Multi-channel veri iletim sistemleri, modern telekomünikasyon arka kemiği oluşturur, bakır, fiber ve kablosuz medyadaki yüksek hızlı veri transferine olanak sağlar. Birden fazla sinyal göndererek, bu sistemlerde önemli ölçüde artış sağlar. ancak, ekspektif sinyal yolları doğal bir problem yaratır:talk.Bu elektromanyetik müdahaleler, biraz hata oranları yükseltilir ve kanallarını değiştirmek için çok sayıda sinyal kaynağına sahiptir.Bu sistemlerde çok sayıda sinyal kaynağına uygun olarak, en güçlü filtreler arasında, aktif filtreler kullanımında çok daha iyi bir şekilde azalır.

Çok Kanallı Sistemlerde Crosstalk Anlamak

Crosstalk, bir iletim hattından elektromanyetik alanların istenmeyen gerilimler veya mevcutları bir bitişik çizgide ortaya çıkarır. Dijital abone hatları (DSL), yüksek hızlı arka düzlemler veya mevcut radyo frekansı (RF) anten dizileri, bu darbeleyici etkiler, çünkü iki birincil mekanizmalar çapraz geçiş: kapasitif darbeler yoluyla enerji transferleri ve yüksek çözünürlükte, yüksek hızlarda, manyetik alanların karşılıklı olarak hıza yol açar.

Geçişin etkisi basit gürültünün ötesine uzanır. Zaman zaman çizelgesine, asimetrik müdahaleye neden olabilir ve USB 3.0, PCI Express ve Ethernet gibi senkronizasyonun tam kaybıdır (multiple-input multiple- ⁇ ) kablosuz iletişim, antenler maskeleri arasındaki geçiş ve güvenilir bağlantılar için gerekli çeşitliliği azaltır. Benzer şekilde, USB 3.0, PCI Express ve Ethernet, yakın kanaldaki veri kanallarını ve ağ geçidi gibi bir dizi limitleri baskıya uğratabilir.

Mitigating Crosstalk'taki Aktif Filtrelerin Rolü

Aktif filtreler, seçici olarak frekans-malzeme ağlarını kullanarak çapraz temas noktaları oluştururlar ve hatta istenen sinyalleri güçlendiriyorlar. Aktif bileşenleri dahil ederler -tipik olarak operasyonel yükselteçler (op-amps) - çok uzun sistemlerle, bu, mühendislere en yüksek frekans tabanlı ağ oluşturmalarını sağlar.

Sistem seviyesinde, aktif filtreler, sinyalleri önceden belirlenmiş olan sinyalleri, alıcının her bir alıcıya baskı yapmasını veya komşu gruptan enerjiyi doğrudan azaltmak için, örneğin, frekans-division multiplexing (FDM) programında, her kanal yakın bir frekans bandında ayrı bir frekans bandı kaplar.

Aktif Filtreler ve Uygulamaları

Birçok aktif filtre topoloji genellikle çok kanallı veri sistemlerinde kullanılır, her biri belirli çapraztalk senaryolarına uygundur:

  • [[Düzücükler[Döncükler)[Döncükler:0) Düşük frekanslı filtreler[Dönderler[Dönderler:0) Düşük frekanslı filtreler [Dönderler: 2)[Dönderler:) Üst frekanslar yüksek frekanslar ile eşleştirilirken, düşük frekanslı aktif filtreler, yüksek frekanslı gürültüyü azaltır ve veri oranını eşleştirir.
  • [FONT:0) Yüksek frekanslı filtreler) – Transmit yüksek frekanslar ve düşük frekanslar bloklar. Bunlar düşük frekanslı müdahaleden (örneğin, güç hattı) kirleticiler sinyal kanallarında. Bazı telekomünikasyon standartlarında, yüksek frekanslı filtreler komşu kanallarından uzak durmalarını engeller.
  • [FONT:0]Band-pass filtreleri[[Dönder: 1) Belirli bir frekans aralığı seçin ve her iki alt ve daha yüksek bileşene de reddedilirler.FDM ve multi-channel RF sistemleri için idealdir. Örneğin, 16- kanal transceiver, on altı grup aktif filtre - farklı bir merkez frekansına ayarlanan - her türlü karşılıklı müdahale ile bireysel sinyalleri.
  • [FONT:0)Notch (band-stop) filtreleri) - Her kanalda bir dar frekans aralığına sahip olmak için özellikle etkilidir.Bir saat harmonik veya radyo ton gibi, çiftlerin birden fazla kanala yerleştirilmesiyle, her kanalda bir ara frekansın içine, mühendisler verileri spektrumu etkilemeden haçlı bir şekilde dağılabilir.

Bu temel türlerin ötesinde, aktif filtreler, faz eşitleme için tüm geçit filtreleri olarak yapılandırılabilir veya kesme frekansının bir kontrol gerilimi ile ayarlanabilir filtreler olarak ayarlanabilir - adaptif bir geçiş iptali şemalarında kullanılabilir.

Uygulama Stratejileri

Geçiş için aktif bir filtre tasarlayın, sistemin frekans yanıtını, darbe mekanizmalarının ve sinyal gereksinimlerinin dikkatli bir analiz gerektirir. Süreç, haçlı grubun gecikmesini ve sinyal sadakatini sürdürürken, frekans içeriğini ve faz ilişkisini ölçmektir.

Cutoff Frekans ve Filtre Order

Kesme frekansı, yalnızca Nyquist frekansının üzerinde ayarlanmış olmalıdır. Filtre siparişi (kahkahalar sayısı) geçiş genişliğini belirler ve sabitlenme süresine kadar sabitlenir.In multi-kanser sistemi, kesimler için daha fazla ayarlı filtre sağlar.In multi-kanıklama sistemleri, a Butterworth yanıt (maksimally düz geçiş süresi) yaygın olarak kullanılır.

Impedance Matching and Load

Aktif filtreler belirli giriş ve çıkışlar engellenir. Minimum sinyal yansımaları ve darbe için, bu dürtüler, yükleme hattı karakteristik dürtüleri ile eşleştirilmelidir. Üst hız sistemlerinde (saat oranları >100 MHz), diğer kanallarda aktif olarak geçiş yapan sinyal frekanslarını işlemek için bile yeterli olabilir.

Güç işleme ve gürültü dikkate alma

Aktif filtreler istikrarlı bir güç tedariki gerektirir ve gürültüyü ve doğrusal olmayanlığı tanıtabilir. Multi-channel sistemlerinde, güç tedarik gürültüsü aynı anda tüm filtrelere, metal film direnişçileri ve düşük çözünürlükçiler (örneğin, NPO/COG seramik) en aza indirmek için gerekli olan yüksek dinamik aralıklarda, yüksek dinamik bir şekilde, özellikle de yüksek performanslı bir şekilde (örneğin, yüksek seslendirme noktalarının) aşırı ısıtılması gereken cihazlara (örneğin, yüksek dinamik bir şekilde katkıda bulunulması gerekir.

Aktif Filtrelerin Karşılaştırmalı Avantajları Geçer

İndüktörlerden yapılmış pasif filtreler, kapasitörler ve direnççiler aynı zamanda frekans seçiciliği sağlayabilir, aktif filtreler çoklu kanal geçiş için birkaç kritik fayda sunar:

  • [FONT:0) Büyük girişçiler[[Döneticiler) - İndüktörler düşük frekanslarda yığınlanır ve kompakt devre kurullarına entegre etmek zordur. Aktif filtreler, af-amps ve RC ağlarını kullanın, çok kanallı IC veya yoğun olarak paketlenmiş PCB düzeni dahil etmek için çok daha küçük ve daha kolay.
  • [FONT:0)Gain ve izolasyon[[Dönetici:0)[Döneticiler), sinyal kazanımı sağlar ve sinyal-to-noise oranını geliştirirler. Ayrıca filtre aşamalarını engeller, aksi takdirde filtre özelliklerini cascaded tasarımları değiştirirler.
  • [FONT:0) Yüksek Q ve seçicilik) - Pasif filtrelerle, yüksek kaliteli bir faktör elde etmek (Q) çok hassas, düşük derece bileşenler gerektirir. Aktif filtreler standart direnç veya bant-pass yanıtlarını standart direnç / kapasite değerleri kullanarak uygulamaktadır, belirli dar bant haçlı haçları reddetmek için maliyet-tavapları reddetmeleri için uygun hale getirebilir.
  • [FONT=0)Adjustability and adaptability[Dönlenebilirlik ve adaptasyon[Dönetici:0)[Dönlenebilirlik ve adaptasyonu[Dönlenebilirlik ve uyumsuzluklar) - Aktif filtreler değişken direnç direnç gösterenler (dijik güçlü) veya gerilim kontrollü elemanlar (örneğin, operasyonel transkondüktörler) kullanarak elde edilebilir filtreler oluşturabilir.
  • [FONT:0)DC bloke[[DÜT:1] – Birçok aktif filtre yapılandırması, galvanik olarak izole edilmiş multi-channel sistemlerde DC önyargı seviyelerinin kanallar arasında farklılık gösterebileceğinin çok kanallık sistemlerde faydalıdır.

Bu avantajlarına rağmen, aktif filtreler bir güç kaynağı gerektirir ve gürültüyü mikrodalga frekanslarına kadar aktif filtreler (birkaç gigahertz), pasif filtreler veya iletim hattı teknikleri, af-amp bant genişliği sınırlamaları nedeniyle daha pratik hale gelir. Ancak, sesten mikrodalga frekanslara kadar çalışan çok kanal veri iletim sistemleri çoğunda, aktif filtreler çok yönlü ve güçlü bir çapraz bir çapraztalk aracı kalır.

Modern Sistemler için Gelişmiş Aktif Filtre Teknikleri

Veri oranları arttıkça ve kanal büyürken, geleneksel sabit frekans aktif filtreler, çok kanallık bir alıcı tarafından takviye edilir, dijital sinyal işlemcileri (DSPs) veya alan programlanabilir kapı dizileri otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak veri sinyalini artırmak için otomatik olarak kullanılabilir.In a multi-channel aktif bir alıcı, dijital aktif filtre, örneğin, sabit olmayan frekanslar için pilot kullanarak eğitim edilebilir. Örneğin, en güçlü frekans ve ayarlamalar merkezi, otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak ayarlanabilir.

Bir diğer ortaya çıkan teknik, hibrit analog-dijital iptal döngüsü içinde aktif filtrelerin kullanımıdır. Bir analog ön uç eşitleyici (kontinable-time lineer eşitleştirici veya CTLE), iki lineer ve doğrusal olmayan haçlı haçı iptal etmek için 400G Ethernet ile bir araya gelir. İşte analog aktif filtre, dijital karşıtlık gericiz müdahaleyi ortadan kaldırırken geniş bant baskısını gider.Bu çift yaklaşım 400G Ethernet'de kullanılır.

Tümleşik devre teknolojisi, küçük bir pakette birden çok aktif filtreyi doğrudan gömmek mümkün hale getirdi. Örneğin, Texas Instruments, mühendislere kotoping, faz ve gürültüyü prototiplemeden önce, geçişli sistemler geliştirmelerini sağlayan aktif filtre tasarım araçları sunuyor.

Pratik Tasarım Örnekleri

Kanal başına 10 Mbps'de çalışan 4 kanallı bir otomotiv diferansiyel otobüs düşünün. Kanallar bir bükülme kablo paketini paylaşıyor ve ölçümler 1 MHz'den 30 MHz'e kadar güçlü bir kanalda ( yakındaki motor sürücülerinden) ve kapasitif geçiş yapar, her ikisine de kat daha fazla kHz ve 40 MHz'den fazla bant genişliği sağlar. Filtreleme işlemi doğrudan ikinci sipariş ile sabit bir şekilde sabitlenir.

Future Yol Tarifi

İletişim sistemleri, sabit ölçümlere ve güncel filtrelere doğru iten hızlara doğru itiyor gibi, çapraz algılama ölçüm sistemleri giderek daha zorlu hale gelir. Aktif filtreler, fotonik aktif filtrelerle entegrasyon, bu teknikleri optik multi kanal sistemlerine genişletebilir, yoğun ekran ekranlı çok yönlü modüllerden geçiş noktalarına geçiş yapar ve çoklu kanaldan geçiş yapar. Makine öğrenme algoritmaları, kanal izolasyonuna dayanan geçişler tahmin edebilir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Aktif filtreler çoklu kanal veri iletim sistemlerindeki geçişleri azaltmak için vazgeçilmezdir.Her kanaldaki frekans yanıtını tam olarak şekillendirerek, daha yüksek veri oranları ve daha uzun iletim mesafelere uygun olarak, yüksek frekanslı ve yüksek seviyeli iletişimden, aktif filtreler, pasif sinyal bütünlüğüne karşı mücadelede tercih ve esneklik sağlar.

Aktif filtre tasarım ilkeleri hakkında daha fazla okuma için, [[0.Texas Instruments application not on Aktif filtre tasarımı) . daha geniş bir kesit mekanizmasının ayrıntılı olarak bulunabilir.Wikipedia'nıntalk sayfası[DDDDDDDD)[Döneticileri için, aktif filtre tasarımlarında (Döneticileri için)Analog cihazlarının teknik makaleye göre ) derin öngörüler sunar.