8.1 TI 高精度实验室 -信号调节：什么是信号调节器？
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[数字广告词] 大家好，欢迎观看 TI 高精度实验室视频。 我是位于硅谷的 TI 高速信号链组的 Nicholaus Malone。 在该系列中，我们将 讨论信号调节器。 在本课程中， 我将讨论您 为何需要信号调节器。 在其他课程中， 我们将讨论 信号调节器的 类型及其差异。 高速千兆位级 产品随处可见。 您可以在电视、蓝光播放器、 笔记本电脑、平板电脑、 媒体中心服务器和 硬盘驱动器中看到它们。 甚至我们的汽车都有 视频信息娱乐系统。 所有这些产品都 包含千兆位级接口。 如今，我们很容易 找到许多使用 千兆位级技术的 电子产品，例如 USB 和 PCIE，它们用于 更高数据速率传输， 以及 HDMI 和 DisplayPort， 它们用于高分辨率视频。 高速传输系统 包含一个发送器 和一个接收器。 Tx 和 Rx 之间的 传输介质可以 采用引线、连接器 和电缆的形式。 在传输介质上 保持这些高速 信号的信号完整性 非常重要，而且 非常具有挑战性。 当千兆位级 信号通过传输 介质时，有许多 因素会导致信号 完整性下降。 这些因素包括 抖动，抖动是相对于 数字信号真实 周期的任何 偏差。 该偏差可能是 振幅、相位时序或 信号脉冲宽度 方面的偏差。 引起抖动的原因 包括 EMI 和与其他 信号的串扰。 插入损耗是 信号路径中的 任何损耗引起的 信号功率降低。 例如，跟踪器 电缆越长，产生的 损耗就越大。 串扰是一种现象， 其中在一个通道中 传输的信号会在另一个 通道中产生不良影响。 串扰通常是由 一个通道与另一个 通道的电容、电感 或导电耦合引起的。 码间串扰是信号 失真的一种形式， 其中一个数码会 干扰后续信号， 从而使通信 可靠性降低。 这是一种不良现象， 因为先前的数码 与当前数码的噪声 具有相似的效果。 噪声是有害 信号，它不 携带有用信息。 为了在接收器端 正确解码，需要 将信号保持在 一定的信噪比。 当信号沿着电缆 或连接器等传输 介质传输时，会发生 信号反射，并且某些 信号功率可能会 反射回其源端， 而不是沿电缆 一直传递到 远端。 当连接器或 电缆中的缺陷 导致阻抗不匹配以及 接口处的非线性变化时， 会发生反射。 抖动可能会导致 显示器闪烁，影响 台式机或服务器中的 处理器按预期运行的 能力，或者 可能会导致 咔嗒声或其他 不良效果和 音频信号。 这些所有因素都会 导致高速信号遭受 信号劣化。 可以通过使用 信号调节器 来解决或减轻 抖动问题。 由于随机抖动的 无界性，不可能 消除所有由 抖动引起的错误。 但可以实现目标 误码率或 BER。 转接驱动器或 重定时器等 信号调节器可以 帮助纠正抖动问题， 以实现目标误码率。 这里是信号 调节器的几个用例。 一个用例是扩展 器件的工作范围。 例如，器件 数据表可能 指明最大布线 长度为 4 英寸， 无需使用 信号调节器。 但系统设计目标 需要 8 英寸。 第二个用例是 纠正特定器件的 缺点。 例如，特定 器件可能 具有性能不足的 接收器，导致 无法通过 Rx JTol 合规性测试。 该器件的发送器 可能具有很差的 性能 -- 例如，高随机抖动、 低于标准的占空比失真、 很弱的电压摆幅等。 这里是一个扩展器件 工作范围的示例。 USB 3.1 主机数据表 可能指定主机 和 USB 连接器 之间的最大长度 为 4 英寸。 但是外形尺寸可能 需要 8 英寸的长度。 在本示例中，该额外的 4 英寸会对 I 图产生 不利影响。 对于该用例， 需要使用信号 调节器来处理 额外的 4 英寸。 在该示例中， 使用了德州仪器 (TI) TUSB1044 信号调节器的 IBIS AMI 模型，以展示 可以使用信号 调节器将该 长度从 4 英寸 扩展至 8 英寸。 由于扩展布线 长度会增加 额外的 ISI 抖动，因此 可以使用 TUSB1044 等 转接驱动器 信号调节器。 系统中的 总抖动是 所有确定性抖动 和随机抖动之和。 离信号源 越远，抖动 对数据的 影响就越大。 抖动分为两部分， 即随机抖动和 确定性抖动。 随机抖动通常是由热噪声 或散粒噪声以及其他 无界的来源引起的。 随机抖动是无界的， 但具有高斯分布。 无界意味着 不存在最大限值。 确定性抖动可进一步 分为三部分：周期性 抖动、有界不相关 DJ 和取决于数据的 DJ。 取决于数据的 DJ 可进一步 细分为码间串扰 和占空比失真。 确定性抖动是有界的， 这意味着存在限值。 有界不相关 抖动源是 来自相邻 通道的串扰。 攻击者会将一定量的 信号释放到受害 信号中，以使 数据变模糊。 码间串扰是由 取决于频率的 衰减导致的， 该衰减会在 使用 FR4 引线等 有损耗的介质时发生。 它还由因通孔 和连接器的 阻抗不连续性 而发生的反射 导致。 占空比失真 通常是由 Tx 上升/下降时间 不匹配和/或 Tx 路径中的时钟路由 不匹配导致的。 周期性抖动也 称为正弦抖动。 它是以固定频率 发生的抖动。 它也可能由 来自直流/直流 转换器等的电源噪声 或与相邻数据信号的 交叉耦合导致。 信号调节器的 一种简单形式 是转接驱动器，它 是一种模拟组件， 可以通过均衡 和增益调节来 恢复衰减的输入信号， 并根据信号规格重新 传输该信号。 它还可以转换 共模电压。 下一个级别的信号 调节器是重定时器。 包含转接驱动器 功能的重定时器 是一种混合 信号组件， 可以使用时钟 数据恢复电路 来恢复衰减的 输入信号， 使相位衰减并 滤除随机抖动， 然后根据信号规格 重新传输该信号。 使用信号调理器 有很多好处，包括 在很长的引线 或电缆上保持 信号完整性或 改善信号质量， 在信号源和 连接器之间的 PCB 布局上实现 设计灵活性， 改善系统性能， 帮助系统满足 合规性要求， 实现更大 范围的互操作性， 以及延长信号 可以在电缆 或引线上 传输的距离。 转接驱动器包含 一个连续时间线性 均衡器，该均衡器具有 一个明确的目的，即补偿 ISI 确定性抖动。 ISI 抖动是由 取决于频率的 损耗通过 FR4 引线或 电缆等传输介质引入的。 转接驱动器无法帮助 解决随机抖动或非 ISI 确定性抖动问题。 如果需要校正 非 ISI 确定性 抖动或随机 抖动，则需要 使用重定时器， 而不是转接驱动器。 重定时器可以 改善确定性抖动 和随机抖动，但 不能完全消除 这些抖动分量。 重定时器具有 其自身的固有 随机和确定性抖动。 根据重定时器的 架构，它可能 会放大通过 它的抖动。 好的 -- 为了回顾一下 刚刚介绍的内容， 让我们来看看 一个小测验并 回答这些是非题。 对还是错 -- 可以 通过使用重定时器等 信号调节器来 消除随机抖动。 错 -- 随机抖动 是由热噪声等 自然原因产生的， 因此无法消除。 对还是错 -- 信号调节器的 一个作用是纠正 特定组件的缺点。 对 -- 特定器件可能 具有性能不足的 接收器或存在其他缺陷， 从而降低信号完整性。 对还是错 -- 转接驱动器 可以解决系统中的随机 和 ISI 问题。 错，尽管转接驱动器 可以缓解 ISI 问题，但 无法解决随机抖动问题。 对还是错 -- 重定时器可以 补偿随机抖动 和确定性抖动， 并在其输出端 提供无抖动信号。 错，尽管 转接驱动器 可以补偿某些 确定性抖动， 但它会在输出信号中 生成自己的随机抖动 和确定性抖动。 因此输出并非 完全没有抖动。 最后，很高兴您能 参加该信号调节器 介绍课程。 在其他课程中， 我们将向您介绍 有关信号调节器 类型及其差异的 更多详细信息。 请查看 TI.com 中的 TI E2E 社区， 获取许多有用 问题的答案以及 其他关键信息。 谢谢。
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[数字广告词]
大家好，欢迎观看 TI 高精度实验室视频。
我是位于硅谷的 TI 高速信号链组的
Nicholaus Malone。
在该系列中，我们将 讨论信号调节器。
在本课程中， 我将讨论您
为何需要信号调节器。
在其他课程中， 我们将讨论
信号调节器的 类型及其差异。
高速千兆位级 产品随处可见。
您可以在电视、蓝光播放器、 笔记本电脑、平板电脑、
媒体中心服务器和 硬盘驱动器中看到它们。
甚至我们的汽车都有 视频信息娱乐系统。
所有这些产品都 包含千兆位级接口。
如今，我们很容易 找到许多使用
千兆位级技术的 电子产品，例如
USB 和 PCIE，它们用于 更高数据速率传输，
以及 HDMI 和 DisplayPort， 它们用于高分辨率视频。
高速传输系统 包含一个发送器
和一个接收器。
Tx 和 Rx 之间的 传输介质可以
采用引线、连接器 和电缆的形式。
在传输介质上 保持这些高速
信号的信号完整性 非常重要，而且
非常具有挑战性。
当千兆位级 信号通过传输
介质时，有许多 因素会导致信号
完整性下降。
这些因素包括 抖动，抖动是相对于
数字信号真实 周期的任何
偏差。
该偏差可能是 振幅、相位时序或
信号脉冲宽度 方面的偏差。
引起抖动的原因 包括 EMI 和与其他
信号的串扰。
插入损耗是 信号路径中的
任何损耗引起的 信号功率降低。
例如，跟踪器 电缆越长，产生的
损耗就越大。
串扰是一种现象， 其中在一个通道中
传输的信号会在另一个 通道中产生不良影响。
串扰通常是由 一个通道与另一个
通道的电容、电感 或导电耦合引起的。
码间串扰是信号 失真的一种形式，
其中一个数码会 干扰后续信号，
从而使通信 可靠性降低。
这是一种不良现象， 因为先前的数码
与当前数码的噪声 具有相似的效果。
噪声是有害 信号，它不
携带有用信息。
为了在接收器端 正确解码，需要
将信号保持在 一定的信噪比。
当信号沿着电缆 或连接器等传输
介质传输时，会发生 信号反射，并且某些
信号功率可能会 反射回其源端，
而不是沿电缆 一直传递到
远端。
当连接器或 电缆中的缺陷
导致阻抗不匹配以及 接口处的非线性变化时，
会发生反射。
抖动可能会导致 显示器闪烁，影响
台式机或服务器中的 处理器按预期运行的
能力，或者 可能会导致
咔嗒声或其他 不良效果和
音频信号。
这些所有因素都会 导致高速信号遭受
信号劣化。
可以通过使用 信号调节器
来解决或减轻 抖动问题。
由于随机抖动的 无界性，不可能
消除所有由 抖动引起的错误。
但可以实现目标 误码率或 BER。
转接驱动器或 重定时器等
信号调节器可以 帮助纠正抖动问题，
以实现目标误码率。
这里是信号 调节器的几个用例。
一个用例是扩展 器件的工作范围。
例如，器件 数据表可能
指明最大布线 长度为 4 英寸，
无需使用 信号调节器。
但系统设计目标 需要 8 英寸。
第二个用例是 纠正特定器件的
缺点。
例如，特定 器件可能
具有性能不足的 接收器，导致
无法通过 Rx JTol 合规性测试。
该器件的发送器 可能具有很差的
性能 -- 例如，高随机抖动、 低于标准的占空比失真、
很弱的电压摆幅等。
这里是一个扩展器件 工作范围的示例。
USB 3.1 主机数据表 可能指定主机
和 USB 连接器 之间的最大长度
为 4 英寸。
但是外形尺寸可能 需要 8 英寸的长度。
在本示例中，该额外的 4 英寸会对 I 图产生
不利影响。
对于该用例， 需要使用信号
调节器来处理 额外的 4 英寸。
在该示例中， 使用了德州仪器 (TI)
TUSB1044 信号调节器的 IBIS AMI 模型，以展示
可以使用信号 调节器将该
长度从 4 英寸 扩展至 8 英寸。
由于扩展布线 长度会增加
额外的 ISI 抖动，因此 可以使用 TUSB1044 等
转接驱动器 信号调节器。
系统中的 总抖动是
所有确定性抖动 和随机抖动之和。
离信号源 越远，抖动
对数据的 影响就越大。
抖动分为两部分， 即随机抖动和
确定性抖动。
随机抖动通常是由热噪声 或散粒噪声以及其他
无界的来源引起的。
随机抖动是无界的， 但具有高斯分布。
无界意味着 不存在最大限值。
确定性抖动可进一步 分为三部分：周期性
抖动、有界不相关 DJ 和取决于数据的
DJ。
取决于数据的 DJ 可进一步
细分为码间串扰 和占空比失真。
确定性抖动是有界的， 这意味着存在限值。
有界不相关 抖动源是
来自相邻 通道的串扰。
攻击者会将一定量的 信号释放到受害
信号中，以使 数据变模糊。
码间串扰是由 取决于频率的
衰减导致的， 该衰减会在
使用 FR4 引线等 有损耗的介质时发生。
它还由因通孔 和连接器的
阻抗不连续性 而发生的反射
导致。
占空比失真 通常是由 Tx
上升/下降时间 不匹配和/或 Tx
路径中的时钟路由 不匹配导致的。
周期性抖动也 称为正弦抖动。
它是以固定频率 发生的抖动。
它也可能由 来自直流/直流
转换器等的电源噪声 或与相邻数据信号的
交叉耦合导致。
信号调节器的 一种简单形式
是转接驱动器，它 是一种模拟组件，
可以通过均衡 和增益调节来
恢复衰减的输入信号， 并根据信号规格重新
传输该信号。
它还可以转换 共模电压。
下一个级别的信号 调节器是重定时器。
包含转接驱动器 功能的重定时器
是一种混合 信号组件，
可以使用时钟 数据恢复电路
来恢复衰减的 输入信号，
使相位衰减并 滤除随机抖动，
然后根据信号规格 重新传输该信号。
使用信号调理器 有很多好处，包括
在很长的引线 或电缆上保持
信号完整性或 改善信号质量，
在信号源和 连接器之间的
PCB 布局上实现 设计灵活性，
改善系统性能， 帮助系统满足
合规性要求， 实现更大
范围的互操作性， 以及延长信号
可以在电缆 或引线上
传输的距离。
转接驱动器包含 一个连续时间线性
均衡器，该均衡器具有 一个明确的目的，即补偿
ISI 确定性抖动。
ISI 抖动是由 取决于频率的
损耗通过 FR4 引线或 电缆等传输介质引入的。
转接驱动器无法帮助 解决随机抖动或非 ISI
确定性抖动问题。
如果需要校正 非 ISI 确定性
抖动或随机 抖动，则需要
使用重定时器， 而不是转接驱动器。
重定时器可以 改善确定性抖动
和随机抖动，但 不能完全消除
这些抖动分量。
重定时器具有 其自身的固有
随机和确定性抖动。
根据重定时器的 架构，它可能
会放大通过 它的抖动。
好的 -- 为了回顾一下 刚刚介绍的内容，
让我们来看看 一个小测验并
回答这些是非题。
对还是错 -- 可以 通过使用重定时器等
信号调节器来 消除随机抖动。
错 -- 随机抖动 是由热噪声等
自然原因产生的， 因此无法消除。
对还是错 -- 信号调节器的
一个作用是纠正 特定组件的缺点。
对 -- 特定器件可能 具有性能不足的
接收器或存在其他缺陷， 从而降低信号完整性。
对还是错 -- 转接驱动器 可以解决系统中的随机
和 ISI 问题。
错，尽管转接驱动器 可以缓解 ISI 问题，但
无法解决随机抖动问题。
对还是错 -- 重定时器可以
补偿随机抖动 和确定性抖动，
并在其输出端 提供无抖动信号。
错，尽管 转接驱动器
可以补偿某些 确定性抖动，
但它会在输出信号中 生成自己的随机抖动
和确定性抖动。
因此输出并非 完全没有抖动。
最后，很高兴您能 参加该信号调节器
介绍课程。
在其他课程中， 我们将向您介绍
有关信号调节器 类型及其差异的
更多详细信息。
请查看 TI.com 中的 TI E2E 社区，
获取许多有用 问题的答案以及
其他关键信息。
谢谢。
[数字广告词] 大家好，欢迎观看 TI 高精度实验室视频。 我是位于硅谷的 TI 高速信号链组的 Nicholaus Malone。 在该系列中，我们将 讨论信号调节器。 在本课程中， 我将讨论您 为何需要信号调节器。 在其他课程中， 我们将讨论 信号调节器的 类型及其差异。 高速千兆位级 产品随处可见。 您可以在电视、蓝光播放器、 笔记本电脑、平板电脑、 媒体中心服务器和 硬盘驱动器中看到它们。 甚至我们的汽车都有 视频信息娱乐系统。 所有这些产品都 包含千兆位级接口。 如今，我们很容易 找到许多使用 千兆位级技术的 电子产品，例如 USB 和 PCIE，它们用于 更高数据速率传输， 以及 HDMI 和 DisplayPort， 它们用于高分辨率视频。 高速传输系统 包含一个发送器 和一个接收器。 Tx 和 Rx 之间的 传输介质可以 采用引线、连接器 和电缆的形式。 在传输介质上 保持这些高速 信号的信号完整性 非常重要，而且 非常具有挑战性。 当千兆位级 信号通过传输 介质时，有许多 因素会导致信号 完整性下降。 这些因素包括 抖动，抖动是相对于 数字信号真实 周期的任何 偏差。 该偏差可能是 振幅、相位时序或 信号脉冲宽度 方面的偏差。 引起抖动的原因 包括 EMI 和与其他 信号的串扰。 插入损耗是 信号路径中的 任何损耗引起的 信号功率降低。 例如，跟踪器 电缆越长，产生的 损耗就越大。 串扰是一种现象， 其中在一个通道中 传输的信号会在另一个 通道中产生不良影响。 串扰通常是由 一个通道与另一个 通道的电容、电感 或导电耦合引起的。 码间串扰是信号 失真的一种形式， 其中一个数码会 干扰后续信号， 从而使通信 可靠性降低。 这是一种不良现象， 因为先前的数码 与当前数码的噪声 具有相似的效果。 噪声是有害 信号，它不 携带有用信息。 为了在接收器端 正确解码，需要 将信号保持在 一定的信噪比。 当信号沿着电缆 或连接器等传输 介质传输时，会发生 信号反射，并且某些 信号功率可能会 反射回其源端， 而不是沿电缆 一直传递到 远端。 当连接器或 电缆中的缺陷 导致阻抗不匹配以及 接口处的非线性变化时， 会发生反射。 抖动可能会导致 显示器闪烁，影响 台式机或服务器中的 处理器按预期运行的 能力，或者 可能会导致 咔嗒声或其他 不良效果和 音频信号。 这些所有因素都会 导致高速信号遭受 信号劣化。 可以通过使用 信号调节器 来解决或减轻 抖动问题。 由于随机抖动的 无界性，不可能 消除所有由 抖动引起的错误。 但可以实现目标 误码率或 BER。 转接驱动器或 重定时器等 信号调节器可以 帮助纠正抖动问题， 以实现目标误码率。 这里是信号 调节器的几个用例。 一个用例是扩展 器件的工作范围。 例如，器件 数据表可能 指明最大布线 长度为 4 英寸， 无需使用 信号调节器。 但系统设计目标 需要 8 英寸。 第二个用例是 纠正特定器件的 缺点。 例如，特定 器件可能 具有性能不足的 接收器，导致 无法通过 Rx JTol 合规性测试。 该器件的发送器 可能具有很差的 性能 -- 例如，高随机抖动、 低于标准的占空比失真、 很弱的电压摆幅等。 这里是一个扩展器件 工作范围的示例。 USB 3.1 主机数据表 可能指定主机 和 USB 连接器 之间的最大长度 为 4 英寸。 但是外形尺寸可能 需要 8 英寸的长度。 在本示例中，该额外的 4 英寸会对 I 图产生 不利影响。 对于该用例， 需要使用信号 调节器来处理 额外的 4 英寸。 在该示例中， 使用了德州仪器 (TI) TUSB1044 信号调节器的 IBIS AMI 模型，以展示 可以使用信号 调节器将该 长度从 4 英寸 扩展至 8 英寸。 由于扩展布线 长度会增加 额外的 ISI 抖动，因此 可以使用 TUSB1044 等 转接驱动器 信号调节器。 系统中的 总抖动是 所有确定性抖动 和随机抖动之和。 离信号源 越远，抖动 对数据的 影响就越大。 抖动分为两部分， 即随机抖动和 确定性抖动。 随机抖动通常是由热噪声 或散粒噪声以及其他 无界的来源引起的。 随机抖动是无界的， 但具有高斯分布。 无界意味着 不存在最大限值。 确定性抖动可进一步 分为三部分：周期性 抖动、有界不相关 DJ 和取决于数据的 DJ。 取决于数据的 DJ 可进一步 细分为码间串扰 和占空比失真。 确定性抖动是有界的， 这意味着存在限值。 有界不相关 抖动源是 来自相邻 通道的串扰。 攻击者会将一定量的 信号释放到受害 信号中，以使 数据变模糊。 码间串扰是由 取决于频率的 衰减导致的， 该衰减会在 使用 FR4 引线等 有损耗的介质时发生。 它还由因通孔 和连接器的 阻抗不连续性 而发生的反射 导致。 占空比失真 通常是由 Tx 上升/下降时间 不匹配和/或 Tx 路径中的时钟路由 不匹配导致的。 周期性抖动也 称为正弦抖动。 它是以固定频率 发生的抖动。 它也可能由 来自直流/直流 转换器等的电源噪声 或与相邻数据信号的 交叉耦合导致。 信号调节器的 一种简单形式 是转接驱动器，它 是一种模拟组件， 可以通过均衡 和增益调节来 恢复衰减的输入信号， 并根据信号规格重新 传输该信号。 它还可以转换 共模电压。 下一个级别的信号 调节器是重定时器。 包含转接驱动器 功能的重定时器 是一种混合 信号组件， 可以使用时钟 数据恢复电路 来恢复衰减的 输入信号， 使相位衰减并 滤除随机抖动， 然后根据信号规格 重新传输该信号。 使用信号调理器 有很多好处，包括 在很长的引线 或电缆上保持 信号完整性或 改善信号质量， 在信号源和 连接器之间的 PCB 布局上实现 设计灵活性， 改善系统性能， 帮助系统满足 合规性要求， 实现更大 范围的互操作性， 以及延长信号 可以在电缆 或引线上 传输的距离。 转接驱动器包含 一个连续时间线性 均衡器，该均衡器具有 一个明确的目的，即补偿 ISI 确定性抖动。 ISI 抖动是由 取决于频率的 损耗通过 FR4 引线或 电缆等传输介质引入的。 转接驱动器无法帮助 解决随机抖动或非 ISI 确定性抖动问题。 如果需要校正 非 ISI 确定性 抖动或随机 抖动，则需要 使用重定时器， 而不是转接驱动器。 重定时器可以 改善确定性抖动 和随机抖动，但 不能完全消除 这些抖动分量。 重定时器具有 其自身的固有 随机和确定性抖动。 根据重定时器的 架构，它可能 会放大通过 它的抖动。 好的 -- 为了回顾一下 刚刚介绍的内容， 让我们来看看 一个小测验并 回答这些是非题。 对还是错 -- 可以 通过使用重定时器等 信号调节器来 消除随机抖动。 错 -- 随机抖动 是由热噪声等 自然原因产生的， 因此无法消除。 对还是错 -- 信号调节器的 一个作用是纠正 特定组件的缺点。 对 -- 特定器件可能 具有性能不足的 接收器或存在其他缺陷， 从而降低信号完整性。 对还是错 -- 转接驱动器 可以解决系统中的随机 和 ISI 问题。 错，尽管转接驱动器 可以缓解 ISI 问题，但 无法解决随机抖动问题。 对还是错 -- 重定时器可以 补偿随机抖动 和确定性抖动， 并在其输出端 提供无抖动信号。 错，尽管 转接驱动器 可以补偿某些 确定性抖动， 但它会在输出信号中 生成自己的随机抖动 和确定性抖动。 因此输出并非 完全没有抖动。 最后，很高兴您能 参加该信号调节器 介绍课程。 在其他课程中， 我们将向您介绍 有关信号调节器 类型及其差异的 更多详细信息。 请查看 TI.com 中的 TI E2E 社区， 获取许多有用 问题的答案以及 其他关键信息。 谢谢。
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我是位于硅谷的 TI 高速信号链组的
Nicholaus Malone。
在该系列中，我们将 讨论信号调节器。
在本课程中， 我将讨论您
为何需要信号调节器。
在其他课程中， 我们将讨论
信号调节器的 类型及其差异。
高速千兆位级 产品随处可见。
您可以在电视、蓝光播放器、 笔记本电脑、平板电脑、
媒体中心服务器和 硬盘驱动器中看到它们。
甚至我们的汽车都有 视频信息娱乐系统。
所有这些产品都 包含千兆位级接口。
如今，我们很容易 找到许多使用
千兆位级技术的 电子产品，例如
USB 和 PCIE，它们用于 更高数据速率传输，
以及 HDMI 和 DisplayPort， 它们用于高分辨率视频。
高速传输系统 包含一个发送器
和一个接收器。
Tx 和 Rx 之间的 传输介质可以
采用引线、连接器 和电缆的形式。
在传输介质上 保持这些高速
信号的信号完整性 非常重要，而且
非常具有挑战性。
当千兆位级 信号通过传输
介质时，有许多 因素会导致信号
完整性下降。
这些因素包括 抖动，抖动是相对于
数字信号真实 周期的任何
偏差。
该偏差可能是 振幅、相位时序或
信号脉冲宽度 方面的偏差。
引起抖动的原因 包括 EMI 和与其他
信号的串扰。
插入损耗是 信号路径中的
任何损耗引起的 信号功率降低。
例如，跟踪器 电缆越长，产生的
损耗就越大。
串扰是一种现象， 其中在一个通道中
传输的信号会在另一个 通道中产生不良影响。
串扰通常是由 一个通道与另一个
通道的电容、电感 或导电耦合引起的。
码间串扰是信号 失真的一种形式，
其中一个数码会 干扰后续信号，
从而使通信 可靠性降低。
这是一种不良现象， 因为先前的数码
与当前数码的噪声 具有相似的效果。
噪声是有害 信号，它不
携带有用信息。
为了在接收器端 正确解码，需要
将信号保持在 一定的信噪比。
当信号沿着电缆 或连接器等传输
介质传输时，会发生 信号反射，并且某些
信号功率可能会 反射回其源端，
而不是沿电缆 一直传递到
远端。
当连接器或 电缆中的缺陷
导致阻抗不匹配以及 接口处的非线性变化时，
会发生反射。
抖动可能会导致 显示器闪烁，影响
台式机或服务器中的 处理器按预期运行的
能力，或者 可能会导致
咔嗒声或其他 不良效果和
音频信号。
这些所有因素都会 导致高速信号遭受
信号劣化。
可以通过使用 信号调节器
来解决或减轻 抖动问题。
由于随机抖动的 无界性，不可能
消除所有由 抖动引起的错误。
但可以实现目标 误码率或 BER。
转接驱动器或 重定时器等
信号调节器可以 帮助纠正抖动问题，
以实现目标误码率。
这里是信号 调节器的几个用例。
一个用例是扩展 器件的工作范围。
例如，器件 数据表可能
指明最大布线 长度为 4 英寸，
无需使用 信号调节器。
但系统设计目标 需要 8 英寸。
第二个用例是 纠正特定器件的
缺点。
例如，特定 器件可能
具有性能不足的 接收器，导致
无法通过 Rx JTol 合规性测试。
该器件的发送器 可能具有很差的
性能 -- 例如，高随机抖动、 低于标准的占空比失真、
很弱的电压摆幅等。
这里是一个扩展器件 工作范围的示例。
USB 3.1 主机数据表 可能指定主机
和 USB 连接器 之间的最大长度
为 4 英寸。
但是外形尺寸可能 需要 8 英寸的长度。
在本示例中，该额外的 4 英寸会对 I 图产生
不利影响。
对于该用例， 需要使用信号
调节器来处理 额外的 4 英寸。
在该示例中， 使用了德州仪器 (TI)
TUSB1044 信号调节器的 IBIS AMI 模型，以展示
可以使用信号 调节器将该
长度从 4 英寸 扩展至 8 英寸。
由于扩展布线 长度会增加
额外的 ISI 抖动，因此 可以使用 TUSB1044 等
转接驱动器 信号调节器。
系统中的 总抖动是
所有确定性抖动 和随机抖动之和。
离信号源 越远，抖动
对数据的 影响就越大。
抖动分为两部分， 即随机抖动和
确定性抖动。
随机抖动通常是由热噪声 或散粒噪声以及其他
无界的来源引起的。
随机抖动是无界的， 但具有高斯分布。
无界意味着 不存在最大限值。
确定性抖动可进一步 分为三部分：周期性
抖动、有界不相关 DJ 和取决于数据的
DJ。
取决于数据的 DJ 可进一步
细分为码间串扰 和占空比失真。
确定性抖动是有界的， 这意味着存在限值。
有界不相关 抖动源是
来自相邻 通道的串扰。
攻击者会将一定量的 信号释放到受害
信号中，以使 数据变模糊。
码间串扰是由 取决于频率的
衰减导致的， 该衰减会在
使用 FR4 引线等 有损耗的介质时发生。
它还由因通孔 和连接器的
阻抗不连续性 而发生的反射
导致。
占空比失真 通常是由 Tx
上升/下降时间 不匹配和/或 Tx
路径中的时钟路由 不匹配导致的。
周期性抖动也 称为正弦抖动。
它是以固定频率 发生的抖动。
它也可能由 来自直流/直流
转换器等的电源噪声 或与相邻数据信号的
交叉耦合导致。
信号调节器的 一种简单形式
是转接驱动器，它 是一种模拟组件，
可以通过均衡 和增益调节来
恢复衰减的输入信号， 并根据信号规格重新
传输该信号。
它还可以转换 共模电压。
下一个级别的信号 调节器是重定时器。
包含转接驱动器 功能的重定时器
是一种混合 信号组件，
可以使用时钟 数据恢复电路
来恢复衰减的 输入信号，
使相位衰减并 滤除随机抖动，
然后根据信号规格 重新传输该信号。
使用信号调理器 有很多好处，包括
在很长的引线 或电缆上保持
信号完整性或 改善信号质量，
在信号源和 连接器之间的
PCB 布局上实现 设计灵活性，
改善系统性能， 帮助系统满足
合规性要求， 实现更大
范围的互操作性， 以及延长信号
可以在电缆 或引线上
传输的距离。
转接驱动器包含 一个连续时间线性
均衡器，该均衡器具有 一个明确的目的，即补偿
ISI 确定性抖动。
ISI 抖动是由 取决于频率的
损耗通过 FR4 引线或 电缆等传输介质引入的。
转接驱动器无法帮助 解决随机抖动或非 ISI
确定性抖动问题。
如果需要校正 非 ISI 确定性
抖动或随机 抖动，则需要
使用重定时器， 而不是转接驱动器。
重定时器可以 改善确定性抖动
和随机抖动，但 不能完全消除
这些抖动分量。
重定时器具有 其自身的固有
随机和确定性抖动。
根据重定时器的 架构，它可能
会放大通过 它的抖动。
好的 -- 为了回顾一下 刚刚介绍的内容，
让我们来看看 一个小测验并
回答这些是非题。
对还是错 -- 可以 通过使用重定时器等
信号调节器来 消除随机抖动。
错 -- 随机抖动 是由热噪声等
自然原因产生的， 因此无法消除。
对还是错 -- 信号调节器的
一个作用是纠正 特定组件的缺点。
对 -- 特定器件可能 具有性能不足的
接收器或存在其他缺陷， 从而降低信号完整性。
对还是错 -- 转接驱动器 可以解决系统中的随机
和 ISI 问题。
错，尽管转接驱动器 可以缓解 ISI 问题，但
无法解决随机抖动问题。
对还是错 -- 重定时器可以
补偿随机抖动 和确定性抖动，
并在其输出端 提供无抖动信号。
错，尽管 转接驱动器
可以补偿某些 确定性抖动，
但它会在输出信号中 生成自己的随机抖动
和确定性抖动。
因此输出并非 完全没有抖动。
最后，很高兴您能 参加该信号调节器
介绍课程。
在其他课程中， 我们将向您介绍
有关信号调节器 类型及其差异的
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视频简介
8.1 TI 高精度实验室 -信号调节：什么是信号调节器？
所属课程：TI 高精度实验室 -信号调节
发布时间：2020.02.13
视频集数：4
本节视频时长：00:11:35
未学习 8.1 TI 高精度实验室 -信号调节：什么是信号调节器？
未学习 8.2 TI 高精度实验室 - 信号调节：线性和有限Redriver有什么区别？
未学习 8.3 TI 高精度实验室 -信号调节：什么是眼图？
未学习 8.4 TI 高精度实验室 - 信号调节：信号完整性如何影响眼图？
