串行系列-FIR與預(yù)加重

作者：陳德恒 ? ?

其實預(yù)加重與均衡的思路是一樣的，都是減小信號的低頻分量，增加信號的高頻分量。只不過位置不同，一個在TX端，一個在RX端。同時，預(yù)加重與均衡使用的技術(shù)手段也不盡相同。

預(yù)加重主要的手段是使用FIR-Finite Impulse Response，有限沖激響應(yīng)濾波器。在時域上就非常好理解，本來我發(fā)送端（黑色）一個好好的階躍信號，通過一個通道之后到接收端（紅色）上升沿不是會變緩嗎？那我在最開始的時候就把你將會變緩的地方拉的更陡，在上升沿的前面減去一個脈沖信號，在上升沿的后面加上一個脈沖信號。到接收端的時候就算你衰減了，也不過只是衰減成了我沒有將上升沿變陡之前的樣子。

硬件實現(xiàn)也非常簡單。使用乘法器生成一些不同的脈沖信號，然后通過加法器將這些脈沖信號加在上升沿的不同位置。至于乘以多少，加在哪里根據(jù)不同的通道特性來決定。

我們這幾幅圖里面屬于比較簡單的FIR濾波器，你可以看到，他只是拉低了上升沿的前面一位，拉高了上升沿的后面一位。實際上FIR可以有更多的tap（可以將tap理解為一次乘和加的過程），可以改變上升沿前面或后面的更多位，一個FIR濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖如下：

讀到這里，再看看本文的第一張圖，不知道會不會有朋友疑惑，為何還要拉對上升沿的后面幾位進行FIR的過程？保持1或0的部分又不會因為高頻衰減而大幅波動，衰減不是只體現(xiàn)在上升/下降沿上嗎？

確實，衰減主要在邊緣上，但是實際通道中可不止有損耗，還有反射、串?dāng)_等引起的問題。假如通道上有一段阻抗不連續(xù)，我們的階躍信號就會變成這個樣子：

Si go yi！看到這里想必大家也想到了，F(xiàn)IR濾波器貌似不止能解決損耗問題，順帶還能解決一些由反射引起的振鈴呢！

上面講到的基本都是增加高頻分量。其實在TX端，除了預(yù)加重同時還有去加重，與預(yù)加重不同，去加重是衰減低頻分量，效果是一樣的，只不過在接收端接收到的信號整體幅值會比使用預(yù)加重低，但是這種相當(dāng)于平坦性衰減的東西誰關(guān)心呢？

使用FIR濾波器之后的頻率響應(yīng)在之前的《de emphasis學(xué)習(xí)筆記》一文中有詳細解析，大家有興趣的話可以再去翻一下那篇文章。

TX端除了FIR濾波器，有時候也會用上CTLE技術(shù)，我們下回分解。