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)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。 眼睛张开度与误码率的关系;北京自动化眼图测量
眼图能用来做什么?
眼图中包含了丰富的信息,通过眼图可以观察码间串扰和噪声的影响,了解数字信号整体的特征,从而评估系统优劣程度。因此,眼图分析是高速互连系统信号完整性分析的。工程师经常根据眼图对接收滤波器的特性加以调整,以减小码间串扰,改善系统的传输性能。
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。 北京自动化眼图测量眼图的定义与测量方法;
在系统器件的定时方面,数据通信和电信技术并不相同。在同步系统中,如SONET/SDH,系统器件同步到公共的系统时钟。在信号通过网络传送时,不同器件生成的抖动会通过网络传播,除非对器件中传送的抖动提出严格的要求,否则抖动可能会无限制地提高。在异步系统中,如千兆位以太网、PCI Express和光纤通道,器件定时由分布式时钟提供或从数据转换中重建的时钟中提供。在这种情况下,必须限制器件生成的抖动,但从一个器件转移到另一个器件上的抖动则不太重要。不管是哪种情况,底线是系统的工作性能如何,即误码率。
单个时点的抖动、正弦周期抖动IdealTransitionEdge:理想的转换边沿RJSmearedEdge:RJ模糊的边沿DJSmearedEdge:DJ模糊的边沿确定性抖动(DJ)包括占空比失真(DCD)、码间干扰(ISI)、正弦或周期抖动(PJ)和串扰。DCD源自时钟周期中的不对称性。ISI源自由于数据相关效应和色散导致的边沿响应变化。PJ源自周期来源的电磁捡拾,如电源馈通。串扰是由捡拾其它信号导致的。DJ的特色特点是,其峰到峰值具有上下限。DCD和ISI称为有界相关抖动;Pj和串扰称为不相关有界抖动;RJ称为不相关无界抖动。和随机抖动相结合,导致误码的实例眼图交叉比,是测量交叉点振幅与信号“1”及“0”位准之关系;
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)
眼图测量行程原理方法;北京自动化眼图测量
眼图分析的数字滤波选取方法分析;北京自动化眼图测量
眼图
在实际系统中,完全消除码间串扰是十分困难的,而码间串扰对误码率的影响目前尚无法找到数学上便于处理的统计规律,还不能进行准确计算。为了衡量基带传输系统的性能优劣,在实验室中,通常用示波器观察接收信号波形的方法来分析码间串扰和噪声对系统性能的影响,这就是眼图分析法。眼图是一系列数字信号在示波器上累积而显示的图形,它包含了丰富的信息,从眼图上可以观察出码间串扰和噪声的影响,体现了数字信号整体的特征,从而估计系统优劣程度,因而眼图分析是高速互连系统信号完整性分析的。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,改善系统的传输性能。 北京自动化眼图测量