利用眼图判断信号是否满足CAN收发器接收要求
眼图的产生原理
眼图的产生原理
眼图是一种用来分析数字通信系统性能的重要工具，它能够直观地展示信号的
时域波形和眼图图案，从而帮助工程师快速诊断和解决通信系统中的问题。
眼图的产生原理涉及到信号采样、时钟抖动、噪声干扰等多个方面，下面我们将逐一介绍。
首先，眼图的产生与信号采样密切相关。
在数字通信系统中，接收端需要对传
输信号进行采样以恢复原始数据。
采样过程中，如果采样时钟的频率与信号的符号速率不匹配，就会导致眼图打开不完整，甚至出现重叠。
因此，信号采样不当是导致眼图失真的重要原因之一。
其次，时钟抖动也是影响眼图质量的重要因素。
时钟抖动是指时钟信号的相位
或频率发生波动，导致采样时刻不准确。
时钟抖动会导致眼图的打开度不足，使得接收端难以正确识别数据。
因此，减小时钟抖动对于保证眼图质量至关重要。
此外，噪声干扰也会对眼图产生影响。
在数字通信系统中，噪声是无法避免的，它会使眼图的边缘变得模糊，降低系统的抗干扰能力。
因此，降低噪声对眼图的影响，提高系统的信噪比是改善眼图质量的重要途径。
除了上述因素外，信号失真、传输介质的频率响应不均匀、时钟漂移等因素也
会对眼图产生影响。
因此，在设计和优化数字通信系统时，需要综合考虑这些因素，以保证系统能够产生清晰、稳定的眼图。
总结一下，眼图的产生原理涉及到信号采样、时钟抖动、噪声干扰等多个方面。
只有在这些因素得到有效控制和优化的情况下，才能够获得清晰、稳定的眼图，从而保证数字通信系统的正常运行。
希望本文对大家对眼图的产生原理有所了解，谢谢阅读！。
眼图观测实验报告
眼图观测实验报告一、实验目的1、了解和掌握眼图的形成过程和意义。
2、掌握光纤通信系统中的眼图观测方法。
二、实验器材主控&信号源模块25号光收发模块示波器三、实验原理1、实验原理框图2、实验框图说明本实验是以数字信号光纤传输为例，进行光纤通信测量中的眼图观测实验；为方便模拟真实环境中的系统传输衰减等干扰现象，我们加入了可调节的带限信道，用于观测眼图的张开和闭合等现象。
如眼图测试实验系统框图所示，系统主要由信号源、光发射机、光接收机以及带限信道组成；信号源提供的数字信号经过光发射机和接收机传输后，再送入用于模拟真实衰减环境的带限信道；通过示波器测试设备，以数字信号的同步位时钟为触发源，观测TP1测试点的波形，即眼图。
3、眼图基本概念及实验观察方法所谓眼图，它是一系列数字信号在示波器上累积而显示的图形。
眼图包含了丰富的信息，反映的是系统链路上传输的所有数字信号的整体特征。
利用眼图可以观察出码间串扰和噪声的影响，分析眼图是衡量数字通信系统传输特性的简单且有效的方法。
被测系统的眼图观测方法：通常观测眼图的方法是，如下图所示，以数字序列的同步时钟为触发源，用示波器YT模式测量系统输出端，调节示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步，则屏幕中显示的即为眼图。
眼图的形成示意图一个完整的眼图应该包含从“000”到“111”的所有状态组，且每个状态组发送的此时要尽量一致，否则有些信息将无法呈现在示波器屏幕上。
八种状态如下所示：眼图参数及系统性能眼图的垂直张开度表示系统的抗噪声能力，水平张开度反映过门限失真量的大小。
眼图的张开度受噪声和码间干扰的影响，当光收端机输出端信噪比很大时眼图的张开度主要受码间干扰的影响，因此观察眼图的张开度就可以估算出光收端机码间干扰的大小。
其中，垂直张开度水平张开度从眼图中我们可以得到以下信息：（1）最佳抽样时刻是“眼睛”张开最大的时刻。
（2）眼图斜边的斜率表示了定时误差灵敏度。
斜率越大，对位定时误差越敏感。
通过眼图和BER测试分析高速串行链路的信号质量(完整版)
通过眼图和BER测试分析高速串行链路的信号质量作者：zeeshawn shameem MAXIN应用工程师无论是连接客户端路由器的千兆以太网接口，还是输出到显示器的低电压差分高清视频信号，在高速串行链路上获得无误码数据是一个巨大挑战。
从用户角度看，衡量数字通信系统的基本指标是误码率（BER），它从统计学角度提供了一个评估整体系统失真度的指标，但有效的BER测试非常复杂，是一件成本极其高昂的工作。
BER测试对于用户很有用，但对工程师查找出错原因毫无帮助。
眼图对于数字通信/网络工程师而言已经成为不可或缺的工具，特别是在数字示波器商用化以后。
眼图相对于BER测试的显著优势是能够发现问题的根源并进行改善。
眼图测试早期使用模拟示波器时，工程师利用不同的输入信号描述抖动变化。
目前的数字示波器增加了附加功能可完成这一测试。
Tektronix的CSA8000可以设置采样时间长度，产生时间抖动和幅度变化的直方图，列出每个参数的统计数据，如均值、中值和方差。
简而言之，它能提供足够的数据估算BER，CSA8000提供的规一化统计数据为高斯函数。
对于没有时序抖动的通道来说，每个间隔采样值的跳变点发生在同一时刻。
但是，由于存在抖动，跳变点会发生变化（图1）。
抖动包括随机性抖动（RJ）和确定性抖动（DJ）。
随机性抖动没有限制，可以用高斯随机变量描述。
产生确定性抖动的原因有很多，而且是有限的。
图1直方图是对总体抖动（TJ）的测量，它是随机性抖动和确定性抖动之和（TJ = RJ + DJ）。
可以采用不同技术分离抖动的随机成分，也可以部分地估算BER。
估算BER时要考虑随机抖动和确定抖动。
但是，利用眼图无法达到BER的测试精度，不能完全取代B ER测试。
利用眼图估计BER张开的眼图说明数据失码率较低，系统运行正常。
所以，理想眼图每次触发的采样值的跳变点发生在同一时刻。
功能上，可以用理想的脉冲描述这些要求（图2）。
随机抖动会导致跳变点随时间变化，可以用随机变量表示。
详解CAN总线几种正常的“异常”波形
详解CAN总线几种正常的“异常”波形工程师们通常使用示波器观察CAN 总线的信号质量，一般主要关注CAN 总线差分信号的幅值、最小位宽、边沿情况等。
相信不少工程师都看到过一条报文数据的波形上高高低低存在多个幅值，心里可能会变得忐忑不安，幅值不统一是不是波形出现畸变了呢?其实并非如此，今天就把CAN 总线上的幅值异常归归类。
一、CAN-bus 信号产生原理众所周知，一个标准CAN 节点由微处理器、控制器、收发器构成。
多个节点成总线型架构挂在一起，两个端节点上并有终端电阻。
其结构简图如下图所示。
图1 CAN-bus 节点网络结构可以看出，与总线直接相连的是CAN 节点的收发器，起内部电路等效如下图所示，CAN-H、CAN-L 直接由三极管驱动，近似可以看成电流型输出。
结合上文所述网络架构中的终端电阻，节点发出信号时电流流过终端电阻产生电压信号，当同一时间多个节点同时发出信号时就会使总线上的电流高于单一节点发出的电流，使得我们观察电压信号时出现突增的现象。
图2 CAN 收发器结构CAN-bus 是总线型结构，通常状态下一般只有一个节点占有总线。
那么有几种情况会导致多个节点同时发出，进而导致幅值出现异常呢，下文通过致远电子CANScope 分析仪的几个测试案例总结一下。
二、应答位上的幅值异常最常见的，当CAN 网络上存在3 个以上的节点时，应答位上的幅值要明显高于同一报文的其他位置，如下图所示。
可以看到报文在ID 段、数据段、CRC 校验段处的幅值均比较一致，但是到应答位处时幅值出现突增。
这是为什么呢，大家都知道CAN-bus 总线拥有自动应答机制，即当某一节点发送完一帧报文时，所有总线中的其余非只听节点均会在应答位处做出响应，如果报文被成功识别则发出一个显性位做为应答信号。
结合上文所述，应答位此时CAN 总线上的电流是若干节点电流叠加的综合，所以应答位的幅值高就很容易讲通了。
图3 应答位上的幅值异常三、ID 段上的幅值异常CAN-bus 总线的一大特点就是多主结构，即网络中所有节点功能对等，没有主从机的概念，所有节点均可自由收发数据。
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。
眼图
眼图摘要——在通信中，眼图是一系列数字信号在示波器上累积而显示的图形，它包含了丰富的信息，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关键词——通信原理、眼图、码间串扰、信道I.概念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。
II.成因与作用眼图的成因：由于示波器的余辉作用，扫描所得的每一个码元波形将重叠在一起，从而形成眼图。
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。
眼图常用知识介绍_华为
眼图常用知识介绍关于眼图及其测量大家已经做了较多的讨论，最经典的文章是《传输指标测试大全》中有关眼图部分，其侧重于眼图的定义和测量，《光眼图分析》（张轩/22336著）其侧重点在于眼图产生的机理，以及色散对长距离传输后的眼图的影响。
我们本次讨论的侧重点是如何来从眼图中看出一些量化的数据，如：信号的上升、下降时间；交叉点位置；消光比；Q因子；信噪比；抖动等，以及如何从各个方面来衡量一个眼图的优劣。
最后简单介绍一下CSA8000及其使用注意事项。
1、眼图与常用指标介绍下图为一个10G光信号的眼图，左边是眼图的形状以及10G眼图的模板，右边一栏为这个光信号的一些测量值。
从上而下分别为消光比（ExdB）、交叉点比例（Crs）、Q因子（QF）、平均光功率（AOP）、上升时间（Rise）、下降时间（Fall）、峰-峰值抖动（PPJi）、均方根值抖动（RMSJ）。
消光比定义为眼图中“1”电平比“0”电平的值，在建议中根据不同的速率、传输距离又不同的要求，对于我们直接外购的光模块要根据ITU-T（G.957、G.691）的建议、以及厂家的器件资料的测试、衡量器件是否符合要求。
对于我们自己开发的光模块，除了满足建议要求之外，不同的激光器的类型有不同的要求，一般的对于FP/DFB直调激光器要求，消光比不小于8.2dB，EML电吸收激光器消光比不小于10dB。
ITU-T中对于消光比没有规定一个最大值，但是这并不意味着消光比可以无限大，消光比太高了，将导致激光器的啁啾系数太大，导致通道代价超标，不利于长距离传输。
一般建议实际消光比实际光接口类型（与速率、传输距离有关）的最低要求消光比大0.5~1.5dB。
这不是一个绝对的数值，之所以给出这么一个数值是害怕消光比太高了，传输以后信号劣化太厉害，导致误码产生或通道代价超标。
如果一个光模块传输其标称距离以后，没有产生误码并且通道代价满足指标要求，只要消光比大于ITU-T建议的最低值，多大都可以。
CAN总线故障检查方法
一、CAN总线简介CAN总线即控制器局域网，为串行通信协议，能有效的支持具有很高安全等级的分布实时控制,在汽车电子行业中,使用CAN连接发动机控制单元,传感器,防刹车系统等等,其传输速度可达到1Mbit/S。
1、CAN总线数据生成CAN总线的数据分为模拟信号与数字信号，模拟信号是由传感器检测得到,并将得到的信号进行转换(A/D),变成数字信号,送给MCU,由MCU将生成的CAN报文发送到总线上。
模拟信号一般显示在指针表上,如气压1,气压2等。
数字信号相对简单,可直接由MCU接收,然后将报文发到CAN总线上,如发动机诊断,刹车片磨损等等,一般显示在仪表上。
2、CAN信号线CAN传输的两条信号线被称为CAN_H 和CAN_L。
通电状态：CAN_H（2.5V）、CAN_L（2.5V）或CAN_L（3.5V）、CAN_H（1.5V）断电状态：CAN_H、CAN_L之间应该有60～62欧电阻值，两个120欧分别在仪表模块和后控模块中,并联后是60欧姆左右。
☞友情提示:用万用表是测不准CAN_H或CAN_L电压的,因为通电后CAN线上的电压在不停变化,而万用表的响应速度很慢,所以测得的电压是并不是当前电压而是电压的有效值。
3、唤醒线WAKEUPCAN总线所有模块都有两个WAKEUP引脚，模块内部是连接在一起的，前控模块为WAKEUP输出，其它模块为WAKEUP的输入，连线时总线各模块的WAKEUP都必须与前控连接在一起，当前控电源正常、钥匙1档（ACC档）开时，前控正常工作，WAKEUP 输出（输出电压值约等于当前电源电压），总线其它模块收到WAKEUP信号，模块被唤醒，在电源正常的情况下，各模块开始工作。
二、线路和模块的基本检查1、线路的基本检查分为输入和输出线路。
对输入线路的检查：首先，要找到输入的管脚（各种车的管脚定义不同）；然后将输入的管脚与模块断开；最后对线路是否有信号输入进行检查。
对输出线路的检查首先，确定输出的线路是否断线或搭铁。
通讯CAN线到底该怎么检测？
通讯CAN线到底该怎么检测？CAN-bus通讯线，以前在高端汽车运用，现在中低档车，也运用很普级，很多的资料，写的很复杂，大多数汽车维修人员看不懂。
今天，我跟大家讲讲如何检测它。
CAN线是双绞线。
绞在一起的目的是防止外界对他的干扰。
我们在维修过CAN线后，不允许让他并排着，也要给他绞在一起的。
注意并不是所有双绞线都是CAN线，但是其防干扰的目的一样。
CAN线的目的，是汽车各种不同功能电脑之间的通讯用的。
如果汽车上报跟CAN通讯相关的故障，可以直接检测他，或者汽车上报一大堆故障码，这个时候，多半也是CAN-bus造成的。
检测方法下面，我们以08年福克斯电动车窗为例，为大家讲解。
1用万用表检测CAN线其中一根线，是2.48V另外一根线是2.39V通过以上测量，我们可以得出一个结论，两根CAN线的电压相加，约等于5V。
如果你测的不是这样。
那肯定就有问题。
接下来，就是测CAN线不能对正，对地短路，断路。
或者相互短路。
否则也不正常了。
还有一个测量电阻的说法，60欧或者120欧。
不同的车，CAN线连接方式不同，测出结果也不同。
但是还有一些CAN线是没有终端电阻的，所以这种方法大家可以玩一下，不推荐。
注意测量电阻，要给汽车断电，测的才准哦。
2通过示波器测量CAN线波形打开红盒子示波器，调到“简易示波器”这个选项。
示波器探头的勾子勾到信号线上，夹子夹搭铁。
我们就获得如上面的波形。
就表示电动车窗电脑板跟车身电脑板的通讯是正常的，否则就有问题。
CAN线，两根线一起测，出上图的波形。
大家从这个波形里面，看出一点什么门道没有？他们是不是相互对应的关系？这是为了防错。
如果电脑收到的信号，不对应了，就是信号错了，就报故障。
最后，我们关闭车门，把遥控闭锁按下。
过几秒后，波形即消失。
这个时候，电脑之间，进入休眠状态了。
用这种方法，可以知道你的汽车电脑休眠没有。
总结第一、CAN线得有信号第二、不能对正、对地或者相互短路、断路。
8.4 CANScope
物理层
物理层应用中，CANScope分析仪主要从四个方面分析 CAN总线信号。 波特率自动侦测 波形测量 FFT功能 眼图分析
波形测量
最后 节点 接收电压只有 的正常电压1/3
例如：
线缆电阻为 12.8Ω/km线缆总长10km， 线缆电阻为128Ω，终端电阻120Ω
线缆电阻和终端电阻对信号的波形产生影响，从而造 成信号时好时坏、通信延迟等问题。
CAN总线通信电压
CAN总线上可能有多个不同的收发器，因此总线上的信号 需要满足各个收发器的电平参数才能使整个网络正常通信。
收发器类型 参数 差分输入电压 （隐性） CTM8251T 差分输入电压 （显性） 差分接收阈值 电压 最小值 （V） -1.0 0.9 典型值 （V） —— —— 5.0 最大值 （V） 0.5
数据链路层
在数据链路层的应用中，CANScope分析仪主要从四个 方面分析CAN总线的数据。 重播功能 报文与波形同步记录 帧 统 计
总线利用率统计和流量分析
总线利用率统计
CANScope统计总线利用率，帮助用户更合理、更有效、 更充分地利用CAN总线。
总线利用率过高会影响报文的响应速度
流量分析
物理层
数据链路层 应用层
物理层
物理层应用中，CANScope分析仪主要从四个方面分析 CAN总线信号。 波特率自动侦测 波形测量 FFT功能 眼图分析
波特率自动侦测
如果晶振频率选择和波特率计算方法存在问题，导致 CAN控制器实际工作波特率不对，会造成通信失败。使用 CANScope能统计CAN-bus实际波特率。
CTM1040T
CTM82ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1T
0.5
0.7
0.9
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广州致远电子有限公司
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眼图使用案例
修订历史
1. 案例说明 (1)
1. 案例说明
在CAN总线上可能同时挂有多个CAN节点，而不同的CAN节点可能会使用不同的CAN收发器，图1所示即为多个不同的CAN设备在通信时CAN总线上的信号波形。
图1 CAN总线上不同CAN设备通信波形
对于不同的CAN收发器，所要求的接收电平是略有差异的，例如CANScope标配的两种Port头内部分别集成CTM8251T和CTM1040T收发器模块，两者所要求的接收电平如表1所示。
表1 不同收发器接收要求对比
从上表可以看到，这两种收发器的接收阈值电压都在0.5V~0.9V这个范围，但要保证可靠的接收信号，就必须要求隐性差分输入电压小于0.5V，显性差分输入电压大于0.9V。
通过观察示波器上显示的波形，并使用测量功能便可以知道当前总线上的各种差分电平是否符合要求，但是如果有一个CAN设备，隔很长一段时间才会发送CAN帧，那么仅通过示波器的实时观察可能就会漏掉这个CAN设备所发出的CAN波形，这时就可以使用CANScope的眼图分析功能，通过数百万个波形的叠加便可以没有遗漏地记录到各种差分电平所产生的影响，如图2所示。
图2 眼图测量功能
如果要总线能够正常通信，则需要在眼图中黄色区域的电平幅值能够满足所有CAN收发器的电平要求，只有这样才能够保证CAN设备发出的数据能够被其他的设备接收（这个是需要在不同的设备间进行末端测量的）。
以CTM8251T为例，由表1可知，它的隐性差分输入范围为-1.0V~+0.5V，显性为+0.9V~+5.0V，图2使用的是差分信号来做的眼图，如果黄色区域的电平差最小值不能大于+0.9V，或者有一些数据进入了0.9V的范围，都会造成CAN总线上通信的出错（CTM8251T 可能误判差分电平是隐性还是显性）。
当然如果只是偶尔有一些波形进入0.9V范围内就表示一般情况下通信是正常的，偶尔通信会出错。