工程师必须懂得眼图分析方法解读

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DDR4电路及眼图分析讲解

DDR4电路及眼图分析讲解

DDR4电路及眼图分析讲解一、存储分类按在计算机系统中的作用不同,存储器主要分为主存储器、辅助存储器、缓冲存储器。

主存储器(简称主存):的主要特点是它可以和CPU直接交换信息。

辅助存储器(简称辅存):是主存储器的后援存储器,用来存放当前暂时不用的程序和数据,它不能与CPU直接交换信息。

两者相比,主存速度快、容量小、每位价格高;辅存速度慢、容量大、每位价格低。

缓冲存储器(简称缓存):用在两个速度不同的部件之中,例如,CPU与主存之间可设置一个快速缓存,起到缓冲作用。

其分类如下:二、DDR分类SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory):为同步动态随机存取内存,是有一个同步接口的动态随机存取内存(DRAM)。

其分类如下:DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM):为双信道同步动态随机存取内存,是新一代的SDRAM技术。

别于SDR(Single Data Rate)单一周期内只能读写1次,DDR的双倍数据传输率指的就是单一周期内可读取或写入2次。

在核心频率不变的情况下,传输效率为SDR SDRAM的2倍。

允许在时钟脉冲的上升沿和下降沿传输数据。

DDR内存Prefetch(数据读预取)为2bit。

DDR2 SDRAM(Double Data Rate Two SDRAM):为双信道两次同步动态随机存取内存。

它与上一代DDR内存技术标准最大的不同就是,虽然同是采用了在时钟的上升/下降沿同时进行数据传输的基本方式,但DDR2内存却拥有两倍以上一代DDR内存预读取能力(即:4bit数据读预取)。

换句话说,DDR2内存每个时钟能够以4倍外部总线的速度读/写数据,并且能够以内部控制总线4倍的速度运行。

在同等核心频率下,DDR2的实际工作频率是DDR的两倍。

这得益于DDR2内存拥有两倍于标准DDR内存的4BIT预读取能力。

DDR3 SDRAM(Double Data Rate Three SDRAM):为双信道三次同步动态随机存取内存。

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。

眼图的定义、原理及模型

眼图的定义、原理及模型

图1 无失真及有失真时的波形及眼图
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。
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
衡量眼图质量的几个重要参数有: 1.眼图开启度(U-2∆U)/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%。 其中U=U+ + U2.“眼皮”厚度2∆U/U 指在最佳抽样点处眼图幅度的闭合部分与最大幅度之比, 无畸变眼图的“眼皮”厚度应等于0。 3.交叉点发散度∆T/T 指眼图过零点交叉线的发散程度,无畸变眼图的交叉点发 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。
眼图定义
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。

通信原理中的眼图如何描述

通信原理中的眼图如何描述

通信原理中的眼图如何描述通信原理中的眼图是一种常用的信号分析方法,用来描述数字通信中的信号质量和带宽利用率。

它可以表达信号的波形、噪声、振幅和时间间隔等信息,是衡量数字通信系统性能的重要工具。

眼图的基本定义是将连续的信号序列按照一定时间间隔进行采样,然后将采样到的数字信号以一定的水平缩放因子和垂直偏移因子绘制到坐标系中,形成一系列的“眼睛”形状。

每个“眼睛”代表一个样本周期内的传输信号,通过分析这些“眼睛”的开口大小、对称性、向上或向下的移动等特征,可以推断出信道传输特性和影响因素。

眼图可以从多个方面提供有关信号质量的信息。

首先,眼图的开口大小可以反映信号的抗噪声能力和抗干扰能力。

如果开口较小,意味着传输信号容易受到噪声和干扰的影响,信号质量较差;反之,如果开口较大,信号质量较好,传输容易。

其次,眼图的对称性可以反映信号的失真情况。

如果眼图不对称,说明信号可能发生了失真,需要进行补偿或校正。

此外,眼图的移动方向和距离可以表达信号的时钟同步性和信号间隔的准确程度。

如果眼图向上或向下移动,或者眼图的顶部或底部出现扭曲,意味着信号的时钟同步不好,信号间隔的准确性较差。

眼图的形状和特征主要受到以下几个因素的影响。

首先,信号的带宽决定了眼图的开口大小。

带宽越大,眼图的开口越大,信号质量越好。

其次,信号的噪声和干扰会使眼图的开口变窄,影响信号的清晰度。

因此,抗噪声和抗干扰能力越强的信号,眼图的开口越大。

此外,时钟同步误差也会对眼图产生影响。

时钟同步误差越大,眼图的移动越明显,信号间隔的准确度越低。

最后,传输介质的失真和信道衰减会使眼图发生形变,降低信号的质量。

在实际应用中,通过观察和分析眼图,可以识别出信号传输中的问题和优化方案。

例如,如果眼图的开口非常小,表明信号的抗噪声和抗干扰能力差,可以考虑增加信号的幅度、使用更好的编码和解码算法,或者改善传输环境等方法来提高信号质量。

如果眼图的对称性不好,可以考虑采用均衡技术或预编码技术来补偿信号失真。

眼图有关知识详细解释

眼图有关知识详细解释

眼图综述报告-----------李洋目录1. 眼图的形成 (2)1.1 传统的眼图生成方法 (2)1.2 实时眼图生成方法 (3)1.3 两种方法比较 (4)2. 眼图的结构与参数介绍 (4)2.1 眼图的结构图 (4)2.2 眼图的主要参数 (5)2.2.1 消光比 (5)2.2.2 交叉点 (5)2.2.3 Q因子 (6)2.2.4 信号的上升时间、下降时间 (6)2.2.5 峰—峰值抖动和均方根值抖动 (6)2.2.6 信噪比 (6)3. 眼图与系统性能的关系 (7)4. 眼图与BER的关系 (7)4. 如何获得张开的眼图 (8)5. 阻抗匹配的相关知识 (9)5.1 串联终端匹配 (9)5.2 并联终端匹配 (10)6. 眼图常见问题分析 (10)7. 总结 (17)1.眼图的形成眼图是一系列数字信号在示波器上累积而显示的图形,其形状类似于眼睛,故叫眼图。

在用余辉示波器观察传输的数据信号时,使用被测系统的定时信号,通过示波器外触发或外同步对示波器的扫描进行控制,由于扫描周期此时恰为被测信号周期的整数倍,因此在示波器荧光屏上观察到的就是一个由多个随机符号波形共同形成的稳定图形。

这种图形看起来象眼睛,称为数字信号的眼图。

示波器测量的一般信号是一些位或某一段时间的波形,更多的反映的是细节信息。

而眼图则反映的是链路上传输的所有数字信号的整体特性。

如下图:1.1 传统的眼图生成方法采样示波器的CLK通常可能是用户提供的时钟,恢复时钟,或者与数据信号本身同步的码同步信号.图:采样示波器眼图形成原理1.2 实时眼图生成方法实时示波器通过一次触发完成所有数据的采样,不需附加的同步信号和触发信号.通常通过软件PLL方法恢复时钟。

图:实时示波器眼图形成原理另一种示意图:图:实时示波器眼图形成原理1.3 两种方法比较1.传统的方法比实时眼图生产方法测量的速度要慢100至1000倍。

2.传统的眼图生成方法测量精度没有实时眼图生成方法高。

透彻解析眼图测量技术(lecroy)_力科

透彻解析眼图测量技术(lecroy)_力科

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数据按单位间隔逐 位与恢复时钟比较 重叠形成眼图
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ZERO TRIGGER JITTER
• 数据是根据单位间隔排列而不是触发点. • 零时钟恢复抖动,零触发抖动.
用户自定义模板可直接 输入示波器使用
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力科示波器在眼图测量方面的特点
力科在眼图测量领域的解决方案拥有如下功能或特点: 力科在业界最先采用实时眼图生成方法来绘制眼图,如今该方法已成 为眼图测量的现实行业标准 力科SDAII串行数据分析软件包为您提供全面的眼图及抖动分析能力 力科Zi系列示波器拥有业界最为领先的硬件指标与全面的响应优化模 式,确保眼图测量结果权威精确 流程图式的操作界面与可拆卸式的前控面板确保眼图测量轻松顺畅 创新的 X-Stream II 架构与先进的计算机系统确保快速完成眼图测量 眼图故障定位功能助力您轻松完成眼图失效分析 IsoBER功能帮助您深入预测眼图张开程度 力科独有的ISI Plot功能帮助您分析眼图中的码间干扰 力科独有的光电转换器帮助您完成光信号眼图测量 眼图医生工具EyeDoctor II为您提供了最佳的信号完整性分析工具
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速度需求 -- 眼图测量需要采集并处理大量数据
18M个UI叠加的眼图
18M个UI叠加的眼图,每周期采集8个样点,总共需要处理150M样点。
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速度需求-- 测量环境改变需要重复眼图测量
10英寸长的传输线,眼高 = 592mV
20英寸长的传输线,眼高 = 457mV

眼图分析

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。

电子电路设计离不开眼图,你要知道的眼图知识都在这!快来瞧瞧

电子电路设计离不开眼图,你要知道的眼图知识都在这!快来瞧瞧

电子电路设计离不开眼图,你要知道的眼图知识都在这!快来瞧瞧多工程师都知道高速信号需要测量眼图。

那眼图代表着什么?该如何分析眼图的好与坏?以及从眼图各种形状上,我们能知道哪些信息呢?现代的眼图分析软件又有哪些新的功能?首先我们先了解关于眼图的基本知识1、为什么要关注眼图数字信号的眼图中包含了丰富的信息,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。

为何串行总线目前应用越来越广泛呢?相比并行数据传输,串行数据传输的整体特点如下:•信号线的数量减少,成本降低•消除了并行数据之间传输的延迟问题•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•传输线的 PCB 设计也更容易些•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:图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。

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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101100101010001。

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•(1Logic 0:邏輯為0的電壓位準值。

•(2Logic 1:邏輯為1的電壓位準值。

•(3Rising 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。

•(4Falling Time:一般定義為資料從10%下降到90%的轉態所需時間。

•(5Eye 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。

•(6Eye 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。

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