云南数字信号眼图测量

克劳德高速数字信号测试实验室

眼图测试高速串行数据信号的眼图与抖动的仪器都使用了基于锁相环的时钟恢复方法。其中，实时示波器主要使用软件PLL来恢复参考时钟，取样示波器和误码率测试仪都使用硬件PLL来恢复时钟。采用软件恢复时钟方法，捕获长数据波形，将数据与恢复时钟逐位比较，完成眼图、抖动、误码率测试。可分析捕获的串行数据的每一个Bit位，避免了触发抖动和硬件恢复时钟抖动导致的测量不精确，CDR抖动和触发抖动理论为0。 眼图中对系统性能作一论述；云南数字信号眼图测量

眼图概念

数字信号的眼图包含丰富的信息，体现了数字信号的整体特征，能够很好地评估数字信 号的整体品质。

用眼图来分析串行信号是一种非常好的方法。有人误解眼图和模板，认为是串行信号物理层指标之一，其实不是。这是种非常好的方法， 不以至于很多规范都规定了模板，实际上这是必须的。

眼图是各种数据码型累计在一起的综合结果，

眼图的准确形成涉及参考时钟。对于源同步信号，可以以源同步时钟或从源同步时钟中 通过锁相环提取的时钟来形成眼图， 广东眼图测量调试PCB设计中眼图到底有什么用？

目前，泰克提供的眼图生成方案：

（1） 从数据恢复时钟（CDR），眼图模板测试：可以分为硬件CDR（PLL）和软件CDR（PLL+其它）

（2） 测量眼图的眼高、眼宽等关于眼图的参数

（3） 根据上面测量到的数据，绘制相关的图形：

抖动：趋势，频谱,

直方图, 浴盆曲线

根据上述的方案概况，

在实时示波器中，通常使用连续比特位的眼图生成方法。首先，示波器采集到一长串连续的数据波形；然后，使用软件CDR恢复时钟，用恢复的时钟切割每个比特的波形，从第1个、第2个、第3个、一直到第n-1个、第n个比特；一步是把所有比特重叠，得到眼图。

其中，实时的眼图生成方法如下：

软件时钟恢复

 眼图参数测量

全系列标准参数测量，包括幅度、定时和抖动

低抖动低噪声

单触发事件，而不是ET方法中的多触发事件，即触发一次后连续采样，减少了可能引入的抖动、噪声

支持不同的时钟恢复模型

 锁相环 (PLL)„ 相位内插重复取样 (恒定时钟, 连续位)

 数据相关分析

把跳变位与非跳变位分开

 码型长度检测，进行抖动分析 (Rj/Dj分离)

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。 眼图测试的三个主要参数;

抖动大的眼图的交点，直方图是一个像素宽的交点块投射到时间轴上的投影

器件生成的固有抖动称为抖动输出。其主要来源可以分为两个：随机抖动(RJ)和确定性抖动(DJ)。可以把抖动看作从理想定时位置的、逻辑转换的定时变化，如图2中的直方图所示。这一分布显示了被不同抖动源模糊的理想定时位置。抖动分布是RJ和DJ概率密度函数的卷积。随机抖动源自各种随机流程，如热噪声和散粒噪声，其假设遵守高斯分布，如图3a所示。由于高斯分布的尾部扩展到无穷大，RJ的峰到峰值没有边界，而RJ的均方根则收敛到高斯分布的宽度上。 测试中眼图能用来做什么？广东眼图测量调试

什么是眼图？它用在什么场合？反映了波形的什么信息？云南数字信号眼图测量

下面详细介绍一些复杂的概念，以帮忙理解眼图的性能。

（1）消光比（Extinction Ratio）消光比定义为眼图中“1”电平与“0”电平的统计平均的比值，其计算公式可以是如下的三种：

消光比在光通信发射源的量测上是相当重要的参数，它的大小决定了通信信号的品质。消光比越大，在接收机端会有越好的逻辑鉴别率；消光比越小，表示信号较易受到干扰，系统误码率会上升。

消光比直接影响光接收机的灵敏度，从提高接收机灵敏度的角度希望消光比尽可能大，有利于减少功率代价。但是，消光比也不是越大越好，如果消光比太大会使激光器的图案相关抖动增加。因此，一般建议实际消光比与比较低要求消光比大 0.5~1.5dB。 云南数字信号眼图测量

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