数字工程师需要了解些射频知识？－之三：信号处理

既然传输通道的ISI的影响可以通过事先对传输通道的特性进行精确测量而预测出来，那么就有可能对其进行修正。发送端的预加重和接收端的均衡电路就是两种最常见的对通道传输的影响进行补偿的方法。传输通道最明显的影响是其低通的特性，即会对高频信号进行比较大的衰减。对于一个方波信号来说，其高次谐波对于信号形状的影响很大，如果所有高次谐波全部被衰减掉了，方波看起来就象个正弦波了。

预加重（Pre-emphasis）是一种在发送端事先对发送信号的高频分量进行补偿的方法。这种方法是增大信号跳变边沿后第一个bit（跳变bit）的幅度（预加重）。比如对于一个00111的序列来说，做完预加重后序列里第一个1的幅度会比第二个和第三个1的幅度大。由于跳变bit代表了信号里的高频分量，所以这种方法有助于提高发送信号里的高频分量。在实际实现时，有时并不是增加跳变bit的幅度，而是相应减小非跳变bit的幅度，这种方法有时又叫去加重（De-emphasis）。

当信号速率进一步提高或者传输距离较长时，仅仅使用发送端的预加重技术已不能充分补偿传输通道带来的损耗，这时就需要在接收端同时使用均衡技术来提高信号质量以保证正确的0/1判决。常见的信号均衡技术有3种：CTLE（continuous time linear equalizer )，FFE（feed forward equalization）和DFE（decision feedback equalizer）。

CTLE是在接收端提供一个带通滤波器，这个带通滤波器可以对信号里的主要高频分量进行放大，这点和发送端的预加重技术带来的效果是类似的。FFE则是根据相邻bit的电压幅度的加权值来进行幅度的修正，每个相邻bit的加权系数直接和通道的冲击响应有关。CTLE和FFE都是线性均衡技术，而DFE则是非线性均衡技术。DFE技术是通过相邻bit的判决电平对当前bit的判决阈值进行修正，设计合理的DFE可以有效补偿ISI对信号造成的影响。但是DFE正确工作的前提是相邻bit的0/1电平是判决正确的，所以对于信号的信噪比有一定要求。一般情况下是先用CTLE或FFE来把信号眼图打开，然后再用DFE进一步优化。

这张图显示了均衡技术对信号的改善，实际上如果均衡方法和均衡器系数设置合适，信号的眼图质量可能会得到很大的改善。