基于二阶多边沿响应法的快速时域分析方法

摘要

本发明公开一种基于二阶多边沿响应法的快速时域分析实现方法，用于有效的解决在最大失真分析时存在的一系列由于非线性系统引发的问题。其实现步骤是：(1)读取波形响应；(2)处理波形响应；(3)求向量,将读取的波形响应处理为待求解向量；(4)解向量，将上一步所得数据处理为所需数据，此为本方法的核心内容；(5)去除主光标，重新计算；(6)得到所需数据；(7)得到眼图，用来评价系统性能。本发明能较精确的计算出信号传输过程中的情况，避免了现有方法存在的问题，更好的帮助解决实际应用中信号完整性的问题。本方法可以推广至更高阶的多边沿响应法，使多边沿响应法可以系统的应用于工程实践中。

主权项

一种基于二阶多边沿响应法的快速时域分析方法，具体步骤如下：(1)读取波形响应1a)用户构建相应的波形响应：用户构建的波形响应分别为驱动器发送码型为110时，010时，001时，101时的波形响应，分别为F₁₁₀，F₀₁₀，R₀₀₁，R₁₀₁，发送上升边和下降边时的波形响应，分别为R₀₁，F₁₀，用户所构建每一响应都应为电压与时间的函数，所述波形响应表现为一行固定时间间隔的电压值，所构建的每一响应时间长度相同；1b)读取用户构建的波形响应：(2)处理波形响应2a)根据步骤1b)读取的波形响应的数据确定光标起始点：2a₁)对R₀₁和F₁₀进行处理，将F₁₀左边添加UI个0，其中UI为发送一位码元所占的时间间隔，将R₀₁右边添加UI个0，将新得到的R₀₁和F₁₀对位相加，得到一个脉冲响应；2a₂)找到步骤2a₁)所得的脉冲响应电压的最大值，在这个最大值左边与右边各取一值，这两个值所在时间点相距UI的长度，在这些取出的点中，找到电压值最为相近的两点，左边取出的点的位置是光标左起始点，右边取出的点的位置是光标右起始点，取出的两点之间的数据为主光标数据；2a₃)用步骤2a₂)所得的光标左起始点与光标右起始点，截取步骤1b)所得R₀₁与F₁₀的波形响应数据，得到的R₀₁与F₁₀主光标数据；2b)根据步骤1b)读取的数据确定稳定值，对于用户构建的波形响应，数据的稳定值为对应波形数据的最后一个值，共有六个稳定值，对应步骤1b)所读取的六个响应；2c)使用读取的数据构建待处理边沿响应：2c₁)将R₀₀₁及F₁₁₀向左平移一个UI，即在这两行电压值右边分别添加UI个对应的稳定值，并将这两行电压值的第一个数据到第UI个数据删除，然后将整行数据减去其对应的稳定值；2c₃)用对位相减的方法分别将F₀₁₀减去上述R₀₀₁修改后的数据，得到新的下降边响应，将R₁₀₁减去上述F₁₁₀修改后的数据得到新的上升边响应，将新的下降边响应赋值给F₀₁₀,将新的上升边响应赋值给R₁₀₁；(3)求向量3a)将步骤2c2)所得的F₀₁₀与R₁₀₁的波形响应数据以及步骤1b)所得的F₁₁₀，R₀₀₁，R₀₁，F₁₀的波形响应数据，减去相应的稳定值，得到波形响应数据的拖尾部分对主光标的影响值，所述拖尾部分指的是数据中主光标以后的数据，拖尾部分围绕0值上下波动，其中，正值将主光标值拉高，负值将主光标值拉低；3b)根据步骤2a)所求得的光标左起始点，截取步骤3a)所得波形响应数据，波形长度为光标左起始点至末尾，将F₁₁₀，F₀₁₀，R₀₀₁，R₁₀₁波形响应数据左边删除两个UI的点，并在F₁₁₀，F₀₁₀，R₀₀₁，R₁₀₁波形响应数据后添加UI个相应的稳定值；3c)将步骤3b)所得到的数据进行补零操作，在步骤3b)所得到的六组数据的末尾分别添加数个0，使得响应波形数据的个数为UI的整数倍；3d)将步骤3c)所得到的数据每隔UI个点数取一个数据，每组响应得到UI组数据，将得到的每组数据首尾对换，得到六组待处理向量F₁₁₀，F₀₁₀，R₀₀₁，R₁₀₁，R₀₁，F₁₀；3e)将步骤3d)所得待处理向量重新划分组，每组的第一组数据为一组，每组的第二组数据为一组，依次进行，将数据划分为UI组，每组中有六组数据即每UI组都包括F₁₁₀，F₀₁₀，R₀₀₁，R₁₀₁，R₀₁，F₁₀的部分数据；(4)解向量将步骤3e)所得的每UI组向量分别进行以下操作：4a)初始化数据，初始状态有两种特定的状态S₀₁＝0和S₀₂＝1，发送的码元1或者码元0对最终的电压影响值为0，对于状态S₀₁和状态S₀₂，电压初始值均为0，其中，状态指的是当前发送的码型；4b)计算第一时刻数据：若初始状态S₀₁＝0的下一时刻没有边沿的变化，则第一时刻的状态为S₁₁＝00，且电压值不受影响；若初始状态S₀₁＝0的下一时刻有边沿的变化，则只能出现上升边，第一时刻的状态为S₁₂＝01，电压值为初始化电压数据叠加步骤3e)所得数据中的R₀₁的第一个值；若初始状态S₀₂＝1的下一时刻没有边沿的变化，则第一时刻的状态为S₁₃＝11，且电压值不受影响；若初始状态S₀₂＝1的下一时刻有边沿的变化，则只能出现下降边，第一时刻的状态为S₁₄＝10，电压值为初始化电压数据叠加步骤3e)所得数据的F₁₀的第一个值；4c)计算第二时刻数据：若第一时刻的下一时刻，驱动器发送的码元与第一时刻发送码元相同，则第二时刻没有边沿跳变，且电压值不受影响；若第一时刻的下一时刻，驱动器发送的码元与第一时刻发送码元不同，则第二时刻会出现一个上升边或一个下降边，电压值为第一时刻电压数据叠加步骤3e)所得相应波形响应数据的第一个值，这个相应波形响应取决于第一时刻码型；第二时刻共得到八种状态：S₂₁＝000，S₂₂＝001，S₂₃＝011，S₂₄＝010，S₂₅＝111，S₂₆＝110，S₂₇＝100，S₂₈＝101；4d)计算第三时刻数据：若第二时刻的下一时刻，驱动器发送的码元与第二时刻发送码元相同，则该时刻没有边沿跳变，且电压值不受影响；若第二时刻的下一时刻，驱动器发送的码元与第二时刻发送码元不同，则会出现一个上升边或一个下降边；由第二时刻每种状态得到两种第三时刻状态，共得到十六种状态，因为二阶多边沿响应法只受当前位之前两位的影响，将第三时刻状态中的码型序列的后三位码型相同的合并为同一状态，其中每两组码型是相同的，共有八种状态，包括：状态S₃₁＝000，电压值不受影响；状态S₃₂＝001，电压值为前一时刻电压数据叠加步骤3e)所得数据中的R₀₀₁的第二个值；状态S₃₃＝011，电压值不受影响；状态S₃₄＝010，电压值为前一时刻电压数据叠加步骤3e)所得数据中的F₀₁₀的第二个值；状态S₃₅＝111，电压值不受影响；状态S₃₆＝110，电压值为前一时刻电压数据叠加步骤3e)所得数据中的F₁₁₀的第二个值；状态S₃₇＝100，电压值不受影响；状态S₃₈＝101，电压值为前一时刻电压数据叠加步骤3e)所得数据中的R₁₀₁的第二个值；合并后，第三时刻状态与第二时刻状态相同，电压值每次取对应波形响应数据的下一个数据，依次循环，直到计算到最后一个数据；4e)每组数据按上述方法求解，共得到UI组数据；(5)将数据去除主光标，即将步骤3e)所得到的每组数据删除最后一个值，再按步骤(4)所述方法计算一次；(6)求得最坏上升边，最坏下降边，最好上升边，最好下降边，最好码型1，最好码型0：6a)从步骤4e)及步骤(5)所得的最终数据中分别提取出每组的最大值和最小值，共2*UI个最大值，2*UI个最小值；6b)求得眼图所需的各部分数据：最坏上升边：步骤4e)中得到的码型1的最小值；最好上升边：步骤2a₃)所得R₀₁的主光标叠加步骤(5)得到的码型0得最大值及R₀₁对应的稳定值；最坏下降边：步骤4e)中得到的码型0的最大值；最好下降边：步骤2a₃)所得F₁₀的主光标叠加步骤(5)得到的码型1得最小值及F₁₀对应的稳定值；最好码型1：步骤4e)中得到的码型1的最大值及步骤(5)得到的码型1得最大值合并，叠加R₀₁对应的稳定值；最好码型0：步骤4e)中得到的码型0的最小值及步骤(5)得到的码型0得最小值合并，叠加F₁₀对应的稳定值；(7)得到眼图：将步骤5b)所得的最坏上升边，最坏下降边，最好上升边，最好下降边，最好码型1，最好码型0绘制在同一幅图中形成眼图，所得的眼图常用来评价系统性能。