Impulsfolge-Abtastrate

Angenommen, ich habe eine Impulsfolge mit einer Frequenz von F Hertz. Eine normale Rechteckwelle hat alle ungeraden Harmonischen. Wenn ich von Nyquist aus die Wellenform "rekonstruieren" möchte , sollte die Abtastfrequenz Fs für einige große k mindestens 2 * (2k + 1) * F betragen .

Was ist, wenn ich die Wellenform nicht rekonstruieren und nur Höhen und Tiefen erkennen möchte? UART-Empfänger beispielsweise tasten mit dem 8- oder 16-fachen der Frequenz F ab . Liegt das daran, dass sie nur Hochs und Tiefs erkennen wollen? Sie wollen die Wellenform nicht wirklich rekonstruieren, sondern interessieren sich nur für bestimmte Punkte.

das Oversampling hängt vom Quantisierungsverhältnis max/min ab
@ TonyEErocketscientist Ich verstehe nicht. Können Sie das näher erläutern?
Wenn Sie einen 10-Bit-ADC mit 1024 Stufen haben und nur 2 benötigen, verringert sich die Abtastrate um 1024 oder umgekehrt, wenn Shannons Gesetz 2 fs für eine Rate von 1 f sagt, Sie aber 1024 Stufen benötigen, benötigen Sie eine Abtastrate von 2 * 1024. Aber für die Phase auf UARTs verwenden sie 16xf, um die Uhr vom Startbit für 10 Symbole mit weniger Fehlern zu synchronisieren. 10 Symbole = 1 Start + 1 Stopp + Daten oder +1 für die Parität ... aber eigentlich sind es 2 * 1024 + 1 * 2f

Antworten (2)

Sie müssen Ihre „Impulsfolge“ detaillierter beschreiben, aber im Allgemeinen muss Ihr Abtastintervall (Periode) strikt kürzer sein als das kürzeste „Hoch“ oder kürzeste „Tief“, das in Ihrem Signal erscheinen kann. Andernfalls riskieren Sie, ein Hoch oder Tief ganz zu verpassen.

UARTs verwenden hohe Abtastraten, um mit "schlampigen" Signalen umzugehen, die erhebliches Rauschen oder Verzerrungen aufweisen können. Es macht sie auch toleranter gegenüber Geschwindigkeitsfehlern zwischen den beiden Enden der Verbindung.

Ich verstehe, wenn Sie sagen, dass das Abtastintervall (Periode) strikt kürzer sein muss als die kürzesten Hochs oder kürzesten Tiefs. Das würde sicherstellen, dass die Höhen und Tiefen nicht übersehen werden, wäre aber nicht ausreichend, um die Impulsfolge tatsächlich zu rekonstruieren. Hab ich recht?
Richtig. Das hast du gesagt, was du wolltest, richtig?
Ja, ich war verwirrt über den Unterschied zwischen vollständiger Rekonstruktion und Erkennung von Hochs/Tiefs für Pulszüge.
Aber in Wirklichkeit KÖNNEN Sie die Wellenform rekonstruieren, wenn Sie genug über ihre allgemeinen Eigenschaften wissen. Es ist nur viel schwieriger, wenn Ihre Abtastrate nahe an der Mindestrate liegt.

Das A in UART = asynchron. Dies bezieht sich auf den freilaufenden 16-fachen Takt, der vom Empfänger generiert wird, um nach der führenden Startbitflanke zu suchen und dann die Mitte des Bits mit einem 1-fachen invertierten Takt (= Bitrate) auszuwählen, der jetzt mit dieser Flanke synchronisiert ist. Da es eine kleine Frequenzdifferenz gibt, driftet die Taktphase langsam früh oder spät, aber nicht mehr als typisch 100 ppm·10 Bit = 0,1 %.

Dies wird für jedes Wort mit Start- und Stoppbit als Wortrahmenprüfung durchgeführt . Dies berücksichtigt eine gewisse Bitverschiebung aufgrund von Signalverzerrung und Taktfrequenzdifferenz zwischen Sender und Empfänger, die im Allgemeinen gut innerhalb von 100 ppm liegen.

Da es sich bereits um eine binäre Logik handelt, die durch die Rx-Schwelle bestimmt wird, die mit TTL bei 1,3 V identisch ist, während das Signal +/-V beträgt, müssen weder mehr als diese 16x f abgetastet werden, noch müssen Siliziumkosten eingespart werden Probe weniger als diese. So ist eine UART 16x Clock zum De-facto- Standard geworden . Die Ausnahme sind die höchsten Bitraten, bei denen in einigen Fällen nur ein 8-facher Takt verfügbar ist, mit einem leichten Verlust in der Takt-zu-Datenflanken-Grenze für Fehler aufgrund aller Effekte der Bitphasenverschiebung.

Wenn Sie synchrone Daten ohne Start- und Stoppbits haben möchten, wird eine PLL-SERDES-Taktsynchronisation verwendet, die normalerweise einen Takt mit der gleichen Rate wie die Symbolrate verwendet. Darauf folgt eine Suche nach einem eindeutigen Frame-Sync-Muster, dann kann es den Stream decodieren.

{ Fühlen Sie sich frei, nach beliebigen für Sie neuen Schlüsselwörtern im Web zu suchen.}

Was meinen Sie mit "Es gibt [keine] Einsparungen bei Silizium, um weniger als diese Probe zu nehmen"? Wenn ich eine langsamere Uhr verwende, würde sich der Stromverbrauch verbessern. Ich könnte auch mit billigeren Teilen wegen der niedrigeren Abtastrate kommen.
Es kann bereits von einem langsamen Xtal abgeleitet werden und wird durch Zähler herunterskaliert, sodass die Einsparungen im Allgemeinen Erdnüsse sind, es sei denn, UARTs > 1 MHz, aber dann Signalintegritätsanforderungen und BER-Anforderungen. Höhere Datenraten benötigen aber auch mehr Phasenspielraum, der bei einem 8-fachen Takt reduziert wird. Das hängt von deinem Signal ab. Um 9600 Baud über den Campus zu übertragen, war dies in den 70er Jahren erforderlich, aber 1 Mbit / s über ein kurzes Kabel möglicherweise nicht.
Die "bestimmten Punkte" sind eine Schätzung der Mitte des Bits basierend auf der Verzögerung beim Senden der Startbitflanke und des Rauschens und anderer Artefakte einer nicht angepassten Kabelimpedanz. Wir sprechen also über die Quantisierung der Startzeit und nicht über die Rekonstruktion der Wellenform. Haben Sie etwas über Augenmuster gelesen?
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