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数字信号测试基本参数
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要把并行的信号通过串行总线传输,一般需要对数据进行并/串转换。为了进一步减少传输线的数量和提高传输距离,很多高速数据总线采用嵌入式时钟和8b/10b的数据编码方式。8b/10b编码由于直流平衡、支持AC耦合、可嵌入时钟信息、抗共模干扰能力强、编解码结构相对简单等优点,在很多高速的数字总线如FiberChannel、PCIe、SATA、USB3.0、DisplayPort、XAUI、RapidIO等接口上得到广泛应用。图1.20是一路串行的2.5Gbps的8b/10b编码后的数据流以及相应的解码结果,从中可以明显看到解出的K28.5等控制码以及相应的数据信息。数字信号取值是散的,通过数学方法对原有信号处理,编码成二进制信号后,再载波的方式发送编码后的数字流。PCI-E测试数字信号测试维修价格

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为了提高信号在高速率、长距离情况下传输的可靠性,大部分高速的数字串行总线都会采用差分信号进行信号传输。差分信号是用一对反相的差分线进行信号传输,发送端采用差分的发送器,接收端相应采用差分的接收器。图1.13是一个差分线的传输模型及真实的差分PCB走线。

采用差分传输方式后,由于差分线对中正负信号的走线是紧密耦合在一起的,所以外界噪声对于两根信号线的影响是一样的。而在接收端,由于其接收器是把正负信号相减的结果作为逻辑判决的依据,因此即使信号线上有严重的共模噪声或者地电平的波动,对于的逻辑电平判决影响很小。相对于单端传输方式,差分传输方式的抗干扰、抗共模噪声能力 提高。 西藏数字信号测试销售数字信号的抖动(Jitter);

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简单的去加重实现方法是把输出信号延时一个或多个比特后乘以一个加权系数并和 原信号相加。一个实现4阶去加重的简单原理图。

去加重方法实际上压缩了信号直流电平的幅度,去加重的比例越大,信号直流电平被压缩得越厉害,因此去加重的幅度在实际应用中一般很少超过-9.5dB。做完预加重或者去加重的信号,如果在信号的发送端(TX)直接观察,并不是理想的眼图。图1.31所示是在发送端看到的一个带-3.5dB预加重的10Gbps的信号眼图,从中可以看到有明显的“双眼皮”现象。

可以插入控制字符。在10bit数据可以表示的1024个组合中,除了512个组合用 于对应原始的8bit数据以及一些不太好的组合(这样信号里有太长的 连续0或者1,而且明显0、1的数量不平衡)以外,还有一些很特殊的组合。这些特殊的组 合可以用来在数据传输过程中作为控制字符插入。这些控制字符不对应特定的 8bit数据,但是在有些总线应用里可以一些特殊的含义。比如K28.5码型,其特殊的 码型组合可以帮助接收端更容易判别接收到的连续的10bit数据流的符号边界,所以在一 些总线的初始化阶段或数据包的包头都会进行发送。还有一些特殊的符号用于进行链路训 练、标记不同的数据包类型、进行收发端的时钟速率匹配等。传统的数字信号带宽计算;

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数字信号的建立/保持时间(Setup/HoldTime)

不论数字信号的上升沿是陡还是缓,在信号跳变时总会有一段过渡时间处于逻辑判决阈值的上限和下限之间,从而造成逻辑的不确定状态。更糟糕的是,通常的数字信号都不只一路,可能是多路信号一起传输来一些逻辑和功能状态。这些多路信号之间由于电气特性的不完全一致以及PCB走线路径长短的不同,在到达其接收端时会存在不同的时延,时延的不同会进一步增加逻辑状态的不确定性。

由于我们感兴趣的逻辑状态通常是信号电平稳定以后的状态而不是跳变时所的状态,所以现在大部分数字电路采用同步电路,即系统中有一个统一的工作时钟对信号进行采样。如图1.5所示,虽然信号在跳变过程中可能会有不确定的逻辑状态,但是若我们只在时钟CLK的上升沿对信号进行判决采样,则得到的就是稳定的逻辑状态。 真实的数字信号频谱;西藏数字信号测试销售

数字信号处理系统经历了单片DSP处理器、多片DSP处理器并行工作的架构模式。PCI-E测试数字信号测试维修价格

为了保证接收端在时钟有效沿时采集到正确的数据,通常都有建立/保持时间的要求,以避免采到数据线上跳变时不稳定的状态,因此这种总线对于时钟和数据线间走线长度的差异都有严格要求。这种并行总线在使用中比较大的挑战是当总线时钟速率超过几百MHz后就很难再提高了,因为其很多根并行线很难满图1.15并行总线的时钟传输足此时苛刻的走线等长的要求,特别是当总线上同时挂有多个设备时。为了解决并行总线工作时钟频率很难提高的问题,一些系统和芯片的设计厂商提出了嵌入式时钟的概念。其思路首先是把原来很多根的并行线用一对或多对高速差分线来代替,节省了布线空间;然后把系统的时钟信息通过数据编码的方式嵌在数据流里,省去了专门的时钟走线。信号到了接收端,接收端采用相应的CDR(clock-datarecovery)电路把数据流中内嵌的时钟信息提取出来再对数据采样。图1.16是一个采用嵌入式时钟的总线例子。PCI-E测试数字信号测试维修价格

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数字信号基础单端信号与差分信号(Single-end and Differential Signals) 数字总线大部分使用单端信号做信号传输,如TTL/CMOS信号都是单端信号。所谓单端信号,是指用一根信号线的高低电平的变化来进行0、1信息的传输,这个电平的高低变化是相对于其公共的参考地平面的。单端信号由于结构简单,可以用简单的晶体管电路实现,而且集成度高、功耗低,因此在数字电路中得到的应用。是一个单端信号的传输模型。 当信号传输速率更高时,为了减小信号的跳变时间和功耗,信号的幅度一般都会相应减小。比如以前大量使用的5V的TTL信号现在使用越来越少,更多使用的是3.3V/...

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