Расчет частоты линий данных?

Прочитал расчет по определению пропускной способности USB https://www.edn.com/electronics-blogs/all-aboard-/4425691/Rule-of-Thumb--2--Signal-bandwidth-from-clock-frequency

Примерно то, что было сказано:

USB 2.0 = 480 Mbps 
Thus the clock = 240 MHz
Multiply by 5 to get Bandwidth and get ~ 1GHz

Итак, попробовав это для USB 3.0, я думаю, что в итоге у меня получится следующее:

USB3.0 = 640MBps
clock = 2560 Mhz
Bandwidth = ~12Ghz

Однако, насколько я знаю, шум USB 3 работает где-то в диапазоне 2,5 ГГц. Формула, приведенная в статье, неверна? Или я должен по-другому вычислять частоту разных сигналов?

Ответы (2)

Предложение «умножить на 5» было бы способом оценить полосу пропускания осциллографа, необходимую для получения изображения сигнала с хорошей точностью. Это слишком много с точки зрения минимальной пропускной способности, необходимой для надежной передачи данных.

USB использует линейное кодирование NRZI, что в основном означает, что линии данных могут переключать состояния в течение тактового периода или некоторого кратного тактового периода с верхним пределом, который определяется конкретной скоростью работы.

Это приводит к распределению энергии, имеющему общую форму функции sinc (sin(x)/x). Основной пик возникает на половине тактовой частоты, и по обе стороны от этого пика есть «нули» (частоты с небольшой энергией или без энергии). С NRZI первые нули появляются на постоянном токе и на тактовой частоте.

Если вы можете передать весь этот «основной лепесток» в частотной области на приемник, у вас не возникнет проблем с восстановлением данных из сигнала, даже если будут некоторые видимые искажения фактической формы волны во временной области. Если вы попытаетесь уменьшить пропускную способность ниже этого значения, вы начнете видеть значительное количество ISI (межсимвольные помехи). Поэтому большинство людей сказали бы, что полоса пропускания этого типа сигнала равна тактовой частоте.

USB 3+ больше не использует NRZI, что значительно снижает требуемую пропускную способность.
@TurboJ: Ну, нет, это не уменьшает пропускную способность — оно просто не позволяет ей выйти за пределы 2,56 ГГц. Как только вы выходите за рамки двоичного кодирования, именно скорость передачи символов определяет требования к полосе пропускания аналогового сигнала.

2,56 ГГц нет. USB 3.0 Gen.1 (5 Гбит/с) работает с битрейтом 5000 Мбит/с, кодированием 8b/10b (=500 МБ/с минус накладные расходы), единичным интервалом 200 пс, основной частотой 2,5 ГГц.

введите описание изображения здесь

Наилучшая форма сигнала близка к синусоидальной, поэтому коэффициент «5X» сильно преувеличен. Теоретически достаточная полоса пропускания канала составляет 5 ГГц для скорости Gen1, а спецификации кабеля не включают ничего выше 7,5 ГГц.