串行系列-FIR与预加重

来源:一博自媒体 时间:2015-10-21 类别:微信自媒体

作者:陈德恒    一博科技高速先生团队成员


其实预加重与均衡的思路是一样的,都是减小信号的低频分量,增加信号的高频分量。只不过位置不同,一个在TX端,一个在RX端。同时,预加重与均衡使用的技术手段也不尽相同。


预加重主要的手段是使用FIR-Finite Impulse Response,有限冲激响应滤波器。在时域上就非常好理解,本来我发送端(黑色)一个好好的阶跃信号,通过一个通道之后到接收端(红色)上升沿不是会变缓吗?那我在最开始的时候就把你将会变缓的地方拉的更陡,在上升沿的前面减去一个脉冲信号,在上升沿的后面加上一个脉冲信号。到接收端的时候就算你衰减了,也不过只是衰减成了我没有将上升沿变陡之前的样子。




硬件实现也非常简单。使用乘法器生成一些不同的脉冲信号,然后通过加法器将这些脉冲信号加在上升沿的不同位置。至于乘以多少,加在哪里根据不同的通道特性来决定。




我们这几幅图里面属于比较简单的FIR滤波器,你可以看到,他只是拉低了上升沿的前面一位,拉高了上升沿的后面一位。实际上FIR可以有更多的tap(可以将tap理解为一次乘和加的过程),可以改变上升沿前面或后面的更多位,一个FIR滤波器的结构示意图如下:




读到这里,再看看本文的第一张图,不知道会不会有朋友疑惑,为何还要拉对上升沿的后面几位进行FIR的过程?保持1或0的部分又不会因为高频衰减而大幅波动,衰减不是只体现在上升/下降沿上吗?


确实,衰减主要在边缘上,但是实际通道中可不止有损耗,还有反射串扰等引起的问题。假如通道上有一段阻抗不连续,我们的阶跃信号就会变成这个样子:




Si go yi!看到这里想必大家也想到了,FIR滤波器貌似不止能解决损耗问题,顺带还能解决一些由反射引起的振铃呢!


上面讲到的基本都是增加高频分量。其实在TX端,除了预加重同时还有去加重,与预加重不同,去加重是衰减低频分量,效果是一样的,只不过在接收端接收到的信号整体幅值会比使用预加重低,但是这种相当于平坦性衰减的东西谁关心呢?


使用FIR滤波器之后的频率响应在之前的《de emphasis学习笔记》一文中有详细解析,大家有兴趣的话可以再去翻一下那篇文章。


TX端除了FIR滤波器,有时候也会用上CTLE技术,我们下回分解。


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