数字信号眼图测量产品介绍

眼高和眼宽

数字信号在采样前后，需要有一定的建立时间(SetupTime)和保持时间(HoldTime)，数字信号在这一段时间内应保持稳定，才能保证正确采样，如图5.1中蓝色部分。而对于输入电平的判决，需要高电平的电压值高于输入高电平VIH，低电平的电压值地与输入低电平VIL，绿色部分。所以，我们可以得知比较早的采样时刻和比较晚的采样时刻

在比较好采样时刻，采样的误码率是比较低的，而随着采样时刻向时间轴两侧的移动，误码率不断增大，如图6所示。所以工程上也经常画出信号采样周期内误码率的变化曲线，称为澡盆曲线(Bathtub Curve)。 眼图测试中的时钟恢复；数字信号眼图测量产品介绍

二进制信号传输时的眼图只有一只“眼睛”，当传输三元码时，会显示两只“眼睛”。眼图是由各段码元波形叠加而成的，眼图的垂直线表示比较好抽样时刻，位于两峰值中间的水平线是判决门限电平。在间串扰和噪声的理想情况下，波形无失真，每个码元将重叠在一起，终在示波器上看到的是迹线又细又清晰的“眼睛”，“眼”开启得比较大。当有码间串扰时，波形失真，码元不完全重合，眼图的迹线就会不清晰，引起“眼”部分闭合。若再加上噪声的影响，则使眼图的线条变得模糊，“眼”开启得小了，因此，“眼”张开的大小表示了失真的程度，反映了码间串扰的强弱。由此可知，眼图能直观地表明码间串扰和噪声的影响，可评价一个基带传输系统性能的优劣。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。通常眼图可以用下图所示的图形来描述，由此图可以看出：数字信号眼图测量产品介绍眼图测量中新的眼图生成方法；

目前，泰克提供的眼图生成方案：

（1） 从数据恢复时钟（CDR），眼图模板测试：可以分为硬件CDR（PLL）和软件CDR（PLL+其它）

（2） 测量眼图的眼高、眼宽等关于眼图的参数

（3） 根据上面测量到的数据，绘制相关的图形：

抖动：趋势，频谱,

直方图, 浴盆曲线

根据上述的方案概况，

在实时示波器中，通常使用连续比特位的眼图生成方法。首先，示波器采集到一长串连续的数据波形；然后，使用软件CDR恢复时钟，用恢复的时钟切割每个比特的波形，从第1个、第2个、第3个、一直到第n-1个、第n个比特；一步是把所有比特重叠，得到眼图。

其中，实时的眼图生成方法如下：

软件时钟恢复

 眼图参数测量

全系列标准参数测量，包括幅度、定时和抖动

低抖动低噪声

单触发事件，而不是ET方法中的多触发事件，即触发一次后连续采样，减少了可能引入的抖动、噪声

支持不同的时钟恢复模型

 锁相环 (PLL)„ 相位内插重复取样 (恒定时钟, 连续位)

 数据相关分析

把跳变位与非跳变位分开

 码型长度检测，进行抖动分析 (Rj/Dj分离)

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。 眼图测量行程原理方法；

（ 1 ）比较好抽样时刻应 在 “眼睛” 张开比较大的时刻。

（ 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，表示比较大信号畸变。

（ 4 ）眼图中间的横轴位置应对应判决门限电平。

（ 5 ）在抽样时刻上，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。 抖动大的眼图的交点，直方图是一个像素宽的交点块投射到时间轴上的投影；数字信号眼图测量产品介绍

眼图高度(眼高)的定义;数字信号眼图测量产品介绍

眼图测试中的时钟恢复

眼图测试和分析关键之处是时钟恢复。现代的宽带示波器一般提供多种时钟恢复方式 以供选择，如下所述。

(1) 常频方式，类似于平均处理，适用于测量时钟抖动、扩频信号等测试。

(2) 黄金锁相环(Golden PLL), 一般支持一级或二级PLL,参数可以随意设置，适用 于测试串行信号。

(3) 外时钟恢复方式，适用于源同步信号的测试(如HDMI) 。

(4) 特殊方式，例如PCI Express> Fibre-Channel时钟恢复方式。

测试串行信号常用的是Golden PLL方法，要根据具体规范的CDR响应曲线选择一级 或二级锁相环，仔细设置时钟恢复参数。下面以SATA3为例介绍时钟恢复参数的设置， 数字信号眼图测量产品介绍