對于典型的3.3V的低電壓TTL(LVTTL)信號來說,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,使得數字信號相對于模擬信號來說有更高的 可靠性和抗噪聲的能力。比如對于3.3V的LVTTL信號來說,當信號輸出電壓為0V時, 只要噪聲或者干擾的幅度不超過0.8V,就不會把邏輯狀態由0誤判為1;同樣,當信號輸出 電壓為3.3V時,只要噪聲或者干擾的幅度不會使信號電壓低于2.0V,就不會把邏輯狀態 由1誤判為0。
從上面的例子可以看到,數字信號抗噪聲和干擾的能力是比較強的。但也需要注意,這 個“強”是相對的,如果噪聲或干擾的影響使得信號的電壓超出了其正常邏輯的判決區間,數字信號也仍然有可能產生錯誤的數據傳輸。在許多場合,我們對數字信號質量進行分析和 測試的基本目的就是要保證其信號電平在進行采樣時滿足基本的邏輯判決條件。 數字信號的眼圖分析(Eye Diagram Analysis);電氣性能測試數字信號測試代理品牌
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。HDMI測試數字信號測試聯系人數字此案好的上升時間(Rising Time);
數字信號的均衡(Equalization)
前面介紹了預加重或者去加重技術對于克服傳輸通道損耗、改善高速數字信號接收端信號質量的作用,但是當信號速率進一步提高或者傳輸距離更長時,**在發送端已不能充分補償傳輸通道帶來的損耗,這時就需要在接收端同時使用均衡技術來進一步改善信號質量。所謂均衡,是在數字信號的接收端進行的一種補償高頻損耗的技術。常見的信號均衡技術有3種:CTLE(ContinuousTimeLinearEqualization)、FFE(FeedForwardEqualization)和DFE(DecisionFeedbackEqualization).CTLE是在接收端提供一個高通濾波器,這個高通濾波器可以對信號中的主要高頻分量進行放大,這一點和發送端的預加重技術帶來的效果是類似的。有些速率比較高的總線,為了適應不同鏈路長度損耗的影響,還支持多擋不同增益的CTLE均衡器。圖1.35是PCle5.0總線在接收端使用的CTLE均衡器的頻響曲線的例子。
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路濾波器(Filter)濾波后轉換成低頻的對VCO的控制電壓信號,通過不斷的比較和調整終實現本地VCO對輸入信號的時鐘鎖定。 數字信號帶寬、信道帶寬、信息速率、基帶、頻帶的帶寬;
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。對于一個數字信號,要進行可靠的0、1信號傳輸,就必須滿足一定的電平、幅度、時序等標準的要求。電氣性能測試數字信號測試代理品牌
傳輸線對數字信號的影響;電氣性能測試數字信號測試代理品牌
為了提高串行數據傳輸的可靠性,現在很多更高速率的數字接口采用對數據進行編碼后再做并/串轉換的方式。編碼的方式有很多,如8b/9b編碼、8b/10b編碼、64b/66b編碼、128b/130b編碼等,下面以當下流行的ANSI8b/10b編碼為例進行介紹。
在ANSI8b/10b編碼方式中,8bit的數據先通過相應的編碼規則轉換成10bit的數據,再進行并/串轉換;接收端收到信號后先把串行數據進行串/并轉換得到10bit的數據,再通過10bit到8bit的解碼得到原始傳輸的8bit數據。因此,如果發送端并行側的數據速率是8bit×100Mbps,通過8b/10b編碼和并/串轉換后的串行側的數據速率就是1bit×1Gbps。8b/10b編碼方法早由IBM發明,后來成為ANSI標準的一部分(ANSIX3.230-1994,clause11),并在通信和計算機總線上廣泛應用。表1.1是ANSI8b/10b編碼表的一部分,以數據0x00為例, 電氣性能測試數字信號測試代理品牌
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