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預(yù)加重技術(shù)--數(shù)字工程師要掌握的射頻知識(shí)連載(四)

作者: 時(shí)間:2016-12-23 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
既然傳輸通道的ISI的影響可以通過(guò)事先對(duì)傳輸通道的特性進(jìn)行精確測(cè)量而預(yù)測(cè)出來(lái),那么就有可能對(duì)其進(jìn)行修正。發(fā)送端的預(yù)加重和接收端的均衡電路就是兩種最常見(jiàn)的對(duì)通道傳輸?shù)挠绊戇M(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒?。傳輸通道最明顯的影響是其低通的特性,即會(huì)對(duì)高頻信號(hào)進(jìn)行比較大的衰減。對(duì)于一個(gè)方波信號(hào)來(lái)說(shuō),其高次諧波對(duì)于信號(hào)形狀的影響很大,如果所有高次諧波全部被衰減掉了,方波看起來(lái)就象個(gè)正弦波了。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/201612/333345.htm

預(yù)加重(Pre-emphasis)是一種在發(fā)送端事先對(duì)發(fā)送信號(hào)的高頻分量進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒?。這種方法是增大信號(hào)跳變邊沿后第一個(gè)bit(跳變bit)的幅度(預(yù)加重)。比如對(duì)于一個(gè)00111的序列來(lái)說(shuō),做完預(yù)加重后序列里第一個(gè)1的幅度會(huì)比第二個(gè)和第三個(gè)1的幅度大。由于跳變bit代表了信號(hào)里的高頻分量,所以這種方法有助于提高發(fā)送信號(hào)里的高頻分量。在實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí),有時(shí)并不是增加跳變bit的幅度,而是相應(yīng)減小非跳變bit的幅度,這種方法有時(shí)又叫去加重(De-emphasis)。

對(duì)于預(yù)加重技術(shù)來(lái)說(shuō),其對(duì)信號(hào)改善的效果取決于其預(yù)加重的幅度的大小,預(yù)加重的幅度是指經(jīng)過(guò)預(yù)加重后跳變比特相對(duì)于非跳變比特幅度的變化。預(yù)加重幅度的計(jì)算公式如圖2.30所示。數(shù)字總線中經(jīng)常使用的預(yù)加重有3.5dB、6dB、9.5dB等。對(duì)于6dB的預(yù)加重來(lái)說(shuō),相當(dāng)于在發(fā)送端看,跳變比特的電壓幅度是非跳變比特電壓幅度的2倍。

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)曲線并不一定和實(shí)際的傳輸通道的損耗曲線相匹配,所以高速率的總線會(huì)采用階數(shù)更高、更復(fù)雜的預(yù)加重技術(shù)。如下圖所示是一個(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 Cursor1,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PCI-E3.0,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,叫做Pre Cursor1,有時(shí)也稱為PreShoot。

由于真正的預(yù)加重電路在實(shí)現(xiàn)的時(shí)候需要有相應(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)更多采用的是去加重的方式(De-Emphasis)。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。下圖是對(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)短的0或者短1比特的影響。
最簡(jiǎn)單的去加重實(shí)現(xiàn)方法是把輸出信號(hào)延時(shí)一個(gè)或多個(gè)比特后乘以一個(gè)加權(quán)系數(shù)并和原信號(hào)相加。去加重方法實(shí)際上壓縮了信號(hào)直流電平的幅度,去加重的比例越大,信號(hào)直流電平被壓縮得越厲害,因此去加重的幅度在實(shí)際應(yīng)用中一般很少超過(guò)-9.5dB,極端情況下也就用到-12db左右。



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