很多工程師都知道高速信號(hào)需要測(cè)量眼圖。那眼圖代表著什么? 示波器眼圖怎么調(diào)出來(lái)？該如何分析眼圖的好與壞？以及從眼圖各種形狀上，我們能知道哪些信息呢？現(xiàn)代的眼圖分析軟件又有哪些新的功能？今天是德科技示給大家一 一解答關(guān)于眼圖測(cè)試的問(wèn)題并介紹眼圖模板和快速眼圖測(cè)試的方法，不要錯(cuò)過(guò)啦！

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首先我們先了解關(guān)于眼圖的基本知識(shí)

數(shù)字信號(hào)的眼圖中包含了豐富的信息，可以體現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的整體特征，能夠很好地評(píng)估數(shù)字信號(hào)的質(zhì)量，因而眼圖的分析是數(shù)字系統(tǒng)信號(hào)完整性分析的關(guān)鍵之一。

什么是眼圖？

眼圖（Eye Diagram）是用余輝方式累積疊加顯示采集到的串行信號(hào)的比特位的結(jié)果，疊加后的圖形形狀看起來(lái)和眼睛很像，故名眼圖。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。

問(wèn)題：為什么眼圖測(cè)試的必測(cè)參數(shù)之一是眼高？

上圖是一個(gè)典型的眼圖測(cè)試各指標(biāo)的示意圖。其中眼圖眼高定義如下：

EyeHeight=(PTopmean-3*PTopsigma)-PBasemean+3*PBasesigma)

PTopsigma即為眼圖波形頂部的噪聲標(biāo)準(zhǔn)偏差或均方根值，PBasesigma為眼圖波形底部的噪聲標(biāo)準(zhǔn)偏差或均方根值。由此可見(jiàn)，眼高最終結(jié)果與波形噪聲標(biāo)準(zhǔn)偏差有直接關(guān)系。

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串?dāng)_是什么意思？

串?dāng)_是一種失真，主要來(lái)自與數(shù)據(jù)碼型無(wú)關(guān)的幅度干擾。由于耦合效應(yīng)，一個(gè)干凈的信號(hào)（我 們稱為“受擾信號(hào)”）可能受到“干擾”信號(hào)的串?dāng)_影響。干擾信號(hào)會(huì)使得受擾信號(hào)發(fā)生變形，并讓受擾信號(hào)的眼圖閉合。工程師希望信號(hào)是串?dāng)_極小或完全沒(méi)有串?dāng)_的干凈信號(hào)，如此 才能獲得張開(kāi)的眼圖，并進(jìn)行準(zhǔn)確無(wú)誤的數(shù)據(jù)傳輸。如果受擾信號(hào)中存在串?dāng)_，那么這種干擾會(huì)導(dǎo)致眼圖閉合，從而使得設(shè)計(jì)裕量變得很小甚至測(cè)量結(jié)果錯(cuò)誤（見(jiàn)下圖 ）。串?dāng)_還會(huì)降低受擾信號(hào)的垂直幅度和水平抖動(dòng)性能，導(dǎo)致通信鏈路中的互操作性問(wèn)題愈發(fā)嚴(yán)重。

有串?dāng)_和沒(méi)有串?dāng)_的受擾信號(hào)眼圖。

有串?dāng)_和沒(méi)有串?dāng)_的受擾信號(hào)眼圖。串?dāng)_會(huì)導(dǎo)致眼圖閉合，從而降低設(shè)計(jì)裕量并可能造成設(shè)計(jì)的性能達(dá)不到技術(shù)指標(biāo)。

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眼圖的產(chǎn)生原理及作用

眼圖實(shí)際上就是數(shù)字信號(hào)的一系列不同二進(jìn)制碼按一定的規(guī)律在示波器屏幕上累積后的顯示，簡(jiǎn)單地說(shuō)，由于示波器具有余輝功能，只要將捕獲的所有波形按每三個(gè)比特分別地疊加累積，從而就形成了眼圖。

8 種比特跳變組合及其層疊形成的眼圖

眼圖是查看抖動(dòng)的最常用方式之一?？赡艿谋忍靥兘M合總共有 8 種（見(jiàn)下圖）。

眼圖使用顏色分級(jí)來(lái)顯示信號(hào)通過(guò)圖中不同區(qū)域的頻次高低，這提供了另一種查看時(shí)間間隔誤差 TIE 頻次的方法。通過(guò)眼圖測(cè)試的張開(kāi)度，您可以大致地查看有多少抖動(dòng)。眼圖張開(kāi)度越大，信號(hào)中的抖動(dòng)就越小。張開(kāi)度越小，抖動(dòng)就越多。

時(shí)間間隔誤差TIE (Time Interval Error)，表示時(shí)鐘的每個(gè)有效沿相對(duì)于理想位置的變化。

下圖中顯示了這樣的一個(gè)例子。直方圖中的著色區(qū)說(shuō)明這個(gè)眼圖有明顯的計(jì)時(shí)誤差，圖中還表現(xiàn)出誤差發(fā)生的大致頻次。是德科技的實(shí)時(shí)眼圖軟件可以在儀器上自動(dòng)生成這個(gè)眼圖，使您可以很容易地看到隨機(jī)抖動(dòng) RJ 和 確定性抖動(dòng)DJ（或 PJ）對(duì)您的器件有何影響。由于此 PDF 有兩個(gè)峰（雙峰），因此我們可以判斷，這個(gè)系統(tǒng)中同時(shí)存在 DJ 和 RJ。

什么是隨機(jī)抖動(dòng)（RJ）？

談到隨機(jī)抖動(dòng)（RJ）時(shí)，我們喜歡使用“發(fā)生抖動(dòng)”這一表述方式。隨機(jī)抖動(dòng)終究是不可避免的，但我們可以對(duì)它進(jìn)行表征。隨機(jī)抖動(dòng)呈現(xiàn)高斯分布（無(wú)界），它由三個(gè)原因共同造成。

首先，熱噪聲會(huì)引起隨機(jī)抖動(dòng)，可以描述為噪聲 = kTB，其中 k 是玻爾茲曼常數(shù)，T 是開(kāi)爾文溫度，B 是系統(tǒng)帶寬。

其次，散粒噪聲（或泊松噪聲）可導(dǎo)致 RJ。散粒噪聲是由電子和空穴的量化造成的固有噪聲，并且受到偏置電流的影響。

最后，“粉紅”噪聲會(huì)引起 RJ，它與頻率成反比（1/f）。所有系統(tǒng)將具有某種程度的隨機(jī)抖動(dòng)。

什么是確定性抖動(dòng)（DJ）？

確定性抖動(dòng)是非隨機(jī)的、有界的抖動(dòng)，它由設(shè)計(jì)中的次序出現(xiàn)引起。此外，確定性抖動(dòng)可以分成多個(gè)子分量，如：周期性抖動(dòng)（PJ）、數(shù)據(jù)相關(guān)抖動(dòng)（DDJ）、有界不相關(guān)抖動(dòng)（BUJ）。下圖所示為一個(gè)具有確定性抖動(dòng)的系統(tǒng)實(shí)例。與隨機(jī)抖動(dòng)不同的是，確定性抖動(dòng)的 PDF 通常有一個(gè)以上的峰。

圖中所示為一個(gè)具有確定性抖動(dòng)的系統(tǒng)實(shí)例。與隨機(jī)抖動(dòng)不同的是，確定性抖動(dòng)的 PDF 通常有一個(gè)以上的峰。

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