眼圖形成的原理

一般均可以用示波器觀(guān)測(cè)到信號(hào)的眼圖，其具體的操作方法為：將示波器跨接在接收濾波器的輸出端，然后調(diào)整示波器掃描周期，使示波器水平掃描周期與接收碼元的周期同步，這時(shí)示波器屏幕上看到的圖形就稱(chēng)為眼圖。示波器一般測(cè)量的信號(hào)是一些位或某一段時(shí)間的波形，更多的反映的是細(xì)節(jié)信息，而眼圖則反映的是鏈路上傳輸?shù)乃袛?shù)字信號(hào)的整體特征，兩者對(duì)比。

如果示波器的整個(gè)顯示屏幕寬度為100ns，則表示在示波器的有效頻寬、取樣率及記憶體配合下，得到了100ns下的波形資料。但是，對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)而言，分析這么短的時(shí)間內(nèi)的信號(hào)并不具有代表性，例如信號(hào)在每一百萬(wàn)位元會(huì)出現(xiàn)一次突波（Spike），但在這100ns時(shí)間內(nèi)，突波出現(xiàn)的機(jī)率很小，因此會(huì)錯(cuò)過(guò)某些重要的信息。如果要衡量整個(gè)系統(tǒng)的性能，這么短的時(shí)間內(nèi)測(cè)量得到的數(shù)據(jù)顯然是不夠的。設(shè)想，如果可以以重復(fù)疊加的方式，將新的信號(hào)不斷的加入顯示屏幕中，但卻仍然記錄著前次的波形，只要累積時(shí)間夠久，就可以形成眼圖，從而可以了解到整個(gè)系統(tǒng)的性能，如串?dāng)_、噪聲以及其他的一些參數(shù)，為整個(gè)系統(tǒng)性能的改善提供依據(jù)。 眼圖測(cè)試是高速串行信號(hào)物理層測(cè)試；西藏眼圖測(cè)量信號(hào)完整性測(cè)試

（ 1 ）比較好抽樣時(shí)刻應(yīng) 在 “眼睛” 張開(kāi)比較大的時(shí)刻。

（ 2 ）對(duì)定時(shí)誤差的靈敏度可由眼圖斜邊的斜率決定。斜率越大，對(duì)定時(shí)誤差就越靈敏。

（ 3 ）在抽樣時(shí)刻上，眼圖上下兩分支陰影區(qū)的垂直高度，表示比較大信號(hào)畸變。

（ 4 ）眼圖中間的橫軸位置應(yīng)對(duì)應(yīng)判決門(mén)限電平。

（ 5 ）在抽樣時(shí)刻上，上下兩分支離門(mén)限近的一根線(xiàn)跡至門(mén)限的距離表示各相應(yīng)電平的噪聲容限，噪聲瞬時(shí)值超過(guò)它就可能發(fā)生錯(cuò)誤判決。

（ 6 ）對(duì)于利用信號(hào)過(guò)零點(diǎn)取平均來(lái)得到定時(shí)信息的接收系統(tǒng)，眼圖傾斜分支與橫軸相交的區(qū)域的大小，表示零點(diǎn)位置的變動(dòng)范圍，這個(gè)變動(dòng)范圍的大小對(duì)提取定時(shí)信息有重要的影響。 西藏眼圖測(cè)量信號(hào)完整性測(cè)試眼圖測(cè)試的三個(gè)主要參數(shù);

而對(duì)于很多高速的串行總線(xiàn)信號(hào)來(lái)說(shuō)，由于時(shí)鐘信息嵌入在數(shù)據(jù)流里，所以需要測(cè)量設(shè)備有相應(yīng)的時(shí)鐘恢復(fù)功能（可能是硬件的也可能是軟件的），能夠先從數(shù)據(jù)流里提取出時(shí)鐘，然后以這個(gè)時(shí)鐘為基準(zhǔn)對(duì)數(shù)據(jù)比特進(jìn)行疊加才能形成眼圖。因此，很多高速串行數(shù)字信號(hào)的眼圖測(cè)試通常需要該示波器或測(cè)量設(shè)備有相應(yīng)的時(shí)鐘恢復(fù)功能。下圖是個(gè)對(duì)串行數(shù)據(jù)流進(jìn)行軟件時(shí)鐘恢復(fù)的例子。

真正意義的眼圖是以時(shí)鐘為基準(zhǔn)進(jìn)行疊加的：眼圖測(cè)量的根本目的是判斷該數(shù)據(jù)信號(hào)相對(duì)于其時(shí)鐘信號(hào)（可能是專(zhuān)門(mén)的時(shí)鐘通道也可能是內(nèi)嵌的時(shí)鐘信息）的建立/保持時(shí)間窗口、采樣時(shí)的信號(hào)幅度等參數(shù)滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求，所以眼圖測(cè)量一定是要以其參考時(shí)鐘為基準(zhǔn)進(jìn)行信號(hào)疊加才有意義。有時(shí)用數(shù)據(jù)信號(hào)自身的邊沿觸發(fā)進(jìn)行自然疊加也能形成類(lèi)似眼圖的形狀，但這不是真正意義上的眼圖。

眼圖位置的選擇：當(dāng)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行波形或者比特疊加后，形成的不只是一個(gè)眼圖，而是一個(gè)個(gè)連續(xù)的眼圖。如果疊加的波形或者比特?cái)?shù)量足夠，這些眼圖都是很相似的，因此可以對(duì)其中任何一個(gè)眼圖進(jìn)行測(cè)量。下圖顯示的是疊加形成的多個(gè)連續(xù)的眼圖，可以看到每個(gè)眼圖都是很相似的。通常情況下，為了測(cè)量的方便，一般會(huì)調(diào)整時(shí)基刻度使得屏幕上只顯示一個(gè)完整的眼圖。

另外要注意的一點(diǎn)是，在眼圖測(cè)量時(shí)被測(cè)件只有發(fā)出盡可能隨機(jī)的數(shù)據(jù)流才能形成真實(shí)的眼圖，如果數(shù)據(jù)流里的數(shù)據(jù)是長(zhǎng)0、長(zhǎng)1、時(shí)鐘碼型或者其它一些規(guī)則的碼型，有可能形不成眼圖或者形成的眼圖不全。下圖就是一個(gè)不完整的眼圖，數(shù)據(jù)流里面缺少了長(zhǎng)0的碼型。 什么是眼圖？它用在什么場(chǎng)合？反映了波形的什么信息？

對(duì)于通用的串行信號(hào)，時(shí)鐘是內(nèi)嵌的，這時(shí)需要儀器從串行信號(hào)中恢復(fù)時(shí)鐘，以恢復(fù)的 時(shí)鐘為基準(zhǔn)來(lái)形成眼圖，

眼圖分析與誤碼率分析有什么不同？

1、相對(duì)于誤碼率的測(cè)量，眼圖測(cè)量既迅速又容易。

2、眼圖能夠提供更深層次的診斷信息。

3、眼圖可以顯示數(shù)字信號(hào)的整體品質(zhì)。

4、能夠進(jìn)行子系統(tǒng)和組件的眼圖分析（BER測(cè)試是一個(gè)系統(tǒng)級(jí)的測(cè)試）。

眼圖如何反映信號(hào)的品質(zhì)或質(zhì)量呢？

（1）眼圖顯示被測(cè)信號(hào)的綜合特征：上升時(shí)間和下降時(shí)間；過(guò)沖；下沖和振鈴；占空比;抖動(dòng)和噪聲。

（2）眼圖張開(kāi)越大，表明對(duì)噪聲和抖動(dòng)的容許誤差越大：

（3）眼圖張開(kāi)越大，表明接收器判斷信號(hào)的準(zhǔn)確度越好；

（4）眼頂、眼底和轉(zhuǎn)換區(qū)域?qū)挶砻鹘邮掌髋袛嘈盘?hào)的準(zhǔn)確度變差; 抖動(dòng)大的眼圖的交點(diǎn)，直方圖是一個(gè)像素寬的交點(diǎn)塊投射到時(shí)間軸上的投影；西藏眼圖測(cè)量信號(hào)完整性測(cè)試

眼寬度（Eye Width）是水平兩個(gè)眼交叉點(diǎn)（Crossing Point）之間的水平距離，單位為秒。西藏眼圖測(cè)量信號(hào)完整性測(cè)試

分析實(shí)際眼圖，再結(jié)合理論，一個(gè)完整的眼圖應(yīng)該包含從“000”到“111”的所有狀態(tài)組，且每一個(gè)狀態(tài)組發(fā)生的次數(shù)要盡量一致，否則有些信息將無(wú)法呈現(xiàn)在屏幕上，八種狀態(tài)形成的眼圖

由上述的理論分析，結(jié)合示波器實(shí)際眼圖的生成原理，可以知道一般在示波器上觀(guān)測(cè)到的眼圖與理論分析得到的眼圖大致接近（無(wú)串?dāng)_等影響），

如下所示：如果這八種狀態(tài)組中缺失某種狀態(tài)，得到的眼圖會(huì)不完整，如下所示：

眼圖中通常顯示的是1.25UI的時(shí)間窗口，眼圖的形狀各種各樣，通過(guò)眼圖的形狀特點(diǎn)可以快速地判斷信號(hào)的質(zhì)量?？梢愿鶕?jù)眼圖的相關(guān)參數(shù)來(lái)判別眼圖的好壞，從而可以衡量系統(tǒng)的性能。眼圖相關(guān)的參數(shù)有很多，如眼高、眼寬、眼幅度、眼交叉比、“1”電平，“0”電平，消光比，Q因子，平均功率等，各個(gè)參數(shù)如下圖中所示： 西藏眼圖測(cè)量信號(hào)完整性測(cè)試

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