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时间:2024年06月16日 来源:

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

器件生成的固有抖动称为抖动输出。其主要来源可以分为两个:随机抖动(RJ)和确定性抖动(DJ)。可以把抖动看作从理想定时位置的、逻辑转换的定时变化,如图2中的直方图所示。这一分布显示了被不同抖动源模糊的理想定时位置。抖动分布是RJ和DJ概率密度函数的卷积。随机抖动源自各种随机流程,如热噪声和散粒噪声,其假设遵守高斯分布,如图3a所示。由于高斯分布的尾部扩展到无穷大,RJ的峰到峰值没有边界,而RJ的均方根则收敛到高斯分布的宽度上。 眼图交叉比,是测量交叉点振幅与信号“1”及“0”位准之关系;多端口矩阵测试眼图测量USB测试

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对于眼图的概念,有以下几点比较重要:

眼图是波形的叠加:眼图的测量方法不是对单一波形或特定比特位置的波形参数进行测量,而是把尽可能多的波形或比特叠加在一起,这样可以看到信号的统计分布情况。只有差的信号都满足我们对于信号的基本要求,才说明信号质量是可以接受的。波形需要以时钟为基准进行叠加:眼图是对多个波形或bit的叠加,但这个叠加不是任意的,通常要以时钟为基准。

对于很多并行总线来说,由于大部分都有专门的时钟传输通道,所以通常会以时钟通道为触发,对数据信号的波形进行叠加形成眼图,一般的示波器都具备这个功能。 多端口矩阵测试眼图测量USB测试眼图上升时间和下降时间;

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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。

(1)眼图张开的宽度决定了接收波形可以不受串扰影响而抽样再生的时间间隔。显然,比较好抽样时刻应选在眼睛张开比较大的时刻。

(2)眼图斜边的斜率,表示系统对定时抖动(或误差)的灵敏度,斜率越大,系统对定时抖动越敏感。

(3)眼图左(右)角阴影部分的水平宽度表示信号零点的变化范围,称为零点失真量,在许多接收设备中,定时信息是由信号零点位置来提取的,对于这种设备零点失真量很重要。

(4)在抽样时刻,阴影区的垂直宽度表示比较大信号失真量。

(5)在抽样时刻上、下两阴影区间隔的一半是小噪声容限,噪声瞬时值超过它就有可能发生错误判决。

(6)横轴对应判决门限电平。 Q因子可以综合反映眼图的质量,Q因子越高,眼图的质量就越好,信噪比就越高。

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眼图测试分析

波形参数测试是数字信号质量评估常用的测量方法,但是随着数字信号速率的提高,靠幅度、上升时间等的波形参数的测量方法越来越不适用了

一个5Gbps的信号来说,由于受到传输通道的损耗的影响,不同位置的信号的幅度、上升时间、脉冲宽度等都是不一样的。不同的操作人员在波形的不同位置测量得到的结果也是不一样的。

因此我们必须采用别的方法对于信号的质量进行评估,对于高速数字信号来说常用的就是眼图的测量方法

所谓眼图,实际上就是高速数字信号不同位置的数据比特按照时钟的间隔叠加在一起自然形成的一个统计分布图。

眼图的形成过程。我们可以看到,随着叠加的波形数量的增加,数字信号逐渐形成了一个个类似眼睛一样的形状,我们就把这种图形叫做眼图。


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BER图与眼图时间轴相同,两侧与眼图边沿相对应,样点位于中心。多端口矩阵测试眼图测量USB测试

眼图的形成

眼图中包含的信息

对于一幅真实的眼图,首先我们可以看出数字波形的平均上升时间(Rise Time)、下降时间(Fall Time)、上冲(Overshoot)、下冲(Undershoot)、门限电平(Threshold/Crossing Percent)等基本的电平变换的参数。

电平变换参数

信号不可能每次高低电平的电压值都保持完全一致,也不能保证每次高低电平的上升沿、下降沿都在同一时刻。由于多次信号的叠加,眼图的信号线变粗,出现模糊(Blur)的现象。所以眼图也反映了信号的噪声和抖动:在纵轴电压轴上,体现为电压的噪声(Voltage Noise);在横轴时间轴上,体现为时域的抖动(Jitter)。 多端口矩阵测试眼图测量USB测试

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