电气性能测试眼图测量高速信号传输

眼图的形成

眼图中包含的信息

对于一幅真实的眼图，首先我们可以看出数字波形的平均上升时间(Rise Time)、下降时间(Fall Time)、上冲(Overshoot)、下冲(Undershoot)、门限电平(Threshold/Crossing Percent)等基本的电平变换的参数。

电平变换参数

信号不可能每次高低电平的电压值都保持完全一致，也不能保证每次高低电平的上升沿、下降沿都在同一时刻。由于多次信号的叠加，眼图的信号线变粗，出现模糊(Blur)的现象。所以眼图也反映了信号的噪声和抖动：在纵轴电压轴上，体现为电压的噪声(Voltage Noise)；在横轴时间轴上，体现为时域的抖动(Jitter)。 眼图测量方法用中文来理解也是8个字:“同步切割+叠加显示”；电气性能测试眼图测量高速信号传输

在误码率（BER）的测试中，码型发生器会生成数十亿个数据比特，并将这些数据比特发送给输入设备，然后在输出端接收这些数据比特。然后，误码分析仪将接收到的数据与发送的原始数据一位一位进行对比，确定哪些码接收错误，随后会给出一段时间内内计算得到的BER。考虑误码率测试的需要，我们以下面的实际测试眼图为参考，以生成BER图，

ER图是样点时间位置BER(t)的函数，称为BERT扫描图或浴缸曲线。简而言之，它是在相对于参考时钟给定的额定取样时间的不同时间t上测得的BER。参考时钟可以是信号发射机时钟，也可以是从接收的信号中恢复的时钟，具体取决于测试的系统。以上述的眼图为参考，眼睛张开度与误码率的关系以及其BER 电气性能测试眼图测量高速信号传输眼图交叉比，是测量交叉点振幅与信号“1”及“0”位准之关系；

识别不同类型的抖动来源，可以减少设计层次的问题，因为不同的器件以不同的方式生成抖动。例如，发射机主要生成RJ。外部调制的激光发射机生成的大多数抖动是由激光器和主参考时钟的随机抖动导致的。相反，接收机生成的绝大部分抖动是DJ，这源于导致ISI的前置放大器和后置放大器连接的AC耦合等因素。直接调制激光发射机受到RJ和DJ的影响。介质采用两种方式：光纤从色散中增加DJ，从散射中增加RJ；传导介质从有限带宽中增加DJ，与低频和多个反射相比，高频的衰减要更高

眼图测量误码率

在数字电路系统中，发送端发送出多个比特的数据，由于多种因素的影响，接收端可能会接收到一些错误的比特（即误码）。错误的比特数与总的比特数之比称为误码率，即Bit Error Ratio，简称BER。误码率是描述数字电路系统性能的重要的参数。在GHz比特率的通信电路系统中（比如Fibre Channel、PCIe、SONET、SATA），通常要求BER小于或等于 。误码率较大时，通信系统的效率低、性能不稳定。影响误码率的因素包括抖动、噪声、信道的损耗、信号的比特率等。 眼图分析的数字滤波选取方法分析；

二进制信号传输时的眼图只有一只“眼睛”，当传输三元码时，会显示两只“眼睛”。眼图是由各段码元波形叠加而成的，眼图的垂直线表示比较好抽样时刻，位于两峰值中间的水平线是判决门限电平。在间串扰和噪声的理想情况下，波形无失真，每个码元将重叠在一起，终在示波器上看到的是迹线又细又清晰的“眼睛”，“眼”开启得比较大。当有码间串扰时，波形失真，码元不完全重合，眼图的迹线就会不清晰，引起“眼”部分闭合。若再加上噪声的影响，则使眼图的线条变得模糊，“眼”开启得小了，因此，“眼”张开的大小表示了失真的程度，反映了码间串扰的强弱。由此可知，眼图能直观地表明码间串扰和噪声的影响，可评价一个基带传输系统性能的优劣。另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整，以减小码间串扰和改善系统的传输性能。通常眼图可以用下图所示的图形来描述，由此图可以看出：眼图中对系统性能作一论述；电气性能测试眼图测量高速信号传输

测试中眼图能用来做什么？电气性能测试眼图测量高速信号传输

目前，泰克提供的眼图生成方案：

（1） 从数据恢复时钟（CDR），眼图模板测试：可以分为硬件CDR（PLL）和软件CDR（PLL+其它）

（2） 测量眼图的眼高、眼宽等关于眼图的参数

（3） 根据上面测量到的数据，绘制相关的图形：

抖动：趋势，频谱,

直方图, 浴盆曲线

根据上述的方案概况，

在实时示波器中，通常使用连续比特位的眼图生成方法。首先，示波器采集到一长串连续的数据波形；然后，使用软件CDR恢复时钟，用恢复的时钟切割每个比特的波形，从第1个、第2个、第3个、一直到第n-1个、第n个比特；一步是把所有比特重叠，得到眼图。

其中，实时的眼图生成方法如下：

软件时钟恢复

 眼图参数测量

全系列标准参数测量，包括幅度、定时和抖动

低抖动低噪声

单触发事件，而不是ET方法中的多触发事件，即触发一次后连续采样，减少了可能引入的抖动、噪声

支持不同的时钟恢复模型

 锁相环 (PLL)„ 相位内插重复取样 (恒定时钟, 连续位)

 数据相关分析

把跳变位与非跳变位分开

 码型长度检测，进行抖动分析 (Rj/Dj分离)

电气性能测试眼图测量高速信号传输

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