抖動(dòng),描述了信號(hào)的水平波動(dòng),即信號(hào)的某特定時(shí)刻相對(duì)于其理想時(shí)間位置上的短期偏離,
示波器觀測(cè)到的抖動(dòng)如下圖所示。圖中為抖動(dòng)大的眼圖的交點(diǎn),其直方圖是一個(gè)像素寬的交點(diǎn)塊投射到時(shí)間軸上的投影。理想情況下應(yīng)該為一個(gè)點(diǎn),但由于碼元的水平波動(dòng),導(dǎo)致其形成了一個(gè)區(qū)域。
器件生成的固有抖動(dòng)稱為抖動(dòng)輸出。其主要來(lái)源可以分為兩個(gè):隨機(jī)抖動(dòng)(RJ)和確定性抖動(dòng)(DJ),其中確定性抖動(dòng)(Deterministic Jitter)又可以分為周期性抖動(dòng)(Periodic Jitter)、占空比失真(Duty Cycle Distortion)、碼間干擾(Inter-Symbol Interference)和串?dāng)_。DCD源自時(shí)鐘周期中的不對(duì)稱性。ISI源自由于數(shù)據(jù)相關(guān)效應(yīng)和色散導(dǎo)致的邊沿響應(yīng)變化。PJ源自周期來(lái)源的電磁撿拾,如電源饋通。串?dāng)_是由撿拾其它信號(hào)導(dǎo)致的。DJ的主要特點(diǎn)是,其峰到峰值具有上下限。DCD和ISI稱為有界相關(guān)抖動(dòng),Pj和串?dāng)_稱為不相關(guān)有界抖動(dòng),而RJ稱為不相關(guān)無(wú)界抖動(dòng)。另外,抖動(dòng)分布是RJ和DJ概率密度函數(shù)的卷積。 示波器眼圖是啥?怎樣形成示波器眼圖又如何分辨信號(hào)質(zhì)量?設(shè)備眼圖測(cè)量故障
一般而言,生成眼圖需要通過(guò)測(cè)量大量的數(shù)據(jù),然后再?gòu)钠渲谢謴?fù)得到。示波器測(cè)量眼圖中,經(jīng)過(guò)前期的數(shù)據(jù)采集,其內(nèi)存中可以獲得完整的數(shù)據(jù)記錄。然后,利用硬件或者軟件對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行恢復(fù)或提取得到同步時(shí)鐘信號(hào),用此時(shí)鐘信號(hào)與數(shù)據(jù)記錄中的數(shù)據(jù)同步到每個(gè)比特,通過(guò)觸發(fā)恢復(fù)的時(shí)鐘,把數(shù)據(jù)流中捕獲的多個(gè)1 UI(單位間隔,相當(dāng)于一個(gè)時(shí)鐘周期)的信號(hào)重疊起來(lái),也即將每個(gè)比特的數(shù)據(jù)波形重疊,得到眼圖。
從上面的形成原理圖中可以看出,通過(guò)用恢復(fù)的時(shí)鐘信號(hào)等間隔的觸發(fā)數(shù)據(jù)記錄中的信號(hào),將這些截取到的單位UI波形疊加在一起,就形成了眼圖 測(cè)量眼圖測(cè)量故障眼圖分析的數(shù)字濾波選取方法分析;
理論分析得到如下幾條結(jié)論,在實(shí)際應(yīng)用中要以此為參考,從眼圖中對(duì)系統(tǒng)性能作一論述:
(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)眼圖的橫軸位置應(yīng)對(duì)應(yīng)判決門限電平。
(5)在抽樣時(shí)刻,上下兩分支離門限近的一根線跡至門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。
眼圖高度(眼高)的定義
眼圖高度即眼高,是測(cè)量眼圖的垂直開(kāi)口高度,測(cè)量使用啟用色度余輝功能時(shí)創(chuàng)建的數(shù)據(jù)庫(kù),垂直直方圖是由落入定義眼圖的窗口內(nèi)的波形數(shù)據(jù)構(gòu)成的。可利用垂直直方圖找到九p、外以,以及波頂電壓與波底電壓的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
其中,為垂直直方圖的波頂峰值的平均電壓;/叩為垂直直方圖的波頂峰值的標(biāo)準(zhǔn)偏差;■base為垂直直方圖的波底峰值的平均電壓;債防。為垂直直方圖的波底峰值的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
眼圖寬度(眼寬)的定義
眼圖寬度即眼寬,是測(cè)量眼圖的水平開(kāi)口大小,測(cè)量使用啟用色度余輝功能時(shí)創(chuàng)建的數(shù)據(jù)庫(kù),水平直方圖由落入/理和Lse定義的窗口內(nèi)的波形數(shù)據(jù)創(chuàng)建。可以利用水平直方圖找到眼圖交叉點(diǎn)的平均時(shí)間值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。應(yīng)考慮到,噪聲和抖動(dòng)會(huì)使交叉點(diǎn)位置發(fā)生較大的變化及眼圖閉合。 什么是眼圖?它用在什么場(chǎng)合?反映了波形的什么信息?
眼圖
在實(shí)際系統(tǒng)中,完全消除碼間串?dāng)_是十分困難的,而碼間串?dāng)_對(duì)誤碼率的影響目前尚無(wú)法找到數(shù)學(xué)上便于處理的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,還不能進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算。為了衡量基帶傳輸系統(tǒng)的性能優(yōu)劣,在實(shí)驗(yàn)室中,通常用示波器觀察接收信號(hào)波形的方法來(lái)分析碼間串?dāng)_和噪聲對(duì)系統(tǒng)性能的影響,這就是眼圖分析法。眼圖是一系列數(shù)字信號(hào)在示波器上累積而顯示的圖形,它包含了豐富的信息,從眼圖上可以觀察出碼間串?dāng)_和噪聲的影響,體現(xiàn)了數(shù)字信號(hào)整體的特征,從而估計(jì)系統(tǒng)優(yōu)劣程度,因而眼圖分析是高速互連系統(tǒng)信號(hào)完整性分析的。另外也可以用此圖形對(duì)接收濾波器的特性加以調(diào)整,以減小碼間串?dāng)_,改善系統(tǒng)的傳輸性能。 眼圖上升時(shí)間和下降時(shí)間;測(cè)量眼圖測(cè)量故障
PCB設(shè)計(jì)中眼圖到底有什么用?設(shè)備眼圖測(cè)量故障
眼圖能用來(lái)做什么?
眼圖中包含了豐富的信息,通過(guò)眼圖可以觀察碼間串?dāng)_和噪聲的影響,了解數(shù)字信號(hào)整體的特征,從而評(píng)估系統(tǒng)優(yōu)劣程度。因此,眼圖分析是高速互連系統(tǒng)信號(hào)完整性分析的。工程師經(jīng)常根據(jù)眼圖對(duì)接收濾波器的特性加以調(diào)整,以減小碼間串?dāng)_,改善系統(tǒng)的傳輸性能。
眼圖的形成
對(duì)于數(shù)字信號(hào),其高電平與低電平的變化可以有多種序列組合。以3個(gè)bit為例,有000~111共8種組合。在時(shí)域上將足夠多的上述序列按某一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)齊,然后將其波形疊加起來(lái),就形成了眼圖。 設(shè)備眼圖測(cè)量故障
而對(duì)于很多高速的串行總線信號(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)(可能是專門的時(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...