預加重技術

2021-07-24 04:23:33 字數 1253 閱讀 2750

既然傳輸通道的isi的影響可以通過事先對傳輸通道的特性進行精確測量而**出來,那麼就有可能對其進行修正。傳送端的預加重和接收端的均衡電路就是兩種最常見的對通道傳輸的影響進行補償的方法。傳輸通道最明顯的影響是其低通的特性,即會對高頻訊號進行比較大的衰減。對於乙個方波訊號來說,其高次諧波對於訊號形狀的影響很大,如果所有高次諧波全部被衰減掉了,方波看起來就象個正弦波了。

預加重(pre-emphasis)是一種在傳送端事先對傳送訊號的高頻分量進行補償的方法。這種方法是增大訊號跳變邊沿後第乙個bit(跳變bit)的幅度(預加重)。比如對於乙個00111的序列來說,做完預加重後序列裡第乙個1的幅度會比第二個和第三個1的幅度大。由於跳變bit代表了訊號裡的高頻分量,所以這種方法有助於提高傳送訊號裡的高頻分量。在實際實現時,有時並不是增加跳變bit的幅度,而是相應減小非跳變bit的幅度,這種方法有時又叫去加重(de-emphasis)。

對於預加重技術來說,其對訊號改善的效果取決於其預加重的幅度的大小,預加重的幅度是指經過預加重後跳變位元相對於非跳變位元幅度的變化。預加重幅度的計算公式如圖2.30所示。數字匯流排中經常使用的預加重有3.5db、6db、9.5db等。對於6db的預加重來說,相當於在傳送端看,跳變位元的電壓幅度是非跳變位元電壓幅度的2倍。

簡單的預加重對訊號的頻譜改善並不是完美的,比如其頻率響應曲線並不一定和實際的傳輸通道的損耗曲線相匹配,所以高速率的匯流排會採用階數更高、更複雜的預加重技術。如下圖所示是乙個3階的預加重,其除了對跳變沿後面的第1個位元進行預加重處理外,跳變沿之後的第2個位元的幅度也有變化。跳變沿后第1個位元的幅度變化有時也叫post cursor1,跳變沿后的第2個位元的幅度變化有時也叫post cursor2。有些匯流排如pci-e3.0,會對跳變沿前面的1個位元的幅度也進行調整,叫做pre cursor1,有時也稱為preshoot。

由於真正的預加重電路在實現的時候需要有相應的放大電路來增加跳變位元的幅度,電路比較複雜而且增加系統功耗,所以在實際應用時更多採用的是去加重的方式(de-emphasis)。去加重技術不是增大跳變位元的幅度,而是減小非跳變位元的幅度,從而得到和預加重類似的訊號波形。下圖是對乙個10gbps的訊號進行-3.5db的去加重後對頻譜的影響。可以看到,去加重主要是通過壓縮訊號的直流和低頻分量(長0或者長1的位元流),從而改善其在傳輸過程中可能造成的對短的0或者短1位元的影響。

最簡單的去加重實現方法是把輸出訊號延時乙個或多個位元後乘以乙個加權係數並和原訊號相加。去加重方法實際上壓縮了訊號直流電平的幅度,去加重的比例越大,訊號直流電平被壓縮得越厲害,因此去加重的幅度在實際應用中一般很少超過-9.5db,極端情況下也就用到-12db左右。

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