專家分享:串行係列-FIR與預加重
發布時間:2015-11-05 責任編輯:sherry
【導讀】其實預加重與均衡的思路是一樣的,都是減小信號的低頻分量,增加信號的高頻分量。隻不過位置不同,一個在TX端,一個在RX端。同時,預加重與均衡使用的技術手段也不盡相同。
為了“原創”二字小陳同學用小畫板畫圖畫得好辛苦啊,但一些借用還是不可避免,侵刪!
其實預加重與均衡的思路是一樣的,都是減小信號的低頻分量,增加信號的高頻分量。隻不過位置不同,一個在TX端,一個在RX端。同時,預加重與均衡使用的技術手段也不盡相同。
預加重主要的手段是使用FIR-Finite Impulse Response,有限衝激響應濾波器。在時域上就非常好理解,本來我發送端(黑色)一個好好的階躍信號,通過一個通道之後到接收端(紅色)上shang升sheng沿yan不bu是shi會hui變bian緩huan嗎ma?那na我wo在zai最zui開kai始shi的de時shi候hou就jiu把ba你ni將jiang會hui變bian緩huan的de地di方fang拉la的de更geng陡dou,在zai上shang升sheng沿yan的de前qian麵mian減jian去qu一yi個ge脈mai衝chong信xin號hao,在zai上shang升sheng沿yan的de後hou麵mian加jia上shang一yi個ge脈mai衝chong信xin號hao。到dao接jie收shou端duan的de時shi候hou就jiu算suan你ni衰shuai減jian了le,也ye不bu過guo隻zhi是shi衰shuai減jian成cheng了le我wo沒mei有you將jiang上shang升sheng沿yan變bian陡dou之zhi前qian的de樣yang子zi。
硬(ying)件(jian)實(shi)現(xian)也(ye)非(fei)常(chang)簡(jian)單(dan)。使(shi)用(yong)乘(cheng)法(fa)器(qi)生(sheng)成(cheng)一(yi)些(xie)不(bu)同(tong)的(de)脈(mai)衝(chong)信(xin)號(hao),然(ran)後(hou)通(tong)過(guo)加(jia)法(fa)器(qi)將(jiang)這(zhe)些(xie)脈(mai)衝(chong)信(xin)號(hao)加(jia)在(zai)上(shang)升(sheng)沿(yan)的(de)不(bu)同(tong)位(wei)置(zhi)。至(zhi)於(yu)乘(cheng)以(yi)多(duo)少(shao),加(jia)在(zai)哪(na)裏(li)根(gen)據(ju)不(bu)同(tong)的(de)通(tong)道(dao)特(te)性(xing)來(lai)決(jue)定(ding)。

我們這幾幅圖裏麵屬於比較簡單的FIR濾波器,你可以看到,他隻是拉低了上升沿的前麵一位,拉高了上升沿的後麵一位。實際上FIR可以有更多的tap(可以將tap理解為一次乘和加的過程),可以改變上升沿前麵或後麵的更多位,一個FIR濾波器的結構示意圖如下:

讀到這裏,再看看本文的第一張圖,不知道會不會有朋友疑惑,為何還要拉對上升沿的後麵幾位進行FIR的過程?保持1或0的部分又不會因為高頻衰減而大幅波動,衰減不是隻體現在上升/下降沿上嗎?

確實,衰減主要在邊緣上,但是實際通道中可不止有損耗,還有反射、串擾等引起的問題。假如通道上有一段阻抗不連續,我們的階躍信號就會變成這個樣子:

Si go yi!看到這裏想必大家也想到了,FIR濾波器貌似不止能解決損耗問題,順帶還能解決一些由反射引起的振鈴呢!
上麵講到的基本都是增加高頻分量。其實在TX端(duan),除(chu)了(le)預(yu)加(jia)重(zhong)同(tong)時(shi)還(hai)有(you)去(qu)加(jia)重(zhong),與(yu)預(yu)加(jia)重(zhong)不(bu)同(tong),去(qu)加(jia)重(zhong)是(shi)衰(shuai)減(jian)低(di)頻(pin)分(fen)量(liang),效(xiao)果(guo)是(shi)一(yi)樣(yang)的(de),隻(zhi)不(bu)過(guo)在(zai)接(jie)收(shou)端(duan)接(jie)收(shou)到(dao)的(de)信(xin)號(hao)整(zheng)體(ti)幅(fu)值(zhi)會(hui)比(bi)使(shi)用(yong)預(yu)加(jia)重(zhong)低(di),但(dan)是(shi)這(zhe)種(zhong)相(xiang)當(dang)於(yu)平(ping)坦(tan)性(xing)衰(shuai)減(jian)的(de)東(dong)西(xi)誰(shui)關(guan)心(xin)呢(ne)?
使用FIR濾波器之後的頻率響應在之前的《de emphasis學習筆記》一文中有詳細解析,大家有興趣的話可以再去翻一下那篇文章。
TX端除了FIR濾波器,有時候也會用上CTLE技術,我們下回分解。
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