CN103227763A - 可变符号间干扰生成器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及可变符号间干扰生成器。本发明的实施例提供可变符号间干扰生成器，其通过传递数据信号通过（1）具有可调整频率响应的可编程滤波器，以及通过（2）诸如PCB印线、线缆的长度、离散滤波器等具有固定频率响应的固定滤波器来生成具有可变的符号间干扰量的数据信号。通过调整参数并且因此调整可编程滤波器的插入增益或损耗，以及将此与一个或多个固定滤波器组合，可以容易地生成大范围的连续可变和精细可调谐的符号间干扰量。
Description
相关申请的交叉引用
本申请是2011年8月26日提交的、题目为“VARIABLE INTER SYMBOL
INTERFERENCE GENERATOR”的美国专利申请号13/219,152的部分继续申请，并且要求2012年1月27日提交的、题目为“DYNAMIC VARIABLE
INTER-SYMBOL INTERFERENCE(ISI) STRESS IMPAIRMENT SYSTEM”的美国临时专利申请号61/591,595的优先权，通过引用将两者合并于此。
技术领域
本发明涉及测试和测量仪器，并且更特别地涉及具有损害的测试信号的生成。
背景技术
很多测试系统需要在测试串行数字接收器时添加符号间干扰（ISI）作为压力源。完成这一点以对其中长线缆和/或印刷电路板（PCB）印线将ISI添加到通信链路中的现实情况进行仿真。一旦添加，接收器就受到在无差错条件中操作的挑战，尽管添加了损害压力（impairing stress）。用于接收器的分级机制相当于（amount to）查看给定接收器可以以多少ISI来无差错操作。出于该原因，在测试系统中产生连续可变的ISI的量是希望的。
由于现有技术采用用于接通不同长度的PCB印线的RF开关，其引起对可以插入的印线长度路径的数量的实际限制，已经规避了连续可变的ISI。这减少了ISI可变增量的分辨率。替代地，可以使用固定PCB印线的大集合并且人工对其成缆（cabled）；然而，这呈现了针对在一个ISI量的压力与另一个ISI量的压力之间的自动改变的问题。
需要的是可变ISI生成器。
发明内容
本发明的实施例提供一种可变符号间干扰生成器，其通过传递数据信号通过（1）具有可调整频率响应的可编程滤波器，以及通过（2）诸如PCB印线、线缆的长度、离散滤波器等具有固定频率响应的固定滤波器来生成具有可变的符号间干扰量的数据信号。通过调整参数并且因此调整可编程滤波器的插入增益或损耗，以及将此与一个或多个固定滤波器组合，可以容易地生成大范围的连续可变和精细可调谐的符号间干扰量。
当结合所附权利要求书和附图阅读时，本发明的目的、优势和其他新颖特征根据以下详细描述时清楚的。
附图说明
图1描绘了传统31’’PCB印线的插入损耗。
图2描绘了通过图1的31’’PCB印线之后的数据信号的眼图。
图3描绘了传统40’’PCB印线的插入损耗。
图4在相同的图上描绘了图1的31’’PCB印线的插入损耗和图3的40’’PCB印线的插入损耗用于比较。
图5描绘了通过图3的40’’PCB印线之后的数据信号的眼图。
图6描绘了优化用于抵消9’’PCB印线的插入损耗的加重滤波器（emphasis filter）的频率响应和9’’PCB印线的损耗。
图7描绘了根据本发明一个实施例的合成31’’PCB印线的插入损耗。
图8在相同的图上描绘了图1的实际31’’PCB印线的插入损耗和图7的合成31’’PCB印线的插入损耗用于比较。
图9描绘了通过图7的合成31’’PCB印线之后的数据信号的眼图。
图10描绘了根据本发明一个实施例的可变符号间干扰生成器的高级框图。
具体实施方式
本发明的实施例提供一种可变ISI生成器，其通过传递数据信号通过（1）具有可调整频率响应的加重或解加重滤波器，以及通过（2）诸如PCB印线、线缆的长度、离散滤波器等具有固定频率响应的固定滤波器来生成具有可变的ISI量的数据信号。
通过解释，考虑图1，其描绘了传统31’’PCB印线的插入损耗（或频率响应）。PCB印线本质上是低通滤波器，因为其衰减较高频率的信号。其使得串行数字通信信号的快边缘放慢，这关闭（close down）了可以进行位判决的区域。
图2描绘了通过图1的31’’PCB印线之后的数据信号的眼图200。眼图是被触发以在确切的数据位边界上重新示踪的重新示踪的电压对时间的显示。这示出了在被同步到位速率时数据位中和周围存在的所有可能电压。眼图中间的张开区域表示可以进行正确位判决的区域。根据图2明显的是通过添加31’’印线的ISI已经损害了眼张开（eye opening）。
图3描绘了传统40’’PCB印线的插入损耗305。如所预计的那样，该40’’PCB印线展现了比图1的31’’PCB印线更多的损耗。
图4在相同的图上描绘了图1和图3的印线的插入损耗用于比较。
图5描绘了通过图3的40’’PCB印线之后的数据信号的眼图500。对于40’’PCB印线而言，该损耗比31’’印线更大，并且因此ISI也更大。这使得图5的眼图受到比图2的眼图甚至更多的损害。即，图5的眼图的张开区域小于图2的眼图的张开区域。
现在，加重滤波器是通过添加可控的加重量来调节数据信号的任何设备，诸如可从Beaverton，Oregon的Tektronix公司获得的BERTScope®数字预加重处理器DPP系列。
图6描绘了加重滤波器的插入增益（或加重）605，其中加重滤波器的参数（也成为抽头或系数）被优化用于近似抵消9’’PCB印线的损耗610所需的增益。在此示例中使用9’’，因为9’’是图4中所示的两个印线之间的差（即， 40’’-31’’=9’’）。在该示例中，加重滤波器是具有以位间隔隔开的抽头的4抽头有限冲激响应（FIR）滤波器，然而，应该理解加重滤波器可以是无限冲激响应（IIR）滤波器、可以使用其他数量的抽头或抽头间隔，或甚至可以是具有可调整电路元件的模拟电路。
现在，根据本发明的实施例，将9’’加重滤波器的插入增益605添加到40’’PCB印线的插入损耗305以“合成”如图7中所示的31’’PCB印线的频率响应705。
图8在相同的图上描绘了图7的合成31’’PCB印线的频率响应705和图1的实际31’’PCB印线的频率响应105用于比较。合成的频率响应705从低频率到若干GHz与实际频率响应105非常紧密地匹配。注意，在非常高的频率处的非常好的频率响应匹配可能不是必需的，因为在线缆和印线衰减之后，在非常高的频率处通常不存在很多的信号能量。
图9描绘了通过图7的合成31’’PCB印线705之后的数据信号的眼图900。注意图9的眼图紧密地近似图2的眼图，其指示合成31’’PCB印线的性能与实际的31’’PCB印线的性能紧密地匹配。
通过调整参数并且因此调整加重滤波器的插入增益，可以容易地生成大范围的连续可变和精细可调谐的ISI量。例如，具有32’’、33’’和34’’长度的PCB印线可以通过将40’’PCB印线分别与具有被优化用于近似抵消8’’、7’’和6’’PCB印线的损耗所需的增益的参数的加重滤波器串接来合成。这相对于需要人工成缆改变和/或大且昂贵的RF开关阵列来实现相同任务的现有技术信号生成器而言是显著改进。
图10描绘了根据本发明一个实施例的可变ISI生成器1000。数据信号生成器1005产生数据信号。可编程滤波器1010接收该数据信号并且对其滤波以产生中间信号。在该实施例中，可编程滤波器1010是响应于调谐信号提供可编程的加重量的加重滤波器。诸如PCB印线、线缆的长度、离散滤波器等具有固定插入损耗的固定滤波器1015接收该中间信号并且对其进行滤波以产生输出信号。输出信号的总ISI压力损害是可编程滤波器1010的可调整插入增益与固定滤波器1015的固定插入损耗的串接。
在上述实施例中，可编程滤波器1010是加重滤波器，其提供可调整的插入增益量以改进（即，提升）数据信号的频率响应，使得可编程滤波器1010与固定滤波器1015的组合频率响应提供比单独固定滤波器1015更少的ISI。在其他实施例中，可编程滤波器1010是解加重滤波器，其提供可调整的插入损耗量以对数据信号的频率响应降级，使得可编程滤波器1010与固定滤波器1015的组合频率响应提供比单独固定滤波器1015更多的ISI。
在替代实施例（未示出）中，数据信号生成器的输出首先输入到具有固定插入损耗的固定滤波器，并且然后输入到可编程滤波器以提供等同结果。
回顾图10，在某些实施例中，用户使用诸如鼠标、键盘等（未示出）之类的输入设备指定希望的ISI量。可以将希望的ISI量指定为例如在特定频率处的以dB为单位的损耗量。在响应中，处理器1020对可编程滤波器1010编程，使得可变ISI生成器1000提供具有希望的ISI量的数据信号。
在某些实施例中，固定滤波器1015包括多个固定滤波器和选择电路（未示出）。每个固定滤波器可以是PCB印线、线缆的长度、离散滤波器等。选择电路包括一个或多个开关、选择器等，并且可以被编程为选择固定滤波器之一或固定滤波器的组合，以便通过固定滤波器1015提供固定插入损耗。在这些实施例中，处理器1020对选择电路编程，使得固定滤波器1015提供希望的ISI量的一部分（小于或多于希望的ISI量），并且对可编程滤波器1010编程以提供剩余的ISI量（插入损耗或增益），使得可编程滤波器1010与固定滤波器1015的组合提供希望的ISI量。在某些实施例中，用于多个固定滤波器中每个的频率响应数据存储在存储器（未示出）中，并且处理器1020基于与所选的固定滤波器关联的频率响应数据对可编程滤波器1010编程。
根据前述讨论应该理解，本发明表示在测试和测量仪器领域中的显著进步。尽管已经出于说明的目的示出并且描述了本发明的具体实施例，但是应该理解可以进行各种修改而不脱离本发明的精神和范围。因而，除了由所附权利要求书限制之外，不应限制本发明。
Claims (24)
1. 一种可变符号间干扰生成器，包括：
数据信号生成器，其产生数据信号；
可编程滤波器，其接收所述数据信号并且对其进行滤波以产生中间信号；以及
具有固定插入损耗的固定滤波器，其接收所述中间信号并且对其进行滤波以产生输出信号；
其中所述可编程滤波器对所述数据信号进行滤波，使得所述输出信号具有用户指定的符号间干扰量的压力。
2. 根据权利要求1所述的可变符号间干扰生成器，其中所述可编程滤波器是提升所述数据信号的频率响应的加重滤波器。
3. 根据权利要求1所述的可变符号间干扰生成器，其中所述可编程滤波器是对所述数据信号的频率响应降级的解加重滤波器。
4. 一种可变符号间干扰生成器，包括：
数据信号生成器，其产生数据信号；
具有固定插入损耗的固定滤波器，其接收所述数据信号并且对其进行滤波以产生中间信号；以及
可编程滤波器，其接收所述中间信号并且对其进行滤波以产生输出信号；
其中所述可编程滤波器对所述中间信号进行滤波，使得所述输出信号具有用户指定的符号间干扰量的压力。
5. 根据权利要求4所述的可变符号间干扰生成器，其中所述可编程滤波器是提升所述中间信号的频率响应的加重滤波器。
6. 根据权利要求4所述的可变符号间干扰生成器，其中所述可编程滤波器是对所述中间信号的频率响应降级的解加重滤波器。
7. 一种生成具有用户指定的符号间干扰量的数据信号的方法，其包括以下步骤：
产生数据信号；
利用可编程滤波器对所述数据信号进行滤波以产生中间信号；以及
利用具有固定插入损耗的固定滤波器对所述中间信号进行滤波以产生输出信号；
其中所述可编程滤波器对所述数据信号进行滤波，使得所述输出信号具有用户指定的符号间干扰量的压力。
8. 根据权利要求7所述的方法，其中所述可编程滤波器是提升所述数据信号的频率响应的加重滤波器。
9. 根据权利要求7所述的方法，其中所述可编程滤波器是对所述数据信号的频率响应降级的解加重滤波器。
10. 一种生成具有用户指定的符号间干扰量的数据信号的方法，其包括以下步骤：
产生数据信号；
利用具有固定插入损耗的固定滤波器对所述数据信号进行滤波以产生中间信号；以及
利用可编程滤波器对所述中间信号进行滤波以产生输出信号；
其中所述可编程滤波器对所述中间信号进行滤波，使得所述输出信号具有用户指定的符号间干扰量的压力。
11. 根据权利要求10所述的方法，其中所述可编程滤波器是提升所述中间信号的频率响应的加重滤波器。
12. 根据权利要求10所述的方法，其中所述可编程滤波器是对所述中间信号的频率响应降级的解加重滤波器。
13. 根据权利要求1所述的可变符号间干扰生成器，其中所述固定滤波器包括多个固定滤波器和选择电路，所述选择电路可以被编程为选择所述多个固定滤波器之一或所述多个固定滤波器的组合，以便提供所述固定滤波器的固定插入损耗。
14. 根据权利要求13所述的可变符号间干扰生成器，还包括处理器，所述处理器对所述可编程滤波器和所述固定滤波器的所述选择电路编程以提供用户指定的符号间干扰量的压力。
15. 根据权利要求14所述的可变符号间干扰生成器，其中所述处理器基于与所选的固定滤波器关联的频率响应数据对所述可编程滤波器编程。
16. 根据权利要求4所述的可变符号间干扰生成器，其中所述固定滤波器包括多个固定滤波器和选择电路，所述选择电路可以被编程为选择所述多个固定滤波器之一或所述多个固定滤波器的组合，以便提供所述固定滤波器的固定插入损耗。
17. 根据权利要求16所述的可变符号间干扰生成器，还包括处理器，所述处理器对所述可编程滤波器和所述固定滤波器的选择电路编程以提供用户指定的符号间干扰量的压力。
18. 根据权利要求17所述的可变符号间干扰生成器，其中所述处理器基于与所选的固定滤波器关联的频率响应数据对所述可编程滤波器编程。
19. 根据权利要求7所述的方法，其中所述固定滤波器包括多个固定滤波器和选择电路，所述选择电路可以被编程为选择所述多个固定滤波器之一或所述多个固定滤波器的组合，以便提供所述固定滤波器的固定插入损耗。
20. 根据权利要求19所述的方法，还包括对所述可编程滤波器和所述固定滤波器的所述选择电路编程以提供用户指定的符号间干扰量的压力的步骤。
21. 根据权利要求20所述的方法，其中编程步骤包括基于与所选的固定滤波器关联的频率响应数据对所述可编程滤波器编程的步骤。
22. 根据权利要求10所述的方法，其中所述固定滤波器包括多个固定滤波器和选择电路，所述选择电路可以被编程为选择所述多个固定滤波器之一或所述多个固定滤波器的组合，以便提供所述固定滤波器的固定插入损耗。
23. 根据权利要求22所述的方法，还包括对所述可编程滤波器和所述固定滤波器编程以提供用户指定的符号间干扰量的压力的步骤。
24. 根据权利要求23所述的方法，其中编程步骤包括基于与所选的固定滤波器关联的频率响应数据对所述可编程滤波器编程的步骤。
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