為了提高信號在高速率、長距離情況下傳輸?shù)目煽啃裕蟛糠指咚俚臄?shù)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(yīng)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(fù)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(fù)信號相減的結(jié)果作為邏輯判決的依據(jù),因此即使信號線上有嚴(yán)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(shù)字信號處理系統(tǒng)的性能取決于3個因素:采樣頻率、架構(gòu)、字長。USB測試數(shù)字信號測試檢查
反映的是一個5Gbps的信號經(jīng)過35英寸的FR-4板材傳輸后的眼圖,以及經(jīng)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(yīng))濾波器,其方法是根據(jù)相鄰比特的電壓幅度的加權(quán)值進行當(dāng)前比特幅度的修正,每個相鄰比特的加權(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)為時間t時的電壓波形,是經(jīng)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(dāng)前時間n個抽頭延遲之前的波形,是未經(jīng)校正(或均衡)的波形;c,為校正系數(shù)(抽頭系數(shù))。 福建數(shù)字信號測試銷售廠數(shù)字信號處理系統(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。
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,電路實現(xiàn)起來比較容易;但是缺點也是非常明顯的,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的尺寸很難實現(xiàn)小型化,特別是如果要用電纜進行遠(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。
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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)速率在500Mbps~12Gbps.
在前向時鐘的拓?fù)淇偩€中,時鐘速率通常是數(shù)據(jù)速率的一半(也有采用1/4速率、1/10或其他速率的),數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)線在設(shè)計上需要的帶寬是一樣的,任何設(shè)計上的局限性(比如傳輸線的衰減特性)對于時鐘和數(shù)據(jù)線的影響是一樣的。
前向時鐘在一些關(guān)注效率、實時性,同時需要高吞吐量的總線上應(yīng)用比較,比如DDR總線、GDDR總線、HDMI總線、Intel公司CPU互連的QPI/UPI總線等。 數(shù)字通信的帶寬表征為:bit的傳輸速率;
通常情況下預(yù)加重技術(shù)使用在信號的發(fā)送端,通過預(yù)先對信號的高頻分量進行增強來 補償傳輸通道的損耗。預(yù)加重技術(shù)由于實現(xiàn)起來相對簡單,所以在很多數(shù)據(jù)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(dāng) 信號速率進一步提高以后,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預(yù)加重的階數(shù)進一步提高以外,還會在接收端采用復(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)后,F(xiàn)R-4等傳統(tǒng)廉價的電路板材料也可以應(yīng)用 于高速的數(shù)字信號傳輸中,從而節(jié)約了系統(tǒng)實現(xiàn)的成本。模擬信號和數(shù)字信號之間的區(qū)別嗎?西藏數(shù)字信號測試商家
模擬信號和數(shù)字信號的相互轉(zhuǎn)換;USB測試數(shù)字信號測試檢查
什么是數(shù)字信號(DigitalSignal)
典型的數(shù)字設(shè)備是由很多電路組成來實現(xiàn)一定的功能的,系統(tǒng)中的各個部分主要通過數(shù)字信號的傳輸來進行信息和數(shù)據(jù)的交互。
數(shù)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(shù)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(fù)雜的數(shù)字電路會采用多個信號電平實現(xiàn)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(yīng)的邏輯狀態(tài)。比如圖1.1中,當(dāng)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(dāng)信號的電壓高于判決閾值的上限時邏輯1狀態(tài)。 USB測試數(shù)字信號測試檢查