數(shù)字信號的帶寬(Bandwidth)

在進行數(shù)字信號的分析和測試時，了解我們要分析的數(shù)字信號的帶寬是很重要的一點，它決定了我們進行電路設(shè)計時對PCB走線和傳輸介質(zhì)傳輸帶寬的要求，也決定了測試對儀表的要求。

數(shù)字信號的帶寬可以大概理解為數(shù)字信號的能量在頻域的一個分布范圍，由于數(shù)字信號不是正弦波，有很多高次諧波成分，所以其在頻域的能量分布是一個比較復(fù)雜的問題。

傳統(tǒng)上做數(shù)字電路設(shè)計的工程師習(xí)慣根據(jù)信號的5次諧波來估算帶寬，比如如果信號的數(shù)據(jù)速率是100Mbps,其快的0101的跳變波形相當于50MHz的方波時鐘，這個方波時鐘的5次諧波成分是250MHz,因此信號的帶寬大概就在250MHz以內(nèi)。這種方法看起來很合理，因為5次諧波對于重建信號的基本波形形狀是非常重要的，但這種方法對于需要進行精確波形參數(shù)測量的場合來說就不太準確了。比如同樣是50MHz 的信號，如果上升沿很陡接近理想方波，其高次諧波能量就比較大；而如果上升沿很緩接近 正弦波，其高次諧波能量就很小。
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。新疆數(shù)字信號測試推薦貨源

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。 福建校準數(shù)字信號測試抖動是數(shù)字信號，特別是高速數(shù)字信號重要的一個概念，越是高速的信號，其比特周期越短對于抖動要求就嚴格；

克勞德高速數(shù)字信號測試實驗室

  數(shù)字信號測試方法：

需要特別注意，當數(shù)字信號的電壓介于判決閾值的上限和下限之間時，其邏輯狀態(tài)是不 確定的狀態(tài)。所謂的“不確定”是指如果數(shù)字信號的電壓介于判決閾值的上限和下限之間， 接收端的判決電路有可能把這個狀態(tài)判決為邏輯0,也有可能判決為邏輯1。這種不確定是  我們不期望的，因此很多數(shù)字電路會盡量避免用這種不確定狀態(tài)進行信號傳輸，比如會用一  個同步時鐘只在信號電平穩(wěn)定以后再進行采樣。

數(shù)字信號的建立/保持時間(Setup/HoldTime)

不論數(shù)字信號的上升沿是陡還是緩，在信號跳變時總會有一段過渡時間處于邏輯判決閾值的上限和下限之間，從而造成邏輯的不確定狀態(tài)。更糟糕的是，通常的數(shù)字信號都不只一路，可能是多路信號一起傳輸來一些邏輯和功能狀態(tài)。這些多路信號之間由于電氣特性的不完全一致以及PCB走線路徑長短的不同，在到達其接收端時會存在不同的時延，時延的不同會進一步增加邏輯狀態(tài)的不確定性。

由于我們感興趣的邏輯狀態(tài)通常是信號電平穩(wěn)定以后的狀態(tài)而不是跳變時所的狀態(tài)，所以現(xiàn)在大部分數(shù)字電路采用同步電路，即系統(tǒng)中有一個統(tǒng)一的工作時鐘對信號進行采樣。如圖1.5所示，雖然信號在跳變過程中可能會有不確定的邏輯狀態(tài)，但是若我們只在時鐘CLK的上升沿對信號進行判決采樣，則得到的就是穩(wěn)定的邏輯狀態(tài)。 什么是模擬信號？數(shù)字信號？

預(yù)加重是一種在發(fā)送端事先對發(fā)送信號的高頻分量進行補償?shù)姆椒ǎ@種方法的實現(xiàn)是通過增大信號跳變邊沿后個比特(跳變比特)的幅度(預(yù)加重)來完成的。比如對于一個00111的比特序列來說，做完預(yù)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(fā)送信號中高頻信號的能量。在實際實現(xiàn)時，有時并不是增加跳變比特的幅度，而是相應(yīng)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(yù)加重后信號波形的變化。

對于預(yù)加重技術(shù)來說，其對信號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)過預(yù)加重后跳變比特相對于非跳變比特幅度的變化。預(yù)加重幅度的計算公式如圖1.27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。對于6dB的預(yù)加重來說，相當于從發(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。 數(shù)字信號的波形分析（Waveform Analysis）;河北HDMI測試數(shù)字信號測試

模擬信號和數(shù)字信號的差異；新疆數(shù)字信號測試推薦貨源

數(shù)據(jù)經(jīng)過8b/10b編碼后有以下優(yōu)點：

(1)有足夠多的跳變沿，可以從數(shù)據(jù)中進行時鐘恢復(fù)。正常傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中可能會有比較長的連續(xù)的0或者連續(xù)的1,而進行完8b/10b編碼后，其編碼規(guī)則保證了編碼后的數(shù)據(jù)流中不會出現(xiàn)超過5個連續(xù)的0或1,信號中會出現(xiàn)足夠多的跳變沿，因此可以采用嵌入式的時鐘方式，即接收端可以從數(shù)據(jù)流中通過PLL電路直接恢復(fù)時鐘，不需要專門的時鐘傳輸通道。

(2)直流平衡，可以采用AC耦合方式。經(jīng)過編碼后數(shù)據(jù)中不會出現(xiàn)連續(xù)的0或者1, 但還是有可能在某個時間段內(nèi)0或者1的數(shù)量偏多一些。從上面的編碼表中我們可以看 到，同一個Byte對應(yīng)有正、負兩組10bit的編碼， 一個編碼中1的數(shù)量多一些，另一個編碼中 0 的數(shù)量多一些。數(shù)據(jù)在對當前的Byte進行8b/10b編碼傳輸時，會根據(jù)前面歷史傳輸?shù)?數(shù)據(jù)中正負bit的數(shù)量來選擇使用哪一組編碼，從而可以保證總線上正負bit的數(shù)量在任何 時刻基本都是平衡的，也就是直流點不會發(fā)生大的變化。直流點平衡以后，在信號傳輸?shù)穆?徑上我們就可以采用AC耦合方式(常用的方法是在發(fā)送端或接收端串接隔直電容),這  樣信號對于收發(fā)端的地電平變化和共模噪聲的抵抗能力進一步增強，可以傳輸更遠的距離。 新疆數(shù)字信號測試推薦貨源