福建机械眼图测量

时间:2023年05月10日 来源:

在实际数字互连系统中,完全消除码间串扰是十分困难的,而码间串扰对误码率的影响目前尚无法找到数学上便于处理的统计规律,还不能进行准确计算。为了衡量基带传输系统的性能优劣,在实验室中,通常用示波器观察接收信号波形的方法来分析码间串扰和噪声对系统性能的影响,这就是眼图分析法。如果将输入波形输入示波器的Y轴,并且当示波器的水平扫描周期和码元定时同步时,适当调整相位,使波形的中心对准取样时刻,在示波器上显示的图形很象人的眼睛,因此被称为眼图(EyeMap)。示波器眼图是啥?怎样形成示波器眼图又如何分辨信号质量?福建机械眼图测量

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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。 福建机械眼图测量PCB设计中眼图到底有什么用?

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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。

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。 眼图高度(眼高)的定义;

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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。 如何由眼图分析信号?福建机械眼图测量

眼图中对系统性能作一论述;福建机械眼图测量

眼图测试分析

波形参数测试是数字信号质量评估常用的测量方法,但是随着数字信号速率的提高,靠幅度、上升时间等的波形参数的测量方法越来越不适用了

一个5Gbps的信号来说,由于受到传输通道的损耗的影响,不同位置的信号的幅度、上升时间、脉冲宽度等都是不一样的。不同的操作人员在波形的不同位置测量得到的结果也是不一样的。

因此我们必须采用别的方法对于信号的质量进行评估,对于高速数字信号来说常用的就是眼图的测量方法

所谓眼图,实际上就是高速数字信号不同位置的数据比特按照时钟的间隔叠加在一起自然形成的一个统计分布图。

眼图的形成过程。我们可以看到,随着叠加的波形数量的增加,数字信号逐渐形成了一个个类似眼睛一样的形状,我们就把这种图形叫做眼图。


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