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。而对于很多高速的串行总线信号来说,由于时钟信息嵌入在数据流里,所以需要测量设备有相应的时钟恢复功能(可能是硬件的也可能是软件的),能够先从数据流里提取出时钟,然后以这个时钟为基准对数据比特进行叠加才能形成眼图。因此,很多高速串行数字信号的眼图测试通常需要该示波器或测量设备有相应的时钟恢复功能。下图是个对串行数据流进行软件时钟恢复的例子。 对定时误差的灵敏度可由眼图斜边的斜率决定。斜率越大对定时误差就越灵敏。广东眼图测试故障

示波器作为时域或数字电路信号测量与测试重要的仪器设备,本质上是作为相对被测信号或系统的接收机在工作,因此其根本的价值在于真实还原或复现被测信号。在早年的并行总线电路系统的设计和测试中主要扮演简单的信号检测和调试的角色,而在的高速数字电路系统的研发和测试中扮演越来越重要的地位,已经从简单的信号检测与调试用途转化为高速数字信号的处理和分析平台,包括眼图及抖动分析和调试,均衡和去嵌处理等,以及终量产前的一致性(Compliance)测试即检验产品是否符合出货标准。当然示波器还有另一重要使用场景在高速数据采集场合。为什么眼图测量已经成为高速串行数据测试的重要的项目?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。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。广东智能化多端口矩阵测试眼图测试系列眼图测试系统主要分析。

原理描述1.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。2.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传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。3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,将捕获到的一组数据的每个比特位都叠加到了眼图上。
在进行眼图测试时直接把眼图套在这个模板上,如果长时间累积测量信号没有压在模板上,就说明信号满足了基本质量要求,一个对10.31Gbps的信号进行模板测试的例子,信号质量很好,所以点没有压在模板上。
如果被测信号压在测试模板上,就说明被测信号质量有明显的问题。
通过模板测试,可以快速判决信号质量的问题,因此模板测试在很多高速总线的兼容性测试中都是比测的项目。
但是需要注意的一点是,虽然眼图的模板的测试可以反映出高速数字信号质量的大部分问题,但并不是 全部的。即使信号通过了模板测试,也有可能其他参数 不满足条件 ,例如 信号里各个抖动分量成分占的比例、预加重的幅度、共模噪声、SSC的调制速率和调制 深度 等,所以大部分高速的数字总线除了进行眼图的模板测试外还都会要求一些其他项目的测试。 构建眼图和进行眼图模板测试的方法?

新的眼图生成方法解决了触发抖动问题,处理UI多,因此速度也快。2.1.2.1.数据边沿的提取数据边沿的提取获取捕获数据的最大值为Max,最小值为Min,设置Threshold=0.5*(Max+Min),当采样点电压值穿过Threshold时,记录下时间为Edgetime_initial[i],这将是后面进行理想时钟恢复的依据。在进行数据边沿的提取时,需要注意的是,由于采样率有限制当码元速率较高时,单个码元对应的采样点个数较少会使得求出的Edgetime_initial值误差较大,这时候就需要在Threshold附近进行插值。数据边沿的提取与边沿触发的原理较为相似,对于Threshold附近噪声干扰的处理方法可以参照触发的实现方式。触发粘滞比较处理如下图所示,将比较器输出高低电平比较信号,经过运算处理为1个比较信号。粘滞比较器的总的规则是信号大于高电平比较为高,小于低电平比较为低,否则保持不变。
2.1.2.2.时钟恢复时钟恢复是眼图抖动生成的关键。下图为一个简单的时钟数据恢复CDR(ClockDataRecovery)电路示意图。时钟数据恢复电路主要完成两个工作,一个是时钟恢复,一个是数据重定时,也就是数据恢复。 眼图示波器系统及眼图测试方法?信号完整性测试眼图测试规格尺寸
基于眼图的高速信号频率测试方法?广东眼图测试故障
眼图与性能的关系眼图的"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。理论分析得到如下几条结论在实际应用中要以此为参考从眼图中对系统性能作一论述:(1)抽样时刻应在"眼睛"张开的时刻。(2)对定时误差的灵敏度可由眼图斜边的斜率决定。斜率越大对定时误差就越灵敏。(3)在抽样时刻上眼图上下两分支阴影区的垂直高度表示信号畸变。(4)眼图的横轴位置应对应判决门限电平。(5)在抽样时刻上下两分支离门限近的一根线迹至门限的距离表示各相应电平的噪声容限噪声瞬时值超过它就可能发生错误判决。(6)对于利用信号过零点取平均来得到定时信息的接收系统眼图倾斜分支与横轴相交的区域的大小表示零点位置的变动范围这个变动范围的大小对提取定时信息有重要的影响。广东眼图测试故障
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产生抖动的原因有很多,常见的一种由于噪声引起的。 一个带噪声的数字信号及其判决。一般我们把数字信号超过阈值的状态判决为“1”,把低于阈值的状态判决为"0",由于信号的上升沿不是无限陡的,所以噪声会引起信号过阈值点时刻的左右变化,这就是由噪声引起的信号抖动。由于噪声是随机的、无界的,因此造成的随机抖动也是随机的、无界的、也就是说理论上随着样本数的增加随机抖动的峰峰值是无穷大,所以通常用随机抖动的RMS值而不是峰峰值来衡量随机抖动的大小。理想的随机抖动应该是一个高斯分布,所以有时候也会根据系统误码率的要求,对随机抖动的RMS值乘以一个系数,再和确定性抖动一起计算系统的总体抖动。随机抖动的...