3. 幅度参数定义：摆幅、VOD、VSE 与预加重

大家好，我是做信号完整性测试的老工程师。今天咱们来聊聊 PHY 发射幅度那几个关键参数。说实话，这章内容可能看着有点枯燥，但实际调试时，它们就是你的眼睛和耳朵。测不准幅度，后面全白搭。

3.1 摆幅（V_swing）—— 信号的最大“嗓门”

摆幅，说的就是信号从最低点到最高点能跳多高。单端信号看的是对地电压范围；差分信号看的是正负端之间，就是 V_od 的峰峰值。我习惯叫它“信号嗓门”。嗓门太小，接收端听不清；嗓门太大，EMI 又压不住。

你想想看，PCIe Gen5 的发射器要求差分摆幅 0.8V ~ 1.2V（峰值）。如果测出来只有 0.6V，多半是驱动能力调弱了，或者链路里有个阻抗塌陷。我在某款 FPGA 项目里就遇到过：芯片内部 LDO 压降导致摆幅比 spec 低了 15%，结果后端误码率直接飙到 1e-6。

3.2 差分输出电压 VOD —— 驱动器的“力气”

VOD，全称 Differential Output Voltage。跟摆幅不一样，摆幅说信号能跑多宽，VOD 说的是驱动器稳定输出时正负之间的电压差。说白了，就是驱动器有多“大力”。

按 IEEE 规范，VOD 测量是有时间窗的。通常在 UI 中间取一段，比如 0.25UI 时段的平均值。我早期不懂，直接用全波形峰峰值当 VOD，结果跟 spec 对不上，被客户问得一愣一愣的。

// 伪代码：VOD 测量门限
VOD_high = median(v_od[t] for t in range(0.4UI, 0.6UI))
VOD_low  = median(v_od[t] for t in range(0.9UI, 1.1UI))
VOD      = VOD_high - VOD_low

为什么要在 UI 中间取值？因为过冲、振铃干扰都在转换区。避开它们，才能拿到真正的直流驱动能力。嗯，这里要注意，如果预加重打开，VOD 会跟着变化，后面会聊。

3.3 VSE（电压摆幅效率）—— 每一伏特花的“性价比”

VSE 全称 Voltage Swing Efficiency，计算公式很简单：

VSE = (差分摆幅) / (电源电压) × 100%

它反映的是 PHY 把电源效率转换成信号幅度的能力。1.8V 电源，差分摆幅只做到 1.0V，那 VSE ≈ 55.6%。如果同样电源能做到 1.4V，VSE ≈ 77.8%，说明驱动级设计更高效。

我个人习惯把 VSE 当作功耗优化的路标。做 100G 以太网的时候，PHY 总功耗空间很小，VSE 每提高 5%，能省下大约 30mW 散热预算。但别盲目追求高 VSE——预加重、de-emphasis 都会消耗额外的电压裕量。

3.4 预加重幅度 —— 人为“加重”的信号技巧

预加重，也叫发射均衡（Transmitter Equalization）。说白了，就是让第一个比特跳变时幅度大一点，后面连续的稳定电平幅度降一点。这样经过有损耗的通道后，频率响应被补偿，接收端看到的信号边缘更陡、眼图更张开。

预加重的幅度通常用 dB 表示。比如 +3dB pre-emphasis 表示第一个比特幅度是后续幅度的 1.41 倍。幅度缩减后的电平叫 de-emphasis 电平，我习惯把这两个合起来叫“预加重幅度变化”。

// 预加重幅度计算
pre_emp_dB = 20 * log10(V_first / V_steady)
// 例如 V_first=1.2V, V_steady=0.9V => pre_emp ≈ 2.5dB

测试时怎么测预加重幅度？方法很直接：抓一个跳变序列（比如 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0），取第一位电压和稳定后的电压，做比值。我曾经在 Thunderbolt 4 验证中遇到过：预加重度设置正确，但实际波形里第一个比特幅度明显偏小，最后发现是 TX 端的 de-emphasis 编码表烧错了。