上海自动化眼图测量

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。

眼图中对系统性能作一论述；上海自动化眼图测量

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。 上海自动化眼图测量矢量网络分析仪的眼图测量及参数提取方法；

眼图的形成

眼图中包含的信息

对于一幅真实的眼图，首先我们可以看出数字波形的平均上升时间(Rise Time)、下降时间(Fall Time)、上冲(Overshoot)、下冲(Undershoot)、门限电平(Threshold/Crossing Percent)等基本的电平变换的参数。

电平变换参数

信号不可能每次高低电平的电压值都保持完全一致，也不能保证每次高低电平的上升沿、下降沿都在同一时刻。由于多次信号的叠加，眼图的信号线变粗，出现模糊(Blur)的现象。所以眼图也反映了信号的噪声和抖动：在纵轴电压轴上，体现为电压的噪声(Voltage Noise)；在横轴时间轴上，体现为时域的抖动(Jitter)。

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。 眼图测量在通信系统分析中的应用；

眼图概念

眼图是指利用实验的方法估计和改善（通过调整）传输系统性能时在示波器上观察到的一种图形。观察眼图的方法是：用一个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像人的眼睛，故称 为 “眼图”。从“眼图”上可 以观察出码间串扰和噪声的影响，从而估计系统优劣程度。另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整，以减小码间串扰和改善系统的传输性能。 在DDR4的 眼图测试分析；上海自动化眼图测量

眼图参数有很多，如眼高、眼宽、眼幅度、眼交叉比、“1”电平，“0”电平，消光比，Q因子，平均功率等；上海自动化眼图测量

眼图测量误码率

在数字电路系统中，发送端发送出多个比特的数据，由于多种因素的影响，接收端可能会接收到一些错误的比特（即误码）。错误的比特数与总的比特数之比称为误码率，即Bit Error Ratio，简称BER。误码率是描述数字电路系统性能的重要的参数。在GHz比特率的通信电路系统中（比如Fibre Channel、PCIe、SONET、SATA），通常要求BER小于或等于 。误码率较大时，通信系统的效率低、性能不稳定。影响误码率的因素包括抖动、噪声、信道的损耗、信号的比特率等。 上海自动化眼图测量