高速信號傳輸中的預加重（Pre-emphasis）和去加重（De-emphasis）是用于補償傳輸過程中信號衰減和失真的方法，特別是在長距離或高頻率傳輸的情況下。這些技術在高速數字通信系統中非常重要，如高速串行總線（例如PCIe、SATA）和網絡通信（如以太網）。

01預加重（Pre-emphasis）

預加重是一種在發送端對信號進行處理的方法，其目的是增強信號的高頻成分。因為在傳輸過程中，高頻信號比低頻信號衰減得更快，因此預加重可以在發送前提高高頻信號的幅度，以便在接收端經過信道后，高低頻信號的幅度趨于平衡。這樣做可以減小由信道造成的信號失真，從而提高信號完整性。

預加重的特性：

·在傳輸前對信號施加高通濾波器

·增強或放大高頻分量

·通常將頻率提高到 2-3 kHz 以上

·為高頻提供高達 10 dB 的增益

·利用了高頻抗擾度

如下圖所示，預加重提高了跳變沿的幅值

圖1 預加重概念

02去加重（De-emphasis）

去加重是在接收端對信號進行處理，目的是恢復信號的原始形態。由于在發送端已經對信號進行了預加重，接收端需要對信號的高頻部分進行適當的衰減，以補償預加重的影響，從而恢復信號的原始比例。去加重的過程實際上是預加重的逆過程。

去加重的特性：

·對接收信號施加低通濾波器

·衰減或降低增強的高頻

·滾降高點高于 2-3 kHz

·是預加重的反向過程

·提供與預加重相等的增益降低

·恢復原始頻譜

·減少在傳輸的過程中拾取的噪聲和失真

總而言之，去加重是將已經加重的發射信號恢復為原來信號形式的過程。如下圖所示，去加重降低了跳變沿之外的幅值。

圖2去加重概念

工作原理和實現

1.發送端預加重：發送端在發送信號時，對信號的高頻部分進行預加重處理，使得高頻信號的幅度增加。這種處理通常在發送芯片中實現，通過調整驅動器電路中的參數來增加高頻成分的幅度。

2.傳輸過程：信號通過傳輸介質（如電纜、PCB走線等）時，高頻成分會比低頻成分衰減得更多。由于預加重的作用，盡管高頻成分在傳輸過程中衰減，但它們的幅度依然相對較高，從而保持了信號的完整性。

3.接收端去加重：接收端接收到預加重處理過的信號后，對信號進行去加重處理，以恢復原始信號。這種處理通常在接收芯片中實現，通過濾波和放大電路對高頻成分進行適當的衰減。

應用場景

預加重和去加重技術廣泛應用于各種高速通信接口，如：

- PCIe

(PeripheralComponentInterconnectExpress)

- SATA

(SerialATA)
- HDMI

(High-DefinitionMultimediaInterface)
- 以太網

(Ethernet)

這些技術在高速信號傳輸中至關重要，因為它們能夠顯著改善信號質量，減少誤碼率，提高數據傳輸的可靠性和穩定性。

案例分析

在巨霖SIDesigner中，我們可以對發送端進行一個預加重，如下圖所示，雙擊打開無AMI文件的SerDes仿真器件P_tx_single，在EQ界面填寫Emphasis的參數，在這里我設置的是Emphasis level=0.2;Emphasis time=20ps.

圖3無AMI文件的SerDes仿真器件均衡的參數設定

結果如下圖所示，紅色波形為原始信號，藍色波形為預加重后的結果，我們可以看到與圖1預加重的概念一致。

圖 4預加重的結果與原始信號的對比

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