01 眼圖
眼圖是一系列數字信號波形積累而形成的圖形,通過眼圖可以獲得碼間串擾和噪聲等。通常眼圖顯示兩個碼元的位寬。通過眼圖可以直觀地判斷傳輸性能的好壞。
信號電平電壓、上升沿等等不可能每一次都一致,因此很多次信號的疊加會導致眼圖信號變粗,出現模糊。
在電壓信號上的模糊表現為噪聲,在時間上的模糊表現為抖動,空白區域表示眼高和眼寬,眼圖交叉點反應信號占空比的大小。
器件的抖動輸出主要有兩個來源,分別是隨機性抖動(RJ)和固定抖動(DJ)。DJ的來源包括占空比失真、碼間干擾、串擾、周期抖動,也是我們主要重點去解決的問題。
02 誤碼率
誤碼率簡稱 BER ,是衡量系統功能的最終尺度,通常要求小于10E-12。
造成誤碼原因主要有:時序抖動使得實際邊沿跳變早于或晚于理想位置到達,振幅噪聲使得高電平低于閾值或者低電平高于閾值。
常用的誤碼率計算方式:瞬態、bit by bit、統計,統計方式最常用,通過軟件推導而來。
眼圖中空白區域表示誤碼率在10E-6以下,通過測量可以獲得浴盆曲線。常用浴盆曲線直觀地觀察BER。
浴盆曲線會有兩個,分別是時間浴盆曲線和電壓浴盆曲線。分別表示不同時間和不同電壓下進行判決時的誤碼率。
常見編碼方式:4B/5B、8B/10B、64B/66B、128B/130B、128B/132B等等,編碼方式不同帶來的效率也不同。PCIE2編碼為8B/10B,PCIE3編碼為128B/130B。
因為線路中存在AC耦合電容,當信號中出現連0或連1時,電容阻抗增大,就會導致該序列信號質量問題,可能影響信號判別。對信號進行編碼,避免某個碼型長時間出現,可以使得信號持續工作在高頻,低損耗通過電容。
AC耦合電容主要作阻斷直流,改善鏈路噪聲。同時也可以用于過壓保護。
容值通常取10-200nF,過小的電容會導致信號畸變。電容過大容易使得在較低的頻率即呈現感性,過多衰減高頻信號。
理想的電容可以放在線路中的任何位置,對信號的影響是一致的。
A、實際上電容的安裝會引入寄生參數,同時帶來阻抗不連續。考慮傳輸線會引入的多種干擾,因此建議將AC耦合電容放置在接收端處。以反射為例,此時信號經過傳輸線的衰減,同等反射系數下帶來的反射量更低。
B、如果存在連接器,耦合電容應該靠近連接器放置,此時可以提供過壓保護,并使得阻抗不連續的區域集中。
C、AC耦合電容盡量選擇小封裝,以減小阻抗不連續區域的大小,同時可以適當掏空電容底部的銅平面,采用隔層參考等減小阻抗的變化量。
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