對于一個理想的方波信號，其上升沿是無限陡的，從頻域上看 它是由無限多的奇數(shù)次諧波構(gòu)成的，因此一個理想方波可以認為是無限多奇次正弦諧波 的疊加。

但是對于真實的數(shù)字信號來說，其上升沿不是無限陡的，因此其高次諧波的能量會受到 限制。比如圖1.3是用同一個時鐘芯片分別產(chǎn)生的50MHz和250MHz的時鐘信號的頻 譜，我們可以看到雖然兩種情況下輸出時鐘頻率不一樣，但是信號的主要頻譜能量都集中在 5GHz以內(nèi)，并不見得250MHz時鐘的頻譜分布就一定比50MHz時鐘的大5倍。 數(shù)字信號處理系統(tǒng)的性能取決于3個因素：采樣頻率、架構(gòu)、字長。中國香港PCI-E測試數(shù)字信號測試

對于典型的3.3V的低電壓TTL(LVTTL)信號來說，判決閾值的下限是0.8V,判決閾 值的上限是2.0V。正是由于判決閾值的存在，使得數(shù)字信號相對于模擬信號來說有更高的 可靠性和抗噪聲的能力。比如對于3.3V的LVTTL信號來說，當信號輸出電壓為0V時， 只要噪聲或者干擾的幅度不超過0.8V,就不會把邏輯狀態(tài)由0誤判為1;同樣，當信號輸出  電壓為3.3V時，只要噪聲或者干擾的幅度不會使信號電壓低于2.0V,就不會把邏輯狀態(tài)  由1誤判為0。

從上面的例子可以看到，數(shù)字信號抗噪聲和干擾的能力是比較強的。但也需要注意，這 個“強”是相對的，如果噪聲或干擾的影響使得信號的電壓超出了其正常邏輯的判決區(qū)間，數(shù)字信號也仍然有可能產(chǎn)生錯誤的數(shù)據(jù)傳輸。在許多場合，我們對數(shù)字信號質(zhì)量進行分析和 測試的基本目的就是要保證其信號電平在進行采樣時滿足基本的邏輯判決條件。 中國香港PCI-E測試數(shù)字信號測試數(shù)字信號帶寬、信道帶寬、信息速率、基帶、頻帶的帶寬；

由于真正的預(yù)加重電路在實現(xiàn)時需要有相應(yīng)的放大電路來增加跳變比特的幅度，電路  比較復(fù)雜而且增加系統(tǒng)功耗，所以在實際應(yīng)用時更多采用去加重的方式。去加重技術(shù)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(yù)加重類似的信號波形。 圖 1.29是對一個10Gbps的信號進行-3.5dB的去加重后對頻譜的影響?？梢钥吹剑ゼ? 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0或者短1 比特的影響。

建立時間和保持時間加起來的時間稱為建立/保持時間窗口，是接收端對于信號保持在 同一個邏輯狀態(tài)的**小的時間要求。數(shù)字信號的比特寬度如果窄于這個時間窗口就肯定無 法同時滿足建立時間和保持時間的要求，所以接收端對于建立/保持時間窗口大小的要求實 際上決定了這個電路能夠工作的比較高的數(shù)據(jù)速率。通常工 作速率高一些的芯片，很短的建 立時間、保持時間就可以保證電路可靠工作，而工作速率低一 些的芯片則會要求比較長的建 立時間和保持時間。

另外要注意的是， 一個數(shù)字電路能夠可靠工作的比較高數(shù)據(jù)速率不僅取決于接收端對于 建立/保持時間的要求，輸出端的上升時間過緩、輸出幅度偏小、信號和時鐘中有抖動、信號 有畸變等很多因素都會消耗信號建立/保持時間的裕量。因此一個數(shù)字電路能夠達到的比較高數(shù)據(jù)傳輸速率與發(fā)送芯片、接收芯片以及傳輸路徑都有關(guān)系。

建立時間和保持時間是數(shù)字電路非常重要的概念，是接收端可靠信號接收的**基本要 求，也是數(shù)字電路可靠工作的基礎(chǔ)?？梢哉f，大部分數(shù)字信號的測量項目如數(shù)據(jù)速率、信號 幅度、眼圖、抖動等的測量都是為了間接保證信號滿足接收端對建立時間和保持時間的要 求，在以后章節(jié)的論述中我們可以慢慢體會。 數(shù)字信號的眼圖分析（Eye Diagram Analysis）;

簡單的預(yù)加重對信號的頻譜改善并不是完美的，比如其頻率響應(yīng)曲線并不一定與實際 的傳輸通道的損耗曲線相匹配，所以高速率總線會采用階數(shù)更高、更復(fù)雜的預(yù)加重技術(shù)。 圖1.28所示是一個3階的預(yù)加重，其除了對跳變沿后面的第1個比特進行預(yù)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 Cursorl,

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PCIe3.0,會對跳變 沿前面的1個比特的幅度也進行調(diào)整，叫作Pre Cursor1,有時也稱為PreShoot。 數(shù)字信號是由“0”和“1”。中國香港PCI-E測試數(shù)字信號測試

真實的數(shù)字信號頻譜；中國香港PCI-E測試數(shù)字信號測試

數(shù)字信號的時域和頻域

數(shù)字信號的頻率分量可以通過從時域到頻域的轉(zhuǎn)換中得到。首先我們要知道時域是真實世界，頻域是更好的用于做信號分析的一種數(shù)學(xué)手段，時域的數(shù)字信號可以通過傅里葉變換轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€個頻率點的正弦波的。這些正弦波就是對應(yīng)的數(shù)字信號的頻率分量。假如定義理想方波的邊沿時間為0,占空比50%的周期信號，其在傅里葉變換后各頻率分量振幅。

可見對于理想方波，其振幅頻譜對應(yīng)的正弦波頻率是基頻的奇數(shù)倍頻(在50%的占空比下)。奇次諧波的幅度是按1"下降的(/是頻率)，也就是-20dB/dec(-20分貝每十倍頻)。 中國香港PCI-E測試數(shù)字信號測試