信号完整性测试眼图测量故障

时间:2024年06月25日 来源:

(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,比较好抽样时刻应选在眼睛张开比较大的时刻。

(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。

(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比较大信号失真量。

(5)在抽样时刻上、下两阴影区间隔的一半是小噪声容限,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。 眼图测量方法用中文来理解也是8个字:“同步切割+叠加显示”;信号完整性测试眼图测量故障

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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。 信号完整性测试眼图测量故障密度优化的以太网眼图参数计算方法;

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眼交叉比

眼图交叉比,是测量交叉点振幅与信号“1”及“0”位准之关系,因此不同交叉比例关系可传递不同信号位准。一般标准的信号其交叉比为50%,即表示信号“1”及“0”各占一半的位准。为了测量其相关比率,使用如下图所示的统计方式。交叉位准是依据交叉点垂直统计的中心窗口而计算出来的平均值,其比例方程式如下(其中的1 及0 位准是取眼图中间的20%为其平均值,即从40%~60%中作换算):

随着交叉点比例关系的不同,表示不同的信号1 或0 传递质量的能耐。如下图所示,左边图形为不同交叉比例关系的眼图,对应到右边相关的1 及0 脉冲信号。同时也可以了解到在不同脉冲信号时间的宽度与图交叉比例的关系。

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。 矢量网络分析仪的眼图测量及参数提取方法;

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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)

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眼图测试噪声和抖动

由于噪声和抖动,眼图上的空白区域变小。眼图在除去抖动和噪声的基础上,眼图上空白的区域在横轴上的距离称为眼宽(Eye Width),在眼图上叠加的数据足够多时,眼宽很好的反映了传输线上信号的稳定时间;同理,眼图上空白的区域在纵轴上的距离称为眼高(Eye Height),在眼图上叠加的数据足够多时,眼高很好的反映了传输线上信号的噪声容限,同时,眼图中眼高比较大的地方,即为比较好判决时刻。 信号完整性测试眼图测量故障

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