高速系统设计 抖动、噪声与信号完整性PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

高速系统设计 抖动、噪声与信号完整性PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 绪论1

1.1 抖动、噪声和通信系统基础1

1.1.1 什么是抖动、噪声和信号完整性1

1.1.2 抖动和噪声如何影响通信系统的性能2

1.1.2.1 误码机理2

1.1.2.2 误码率3

1.2 时序抖动、幅度噪声和信号完整性的根源3

1.2.1 固有噪声和抖动4

1.2.1.1 热噪声4

1.2.1.2 散弹噪声4

1.2.1.3 闪烁噪声4

1.2.2 噪声转化为时序抖动4

1.2.3 非固有噪声和抖动5

1.2.3.1 周期性噪声和抖动5

1.2.3.2 占空失真（DCD）6

1.2.3.3 符号间干扰（ISI）6

1.2.3.4 串扰7

1.3 抖动、噪声的统计信号描述9

1.3.1 峰-峰值和均方根RMS描述9

1.3.2 抖动或噪声的概率密度函数及分量描述10

1.4 抖动、噪声和BER的系统描述11

1.4.1 参考基准选取的重要性11

1.4.2 串行数据通信中的抖动传递函数11

1.5 抖动、噪声、BER和信号完整性研究述评13

1.6 全书概要14

参考文献16

第2章 抖动、噪声及信号完整性的统计信号与线性理论17

A部分：概率，统计量和随机信号17

2.1 随机变量及其概率分布17

2.1.1 随机变量和概率17

2.1.1.1 基本定义17

2.1.1.2 联合概率18

2.1.1.3 条件概率18

2.1.1.4 统计独立性18

2.1.2 概率分布函数19

2.1.2.1 概率密度函数（PDF）19

2.1.2.2 累积分布函数（CDF）19

2.1.2.3 PDF和CDF之间的关系20

2.1.2.4 多个相关变量的PDF20

2.1.2.5 多维随机变量的PDF和CDF21

2.1.2.6 独立变量的PDF和CDF21

2.1.2.7 两个随机变量之和的PDF21

2.2 统计估计23

2.2.1 数学期望或均值23

2.2.2 方差24

2.2.3 矩24

2.2.3.1 二阶中心矩与方差25

2.2.3.2 三阶中心矩及偏度25

2.2.3.3 四阶中心矩及峰度25

2.2.4 切比雪夫不等式25

2.2.5 相关性26

2.3 采样与估计27

2.3.1 采样估计与收敛27

2.3.1.1 均值、均方差和峰-峰值估计27

2.3.1.2 大数定理28

2.3.1.3 估计量的收敛性29

2.3.2 中心极限定理29

2.4 随机过程与谱分析30

2.4.1 随机过程的PDF和CDF30

2.4.2 随机过程的统计估计量30

2.4.3 几种随机过程形式32

2.4.3.1 广义平稳随机过程（WSS）32

2.4.3.2 狭义平稳随机过程32

2.4.3.3 各态历经随机过程32

2.4.3.4 不同随机过程之间的关系33

2.4.4 信号功率和功率谱密度（PSD）34

2.4.4.1 PSD的定义34

2.4.4.2 PSD和维纳-辛钦定理35

B部分：线性系统理论36

2.5 线性时不变系统36

2.5.1 时域分析36

2.5.2 频域分析37

2.5.3 LTI系统的性质39

2.5.3.1 交换律39

2.5.3.2 分配律39

2.5.3.3 结合律39

2.5.3.4 级联性39

2.6 LTI系统的统计估计量40

2.6.1 均值40

2.6.2 自相关函数40

2.6.3 均方值40

2.7 LTI系统的功率谱密度41

2.7.1 输出的功率谱密度42

2.7.2 输出自相关函数42

2.8 小结43

参考文献43

第3章 抖动及噪声的根源、机理与数学模型44

3.1 确定性抖动（DJ）44

3.1.1 数据相关性抖动（DDJ）44

3.1.1.1 基本理论44

3.1.1.2 RC LTI系统的DDJ估计45

3.1.1.3 仿真46

3.1.1.4 与空失真49

3.1.1.5 符号间干扰（ISI）50

3.1.1.6 DDJ的通用模型50

3.1.2 周期性抖动（PJ）50

3.1.2.1 单PJ的PDF51

3.1.2.2 单PJ的频谱52

3.1.2.3 双PJ的PDF52

3.1.2.4 双PJ的频谱54

3.1.2.5 多PJ（N＞2）的PDF55

3.1.2.6 多PJ（N＞2）的频谱55

3.1.3 有界不相关抖动BUJ56

3.1.3.1 BUJ的PDF56

3.1.3.2 BUJ的频谱57

3.2 随机抖动58

3.2.1 高斯抖动58

3.2.1.1 高斯分布的PDF58

3.2.1.2 高斯抖动的PSD59

3.2.2 高阶f-α抖动60

3.2.2.1 f-α抖动的PDF60

3.2.2.2 f-α的PSD62

3.3 总抖动PDF与PSD62

3.3.1 总抖动的PDF62

3.3.2 总抖动的PSD63

3.4 小结63

参考文献64

第4章 抖动、噪声、误码率及相互关系65

4.1 眼图和BER要点65

4.2 总抖动PDF与各分量PDF的关系65

4.2.1 总抖动的PDF66

4.2.2 抖动PDF的卷积66

4.2.3 眼图结构对应的抖动PDF67

4.3 总噪声PDF与各分量PDF的关系68

4.3.1 总幅度噪声的PDF68

4.3.2 噪声PDF的卷积68

4.3.3 眼图结构对应的噪声PDF69

4.4 时序抖动和幅度噪声的联合PDF70

4.4.1 通用二维PDF70

4.4.2 二维高斯分布70

4.5 BER与抖动／噪声的关系71

4.5.1 时序抖动和BER71

4.5.2 幅度噪声和BER72

4.5.3 抖动和噪声共同作用下的BER74

4.6 小结77

参考文献77

第5章 统计域抖动及噪声的分离与分析78

5.1 抖动分离的原因和目的78

5.1.1 实际抖动分析及测试中的直接观测量78

5.1.2 表征、诊断和调试中的需求78

5.1.3 统计域中抖动分离方法概述79

5.2 基于PDF的抖动分离79

5.2.1 针对PDF的尾部拟合法79

5.2.1.1 总抖动的PDF及其与DJ PDF和RJ PDF的关系79

5.2.1.2 算法实现80

5.2.1.3 蒙特卡罗仿真82

5.2.2 通过反卷积确定DJ的PDF84

5.2.2.1 反卷积原理84

5.2.2.2 反卷积仿真85

5.3 基于BER CDF的抖动分离86

5.3.1 针对BER CDF的尾部拟合法87

5.3.2 “变换的”BER CDF的尾部拟合法88

5.3.3 从BER CDF或Q因子中估计DJ PDF90

5.3.4 从BER CDF中估计总抖动TJ90

5.4 直接型双狄拉克抖动分离法91

5.4.1 总抖动PDF92

5.4.2 总BER CDF92

5.4.3 直接型“双δ”DJ模型的精度94

5.4.3.1 对应DJ PDF变化范围的BER CDF误差94

5.4.3.2 对应BER CDF值变化范围的DJ误差96

5.5 小结97

参考文献98

第6章 时域、频域抖动及噪声分离与分析99

6.1 抖动的时域及频域表征99

6.1.1 抖动的时域表示99

6.1.2 抖动的频域表示99

6.1.2.1 直接傅里叶变换频谱99

6.1.2.2 抖动PSD101

6.2 DDJ分离101

6.2.1 基于抖动时间函数的分离法101

6.2.2 基于傅里叶频谱或PSD的分离法103

6.2.3 从DDJ中分离DCD和ISI103

6.3 PJ,RJ及BUJ分离105

6.3.1 基于傅里叶频谱105

6.3.2 基于PSD106

6.3.3 基于时域方差函数106

6.4 脉宽拉缩108

6.4.1 PWS的定义108

6.4.2 PWS的平均和DDJ109

6.4.3 PWS估计109

6.5 时域、频域抖动分离法对比110

6.6 小结111

参考文献111

第7章 时钟抖动112

7.1 时钟抖动112

7.1.1 时钟抖动的定义112

7.1.2 时钟抖动的影响113

7.1.2.1 同步系统113

7.1.2.2 异步系统115

7.2 几种抖动的定义和数学模型116

7.2.1 相位抖动116

7.2.2 周期抖动117

7.2.3 周期间抖动117

7.2.4 相互关系118

7.2.4.1 时域118

7.2.4.2 频域120

7.3 时钟抖动与相位噪声121

7.3.1 相位噪声121

7.3.2 相位抖动到相位噪声的转换123

7.3.3 相位噪声到相位抖动的转换123

7.4 小结125

参考文献126

第8章 锁相环抖动及传递函数分析127

8.1 锁相环简介127

8.2 PLL时域及频域行为128

8.2.1 时域建模与分析128

8.2.2 频域建模与分析129

8.3 PLL功能及参数分析130

8.3.1 功能分析130

8.3.1.1 相位响应与幅度响应130

8.3.1.2 PLL冲激／阶跃响应130

8.3.1.3 伯德图131

8.3.1.4 极点和零点132

8.3.2 参数分析132

8.4 PLL抖动及噪声分析134

8.4.1 相位抖动功率谱密度（PSD）134

8.4.2 方差及PSD136

8.5 二阶PLL分析136

8.5.1 系统传递函数136

8.5.2 特性参数138

8.5.3 抖动及传递函数分析139

8.5.3.1 基于时域方差函数的方法140

8.5.3.2 实验结果140

8.6 三阶PLL分析144

8.6.1 系统传递函数144

8.6.2 特性参数146

8.6.3 抖动和传递函数分析147

8.6.3.1 基于频域PSD的方法147

8.6.3.2 实验结果148

8.7 与PLL传统分析方法的对比151

8.8 小结152

参考文献153

第9章 高速链路抖动及信号完整性机理154

9.1 链路系统的体系结构与部件154

9.2 发送器155

9.2.1 发送器子系统体系结构155

9.2.2 性能的决定性因素156

9.3 接收器157

9.3.1 接收器子系统体系结构157

9.3.2 接收器性能的决定性因素157

9.4 信道或媒质158

9.4.1 信道材料和特性158

9.4.1.1 铜质信道159

9.4.1.2 光纤信道161

9.4.2 信道中的其他损耗161

9.4.2.1 串扰162

9.4.2.2 反射163

9.5 参考时钟166

9.6 总链路抖动预算168

9.7 小结170

参考文献170

第10章 高速链路抖动及信令完整性的建模与分析172

10.1 线性时不变近似172

10.2 发送器建模与分析172

10.2.1 发送器数据位流173

10.2.2 发送器均衡173

10.2.3 发送器抖动相位调制175

10.2.4 发送器噪声幅度调制175

10.2.5 发送器损耗175

10.2.6 发送器驱动器175

10.3 信道建模与分析176

10.3.1 信道线性时不变LTI建模176

10.3.2 信道传递函数177

10.3.2.1 信道冲激响应177

10.3.2.2 信道单位阶跃响应178

10.3.2.3 信道S参数178

10.3.2.4 S参数、传递函数和反射系数179

10.3.3 通用信道模型180

10.3.3.1 一阶分析模型180

10.3.3.2 二阶分析模型181

10.4 接收器建模与分析183

10.4.1 接收器损耗185

10.4.2 接收器时钟恢复185

10.4.3 接收器均衡186

10.4.4 接收器参考电压噪声的幅度调制表示187

10.4.5 接收器驱动电压噪声的幅度调制表示187

10.4.6 接收器驱动器188

10.5 小结188

参考文献189

第11章 高速链路抖动及信令完整性的测试与分析190

11.1 链路信令及其对测试的影响190

11.1.1 常态链路信令测试的含义190

11.1.1.1 时钟恢复和抖动传递函数190

11.1.1.2 抖动传递函数与链路测试192

11.1.2 高级链路信令测试193

11.1.2.1 发送器均衡与测试194

11.1.2.2 接收器均衡与测试195

11.2 发送器输出测试196

11.2.1 常态串行链路信令的发送器测试197

11.2.2 高级串行链路信令的发送器测试197

11.2.2.1 发送器均衡的链路信令198

11.2.2.2 接收器均衡的链路信令199

11.3 信道及信道输出测试199

11.3.1 基于S参数的信道测试200

11.3.2 带有参考发送器的信道测试201

11.4 接收器测试202

11.4.1 常态链路信令的接收器测试202

11.4.2 高级链路信令的接收器测试203

11.4.3 接收器内部抖动测试204

11.5 参考时钟测试205

11.6 锁相环测试209

11.6.1 无激励的测试方法209

11.6.2 基于激励的测试方法209

11.7 环回测试210

11.8 小结211

参考文献213

第12章 总结与展望215

12.1 总结215

12.2 展望218

参考文献219

索引220