眼图能用来做什么?
眼图中包含了丰富的信息,通过眼图可以观察码间串扰和噪声的影响,了解数字信号整体的特征,从而评估系统优劣程度。因此,眼图分析是高速互连系统信号完整性分析的。工程师经常根据眼图对接收滤波器的特性加以调整,以减小码间串扰,改善系统的传输性能。
眼图的形成
对于数字信号,其高电平与低电平的变化可以有多种序列组合。以3个bit为例,有000~111共8种组合。在时域上将足够多的上述序列按某一个基准点对齐,然后将其波形叠加起来,就形成了眼图。 眼图测试的USB接口链路故障定位方法;上海眼图测量参考价格
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)。上海通信眼图测量眼图测量在通信系统分析中的应用;
分析实际眼图,再结合理论,一个完整的眼图应该包含从“000”到“111”的所有状态组,且每一个状态组发生的次数要尽量一致,否则有些信息将无法呈现在屏幕上,八种状态形成的眼图
由上述的理论分析,结合示波器实际眼图的生成原理,可以知道一般在示波器上观测到的眼图与理论分析得到的眼图大致接近(无串扰等影响),
如下所示:如果这八种状态组中缺失某种状态,得到的眼图会不完整,如下所示:
眼图中通常显示的是1.25UI的时间窗口,眼图的形状各种各样,通过眼图的形状特点可以快速地判断信号的质量。可以根据眼图的相关参数来判别眼图的好坏,从而可以衡量系统的性能。眼图相关的参数有很多,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,各个参数如下图中所示:
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。 眼图分析的数字滤波选取方法分析;
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。 分析波形和分析眼图有何区别?上海眼图测量参考价格
品质因子又称为Q因子是用于测量眼图信噪比的参数。Q因子是在比较好判决门限下信号功率和噪声功率的比值;上海眼图测量参考价格
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。 上海眼图测量参考价格
单个时点的抖动、正弦周期抖动IdealTransitionEdge:理想的转换边沿RJSmearedEdge:RJ模糊的边沿DJSmearedEdge:DJ模糊的边沿确定性抖动(DJ)包括占空比失真(DCD)、码间干扰(ISI)、正弦或周期抖动(PJ)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的特色特点是,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;RJ称为不相关无界抖动。和随机抖动相结合,导致误码的实例眼睛张开度与误码率的关系;多端...