PCI-E测试眼图测量维修

眼图概念

数字信号的眼图包含丰富的信息，体现了数字信号的整体特征，能够很好地评估数字信 号的整体品质。

用眼图来分析串行信号是一种非常好的方法。有人误解眼图和模板，认为是串行信号物理层指标之一，其实不是。这是种非常好的方法， 不以至于很多规范都规定了模板，实际上这是必须的。

眼图是各种数据码型累计在一起的综合结果，

眼图的准确形成涉及参考时钟。对于源同步信号，可以以源同步时钟或从源同步时钟中 通过锁相环提取的时钟来形成眼图， 眼图如何反映信号的品质或质量呢？PCI-E测试眼图测量维修

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。 PCI-E测试眼图测量维修眼图的关键参数，眼幅度和眼高度；

在系统器件的定时方面，数据通信和电信技术并不相同。在同步系统中，如SONET/SDH，系统器件同步到公共的系统时钟。在信号通过网络传送时，不同器件生成的抖动会通过网络传播，除非对器件中传送的抖动提出严格的要求，否则抖动可能会无限制地提高。在异步系统中，如千兆位以太网、PCI Express和光纤通道，器件定时由分布式时钟提供或从数据转换中重建的时钟中提供。在这种情况下，必须限制器件生成的抖动，但从一个器件转移到另一个器件上的抖动则不太重要。不管是哪种情况，底线是系统的工作性能如何，即误码率。

信号上升时间与下降时间

一般测量上升及下降时间是以眼图占20%～80%的部分为主，其中上升时间如下图，分别以左侧交叉点左侧(20%)至右侧(80%)两块水平区间作此传递信号上升斜率时间之换算，计算公式如下：

上升时间=平均（80%时间位准）-平均（20%时间位准）

由于时间位准20%及80%是与信号位准1 及0 有着相关性的。当然，如果上升时间愈短，即愈能表现出眼图中间的白块，即可传递的信号及容忍误码比率较好。

Q因子（QFactor）

Q因子是用于测量眼图信噪比的参数，它的定义是接收机在比较好判决门限下信号功率和噪声功率的比值，可适用于各种信号格式和速率的数字信号，其计算公式如下：其中，“1”电平的平均值topP与“0”电平的平均值baseP的差为眼幅度，“1”信号噪声有效值1s与“0”信号噪声有效值0s之和为信号噪声有效值。Q因子综合反映眼图的质量问题。Q因子越高，眼图的质量就越好，信噪比就越高。Q因子一般受噪声、光功率、电信号是否从始端到终端阻抗匹配等因素影响。一般来说，眼图中1电平的这条线越细、越平滑，Q因子越高。在不加光衰减的情况下，发送侧光眼图的Q因子不应该小于12，接收测的Q因子不应该小于6 眼图中对系统性能作一论述；

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。 高速信号眼图测试中夹具影响的校准；信息化眼图测量USB测试

眼图形成理论研究（关于眼图的原理、基础及测量)；PCI-E测试眼图测量维修

下面详细介绍一些复杂的概念，以帮忙理解眼图的性能。

（1）消光比（Extinction Ratio）消光比定义为眼图中“1”电平与“0”电平的统计平均的比值，其计算公式可以是如下的三种：

消光比在光通信发射源的量测上是相当重要的参数，它的大小决定了通信信号的品质。消光比越大，在接收机端会有越好的逻辑鉴别率；消光比越小，表示信号较易受到干扰，系统误码率会上升。

消光比直接影响光接收机的灵敏度，从提高接收机灵敏度的角度希望消光比尽可能大，有利于减少功率代价。但是，消光比也不是越大越好，如果消光比太大会使激光器的图案相关抖动增加。因此，一般建议实际消光比与比较低要求消光比大 0.5~1.5dB。 PCI-E测试眼图测量维修

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