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什么是差分对内延迟差

  • 发布时间:2019-04-25 09:57:01
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         8K到底是什么标准呢-又与4K有哪些不同呢-我们先简单回顾一下4K技术。

          目前来看,从显示效果上来说,4K分辨率是发展的趋势,它能做到3840x 2160的像素分辨率,是2K投影机和高清电视分辨率的4倍之多。光说数字,大家可能会有点晕。说一点具体的东西,去过电影院的朋友们,- 定会被电影院IMAX屏幕的显示效果给震撼住。其实,现在广泛应用于电影院的IMAX屏幕,就是属于4K分辨率的应用中的一种。

          实,4K分辨率其实就是由众多电影院公司炮制出来的。它最初是由”数字影院创导(DCI)” 组织提倡,成员包括迪斯尼、二十世纪福克斯、米高梅、索尼娱乐、环球、华纳兄弟等众多大型电影工作室。由于众多电影公司的推动,它顺利成是新-代好莱坞大片的分辨率标准,具有4096x 2160分辨率的超精细画面。由于电影荧幕的特殊要求,与4K电视的横向分辨率少有差距。

          “江山代有人才出,各领风骚数百年”,在电视视频技术领域,主流技术往往只能独领风骚几年,就被新的技术取代。4K技术逐渐普及的时候,JVC 与NHK联合推出了8K分辨率。这个技术更夸张,分辨率达到7680x4320像素,足 足比目前主流的高清电视分辨率大了16倍,也是4K电视的4倍。

          看起来,8K与4K电视的差距比较明显,尤其是分辨率上,有着4倍的差距。其实,他们本是同根生,都是属于下一代电视视频技术:Super Hi-Vision。

          说起Super Hi-Vision技术,那是有一段历史了。早在2006年,日本广播协会科学与技术研究实验室(简称: NHK)就把初具雏形的Super Hi-Vision视频技术分别提交给国际电信联盟(TU)和电影电视工程师协会(SMPTE)。经过考察和评估,国际电信联盟将Super Hi-Vision视频技术作为UHDTV的草案。于是,4K和8K技术的前身就诞生了。

          UHDTV全名是UItra High Definition Television,意为超高清电视,想用来定义下一代电视视频技术。但是,Super Hi-Vision视频技术已经占据了下一代电视视频技术的准确名称。于HDTV技术-样,它也包含了有两种不同的标准,分别是UHDTV1和UHDTV2。

          UHDTV1的分辨率为3840x2160,就是目前俗称的4K技术,是Super Hi-Vision视频技术的入门水平;而UHDTV2的分辨率为7680x4320,就是刚刚推出的8K技术,是目前电视视频技术的水平,也将是电视视频技术的发展方向。


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    对于速度的渴求始终在增长,传输速率每隔几年就会加倍。这一趋势在诸如计算、SAS和SATA存储方面的PCIe以及云计算中的千兆以太网等很多现代通信系统中很普遍。信息革命对通过传输介质传送数据提出了巨大挑战。
    -目前的传输介质仍然依赖于铜线,数据链路中的信号速率可以达到大于25Gbps,并且端口吞吐量可以大于100Gbps。这些串行数据传输设计使用差分信号的方式,通过被称为差分对的一对铜线来传送数据。A线路和B线路内的信号是等振幅、反相位高速脉冲。差分信号在很多电路上有使用,比如LVDS,CML和PECL等等。
    -传送一个理想的串行比特流
      串行比特流是通过一个差分对传播的差分信号。如图1所示,差分信号的预计到达时间是一样的,这样的话,它们在接收端上保持差分信号的属性(等振幅、反相位)。一个接收器被用来恢复信号,然后正确地采样和恢复数据,从而实现无误差数据传输。

    对于差分对的要求

      一个良好设计差分对是成功进行高速数据传输的关键因素。根据应用的不同,差分对可以是一对印刷电路板 (PCB) 走线,一对双绞线或一对共用绝缘和屏蔽的并行线(通常称为Twin-axial电缆)。在这一系列中,我将讨论差分对的特点,以及针对高速数据传输的设计问题和解决方案。

      在这一系列的第一部分中,让我们研究一下差分对的主要要求:

      A线路和B线路都需要保持相当恒定和相等的特性阻抗,通常称为奇模阻抗,此时两条线路均差分激励。

      差分信号应该在到达目的端时保持差分信号的属性:几乎相等的振幅和相反的相位。

      每条线路的插入损耗应该大致相等。

      每条线路的传播延迟应该大致相等。

      总之,我们应该寻求相等并且相当恒定的奇模阻抗,从而限度地减少从源端到目的端整条差分对长度上的阻抗波动。我们也应当使A线路与B线路之间的延迟匹配和插入损耗匹配。此外,我们需要确保插入损耗不会太多,这样的话,接收器能够正确地恢复数据。

      为了满足上述要求,A线路和B线路应该在它们的物理布局布线中保持高对称。发射器和接收器也应该在它们的A和B线路电路中保持高对称,这样的话,它们在A线路和B线路上的电气负载相等。

      设计差分对,以限度地减少失真

      在理想情况下,差分对是完全对称的,此时具有无限带宽并且邻近信号之间完全隔离。在现实情况下,差分信号通过集成电路 (IC) 封装、外部器件、不同的PCB结构、连接器和电缆连接子系统进行传播。实现完全对称的差分对是件不太容易的事情。在以后的博文中,我将讨论差分对设计的方案,以及限度减少发射信号失真的技术。 

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