信號(hào)，尤其是高速數(shù)字信號(hào)的一個(gè)非常關(guān)鍵的概念。如圖1.40所 示，抖動(dòng)反映的是數(shù)字信號(hào)偏離其理想位置的時(shí)間偏差。 高頻數(shù)字信號(hào)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(dòng)都會(huì)造成信號(hào)采樣位置的變化從而造成數(shù)據(jù)誤判，所以高頻數(shù)字信號(hào)對(duì)于抖動(dòng)都有嚴(yán)格的要求。抖動(dòng)這個(gè)概念說(shuō)起來(lái)簡(jiǎn)單，但實(shí)際上仔細(xì)研究起來(lái)是非常復(fù)雜的，關(guān)于其概念的理解有以下幾個(gè)需要注意的方面： 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；校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)測(cè)試哪里買(mǎi) 對(duì)于真...

數(shù)字信號(hào)的上升時(shí)間(Rising Time) 任何一個(gè)真實(shí)的數(shù)字信號(hào)在由一個(gè)邏輯電平狀態(tài)跳轉(zhuǎn)到另一個(gè)邏輯電平狀態(tài)時(shí),其中間的過(guò)渡時(shí)間都不會(huì)是無(wú)限短的。信號(hào)電平跳變的過(guò)渡時(shí)間越短，說(shuō)明信號(hào)邊沿越陡。我們通常使用上升時(shí)間(RisingTime)這個(gè)參數(shù)來(lái)衡量信號(hào)邊沿的陡緩程度，通常上升時(shí)間是指數(shù)字信號(hào)由幅度的10%增加到幅度的90%所花的時(shí)間(也有些場(chǎng)合會(huì)使用20%～80%的上升時(shí)間或其他標(biāo)準(zhǔn))。上升時(shí)間越短，說(shuō)明信號(hào)越陡峭。大部分?jǐn)?shù)字信號(hào)的下降時(shí)間(信號(hào)從幅度的90%下降到幅度的10%所花的時(shí)間)和上升時(shí)間差不多(也有例外)。圖1.2比較了兩種不同上升時(shí)間的數(shù)字信號(hào)。上升時(shí)間可以客觀...

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(guò)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(lái)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...

什么是數(shù)字信號(hào)(DigitalSignal) 典型的數(shù)字設(shè)備是由很多電路組成來(lái)實(shí)現(xiàn)一定的功能的，系統(tǒng)中的各個(gè)部分主要通過(guò)數(shù)字信號(hào)的傳輸來(lái)進(jìn)行信息和數(shù)據(jù)的交互。 數(shù)字信號(hào)通過(guò)其0、1的邏輯狀態(tài)的變化來(lái)一定的含義，典型的數(shù)字信號(hào)用兩個(gè)不同的信號(hào)電平來(lái)分別邏輯0和邏輯1的狀態(tài)(有些更復(fù)雜的數(shù)字電路會(huì)采用多個(gè)信號(hào)電平實(shí)現(xiàn)更多信息的傳輸)。真實(shí)的世界中并不存在理想的邏輯0、1狀態(tài)，所以真實(shí)情況下只是用一定的信號(hào)電平的電壓范圍來(lái)相應(yīng)的邏輯狀態(tài)。比如圖1.1中，當(dāng)信號(hào)的電壓低于判決閾值(中間的虛線部分)的下限時(shí)邏輯0狀態(tài)，當(dāng)信號(hào)的電壓高于判決閾值的上限時(shí)邏輯1狀態(tài)。 數(shù)字信號(hào)幅度測(cè)試的定義...

采用并行總線的另外一個(gè)問(wèn)題在于總線的吞吐量很難持續(xù)提升。對(duì)于并行總線來(lái)說(shuō)， 其總線吞吐量=數(shù)據(jù)線位數(shù)×數(shù)據(jù)速率。我們可以通過(guò)提升數(shù)據(jù)線的位數(shù)來(lái)提高總線吞吐 量，也可以通過(guò)提升數(shù)據(jù)速率來(lái)提高總線吞吐量。以個(gè)人計(jì)算機(jī)中曾經(jīng)非常流行的PCI總 線為例，其**早推出時(shí)總線是32位的數(shù)據(jù)線，工作時(shí)鐘頻率是33MHz,其總線吞吐量= 32bit×33MHz;后來(lái)為了提升其總線吞吐量推出的PCI-X總線，把總線寬度擴(kuò)展到64位， 工作時(shí)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(gè)對(duì)比，可以看到PCI-X由于使用了更多的數(shù)據(jù)線，其插槽...

基本上可以看到數(shù)字信號(hào)的頻域分量大部分集中在1/7U,這個(gè)頻率以下，我們可以將這個(gè)頻率稱(chēng)之為信號(hào)的帶寬，工程上可以近似為0.35/0,當(dāng)對(duì)設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格的時(shí)候，也可近似為0.5/rro 也就是說(shuō)，疊加信號(hào)帶寬（0.35/。）以下的頻率分量基本上可以復(fù)現(xiàn)邊沿時(shí)間是tr的數(shù)字時(shí);域波形信號(hào)。這個(gè)頻率通常也叫作轉(zhuǎn)折頻率或截止頻率（Fknee或cutofffrequency） *信號(hào)的能量大部分集中在信號(hào)帶寬以下，意味著我們?cè)诳紤]這個(gè)信號(hào)的傳輸效應(yīng)時(shí)，主要關(guān)注比較高頻率可以到信號(hào)的帶寬。 所以，假如在數(shù)字信號(hào)的傳輸過(guò)程中可以保證在信號(hào)的帶寬（0.35億）以下的頻率分量（模擬信號(hào)）經(jīng)...

值得注意的是，在同步電路中，如果要得到穩(wěn)定的邏輯狀態(tài)，對(duì)于采樣時(shí)鐘和信號(hào)間的時(shí)序關(guān)系是有要求的。比如，如果時(shí)鐘的有效邊沿正好對(duì)應(yīng)到數(shù)據(jù)的跳變區(qū)域附近，可能會(huì)采樣到不可靠的邏輯狀態(tài)。數(shù)字電路要得到穩(wěn)定的邏輯狀態(tài)，通常都要求在采樣時(shí)鐘有效邊沿到來(lái)時(shí)被采信號(hào)已經(jīng)提前建立一個(gè)新的邏輯狀態(tài)，這個(gè)提前的時(shí)間通常稱(chēng)為建立時(shí)間(SetupTime);同樣，在采樣時(shí)鐘的有效邊沿到來(lái)后，被采信號(hào)還需要保持這個(gè)邏輯狀態(tài)一定時(shí)間以保證采樣數(shù)據(jù)的穩(wěn)定，這個(gè)時(shí)間通常稱(chēng)為保持時(shí)間(HoldTime)。如圖1.6所示是一個(gè)典型的D觸發(fā)器對(duì)建立和保持時(shí)間的要求。Data信號(hào)在CLK信號(hào)的有效邊沿到來(lái)t、前必須建立穩(wěn)定的邏輯狀態(tài)...

通常情況下預(yù)加重技術(shù)使用在信號(hào)的發(fā)送端，通過(guò)預(yù)先對(duì)信號(hào)的高頻分量進(jìn)行增強(qiáng)來(lái) 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(lái)相對(duì)簡(jiǎn)單，所以在很多數(shù)據(jù)速率超過(guò) 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(hào)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(duì)預(yù)加重的階數(shù)進(jìn)一步提高以外，還會(huì)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)...

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(guò)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(lái)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...

對(duì)于典型的3.3V的低電壓TTL(LVTTL)信號(hào)來(lái)說(shuō)，判決閾值的下限是0.8V,判決閾 值的上限是2.0V。正是由于判決閾值的存在，使得數(shù)字信號(hào)相對(duì)于模擬信號(hào)來(lái)說(shuō)有更高的 可靠性和抗噪聲的能力。比如對(duì)于3.3V的LVTTL信號(hào)來(lái)說(shuō)，當(dāng)信號(hào)輸出電壓為0V時(shí)， 只要噪聲或者干擾的幅度不超過(guò)0.8V,就不會(huì)把邏輯狀態(tài)由0誤判為1;同樣，當(dāng)信號(hào)輸出 電壓為3.3V時(shí)，只要噪聲或者干擾的幅度不會(huì)使信號(hào)電壓低于2.0V,就不會(huì)把邏輯狀態(tài) 由1誤判為0。 從上面的例子可以看到，數(shù)字信號(hào)抗噪聲和干擾的能力是比較強(qiáng)的。但也需要注意，這 個(gè)“強(qiáng)”是相對(duì)的，如果噪聲或干擾的影響使得信號(hào)的電壓超出了其...

值得注意的是，在同步電路中，如果要得到穩(wěn)定的邏輯狀態(tài)，對(duì)于采樣時(shí)鐘和信號(hào)間的時(shí)序關(guān)系是有要求的。比如，如果時(shí)鐘的有效邊沿正好對(duì)應(yīng)到數(shù)據(jù)的跳變區(qū)域附近，可能會(huì)采樣到不可靠的邏輯狀態(tài)。數(shù)字電路要得到穩(wěn)定的邏輯狀態(tài)，通常都要求在采樣時(shí)鐘有效邊沿到來(lái)時(shí)被采信號(hào)已經(jīng)提前建立一個(gè)新的邏輯狀態(tài)，這個(gè)提前的時(shí)間通常稱(chēng)為建立時(shí)間(SetupTime);同樣，在采樣時(shí)鐘的有效邊沿到來(lái)后，被采信號(hào)還需要保持這個(gè)邏輯狀態(tài)一定時(shí)間以保證采樣數(shù)據(jù)的穩(wěn)定，這個(gè)時(shí)間通常稱(chēng)為保持時(shí)間(HoldTime)。如圖1.6所示是一個(gè)典型的D觸發(fā)器對(duì)建立和保持時(shí)間的要求。Data信號(hào)在CLK信號(hào)的有效邊沿到來(lái)t、前必須建立穩(wěn)定的邏輯狀態(tài)...

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(shí)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(shí)序比較簡(jiǎn)單，電路實(shí)現(xiàn)起來(lái)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(hào)線數(shù)量非常多，會(huì)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(shí)，由于信號(hào)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(hào)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程；...

數(shù)字信號(hào)測(cè)試串行總線的8b/10b編碼(8b/10bEncoding) 前面我們介紹過(guò)，使用串行比并行總線可以節(jié)省更多的布線空間，芯片、電纜等的尺寸可以做得更小，同時(shí)傳輸速率更高。但是我們知道，在很多數(shù)字系統(tǒng)如CPU、DSP、FPGA等內(nèi)部，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的小單位都是Byte,即8bit,把一個(gè)或多個(gè)Byte的數(shù)據(jù)通過(guò)串行總線可靠地傳輸出去是需要對(duì)數(shù)據(jù)做些特殊處理的。將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行信號(hào)傳輸?shù)暮?jiǎn)單的方法如圖1.19所示。比如發(fā)送端的數(shù)據(jù)寬度是8bit,時(shí)鐘速率是100MHz,我們可以通過(guò)Mux(復(fù)用器)芯片把8bit的數(shù)據(jù)時(shí)分復(fù)用到1bit的數(shù)據(jù)線上，相應(yīng)的數(shù)據(jù)速率提高到800M...

什么是數(shù)字信號(hào)(DigitalSignal) 典型的數(shù)字設(shè)備是由很多電路組成來(lái)實(shí)現(xiàn)一定的功能的，系統(tǒng)中的各個(gè)部分主要通過(guò)數(shù)字信號(hào)的傳輸來(lái)進(jìn)行信息和數(shù)據(jù)的交互。 數(shù)字信號(hào)通過(guò)其0、1的邏輯狀態(tài)的變化來(lái)一定的含義，典型的數(shù)字信號(hào)用兩個(gè)不同的信號(hào)電平來(lái)分別邏輯0和邏輯1的狀態(tài)(有些更復(fù)雜的數(shù)字電路會(huì)采用多個(gè)信號(hào)電平實(shí)現(xiàn)更多信息的傳輸)。真實(shí)的世界中并不存在理想的邏輯0、1狀態(tài)，所以真實(shí)情況下只是用一定的信號(hào)電平的電壓范圍來(lái)相應(yīng)的邏輯狀態(tài)。比如圖1.1中，當(dāng)信號(hào)的電壓低于判決閾值(中間的虛線部分)的下限時(shí)邏輯0狀態(tài)，當(dāng)信號(hào)的電壓高于判決閾值的上限時(shí)邏輯1狀態(tài)。 示波器進(jìn)行數(shù)字信號(hào)的幅...

數(shù)字信號(hào)的預(yù)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(shí)都會(huì)呈現(xiàn)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(dá)到極限從而對(duì)信號(hào)有較大的損耗，這可能導(dǎo)致接收端的信號(hào)極其惡劣以至于無(wú)法正確還原和解碼信號(hào)，從而出現(xiàn)傳輸誤碼。如果我們觀察高速的數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)的傳輸通道傳輸后到達(dá)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(shè)計(jì)中使用較為昂貴的電路板材料；另一種是仍然沿用現(xiàn)有材料，但采用某種技術(shù)來(lái)補(bǔ)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(guò)高，我們通常會(huì)優(yōu)...