河北眼图测量

时间:2024年06月08日 来源:

眼图概念

数字信号的眼图包含丰富的信息,体现了数字信号的整体特征,能够很好地评估数字信 号的整体品质。

用眼图来分析串行信号是一种非常好的方法。有人误解眼图和模板,认为是串行信号物理层指标之一,其实不是。这是种非常好的方法, 不以至于很多规范都规定了模板,实际上这是必须的。

眼图是各种数据码型累计在一起的综合结果,

眼图的准确形成涉及参考时钟。对于源同步信号,可以以源同步时钟或从源同步时钟中 通过锁相环提取的时钟来形成眼图, 眼图模板 什么是模板(Mask)测试?河北眼图测量

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抖动,描述了信号的水平波动,即信号的某特定时刻相对于其理想时间位置上的短期偏离,

示波器观测到的抖动如下图所示。图中为抖动大的眼图的交点,其直方图是一个像素宽的交点块投射到时间轴上的投影。理想情况下应该为一个点,但由于码元的水平波动,导致其形成了一个区域。

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),其中确定性抖动(Deterministic Jitter)又可以分为周期性抖动(Periodic Jitter)、占空比失真(Duty Cycle Distortion)、码间干扰(Inter-Symbol Interference)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的主要特点是,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,而RJ称为不相关无界抖动。另外,抖动分布是RJ和DJ概率密度函数的卷积。 HDMI测试眼图测量系列眼图形成理论研究(关于眼图的原理、基础及测量);

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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)。

眼图高度(眼高)的定义

眼图高度即眼高,是测量眼图的垂直开口高度,测量使用启用色度余辉功能时创建的数据库,垂直直方图是由落入定义眼图的窗口内的波形数据构成的。可利用垂直直方图找到九p、外以,以及波顶电压与波底电压的标准偏差。

其中,为垂直直方图的波顶峰值的平均电压;/叩为垂直直方图的波顶峰值的标准偏差;■base为垂直直方图的波底峰值的平均电压;債防。为垂直直方图的波底峰值的标准偏差。

眼图宽度(眼宽)的定义

眼图宽度即眼宽,是测量眼图的水平开口大小,测量使用启用色度余辉功能时创建的数据库,水平直方图由落入/理和Lse定义的窗口内的波形数据创建。可以利用水平直方图找到眼图交叉点的平均时间值和标准偏差。应考虑到,噪声和抖动会使交叉点位置发生较大的变化及眼图闭合。 高速信号眼图测试中夹具影响的校准;

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而对于很多高速的串行总线信号来说,由于时钟信息嵌入在数据流里,所以需要测量设备有相应的时钟恢复功能(可能是硬件的也可能是软件的),能够先从数据流里提取出时钟,然后以这个时钟为基准对数据比特进行叠加才能形成眼图。因此,很多高速串行数字信号的眼图测试通常需要该示波器或测量设备有相应的时钟恢复功能。下图是个对串行数据流进行软件时钟恢复的例子。

真正意义的眼图是以时钟为基准进行叠加的:眼图测量的根本目的是判断该数据信号相对于其时钟信号(可能是专门的时钟通道也可能是内嵌的时钟信息)的建立/保持时间窗口、采样时的信号幅度等参数满足标准要求,所以眼图测量一定是要以其参考时钟为基准进行信号叠加才有意义。有时用数据信号自身的边沿触发进行自然叠加也能形成类似眼图的形状,但这不是真正意义上的眼图。 新的眼图生成方法解决了触发抖动问题;河北眼图测量

PCB设计中眼图到底有什么用?河北眼图测量

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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