jel-és Teljesítményintegritás: idő-és frekvenciatartományok

2.13 sávszélesség és órafrekvencia

mint láttuk, a sávszélesség a jel emelkedési idejéhez kapcsolódik. Lehetséges, hogy két különböző hullámforma van, pontosan ugyanazzal az órafrekvenciával, de eltérő emelkedési idővel és különböző sávszélességgel. Csak az órafrekvencia ismerete nem tudja megmondani, mi a sávszélesség. A 2-14. ábra négy különböző hullámformát mutat, amelyek mindegyike pontosan azonos 1 GHz-es órajel frekvenciával rendelkezik. Azonban eltérő emelkedési idővel rendelkeznek, ezért eltérő sávszélességgel rendelkeznek.

2-14. ábra négy különböző hullámforma, mindegyik pontosan azonos 1 GHz-es órajel frekvenciával. Mindegyikük eltérő emelkedési idővel rendelkezik, az időszak töredékeként, ezért különböző sávszélességekkel rendelkezik.

néha nem mindig ismerjük a jel emelkedési idejét, de mindenképpen szükségünk van egy ötletre a sávszélességéről. Egy egyszerűsítő feltételezés segítségével megbecsülhetjük az órahullám sávszélességét csak az órajel frekvenciájából. Ennek ellenére fontos szem előtt tartani, hogy nem az órafrekvencia határozza meg a sávszélességet, hanem az emelkedési idő. Ha a hullámformáról csak az órafrekvenciát tudjuk, akkor nem tudjuk biztosan a sávszélességet; csak találgathatunk.

ahhoz, hogy egy jel sávszélességét csak az órajel frekvenciájából értékeljük, nagyon fontos feltételezést kell tennünk. Meg kell becsülnünk, hogy mi lehet egy tipikus emelkedési idő egy órahullám számára.

hogyan kapcsolódik az emelkedési idő az óra periódusához egy valódi óra hullámformában? Elvileg az egyetlen kapcsolat az, hogy az emelkedési időnek kevesebbnek kell lennie, mint az időszak 50% – a. Ezen kívül nincs korlátozás, és az emelkedési idő az időszak tetszőleges része lehet. Ez az időszak 25% – a lehet, mint azokban az esetekben, amikor az órajel frekvenciája az eszköz technológiájának határait feszegeti, például az 1 GHz-es órákban. Ez az időszak 10% – a lehet, ami sok mikroprocesszor alapú termékre jellemző. Ez az időszak 5% – a lehet, ami megtalálható a csúcskategóriás FPGA-kban, amelyek külső alacsony órajelű memóriabuszokat vezetnek. Akár 1% is lehet, ha a fedélzeti busz régi rendszer.

Ha nem tudjuk, hogy az időszak hányada az emelkedési idő, ésszerű általánosítás, hogy az emelkedési idő az óraidőszak 7% – a. Ez közelít számos tipikus mikroprocesszor-alapú táblához és ASIC vezetőtábla-szintű buszhoz. Ebből megbecsülhetjük az óra hullámformájának sávszélességét.

nem szabad megfeledkezni arról, hogy ez a feltételezés, hogy az emelkedési idő az időszak 7% – a, kissé agresszív. A legtöbb rendszer valószínűleg közelebb van az 10% – hoz, ezért feltételezzük, hogy az emelkedési idő valamivel rövidebb, mint általában. Hasonlóképpen, ha alábecsüljük az emelkedési időt, akkor túlbecsüljük a sávszélességet, ami biztonságosabb, mint alábecsülni.

Ha az emelkedési idő az időszak 7% – A, akkor az időszak az emelkedési idő 1/0, 07 vagy 15-szerese. Van egy közelítés a sávszélesség 0,35 / emelkedési idő. Az órafrekvenciát az óra periódusához kapcsolhatjuk, mert mindegyik a másik fordítottja. Az órajel frekvenciájának cseréje a végső kapcsolatot eredményezi; a sávszélesség az órajel frekvenciájának ötszöröse:

2-5 egyenlet

ahol:

• BWclock = az óra hozzávetőleges sávszélessége, GHz-ben
• Fclock = az óra ismétlési frekvenciája, GHz-ben

például, ha az órajel frekvenciája 100 MHz, a jel sávszélessége körülbelül 500 MHz. Ha az órajel frekvenciája 1 GHz, a jel sávszélessége körülbelül 5 GHz.

Ez egy általánosítás és közelítés, azon a feltételezésen alapul, hogy az emelkedési idő az óraidőszak 7% – a. Ezt a feltételezést figyelembe véve ez egy nagyon erős ökölszabály, amely nagyon kevés erőfeszítéssel képes megbecsülni a sávszélességet. Azt mondja, hogy az órahullám legmagasabb szinuszhullám-frekvenciájú komponense általában az ötödik harmonikus!

nyilvánvaló, de megismételjük, hogy mindig az emelkedési időt akarjuk használni a sávszélesség értékelésére. Sajnos nem mindig van az a luxus, hogy ismerjük a hullámforma emelkedési idejét. És mégis, most kell a válasz!