原创 数字信号#D0010

2017-5-15 09:11 1333 5 5 分类: FPGA/CPLD

典型的数字设备是由很多电路组成来实现一定的功能,系统中的各个部分主要是通过数字信号的传输来进行信息和数据的交互。

数字信号通过其0、1的逻辑状态的变化来代表一定的含义,典型的数字信号用两个不同的信号电平来分别代表逻辑0和逻辑1的状态(有些更复杂的数字电路会采用多个信号电平实现更多信息的传输)。真实的世界中并不存在理想的逻辑0、1状态,所以真实情况下只是用一定的信号电平的电压范围来代表相应的逻辑状态。比如下图中,当信号的电压低于判决阈值(中间的虚线部分)的下限时代表逻辑的0状态,当信号的电压高于判决阈值的上限时代表逻辑的1状态。

d01


对于典型的3.3V的LVTTL信号来说,判决阈值的下限是0.8V,判决阈值的上限是2.0V。正是由于有判决阈值的存在,使得数字信号相对于模拟信号来说有更高的可靠性和抗噪声的能力。比如对于3.3V的LVTTL信号来说,当信号输出电压为0V时,只要噪声或者干扰的幅度不超过0.8V,就不会把逻辑状态由0误判为1;同样地,当信号输出电压为3.3V时,只要噪声或者干扰的幅度不会使信号电压低于2.0V,就不会把逻辑状态由1误判为0。


从上面的例子我们可以看到,数字信号抗噪声和干扰的能力是比较强的。但也需要注意到,这个“强”是相对的,如果噪声或干扰的影响使得信号的电压超出了其正常的逻辑的判决区间,数字信号也仍然会有可能会产生错误的数据传输。在大量的场合,我们要对数字信号质量进行分析和测试的基本目的就是要保证其信号电平在进行采样时满足基本的逻辑判决条件。


需要特别注意的一点是,当数字信号的电压介于判决阈值的上限和下限之间时其逻辑状态是不确定的状态。所谓的“不确定”是指如果数字信号的电压介于判决阈值的上限和下限之间,接收端的判决电路有可能把这个状态判决为逻辑0也有可能判决为逻辑1。这种不确定是我们不太期望的,因此很多数字电路会尽量避免用这种不确定状态进行信号传输,比如会用一个同步时钟只在信号电平稳定以后再进行采样。


更多高速测试信息,请关注公众号‘数字科技’

mywechat


文章评论0条评论)

登录后参与讨论
相关推荐阅读
李凯的技术博客 2018-02-27 13:25
串行总线的8b/10b编码 #D200
为了提高串行数据传输的可靠性,现在很多更高速率的数字接口采用的是对数据进行编码后再做并串转换的方式。编码的方式有很多,如8b/9b编码、8b/10b编码、64b/66b编码、128b/130b编码等,...
李凯的技术博客 2017-10-16 11:51
时钟是怎么恢复的? #D0190
对于高速的串行总线来说,一般情况下都是通过数据编码把时钟信息嵌入到传输的数据流里,然后在接收端通过时钟恢复把时钟信息提取出来,并用这个恢复出来的时钟对数据进行采样,因此时钟恢复电路对于高速串行信号的传...
李凯的技术博客 2017-07-31 08:24
调幅、调频、调相 与 I/Q 调制有什么区别? #W0010
无线通信是现在应用最为广泛的通信技术之一,其核心是把要传输的数据调制在载波上发射出去,载波状态的变化承载了不同的信息。 如下图所示,载波信号的状态变化可以分为幅度变化、频率变化以及相位变化,因此对应的...
李凯的技术博客 2017-07-24 09:02
为什么扔掉你的德标电源线?#B0040
某研究所用户在使用示波器进行测量时,发现有很大的噪声干扰,如下图所示,无法进行正常的测试,不是是否设备损坏? 问题分析:示波器自身会有一定的本底噪声,但在200mv/格的量程下其噪声的峰峰值通常不会...
李凯的技术博客 2017-07-18 15:21
最全 USB3.1 TypeC 测试 (图文并茂) #S0040
USB是目前PC上最成功的接口标准,而USB3.1是其最新版本。 在USB3.1的标准里,革命性地融合了3种最新的现代科技技术,分别是:数据速率从5Gbps提高到10Gbps;TypeC接口实现PC外...
李凯的技术博客 2017-07-14 08:21
测量引起晶体停振? -送给傻傻分不清晶体和晶振的你 #B0030
某工控设备开发厂商的设备中采用单片机控制电路,单片机使用外接的两脚晶体振荡器产生11.0592MHz的工作时钟,用户希望能够精确测量工作时钟的频率。 但用示波器测量频率一方面测不准,另一方面测量时还会...
我要评论
0
5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
关闭 热点推荐上一条 /4 下一条