預加重技術--數字工程師要掌握的射頻知識連載（四）
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預加重（Pre-emphasis）是一種在發送端事先對發送信號的高頻分量進行補償的方法。這種方法是增大信號跳變邊沿后第一個bit（跳變bit）的幅度（預加重）。比如對于一個00111的序列來說，做完預加重后序列里第一個1的幅度會比第二個和第三個1的幅度大。由于跳變bit代表了信號里的高頻分量，所以這種方法有助于提高發送信號里的高頻分量。在實際實現時，有時并不是增加跳變bit的幅度，而是相應減小非跳變bit的幅度，這種方法有時又叫去加重（De-emphasis）。
對于預加重技術來說，其對信號改善的效果取決于其預加重的幅度的大小，預加重的幅度是指經過預加重后跳變比特相對于非跳變比特幅度的變化。預加重幅度的計算公式如圖2.30所示。數字總線中經常使用的預加重有3.5dB、6dB、9.5dB等。對于6dB的預加重來說，相當于在發送端看，跳變比特的電壓幅度是非跳變比特電壓幅度的2倍。
簡單的預加重對信號的頻譜改善并不是完美的，比如其頻率響應曲線并不一定和實際的傳輸通道的損耗曲線相匹配，所以高速率的總線會采用階數更高、更復雜的預加重技術。如下圖所示是一個3階的預加重，其除了對跳變沿后面的第1個比特進行預加重處理外，跳變沿之后的第2個比特的幅度也有變化。跳變沿后第1個比特的幅度變化有時也叫Post Cursor1，跳變沿后的第2個比特的幅度變化有時也叫Post Cursor2。有些總線如PCI-E3.0，會對跳變沿前面的1個比特的幅度也進行調整，叫做Pre Cursor1，有時也稱為PreShoot。
由于真正的預加重電路在實現的時候需要有相應的放大電路來增加跳變比特的幅度，電路比較復雜而且增加系統功耗，所以在實際應用時更多采用的是去加重的方式（De-Emphasis）。去加重技術不是增大跳變比特的幅度，而是減小非跳變比特的幅度，從而得到和預加重類似的信號波形。下圖是對一個10Gbps的信號進行-3.5dB的去加重后對頻譜的影響。可以看到，去加重主要是通過壓縮信號的直流和低頻分量（長0或者長1的比特流），從而改善其在傳輸過程中可能造成的對短的0或者短1比特的影響。
最簡單的去加重實現方法是把輸出信號延時一個或多個比特后乘以一個加權系數并和原信號相加。去加重方法實際上壓縮了信號直流電平的幅度，去加重的比例越大，信號直流電平被壓縮得越厲害，因此去加重的幅度在實際應用中一般很少超過-9.5dB，極端情況下也就用到-12db左右。
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