信号完整性系列之十二—— 扩频时钟(SSC)及其测量方法

频时钟就是频率按一定规律变化的时钟。SSC是英文Spread Spectrum Clocking 的简称，在PC和通信行业都有广泛应用。根据傅立叶变换原理，固定频率的时钟，其频谱能量集中在基波频率上，不易通过FCC，CISPR，VDE等认证，而频率变化的时钟，其频谱能量被分散在一定频谱范围上，峰值能量能减小2-18dB，如图一所示。扩频方法在通信行业被用做一种信号编码的方法，这种方法原理上具有减小EMI的优势，所谓CDMA（Code Division Multiple Access）手机辐射小就是这个道理，因此电信运营商将CDMA称为“绿色通信”。扩频之后频谱的总能量没有减少，但由于FCC等规定的是电子设备发射的最大EMI不能超标，如图二所示，所以说SSC是降低EMI的有效方法。虽然EMI的减少可通过PCB

布线，滤波，屏蔽等多种手段，但现在新的FFC要求PC主板能“开箱”通过EMI 测试，通过外壳屏蔽的方法已不能满足这种要求，SSC成了降低EMI的必要手段。现在的主板芯片供应商都会支持芯片的扩频时钟功能。PCI-E,SATA,SAS,等几乎所有的高速芯片都支持SS。当前热门的USB3.0一致性测试中更是特别强调了SSC 的测量。

图一 SSC带来的频谱变化

图二 FCC的规定

EMI的减少量和频率变化的调制程度有关。频率变化范围越大，EMI降低越大。但频率变化范围太大又会使PC系统时序设计带来困难。在Intel的Pentium? 4处理器中，建议这种频率变化要小于时钟频率的0.8%。对于 100MHz 的时钟，如果按±0.8%来调制，频率的摆动范围就是99.2MHz-100.8MHz。但是如果要设计一个100MHz作为参考时钟的系统，调制后时钟频率工作到100.8MHz 时，处理器可能会工作到超出额定频率，带来不可预知的问题，所以在实际系统中，一般都采用负向调制以保证总线时序上的最小周期要求。如图二所示，SSC

的频率在和之间调制。

图三 SSC调制方式

SSC 的调制频率通常都选择大于30KHz（大于音频带宽）,即图三中的fm大于30KHz。SSC的调制方式也有很多种，目前主要有三种。如图三所示。最简单的三角波形调制方式并不是能量分散的最好方式。有些公司声称其开发的专利方式能比竞争对手的减小EMI多2-3dB。图三中按最优化的调制方法的EMI效果最好。这种最优化的方式正是按图三的方式调制的，波形比较复杂，频率变化过程精确控制。

图四不同的调制方式得到不同频谱效果

芯片的SSC功能是可以通过软件控制使能的。示波器的FFT分析也能够很容易看出当前工作状态有无SSC。图五为对SATA信号的FFT分析结果，能明显看到SSC能有效分散EMI的峰值能量。

图五蓝色表示没有SSC的频谱，红色表示有SSC的频谱

力科示波器的抖动追踪功能可以方便地在时域上观察SSC的调制频率和调制深度，观察调制波形的形状，并且能够测量追踪后的调制波形的幅值和频率来确认SSC 工作是否正常。所谓抖动追踪功能，就是测量波形的每个周期的参数，并将此参数数值作为对应的每个周期的垂直轴从而分析出参数的变化过程，如图六所示。该功能是力科公司在1997年发明的，至今力科示波器仍保持这个功能方面的领先性。该功能的详情将参看我们之前的文章：

https://www.wendangku.net/doc/d013986408.html,/blog/frankie_wang/09-07/172578_eee05.html

图六抖动追踪功能的实现原理

抖动追踪功能的具体操作步骤有五步，图七所示为前四个操作步骤。步骤1，选择频率测量参数; 步骤2，将信号输入设置为Data; 步骤3，自动查找中心频率; 步骤4，跟踪频率参数。

图七通过抖动功能测量SSC的操作步骤

跟踪频率后得到的波形如图八中的F3（中间的蓝色波形）所示，然后我们要进行步骤5：对频率追踪后的波形进行滤波，最终得到F8（下面的绿色波形）。力科示波器在抖动追踪方面的优势是：即使在捕获20Mpts的数据样本时的抖动追踪结果还是实时的、动态的，有非常好的刷新速度，而其它品牌示波器的显示结果则是离线的，在1Mpts时的速度就非常非常慢，在20Mpts的时候通常会死机。

图八利用频率追踪功能观察和测量SSC

对追踪后的波形测量频率（P2），最大值（P3），最小值（P4），峰峰值（P5），对应为前面提到的SSC的fm,，,等参数。

使用一阶的FC Golden PLL测量带有SSC的SATA眼图结果如图九左图所示，眼图必然会碰到模板，一阶PLL不能跟踪SSC带来的频率变化。采用二阶PLL

测量出的眼图结果如右图所示，这使得在有SSC时能测量出有意义的眼图结果。有些芯片不能关闭SSC功能，那么这时候采用二阶PLL的方式仍然能判断出信号的质量。所以在有SSC时要注意串行数据眼图的PLL设置。

图九有SSC时PLL设置对测量眼图的影响

参考文献：

Spread Aware，Cypress Semiconductor Corporation

EMI Suppression Techniques with Spread Spectrum Frequency Timing Generator (SSFTG) ICs，Cypress Semiconductor Corporation

3，Intel? Pentium? 4 Processor in the 423-pin package EMI Guideline，Intel Corporation

汪进进美国力科公司深圳代表

直接序列扩频通信

ＭＡＴＬＡＢ仿真直接序列扩频通信 1.摘要 直接序列扩频通信系统（DS-CDMA）因其抗干扰性强、隐蔽性好、易于实现码分多址（CDMA）、抗多径干扰、直扩通信速率高等众多优点，而被广泛应用于许多领域中。针对频通信广泛的应用，本文用MATLAB工具箱中的SIMULINK通信仿真模块和MATLAB函数对直接序列扩频通信系统进行了分析和仿真，使其更加形象和具体。 关键字：扩频通信m序列gold正交序列matlab仿真 2.引言 直接序列扩频(DSSS— Direct Sequence Spread Spectrum)技术是当今人们所熟知的扩频技术之一。这种技术是将要发送的信息用伪随机码（PN码）扩展到一个很宽的频带上去，在接收端，用与发端扩展用的相同的伪随机码对接收到的扩频信号进行相关处理，恢复出发送的信息。 它是二战期间开发的，最初的用途是为军事通信提供安全保障, 是美军重要的无线保密通信技术。这种技术使敌人很难探测到信号。即便探测到信号，如果不知道正确的编码，也不可能将噪声信号重新汇编成原始的信号。有关扩频通信技术的观点是在1941年由好莱坞女演员Hedy Lamarr 和钢琴家George Antheil提出的。基于对鱼雷控制的安全无线通信的思路，他们申请了美国专利#2.292.387。不幸的是，当时该技术并没有引起美国军方的重视，直到十九世纪八十年代才引起关注，将它用于敌对环境中的无线通信系统。 直序扩频解决了短距离数据收发信机、如：卫星定位系统(GPS)、3G移动通信系统、WLAN (IEEE802.11a, IEEE802.11b, IEE802.11g)和蓝牙技术等应用的关键问题。扩频技术也为提高无线电频率的利用率(无线电频谱是有限的因此也是一种昂贵的资源)提供帮助。 3.直接序列扩频DS-SS是直接用具有高码率的扩频码序列在发送端去扩展信 号的频谱。而在收端，用相同的扩频码序列去进行解扩，把展宽的扩频信号还原成原始的信息。

扩频时钟(SSC)简介

SSC是英文Spread Spectrum Clocking的缩写，中文意思为“扩频时钟”，当下的绝大多数高速芯片，如PCIE、SATA、SAS、等都支持SSC功能。那么SSC究竟是干什么的呢 SSC的主要目的是减小EMI辐射。EMI一直是高速系统设计的难点，在传统设计中，主要通过滤波、接地、屏蔽等方法来减小EMI辐射，这些方法都是通过改变/切断EMI辐射路径来达到减小EMI辐射的目的，往往设计成本比较高，另外还有一种更好的治本方法，那就是在EMI源头上做文章，减小EMI的产生，SSC技术就是其中一种。学过信号与系统课程的同学都知道，对于固定频率的时钟，所有能量都集中在其基频上，其频谱很窄，但幅度很高，对外辐射能量很大，而对于频率变化的时钟，其能量会分散在一定频率范围上。 如上图所示，SSC时钟频谱平均分布在一定范围内，幅度很小，不会产生太大的EMI辐射。 一般用扩展率δ来衡量时钟扩展的深度，假设扩展前时钟频率为fc，频率扩展范围为Δf，则有： 向下方向扩频率：δ = -Δf /fc *100% 中心方向扩频率：δ = ±1/2Δf/fc *100% 向**向扩频率：δ = Δf/fc*100% 扩频率不能太小，也不能太大，太小了达不到预期效果，太大了不能满足总线的时序要求，引起系统误码，大多数高速芯片的SSC扩频率在%左右。

扩频的方法如下：假设有某时钟Y(t) = Asin2πfct，用w(t)波形来对基频时钟进行扩频，则扩频后的时钟Y’(t) = Asin2π(fc+w(t))t，未经扩频的时钟频谱是位于fc 的一条谱线，幅度为:A2/2，由于该频谱只是一条谱线，其幅度与频谱带宽B无关。但是，扩频时钟的频谱幅度取决其带宽B。由于扩频时钟的功率在Δf频带内分布相当均匀，其幅度为:A2B/(2Δf)，这样，我们可以得到EMI抑制率S为：S = 10log((A2/2)/( A2B/(2Δf))) = 10log(Δf/B)，单位为dB。 SSC的调制率通常用fm表示，也就是w(t)的周期，在该周期内SSC时钟频率变化Δf 并返回到初始频率。调制波形代表扩频时钟频率随时间的变化曲线，通常为锯齿波，如下图所示。 SSC 的使用会影响到串行数据眼图的测量效果，因此在进行信号眼图测量验证时需要选择合适的锁相环。一阶PLL往往不能跟踪SSC 带来的频率变化。测出来的眼图质量很差，而二阶PLL能很好的跟踪时钟频率的变化，所以在测试带SSC功能的SerDes眼图时，注意将CDR的PLL设为二阶。

高精度时钟芯片的测试方法介绍

高精度时钟芯片的测试方法介绍 中国电子科技集团公司第五十八研究所武新郑解维坤 摘要： 高精度时钟芯片是一种能够提供精确计时的芯片，相对于普通的时钟芯片，它的晶体和温度补偿集成在芯片中，为提高计时精度提供了保障，它同时还具备日历闹钟功能、可编程方波输出功能等。本文以DS3231芯片为例，以J750Ex测试机和相关仪表为测试环境，重点介绍以I2C总线协议为基础的内部寄存器功能和芯片各模块功能的测试。通过测试机测试保存在寄存器中秒、分、时、星期、日期、月、年和闹钟设置等信息，以及电源控制功能，通过测试机对示波器和频率计的程控实现对老化修正和输出频率的测试，同时还会重点介绍该芯片时钟精度的测试方法和测试环境。 关键词： 高精度时钟芯片；DS3231芯片；J750Ex测试机；I2C总线协议 Introduction of testing method of the extremely accurate RTC Wu Xin-zheng (China Electronic Technology Group Corporation, No.58 Research Institute , Jiangsu Wuxi 214035, China) Abstract: The extremely accurate real time clock is a piece of chip which can maintain accurate timekeeping, compared with the ordinary RTC chip, its integrated temperature compensated crystal oscillator and crystal are located in the center of the chip, which provides an assurance for promoting the exacticy, it also has two programmable time-of-day alarms and a programmable square-wave output. This paper takes DS3231 for instance, the environment with J750Ex and related instruments, introduces inner register with I2C and the testing method of every module. The ATE tests seconds, minutes, hours, day, date, month, and year information, the function of power. By means of OSC and frequency meter, it can test the output wave and register for aging trim, at the same time, also introduced the testing method and environment of accuracy. Key words:

投资时钟理论

投资时钟理论 美林的“投资时钟”是一种将经济周期与资产和行业轮动联系起来的方法。它将经济周期划分为四个不同的阶段——衰退、复苏、过热和滞胀。每个阶段都对应着表现超过大市的某一特定资产类别：债券、股票、大宗商品和现金。 在衰退阶段，经济增长停滞，超额的生产能力和下跌的大宗商品价格驱使通胀率更低，企业赢利微弱并且实际收益率下降。中央银行削减短期利率以刺激经济，导致收益率曲线急剧下行。此时，债券是最佳选择。 在复苏阶段，舒缓的政策起了作用，GDP增长率加速，并处于潜能之上。然而，通胀率继续下降，因为空置的生产能力还未耗尽，周期性的生产能力扩充也变得强劲。企业盈利大幅上升、债券的收益率仍处于低位，但中央银行仍保持宽松政策。这个阶段是股权投资者的“黄金时期”，股票是最佳选择。 在过热阶段，企业生产能力增长减慢，开始面临产能约束，通胀抬头。中央银行加息以求将经济拉回到可持续的增长路径上来，此时的GDP增长率仍坚定地处于潜能之上。收益率曲线上行并变得平缓，债券的表现非常糟糕，股票的投资回报率取决于强劲的利润增长与估值评级不断下降的权衡比较。此时，大宗商品是最佳选择。 在滞胀阶段，GDP的增长率降到潜能之下，但通涨却继续上升，通常这种情况部分原因归于石油危机。产量下滑，企业为保持盈利而提高产品价格，导致工资—价格螺旋式上涨。只有等通胀过了顶峰，中央银行才能放松货币，这就限制了债券市场的回暖步伐。此时，企业盈利恶化，股票表现非常糟糕，现金是最佳选择。 投资时钟理论在A股市场得到验证。 我们把我国2005年四季度-2007年二季度定义为经济复苏阶段，2007年三季度-2007年四季度为经济过热阶段，2008年一季度-2008年二季度为滞涨阶段，2008年三季度-2008年四季度为衰退阶段。

实验一小信号调谐(单调谐)放大器实验指导

实验一高频小信号单调谐放大器实验 一、实验目的 1.掌握小信号单调谐放大器的基本工作原理； 2.熟悉放大器静态工作点的测量方法； 3.掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算； 4.了解高频单调谐小信号放大器幅频特性曲线的测试方法。 二、实验原理 小信号单谐振放大器是通信接收机的前端电路，主要用于高频小信号的线性放大。其实验原理电路如图1-1所示。该电路由晶体管BG、选频回路（LC并联谐振回路）二部分组成。它不仅对高频小信号进行放大，而且还有一定的选频作用。 1．单调谐回路谐振放大器原理 单调谐回路谐振放大器原理电路如图1-1所示。图中，R B1、R B2、R E用以保证晶体管工作于放大区域，从而放大器工作于甲类。C E是R E的旁路电容，C B、C C 是输入、输出耦合电容，L、C是谐振回路，R C是集电极（交流）电阻，它决定了回路Q值、带宽。为了减轻负载对回路Q值的影响，输出端采用了部分接入方式。 2．单调谐回路谐振放大器实验电路 单调谐回路谐振放大器实验电路如图1-2所示。其基本部分与图1-1相同。图中，C3用来调谐，K1、K2、K3用以改变集电极电阻，以观察集电极负载变化对谐振回路（包括电压增益、带宽、Q值）的影响。K4、K5、K6用以改变射极偏置电阻，以观察放大器静态工作点变化对谐振回路（包括电压增益、带宽、Q值）的影响。

图1-2 单调谐回路谐振放大器实验电路 高频小信号调谐放大器的主要性能指标有谐振频率f 0，谐振电压放大倍数A u0，放大器的通频带BW 0.7及选择性（通常用矩形系数K 0.1来表示）等。 放大器各项性能指标及测量方法如下： 1.谐振频率 放大器的调谐回路谐振时所对应的频率f 0称为放大器的谐振频率，对于图1所示电路（也是以下各项指标所对应电路），f 0的表达式为 ∑=LC f π21 式中，L 为调谐回路电感线圈的电感量； ∑C 为调谐回路的总电容，∑C 的表达式为 21oe C C n C ∑=+ 式中， C oe 为晶体管的输出电容； n 1（注：此图中n 1=1）为初级线圈抽头系数；n 2为次级线圈抽头系数。 谐振频率f 0的测量方法是： 用扫频仪作为测量仪器，测出电路的幅频特性曲线，微调C3，使电压谐振曲线的峰值出现在规定的谐振频率点f 0。 2.电压放大倍数 放大器的谐振回路谐振时，所对应的电压放大倍数A u0称为调谐放大器的电压放大倍数。A u0的表达式为

FPGA内DCM全局时钟的使用详解

在 Xilinx 系列 FPGA 产品中，全局时钟网络是一种全局布线资源，它可以保证时钟信号到达各个目标逻辑单元的时延基本相同。其时钟分配树结构如图1所示。 图1.Xilinx FPGA全局时钟分配树结构 针对不同类型的器件，Xilinx公司提供的全局时钟网络在数量、性能等方面略有区别，下面以Virtex-4系列芯片为例，简单介绍FPGA全局时钟网络结构。 Virtex- 4系列FPGA利用1.2V、90nm三栅极氧化层技术制造而成，与前一代器件相比，具备灵活的时钟解决方案，多达80个独立时钟与20个数字时钟管理器，差分全局时钟控制技术将歪斜与抖动降至最低。以全铜工艺实现的全局时钟网络，加上专用时钟缓冲与驱动结构，从而可使全局时钟到达芯片内部所有的逻辑可配置单元，且I/O单元以及块RAM的时延和抖动最小，可满足高速同步电路对时钟触发沿的苛刻需求。 在FPGA设计中，FPGA全局时钟路径需要专用的时钟缓冲和驱动，具有最小偏移和最大扇出能力，因此最好的时钟方案是由专用的全局时钟输入引脚驱动的单个主时钟，去钟控设计项目中的每一个触发器。只要可能就应尽量在设计项目中采用全局时钟，因为对于一个设计项目来说，全局时钟是最简单和最可预测的时钟。 在软件代码中，可通过调用原语 IBUFGP来使用全局时钟。IBUFGP的基本用法是： IBUFGP U1(.I(clk_in), .O(clk_out)); 全局时钟网络对FPGA设计性能的影响很大，所以本书在第11章还会更深入、更全面地介绍全局时钟网络以及相关使用方法。 DCM模块的使用 1．DCM模块的组成和功能介绍 数字时钟管理模块（Digital Clock Manager，DCM）是基于Xilinx的其他系列器件所采用的数字延迟锁相环（DLL，Delay Locked Loop）模块。在时钟的管理与控制方面，DCM与DLL相比，功能更强大，使用更灵活。DCM的功能包括消除时钟的延时、频率的合成、时钟相位的调整等系统方面的需求。DCM的主要优点在于：①实现零时钟偏移（Skew），消除时钟分配延迟，并实现时钟闭环控制；②时钟可以映射到PCB 上用于同步外部芯片，这样就减少了对外部芯片的要求，将芯片内外的时钟控制一体化，以利于系统设计。对于DCM模块来说，其关键参数为输入时钟频率范围、输出时钟频率范围、输入/输出时钟允许抖动范围等。

高速信号的扩频时钟的测试分析

胡为东系列文章之二 高速信号的SSC扩频时钟测试分析 美国力科公司胡为东摘要：由于FCC、IEC等规定电子产品的EMI辐射不能超出一定的标准。因此电路设计者需要从多个角度来思考如何降低系统的EMI辐射，如进行合理的PCB布线、滤波、屏蔽等。由于信号的辐射主要是由于信号的能量过于集中在其载波频率位置，导致信号的能量在某一频点位置处的产生过大的辐射发射。因此为了进一步有效的降低EMI辐射，芯片厂家在设计芯片时也给容易产生EMI的信号增加了SSC（Spread Spectrum Clocking）即扩频时钟的功能，采用SSC的功能可以有效的降低信号所产生的EMI。当前PCIE、SATA、SAS、USB3.0等几乎所有的高速芯片都支持SSC的功能。本文就将SSC的基本概念、SSC的测试测量方法做一介绍。 关键词：力科SSC 扩频时钟EMI 眼图 一、SSC（扩频时钟）的概念 如下图1所示为一信号在是否具有SSC前后的频谱对比。图中蓝色曲线为没有SSC时候的频谱，浅色的为具有SSC时的频谱。从图中可见，未加SSC时，信号的能量非常集中，且幅度很大；而加了SSC后，信号能量被分散到一个频带范围以内，信号能量的整体幅度也有明显降低，这样信号的EMI辐射发射就将会得到非常有效的抑制。这就是通过使用SSC 扩频时钟的方法抑制EMI辐射的基本原理。 使用SSC的方法能在多大程度上抑制EMI辐射和调制后信号能量在多宽频率范围内变化有关，频率变化范围越大，EMI抑制量越大。但这两者需要一个权衡，因为频率变化范围太大会使系统的时序设计带来困难。在Intel的Pentium4处理器中建议此频率变化范围要小于时钟频率的0.8%，如对于100MHZ的时钟，如果按照+/-8%来调制的话，频率的变化范围就是99.2MHZ-100.8MHZ。而对于100MHZ参考时钟的系统工作到100.8MHZ，可能会 图1 SSC扩频时钟的图示 导致处理器超出额定工作频率，带来其它系统工作问题。因此在实际系统工作中一般都采用

高频实验：小信号调谐放大器实验报告要点

实验一 小信号调谐放大器实验报告 一 实验目的 1．进一步掌握高频小信号调谐放大器的工作原理和基本电路结构。 2．掌握高频小信号调谐放大器的调试方法。 3．掌握高频小信号调谐放大器各项技术参数（电压放大倍数，通频带，矩形系数）的测试。 二、实验使用仪器 1．小信号调谐放大器实验板 2．200MH 泰克双踪示波器 3. FLUKE 万用表 4. 模拟扫频仪（安泰信） 5. 高频信号源 三、实验基本原理与电路 1、 小信号调谐放大器的基本原理 所谓“小信号”，通常指输入信号电压一般在微伏 毫伏数量级附近，放大这种信号的放大器工作在线性范围内。所谓“调谐”，主要是指放大器的集电极负载为调谐回路（如LC 调谐回路）。这种放大器对谐振频率0f 及附近频率的信号具有最强的放大作用，而对其它远离0f 的频率信号，放大作用很差，如图1-1所示。 图1.1 高频小信号调谐放大器的频率选择特性曲线 小信号调谐放大器技术参数如下： 1 0.707

1.增益:表示高频小信号调谐放大器放大微弱信号的能力 2.通频带和选择性：通常规定放大器的电压增益下降到最大值的0.707倍时，所对应的频率范围为高频放大器的通频带，用B0.7表示。衡量放大器的频率选择性，通常引入参数——矩形系数K0.1。 2.实验电路 原理图分析： In1是高频信号输入端，当信号从In1输入时，需要将跳线TP1的上部连接起来。In2是从天线接收空间中的高频信号输入，电感L1和电容C1,C2组成选频网络，此时，需要将跳线TP1的下部连接起来。电容C3是隔直电容，滑动变阻器RW2和电阻R2,R3是晶体管基极的直流偏置电阻，用来决定晶体管基极的直流电压，电阻R1是射极直流负反馈电阻，决定了晶体管射极的直流电流Ie。晶体管需要设置一个合适的直流工作点，才能保证小信号谐振放大器正常工作，有一定的电压增益。 通常，适当的增加晶体管射极的直流电流Ie可以提高晶体管的交流放大倍数 ，增大小信号谐振放大器的放大倍数。但Ie过大，输出波形容易失真。一般控制Ie在1-4mA之间。 电容C3是射极旁路电路，集电极回路由电容和电感组成，是一个并联的LC 谐振回路，起到选频的作用，其中有一个可变电容可以改变回路总的电容值。电

无线扩频通信技术基本原理及应用

?２００３天津ｒｒ、网络、信息技术、电子、仪器仪表创新学术会议 无线扩频通信技术基本原理及应用 晏小乔 （天津港通信导航公司３００４５６２５７０２９６５） 摘要本文重点介绍了扩频通信技术的基本原理和应用，并阐述了扩频通信技术为现代信息技术的发展提供了优 质的无线传输手段，解决了抗干扰性，保密性，可靠性，频率占用、传输带宽等多方面的问题。 关键词 长期以来，扩频通信主要用于军事保密通信和电子对抗系统，随着世界范围政治格局的变化和冷战的结束，该项技术才逐步转向”商业化”。我们知道，传输任何信息都需要一定的带宽。随着无线通信的广泛应用，无线频道变得非常拥挤，频道资源非常紧张，干扰多且很严重。扩频通信技术有很多优点可以克服这些问题，并且可以提供更高的保密技术，下面我们先来了解一下该技术的基本原理。 扩频通信技术基本原理 扩频通信的理论基础是仙农定理：Ｃ＝ｗ【ｏｇ２（１＋Ｓ／Ｎ） 式中：Ｃ一一一信道容量，ｗ一一一传输带宽，ｓ／Ｎ一一一信号功率／噪声功率 由上式可以看出： 为了提高信息的传输速率Ｃ，可以从两种途径实现，既加大带宽ｗ或提高信噪比Ｓ／Ｎ。换句话说，当信号的传输速率Ｃ一定时，信号带宽ｗ和信噪比Ｓ／Ｎ是可以互换的，即增加信号带宽可以降低对信噪比的要求，当带宽增加到一定程度，允许信噪比进一步降低，有用信号功率接近噪声功率甚至淹没在噪声之下也是可能的。扩频通信就是用宽带传输技术来换取信噪比上的好处，这就是扩频通信的基本思想和理论依据。 目前常用的扩频通信实现方法主要有：直接序列扩频、跳频、跳时、宽带线性调频等方式。其中最常用的是直接序列扩频和跳频。 １直接序列扩频技术 所谓直接序列扩频（ｏｓ—ＤｉｒｅｃｔＳｃｑｕｅｎｃｙ），就是用高码率的扩频码序列在发端直接去扩展信号的频谱，在收端直接使用相同的扩频码序列对扩展的信号频谱进行解调，还原出原始的信息。 其原理框图如下： 直序扩频使用伪随机码（ＰＮｃｏａｅ）对信息比特进行模２加得到扩频序列。然后扩频序列去调制载波发射，由于ＰＮ码往往比较长，因此发射信号在比较低的功率上可以占用很宽的功率谱，即宽带低信噪比传输。ＰＮ码的长度决定了扩频系统的扩频增益，而扩频增益又反映了一个扩频系统的性能。 直序扩频系统的解扩采用相关解扩，这是它与常规无线通信解调方式的根本不同。在接收端，接收信号经过放大混频后，经过与发射端相同且同步的ＰＮ码进行相关解扩，把扩频信号恢复出窄带信号，再对窄带信号进行相关解调解出原始信息序列。用１１位码长的扩频码来说，直接序列扩频与解扩的过程简单说就是，如果采用的信源发出…１’，则扩频调制为一个序列单元，如“１１１０００１００１０”；信源发出…０’，则扩频调制为一个反相的序列单元，如与上面对应的反相序列“０００１１１０１１０１”。在接收端，收到序列“１１１０００１００１０”则恢复为…１，收到序列“０００１１１０１１０１”则恢复为…０’。 直序扩频技术的优点在于： １．１抗干扰能力强 扩频解调器实际上是一个相关器，扩频信号通过相关器后能有效的恢复，干扰信号（包括瞄准性干扰和】０ｌ 本页已使用福昕阅读器进行编辑。福昕软件（Ｃ）２００５－２００９，版权所有，仅供试用。

硅扩频振荡器在汽车电子产品中的应用

硅扩频振荡器在汽车电子产品中的应用 摘要：数字电子系统使我们的生活丰富多彩，但数字时钟信号也扮演着“反面角色”，即传导噪声源(通过电缆)或电磁辐射干扰(EMI)。由于潜在的噪声问题，电子产品需要经过相关标准的测试，以确保符合EMI标准。汽车电子产品除了存在EMI兼容性外，还要考虑其他诸多问题，为了简化设计，扩频(SS)振荡器逐渐成为汽车电子仪表、驾驶员与乘客辅助电子产品开发的关注焦点。 扩频振荡器在汽车电子设计中的优势 扩频技术能够很好地满足FCC规范和EMI兼容性的要求，EMI兼容性的好坏在很大程度上依赖于测量技术的通带指标。扩频振荡器从根本上解决了峰值能量高度集中的问题，这些能量被分布在噪声基底内，降低了系统对滤波和屏蔽的需求，同时也带来了其他一些好处。 高品质的多媒体、音频、视频及无线系统在当今的汽车电子产品中所占的份额越来越大，设计人员不得不考虑分布在这些子系统敏感频段的射频(RF)能量。对于高品质的无线装置，是否能够消除RF峰值能量直接决定了方案的有效性。 多年以来，无线通信产品利用“频率调节”技术避免电源开关噪声的影响，这种无线装置能够与供电电源进行通信，使电源按照指令改变其开关频率，将能量峰值搬移到调谐器输入频段以外。在现代汽车电子产品中，随着干扰源数量的增多，很难保证系统之间的协同工作，这种情况由于设备天线的多样化以及对新添子系统放置位置的限制变得更为复杂。 扩频振荡器在数字音频、工厂装配、免提装置等系统中具有独特的优势，这些系统一般采用编解码器改善音频质量，编解码器与蜂窝电话或其它信息处理终端之间通过数字接口连接，如果利用“抖动”(扩频)振荡器作为编解码器的时钟源，能够在非静音情况下消除谐波噪声。这种技术在采用了开关电容编解码器的多媒体系统中很常见。除了抑制谐波噪声外，SS振荡器能够将能量峰值降至噪声基底以内，在无线跳频网络中可减小落入信道内的干扰。 下一代汽车电子产品中，几乎所有的子系统都倾向于利用SS时钟技术改善系统性能，降低EMI。针对这种应用，Maxim/Dallas推出了全硅振荡器，这种振荡器能够可靠启振，而且具有抗震性。其成本与陶瓷谐振器相比极具竞争力，振荡频率从几千赫兹到几十兆赫兹。 汽车电子产品的设计考虑 有效控制EMI是电子工程师在产品设计中所面临的关键问题，数字系统时钟是产生EMI 的重要“源泉”，主要原因是：时钟一般在系统中具有最高频率，而且常常是周期性方波，时钟引线长度通常也是系统布线中最长的。时钟信号的频谱包括基波和谐波，谐波成份的幅度随着频率的升高而降低。 系统中的其它信号(位于数据或地址总线上的信号)按照与时钟同步的频率刷新，但数据刷新动作发生在不确定的时间间隔，彼此之间不相关。由此产生的噪声频谱占有较宽的频带，噪声幅度也远远低于时钟产生的噪声幅度。虽然这些信号产生的总噪声能量远远高于时钟噪

时钟信号质量测试用例5.6

1.目的 测量手机各时钟信号是否符合设计规范，以确保手机各项性能稳定可靠。 2.适用范围 适用于新开发手机产品在试产阶段的评测。 3.测试准备和说明： 3.1程控电源、数字示波器、频率计、原理图及PCB丝印图、原配耳机、SIM卡、TF卡、 烙铁、细导线若干、蓝牙耳机； 3.2测试结果如有必要需附测试波形图。 4.测试过程： 4.1 实时钟32.768KHz时钟测试(测试用例编号: 5. 6.1) 4.1.1测试条件： 被测机开壳,装SIM卡、TF卡开机。 4.1.2 测试步骤： 1）从原理图上找到32.768KHz晶体位置，频率计探头负极接地，正极接晶体XOUT 端，频率计(10M档位)读数即为晶体频率； 2）示波器采集模式设为取样，余辉时间设置为5秒； 3）通道耦合选取直流模式，档位设定为100mV，时间标度设置为10.0us； 4）按测量键选取测量频率，上升时间，下降时间，峰值电压，占空比等； 5）按测试说明要求，在摄像状态选取一个半周期的完整波形，按运行/停止键抓取波形，测量读取数据并按Save键保存波形。 4.1.3 预期结果： 测试项目参考值 电压峰值690-750mV 毛刺0 频偏±20ppm 抖动幅度0 占空比50% 4.2 主时钟26MHz时钟测试(测试用例编号: 5. 6.2) 4.2.1测试条件： 被测机开壳，被测机开壳,装SIM卡、TF卡开机。 4.2.2 测试步骤： 1）从原理图上找到26M晶体位置，频率计探头负极接地，正极接晶体XOUT端，频 率计(120M档位)读数为即晶体频率； 2）示波器采集模式设为取样，余辉时间设置为5秒； 3）通道耦合选取直流模式，档位设定为500mV，时间标度设置为400ns；

实验一高频小信号调谐放大器实验报告

高频小信号调谐放大器 一、实验目的 1.进一步掌握高频小信号调谐放大器的工作原理和基本电路结构。 2.掌握高频小信号调谐放大器的调试方法。 3.掌握高频小信号调谐放大器各项技术参数（电压放大倍数，通频带，矩形系数）的测试方法。 4.熟练掌握multisim软件的使用方法，并能够通过仿真而了解到电路的一些特性以及各电路原件的作用 二、实验仿真 利用实验室计算机或者自己计算机上安装的Multisim9（10）软件，参照实验电路图，进行仿真 仿真电路图如下：

六、数据处理 () f MHz 7 8 9 9.7 9.8 9.9 10 10.1 10. 2 10. 3 () i u mV15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 () o u mV19 28 55 120 128 138 143 150 140 130 (/) u o i A u u 1.2 7 1.8 7 3.6 7 8.0 8.5 3 9.2 9.5 3 10.0 9.3 3 8.6 7 () f MHz10. 4 10. 5 10. 6 10. 7 11 12 13 14 15 16 () i u mV15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 () o u mV120 100 90 80 64 39 28 24 20 18 (/) u o i A u u8.0 0 6.6 7 6.0 5.3 3 4.2 7 2.6 1.8 7 1.6 1.3 3 1.2

7 8910111213141516 25 50 75 100 125 150 uo(mV) f(MHz) 二、实验仿真 利用实验室计算机或者自己计算机上安装的Multisim9（10）软件，参照实验电路图，进行仿真 仿真电路图如下： 使得晶体满足： 1.发射极正偏:b e V V >，且0.6be V V >

取代石英晶体的MEMS振荡器和全硅振荡器

取代石英晶体的ＭＥＭＳ振荡器和全硅振荡器 “时钟和振荡器是所有电子系统的心跳”，正如Silicon Labs公司副总裁Dave Bresemann所说的，振荡器可谓电子系统正常运行的根本。 目前，绝大部分高性能电子系统的计时都是由石英晶体提供的。但是，随着IC的尺寸越来越小，由于不是采用硅材料，这些谐振器因为无法遵循摩尔定律而大大制约了计时方案缩小尺寸及降低成本。 是否有更小巧、更廉价的方案为电子系统提供更加稳健的心跳?答案是肯定的。近年来崭露头角的MEMS振荡器由于采用了CMOS工艺而更加易于集成并缩小尺寸，其市场已经初具规模；而今年陆续推出的全硅振荡器也瞄准了 100MHz以下的大批量低频振荡器市场。 MEMS振荡器市场稳步增长 如图1所示，德国Wicht技术咨询公司(WTC)在今年3月预测，2012年MEMS振荡器的全球市场规模将达到1亿4千万美元。2007年的市场规模为250万美元，今后将以年均120％以上的速度高速增长，其主要原因是许多领域将用

MEMS振荡器替换石英振荡器。 目前，制造MEMS振荡器的主要厂商有SiTime、Discera 及EpsonToyocom等。SiTime和Discera制造硅材料的MEMS 振荡器，而EpsonToyocom的MEMS振荡器是采用被该公司称为“QMEMS”的工艺制造的石英MEMS振荡器。 除SiTime、Discera和SiliconClocks几家美国公司外，欧洲的恩智浦半导体、意法半导体等大企业都在投资MEMS 振荡器的开发。另外，芬兰技术研究中心VTT、MEMS公司VTI及精工爱普生(Seiko Epson)等也在开发MEMS振荡器。 与采用硅材料的MEMS同理，以石英为原料进行精微加工(光刻)的小型化、高性能的晶体元器件被定义为QMEMS(Quartz+MEMS)。石英MEMS振荡器正开始取代手机及GPS中带温度补偿电路的晶体振荡器(TCXO)。另一方面，硅材料的MEMS振荡器与温度稳定性指标比较容易满足的晶体振荡器(XO)展开了竞争。最先采用硅材料MEMS振荡器的产品有数字电视、数码摄像机以及车载后视摄像头等。 WTC预计，2012年之前，由于对相位噪声和温度补偿相关的性能要求较为苛刻，硅材料的MEMS振荡器很难在TCXO市场上普及。MEMS振荡器在替代石英晶体和锁相环IC的SoC方案里最有可能实现增长。

手机常用信号的测试方法

手机常用信号的测试方法 ●目的 1．掌握手机常用供电电压的测试方法。 2．掌握手机常用波形的测试方法。 3．掌握手机常用频率的测试方法。 ●要求 1．实习前认真阅读实习指导 2．实习中测试信号电压、波形和频率时要启动相应的电路。 3．实习后写出实习报告。 手机常见供电电压的测试 维修不开机、不入网、无发射、不识卡、不显示等故障，需要经常测量相关电路的供电电压是否正常，以确定故障部位，这些供电电压，有些为稳定的直流电压，有些则为脉冲电压，一般来说，直流电压即可用万用表测量，也可用示波器测量，当然，用万用表测量是最为方便和简单的，只要所测电压与电路图上的标称电压相当，即可判断此部分电路供电正常；而脉冲电压一般需用示波器测量，用万用表测量，则与电路图中的标称值会有较大的出入。脉冲电压大都是受控的(有些直流电压也可能是受控的)，也就是说，这个脉冲电压只有在 启动相关电路时才输出，否则，用示波器也测不到。 下面分以下几种情况分析供电电压信号的测试方法。 一、外接电源供电电压 1．指导 维修手机时，经常需要用外接电源采代替手机电池，以方便维修工作，这个外接电源在和手机连接前，应调到和手机电池电压一致，过低会不开机，过高则有可能烧坏手机。 外接电源和手机连接后，要供到手机的电源IC或电源稳压块。外接稳压电源输出的是一个直流电压，且不受控；测量十分简单，只需在电源IC或稳压块的相关引脚上，用万用表即可方便地测到。如果所测的电压与外接电源供电电压相等，可视为正常，否则，应检查供电支路是否有断路或短路现象。 2．操作 以摩托罗拉T2688手机为例，装上电池，不开机，测试直通电池正极的电压，共12处： (1)功放U201的左上角(8脚)、右上角(6脚)。 (2)功控ICU202的4脚。 (3)电源ICU27的1、10脚。 (4)充电二极管D14的负极。 (5)射频供电ICIC301的7脚。 (6)U47的6脚。 (7)U35的4脚。 (8)振子驱动管集电极。 (9)电池退耦电容下端。 (10)发光二极管驱动管BQ2集电极。 (11)开机键外圈。 (12)U26的2脚。二、开机信号电压 1．指导 手机的开机方式有两种，一种是高电平开机，也就是当开关键被按下时，开机触发端

实验一小信号调谐(单双调谐)放大器实验

实验一高频小信号调谐放大器实验 一、实验目的 1.掌握小信号调谐放大器的基本工作原理； 2.掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算； 3.了解高频小信号放大器动态范围的测试方法； 二、实验原理 1-1a1-1b （一）单调谐放大器 小信号谐振放大器是通信机接收端的前端电路，主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大。其实验单元电路如图1-1（a）所示。该电路由晶体管Q1、选频回路T1二部分组成。它不仅对高频小信号进行放大，而且还有一定的选频作用。本实验中输入信号的频率f S＝12MHz。基极偏置电阻W3、R22、R4和射极电阻R5决定晶体管的静态工作点。可变电阻W3改变基极偏置电阻将改变晶体管的静态工作点，从而可以改变放大器的增益。 表征高频小信号调谐放大器的主要性能指标有谐振频率f0，谐振电压放大倍数A v0，放大器的通频带BW及选择性（通常用矩形系数K r0.1来表示）等。 放大器各项性能指标及测量方法如下： 1.谐振频率 放大器的调谐回路谐振时所对应的频率f0称为放大器的谐振频率，对

于图1-1（a ）所示电路（也是以下各项指标所对应电路），f 0的表达式为 ∑ = LC f π210 式中，L 为调谐回路电感线圈的电感量； ∑C 为调谐回路的总电容，∑C 的表达式为 ie oe C P C P C C 2221++=∑ 式中，C oe 为晶体管的输出电容；C ie 为晶体管的输入电容；P 1为初级线圈抽头系数；P 2为次级线圈抽头系数。 谐振频率f 0的测量方法是： 用扫频仪作为测量仪器，测出电路的幅频特性曲线，调变压器T 的磁芯，使电压谐振曲线的峰值出现在规定的谐振频率点f 0。 2.电压放大倍数 放大器的谐振回路谐振时，所对应的电压放大倍数A V0称为调谐放大器的电压放大倍数。A V0的表达式为 G g p g p y p p g y p p v v A ie oe fe fe i V ++-=-=- =∑2 22 1212100 式中，∑g 为谐振回路谐振时的总电导。要注意的是y fe 本身也是一个复数，所以谐振时输出电压V 0与输入电压V i 相位差不是180o而是为180o+Φfe 。 A V0的测量方法是：在谐振回路已处于谐振状态时，用高频电压表测量图1-1（a ）中输出信号V 0及输入信号V i 的大小，则电压放大倍数A V0由下式计算： A V0=V 0/V i 或A V0=20 lg (V 0/V i ) d B 3.通频带 由于谐振回路的选频作用，当工作频率偏离谐振频率时，放大器的电压放大倍数下降，习惯上称电压放大倍数A V 下降到谐振电压放大倍数A V0的0.707倍时所对应的频率偏移称为放大器的通频带BW ，其表达式为

直接序列扩频技术(HFA3824A)

摘要 由于直接序列扩频技术所具有的优点，它在无线电通讯中得到了广泛的应用。本文主要介绍了直接扩频技术的原理，m序列的产生以及m序列发生器的结构和反馈系数，直接扩频信号的相关接收机的组成及解扩方式、直扩信号的相关处理。以及直扩信号的同步。在上述理论基础上，用Intersil公司生产的一系列芯片对直接扩频系统进行了实现，其中主要介绍了HFA3824型专用扩频电路的主要性能和用法以及在扩频通信中的应用与实现。还对HFA3524、HFA3724进行了一定的介绍，简要说明了其内部结构和外围电路以及在扩频通信中的应用。 关键字扩频通信，无线电通信，实现，应用

ABSTRACT Because of its merits .The direct sequence spread spectrum (DS SS) technology is applying widely in wireless communication. The principle of the direct sequence spread (DS SS) technology, the generation of m-sequence, the structure of m-sequence generator and the feedback coefficients of it, the de-spread mode of the correlation receiver of the direct spread spectrum single and the correlation process and the synchronization of the direct spread spectrum single are described. Family chip that is produced by Intersil Company is used to realize the direct spread spectrum system on the basis of the above-mentioned theories. The performances and the methods of applications of the Intersil’s application-specific spread spectrum circuit (HFA3824A), and its applications and realization in spread spectrum communications are mainly described. The interior structure and the peripheral circuit of HFA3524 and HFA3724, and its applications in spread spectrum communications are briefly described as well. KEY WORDS spread spectrum communications，wireless communication，realization，applications

示波器测量小信号方法

如何用示波器测量小信号 饶志华肖静刘滨 东华理工大学 用数字示波器测量小信号时，由于信号幅度较小，极容易受噪声干扰。经总结，用数字示波器测小信号可以按照如下步骤进行： 1、将信号好输入示波器（这里以p-p value=5mv，f=1KHz的余弦信号为例） 2、按”auto set”按钮获取波形，见图1 图1按”auto set”获取波形 3、按触发菜单按钮”trig menu”，在显示屏幕上弹出触发菜单，见按菜单旁边对应的按钮， 选取图示的触发方式，见图2 图2按触发菜单按钮选取合适触发方式

4、调节相应的幅度旋钮”scale”,将波形的幅度展宽（图中信号是从第一路输出），见图3。 图3调节幅度旋钮将波形的幅度展宽 5、调节相应的频率旋钮”scale”,将波形在时域上展开，仅在屏幕上仅显示1-3个周期（待补 图） 6、如果这时后的波形看不到余弦信号的样子，则可能是示波器抓取波形失败，则重复以上 步骤。 7、这时候示波器上显示的波形由于受噪声影响，重影非常明显，这时可以按捕获按 钮”acquire”，选取“取平均次数，即用多次采样的次来作为测量值，故可以中和掉噪声，这时候可以看到细小清晰的波形。（待补图） --------------- 注：实际信号发生器输出的波形噪声没有那么严重，大部分噪声是来自周围环境的噪声和信号发生器和示波器的接入方式，当采取同轴电缆将信号发生器和示波器直接连接起来的时候，不用求平均值的方式也可以得到较好的信号，这也从一方面说明了当用放大器放大小信号时，示波器上的输出信号不像输入信号般有非常大的噪声。

按下测量按钮，则可以得到测量波形的各项参数值。（待补图）

基于matlab的直接序列扩频通信系统仿真

基于MATLAB的直接序列扩频通信系统仿真 1.实验原理：直接序列扩频（DSSS）是直接利用具有高码率的扩频码系列采用各种调 制方式在发端与扩展信号的频谱，而在收端，用相同的扩频码序去进行解扩，把扩展宽的扩频信号还原成原始的信息。它是一种数字调制方法，具体说，就是将信源与一定的PN码（伪噪声码）进行摸二加。例如说在发射端将"1"用11000100110，而将"0"用00110010110去代替，这个过程就实现了扩频，而在接收机处只要把收到的序列是11000100110就恢复成"1"是00110010110就恢复成"0"，这就是解扩。这样信源速率就被提高了11倍，同时也使处理增益达到10DB以上，从而有效地提高了整机倍噪比。 1.1 直扩系统模型 直接序列扩频系统是将要发送的信息用伪随机码(PN码)扩展到一个很宽的频带上去，在接收端用与发送端相同的伪随机码对接收到的扩频信号进行相关处理，恢复出发送的信号。对干扰信号而言，与伪随机码不相关，在接收端被扩展，使落入信号通频带的干扰信号功率大大降低，从而提高了相关的输出信噪比，达到了抗干扰的目的。直扩系统一般采用频率调制或相位调制的方式来进行数据调制，在码分多址通信中，其调制多采用BPSK、DPSK、QPSK、MPSK等方式，本实验中采取BPSK方式。 直扩系统的组成如图1所示，与信源输出的信号a(t)是码元持续时间为Ta的信息流，伪随机码产生器产生伪随机码c(t)，每个伪随机码的码元宽度为Tc (Tc<