需要注意的是,采用8b/10b編碼方式也是有缺點的,比較大的缺點就是8bit到10bit的編碼會造成額外的20%的編碼開銷,所以很多10Gbps左右或更高速率的總線不再使用8b/10b編碼方式。比如PCIe1.0和PCIe2.0的總線速率分別為2.5Gbps和5Gbps,都是采用8b/10b編碼,而PCle3.0、PCle4.0、PCle5.0的總線速率分別達到8Gbps、16Gbps和32Gbps,并通過效率更高的128b/130b的編碼結合擾碼的方法來實現直流平衡和嵌入式時鐘。另一個例子是FibreChannel總線,1xFC、2xFC、4xFC、8xFC的數據速率分別為1.0625Gbps、2 . 125Gbps,4 . 25Gbps 、8 . 5Gbps,都是采用8b/10b編碼,而16xFC 、32xFC 的數據速率分別 為14.025Gbps和28.05Gbps,采用的是效率更高的64b/66b編碼方式。64b/66b編碼在 10G和100G以太網中也有廣泛應用。數字信號是離散的。它的幅度被限制在一個確定的值。黑龍江數字信號測試修理
預加重是一種在發送端事先對發送信號的高頻分量進行補償的方法,這種方法的實現是通過增大信號跳變邊沿后個比特(跳變比特)的幅度(預加重)來完成的。比如對于一個00111的比特序列來說,做完預加重后序列里個1的幅度會比第二個和第三個1的幅度大。由于跳變比特了信號里的高頻分量,所以這種方法實際上提高了發送信號中高頻信號的能量。在實際實現時,有時并不是增加跳變比特的幅度,而是相應減小非跳變比特的幅度,減小非跳變比特幅度的這種方法有時又叫去加重(De-emphasis)。圖1.26反映的是預加重后信號波形的變化。
對于預加重技術來說,其對信號改善的效果取決于其預加重的幅度的大小,預加重的幅度是指經過預加重后跳變比特相對于非跳變比特幅度的變化。預加重幅度的計算公式如圖1.27所示。數字總線中經常使用的預加重有3.5dB、6dB、9.5dB等。對于6dB的預加重來說,相當于從發送端看,跳變比特的電壓幅度是非跳變比特電壓幅度的2倍。 黑龍江數字信號測試修理數字信號上升時間是示波器中進行上升時間測量例子,光標交叉點指示出上升時間測量的起始點和結束點的位置;
對于并行總線來說,更致命的是這種總線上通常掛有多個設備,且讀寫共用,各種信號分叉造成的反射問題使得信號質量進一步惡化。
為了解決并行總線占用尺寸過大且對布線等長要求過于苛刻的問題,隨著芯片技術的發展和速度的提升,越來越多的數字接口開始采用串行總線。所謂串行總線,就是并行的數據在總線上不再是并行地傳輸,而是時分復用在一根或幾根線上傳輸。比如在并行總線上 傳輸1Byte的數據寬度需要8根線,而如果把這8根線上的信號時分復用在一根線上就可 以減少需要的走線數量,同時也不需要再考慮8根線之間的等長關系。
可以插入控制字符。在10bit數據可以表示的1024個組合中,除了512個組合用 于對應原始的8bit數據以及一些不太好的組合(這樣信號里有太長的 連續0或者1,而且明顯0、1的數量不平衡)以外,還有一些很特殊的組合。這些特殊的組 合可以用來在數據傳輸過程中作為控制字符插入。這些控制字符不對應特定的 8bit數據,但是在有些總線應用里可以一些特殊的含義。比如K28.5碼型,其特殊的 碼型組合可以幫助接收端更容易判別接收到的連續的10bit數據流的符號邊界,所以在一 些總線的初始化階段或數據包的包頭都會進行發送。還有一些特殊的符號用于進行鏈路訓 練、標記不同的數據包類型、進行收發端的時鐘速率匹配等。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。
高速數字接口與光電測試
看起來我們好像找到了解決問題的方法,但是,在真實情況下,理想窄的脈沖或者無限 陡的階躍信號是不存在的,不僅難以產生而且精度不好控制,所以在實際測試中更多使用正 弦波進行測試得到頻域響應,并通過相應的物理層測試系統軟件進行頻域到時域的轉換以 得到時域響應。相比其他信號,正弦波更容易產生,同時其頻率和幅度精度更容易控制。矢 量網絡分析儀(Vector Network Analyzer,VNA)可以在高達幾十GHz 的頻率范圍內通過 正弦波掃頻的方式精確測量傳輸通道對不同頻率的反射和傳輸特性,動態范圍可以達到 100dB以上,所以在現代高速數字信號質量的分析中,會借助高性能的矢量網絡分析儀對高 速傳輸通道的特性進行測量。矢量網絡分析儀測到的一段差分傳輸線的通道損 耗及根據這個測量結果分析出的信號眼圖。
什么是數字信號(DigitalSignal);黑龍江數字信號測試修理
傳統的數字信號帶寬計算;黑龍江數字信號測試修理
什么是數字信號(DigitalSignal)
典型的數字設備是由很多電路組成來實現一定的功能的,系統中的各個部分主要通過數字信號的傳輸來進行信息和數據的交互。
數字信號通過其0、1的邏輯狀態的變化來一定的含義,典型的數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(有些更復雜的數字電路會采用多個信號電平實現更多信息的傳輸)。真實的世界中并不存在理想的邏輯0、1狀態,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的邏輯狀態。比如圖1.1中,當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,當信號的電壓高于判決閾值的上限時邏輯1狀態。 黑龍江數字信號測試修理