扩频时钟技术(Spread+Spectrum+Clock+Technology)对降低电磁干扰(EMI)的作用及实现方法

第二章扩频时钟技术

§２．１起源与发展历史

扩频技术在相当长的一段时期内已经被广泛应用于通讯领域，但是直到最近十年，这项技术才被应用于其它领域。比如为了降低电磁辐射干扰（ＥＭＩ）而采用

扩频技术故意地在时钟发生器中引入抖动（ｒｉｆｌｅｒ）。很多年前，在第二次世界大战

前夕，当时的一位著名的好莱坞女演员ＨｅｄｙＬａｍｍａｒｒ（图２—１）利她的丈夫

ＧｅｏｒｇｅＡｎｔｈｅ“——当时美国的一位先锋派作曲家，在一次晚餐中突然想到了一个有趣的方案可以在很远的距离控制武装鱼雷艇，并且通讯传输不会被敌人发现或

者干扰。他们很有先见地将这项发明申请了专利。虽然直到１７年之后专利失效也没有将这个想法付诸实现，并且他们也没有从中得到一分钱好处。但是这项发明的基本思想却成为了后来的扩频通讯技术的基础。

图２—１历史上第一个提出扩频概念的人

ＨｅｄｙＬａｍｍａｒｒ和ＧｅｏｒｇｅＡｎｔｈｅｉｉ的发明让人感到更加不可思议的是，当时还没有发明数字电路，但是它却包含了一些关键的数字电路的概念。虽然这两位扩频技术的先驱被人们忽略了多年，但是随着这项技术的不断应用，人们最终又发

直接序列扩频通信

ＭＡＴＬＡＢ仿真直接序列扩频通信 1.摘要直接序列扩频通信系统（DS-CDMA）因其抗干扰性强、隐蔽性好、易于实现码分多址（CDMA）、抗多径干扰、直扩通信速率高等众多优点，而被广泛应用于许多领域中。针对频通信广泛的应用，本文用MATLAB工具箱中的SIMULINK通信仿真模块和MATLAB函数对直接序列扩频通信系统进行了分析和仿真，使其更加形象和具体。关键字：扩频通信m序列gold正交序列matlab仿真 2.引言直接序列扩频(DSSS— Direct Sequence Spread Spectrum)技术是当今人们所熟知的扩频技术之一。这种技术是将要发送的信息用伪随机码（PN码）扩展到一个很宽的频带上去，在接收端，用与发端扩展用的相同的伪随机码对接收到的扩频信号进行相关处理，恢复出发送的信息。它是二战期间开发的，最初的用途是为军事通信提供安全保障, 是美军重要的无线保密通信技术。这种技术使敌人很难探测到信号。即便探测到信号，如果不知道正确的编码，也不可能将噪声信号重新汇编成原始的信号。有关扩频通信技术的观点是在1941年由好莱坞女演员Hedy Lamarr 和钢琴家George Antheil提出的。基于对鱼雷控制的安全无线通信的思路，他们申请了美国专利#2.292.387。不幸的是，当时该技术并没有引起美国军方的重视，直到十九世纪八十年代才引起关注，将它用于敌对环境中的无线通信系统。直序扩频解决了短距离数据收发信机、如：卫星定位系统(GPS)、3G移动通信系统、WLAN (IEEE802.11a, IEEE802.11b, IEE802.11g)和蓝牙技术等应用的关键问题。扩频技术也为提高无线电频率的利用率(无线电频谱是有限的因此也是一种昂贵的资源)提供帮助。 3.直接序列扩频DS-SS是直接用具有高码率的扩频码序列在发送端去扩展信号的频谱。而在收端，用相同的扩频码序列去进行解扩，把展宽的扩频信号还原成原始的信息。

扩频时钟(SSC)简介

SSC是英文Spread Spectrum Clocking的缩写，中文意思为“扩频时钟”，当下的绝大多数高速芯片，如PCIE、SATA、SAS、等都支持SSC功能。那么SSC究竟是干什么的呢 SSC的主要目的是减小EMI辐射。EMI一直是高速系统设计的难点，在传统设计中，主要通过滤波、接地、屏蔽等方法来减小EMI辐射，这些方法都是通过改变/切断EMI辐射路径来达到减小EMI辐射的目的，往往设计成本比较高，另外还有一种更好的治本方法，那就是在EMI源头上做文章，减小EMI的产生，SSC技术就是其中一种。学过信号与系统课程的同学都知道，对于固定频率的时钟，所有能量都集中在其基频上，其频谱很窄，但幅度很高，对外辐射能量很大，而对于频率变化的时钟，其能量会分散在一定频率范围上。如上图所示，SSC时钟频谱平均分布在一定范围内，幅度很小，不会产生太大的EMI辐射。一般用扩展率δ来衡量时钟扩展的深度，假设扩展前时钟频率为fc，频率扩展范围为Δf，则有：向下方向扩频率：δ = -Δf /fc *100% 中心方向扩频率：δ = ±1/2Δf/fc *100% 向**向扩频率：δ = Δf/fc*100% 扩频率不能太小，也不能太大，太小了达不到预期效果，太大了不能满足总线的时序要求，引起系统误码，大多数高速芯片的SSC扩频率在%左右。

扩频的方法如下：假设有某时钟Y(t) = Asin2πfct，用w(t)波形来对基频时钟进行扩频，则扩频后的时钟Y’(t) = Asin2π(fc+w(t))t，未经扩频的时钟频谱是位于fc 的一条谱线，幅度为:A2/2，由于该频谱只是一条谱线，其幅度与频谱带宽B无关。但是，扩频时钟的频谱幅度取决其带宽B。由于扩频时钟的功率在Δf频带内分布相当均匀，其幅度为:A2B/(2Δf)，这样，我们可以得到EMI抑制率S为：S = 10log((A2/2)/( A2B/(2Δf))) = 10log(Δf/B)，单位为dB。 SSC的调制率通常用fm表示，也就是w(t)的周期，在该周期内SSC时钟频率变化Δf 并返回到初始频率。调制波形代表扩频时钟频率随时间的变化曲线，通常为锯齿波，如下图所示。 SSC 的使用会影响到串行数据眼图的测量效果，因此在进行信号眼图测量验证时需要选择合适的锁相环。一阶PLL往往不能跟踪SSC 带来的频率变化。测出来的眼图质量很差，而二阶PLL能很好的跟踪时钟频率的变化，所以在测试带SSC功能的SerDes眼图时，注意将CDR的PLL设为二阶。

投资时钟理论

投资时钟理论美林的“投资时钟”是一种将经济周期与资产和行业轮动联系起来的方法。它将经济周期划分为四个不同的阶段——衰退、复苏、过热和滞胀。每个阶段都对应着表现超过大市的某一特定资产类别：债券、股票、大宗商品和现金。在衰退阶段，经济增长停滞，超额的生产能力和下跌的大宗商品价格驱使通胀率更低，企业赢利微弱并且实际收益率下降。中央银行削减短期利率以刺激经济，导致收益率曲线急剧下行。此时，债券是最佳选择。在复苏阶段，舒缓的政策起了作用，GDP增长率加速，并处于潜能之上。然而，通胀率继续下降，因为空置的生产能力还未耗尽，周期性的生产能力扩充也变得强劲。企业盈利大幅上升、债券的收益率仍处于低位，但中央银行仍保持宽松政策。这个阶段是股权投资者的“黄金时期”，股票是最佳选择。在过热阶段，企业生产能力增长减慢，开始面临产能约束，通胀抬头。中央银行加息以求将经济拉回到可持续的增长路径上来，此时的GDP增长率仍坚定地处于潜能之上。收益率曲线上行并变得平缓，债券的表现非常糟糕，股票的投资回报率取决于强劲的利润增长与估值评级不断下降的权衡比较。此时，大宗商品是最佳选择。在滞胀阶段，GDP的增长率降到潜能之下，但通涨却继续上升，通常这种情况部分原因归于石油危机。产量下滑，企业为保持盈利而提高产品价格，导致工资—价格螺旋式上涨。只有等通胀过了顶峰，中央银行才能放松货币，这就限制了债券市场的回暖步伐。此时，企业盈利恶化，股票表现非常糟糕，现金是最佳选择。投资时钟理论在A股市场得到验证。我们把我国2005年四季度-2007年二季度定义为经济复苏阶段，2007年三季度-2007年四季度为经济过热阶段，2008年一季度-2008年二季度为滞涨阶段，2008年三季度-2008年四季度为衰退阶段。

FPGA内DCM全局时钟的使用详解

在 Xilinx 系列 FPGA 产品中，全局时钟网络是一种全局布线资源，它可以保证时钟信号到达各个目标逻辑单元的时延基本相同。其时钟分配树结构如图1所示。图1.Xilinx FPGA全局时钟分配树结构针对不同类型的器件，Xilinx公司提供的全局时钟网络在数量、性能等方面略有区别，下面以Virtex-4系列芯片为例，简单介绍FPGA全局时钟网络结构。 Virtex- 4系列FPGA利用1.2V、90nm三栅极氧化层技术制造而成，与前一代器件相比，具备灵活的时钟解决方案，多达80个独立时钟与20个数字时钟管理器，差分全局时钟控制技术将歪斜与抖动降至最低。以全铜工艺实现的全局时钟网络，加上专用时钟缓冲与驱动结构，从而可使全局时钟到达芯片内部所有的逻辑可配置单元，且I/O单元以及块RAM的时延和抖动最小，可满足高速同步电路对时钟触发沿的苛刻需求。在FPGA设计中，FPGA全局时钟路径需要专用的时钟缓冲和驱动，具有最小偏移和最大扇出能力，因此最好的时钟方案是由专用的全局时钟输入引脚驱动的单个主时钟，去钟控设计项目中的每一个触发器。只要可能就应尽量在设计项目中采用全局时钟，因为对于一个设计项目来说，全局时钟是最简单和最可预测的时钟。在软件代码中，可通过调用原语 IBUFGP来使用全局时钟。IBUFGP的基本用法是： IBUFGP U1(.I(clk_in), .O(clk_out)); 全局时钟网络对FPGA设计性能的影响很大，所以本书在第11章还会更深入、更全面地介绍全局时钟网络以及相关使用方法。 DCM模块的使用 1．DCM模块的组成和功能介绍数字时钟管理模块（Digital Clock Manager，DCM）是基于Xilinx的其他系列器件所采用的数字延迟锁相环（DLL，Delay Locked Loop）模块。在时钟的管理与控制方面，DCM与DLL相比，功能更强大，使用更灵活。DCM的功能包括消除时钟的延时、频率的合成、时钟相位的调整等系统方面的需求。DCM的主要优点在于：①实现零时钟偏移（Skew），消除时钟分配延迟，并实现时钟闭环控制；②时钟可以映射到PCB 上用于同步外部芯片，这样就减少了对外部芯片的要求，将芯片内外的时钟控制一体化，以利于系统设计。对于DCM模块来说，其关键参数为输入时钟频率范围、输出时钟频率范围、输入/输出时钟允许抖动范围等。

扩频通信及matlab仿真

扩频通信及Matlab 仿真江西师范大学物理与通信电子学院2009级通信工程（2）班姓名xxx 学号xxxxxxxx

目录一、摘要 (3) 二、数字通信原理 (4) 三、衰落信道与抗衰落技术 (5) 四、多址通行 (6) 五、扩频通信原理 (6) 六、直接序列扩频通信 (8) 七、基于matlab的直接序列扩频仿真 (10) 八、结束语 (13) 九、参考书目 (14) 十、致谢 (15)

摘要扩频通信即扩展频谱通信，它与光纤通信、卫星通信一同被誉为信息时代的三大高技术通信传输方式。扩频通信技术自50年代中期美国军方开始研究，一直为军事通信所独占，广泛应用于军事通信、电子对抗以及导航、测量等各个领域，直到80年代初才被应用于民用通信领域。为了满足日益增长的民用通信容量的需求和有效地利用频谱资源，各国都纷纷提出在数字峰窝移动通信、卫星移动通信和未来的个人通信中采用扩频技术，扩频技术现已广泛应用于蜂窝电话、无绳电话、微波通信、无线数据通信、遥测、监控、报警等系统中。本文根据扩频通信的原理，利用MATALB对扩频通信中最常用的直扩通信系统进行了仿真。

数字通信原理： 1）所谓数字通信就是利用数字传输技术来进行的通信。它包括对模拟信号的编码和调制，传输媒介以及对数字信号的解调和解码。 2）典型的数字通信系统模型如图1-1：图1-1 信源：信息的来源一般是模拟信号。信源编码：模拟信号转变为数字信号；信号压缩处理；信号的高效率编码。信道编码：检错、纠错编码，提高信号抗干扰能力；

信息加密，防止信息被窃取。调制变换：波形编码，信号调制，使基带信号适合在特定的道中传输。传输媒介：有线、无线信道，网络交互设备。解调、信道译码、信源译码：对信号作上述处理相反对变换。信宿：信息的最终传输目的地衰落信道与抗衰落技术： 1）衰落信道的产生：无线通信是基于电磁波在空间中的传播来实现信息的传递的。无线信道的电波传播特性与电波传播的环境密切相关。电波环境主要包括：地形地貌、各种建筑物、气候气象、电磁干扰、移动体的运动速度和工作频段等。因此在实际应用中不可避免的产生衰落信道。 2）衰落信道主要包括：阴影衰落和多径衰落。 3）抗衰落技术主要包括：①空间分集技术 ②Rake接收方式 ③信道交织技术 ④多载波传输技术 ⑤信道均衡技术 ⑥扩频通信技术等等

无线扩频通信技术基本原理及应用

?２００３天津ｒｒ、网络、信息技术、电子、仪器仪表创新学术会议无线扩频通信技术基本原理及应用晏小乔（天津港通信导航公司３００４５６２５７０２９６５）摘要本文重点介绍了扩频通信技术的基本原理和应用，并阐述了扩频通信技术为现代信息技术的发展提供了优质的无线传输手段，解决了抗干扰性，保密性，可靠性，频率占用、传输带宽等多方面的问题。关键词长期以来，扩频通信主要用于军事保密通信和电子对抗系统，随着世界范围政治格局的变化和冷战的结束，该项技术才逐步转向”商业化”。我们知道，传输任何信息都需要一定的带宽。随着无线通信的广泛应用，无线频道变得非常拥挤，频道资源非常紧张，干扰多且很严重。扩频通信技术有很多优点可以克服这些问题，并且可以提供更高的保密技术，下面我们先来了解一下该技术的基本原理。扩频通信技术基本原理扩频通信的理论基础是仙农定理：Ｃ＝ｗ【ｏｇ２（１＋Ｓ／Ｎ）式中：Ｃ一一一信道容量，ｗ一一一传输带宽，ｓ／Ｎ一一一信号功率／噪声功率由上式可以看出：为了提高信息的传输速率Ｃ，可以从两种途径实现，既加大带宽ｗ或提高信噪比Ｓ／Ｎ。换句话说，当信号的传输速率Ｃ一定时，信号带宽ｗ和信噪比Ｓ／Ｎ是可以互换的，即增加信号带宽可以降低对信噪比的要求，当带宽增加到一定程度，允许信噪比进一步降低，有用信号功率接近噪声功率甚至淹没在噪声之下也是可能的。扩频通信就是用宽带传输技术来换取信噪比上的好处，这就是扩频通信的基本思想和理论依据。目前常用的扩频通信实现方法主要有：直接序列扩频、跳频、跳时、宽带线性调频等方式。其中最常用的是直接序列扩频和跳频。１直接序列扩频技术所谓直接序列扩频（ｏｓ—ＤｉｒｅｃｔＳｃｑｕｅｎｃｙ），就是用高码率的扩频码序列在发端直接去扩展信号的频谱，在收端直接使用相同的扩频码序列对扩展的信号频谱进行解调，还原出原始的信息。其原理框图如下：直序扩频使用伪随机码（ＰＮｃｏａｅ）对信息比特进行模２加得到扩频序列。然后扩频序列去调制载波发射，由于ＰＮ码往往比较长，因此发射信号在比较低的功率上可以占用很宽的功率谱，即宽带低信噪比传输。ＰＮ码的长度决定了扩频系统的扩频增益，而扩频增益又反映了一个扩频系统的性能。直序扩频系统的解扩采用相关解扩，这是它与常规无线通信解调方式的根本不同。在接收端，接收信号经过放大混频后，经过与发射端相同且同步的ＰＮ码进行相关解扩，把扩频信号恢复出窄带信号，再对窄带信号进行相关解调解出原始信息序列。用１１位码长的扩频码来说，直接序列扩频与解扩的过程简单说就是，如果采用的信源发出…１’，则扩频调制为一个序列单元，如“１１１０００１００１０”；信源发出…０’，则扩频调制为一个反相的序列单元，如与上面对应的反相序列“０００１１１０１１０１”。在接收端，收到序列“１１１０００１００１０”则恢复为…１，收到序列“０００１１１０１１０１”则恢复为…０’。直序扩频技术的优点在于：１．１抗干扰能力强扩频解调器实际上是一个相关器，扩频信号通过相关器后能有效的恢复，干扰信号（包括瞄准性干扰和】０ｌ本页已使用福昕阅读器进行编辑。福昕软件（Ｃ）２００５－２００９，版权所有，仅供试用。

硅扩频振荡器在汽车电子产品中的应用

硅扩频振荡器在汽车电子产品中的应用摘要：数字电子系统使我们的生活丰富多彩，但数字时钟信号也扮演着“反面角色”，即传导噪声源(通过电缆)或电磁辐射干扰(EMI)。由于潜在的噪声问题，电子产品需要经过相关标准的测试，以确保符合EMI标准。汽车电子产品除了存在EMI兼容性外，还要考虑其他诸多问题，为了简化设计，扩频(SS)振荡器逐渐成为汽车电子仪表、驾驶员与乘客辅助电子产品开发的关注焦点。扩频振荡器在汽车电子设计中的优势扩频技术能够很好地满足FCC规范和EMI兼容性的要求，EMI兼容性的好坏在很大程度上依赖于测量技术的通带指标。扩频振荡器从根本上解决了峰值能量高度集中的问题，这些能量被分布在噪声基底内，降低了系统对滤波和屏蔽的需求，同时也带来了其他一些好处。高品质的多媒体、音频、视频及无线系统在当今的汽车电子产品中所占的份额越来越大，设计人员不得不考虑分布在这些子系统敏感频段的射频(RF)能量。对于高品质的无线装置，是否能够消除RF峰值能量直接决定了方案的有效性。多年以来，无线通信产品利用“频率调节”技术避免电源开关噪声的影响，这种无线装置能够与供电电源进行通信，使电源按照指令改变其开关频率，将能量峰值搬移到调谐器输入频段以外。在现代汽车电子产品中，随着干扰源数量的增多，很难保证系统之间的协同工作，这种情况由于设备天线的多样化以及对新添子系统放置位置的限制变得更为复杂。扩频振荡器在数字音频、工厂装配、免提装置等系统中具有独特的优势，这些系统一般采用编解码器改善音频质量，编解码器与蜂窝电话或其它信息处理终端之间通过数字接口连接，如果利用“抖动”(扩频)振荡器作为编解码器的时钟源，能够在非静音情况下消除谐波噪声。这种技术在采用了开关电容编解码器的多媒体系统中很常见。除了抑制谐波噪声外，SS振荡器能够将能量峰值降至噪声基底以内，在无线跳频网络中可减小落入信道内的干扰。下一代汽车电子产品中，几乎所有的子系统都倾向于利用SS时钟技术改善系统性能，降低EMI。针对这种应用，Maxim/Dallas推出了全硅振荡器，这种振荡器能够可靠启振，而且具有抗震性。其成本与陶瓷谐振器相比极具竞争力，振荡频率从几千赫兹到几十兆赫兹。汽车电子产品的设计考虑有效控制EMI是电子工程师在产品设计中所面临的关键问题，数字系统时钟是产生EMI 的重要“源泉”，主要原因是：时钟一般在系统中具有最高频率，而且常常是周期性方波，时钟引线长度通常也是系统布线中最长的。时钟信号的频谱包括基波和谐波，谐波成份的幅度随着频率的升高而降低。系统中的其它信号(位于数据或地址总线上的信号)按照与时钟同步的频率刷新，但数据刷新动作发生在不确定的时间间隔，彼此之间不相关。由此产生的噪声频谱占有较宽的频带，噪声幅度也远远低于时钟产生的噪声幅度。虽然这些信号产生的总噪声能量远远高于时钟噪

利用美林的投资时钟理论进行资产配置

利用美林的投资时钟理论进行资产配置美林用自1973年4月至2004年7月美国完整的超过三十年的资产和行业回报率数据来验证了投资时钟的合理性。以下是美林的一部分研究成果。（求索评注：美林时钟的问题在于没有指针。而且你是在预测多变量的宏观经济。你根本不知道每一个阶段之间的界限在哪？所以配置上便很难适时切换。参考1998年亚洲金融危机的案例，其实是一个w形反转，原因是2001年的9.11事件是一个突发事件，导致了经济的二次探底。所以无论是V还是W形反转，你事前是不可能知道的。从现在的迹象看，大家都预测本次反转是V形反转，但其实也存在w形反转的可能。可以说未来几年是经济复苏和衰退相杂的阶段。2008年是经济衰退，有谁在2009年上半年认为2009年不是经济衰退的持续？而是经济复苏。而应该重配股票，一直持有，估计在从1600涨到3000点之间，都已经卖出好几次了，可见判断转折点之难，时钟应用的局限性也在此。）美国不同资产类收益率 1.所有资产中股票的表现最好，年均实际回报率达到6.1%，相比债券收益率，存在约 2.5%的股权风险溢价。 2.债券的收益率高出现金2%，反映了债券的久期风险和一点违约风险。 3.大宗商品的收益率高出预期。 4.1.5%的现金实际回报率是平均实际利率。比较几类资产的收益率。以下列出每个阶段的收益率排序： Ⅰ衰退：债券>现金>大宗商品；股票>大宗商品（利率下降） Ⅱ复苏：股票>债券>现金>大宗商品（利率下降，后保持平稳） Ⅲ过热：大宗商品>股票>现金/债券（利率上升）Ⅳ滞胀：大宗商品>现金/债券>股票（利率上升）（求索评注：看一下每类资产表现你便知道，是最后一名变成了第一名。原因可能是估值因素，而不是时钟因素。如果估值合理，即使时钟到了，也不会有什么好的表现，中国股市2002年到2005年是经济复苏阶段，但却是熊市，是因为股市高估。）美国行业收益排行（求索评注：在每个阶段的优良表现有多少是因为估值因素？） ●复苏阶段收益率居前5行业康乐及酒店业 7.4

取代石英晶体的MEMS振荡器和全硅振荡器

取代石英晶体的ＭＥＭＳ振荡器和全硅振荡器 “时钟和振荡器是所有电子系统的心跳”，正如Silicon Labs公司副总裁Dave Bresemann所说的，振荡器可谓电子系统正常运行的根本。目前，绝大部分高性能电子系统的计时都是由石英晶体提供的。但是，随着IC的尺寸越来越小，由于不是采用硅材料，这些谐振器因为无法遵循摩尔定律而大大制约了计时方案缩小尺寸及降低成本。是否有更小巧、更廉价的方案为电子系统提供更加稳健的心跳?答案是肯定的。近年来崭露头角的MEMS振荡器由于采用了CMOS工艺而更加易于集成并缩小尺寸，其市场已经初具规模；而今年陆续推出的全硅振荡器也瞄准了 100MHz以下的大批量低频振荡器市场。 MEMS振荡器市场稳步增长如图1所示，德国Wicht技术咨询公司(WTC)在今年3月预测，2012年MEMS振荡器的全球市场规模将达到1亿4千万美元。2007年的市场规模为250万美元，今后将以年均120％以上的速度高速增长，其主要原因是许多领域将用

MEMS振荡器替换石英振荡器。目前，制造MEMS振荡器的主要厂商有SiTime、Discera 及EpsonToyocom等。SiTime和Discera制造硅材料的MEMS 振荡器，而EpsonToyocom的MEMS振荡器是采用被该公司称为“QMEMS”的工艺制造的石英MEMS振荡器。除SiTime、Discera和SiliconClocks几家美国公司外，欧洲的恩智浦半导体、意法半导体等大企业都在投资MEMS 振荡器的开发。另外，芬兰技术研究中心VTT、MEMS公司VTI及精工爱普生(Seiko Epson)等也在开发MEMS振荡器。与采用硅材料的MEMS同理，以石英为原料进行精微加工(光刻)的小型化、高性能的晶体元器件被定义为QMEMS(Quartz+MEMS)。石英MEMS振荡器正开始取代手机及GPS中带温度补偿电路的晶体振荡器(TCXO)。另一方面，硅材料的MEMS振荡器与温度稳定性指标比较容易满足的晶体振荡器(XO)展开了竞争。最先采用硅材料MEMS振荡器的产品有数字电视、数码摄像机以及车载后视摄像头等。 WTC预计，2012年之前，由于对相位噪声和温度补偿相关的性能要求较为苛刻，硅材料的MEMS振荡器很难在TCXO市场上普及。MEMS振荡器在替代石英晶体和锁相环IC的SoC方案里最有可能实现增长。

美林投资时钟理论

长期增长和经济周期从长期看,经济增长取决于生产要素的可获得性、劳动力、资本,和生产能力的提高。从短期看,经济经常偏离可持续的增长路径。政策制定者的工作就是要使其回复到可持续增长路径上来。在潜能之下的经济增长会使经济面临通货紧缩的压力并最终变为紧缩;另一方面,经济增长持续保持在潜能之上会导致破坏性的通胀。拐点何时到来? 金融市场一贯地将增长率的短期偏离误以为是其长期趋势的改变。结果,在经济偏离的极限处,当政府的“矫正”政策就要起作用时,资产往往被错误定价。投资者正确地识别拐点,可以通过改变资产配置而盈利。但前几年的情况套用该理论会出现错误。例如,许多投资者凭着对美国经济持续增长和科技股公司从“新纪元”中受益最多的判断,在1999年底买入了昂贵的科技股。然而,美联储对抗正在轻微上升的通胀的紧缩性政策已经在起作用。这轮周期在2000年初达到顶峰,接着科技股泡沫破灭。随后的下跌推动了激进的美联储从债券和住宅房地产市场中追逐巨大利益。经济周期的四个阶段投资钟的分析框架有助于投资者识别经济中的重要拐点,从周期的变换中获利。我们将经济周期分为四个阶段–衰退、复苏、过热和滞胀。每一个阶段都可以由经济增长和通胀的变动方向来唯一确定。我们相信, 每一个阶段都对应着表现超过大市的某一特定资产类别:债券、股票、大宗商品或现金 Ⅰ 在衰退阶段,经济增长停滞。超额的生产能力和下跌的大宗商品价格驱使通胀率更低。企业盈利微弱并且实际收益率下降。中央银行削减短期利率以刺激经济回复到可持续增长路径,进而导致收益率曲线急剧下行。债券是最佳选择。 Ⅱ在复苏阶段,舒缓的政策起了作用,GDP增长率加速,并处于潜能之上。然而,通胀率继续下降,因为空置的生产能力还未耗尽,周期性的生产能力扩充也变得强劲。企业盈利大幅上升、债券的收益率仍处于低位,但中央银行仍保持宽松政策。这个阶段是股权投资者的“黄金时期”。股票是最佳选择。 Ⅲ在过热阶段,企业生产能力增长减慢,开始面临产能约束,通胀抬头。中央银行加息以求将经济拉回到可持续的增长路径上来,此时的GDP增长率仍坚定地处于潜能之上。收益率曲线上行并变得平缓,债券的表现非常糟糕。股票的投资回报率取决于强劲的利润增长与估值评级不断下降的权衡比较。大宗商品是最佳选择。

扩频通信的一般原理及应用

扩频通信是将待传送的信息数据被伪随机编码(扩频序列：Spread Sequence)调制，实现频谱扩展后再传输；接收端则采用相同的编码进行解调及相关处理，恢复原始信息数据。这种通信方式与常规的窄道通信方式是有区别的：一是信息的频谱扩展后形成宽带传输；二是相关处理后恢复成窄带信息数据。正是由于这两大持点，使扩频通信有如下的优点：抗干扰抗噪音抗多径衰落具有保密性功率谱密度低，具有隐蔽性和低的截获概率可多址复用和任意选址高精度测量等正是由于扩频通信技术具有上述优点，自50年代中期美国军方便开始研究，一直为军事通信所独占，广泛应用于军事通信、电子对抗以及导航、测量等各个领域。直到80年代初才被应用于民用通信领域。为了满足日益增长的民用通信容量的需求和有效地利用频谱资源，各国都纷纷提出在数字峰窝移动通信、卫星移动通信和未来的个人通信中采用扩频技术，扩频技术已广泛应用于蜂窝电话、无绳电话、微波通信、无线数据通信、遥测、监控、报警等系统中。 2.1 扩展频谱通信的定义所谓扩展频谱通信，可简单表述如下：“扩频通信技术是一种信息传输方式，其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽；频带的扩展是通过一个独立的码序列来完成，用编码及调制的方法来实现的，与所传信息数据无关；在接收端则用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据”。

这一定义包含了以下三方面的意思：一、信号的频谱被展宽了。我们知道，传输任何信息都需要一定的带宽，称为信息带宽。例如人类的语音的信息带宽为300Hz --- 3400Hz，电视图像信息带宽为数MHz。为了充分利用频率资源，通常都是尽量采用大体相当的带宽的信号来传输信息。在无线电通信中射频信号的带宽与所传信息的带宽是相比拟的。如用调幅信号来传送语音信息，其带宽为语音信息带宽的两倍；电视广播射频信号带宽也只是其视频信号带宽的一倍多。这些都属于窄带通信。一般的调频信号，或脉冲编码调制信号，它们的带宽与信息带宽之比也只有几到十几。扩展频谱通信信号带宽与信息带宽之比则高达100 --- 1000，属于宽带通信。为什么要用这样宽的频带的信号来传输信息呢? 这样岂不太浪费宝贵的频率资源了吗? 二、采用扩频码序列调制的方式来展宽信号频谱。我们知道，在时间上有限的信号，其频谱是无限的。例如很窄的脉冲信号，其频谱则很宽。信号的频带宽度与其持续时间近似成反比。1微秒的脉冲的带宽约为1MHz。因此，如果用限窄的脉冲序列被所传信息调制，则可产生很宽频带的信号。如下面介绍的直接序列扩频系统就是采用这种方法获得扩频信号。这种很窄的脉冲码序列，其码速率是很高的，称为扩频码序列。这里需要说明的一点是所采用的扩频码序列与所传信息数据是无关的，也就是说它与一般的正弦载波信号一样，丝毫不影响信息传输的透明性。扩频码序列仅仅起扩展信号频谱的作用。三、在接收端用相关解调来解扩正如在一般的窄带通信中，已调信号在接收端都要进行解调来恢复所传的信息。在扩频通信中接收端则用与发送端相同的扩频码序列与收到的扩频信号进行相关解调，恢复所传的信息。换句话说，这种相关解调起到解扩的作用。即把扩展以后的信号又恢复成原来所传的信息。这种在发端把窄带信息扩展成宽带信号，而在收端又将其解扩成窄带信息的处理过程，会带来一系列好处。弄清楚扩频和解扩处理过程的机制，是理解扩频通信本质的关键所在。

直接序列扩频技术(HFA3824A)

摘要由于直接序列扩频技术所具有的优点，它在无线电通讯中得到了广泛的应用。本文主要介绍了直接扩频技术的原理，m序列的产生以及m序列发生器的结构和反馈系数，直接扩频信号的相关接收机的组成及解扩方式、直扩信号的相关处理。以及直扩信号的同步。在上述理论基础上，用Intersil公司生产的一系列芯片对直接扩频系统进行了实现，其中主要介绍了HFA3824型专用扩频电路的主要性能和用法以及在扩频通信中的应用与实现。还对HFA3524、HFA3724进行了一定的介绍，简要说明了其内部结构和外围电路以及在扩频通信中的应用。关键字扩频通信，无线电通信，实现，应用

ABSTRACT Because of its merits .The direct sequence spread spectrum (DS SS) technology is applying widely in wireless communication. The principle of the direct sequence spread (DS SS) technology, the generation of m-sequence, the structure of m-sequence generator and the feedback coefficients of it, the de-spread mode of the correlation receiver of the direct spread spectrum single and the correlation process and the synchronization of the direct spread spectrum single are described. Family chip that is produced by Intersil Company is used to realize the direct spread spectrum system on the basis of the above-mentioned theories. The performances and the methods of applications of the Intersil’s application-specific spread spectrum circuit (HFA3824A), and its applications and realization in spread spectrum communications are mainly described. The interior structure and the peripheral circuit of HFA3524 and HFA3724, and its applications in spread spectrum communications are briefly described as well. KEY WORDS spread spectrum communications，wireless communication，realization，applications

浅谈扩频通信技术的特点及其应用

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/2513873285.html, 浅谈扩频通信技术的特点及其应用作者：赵莉来源：《硅谷》2009年第05期 [摘要]扩展频谱通信是一种将信息的带宽扩展很多倍进行通信的技术，近年来在现代科技的许多领域中，得到了非常广泛的应用，着重叙述扩频技术的特点及其应用。 [关键词]扩频通信技术特点应用中图分类号：TN91文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0310022－01 扩展频谱通信（SpreadSpectrum Communications）简称“扩频通信”，是一种信息传输方式，它是将信息的带宽扩展很多倍（通常为100～1000倍）进行通信的技术。传输的信号带宽远大于信息信号本身的带宽。频带的展宽是通过编码及调制的方法来实现的，与所传信息数据无关；在接收端则用相同的扩频码进行相关的解调来解扩及恢复所传信息数据。一、扩频通信的理论基础及实现方法（一）扩频通信的理论基础信息论的创始人美国科学家仙农（Shannon）在其信息论专著中有信道容量的公式：Ｃ＝Wlog2（１＋Ｐ／Ｎ）式中，C为信道容量，W为频带宽度，P为信号功率，N为白噪声功率。在保持信息容量C不变的条件下，可以用不同频带宽度W和信噪功率比P／N来传输信息。如果增加频带宽度，就可以在较低的信噪比的情况下用相同的信息率保持可靠地通信。这就是扩展频谱通信的基本思想和理论依据。这一公式指明了采用扩展频谱信号进行通信的优越性，即提高了通信的抗干扰能力，在强干扰条件下保证可靠安全地通信。（二）扩频通信的实现方法扩频通信与一般的通信系统相比有很大差别，图1为扩频通信的一般原理框图。由方框图可以看出，一般的扩频通信系统都要进行信息调制、扩频调制、射频调制，以及相应的信息解调、扩频解调和射频解调，构成上更加复杂，技术上也更为先进。特别是采用了扩频码序列的

基于matlab的直接序列扩频通信系统仿真

基于MATLAB的直接序列扩频通信系统仿真 1.实验原理：直接序列扩频（DSSS）是直接利用具有高码率的扩频码系列采用各种调制方式在发端与扩展信号的频谱，而在收端，用相同的扩频码序去进行解扩，把扩展宽的扩频信号还原成原始的信息。它是一种数字调制方法，具体说，就是将信源与一定的PN码（伪噪声码）进行摸二加。例如说在发射端将"1"用11000100110，而将"0"用00110010110去代替，这个过程就实现了扩频，而在接收机处只要把收到的序列是11000100110就恢复成"1"是00110010110就恢复成"0"，这就是解扩。这样信源速率就被提高了11倍，同时也使处理增益达到10DB以上，从而有效地提高了整机倍噪比。 1.1 直扩系统模型直接序列扩频系统是将要发送的信息用伪随机码(PN码)扩展到一个很宽的频带上去，在接收端用与发送端相同的伪随机码对接收到的扩频信号进行相关处理，恢复出发送的信号。对干扰信号而言，与伪随机码不相关，在接收端被扩展，使落入信号通频带的干扰信号功率大大降低，从而提高了相关的输出信噪比，达到了抗干扰的目的。直扩系统一般采用频率调制或相位调制的方式来进行数据调制，在码分多址通信中，其调制多采用BPSK、DPSK、QPSK、MPSK等方式，本实验中采取BPSK方式。直扩系统的组成如图1所示，与信源输出的信号a(t)是码元持续时间为Ta的信息流，伪随机码产生器产生伪随机码c(t)，每个伪随机码的码元宽度为Tc (Tc<

扩频通信技术的特点教案.

知识点扩频通信技术的特点一、教学目标：了解扩频通信技术的基本概念。掌握扩频通信的种类及特点。二、教学重点、难点：重点掌握扩频通信技术的种类和特点。三、教学过程设计： 1.知识点说明扩频通信的种类可以分为直接序列系统和跳频系统。特点：功率谱密度低，抗侦察，抗截获，具有较好的保密性。 2.知识点内容扩频通信的基本概念：所谓扩频通信，即扩展频谱通信，是一种把信息的频谱展宽之后再进行传输的技术。种类：直接序列系统和跳频系统。直接序列系统：是指用一高速伪随机序列与信息数据相乘，由于伪随机序列的带宽远远大于数据信息的带宽，从而扩展了发射信息的频谱。跳频系统：是指在一伪随机序列的控制下，发射频率在一组预先制定的频率上按照规定的顺序离散的跳变，扩展了发射信号的频谱。特点：功率谱密度低，抗侦察，抗截获，具有较好的保密性。 3.知识点讲解 1）从最基本的概念讲起，先文字叙述让学生大致了解一下学习的内容。 2）插入图片，通过图片加深印象，了解扩频通信系统的基本概念。 3）通过视频与图片的交替放映，让学生了解并掌握扩频通信的种类及特点。四、课后作业或思考题： 1、CDMA扩频通信系统可以分为（）和（）两种答案：基本CDMA 、复合CDMA 2、基本CDMA包括（）、（）、（）、（）等几种方法的组合。答案：直接序列扩频、跳频扩频、跳时扩频、线性跳频

3、扩频通信技术的分为哪几类？答案：分为3类：直接扩频、频率跳变技术和各自混合方式。 4、写出直接扩频的原理。答案：在发送端输入的信息先经过信息调制形成数字信号，然后由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号以展宽信号的频谱。展宽的信号再经过射频调制，调制到较高频率上再发送出去。在接收端收到的宽带射频信号经过射频调制，恢复到中频，然后由本地产生的与发送端相同的扩频码序列去相关解扩。再经信息调制，即恢复出原始信息。五、本节小结：直接扩频方式优点：直扩信号的功率谱密度低，保密性强，容易识别，具有抗宽带干扰。抗多频干扰及单频干扰能力。直接扩频方式缺点：虽然能与窄带系统电磁兼容，但不能与其建立通信。直接扩展频谱系统的接收机存在明显远近效应。受限于码片速率和信源的比特率，即码片速率的提高和信源比特率的下降存在困难。

高速信号的扩频时钟的测试分析

胡为东系列文章之二高速信号的SSC扩频时钟测试分析美国力科公司胡为东摘要：由于FCC、IEC等规定电子产品的EMI辐射不能超出一定的标准。因此电路设计者需要从多个角度来思考如何降低系统的EMI辐射，如进行合理的PCB布线、滤波、屏蔽等。由于信号的辐射主要是由于信号的能量过于集中在其载波频率位置，导致信号的能量在某一频点位置处的产生过大的辐射发射。因此为了进一步有效的降低EMI辐射，芯片厂家在设计芯片时也给容易产生EMI的信号增加了SSC（Spread Spectrum Clocking）即扩频时钟的功能，采用SSC的功能可以有效的降低信号所产生的EMI。当前PCIE、SATA、SAS、USB3.0等几乎所有的高速芯片都支持SSC的功能。本文就将SSC的基本概念、SSC的测试测量方法做一介绍。关键词：力科SSC 扩频时钟EMI 眼图一、SSC（扩频时钟）的概念如下图1所示为一信号在是否具有SSC前后的频谱对比。图中蓝色曲线为没有SSC时候的频谱，浅色的为具有SSC时的频谱。从图中可见，未加SSC时，信号的能量非常集中，且幅度很大；而加了SSC后，信号能量被分散到一个频带范围以内，信号能量的整体幅度也有明显降低，这样信号的EMI辐射发射就将会得到非常有效的抑制。这就是通过使用SSC 扩频时钟的方法抑制EMI辐射的基本原理。使用SSC的方法能在多大程度上抑制EMI辐射和调制后信号能量在多宽频率范围内变化有关，频率变化范围越大，EMI抑制量越大。但这两者需要一个权衡，因为频率变化范围太大会使系统的时序设计带来困难。在Intel的Pentium4处理器中建议此频率变化范围要小于时钟频率的0.8%，如对于100MHZ的时钟，如果按照+/-8%来调制的话，频率的变化范围就是99.2MHZ-100.8MHZ。而对于100MHZ参考时钟的系统工作到100.8MHZ，可能会图1 SSC扩频时钟的图示导致处理器超出额定工作频率，带来其它系统工作问题。因此在实际系统工作中一般都采用

高级抖动溯源分析方法 (孙灯亮)

高级抖动溯源分析方法安捷伦科技（中国）有限公司孙灯亮抖动的定义及和相位噪声和频率噪声的关系抖动是数字系统的信号完整性测试的核心内容之一，是时钟和串行信号的最重要测量参数（注：并行总线的最重要测量参数是建立时间和保持时间）。一般这样定义抖动：“信号的某特定时刻相对于其理想时间位置上的短期偏离为抖动”（参考：Bell Communications Research,Inc(Bellcore),"Synchrous Optical Network(SONET) Transport Systems:Common Generic Criteria, TR-253-CORE",Issue 2, Rev No.1, December 1997".如图1所示。其中快过10HZ的偏离定义为抖动（Jitter)，漫过10Hz的偏离定义为漂移（Wander)。图1. 时钟和数据抖动的定义抖动和相位噪声和频率噪声有什么关系呢？图2.抖动和相位噪声和频率噪声的关系

抖动成分的分解及各个抖动成分的特征及产生原因随着信号速率的不断提高和对精度的越来越高要求，需要进行抖动成分的分离以更深入表征抖动特征和查找问题根源。一般按图3进行抖动成分的分离。图3.抖动成分分离图各个英文的中文翻译如下。 Total Jitter(TJ)：总体抖动； Random Jitter(RJ):随机抖动； Deterministic Jitter(DJ):确定性抖动； Data Dependent Jitter(DDJ)：数据相关抖动； Periodic Jitter(PJ):周期性抖动； Inter-symbol Interference(ISI):码间干扰 Duty Cycle Distortion(DCD)：占空比失真； Sub Rate Jitter(SRJ):子速率抖动。下面分别讨论每种抖动成分的特征和产生原因。 1、随机抖动RJ 随机抖动是不能预测的定时噪声，因为它没有可以识别的模式。典型的随机噪声实例是在无线电接收机调谐到没有活动的载频时听到的声音。尽管在理论上随机过程具有任意概率分布，但我们假设随机抖动呈现高斯分布，以建立抖动模型。这种假设的原因之一是，在许多电路中，随机噪声的主要来源是热噪声(也称为Johnson 噪声或散粒噪声)，而热噪声呈现高斯分布。另一个比较基础的原因是，根据中心极限定理，不管各个噪声源采用什么分布，许多不相关的噪声源的合成效应该接近高斯分布。高斯分布也称为正态分布，但它的一个最重要的特点是：对高斯变量，它可以达到的峰值是无穷大。尽管这种随机变量的大多数样本将会聚集在中间值的周围，但在理论上，任何单一的样本，它可以偏离中间值任意大的量。所以，高斯分布都没有峰到峰边界值，从这种分布中的样本数越多，所测得的峰到峰值将越大。所以，我们用stdev或RMS(均方差)值来衡量随机抖动RJ。 2、确定性抖动DJ 确定抖动是可以重复的、可以预测的定时抖动。正因如此，这个抖动的峰到峰值具有上下限，在数量相对较少的观察基础上，通常可以以高置信度观察或预测其边界。DDJ和PJ 根据抖动特点和根本成因进一步细分了这类抖动。确定性抖动和随机抖动在统计图上可以用图4形象化表示。

基于m序列的直接序列扩频

扩频通信实验实验名称：基于m序列的直接序列扩频专业班级：通信111501班学生姓名：穆琦沈傲立孙琳王瑞学熊晓倩

学号：201115040111 13 16 20 27 指导教师：郑秀萍时间：2014.10.29 1 需求分析在通信发射端将载波信号展宽到较宽的频段上;在接收端,用同样的扩频码序列进行解扩和解调,把展宽的信号还原成原始信息.通过扩展频谱的相关处理,大大降低了频谱的平均能量密度,可在负信噪比条件下工作,获得了高处理增益,从而降低了被截获和检测的概率,避免了干扰影响.通过仿真模型结果分析抗噪声性能结果。 2 概要设计扩频通信系统分为直接序列扩频系统、跳频扩频系统、跳时扩频系统和混合式扩频系统。直接序列扩频系统，又称“平均”系统或伪噪声系统，就是采用高码率的扩频码序列PN 码(伪随机码),在发送端与编码数据信号进行模2 加,产生一扩频序列,这一码序列由于码元很窄,占用了很宽的频带,达到扩频的目的,然后用扩频序列去调制载波并予以传输。在接收端接收到的扩频信号经高频放大混频之后,用与发端相同且同步的伪随机码对扩频信号进行相关解扩,由于收发端伪随机码的相关系数为1,故可以完全恢复所传的信息,而干扰和噪声由于与接收机伪

随机码不相关,在相关解调时大大降低进入信号通频带内的干扰。它是目前应用较广泛的一种扩展频谱系统。在国外已获得成功的空间探测器“喷气推进实验室（JPL）测距技术”就是一种直接序列调制，TATS-1 军用卫星中的扩展频谱多址(SSMA)系统等都使用DSSS。直接序列扩频系统的接收一般采用相关接收，并分成两步，即解扩和解调。在接收端，接收信号经过数控振荡器放大混频后，用与发射端相同且同步的由M 序列发生器产生的伪随机码对中频信号进行相关解扩，把扩频信号恢复成窄带信号，然后再由基带滤波器进行解调，最后恢复出原始信息序列。扩频与解扩过程中,利用PN序列生成器模块( PN Sequence Generator ) ,产生6级、传输速率500b/s的PN伪随机序列来达到扩频和多址接入效果,这里扩频增益为50倍.扩频的运算是信息流与PN码相乘或模二加的过程.解扩的过程与扩频过程完全相同,即将接收的信号用PN码进行第二次扩频处理.要求使用的PN码与发送端扩频用PN码不仅码字相同,而且相位相同.否则会使有用信号自身相互抵消.解扩处理将信号压缩到信号频带内,由宽带信号恢复为窄带信号.同时将干扰信号扩展,降低干扰信号的谱密度,使之进入到信息频带内的功率下降,从而使系统获得处理增益,提高系统的抗干扰能力.调制与解调使用二相相移键控PSK方式. 为了方便分析, 我们可对系统作如下假设: 系统各用户同步;系统各用户功率相同;仅考虑系统MAI和白噪声干扰引起的误码, 忽略信号传输、调制解调过程中的误码。 3 开发工具和编程语言开发工具：