PCIE眼图测试中示波器CDR带宽的影响分析
PCIE眼图测试中示波器CDR带宽的影响分析【摘要】
在某产品的PCIE信号测试中，发现其收发眼图抖动较大，眼图质量很差，通过分析定位，发现是由于示波器的CDR环路带宽设置错误导致的。本文理论分析了CDR环路带宽对信号眼图及抖动的影响，并给出高速SerDes信号测试时，设置CDR环路带宽的参考意见。
【关键词】PCIE，CDR，SDA6000A，SerDes，眼图
1、问题的提出
在用力科公司的SDA6000A示波器对某产品进行硬件信号测试时，发现PCIE信号的眼图质量非常差，特别是抖动过大，出现多次碰撞眼图模板的现象。如图1所示。
图1 PCIE测试波形
2、问题的定位
咨询相关专家，抖动较大，有可能是示波器的CDR(Clock and Data Recovery)的带宽设置有误。检查示波器SDA6000A的设置，发现在串行信号类型选择为在Signal Type为PCIe1.0 2.5GT/s时，设置的PLL Settings选择的PLL Type为“FC Golden”，示波器自动换算出PLL的截止频率为1.5MHz。
在示波器设置中对应PCIE信号有三种PLL，对应的截止频率分别为16MHz （A，3dBpk）、8MHz（B，3dBpk）、5MHz（C，1dBpk），这三种PLL取决不同的PCIE信号接收端。一般常用的是A类16MHz带宽，在此PLL下，PCIE信号眼图如图2所示。
图2 正确设置PLL后的PCIE测试波形
从眼图可以看出，新设置的PLL后的测试波形，眼图质量有明显提高，抖动也小了很多，为什么CDR的带宽对眼图信号质量影响这么大？
眼图观测实验
实验目的 1、掌握眼图观测的方法。 2、掌握相关眼图的测量方法。实验目的 1、观测眼图。 2、测量沿途的判决电平、噪声容限。 实验模块 1、通信原理0 号模块一块 2、通信原理11 号模块一块 3、示波器 一台实验原理 在实际系统中，完全消除码间串扰是十分困难的，而码间串扰对误码率的影响目前尚无法找到数学上便于处理的统计规律，还不能进行准确计算。为了衡量基带传输系统的性能优劣，在实验室中，通常用示波器观察接收信号波形的方法来分析码间串扰和噪声对系统性能的影响，这就是眼图分析法。 如果将输入波形输入示波器的Y轴，并且当示波器的水平扫描周期和码元定时同步时，在示波器上显示的图形很象人的眼睛，因此被称为眼图。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，眼图中央的垂直线表示最佳抽样时刻，位于两峰值中间的水平线是判决门限电平。．
在无码间串扰和噪声的理想情况下，波形无失真，“眼”开启得最大。当有码间串扰时，波形失真，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。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。通常眼图可以用图7.6所示的图形来描述。由此图可以看出： 1）眼图张开的宽度决定了接收波形可以不受串扰影响而抽样再生的时间间隔。显然，最佳抽样时刻应选在眼睛张开最大的时刻。 2）眼图斜边的斜率，表示系统对定时抖动（或误差）的灵敏度，斜边越陡，系统对定时抖动越敏感。 3）眼图左（右）角阴影部分的水平宽度表示信号零点的变化范围，称为零点失真量，在许多接收设备中，定时信息是由信号零点位置来提取的，对于这种设备零点失真量很重要。 ）在抽样时刻，阴影区的垂直宽度表示最大信号失真量。4． 5）在抽样时刻上、下两阴影区间隔的一半是最小噪声容限，噪声瞬时值超过它就有可能发生错误判决； 6）横轴对应判决门限电平。实验步骤 I、观测眼图：1、按如下方式连线:
安捷伦-86100c 示波器中文
DCA-J Agilent 86100C 宽带示波器主机和模块 技术指标 四合一仪器 数字通信分析仪、 全功能高带宽示波器、时域反射计，同时还是一台抖动分析仪● ● ● ● ● ● ● ● 自动抖动和振幅干扰分解 内部生成码型触发 模块化平台，测试速率高达40 Gb/s 及以上的信号波形最宽的数据速率覆盖范围，具有光参考接收机，可 用于进行时钟恢复 内置S 参数和TDR 测量 兼容Agilent 86100A/B 系列、83480A 系列和54750 系列模块 小于200 fs 的固有抖动 开放的操作系统- Windows? XP Pro
目录概述 特性 测量 其他功能 技术指标 主机和触发 （包括精密时基模块）计算机系统和存储器 模块 概述 模块选型表 技术指标 多模/ 单模 单模 双电 TDR 时钟恢复 订货信息 2 3 7 8 12 14 15 16 17 19 20 21 22 25
infiniium DCA-J概述特性 四合一仪器 86100C Infiniium DCA-J是一台功能强大的仪器，它 集四种功能于一身： ·通用高带宽采样示波器：新增的码型锁定触发功能，显著增强了其作为通用示波器的用途 ·数字通信分析仪：新推出的眼线模式（Eyeline Mode）测试功能，为进行眼图分析增添了强大的工具 ·时域反射计 ·抖动分析仪 轻松选择所需的仪器模式，立即开始测量。 可以灵活地进行配置，满足用户需求 86100C 支持广泛的模块，可以同时测试光信号和 电接口信号。用户可以选择适合的模块，获得所需的 特定带宽、滤波功能和灵敏度。 码型锁定触发加强了采样示波器的功能 86100C 上的增强触发选件（选件001）为等时采样示波器提供了一项前所未有的重要能力。这种新的触 发机制可使DCA-J 以重复的输入数据码型生成触发， 即码型触发。以前，这种能力需要使用码型源才能向 示波器提供此类触发输出。PatternLock 自动检测码型 长度、数据速率和时钟速率，使得复杂的触发机制对 用户完全透明。 PatternLock 使86100C 工作起来给用户的感觉更像是一个实时示波器。它大大简化了在数据码型中对特 定比特位的研究工作。因此，熟悉实时示波器，但不 太熟悉等效时间采样示波器的用户也将能够快速使用 这款仪器。 PatternLock 为码型触发增加了一个全新的方式， 使得主机软件能够以出色的时基精度，在数据码型的 特定位置进行采样。这一功能是86100C 具备的许多新功能（将在下文中描述）的基础构件。抖动分析 DCA-J 中的“J”代表抖动分析。86100C 是一款具 有抖动分析功能的数字通信分析仪。86100C 增添了第 四种操作模式抖动模式。超高带宽、低固有抖动和先 进的分析算法，在抖动测量中提供了最高的精度。 随着电接口和光接口应用中数据速率的增加，抖 动日益成为一个测量挑战。把抖动分解为各种组成成 分进行分析也变得越来越重要。抖动分析可使用户深 入了解设备及系统设计中的抖动裕量和性能优化情况。 许多新兴标准都要求分解抖动，以满足标准。传统上， 抖动分离技术非常复杂，通常很难配置；而随着数据 速率的增加，能够分离抖动的仪器也变得非常有限。 DCA-J 可提供简单地单键设置和执行高级波形分析。抖动模式把抖动分解为各种组成成分，并把抖动 数据用各种信息量丰富的形式显示出来。抖动模式以86100C 支持的所有速率运行，消除了传统上从复杂的 抖动分析中传统数据速率的限制。86100C 在抖动分析 方面实现了几种关键特点： ·超低固有抖动（随机抖动和确定性抖动），实现了非常低的抖动本底噪声，提供了无可比拟的抖动测量 灵敏度。 ·高带宽测量通道，实现了极低的固有抖动，可对 40 Gb/s 及以上的所有数据速率进行抖动分析。 · PatternLock（码型锁定）触发技术提供了出色的采样效率，实现了非常快的抖动测量速度。 抖动分析功能分为两个软件包选件。选件200 是增强的抖动分析软件；选件201 是高级波形分析软件。选件200 包括： ·把抖动分解为总体抖动（TJ）、随机抖动（RJ）、确定性抖动（D J ）、周期抖动（P J ）、数据相关抖动（DDJ）、占空比失真（DCD）以及由码间干扰（ISI）引起的抖动。 ·以各种图形和表格形式显示抖动数据 ·把抖动数据导出为方便的定界文本格式 ·保存/ 调用抖动数据库 ·抖动频谱 ·隔离和分析子速率抖动（SRJ），即比特率的整数子速率（integer sub-rate）时的周期抖动。 · Bathtub 曲线显示 ·可以调节的总体抖动概率 Windows 是微软公司在美国的注册商标。 3
FPGA眼图
高速FPGA系统的信号完整性测试和分析 张楷 泰克科技（中国）有限公司 摘要：随着FPGA器件的速度和容量日益提高，各种高速的并行和串行接口都广泛应用在FPGA上，其中典型的高速串行总线速率超过1Gb/s，这为设计和应用人员提供了极大的灵活性，同时对于FPGA IO的测试和验证也带来了新的挑战。本文针对FPGA中各种高速串行总线的信号，提供全面的信号完整性测试和分析方法。 关键词：FPGA，高速串行信号, 信号完整性, 抖动，眼图测试，采样示波器 1. 引言 随着FPGA的设计速度和容量的明显增长，当前流行的FPGA芯片都提供高速总线，例如DDR内存总线，PCI-X总线、SPI总线；针对超高速的数据传输，FPGA通过集成SerDes提供高速串行IO，支持各种诸如PCI-E、GBE、XAUI等高速串行总线协议，为各种不同标准的高速传输提供极大的灵活性。典型的高速FPGA器件提供的每一条物理链路的速度从200Mbps到高达10Gbps，高速IO的测试和验证更成为传统专注于FPGA内部逻辑设计的设计人员面临的巨大挑战。这些挑战使设计人员非常容易会把绝大部分设计周期时间放在调试和检验设计上。 为了加速对于FPGA中高速并行和串行总线的调试和验证，它需要使用新的高速信号完整性测试工具和分析方法。本文根据当前FPGA的高速总线测试和分析，提供了最新的方法和工具。 图1是一个典型FPGA的提供的各种高速接口。对于这些速度从200M到高达10G的高速总线，信号完整性的测试和分析是保证设计成功的基础和关键。 图1 典型FPGA的提供的各种高速接口
2. 高速串行总线眼图测试 对于采用内嵌SERDES电路的FPGA芯片，其高速串行信号进行测试和验证，最基本的工具是通过示波器进行对其眼图测试。因为眼图能够非常直观的反映一条被测信号路径上的整体信号质量问题，包括信号的抖动量大小（眼宽）以及幅度的大小（眼高）等重要信息。图2是一个高速数据信号的眼图形成的过程。 图2 眼图的形成过程 从眼图的形成过程可以看出，一个NRZ编码的高速数据无论传输何种码流，都可以看作一个重复信号，经过一定时间和样本数的累计，它反映整个传输链路上的总体信号质量。 3. 选择合适的眼图测试工具 3.1 示波器带宽的要求 示波器是进行高速串行信号眼图测试的首选工具。无论是用高速实时示波器还是采样示波器（Sampling Scope）得到眼图，带宽是对示波器的基本要求。以一个NRZ编码的高速串行总线为例，它理想的波形是一个方波信号，方波信号是由它的基波（正弦波）和奇次谐波（3次，5次，7次…）组成。根据信号的传输速率和上升时间，选择尽量高带宽和最快上升时间的示波器，这样测试结果保留更多的谐波分量，构建高精度的眼图测试结果。 示波器带宽反映了对被测信号幅度上的衰减，而示波器上升时间决定了对被测信号上升时间测试的误差。经典的示波器带宽和上升时间的关系为：带宽×上升时间＝0.35－0.45，0.35-0.45为常系数。每一个高性能示波器除了提供带宽的指标外，还会给出上升时间，表征其对阶跃信号的测试能力和精度。示波器测试结果的经验公式为： 高速串行数据（NRZ编码）提供一般为数据率，其最高的基频为比特率的一半。即假设给定一个NRZ编码的串行信号，码型为时钟码型（即传输的数据为1－0－1－0－1），从频域的角度观测该信号，它成为一个基波为数据率一半的方波信号，这个时钟码型是数据变化最快的情况。以泰克TDS6154C 大于15GHz带宽的实时示波器为例，它可以测试保留6.25Gb/s (2×XAUI)信号的五次谐波，以及10Gb/s (XFI)信号的三次谐波。下表列出了不同的高速串行总线在不同测
信号完整性分析基础系列之一——眼图测量
信号完整性分析基础系列之一 ——关于眼图测量（上） 汪进进美国力科公司深圳代表处 内容提要：本文将从作者习惯的无厘头漫话风格起篇，从四个方面介绍了眼图测量的相关知识：一、串行数据的背景知识; 二、眼图的基本概念; 三、眼图测量方法; 四、力科示波器在眼图测量方面的特点和优势。全分为上、下两篇。上篇包括一、二部分。下篇包括三、四部分。 您知道吗？眼图的历史可以追溯到大约47年前。在力科于2002年发明基 于连续比特位的方法来测量眼图之前，1962年-2002的40年间，眼图的测量是基 于采样示波器的传统方法。 您相信吗？在长期的培训和技术支持工作中，我们发现很少有工程师能完整地准确地理解眼图的测量原理。很多工程师们往往满足于各种标准权威机构提供的测量向导，Step by Step，满足于用“万能”的Sigtest软件测量出来的眼图给出的Pass or Fail结论。这种对于Sigtest的迷恋甚至使有些工程师忘记了眼图是 可以作为一项重要的调试工具的。 在我2004年来力科面试前，我也从来没有听说过眼图。那天面试时，老板反复强调力科在眼图测量方面的优势，但我不知所云。之后我Google“眼图”， 看到网络上有限的几篇文章，但仍不知所云。刚刚我再次Google“眼图”，仍然 没有找到哪怕一篇文章讲透了眼图测量。 网络上搜到的关于眼图的文字，出现频率最多的如下，表达得似乎非常地专业，但却在拒绝我们的阅读兴趣。 “在实际数字互连系统中，完全消除码间串扰是十分困难的，而码间串扰 对误码率的影响目前尚无法找到数学上便于处理的统计规律，还不能进行准确计算。为了衡量基带传输系统的性能优劣，在实验室中，通常用示波器观察接收信号波形的方法来分析码间串扰和噪声对系统性能的影响，这就是眼图分析法。 如果将输入波形输入示波器的Y轴，并且当示波器的水平扫描周期和码元 定时同步时，适当调整相位，使波形的中心对准取样时刻，在示波器上显示的图形很象人的眼睛，因此被称为眼图（Eye Map）。 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，眼图中央的垂直线表示最佳抽样时刻，位于两峰值中间的水平线是判决门限电平。 在无码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，最终在示波器上看到的是迹线又细又清晰的“眼睛”，“眼”开启得最大。当有码
Agilent 2000系列示波器
InfiniiVision 2000 X 系列示波器 技术资料 新一代示波器: 突破性技术为同等预算提供性能更优异的示波器
突破性技术为寻求经济型示波器的客户带来更高性能 Agilent InfiniiVision X 系列示波器概览 InfiniiVision 2000 X 系列 InfiniiVision 3000 X 系列 模拟通道2?和?4?个模拟通道 数字通道数MSO 型号标配?8?通道 可通过?DSOX2MSO 升级MSO 型号标配?16?通道 可通过?DSOX3MSO 升级带宽?(可升级)70、100、200 MHz 100、200、350、500 MHz 采样率1 GSa/s, 通道全开2 GSa/s, 半通道交叉模式2 GSa/s, 通道全开4 GSa/s, 半通道交叉模式存储器深度100 kpts 每通道2 Mpts 标配, 4 Mpts 可选(选件?DSOX3MemUp)波形更新速率 50,000?个波形/秒1,000,000?个波形/秒WaveGen 内置?20 MHz 函数发生器有?(选件?DSOX2WAVEGEN)有?(选件?DSOX3WAVEGEN)搜索和导航无有 串行协议分析无 有(多个选件)分段存储器有?(选件?DSOX2SGM)有?(选件?DSOX3SGM)模板极限测试有?(选件?DSOX2MASK)有?(选件?DSOX3MASK)AutoProbe 接口 无 有 安捷伦科技公司是市场上发展最为快速的示波器厂商: 我们致力于投资技术发展，为您解决测量难题。安捷伦对高新技术的孜孜以求为您带来了 InfiniiVision X 系列示波器，以满足较少的预算仍需求出色的性能、功能与灵活性客户的需求。无论您在工作中需要基础入门级的 示波器还是有较多分析能力的示波器，您都希望获得最大程度的投资回报。InfiniiVision X 系列示波器共有 26 种型号，确保为您提供既满足当前需求，又可在未来进行升级的产品。 是否需要更深的存储器或更多带宽? 请看?InfiniiVision 7000B 系列示波器 ● 2?或?4?个模拟通道以及?16?个可选的数字通道● 100 MHz ~ 1 GHz 带宽● 8 Mpts 存储器?(标配)● 搜索和导航功能 ● 提供串行协议分析应用软件● 提供?FPGA 动态探头应用软件 更多详情，请见 https://www.360docs.net/doc/5f17496347.html,/find/7000
眼图观测
眼图观测 实验目的 1、掌握眼图观测的方法。 2、掌握相关眼图的测量方法。 实验模块 1、通信原理0 号模块一块 2、通信原理11号模块一块 3、示波器一台 实验原理 在实际系统中，完全消除码间串扰是十分困难的，而码间串扰对误码率的影响目前尚无法找到数学上便于处理的统计规律，还不能进行准确计算。为了衡量基带传输系统的性能优劣，在实验室中，通常用示波器观察接收信号波形的方法来分析码间串扰和噪声对系统性能的影响，这就是眼图分析法。 如果将输入波形输入示波器的Y轴，并且当示波器的水平扫描周期和码元定时同步时，在示波器上显示的图形很象人的眼睛，因此被称为眼图。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，眼图中央的垂直线表示最佳抽样时刻，位于两峰值中间的水平线是判决门限电平。 图23-1 眼图的一般描述 在无码间串扰和噪声的理想情况下，波形无失真，“眼”开启得最大。当有码间串扰时，波形失真，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。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。通常眼图可以用图7.6所示的图形来描述。由此图可以看出： 1）眼图张开的宽度决定了接收波形可以不受串扰影响而抽样再生的时间间隔。显然，最佳抽样时刻应选在眼睛张开最大的时刻。 2）眼图斜边的斜率，表示系统对定时抖动（或误差）的灵敏度，斜边越陡，系统对定时抖动越敏感。 3）眼图左（右）角阴影部分的水平宽度表示信号零点的变化范围，称为零点失真量，在许多接收设备中，定时信息是由信号零点位置来提取的，对于这种设备零点失真量很重要。 4）在抽样时刻，阴影区的垂直宽度表示最大信号失真量。
光纤通信系统的眼图测试实验
太原理工大学现代科技学院 光纤通信课程实验报告 专业班级 学号 姓名 指导教师
实验名称 光纤通信系统的眼图测试实验 同组人 专业班级 学号 姓名 成绩 实验三 光纤通信系统的眼图测试实验 一、实验目的 1、了解眼图的形成过程 2、掌握光纤通信系统中眼图的测试方法 二、实验内容 1、测量数字光纤通信系统传输各种数字信号的眼图 2、观察系统眼图，并通过眼图来分析系统的性能 三、实验仪器 1、ZY12OFCom13BG3型光纤通信原理实验箱 1台 2、20MHz 双踪模拟示波器 1台 3、万用表 1台 4、FC/PC-FC/PC 单模光跳线 1根 5、850nm 光发端机和光收端机（可选） 1套 6、ST/PC-ST/PC 多模光跳线（可选） 1根 四、实验原理 眼图是衡量数字光纤通信系统数据传输特性的简单而又有效的方法。眼图可以在时域中测 量，并且可以用示波器直观的显示出来。图20-1是测量眼图的系统框图。测量时，将“伪随机码发生器”输出的伪随机码加在被测数字光纤通信系统的输入端，该被测系统的输出端接至示波器的垂直输入，用位定时信号（由伪随机码发生器提供）作外同步，在示波器水平输入用 数据频率进行触发扫描。这样，在示波器的屏幕上就可以显示出被测系统的眼图。 图1、眼图测试系统框图 ……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………
伪随机脉冲序列是由n 比特长，2n 种不同组合所构成的序列。例如，由n=2比特长的4种 不同有组合、n=3比特长的8种不同的组合、n=4比特长16种不同的组合组成，直到伪随机码发生器所规定的极限值为止，在产生这个极限值以后，数据序列就开始重复，但它用作为测试的数据信号，则具有随机性。如图20-2所示的眼图，是由3比特长8种组合码叠加而成，示 波器上显示的眼图就是这种叠加的结果。 分析眼图图形，可以知道被测系统的性能，下面用图20-3所示的形状规则的眼图进行分析： 1、当眼开度V V V ?-为最大时刻，则是对接收到的信号进行判决的最佳时刻，无码间干扰、 信号无畸变时的眼开度为100％。 2、由于码间干扰，信号畸变使眼开度减小，眼皮厚度V 增加，无畸变眼图的眼皮厚度应该等于零。 3、系统无畸变眼图交叉点发散角 b T T ?应该等于零。 4、系统信道的任何非线性都将使眼图出现不对称，无畸变眼图的正、负极性不对称度 5、系统的定时抖动（也称为边缘抖动或相位失真）是由光收端机的噪声和光纤中的脉冲 失真产生的，如果在“可对信号进行判决的时间间隔T b ”的正中对信号进行判决，那么在阈值电平处的失真量ΔT 就表示抖动的大小。因此，系统的定时抖动用下式计算：定时抖动＝ …………………………………装……………………………………订………………………………………线……………………………………………
数字光纤通信系统信号眼图测试
实验二数字光纤通信系统信号眼图测试 一．实验目的 1.了解眼图产生的基础，根据眼图测量数字通信系统性能的原理； 2.学习通过数字示波器调试、观测眼图; 3.掌握判别眼图质量的指标; 4.熟练使用数字示波器和误码仪。 二．实验原理 眼图是估计数字传输系统性能的一种十分有效的实验方法。这种方法已广泛应用于数字通信系统，在光纤数字通信中也是评价系统性能的重要实验方法。眼图是在时域进行的用示波器显示二进制数字信号波形的失真效应的测量方法。图2.1是测量眼图的装置图。由AV5233C误码仪产生一定长度的伪随机二进制数据流（AMI码、HDB3码、RZ 码、NRZ码）调制单模光产生相应的伪随机数据光脉冲并通过光纤活动连接器注入单模光纤，经过光纤传输后，再与光接收机相接。光接收机将从光纤传输的光脉冲变为电脉冲，并输入到AV4451（500MHz）示波器，示波器显示的扫描图形与人眼相似，因此称为眼图。 用眼图法测量系统时应有多种字型，可以采用各比特位上0和1出现的概率相等的随机数字信号进行测试。AV5233C误码仪用来产生伪随机数字序列信号。在这里“伪随机”的意义是伪随机码型发生器产生N比特长度的随机二进制数字信号是数字序列在N 比特后发生重复，并不是测试时间内整个数字序列都是随机的，因此称为“伪随机”。伪随机序列如果由2比特位组成，则共有四种组合，3比特数字信号有8种组合，N比特数字信号有2N个组合。伪随机数字信号的长度为2N-1，这种选择可保证字型不与数据率相关。例如N可取7、10、15、23、31等。如果只考虑3比特非归零码，应有如图2.2所示的8种组合。将这8种组合同时叠加，就可形成如图2.3所示的眼图。 图2.1 眼图测量装置
眼图测量方法B
三、眼图测量方法 之前谈到，眼图测量方法有两种：2002年以前的传统眼图测量方法和2002年之后力科发明的现代眼图测量方法。传统眼图测量方法可以用两个英文关键词来表示：“Triggered Eye”和“Single‐Bit Eye”。现代眼图测量方法用另外两个英文关键词来表示：“Continuous‐Bit Eye”和“Single‐Shot Eye”。传统眼图测量方法用中文来理解是八个字：“同步触发+叠加显示”，现代眼图测量方法用中文来理解也是八个字：“同步切割+叠加显示”。两种方法的差别就四个字：传统的是用触发的方法，现代的是用切割的方法。“同步”是准确测量眼图的关键，传统方法和现代方法同步的方法是不一样的。“叠加显示”就是用模拟余辉的方法不断累积显示。 传统的眼图方法就是同步触发一次，然后叠加一次。每触发一次，眼图上增加了一个UI，每个UI的数据是相对于触发点排列的，因此是“Single‐Bit Eye”,每触发一次眼图上只增加了一个比特位。图一形象表示了这种方法形成眼图的过程。 图一传统眼图测量方法的原理 传统方法的第一个缺点就是效率太低。对于现在的高速信号如PCI‐Express Gen2，PCI‐SIG 要求测量1百万个UI的眼图，用传统方法就需要触发1百万次，这可能需要几个小时才能测量完。第二个缺点是，由于每次触发只能叠加一个UI,形成1百万个UI的眼图就需要触发1百万次，这样不断触发的过程中必然将示波器本身的触发抖动也引入到了眼图上。对于2.5GBbps以上的高速信号，这种触发抖动是不可忽略的。 如何同步触发，也就是说如何使每个UI的数据相对于触发点排列？也有两种方法，一种方法是在被测电路板上找到和串行数据同步的时钟，将此时钟引到示波器作为触发源，时钟的边沿作为触发的条件。另外一种方法是将被测的串行信号同时输入到示波器的输入通道和硬件时钟恢复电路(CDR)通道，硬件CDR恢复出串行数据里内嵌的时钟作为触发源。这种同
Agilent示波器使用
Agilent54621A/22A/24A示波器使用方法 以Agilent54622A示波器为例，介绍一下Agilent示波器的使用方法： 一、示波器的注意事项： 使用示波器首先要保证，示波器和测试机器不能共地，否则会造成炸机或损坏示波器，所以我们为保证安全使用示波器，一般会将示波器电源线地线剪掉。 为保证测试波形的正确有效性，须根据所测试的波形，选择正确合适的频率、幅值范围；为保证所测试波形的正确有效性，尽量不要将已经抓住的波形展开，避免因将波形展开而造成波形失真，最好在测试时就选择好正确量程范围。 二、前面板纵览： 如下图所示，54622A示波器的前面板： 通过示波器的前面板的纵览，示波器主要包括显示和控制面板： 1）、示波器显示包括通道采集、设置信息、测量结果，以及用于设置参数的软键，如图：
通过上图可看出，示波器显示具体有以下内容： 状态行：最上面一行，包括垂直、水平和触发设置信息； 显示区：显示区包括波形采集、通道识别符，以及模拟触发和地电平指示器； 测量行：测量行一般包括自动测量结果和游标测量结果，但它也能显示高级触发设置数据和菜单信息； 软键：可以使用这些软键为前面板键设置其它参数。 2）、控制面板如图： 我们首先看一下做出标识部分的旋钮、按键的功能，其它按键功能我们将在后面做详细讲解：标识1为水平扫描速度（时间/格）旋钮，当对其旋转时，注意所引起的状态行显示出扫描速度值的变化； 标识2为延迟时间旋钮，旋转时注意在状态行中它的量值的变化，它是用于水平移动的，中心值为0.00s处，可以进行左右移动，移动显示数值为时基参考点（零位中心值）和触发点（旋钮所在位置）间的距离； 标识3为扫描方式选择按键，可选择对波形采用何种方式扫描，在我们使用的这款示波器中，有三种选择方式： Main－采用主扫描模式测试波形，时间范围为50s～5ns; Roll－采用滚动模式测试波形，时间范围为50s～500ms; Delayed－采用延迟工作模式，此模式下波形分成两半，延迟扫描的图标会出现子阿显示屏首行中央，显示屏的上半部分显示主扫描，而下半部分显示延迟扫描； 标识4为Entry旋钮，许多软键可使用此键来选择量值； 标识5为2个通道的幅值调节范围，如果使用普通探棒，其幅值范围为50V～10MV，所以在测试超出此范围的波形时需使用差动探棒； 标识6为位置旋钮，用来垂直移动信号，如果信号已过校准零位，会随着转动位置旋钮短时显示电压值，指示参考地电平与屏幕中心的距离，还应注意屏幕左端的参考地电平符号随位
眼图测量
眼图——概念与测量（摘记） 中文名称： 眼图 英文名称： eyediagram;eye pattern 定义： 示波器屏幕上所显示的数字通信符号,由许多波形部分重叠形成，其形状类似“眼”的图形。“眼”大表示系统传输特性好；“眼”小表示系统中存在符号间干扰。 一．概述 “在实际数字互连系统中，完全消除码间串扰是十分困难的，而码间串扰对误码率的影响目前尚无法找到数学上便于处理的统计规律，还不能进行准确计算。为了衡量基带传输系统的性能优劣，在实验室中，通常用示波器观察接收信号波形的方法来分析码间串扰和噪声对系统性能的影响，这就是眼图分析法。 在无码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，最终在示波器上看到的是迹线又细又清晰的“眼睛”，“眼”开启得最大。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： （1）眼图张开的宽度决定了接收波形可以不受串扰影响而抽样再生的时间间隔。显然，最佳抽样时刻应选在眼睛张开最大的时刻。 （2）眼图斜边的斜率，表示系统对定时抖动（或误差）的灵敏度，斜率越大，系统对定时抖动越敏感。
（3）眼图左（右）角阴影部分的水平宽度表示信号零点的变化范围，称为零点失真量，在许多接收设备中，定时信息是由信号零点位置来提取的，对于这种设备零点失真量很重要。 (4）在抽样时刻，阴影区的垂直宽度表示最大信号失真量。 （5）在抽样时刻上、下两阴影区间隔的一半是最小噪声容限，噪声瞬时值超过它就有可能发生错误判决。 （6）横轴对应判决门限电平。” 二、眼图的一些基本概念 —“什么是眼图？” “眼图就是象眼睛一样形状的图形。 图五眼图定义” 眼图是用余辉方式累积叠加显示采集到的串行信号的比特位的结果，叠加后的图形形状看起来和眼睛很像，故名眼图。眼图上通常显示的是1.25UI的时间窗口。眼睛的形状各种各样，眼图的形状也各种各样。通过眼图的形状特点可以快速地判断信号的质量。 图六的眼图有“双眼皮”，可判断出信号可能有串扰或预（去）加重。 图六“双眼皮”眼图 图七的眼图“眼睛里布满血丝”，这表明信号质量太差，可能是测试方法有错误，也可能是PCB布线有明显错误。
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Agilent InfiniiVision 7000B 系列示波器 技术资料 提供最佳的信号可视性
2 为什么不考虑现在订购一台? 示波器是一种用来观测信号的工具。由于通用示波器除了显示传统示波器通道的信号之外, 还需要更大的空间以显示数字信号和串行信号, 因此具有高分辨率的大尺寸显示屏变得越来越重要。 想知道其中的奥秘吗? 安捷伦工程师开发的 I nfiniiVision 7000B 系列示波器采用了先进的技术，与市场上的任何其他示波器相比，可使您看到更多微小的信号细节和更多的偶然事件。请看 I nfiniiVision 7000B 系列示波器 — 业界最佳的信号查看产品。 体验 InfiniiVision 7000B 系列示波器卓越性能的最佳方法就是亲自去看一看。欢迎您现在就与安捷伦科技公司联系申请试用。 InfiniiVision 7000B 系列具有高达 1 GHz 的带宽。每个型号都配有 12.1 英寸 XGA LCD 大显示屏, 并且非常轻巧, 仅有 6.5 英寸深、13 磅重。 InfiniiVision 7000B 系列示波器有 14 种型号可供选择。 安捷伦还为客户先前购买的 7000 系列 DSO 提供了升级套件, 只需 5 分钟即可将 DSO 轻松升级至 MSO 。
3 InfiniiVision 7000B 系列为什么具有最佳信号可视性? 1. 最大的显示屏 示波器是一种显示被测信号波形的工具，而大尺寸、高分辨率显示屏可以提升示波器的显示能力。因为通用示波器除了要显示传统的示波器通道，还需要更大的空间来显示数字和串行信号，所以更大的显示屏变得越来越重要。 使用更大尺寸的显示屏，您能够同时轻松查看多达 20 个基于串行协议的通道。12.1 英寸的显示屏比同类产品几乎大了 40%。 2. 最快的架构 与其他任何一款示波器相比，可显示被测信号更多的细节。InfiniiVision 7000B 系列可显示其他示波器可能错过的抖动、偶然事件和微小的信号细节。旋转旋钮，仪器就可快速而轻松地响应。需要查看数字通道吗? 仪器同样可以灵敏地做出响应。需要解码串行数据包? Agilent InfiniiVision 系列具有业界唯一的硬件加速串行总线解码功能，能够在不影响模拟测量的同时进行串行调试。 InfiniiVision 示波器在先进的 0.13 μm ASIC 中集成了采集存储器、波形处理和显示存储器。这种已获专利的第三代技术(MegaZoom III)利用响应灵敏、始终可用的深存储器，每秒可采集高达 100,000 个波形。 3. 具有深入洞察力的应用软件 您还可以定制您的通用示波器。广泛的应用软件包可对特定应用的问题提供有价值的深入观察。(详细信息参见第 8-9页和第 13-14 页)。 硬件加速的串行解码 ? I 2 C 、SPI ? 内核辅助FPGA 调试? 安全环境? CAN/LIN ? 分段存储器? MIL-STD-1553? RS-232/UART ? 矢量信号分析 ? FlexRay ? I 2S ? DSO/MSO 离线分析? 模板测试 ? 功率测量
实验四 光纤通信系统测量中的眼图分析方法测试实验
实验四 光纤通信系统测量中的眼图分析方法测试实验 一、实验目的 1、了解眼图的形成过程 2、掌握光纤通信系统中眼图的测试方法 二、实验仪器 1、ZYE4301F 型光纤通信原理实验箱1台 2、20MHz 模拟双踪示波器1台 3、万用表1台 三、实验原理 眼图是衡量数字光纤通信系统数据传输特性的简单而又有效的方法。眼图可以在时域中测量，并且可以用示波器直观的显示出来。图1是测量眼图的系统框图。测量时，将“伪随机码发生器”输出的伪随机码加在被测数字光纤通信系统的输入端，该被测系统的输出端接至示波器的垂直输入，用位定时信号（由伪随机码发生器提供）作外同步，在示波器水平输入用数据频率进行触发扫描。这样，在示波器的屏幕上就可以显示出被测系统的眼图。 伪随机脉冲序列是由n 比特长，2n 种不同组合所构成的序列。例如，由n=2比特长的4种不同有组合、n=3比特长的8种不同的组合、n=4比特长16种不同的组合组成，直到伪随机码发生器所规定的极限值为止，在产生这个极限值以后，数据序列就开始重复，但它用作为测试的数据信号，则具有随机性。如图2所示的眼图，是由3比特长8种组合码叠加而成，示波器上显示的眼图就是这种叠加的结果。 分析眼图图形，可以知道被测系统的性能，下面用图3所示的形状规则的眼图进行分析： 1、当眼开度 V V V ?-为最大时刻，则是对接收到的信号进行判决的最佳时刻，无码间干扰、信号无畸 变时的眼开度为100％。 2、由于码间干扰，信号畸变使眼开度减小，眼皮厚度V V ?增加，无畸变眼图的眼皮厚度应该等于零。 图1眼图的测试系统
3、系统无畸变眼图交叉点发散角b T T ?应该等于零。 4、系统信道的任何非线性都将使眼图出现不对称，无畸变眼图的正、负极性不对称度- +-++-V V V V 应该等 于零。 5、系统的定时抖动（也称为边缘抖动或相位失真）是由光收端机的噪声和光纤中的脉冲失真产生的，如果在“可对信号进行判决的时间间隔T b ”的正中对信号进行判决，那么在阈值电平处的失真量ΔT 就表示抖动的大小。因此，系统的定时抖动用下式计算： 定时抖动＝ %100??Tb T
眼图分析
眼图测试及其疑难问题探讨 关键词:DWDM,眼图,城域网,MAN 摘要:目前，在长途干线和城域网中，密集波分复用（DWDM）系统的应用越来越多，对DWDM 系统的光接口测试要求也越来越高，其中包括光发送信号的眼图测试。在实际进行眼图测试时，经常遇到不符合标准模板的情况，在不断实践中发现，其中大部分是因为测试方法不完善造成的误判断，只有小部分真正不符合ITU-T规范。文章介绍正确测试眼图的要点。 1、码间串扰的形成 1.1光纤线路码 在光纤数字传输中，一般不直接传输由电端机传送来的数字信号，而是经过码型变换，变换成适合在光纤数字传输系统中传输的光纤线路码（简称线路码）。 有多种线路码型，最常用的有mBnB分组码、插入比特码和简单扰码。在选择线路码时，不仅要考虑光纤的传输特性，还要考虑光电器件的特性。一般来说，由于光电器件都有一定的非线性，因此采用脉冲的“有”、“无”来表示“1”和“0”的二进制码要方便得多。但是简单的二进制信号有三个实际问题需要解决，否则无法取得良好效果。a）不能有长连“0”或长连“1”出现。因为长连“0”和长连“1”会使定时信息消失，给再生中继器和终端接收机的定时提取带来困难。b）简单的二进制码中含有直流成分，“0”、“1”码出现个数的随机变化会使直流成分的大小也随机变化。目前，在光接收机中普遍采用交流耦合，直流成分的变化会引起信号基线浮动，给判决再生带来困难。c）简单的二进制信号在业务状态下无法监测线路误码率。为此，在光纤传输之前，需将简单二进制信号变换成适合光纤传输系统的光纤线
路码型。CCITT最终采用简单扰码方式（如RZ、NRZ码），目前又有基于RZ码新的编码方式，如CS-RZ、DCS-RZ、CRZ、D-RZ、DPSK-RZ码等。 1.2线性网络的无失真传输条件 密集波分复用（DWDM）的工作原理是：发送端将不同波长的光信号通过光合波器合成一束光，送入光纤中进行传输；在接收端由光分波器将这些不同波长的光信号区分开来，再经过光电转换送入线路终端设备。这个过程既包括光通道也包括电通道。 对于光通道来说，主要是光纤的色散和非线性效应引起传输的光脉冲展宽，导致“0”、“1”判决出错，增加了传输误码率。通过运用色散补偿光纤、色散斜率补偿技术等色散管理来降低光纤的色散。对于光纤非线性效应，一般可通过降低入纤功率，采用新型大孔径光纤、喇曼放大、奇偶信道偏振复用等方法加以抑制。采用特殊的码型调制技术也可有效提高光脉冲抵抗非线性效应的能力，增加非线性受限传输距离，从而达到光通道的无失真传输这种理想化的状态。 对于电通道来说，实际传输中无法满足无失真传输条件，特别是由于信道频率特性不理想，使矩形脉冲在经过传输后有明显的上升时间和下降时间，会使波形有明显展宽。每个符号（码元）在时间上前后展宽会对其前后符号（码元）造成干扰，通常把这类干扰称为符号（或码元）间干扰，它会引起传输系统的误码率恶化。 1.3时域均衡 系统线性失真引起的符号间干扰是影响传输质量的主要因素。线性失真的主要原因是发送滤波器、接收滤波器及信道共同组成的波形形成系统的传递函数偏离理想状态。在不考虑噪声影响时，大多数高、中速数字数据传输设备的判决可靠性都建立在消除取样点的符号间干扰的基础上，按此要求建立的线性失真补偿系统称为时域均衡器，其原理是利用接收波形本身进行补偿，消除取样点的符号间干扰，提高判决的可靠性。 时域均衡系统结构如图1所示。 图1时域均衡系统结构
眼图--概念与测量
眼图——概念与测量（摘记） 中文名称：眼图 英文名称：eye diagram;eye pattern 定义：示波器屏幕上所显示的数字通信符号,由许多波形部分重叠形成，其形状 类似“眼”的图形。“眼”大表示系统传输特性好；“眼”小表示系统中存在符号间 干扰。 一．概述 “在实际数字互连系统中，完全消除码间串扰是十分困难的，而码间串扰对误 码率的影响目前尚无法找到数学上便于处理的统计规律，还不能进行准确计 算。为了衡量基带传输系统的性能优劣，在实验室中，通常用示波器观察接收 信号波形的方法来分析码间串扰和噪声对系统性能的影响，这就是眼图分析 法。 在无码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，最终在示波器上看到的是迹线又细又清晰的“眼睛”，“眼”开启得最大。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： （1）眼图张开的宽度决定了接收波形可以不受串扰影响而抽样再生的时间间隔。显然，最佳抽样时刻应选在眼睛张开最大的时刻。 （2）眼图斜边的斜率，表示系统对定时抖动（或误差）的灵敏度，斜率越 大，系统对定时抖动越敏感。 （3）眼图左（右）角阴影部分的水平宽度表示信号零点的变化范围，称为零点失真量，在许多接收设备中，定时信息是由信号零点位置来提取的，对于这 种设备零点失真量很重要。 (4）在抽样时刻，阴影区的垂直宽度表示最大信号失真量。 （5）在抽样时刻上、下两阴影区间隔的一半是最小噪声容限，噪声瞬时值超过它就有可能发生错误判决。 （6）横轴对应判决门限电平。 ”
示波器说明书安捷伦---2015.2.9
安捷伦示波器说明书 解决multisim仿真速度慢multisim11.0中仿真时间步长的设定方法 multisim10示波器的使用方法——同电子仿真软件MultiSIM 9中的虚拟示波器使用方法2011-06-13 22:16:43| 分类：IC -- 电子| 标签：|字号大中小订阅 电子仿真软件MultiSIM 9中的虚拟示波器使用方法 朱晓欣 (原载《无线电》杂志07年第五期) 在电子仿真软件MultiSIM 9中，除了虚拟双踪示波器和虚拟四踪示波器以外，还有两台高性能的先进示波器，它们分别是：跨国"安捷伦"公司的虚拟示波器"Agilent54622D"和美国"泰克"公司的虚拟数字存贮示波器"TektronixTDS2024"。本刊06年第五期曾对Multisim7中的安捷伦虚拟示波器设置和显示有过简单介绍，读者可以参阅该文相关内容。本文主要介绍安捷伦虚拟示波器的一些特殊其它功能和美国"泰克"公司的虚拟数字存贮示波器这两台高档次的示波器使用方法。 一、安捷伦虚拟示波器"Agilent54622D"的使用方法举例 Agilent54622D虚拟示波器的带宽为100MHz，具有两个模拟通道和16个逻辑通道。图一是它的放大面板图，它的各个开关、按钮及旋钮的排列和调节都和实物仪器完全一样，我们在自己的电脑里也能享受到使用高档次测量仪器的愉悦，且没有损坏仪器的担忧。
图一 一、显示基本波形操作(这里以模拟通道1为例说明) 首先在电子仿真软件MultiSIM 9电子平台上调出安捷伦虚拟函数信号发生器和安捷伦虚拟示波器各一台。并按图二连好电路；双击安捷伦虚拟函数信号发生器图标"XFG1"打开电源开关，不作任何设置使用它的默认值，即：频率1kHz，幅值100mVpp的正弦波(可参阅上期介绍)。
泰克DSA71604C示波器眼图测试V1.0
泰克DSA71604C示波器眼图测试 泰克DSA71604C示波器测试眼图目前有2种方法；一种是利用余辉来进行测试；第二种是利用示波器内置的DPO-JET 软件来进行测试，本文以第二种测试方法为主做个简单的介绍，以求抛砖引玉； 用示波器探头测试到信号，然后点击示波器面板上run/stop键停止测试，再点击示波器软件菜单File—>Save as—>Waveform，弹出Save as菜单，此时在Source这一栏选择刚才测试用的示波器探头所在的channel（这里我们示波器测试探头为CH1），然后在Save in：Oscilloscope Memory这一栏Ref1，Ref2，Ref3，Ref4中随便选择一个，在这里我们选择Ref3，然后点击Save； 然后关闭CH1，点击示波器软件菜单File—>Reference Waveform Controls，此时会在示波器屏幕底部出现一个Reference面板（figure 1），并且在Reference这一栏会自动选择刚才存储在示波器内存里的波形，但此时波形是关闭的，需要点击Display开关将OFF变成ON，这时示波器才会调出刚才保存在示波器内存里的波形，点击Reference 面板右侧的X关闭Reference面板； figure 1
接下来就开始启动DPO-JET软件，点击Analyze > Jitter and Eye Analysis > One Touch Jitter，DPO-JET会自动对选择的波形进行分析，并自动将分析结果转化为图形（figure 2） figure 2
此时可看到下列测试选项（figure 3），在select这一栏有Period/ Freq，jitter，time，eye，ampl这五个子项，每个 子项又包含了若干细的测试选项，比如现在可以在Period/Freq里面加入Freq测试项，然后点击Recalc 按钮重新对波形进行分析画图，现在就可以在result这一栏里看到测出的Freq值（figure 4），此时测出为5.3985GHz figure 3