对于通用的串行信号,时钟是内嵌的,这时需要仪器从串行信号中恢复时钟,以恢复的 时钟为基准来形成眼图,
眼图分析与误码率分析有什么不同?
1、相对于误码率的测量,眼图测量既迅速又容易。
2、眼图能够提供更深层次的诊断信息。
3、眼图可以显示数字信号的整体品质。
4、能够进行子系统和组件的眼图分析(BER测试是一个系统级的测试)。
眼图如何反映信号的品质或质量呢?
(1)眼图显示被测信号的综合特征:上升时间和下降时间;过冲;下冲和振铃;占空比;抖动和噪声。
(2)眼图张开越大,表明对噪声和抖动的容许误差越大:
(3)眼图张开越大,表明接收器判断信号的准确度越好;
(4)眼顶、眼底和转换区域宽表明接收器判断信号的准确度变差; 眼图测试对仪器的要求;广东眼图测量商家
眼图中的“1”电平( top P)与“0”( base P )电平即是表示逻辑为1 或0 的电压位准值,实际中选取眼图中间的20% UI 部分向垂直轴投影做直方图,直方图的中心值分别为“1”电平和“0”电平。
眼幅度表示“1”电平信号分布与“0”电平信号分布平均数之差,其测量是通过在眼图位置附近区域(通常为零点交叉时间之间距离的20%)分布振幅值进行的。
眼宽反映信号的总抖动,即是眼图在水平轴所开的大小,其定义为两上缘与下缘交汇的点(Crossing Point)间的时间差。交叉点之间的时间是基于信号中的两个零交叉点处的直方图平均数计算而来,每个分布的标准偏差是从两个平均数之间的差值相减而来。
眼高即是眼图在垂直轴所开的大小,它是信噪比测量,与眼图振幅非常相似。 广西自动化眼图测量BER图与眼图时间轴相同,两侧与眼图边沿相对应,样点位于中心。
眼图抖动的定义
眼图抖动测量交叉点的时间位置的变化,测量使用启用色度余辉功能时创建的数据库, 如图7.54所示。可创建水平时间直方图,以确定交叉点的位置。交互式过程用于收缩直方图 窗口,以确定交叉点及变化。抖动可按以下两种格式表示:峰■峰或RMSo这两个值均基于交 叉点的标准偏差。
眼图品质因数的定义
品质因数是指眼图的品质因数,它等于垂直眼图张开度与高电压电平和低电压电平处的噪声和之比,测量使用启用色度余辉功能时创建的数据库,如图7-55所示。垂直直方图是由落入定义眼图的窗口内的波形数据构成的。您可利用它找到-叩、外胱及波顶与波底电压的标准偏差。
抖动,描述了信号的水平波动,即信号的某特定时刻相对于其理想时间位置上的短期偏离,
示波器观测到的抖动如下图所示。图中为抖动大的眼图的交点,其直方图是一个像素宽的交点块投射到时间轴上的投影。理想情况下应该为一个点,但由于码元的水平波动,导致其形成了一个区域。
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),其中确定性抖动(Deterministic Jitter)又可以分为周期性抖动(Periodic Jitter)、占空比失真(Duty Cycle Distortion)、码间干扰(Inter-Symbol Interference)和串扰。DCD源自时钟周期中的不对称性。ISI源自由于数据相关效应和色散导致的边沿响应变化。PJ源自周期来源的电磁捡拾,如电源馈通。串扰是由捡拾其它信号导致的。DJ的主要特点是,其峰到峰值具有上下限。DCD和ISI称为有界相关抖动,Pj和串扰称为不相关有界抖动,而RJ称为不相关无界抖动。另外,抖动分布是RJ和DJ概率密度函数的卷积。 什么是眼图?它用在什么场合?反映了波形的什么信息?
眼图形成的原理
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。示波器一般测量的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征,两者对比。
如果示波器的整个显示屏幕宽度为100ns,则表示在示波器的有效频宽、取样率及记忆体配合下,得到了100ns下的波形资料。但是,对于一个系统而言,分析这么短的时间内的信号并不具有代表性,例如信号在每一百万位元会出现一次突波(Spike),但在这100ns时间内,突波出现的机率很小,因此会错过某些重要的信息。如果要衡量整个系统的性能,这么短的时间内测量得到的数据显然是不够的。设想,如果可以以重复叠加的方式,将新的信号不断的加入显示屏幕中,但却仍然记录着前次的波形,只要累积时间够久,就可以形成眼图,从而可以了解到整个系统的性能,如串扰、噪声以及其他的一些参数,为整个系统性能的改善提供依据。 矢量网络分析仪的眼图测量及参数提取方法;广东眼图测量商家
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而对于很多高速的串行总线信号来说,由于时钟信息嵌入在数据流里,所以需要测量设备有相应的时钟恢复功能(可能是硬件的也可能是软件的),能够先从数据流里提取出时钟,然后以这个时钟为基准对数据比特进行叠加才能形成眼图。因此,很多高速串行数字信号的眼图测试通常需要该示波器或测量设备有相应的时钟恢复功能。下图是个对串行数据流进行软件时钟恢复的例子。
真正意义的眼图是以时钟为基准进行叠加的:眼图测量的根本目的是判断该数据信号相对于其时钟信号(可能是专门的时钟通道也可能是内嵌的时钟信息)的建立/保持时间窗口、采样时的信号幅度等参数满足标准要求,所以眼图测量一定是要以其参考时钟为基准进行信号叠加才有意义。有时用数据信号自身的边沿触发进行自然叠加也能形成类似眼图的形状,但这不是真正意义上的眼图。 广东眼图测量商家