数字信号眼图测量系列

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)。 眼图中对系统性能作一论述；数字信号眼图测量系列

对于通用的串行信号，时钟是内嵌的，这时需要仪器从串行信号中恢复时钟，以恢复的 时钟为基准来形成眼图，

眼图分析与误码率分析有什么不同？

1、相对于误码率的测量，眼图测量既迅速又容易。

2、眼图能够提供更深层次的诊断信息。

3、眼图可以显示数字信号的整体品质。

4、能够进行子系统和组件的眼图分析（BER测试是一个系统级的测试）。

眼图如何反映信号的品质或质量呢？

（1）眼图显示被测信号的综合特征：上升时间和下降时间；过冲；下冲和振铃；占空比;抖动和噪声。

（2）眼图张开越大，表明对噪声和抖动的容许误差越大：

（3）眼图张开越大，表明接收器判断信号的准确度越好；

（4）眼顶、眼底和转换区域宽表明接收器判断信号的准确度变差; 解决方案眼图测量规格尺寸眼图测试的USB接口链路故障定位方法；

眼交叉比

眼图交叉比，是测量交叉点振幅与信号“1”及“0”位准之关系，因此不同交叉比例关系可传递不同信号位准。一般标准的信号其交叉比为50%，即表示信号“1”及“0”各占一半的位准。为了测量其相关比率，使用如下图所示的统计方式。交叉位准是依据交叉点垂直统计的中心窗口而计算出来的平均值，其比例方程式如下（其中的1 及0 位准是取眼图中间的20%为其平均值，即从40%~60%中作换算）：

随着交叉点比例关系的不同，表示不同的信号1 或0 传递质量的能耐。如下图所示，左边图形为不同交叉比例关系的眼图，对应到右边相关的1 及0 脉冲信号。同时也可以了解到在不同脉冲信号时间的宽度与图交叉比例的关系。

而对于很多高速的串行总线信号来说，由于时钟信息嵌入在数据流里，所以需要测量设备有相应的时钟恢复功能（可能是硬件的也可能是软件的），能够先从数据流里提取出时钟，然后以这个时钟为基准对数据比特进行叠加才能形成眼图。因此，很多高速串行数字信号的眼图测试通常需要该示波器或测量设备有相应的时钟恢复功能。下图是个对串行数据流进行软件时钟恢复的例子。

真正意义的眼图是以时钟为基准进行叠加的：眼图测量的根本目的是判断该数据信号相对于其时钟信号（可能是专门的时钟通道也可能是内嵌的时钟信息）的建立/保持时间窗口、采样时的信号幅度等参数满足标准要求，所以眼图测量一定是要以其参考时钟为基准进行信号叠加才有意义。有时用数据信号自身的边沿触发进行自然叠加也能形成类似眼图的形状，但这不是真正意义上的眼图。 眼图形成原理以及参数；

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)

高速接口物理层（PHY）眼图测量的手持式分析器；解决方案眼图测量规格尺寸

眼图上升时间和下降时间；数字信号眼图测量系列

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