河南数字信号眼图测量

时间:2023年04月27日 来源:

系统性能

当接收信号同时受到码间串扰和噪声的影响时,系统性能的定量分析较为困难,一般可以利用示波器,通过观察接收信号的“眼图”对系统性能进行定性的、可视的估计。由眼图可以观察出符号间干扰和噪声的影响,具体描述如下:

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,如:

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。 硬件调试——眼图几个经典案例;河南数字信号眼图测量

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眼图码间串扰

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。 河南数字信号眼图测量眼图模板 什么是模板(Mask)测试?

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有问题眼图的调试

当眼图出现问题时,通过眼图的参数可以定位一些问题所在,例如过冲/欠冲反映驱动能力和阻抗适配特征,以及幅度过低反映电压幅度不足,等等。这些都是先观察眼图整体特征,再推导可能的问题所在。

对于抖动引起的问题往往不容易分析,可以利用示波器的解开眼图工具和抖动分析工具,定位可能的问题所在。就是典型的抖动引起的问题,短时间内观察眼图很好,但一旦累积时间较长,就会岀现边沿过模板的状况。

眼图有问题,即有信号进入模板时,就可以把眼图展开,定位具体进入模板的信号波形。发现有8个波形进入模板,这时把眼图展开,一个一个地具体浏览进入模板 的波形形状,再分析可能的根源。

通过以上的分析,从采集到的数据中恢复出时钟信号对于眼图的生成至关重要。因此,眼图与CLK的关系如下:

(1)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

(2)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.因此,这里有必要介绍下时钟恢复电路的功能:

(1)从接收到的数据流中恢复出原采样时钟信号

(2)利用恢复的时钟信号来衡量输入信号的时间、幅度等级等性能

(3)在输入信号的时间和幅度等特性基础上重新生成数据流,并且与恢复的时钟信号或重新生成的系统时钟同步。 眼图分析的数字滤波选取方法分析;

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( 1 )比较好抽样时刻应 在 “眼睛” 张开比较大的时刻。

( 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,表示比较大信号畸变。

( 4 )眼图中间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。 眼图测试是高速串行信号物理层测试;河南数字信号眼图测量

在DDR4的 眼图测试分析;河南数字信号眼图测量

对于眼图的概念,有以下几点比较重要:

眼图是波形的叠加:眼图的测量方法不是对单一波形或特定比特位置的波形参数进行测量,而是把尽可能多的波形或比特叠加在一起,这样可以看到信号的统计分布情况。只有差的信号都满足我们对于信号的基本要求,才说明信号质量是可以接受的。波形需要以时钟为基准进行叠加:眼图是对多个波形或bit的叠加,但这个叠加不是任意的,通常要以时钟为基准。

对于很多并行总线来说,由于大部分都有专门的时钟传输通道,所以通常会以时钟通道为触发,对数据信号的波形进行叠加形成眼图,一般的示波器都具备这个功能。 河南数字信号眼图测量

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