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在现代通信技术中，每当在传输高速信号的时候，特别是射频微波信号传输过程中，总是不可避免的遇到因为回波损耗和辐射损耗所造成的信号衰减。如何改善这一问题？技术型授权代理商Excelpoint世健的工程师Wolfe Yu对传输线理论进行了科普。
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各种传输线路的优劣分析
为了将电磁波束缚在一定横截面内导通，防止信号向外部空间辐射，人们通常采用一种被称为“金属波导”的导行系统。
图1 金属波导的导行系统金属波导其实就是一个空心的金属管，它的特点是对于高频信号衰减少、传输效率高。但是波导的缺点是只能导通高频信号，对于中、低频信号无法传输。这和传统的双导线系统正好相反。
那么，是否有一种传输线，可以实现所有频段全覆盖呢？为了解决这个问题，科学家提出了新的解决方案——微带传输和同轴传输技术，本文主要讨论同轴传输技术。
图2 同轴线传输线的导行系统同轴线传输是由分离导体柱构成，可以传播横电磁波，从两分离的导体柱结构和传递横电磁波的角度来看，同轴线传输技术信号衰减相对较少，覆盖频段宽，理论上可以覆盖全频段，是传输信号的较优选择。
同轴线传输还有一个优势，高频电磁波信号通过空间电场传输，主设备可以同时通过同轴线传输电能给从设备，这被称之为PoC（Power-over-Coax）, PoC和PoE的工作原理类似。
图3 同轴传输线供电原理框图信道均衡技术
信道码间串扰
在数字通信系统中，由于多径效应、信道带限等因素，在接收端会形成码元拖尾。拖尾部分与相邻码元叠加，形成码间干扰，导致采样信号畸变，判决错误。
图4 码间串扰引起信号丢失及采用信道均衡技术恢复码元为了提高衰落信道中的通信系统的传输性能，工程师们往往采取的一种抗衰落措施，来消除或减弱宽带通信时的多径时延带来的码间串扰（ISI）问题，这被称为“信道均衡”。
传输线网络模型
信道均衡是为了消除码间干扰，它的核心思想是对信道或整个传输系统特性进行补偿，通过补偿网络使传输线阻抗和负载阻抗相等。
图5 传输线等效模型在高速传输系统中，传输线会产生很多寄生参数，可以采用阻容器件来建立等效分段传输模型。
根据信号的传输模型，高速信号在经过长传输线之后，输出信号会产生畸变。如果不对信号作处理，信号将无法准确识别，形成码间干扰串扰。
图6传输线信号畸变引起码间串扰阻抗匹配的具体实现方法是，在传输线的基础上，再添加一个传递函数，使整个传输系统实现阻抗匹配，这被称为“全通滤波”或者“均衡电路”。
均衡传输实现方法
为了消除码间干扰，使电路达到均衡效果，一般采用两种方法，一种是预加重、另一种是去加重。
预加重技术就是增强信号上升沿和下降沿处的幅度，其它地方幅度不变。而去加重是保持信号上升沿和下降沿处的幅度不变，其他地方信号减弱。
根据上述分段传输线传输模型，一般会在发送端做前馈均衡FFE（Feed Forward Equalizer），在接收端做判决反馈均衡DFE（Decision Feedback Equalizer）。
图7 均衡传输技术建模前馈均衡FFE是SerDes系统中最常用的均衡技术。通常SerDes的发送端会使用FFE技术对信号进行预均衡。FFE通过将延时的信号按不同的权重（w-1，w0，…，wn）相加。控制权重的大小调整均衡强度。
图8 前馈均衡的预加重原理判决反馈均衡DFE也是通过数字高频滤波器实现的，与FFE不同的是，DFE是一种非线性均衡技术：判决后的信号为数字信号。因此，DFE可以只放大高频信号，而不放大高频噪声。
图9 判决反馈去加重原理在DFE电路中，通常的做法，一般会在前级加上一个连续时间线性均衡CTLE（Continuous Time Linear Equalizer），CTLE的作用是作为高通滤波器和低通滤波器配合，实现信号的全通滤波。
图10 同轴均衡传输技术理论可以覆盖全频段Microchip基于CoaXpress一揽子解决方案
Microchip推出的一种基于CoaXpress的视频传输方案就是基于均衡法的同轴传输。
EQCO125X40集成均衡器、CDR和电缆驱动。它可以实现在一根电缆或PCB跟踪对上发送/接收信号，在1.25 Gbps/12.5 Gbps 8b/10b编码下行传输，以及20.833 Mbps/41.666 Mbps 8b/10b编码的上行传输。在ADAS图传应用中，视频信号通过同轴线进行无损耗传输给高算力的平台做进一步处理，这种算法已经被越来越多的客户所接受。
图11 Microchip基于CoaXpress技术的图传解决方案这颗芯片搭载在基于Microchip PolarFire视频平台上，客户可以利用Microchip提供的免费IP安装包轻松完成产品开发，缩短开发流程，其授权代理商Excelpoint世健能提供相应的技术支持和指导，帮助客户更高效地进行产品开发。
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