Por digitais engenheiros de RF precisa de conhecimento?

Em muitas aplicações de alta velocidade, tais como computadores, comunicações e outros campos, muitos taxa de dados bus digital atingiu Gb / s ou mais ainda maiores. Ideal 0,1 sinal digital que tradicionalmente pensar em começar mais demonstração das suas características de RF. Sinal digital real durante a transmissão, mas também cada vez mais demonstração das características dos circuitos de microondas.

Quando essas análises de alta velocidade do sinal, a análise no domínio do tempo tradicional enfrentando falta de precisão ea falta de ferramentas analíticas e outras questões, e ferramentas de análise no domínio da RF e microondas domínio da freqüência é muito maduro e melhorar. Portanto, para analisar e medir a alta velocidade de sinais digitais estão cada vez mais começou a usar a análise de alguns de radiofreqüência ou microondas. Engenheiro de design digital requer mais frequência de rádio por meio de uma série de métodos para analisar o sinal ou conceitos, como os meios para usar a análise de domínio de frequência do espectro de sinal, analisando a perda de caminho de transmissão reflectida, etc. usando parâmetros S digital.

A fim de ajudar a maioria dos engenheiros de teste digitais para entender os conceitos básicos de no domínio da frequência meios de análise, eu deliberadamente juntos este "digital RF engenheiros precisam ter conhecimento", o artigo, que foi publicado pela primeira vez em 2013 na EDI conferência CON, agora tomar sair e compartilhar.

O sinal digital a ser analisada, a principal razão é que a transmissão do sinal digital em tempo real, de alta velocidade está longe de livro ideal nível 0 / 1. Transmissão de sinal digital verdadeiro deve ser algum (ou mesmo muito grave) distorção e deformação. Como mostrado abaixo, em vermelho é o que esperamos de forma de onda de sinal digital ideal, embora possa ser verdade forma de onda do sinal amarelo, você pode ver o sinal foi devido ao choque (geralmente devido à má combinação de impedância) tem grande deformação ocorreu. Na verdade, isso já acontece em alta velocidade é relativamente boas formas de onda, forma de onda e sinaliza um monte de tempo será mais grave do que isso.

Investigação para a realização de um sinal digital, o primeiro a obter a forma de onda de sinal digital verdadeiro, o que envolve o problema de instrumentos de medição utilizados. A melhor ferramenta para observar o osciloscópio de forma de onda de sinal eléctrico, quando a taxa de sinal é relativamente elevada, geralmente necessitam de maior largura de banda osciloscópio. Se a largura de banda do osciloscópio não é suficiente, no componente de sinal de alta frequência vai ser filtrado, o sinal digital será observada produzir distorções. Muitos engenheiros digitais acostumados a estimar a largura de banda do sinal harmônico, mas este método não é exato.

Para um sinal de onda quadrada ideal, que é infinitamente forte subida, do ponto domínio da freqüência de vista, é um número infinito de harmônicos ímpares constituído, portanto, uma onda quadrada ideal pode ser considerado como um número infinito de harmônicos ímpares de Overlay sine.

Mas, para o sinal digital verdadeiro, sua íngreme ascensão não é ilimitada, de modo que os harmônicos mais altos da energia será limitado. Por exemplo, a figura seguinte é sinal 50Mhz e espectro de relógio com a fonte de relógio mesmo 250MHz gerado, respectivamente, pode-se ver que, embora a frequência de relógio de saída não é o mesmo, mas os principais sinais de energia espectrais são concentrados em menos de 5GHz, e não necessariamente 250MHz espectro de distribuição será certamente maior do que cinco vezes de 50MHz.

Para os sinais de dados reais, o espectro será mais complicado. O envelope espectral de uma sequência (PRBS) córrego tais pseudo-aleatório é uma função Sinc. A figura é sinal 800Mbps PRBS e espectro com as mesmas 2.5Gbps transmissor gerados respectivamente, podemos ver que, embora a taxa de dados de saída não é o mesmo, mas os principais sinais de energia espectrais são concentrados em menos de 4GHz, também não tem necessariamente 2.5Gbps alta frequência a energia do sinal é muito maior do que 800Mbps.

Os dois gráficos acima são medidos por meio de um analisador de espectro. Enquanto os osciloscópios digitais modernas já têm funções FFT digitais podem ajudar o usuário a observar o espectro do sinal, mas devido a limitações de bits de ADC e gama dinâmica do analisador de espectro ainda é a frequência da distribuição de energia do sinal das ferramentas mais precisos para a análise, de modo Os engenheiros podem por meio de um analisador de espectro digital para a distribuição do espectro de análise do sinal digital medido. Quando nenhum analisador está disponível, nós normalmente ir para estimar a energia espectral do sinal de acordo com o tempo de subida do sinal digital.

Teor máximo de freqüência do sinal = 0.4 / aumento mais rápido ou tempo de queda (20 - 80%)

Or

Teor máximo de freqüência do sinal = 0.5 / aumento mais rápido ou tempo de queda (10 - 90%)

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