重点分野（電気通信）

信号処理において、プリエンファシスは、予測されるノイズや損失から保護するための技術です。その考え方は、ノイズや損失の影響を最も受けやすい周波数範囲を事前に増幅（つまり歪ませ）し、ノイズや損失の多いプロセス（ケーブルでの伝送、テープ録音など）の後で、その周波数範囲からより多くの情報を復元できるようにすることです。プリエンファシスによって生じた歪みを除去することをデエンファシスと呼び、出力が元の入力を正確に再現できるようにします。

エンファシスは、FM 放送(プリエンファシス改善) やビニール( LPなど) レコードからPCI Expressに至るまで、さまざまな場所で一般的に使用されています。たとえば、高周波信号成分を強調して、送信される周波数スペクトルの変調指数をより均等にし、周波数範囲全体の信号対雑音比を向上させることができます。

電子オーディオ信号の処理において、プリエンファシスとは、システムの後続部分における減衰歪みや記録媒体の飽和などの現象による悪影響を最小限に抑えることで、全体的な信号対雑音比を向上させるために、 （周波数帯域内で）一部の（通常は高い）周波数の振幅を他の（通常は低い）周波数の振幅に対して増加させるように設計されたシステム処理を指します。ミラー操作はデエンファシスと呼ばれ、システム全体はエンファシスと呼ばれます。

プリエンファシスは、本質的には較正されたフィルタであるプリエンファシス ネットワークによって実現されます。周波数応答は特別な時定数によって決定されます。カットオフ周波数はその値から計算できます。

プリエンファシスは、電気通信、デジタルオーディオ録音、レコードカッティング、FM放送 送信、音声信号のスペクトログラムの表示などでよく使用されます。この例としては、33 rpm および 45 rpm のビニールレコードのRIAA イコライゼーション曲線が挙げられます。また、磁気テープで使用される ドルビーノイズリダクションシステムもあります。

プリエンファシスは、周波数変調または位相変調送信機で使用され、変調信号の駆動電力を偏差比で均等化します。受信機の復調プロセスには、元の信号電力分布を復元するためのデエンファシス ネットワークと呼ばれる相互ネットワークが含まれます。

電気通信において、デエンファシスは、エンファシスと呼ばれるノイズ対策システムにおけるプリエンファシスの補完です。デエンファシスは、システムの後続部分における減衰歪みや記録媒体の飽和などの現象の悪影響を最小限に抑えることで、全体的な信号対雑音比を向上させるために、(周波数帯域内で) 一部の(通常は高い)周波数の振幅を他の(通常は低い)周波数の振幅に対して減少させるように設計されたシステム プロセスです。

特殊な時定数によって周波数応答曲線が決定され、そこからカットオフ周波数を計算できます。

めったに使用されないが、レッドブックCDマスタリングでは標準化されたエンファシス機能が存在する。CDプレーヤーは当初、手頃な価格の14ビットコンバーターで実装されていたため、量子化ノイズを補正するためにプリエンファシスの仕様が含まれていた。最終的に規模の経済により16ビットが実現可能になった後、量子化ノイズはそれほど問題ではなくなったが、エンファシスはオプションとして残された。プリエンファシスは、ゲイン10dB（20dB/decade）および時定数50μsおよび15μsの一次フィルタとして説明されている。^[1]

シリアルデータ伝送では、エンファシスは通信チャネルの出力における信号品質を改善するために使用されます。高データレートで信号を送信すると、伝送媒体によって歪みが生じる可能性があるため、エンファシスを使用して送信信号を歪ませ、この歪みを修正します。適切に実行すると、元の信号または目的の信号に近い受信信号が生成され、より高いデータレートの使用が可能になり、ビットエラーが少なくなります。実際のチャネルのほとんどは、周波数とともに損失が増加するため^{[2] : 6} (実質的にローパスフィルタ)、エンファシスはこの効果を反転させる必要があります (ハイパスフィルタとして機能します)。^{[2] : 8}これにより、エンファシスはイコライゼーションの一形態となり、チャネルの送信側で実装されます。

エンファシスは、高周波数をブーストする（プリエンファシス、遷移ビットの振幅を増やす）か、低周波を減衰させる（ディエンファシス、非遷移ビットの振幅を減らす）ことによって実装できます。どちらも、より平坦なシステム周波数応答を生成するという同じ純粋な効果があります。ディエンファシスは、増幅ではなく減衰のみを必要とするため、実際の回路では通常より便利です。^{[2] ：9} PCI Express、SATA、SASなどのよく知られたシリアルデータ規格では、送信信号にディエンファシスを使用する必要があります。

^{実際の SERDES [3]}におけるエンファシスの一般的な実装の 1 つは、3 タップのフィードフォワード イコライザー (FFE) です。これは、出力ピンを目的の出力電圧で直接駆動するのではなく、実際の出力電圧は、目的のビット値 (メイン カーソル)、前のビット (ポスト カーソル)、および送信される次のビット (プリ カーソル) の加重合計になります。^{[2] : 10,24}メイン カーソル係数はビットの公称振幅を制御し、常に正です (負の係数はビット値を反転するため)。プリ カーソル係数は、まだ到着していないビット (遅延が一致したトレースの蛇行を横切るフィールドの結合など) によって受信側で発生するISIを除去します。これは、ISI 全体に大きく影響しないことがよくあるため、通常はゼロまたは非常に小さな負の値です。ポスト カーソル係数は、直前のビットによって受信側で発生する ISI を除去します。通常はより大きな負の値で、^{[2] : 16}損失の大きいチャネルでは、より大きなタップ値が必要になります。^[4]タップの数を増やすことも可能だが、回路が複雑になり、収穫逓減の傾向にあるため^、一般的には使用されない。 ^[2]

信号に対する強調の効果は、アイパターンで明確に確認できます。次のデモンストレーションでは、10 ギガビット イーサネットのテストに一般的なNRZ変調を使用した 10.3125 Gbps PRBS-31テスト パターンを検討します。チャネルの挿入損失は、基本波で約 2 dB、第 2 高調波で 3 dB、第 3 高調波で 4 dB です。目標は、アイが最大限に開き、過度のオーバーシュートがない、十分にイコライゼーションされたチャネル応答を実現することです。過度のイコライゼーションはジッタを悪化させ、オーバーシュートを増加させ、適切にイコライゼーションされた信号よりもアイの開きが少なくなる可能性があります。^[5]

• 強調 – 周波数応答とイコライゼーション EQ – 変換: 時定数からカットオフ周波数へ、およびその逆
• デエンファシス – 周波数応答とイコライゼーション EQ – 変換: 時定数からカットオフ周波数へ、およびその逆