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眼图测量USB测试

来源: 发布时间:2024年02月08日

传统眼图生成方法

传统眼图生成方法原理简单,很适合理解眼图生成机制。

统的眼图生成方法简单描述就是“每次触发叠加一个UI”。方法简单,但效果并不理想。由于屏幕上的每个UI信号波形通过触发点对齐,眼图通过对信号多次触发采集后叠加生成。这样会导致仪器触发电路的抖动成分将被引入到眼图测量中。导致了测量不精确。

新的眼图生成方法

新的眼图方法描述为“同步切割+叠加显示”。示波器首先捕获一组连续比特位的信号,然后用软件PLL方法恢复出时钟,利用恢复出的时钟和捕获到的信号按比特位切割,切割一次,叠加一次,终将捕获到的一组数据的每个比特位都叠加到了眼图上。 眼图模板 什么是模板(Mask)测试?眼图测量USB测试

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如何不能定位问题,则还可以进一步分析,这时可以把8b10b译码打开,看有问题的波形对应的码型,观察问题波形与码型的相关性。如果还不能定位问题,则再进一步分析。这时把抖动趋势图显示岀来,

查看对应的抖动趋势图的变化。如果出现异常抖动趋势变化(这是非常常见的问题),则可确定是由于抖动引发的眼图问题。这个引发眼图问题的抖动的根源是哪里呢?在通道4接一个探头,查看怀疑的信号如开关电源信号,再观察抖动趋势图与电源纹波的一致性,如果同步变化,则可确定问题的根源是电源纹波过大,从而通过解决电源问题来解决眼图测试问题。 眼图测量USB测试眼宽度(Eye Width)是水平两个眼交叉点(Crossing Point)之间的水平距离,单位为秒。

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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。

眼图测试分析

波形参数测试是数字信号质量评估常用的测量方法,但是随着数字信号速率的提高,靠幅度、上升时间等的波形参数的测量方法越来越不适用了

一个5Gbps的信号来说,由于受到传输通道的损耗的影响,不同位置的信号的幅度、上升时间、脉冲宽度等都是不一样的。不同的操作人员在波形的不同位置测量得到的结果也是不一样的。

因此我们必须采用别的方法对于信号的质量进行评估,对于高速数字信号来说常用的就是眼图的测量方法

所谓眼图,实际上就是高速数字信号不同位置的数据比特按照时钟的间隔叠加在一起自然形成的一个统计分布图。

眼图的形成过程。我们可以看到,随着叠加的波形数量的增加,数字信号逐渐形成了一个个类似眼睛一样的形状,我们就把这种图形叫做眼图。


眼图测试的USB接口链路故障定位方法;

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眼图测试中的时钟恢复

眼图测试和分析关键之处是时钟恢复。现代的宽带示波器一般提供多种时钟恢复方式 以供选择,如下所述。

(1) 常频方式,类似于平均处理,适用于测量时钟抖动、扩频信号等测试。

(2) 黄金锁相环(Golden PLL), 一般支持一级或二级PLL,参数可以随意设置,适用 于测试串行信号。

(3) 外时钟恢复方式,适用于源同步信号的测试(如HDMI) 。

(4) 特殊方式,例如PCI Express> Fibre-Channel时钟恢复方式。

测试串行信号常用的是Golden PLL方法,要根据具体规范的CDR响应曲线选择一级 或二级锁相环,仔细设置时钟恢复参数。下面以SATA3为例介绍时钟恢复参数的设置, 在眼图怎么观察误码率呀?眼图测量USB测试

眼图测试对仪器的要求;眼图测量USB测试

对于一般的信号而言,平均分布信号位准1 及0 是常见的。一般要求眼图交叉比为50%,即以相同的信号脉冲1 与0 长度为标准,来作相关参数的验证。因此,根据眼交叉比关系的分布,可以有效地测量因不同1 及0 信号位准的偏差所造成的相对振幅损失分析。例如,眼交叉比过大,即传递过多1 位准信号,将会依此交叉比关系来验证信号误码、屏蔽及其极限值。眼交叉比过小,即传递过多0 位准信号,一般容易造成接收端信号不易从其中抽取频率,导致无法同步,进而产生同步损失。眼图测量USB测试