工程师必须懂得眼图分析方法
信号完整性常用的三种测试方法

信号完整性常用的三种测试方法信号完整性是指在传输过程中信号能够保持原始形态和准确性的程度。
在现代高速通信和数字系统中,信号完整性测试是非常重要的工作,它能够帮助工程师评估信号的稳定性、确定系统的极限速率并发现信号失真的原因。
下面将介绍三种常用的信号完整性测试方法。
一、时域方法时域方法是信号完整性测试中最常见和最直观的方法之一、它通过观察信号在时间轴上的波形变化来评估信号的完整性。
时域方法可以检测和分析许多类型的信号失真,如峰值抖动、时钟漂移、时钟分布、幅度失真等。
时域方法的测试设备通常包括示波器和时域反射仪。
示波器可以显示信号的波形和振幅,通过观察波形的形状和幅度变化来判断信号完整性。
时域反射仪可以测量信号在传输线上的反射程度,从而评估传输线的特性阻抗和匹配度。
二、频域方法频域方法是另一种常用的信号完整性测试方法。
它通过将信号转换为频域表示,分析信号的频谱分布和频率响应来评估信号完整性。
频域方法可以检测和分析信号的频谱泄漏、频谱扩展、频率失真等。
频域方法的测试设备通常包括频谱分析仪和网络分析仪。
频谱分析仪可以显示信号的频谱图和功率谱密度,通过观察频谱的形状和峰值来评估信号完整性。
网络分析仪可以测量信号在不同频率下的响应和传输损耗,从而评估传输线的频率响应和衰减特性。
三、眼图方法眼图方法是一种特殊的信号完整性测试方法,它通过综合时域和频域信息来评估信号的完整性。
眼图是一种二维显示,用于观察信号在传输过程中的失真情况。
眼图可以提供信号的时钟抖动、峰值抖动、眼宽、眼深、眼高等指标。
眼图方法的测试设备通常包括高速数字示波器和信号发生器。
高速数字示波器可以捕捉信号的多个周期,并将其叠加在一起形成眼图。
通过观察眼图的形状和特征,工程师可以评估信号的稳定性和传输质量。
总结起来,时域方法、频域方法和眼图方法是常用的信号完整性测试方法。
它们各自具有独特的优势和适用范围,可以互相协作来全面评估信号的完整性。
在实际应用中,根据具体需求和测试对象的特点,选择合适的测试方法是非常重要的。
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)。
眼图

在实际的通信系统中,数字信号经过非理想的传输系统必定要产生畸变,信号通过信道后,也会引入噪声和干扰,也就是说,总是在不同程度上存在码间干扰的。
在码间干扰和噪声同时存在情况下,系统性能很难进行定量的分析,常常甚至得不到近似结果。
为了便于实际评价系统的性能,常用所谓“眼图”。
眼图可以直观地估价系统的码间干扰和噪声的影响,是一种常用的测试手段。
所谓“眼图”,就是由解调后经过低通滤波器输出的基带信号,以码元定时作为同步信号在示波器屏幕上显示的波形。
干扰和失真所产生的传输畸变,可以在眼图上清楚地显示出来。
因为对于二进制信号波形,它很象一只人的眼睛。
在图1中画出两个无噪声的波形和相应的“眼图”,一个无失真,另一个有失真(码间串扰)。
图1中可以看出,眼图是由虚线分段的接收码元波形叠加组成的。
眼图中央的垂直线表示取样时刻。
当波形没有失真时,眼图是一只“完全张开”的眼睛。
在取样时刻,所有可能的取样值仅有两个:+1或-1。
当波形有失真时,在取样时刻信号取值分布在小于+1或大于-1附近,“眼睛”部分闭合。
这样,保证正确判决所容许的噪声电平就减小了。
换言之,在随机噪声的功率给定时,将使误码率增加。
“眼睛”张开的大小就指明失真的严重程度。
为便于说明眼图和系统性能的关系,我们将它简化成图2的形状。
由此图可以看出:(1)最佳取样时刻应选择在眼睛张开最大的时刻;(2)眼睛闭合的速率,即眼图斜边的斜率,表示系统对定时误差灵敏的程度,斜边愈陡,对定位误差愈敏感;(3)在取样时刻上,阴影区的垂直宽度表示最大信号失真量;(4)在取样时刻上,上下两阴影区的间隔垂直距离之半是最小噪声容限,噪声瞬时值超过它就有可能发生错误判决;(5)阴影区与横轴相交的区间表示零点位置变动范围,它对于从信号平均零点位置提取定时信息的解调器有重要影响。
衡量眼图质量的几个重要参数有:1.眼图开启度(U-2ΔU)/U指在最佳抽样点处眼图幅度“张开”的程度。
无畸变眼图的开启度应为100%。
施工技术管理人员如何快速看懂图纸

施工技术管理人员如何快速看懂图纸一、看好图纸的必要性作为工程技术人员首先也是最重要的一点就是看好图纸,对看图纸缺乏重视、图纸看得不好,必然会出现很多返工及材料浪费现象,甚至造成工期的拖延。
从而也会给工程技术人员的声誉及日后的管理工作带来不良影响,造成不必要的麻烦。
二、怎样看好图纸既然看好图纸非常重要和必要,那么怎样才能看好图纸呢?我们在工程施工过程中以及在对他人工作经验的借鉴,总结出以下几点:1、熟悉拟建工程的功能图纸到手后,首先了解本工程的功能是什么,是车间还是办公楼?是商场还是住宅?了解功能之后,再联想一些基本尺寸和装修,例如厕所地面一般会贴地砖、作块料墙裙,厕所、阳台楼地面标高一般会低几厘米;车间的尺寸一定要满足生产的需要,特别是满足设备安装的需要等等。
最后识读建筑说明,熟悉工程装修情况。
2、熟悉、审查工程平面尺寸建筑工程施工平面图一般有三道尺寸,第一道尺寸是细部尺寸,第二道尺寸是轴线间尺寸,第三道尺寸是总尺寸。
检查第一道尺寸相加之和是否等于第二道尺寸、第二道尺寸相加之和是否等于第三道尺寸,并留意边轴线是否是墙中心线。
识读工程平面图尺寸,先识建施平面图、平面大样图,再识本层结施平面图,最后识水电空调安装、设备工艺、第二次装修施工图,检查它们是否一致。
熟悉本层平面尺寸后,审查是否满足使用要求,例如检查房间平面布置是否方便使用、采光通风是否良好等。
识读下一层平面图尺寸时,检查与上一层有无不一致的地方。
3、熟悉、审查工程立面尺寸建筑工程建施图一般有正立面图、剖立面图、楼梯剖面图,这些图有工程立面尺寸信息;;建施平面图、结施平面图上,一般也标有本层标高;梁表中,一般有梁表面标高;基础大样图、其它细部大样图,一般也有标高注明。
通过这些施工图,可掌握工程的立面尺寸。
正立面图一般有三道尺寸,第一道是窗台、门窗的高度等细部尺寸,第二道是层高尺寸,并标注有标高,第三道是总高度。
审查方法与审查平面各道尺寸一样,第一道尺寸相加之和是否等于第二道尺寸,第二道尺寸相加之和是否等于第三道尺寸。
眼图详解(眼图分析)

眼图详解关于眼图的基本知识1、眼图的作用数字信号的眼图可以体现数字信号的整体特征,能够很好地评估数字信号的质量,因而眼图的分析是数字系统信号完整性分析的关键之一。
2、眼图的形成串行数据的传输由于通讯技术发展的需要,特别是以太网技术的爆炸式应用和发展,使得电子系统从传统的并行总线转为串行总线。
串行信号种类繁多,如PCI Express、SPI、USB 等,其传输信号类型时刻在增加。
相比并行数据传输,串行数据传输的整体特点如下:1)信号线的数量减少,成本降低2)消除了并行数据之间传输的延迟问题3)时钟是嵌入到数据中的,数据和时钟之间的传输延迟也同样消除了4)传输线的PCB 设计也更容易些5)信号完整性测试也更容易实际中,描述串行数据的常用单位是波特率和UI,串行数据传输示例如下:串行数据传输示例例如,比特率为3.125Gb/s 的信号表示为每秒传送的数据比特位是3.125G 比特,对应的一个单位间隔即为1UI。
1UI表示一个比特位的宽度,它是波特率的倒数,即1UI=1/(3.125Gb/s)=320ps。
现在比较常见的串行信号码形是NRZ 码,因此在一般的情况下对于串行数据信号,我们的工作均是针对NRZ 码进行的。
由于示波器的余辉作用,将扫描所得的每一个码元波形重叠在一起,从而形成眼图。
眼图中包含了丰富的信息,从眼图上可以观察出码间串扰和噪声的影响,体现了数字信号整体的特征,从而可以估计系统优劣程度,因而眼图分析是高速互连系统信号完整性分析的核心。
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,改善系统的传输性能。
眼图实际上就是数字信号的一系列不同二进制码按一定的规律在示波器屏幕上累积后的显示,简单地说,由于示波器具有余辉功能,只要将捕获的所有波形按每三个比特分别地叠加累积(如上图所示),从而就形成了眼图。
目前,一般均可以用示波器观测到信号的眼图,其具体的操作方法为:将示波器跨接在接收滤波器的输出端,然后调整示波器扫描周期,使示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步,这时示波器屏幕上看到的图形就称为眼图。
眼图的定义、原理及模型

▪ 图1中可以看出,眼图是由虚线分段的接收码元 波形叠加组成的。眼图中央的垂直线表示取样时 刻。当波形没有失真时,眼图是一只“完全张开” 的眼睛。在取样时刻,所有可能的取样值仅有两 个:+1或-1。当波形有失真时,在取样时刻信号 取值分布在小于+1或大于-1附近,“眼睛”部分 闭合。这样,保证正确判决所容许的噪声电平就 减小了。换言之,在随机噪声的功率给定时,将 使误码率增加。“眼睛”张开的大小就指明失真 的严重程度。
散度应为0。 4.正负极性不对称度 ▪ 指在最佳抽样点处眼图正、负幅度的不对称程度。无畸变
眼图的极性不对称度应为0。
▪ 最后,还需要指出的是:由于噪声瞬时电 平的影响无法在眼图中得到完整的反映, 因此,即使在示波器上显示的眼图是张开 的,也不能完全保证判决全部准确。不过, 原则上总是眼睛张开得越大,实际判决越 准确。所以,还是可以通过眼图的张开度 来衡量和比较基带信号的质量,并以此为 依据来调整信号在信道中的传输特性,使 信号在通信系统信道中传输尽最大可能接 近于最佳工作状态。
眼图的定义、原理及模型
▪ 在实际的通信系统中,数字信号经过非理 想的传输系统必定要产生畸变,信号通过 信道后,也会引入噪声和干扰,也就是说, 总是在不同程度上存在码间干扰的。在码 间干扰和噪声同时存在情况下,系统性能 很难进行定量的分析,常常甚至得不到近 似结果。为了便于实际评价系统的性能, 常用所谓“眼图”。眼图可以直观地估价 系统的码间干扰和噪声的影响,是一种常 用的测试手段。
END
以上有不当之处,请大家给与批评指正, 谢谢大家!
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▪ 衡量眼图质量的几个重要参数有: 1.眼图开启度(U-2ΔU)/U ▪ 指在最佳抽样点处眼图幅度“张开”的程度。无畸变眼图
电路中eye-概述说明以及解释

电路中eye-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述眼图(Eye diagram)是电路中一种常用的信号分析工具,它可以直观地展示出数字信号的品质和传输效果。
在现代通信系统中,眼图被广泛应用于高速串行数据传输的评估和调试。
通过观察眼图的开口大小、噪声水平和信号失真情况,工程师可以更好地了解信号的质量,并进行相应的优化和改进。
眼图的形状对于判断信号传输的可靠性至关重要。
一个完整的眼图通常由交错的开口组成,类似于人的眼睛。
开口的大小代表了信号的幅度范围,而开口的位置则表示了信号的平衡情况。
当信号失真或受到干扰时,眼图的开口会变小或者变形,这表明数字信号的质量下降。
通过分析眼图的形态特征,工程师可以判断信号传输中存在的问题,并进一步进行故障定位和改进。
在电路设计和调试中,眼图的使用非常广泛,特别是在高速数据传输和时钟恢复等领域。
通过采集信号的波形数据,然后进行采样和重新组合,就可以生成眼图。
通过眼图,工程师可以看到数字信号在不同时间点的变化情况,并对信号的时序和整体稳定性进行分析。
总之,眼图是一种重要的电路分析工具,能够帮助工程师更好地认识和评估信号的质量。
通过对眼图的观察和分析,我们可以识别出信号传输中存在的问题,并采取适当的措施来改进和优化电路的性能。
接下来,本文将重点介绍电路中眼图的关键要点,并探讨其在实际应用中的意义和挑战。
1.2 文章结构文章结构部分的内容是对整篇文章的结构进行简要介绍和概述。
它可以包括以下信息:文章的整体篇幅和章节分布:介绍文章的总字数和章节划分,使读者能够了解文章的大致结构和篇幅。
各章节内容的概述:对文章中各个章节的主要内容进行简要介绍,让读者对整篇文章的内容有一个整体的概念。
章节之间的逻辑关系:说明各章节之间的逻辑联系和顺序,以便读者能够理解文章的思路和脉络。
注重的重点和亮点:指出文章中的重点部分和亮点,以激发读者的兴趣和引导读者关注重要的内容。
通过文章结构的介绍,读者可以迅速了解整篇文章的脉络和主要内容,从而更好地理解和阅读文章。
建筑工程识图技巧

建筑工程识图技巧建筑工程识图技巧:轻松解读图纸,掌握实用技能建筑工程识图是每位工程从业者必须掌握的基本技能,无论是建筑师、结构工程师还是施工管理人员,都需要准确解读图纸,以确保项目的顺利进行。
本文将分享一些实用的建筑工程识图技巧,帮助大家更好地理解和应对各种工程挑战。
一、了解基本知识在开始识图之前,我们需要了解一些基本知识。
建筑工程图是一种以图形、符号、文字和数字等元素表示建筑物和构筑物的平面、立面、剖面等信息的图纸。
它是由一系列的图样、技术文件和其他书面说明组成的。
二、理解投影原理投影原理是建筑工程图的基础,它帮助我们将三维物体转化为二维图形。
建筑工程中常用的投影方法有正投影、轴测投影和透视投影等。
掌握这些投影方法,将有助于您更好地理解图纸上的各种视图。
三、掌握视图方法在建筑工程图中,我们通常通过多个视图来展示建筑物在不同角度的形态。
这些视图包括正立面图、侧立面图、平面图、剖面图等。
通过结合这些视图,我们可以全面了解建筑物的结构、尺寸、材料和空间关系等信息。
四、阅读标注规范建筑工程图中的标注是重要的技术信息,它们指示了物体的尺寸、位置、材料等。
阅读标注时需要注意规范,例如尺寸标注应清晰、位置准确,材料标注应明确等。
五、熟悉常用软件随着计算机辅助设计(CAD)技术的发展,现代建筑工程图越来越多地以电子形式存在。
熟悉常用的CAD软件,如AutoCAD、Revit等,将大大提高您的识图效率。
这些软件可以帮助您在计算机上直观地展示图纸,并进行各种视图操作和标注。
六、实际项目经验理论学习是重要的,但是实际经验更能加深对建筑工程图的理解。
在实际项目中,通过与实际物体的对比,可以更直观地理解图纸信息,提高识图能力。
七、注意细节在阅读建筑工程图时,需要注意每一个细节。
这些细节可能关系到项目的安全性、功能性和美观性。
例如,一个看似简单的标注可能代表了一个重要的建筑元素,一个被忽视的细节可能会对施工产生重大影响。
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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。
图一眼图(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。
”是该专门写篇文章详细讲解眼图了!写得不正确、不到位的地方,恳请大家指正,以使这篇文章将能不断修改完善,有益于广大工程师们的学习。
一、串行数据的背景知识串行信号种类繁多,在图二所示的有PCI Express,Rapid IO,DVI,S-ATA,USB,SDH,XAUI,等,其实现在的流行总线还远不止这些。
每年都出来一些新流行的串行总线。
每些总线差不多都有一个权威机构来定义该总线的信号标准和测试规范,这些机构成员多是由来自于不同公司的专家兼职担任。
当然,关于PC的串行总线差不多由Intel来领导。
图三所示某基于Intel Chipset的笔记本电脑的框架图中的各种总线,除了DDR和FSB是并行数据之外,其它都是串行数据了。
这些权威机构除了定义规范,当然也会有一些利益博弈。
所以有新的利益集团(这是一个中性的词)策划推广的时候就可能有新的总线规范出台,这就象3G有三种标准一样。
你方唱罢我登场,搞得下游厂商手忙脚乱。
串行数据总线越来越多,权威机构定义的测试规范也纷繁芜杂,我一直觉得该将这么多的权威机构统一为一个权威机构,就叫“串行总线国际工程师协会”好了,如果力科最先发起并领导这个协会,然后定义一系列的串行信号测试规范中都只推荐力科示波器,那么亲爱的朋友们,这个Day Dream的最终结果是什么?示波器行业也许会重新大洗牌。
人们总相信权威机构推荐的,譬如我们平时用牙膏等都会相信“中华医学会”之类的推荐。
信号速率不断加倍再加倍,2004年我刚到力科的时候,主流的串行信号速率在PC行业是2.5Gb/s,在通信行业是3.125Gb/s,如今,PC行业已Double到5Gb/s,通信行业已Double到6.25Gb/s,而且PC行业的8Gb/s,通信行业的12.5Gb/s似乎已指日可待。
速率越来越高,并行数据必然要让位于串行数据。
串行数据传输的典型结构框图如图三所示,“万变不离其宗” ,都是“两根差分线”。
相比于并行数据,串行数据的优点是:1,信号线的数量减少。
2,消除了并行数据之间传输的延迟问题。
图二串行数据的整体特点图三某笔记本电脑架构示意图3,因为时钟是嵌入到数据中的,数据和时钟之间的传输延迟也同样消除了。
4, 传输线的PCB设计也更容易些。
5, 信号完整性测试也更容易。
图四串行信号实例串行数据的测试点包括了芯片的发送端和接收端等不同节点。
描述串行数据的常用单位是波特率和UI,譬如3.125Gb/s表示为每秒传送的数据比特位是3.125G比特(byte),对应的一个单位间隔(1UI)表示为一个比特位的宽度是波特率的倒数,1UI=1/(3.125Gb/s)=320ps。
现在比较常见的串行信号码形是NRZ 码。
正电平表示”1”,负电平表示“0”。
图三所示是示波器捕获到的一组串行信号,虚线之间的时间间隔代表了一个UI,图中对应的码型是。
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。
”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。
图八的眼图非常漂亮,这可能是用采样示波器测量的眼图。
图五眼图定义图六“双眼皮”眼图眼图眼图是指利用实验的方法估计和改善(通过调整)传输系统性能时在示波器上观察到的一种图形。
观察眼图的方法是:用一个示波器跨接在接收滤波器的输出端,然后调整示波器扫描周期,使示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步,这时示波器屏幕上看到的图形像人的眼睛,故称为“眼图”。
从“眼图”上可以观察出码间串扰和噪声的影响,从而估计系统优劣程度。
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。
眼图的“眼睛” 张开的大小反映着码间串扰的强弱。
“眼睛”张的越大,且眼图越端正,表示码间串扰越小;反之表示码间串扰越大。
当存在噪声时,噪声将叠加在信号上,观察到的眼图的线迹会变得模糊不清。
若同时存在码间串扰,“眼睛”将张开得更小。
与无码间串扰时的眼图相比,原来清晰端正的细线迹,变成了比较模糊的带状线,而且不很端正。
噪声越大,线迹越宽,越模糊;码间串扰越大,眼图越不端正。
眼图对于展示数字信号传输系统的性能提供了很多有用的信息:可以从中看出码间串扰的大小和噪声的强弱,有助于直观地了解码间串扰和噪声的影响,评价一个基带系统的性能优劣;可以指示接收滤波器的调整,以减小码间串扰。
( 1 )最佳抽样时刻应在“眼睛” 张开最大的时刻。
( 2 )对定时误差的灵敏度可由眼图斜边的斜率决定。
斜率越大,对定时误差就越灵敏。
( 3 )在抽样时刻上,眼图上下两分支阴影区的垂直高度,表示最大信号畸变。
( 4 )眼图中央的横轴位置应对应判决门限电平。
( 5 )在抽样时刻上,上下两分支离门限最近的一根线迹至门限的距离表示各相应电平的噪声容限,噪声瞬时值超过它就可能发生错误判决。
( 6 )对于利用信号过零点取平均来得到定时信息的接收系统,眼图倾斜分支与横轴相交的区域的大小,表示零点位置的变动范围,这个变动范围的大小对提取定时信息有重要的影响。
眼图可以直观地估价系统的码间干扰和噪声的影响,是一种常用的测试手段。
在图1中画出两个无噪声的波形和相应的“眼图”,一个无失真,另一个有失真(码间串扰)。
为便于说明眼图和系统性能的关系,我们将它简化成图2的形状。
衡量眼图质量的几个重要参数有:指在最佳抽样点处眼图幅度“张开”的程度。
无畸变眼图的开启度应为100%。
2.“眼皮”厚度2ΔU/U3.交叉点发散度ΔT/T4.正负极性不对称度最后,还需要指出的是:由于噪声瞬时电平的影响无法在眼图中得到完整的反映,因此,即使在示波器上显示的眼图是张开的,也不能完全保证判决全部准确。
不过,原则上总是眼睛张开得越大,实际判决越准确。
所以,还是可以通过眼图的张开度来衡量和比较基带信号的质量,并以此为依据来调整信号在信道中的传输特性,使信号在通信系统信道中传输尽最大可能接近于最佳工作状态。
(a) 无码间串扰时波形;无码间串扰眼图在分析出眼圖後,需進一步從中定義各個參數,由此分析出信號完整度(Signal Integrity)的特性。
常見於眼圖中的測試參數有九個,介紹如下?(1)Logic 0:邏輯為0的電壓位準值。
?(2)Logic 1:邏輯為1的電壓位準值。
?(3)Rising Time:一般定義為資料從10%上升到90%的轉態所需時間,不同規範如GB Ethernet中有定義20%至80%者。
?(4)Falling Time:一般定義為資料從10%下降到90%的轉態所需時間。
?(5)Eye Height:眼圖在垂直軸所開的大小,當通訊品質下降,雜訊就會升高使開口變小。
?(6)Eye Width:眼圖在水平軸所開的大小,其定義為兩上緣與下緣交會的點(Crossing Point)間的時間差,當信號產生抖動、不對稱時,寬度便會變小。